材料工程基礎(chǔ)

1、高硬度，高耐磨，低溫回火過(guò)共析 球化退火合金元素，淬透性(獲得馬氏體的能力)含碳量，淬硬性(獲得馬氏體最高硬度)20絡(luò)錳鈦模型鍛造，正火(細(xì)化晶粒，改善鍛造組織，調(diào)整硬度便于加工)滲碳(提高表面碳濃度，為獲得高硬度準(zhǔn)備)淬火(獲得馬氏體，高硬度高耐磨)低溫回火(表面得到高碳回火馬氏體，高硬度高耐磨，消除淬火應(yīng)力，降低脆性)45鋼模型鍛造完全退火(細(xì)化晶粒，改善鍛造組織，調(diào)整硬度便于加工)淬火(獲得馬氏體)高溫回火(獲得回火馬氏體，綜合機(jī)械性能強(qiáng)，降低脆性，消除應(yīng)力)T10、T12（高碳）模型鍛造球化退火(細(xì)化晶粒，改善鍛造組織，調(diào)整硬度便于加工)淬火(馬氏體)低溫回火(高碳回火馬氏體

2、，降低淬火應(yīng)力，降低脆性)回火馬氏體，殘余奧氏體，炭化物鎢18鉻4釩球化退火(細(xì)化晶粒，改善鍛造組織，調(diào)整硬度便于加工)淬火(油冷，保證得到馬氏體，降低淬火應(yīng)力)(馬氏體，殘余奧氏體(大量)，炭化物)回火三次(減少殘余奧氏體)回火馬氏體，殘余奧氏體，炭化物740水冷(1)鐵素體，馬氏體，殘余奧氏體840水冷(2)馬氏體，殘余奧氏體840爐冷(3)鐵素體，珠光體硬度213溫度高，晶粒粗大(粗晶組織)淬火溫度高于Accm，碳化物溶解多，Ms下降，殘余奧氏體增加，不利于高硬度高耐磨，淬火應(yīng)力大，開(kāi)裂嚴(yán)重，高溫氧化脫碳嚴(yán)重770780左右，未溶炭化物顆粒在晶界阻止晶粒長(zhǎng)大，起到細(xì)晶作用 鑄造性能差的合

3、金易產(chǎn)生縮孔、縮松、澆不到、冷隔、氣孔、裂紋等鑄造缺陷。根據(jù)金屬流動(dòng)方向和凸模運(yùn)動(dòng)方向的不同，擠壓可為正擠壓、反擠壓、復(fù)合擠壓、徑向擠壓四種。馬氏體相變的主要特點(diǎn)為馬氏體相變是無(wú)擴(kuò)散型相變，馬氏體相變的速度極快，馬氏體轉(zhuǎn)變發(fā)生在一定溫度范圍內(nèi)。通常將塑料物料、注射機(jī)、模具稱為塑料注射成型三要素，而將成型溫度、壓力、周期稱為三原則。泡沫塑料的發(fā)泡方法通常有物理發(fā)泡法、化學(xué)發(fā)泡法、機(jī)械發(fā)泡法三種。自由鍛的基本工序有鐓粗、拔長(zhǎng)、沖孔、擴(kuò)孔、彎曲、錯(cuò)移、扭轉(zhuǎn)、切斷。胚料加熱時(shí)，應(yīng)盡量提高始鍛溫度，但要避免過(guò)熱和過(guò)燒缺陷。等離子弧形成時(shí)受到熱收縮效應(yīng)、機(jī)械收縮效應(yīng)、電磁收縮效應(yīng)三個(gè)壓縮作用。傳統(tǒng)硅酸鹽陶

4、瓷主要使用天然礦物原料，而現(xiàn)代陶瓷主要使用化工原料。溶液反應(yīng)法制備多組元粉體步驟：各種金屬離子鹽水溶液制備、復(fù)鹽制備、固液分離（熱析、冷凝、霧干等）、煅燒。陶瓷燒結(jié)過(guò)程也是一個(gè)物質(zhì)傳遞過(guò)程，其傳遞方式有：蒸發(fā)和凝聚傳質(zhì)、擴(kuò)散傳質(zhì)、粘性和塑性傳質(zhì)、溶解-沉淀傳質(zhì)。利用火法冶金提取金屬或其他化合物時(shí)通常包括礦石儲(chǔ)備、冶煉和精煉三個(gè)基本過(guò)程。消除過(guò)共析鋼網(wǎng)狀二次滲碳體應(yīng)進(jìn)行正火處理；消除冷拉鋼絲的加工硬化應(yīng)進(jìn)行再結(jié)晶退火熱處理。常用的金屬壓力加工方法包括鍛造、沖壓、軋制、拉拔、擠壓。橡膠加工時(shí)所需的添加劑主要有硫化劑、硫化促進(jìn)劑、增強(qiáng)劑、填充劑、防老劑、潤(rùn)滑劑等。熱塑性塑料的成型方法主要有注射成型、

