题目

金属铸造性能主要包括金属的流动性和收缩,简述金属流动性好坏的优缺点及其影响因素?答:流动性好的金属,容易得到形状复杂的薄壁铸件;流动性不好的金属,容易产生气孔、缩孔、冷隔和浇不足等缺陷。金属的流动性主要受下列因素的影响:(1)化学成分。不同化学成分的金属,由于结晶特点不同,流动性就不同。在常用铸造合金中,灰铸铁的流动性最好,铸钢的流动性最差。(2)浇注温度。提高浇注温度,可使金属液的粘度降低,流动性提高。(3)铸型条件和铸件结构。铸型中凡能增加金属液流动阻力和冷却速度的因素,均会降低金属流动性。5.切削加工中,刀具磨损的原因有哪些?答:(1) 硬质点磨损。硬质点磨损是由于工件基体组织中的碳化物、氮化物、氧化物等硬质点及积屑瘤碎片在刀具表面的刻划作用而引起的机械磨损。(2) 粘结磨损。在高温高压作用下,切屑与前刀面、已加工表面与后刀面之间的摩擦面上,产生塑性变形,当接触面达到原子间距离时,会产生粘结现象。硬质合金刀具在中速切削工件时主要发生粘结磨损。(3) 扩散磨损。切削过程中,由于高温、高压的作用,刀具材料与工件材料中某些化学元素可能互相扩散,使两者的化学成分发生变化,削弱刀具材料的性能,形成扩散磨损。(4) 化学磨损。在一定温度下,刀具材料与某些周围介质[1](如空气中的氧等)发生化学反应,生成硬度较低的化合物而被切屑带走,或因刀具材料被某种介质腐蚀,造成刀具的磨损。2.某机床变速齿轮,用45钢制造,要求表面有较高的耐磨性,硬度为52~57HRC,心部有良好的综合力学性能,硬度为220~250HBS。工艺路线为:下料→锻造→热处理1→粗加工→热处理2→精加工→热处理3→磨削。试确定工艺路线中的热处理方法及目的。解:热处理1:退火,目的是消除锻件内的内应力,改善切削加工性能。热处理2:正火或调质处理,目的是使齿轮心部有良好的综合力学性能,并为后序热处理(表面淬火)作准备。热处理3:表面淬火+低温回火[2];表面淬火是为了提高轮齿表面硬度,保证齿面的力学性能,低温回火是为了降低和消除淬火内应力,获得所需的使用性能。

金属铸造性能主要包括金属的流动性和收缩,简述金属流动性好坏的优缺点及其影响因素?答:流动性好的金属,容易得到形状复杂的薄壁铸件;流动性不好的金属,容易产生气孔、缩孔、冷隔和浇不足等缺陷。金属的流动性主要受下列因素的影响:(1)化学成分。不同化学成分的金属,由于结晶特点不同,流动性就不同。在常用铸造合金中,灰铸铁的流动性最好,铸钢的流动性最差。(2)浇注温度。提高浇注温度,可使金属液的粘度降低,流动性提高。(3)铸型条件和铸件结构。铸型中凡能增加金属液流动阻力和冷却速度的因素,均会降低金属流动性。5.切削加工中,刀具磨损的原因有哪些?答:(1) 硬质点磨损。硬质点磨损是由于工件基体组织中的碳化物、氮化物、氧化物等硬质点及积屑瘤碎片在刀具表面的刻划作用而引起的机械磨损。(2) 粘结磨损。在高温高压作用下,切屑与前刀面、已加工表面与后刀面之间的摩擦面上,产生塑性变形,当接触面达到原子间距离时,会产生粘结现象。硬质合金刀具在中速切削工件时主要发生粘结磨损。(3) 扩散磨损。切削过程中,由于高温、高压的作用,刀具材料与工件材料中某些化学元素可能互相扩散,使两者的化学成分发生变化,削弱刀具材料的性能,形成扩散磨损。(4) 化学磨损。在一定温度下,刀具材料与某些周围介质[1](如空气中的氧等)发生化学反应,生成硬度较低的化合物而被切屑带走,或因刀具材料被某种介质腐蚀,造成刀具的磨损。2.某机床变速齿轮,用45钢制造,要求表面有较高的耐磨性,硬度为52~57HRC,心部有良好的综合力学性能,硬度为220~250HBS。工艺路线为:下料→锻造→热处理1→粗加工→热处理2→精加工→热处理3→磨削。试确定工艺路线中的热处理方法及目的。解:热处理1:退火,目的是消除锻件内的内应力,改善切削加工性能。热处理2:正火或调质处理,目的是使齿轮心部有良好的综合力学性能,并为后序热处理(表面淬火)作准备。热处理3:表面淬火+低温回火[2];表面淬火是为了提高轮齿表面硬度,保证齿面的力学性能,低温回火是为了降低和消除淬火内应力,获得所需的使用性能。

题目解答

答案

简述金属的冷热加工的区别是什么?热加工对钢组织和性能的影响?答:金属冷热加工的区分:生产上,金属的塑性变形可在再结晶温度以下或以上进行,前者称为金属的冷加工,后者称为金属的热加工。很显然,金属的冷热加工不是以加热温度的高低来区分的。例如,锡的再结晶温度约为-7ºC,在室温对锡进行加工则属于热加工。热加工对钢组织和性能的影响:1)改善钢锭和钢坯的组织和性能,2)形成热加工流线。

解析

考查要点：本题主要考查对金属冷热加工基本概念的理解，以及热加工对金属材料组织和性能影响的掌握。
解题核心：

  1. 冷热加工的区分标准：明确冷加工和热加工的本质区别在于是否超过材料的再结晶温度，而非简单的加热温度高低。
  2. 热加工的影响：需从组织结构（如晶粒变化、流线形成）和力学性能（如强度、韧性、各向异性）两方面分析。
    关键点：
  • 冷加工导致加工硬化，热加工可通过再结晶软化组织。
  • 热加工形成的流线对零件性能有重要影响。

金属冷热加工的区别

  1. 定义依据：
    冷加工和热加工的划分标准是是否超过材料的再结晶温度，而非加热温度的绝对值。
    • 冷加工：在再结晶温度以下进行的塑性变形，如常温下的轧制、拉伸。
    • 热加工：在再结晶温度以上进行的塑性变形，如高温锻造、热轧。
  2. 典型特点：
    • 冷加工会导致加工硬化，强度升高、塑性下降。
    • 热加工可通过再结晶软化组织，改善加工性能。

热加工对钢组织和性能的影响

  1. 改善原始组织：
    • 热加工过程中，高温使金属发生动态再结晶，细化晶粒，消除铸造组织（如缩孔、偏析）。
  2. 形成热加工流线：
    • 塑性变形使金属内部的夹杂物、晶粒沿变形方向拉伸，形成流线。
    • 流线可提高零件沿流线方向的强度和塑性，但导致性能呈现各向异性（如横向性能较差）。
  3. 力学性能优化：
    • 热加工后，材料强度和韧性通常优于冷加工状态，适合制造承受复杂应力的零件。