5、擠壓成型、壓延成型、吹塑成型、模壓成型等。合金鑄造時(shí)，從澆注溫度冷卻到常溫要經(jīng)歷液態(tài)收縮、凝固收縮和固態(tài)收縮。各種化學(xué)熱處理都是將工件加熱到一定溫度后，經(jīng)歷分解、吸收和擴(kuò)散三個(gè)基本過(guò)程。焊接變形的基本形式有收縮變形、角變形、彎曲變形、波浪變形、扭曲變形和錯(cuò)邊等。新型陶瓷技術(shù)有粉體、成型、燒結(jié)、后加工。玻璃的主要特征是各向同性，介穩(wěn)性，無(wú)固定熔點(diǎn)、性質(zhì)連續(xù)性及可逆性。我國(guó)的化工原料分六級(jí)，符號(hào)A.R為分析純。新型陶瓷配方所采用原料，按功能分為主要原料、添加劑和助溶劑三大類。玻璃成形方法有四種，即壓制、吹制、拉制、拉絲成纖。玻璃制備工藝的四大工序?yàn)榕浜狭系闹苽?、玻璃的融制、玻璃的成型和玻璃的退火與

6、淬火。不論是現(xiàn)代（新型）陶瓷、傳統(tǒng)硅酸鹽陶瓷其顯微組織結(jié)構(gòu)通常是由主晶相、玻璃相、氣相構(gòu)成的多晶多相聚合體。用各種工藝方法，控制一定的工藝參數(shù)，可以得到不同結(jié)構(gòu)的薄膜，如單晶薄膜、多晶薄膜、非晶態(tài)薄膜、亞微米級(jí)的超薄膜以及晶體取向外延薄膜等。玻璃成形方法有拉制、壓制、吹制和拉絲成纖四種。目前鋼化玻璃有兩種制造方法，一種是將玻璃進(jìn)行高溫淬火，另一種是表面離子交換的化學(xué)方法。常用的測(cè)量粉體比表面積方法有吸附法和氣體透過(guò)法。FRP工字型、方管、圓管等結(jié)構(gòu)型材通常用拉擠成型方法生產(chǎn)。機(jī)械行業(yè)中廣泛使用的含油軸承通常采用粉末冶金方法生產(chǎn)。下列焊接方法中只適宜于平焊的是埋弧焊。壓力鑄造生產(chǎn)的鑄件不能熱處理

7、，也不能在高溫下使用（氣孔）。用氧化鋁制作外徑50mm，內(nèi)徑30mm，長(zhǎng)度1000mm陶瓷管，最佳成型方法為擠壓。碳化硅陶瓷有多種燒結(jié)方法，其中反應(yīng)燒結(jié)制品尺寸精度高。電功能陶瓷在燒結(jié)后，為使功能顯現(xiàn)，通常采用上銀電極。鋼化玻璃制造過(guò)程，正確的順序?yàn)椋翰Ａб盒纬?玻璃液均化-玻璃液澄清-玻璃液冷卻-玻璃表面離子交換。Zr0.96Y0.04O2是稀土材料。納米材料制備技術(shù)方法很多，這些方法有時(shí)用英文縮寫(xiě)符號(hào)表示，SHS是代表自蔓延高溫合成技術(shù)，RTM樹(shù)脂傳遞模塑。電阻焊和滾焊必須用搭接。下列鑄造方法，使用無(wú)分型面鑄型的是熔模制造。生產(chǎn)工字鋼、角鋼等型材通常用的方法是軋制。硅酸鹽陶瓷形狀復(fù)雜制品，

8、用注漿成型方法最佳。氧化硅陶瓷用反應(yīng)燒結(jié)方法燒結(jié)，制品尺寸不變。玻璃制備過(guò)程分為以下幾個(gè)階段，正確順序?yàn)椋撼煞衷O(shè)計(jì)與配合料制備-玻璃熔制-玻璃成型-玻璃退火與淬火。在Al2O3陶瓷上打10mm的圓孔，采用激光+磨削方法?；瘜W(xué)鍍鎳后PTCR陶瓷元件表面全部被鎳所覆蓋，若要形成兩電極面，應(yīng)采用外圓磨削加工加工手段。為獲得透明AL2O3陶瓷，燒結(jié)氣氛是H2.用Sol-gel方法制備納米微粒，形成凝膠后都要經(jīng)熱處理，合理的熱處理制度制定依據(jù)通常采用DTA+TG。微波燒結(jié)方法使制品燒結(jié)溫度梯度最小。對(duì)外形復(fù)雜的ZrO2陶瓷零件表面精加工，應(yīng)采用超聲加工加工手段。陶瓷渦輪葉片最佳成型方法為注射透明氧化鋁陶

9、瓷燒結(jié)方法還原氣氛燒結(jié)計(jì)算題（表格，縱）原料（分子式）Pb3O4 La2O3 ZrO2 TiO2分子比（x）0.91×1/3 0.09×1/2 0.65 0.35分子量（M）685.57 325.82 123.22 79.90相對(duì)重量（xM=W）207.96 14.66 80.09 27.97重量（W/W×100）62.89 4.43 24.22 8.46結(jié)果 628.9g 44.3g 242.2g 84.6g簡(jiǎn)述煉鋼的基本過(guò)程煉鋼的基本過(guò)程包括：（1）多余碳和雜質(zhì)元素的氧化，（2）造渣脫磷和脫硫，（3）脫氧及合金化。從鐵-滲碳體相圖分析，什么成分合金具有較好的流

10、動(dòng)性？為什么？共晶成分合金具有較好的流動(dòng)性。因?yàn)楣簿С煞趾辖鸬慕Y(jié)晶是在恒高溫下進(jìn)行的，在液態(tài)金屬裝填過(guò)程中，由表向里呈逐層凝固，在這種情況下，已凝固的硬殼表面比較光滑，對(duì)液態(tài)合金的阻力小，其他成分合金（純金屬除外）的結(jié)晶是在一個(gè)溫度范圍內(nèi)進(jìn)行的，即經(jīng)過(guò)了液、固共存的兩相區(qū)。由于初生樹(shù)枝晶對(duì)液態(tài)合金流動(dòng)的阻礙，使其流動(dòng)性比共晶合金差。同時(shí)，共晶合金與其他成分合金相比凝固溫度最低，這樣在同樣的澆注溫度下，液態(tài)合金的過(guò)熱度最高，推遲了合金的凝固。什么是剛的淬透性、淬硬性和淬硬深度？其影響因素分別是什么？鋼的淬硬性：鋼在淬火時(shí)能獲得馬氏體的能力。鋼的淬硬性：淬火后形成的馬氏體組織所能達(dá)到的最高硬度淬硬

11、深度：通常將由工件表面測(cè)量至半馬氏體區(qū)（50馬氏體和50非馬氏體）的垂直距離作為淬硬深度。影響淬透性的因素：奧氏體化學(xué)成分，奧氏體化條件。影響淬硬性的因素：主要取決于馬氏體的含碳量。影響淬硬深度因素：鋼的淬透性，工件的形狀、尺寸、冷卻介質(zhì)的冷卻能力等外界因素。什么事復(fù)合材料纏繞成型？什么是復(fù)合材料模壓成型？將浸過(guò)樹(shù)脂膠液的連續(xù)纖維或布帶，按照一定規(guī)律吵擾到芯模上，然后固化脫模稱為增強(qiáng)塑料制品的工藝過(guò)程稱為纏繞成型；將定量的模塑料或顆粒狀樹(shù)脂與短纖維的混合物放入敞開(kāi)的金屬對(duì)模中，閉合后加熱使其熔化，并在壓力下充滿模腔、形成與模腔相同現(xiàn)狀的制品，再經(jīng)加熱使樹(shù)脂進(jìn)一步發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而固化，或冷卻使樹(shù)脂

12、硬化，脫模后得到復(fù)合材料制品的工藝過(guò)程為模壓成型。簡(jiǎn)述燒成與燒結(jié)的區(qū)別。燒成除了包括燒結(jié)過(guò)程外還包括其他物理化學(xué)反應(yīng)燒結(jié)僅指陶瓷致密化過(guò)程。包括均勻細(xì)致的晶粒尺寸，和低氣孔率。什么是玻璃的退火熱處理？為何要進(jìn)行？ 將玻璃加熱到退火點(diǎn)，緩慢冷卻到室溫。因?yàn)樘沾刹牧嫌筛邷乩鋮s時(shí)，表面和心部冷卻速率和熱收縮的差異，會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，及熱應(yīng)力，可以通過(guò)退火熱處理減小或消除。下圖為二塊低碳鋼冷軋鋼板，用手工電弧焊焊接成一整體，試一次標(biāo)出焊縫一側(cè)的焊接熱影響區(qū)內(nèi)各區(qū)域的名稱，并說(shuō)明各區(qū)域的組織和性能。焊縫-過(guò)熱-正火-部分相變-再結(jié)晶過(guò)熱區(qū)：過(guò)熱或粗晶組織，機(jī)械性能較差正火區(qū)：細(xì)晶區(qū)，機(jī)械性能優(yōu)于母材部分相變

13、區(qū)：由細(xì)晶珠光體、鐵素體和粗晶鐵素體組成，機(jī)械性能較母材差再結(jié)晶區(qū)：再結(jié)晶等軸細(xì)晶，機(jī)械性能提高。金屬的鍛造性能通常用什么指標(biāo)來(lái)衡量？影響鍛造性能的因素有哪些？浸塑的鍛造性能通常用金屬材料的塑性和變形抗力兩個(gè)因素來(lái)綜合衡量，塑性越好，變形抗力越小，可鍛性越好。金屬段造性的影響因素：1.金屬本質(zhì)的影響，即化學(xué)成分和組織結(jié)構(gòu)的影響，2.變形條件的影響，主要包括變形溫度的影響、變形速度的影響和變形方式的影響，潤(rùn)化條件和環(huán)境的影響。復(fù)合材料根據(jù)基體常分為哪幾種？如何解決金屬基復(fù)合材料的基體與纖維的化學(xué)不相容性？復(fù)合材料根據(jù)機(jī)體?？煞譃榫酆衔锘鶑?fù)合材料、金屬基復(fù)合材料和陶瓷基復(fù)合材料、解決途徑：對(duì)纖維進(jìn)

14、行表面處理，優(yōu)化工藝方法和工藝參數(shù)。試述粉末冶金制品的燒結(jié)機(jī)理，何謂固相燒結(jié)和液相燒結(jié)？粉末冶金燒結(jié)的機(jī)理是：粉末的表便能大，結(jié)構(gòu)缺陷多，出于活性狀態(tài)的原子也多，它們力圖將本身的能量降低。將壓肧加熱到高溫，為粉末原子所貯存的能量釋放創(chuàng)造了條件，由此引起粉末物質(zhì)的遷移，使粉末體的接觸面積增大，導(dǎo)致孔隙減少，密度增高，強(qiáng)度增加，形成了燒結(jié)。如果燒結(jié)發(fā)生在低于其組成成分熔點(diǎn)的溫度，則產(chǎn)生固相燒結(jié)。如果燒結(jié)發(fā)生在兩種組成成分熔點(diǎn)之間，則產(chǎn)生液相燒結(jié)。簡(jiǎn)述共析鋼奧氏體化過(guò)程奧氏體形核，核長(zhǎng)大，殘余滲碳體溶解，奧氏體均勻化畫(huà)出共析鋼的TTT圖？簡(jiǎn)述影響TTT圖的主要因素。主要因素（1）碳含量 亞共析鋼隨含

15、碳量的增加，C曲線右移，過(guò)共析鋼隨含碳量的增加，C曲線左移，出現(xiàn)先共析析出線，隨含碳量的增加，Ms下降；（2）合金元素 除Co外，溶于A中的合元增加，C曲線右移；（3）奧氏體化條件 隨著加熱溫度升高，保溫時(shí)間延長(zhǎng)，C曲線右移，Ms下降。列出三種使鋼表面獲得高硬度及耐磨性，而心部又有良好塑性與韌性的表面熱處理方法及相應(yīng)的三種材料類別。（1）低碳鋼進(jìn)行滲碳+淬火+低溫回火（2）氮化鋼進(jìn)行調(diào)制+氮化（3）中碳鋼進(jìn)行表面淬火+低溫回火平時(shí)使用的鋼鋸條一折就斷，而退貨后的鋼鋸條卻不容易折斷，是什么原因？退火后的鋼鋸條還能用嗎？為什么？因?yàn)槠綍r(shí)使用的鋼鋸條是經(jīng)過(guò)淬火+低溫回火處理，硬度高但脆性大，而退火后的剛鋸條硬度降低，脆性小，但硬度低了，不能再使用熔化焊、壓力焊和釬焊各是如何實(shí)現(xiàn)原子間結(jié)合而達(dá)到焊接目的的？熔化焊是將焊件的被鏈接處局部加熱至熔化狀態(tài)，形成共同的熔池，冷卻凝固后形成牢固的焊接接頭；壓力焊是在壓力作用下，在被焊的分離金屬結(jié)合面處產(chǎn)生塑性變形而使金屬連接成為