工程材料与成形工艺概念定义原理规律小结

第一篇：工程材料与成形工艺概念定义原理规律小结

工程材料与成形技术基础概念定义原理规律小结

一、材料部分

材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力称为材料的强度。材料在外力作用下显现出的塑性变形能力称为材料的塑性。

拉伸过程中，载荷不增加而应变仍在增大的现象称为屈服。拉伸曲线上与此相对应的点应力σS，称为材料的屈服点。

拉伸曲线上D点的应力σb称为材料的抗拉强度，它表明了试样被拉断前所能承载的最大应力。

硬度是指材料抵抗其他硬物压入其表面的能力，它是衡量材料软硬程度的力学性能指标。一般情况下，材料的硬度越高，其耐磨性就越好。

韧性是指材料在塑性变形和断裂的全过程中吸收能量的能力，它是材料塑性和强度的综合表现。

材料在交变应力作用下发生的断裂现象称为疲劳断裂。疲劳断裂可以在低于材料的屈服强度的应力下发生，断裂前也无明显的塑性变形，而且经常是在没有任何先兆的情况下突然断裂，因此疲劳断裂的后果是十分严重的。

在晶体中，原子(或分子)按一定的几何规律作周期性地排列；晶体表现出各向异性；具有的凝固点或熔点。而在非晶体中，原子(或分子)是无规则地堆积在一起。常见的有体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格。体心立方晶格的致密度比面心立方晶格结构的小。

金属的结晶都要经历晶核的形成和晶核的长大两个过程。

由两种或两种以上的金属、或金属与非金属，经熔炼、烧结或其他方法组合而成并具有金属特性的物质称为合金；合金中具有同一化学成分且结构相同的均匀部分称为相。通过溶入溶质元素形成固溶体，使金属材料的变形抗力增大，强度、硬度升高的现象称为固溶强化，它是金属材料强化的重要途径之一。（马氏体型转变、合金化）

金属自液态经冷却转变为固态的过程是原子从排列不规则的液态转变为排列规则的晶态的过程，称为金属的结晶过程。金属从一种固态过渡为另一种固态的转变即相变，称为二次结晶或重结晶。

实验证明，在一般的情况下，晶粒长大对材料力学性能不利，使强度、塑性、韧性下降。晶粒越细，金属的强度、塑性和韧性就越好。因此，晶粒细化是提高金属力学性能的最重要途径之一。

相图：是表示合金在缓慢冷却的平衡状态下相或组织与温度、成分间关系的图形，又称为平衡相图或状态图。

二元合金系中两组元在液态和固态下均能无限互溶，并由液相结晶出单相固溶体的相图称为二元匀晶相图。

在一定温度下，由一定成分的液相同时结晶出成分一定的两个固相的过程称为共晶转变。合金系的两组元在液态下无限互溶，在固态下有限互溶，并在凝固过程中发生共晶转变的相图称为二元共晶相图。

在一定温度下，已结晶的一定成分的固相与剩余的一定成分的液相发生转变生成另一固相的过程称为包晶转变。两组元在液态下无限互溶，固态下有限互溶，并发生包晶转变的构成的相图，叫二元包晶相图。

在恒定的温度下，一个有特定成分的固相分解成另外两个与母相成分不相同的固相的转变称为共析转变，发生共析转变的相图称为共析相图。

铁碳相图：（要掌握）

铁素体-碳溶于α-Fe中的间隙固溶体，以符号F表示。体心立方晶格 奥氏体-碳溶于γ-Fe中的间隙固溶体，以符号A表示。面心立方晶格 渗碳体-是一种具有复杂晶格结构的间隙化合物，分子式为Fe3C。珠光体—是铁素体和渗碳体组成的两相机械混合物，常用符号P表示。莱氏体-是奥氏体和渗碳体组成的两相机械混合物，常用符号Ld表示。一般机械零件和建筑结构主要选用低碳钢和中碳钢制造。如果需要塑性、韧性好的材料，就应选用碳质量分数小于0．25％的低碳钢；若需要强度、塑性及韧性都好的材料，应选用碳质量分数为0.3％~0.55％的中碳钢；而一般弹簧应选用碳质量分数为0.6％~0.85％的钢。对于各种工具，主要选用高碳钢来制造，其中需要具有足够的硬度和一定的韧性的冲压工具，可选用碳质量分数为0.7％~0.9％的钢制造；需要具有很高硬度和耐磨性的切削工具和测量工具，一般可选用碳质量分数为1.0％~1.3％的钢制造。

钢在高温时为奥氏体组织，而奥氏体的强度低、塑性好，有利于塑性变形。因此，钢材的轧制或锻压，一般都是选择在奥氏体区的适当温度范围内进行。

钢在热处理时，首先要将工件加热，使之转变成奥氏体组织，这一过程也称为奥氏体化。奥氏体晶粒越细，其冷却产物的强度、塑性和韧性越好。

随着合金中碳质量分数的增加，合金的熔点越来越低，所以铸钢的熔化温度与浇注温度都要比铸铁高得多。

共晶成分的铁碳合金，不仅其结晶温度最低，其结晶温度范围亦最小(为零)。因此，共晶合金有良好的铸造性能。

热处理是将金属或合金在固态下经过加热、保温和冷却等三个步骤，以改变其整体或表面的组织，从而获得所需性能的一种工艺。C曲线（等温转变曲线，也称为“TTT”曲）表明了过冷奥氏体转变温度、转变时间和转变产物之间的关系。左边一条为转变开始线，右边一条为转变终了线。

1.珠光体型转变——高温转变(A1~550℃)：珠光体(P)、索氏体(S)和托氏体(T)。2.贝氏体型转变——中温转变(550℃~Ms)下贝氏体强度和硬度高(50—60HRC)，并且具有良好的塑性和韧度。

3.马氏体型转变——低温转变(Ms~Mf)马氏体是碳在α-Fe中的过饱和固溶体。产生很强的固溶强化效应，使马氏体具有很高的硬度。

在c曲线的下面还有两条水平线，上面一条为马氏体转变开始的温度线(以Ms表示)，下面一条为马氏体转变终了的温度线(以Mf表示)。

过冷奥氏体的连续冷却转变曲线(CCT曲线)Ps和Pf分别为过冷奥氏体转变为珠光体的开始线和终了线，两线之间为转变的过度区，KK'线为转变的终止线，当冷却到达此线时，过冷奥氏体便终止向珠光体的转变，一直冷到Ms点又开始发生马氏体转变。

v1相当于炉冷(退火)，转变产物为珠光体。v2和v3相当于以不同速度的空冷(正火)，转变产物为索氏体和托氏体。v4相当于油冷，转变产物为托氏体、马氏体和残余奥氏体。V5相当于水冷，转变产物为马氏体和残留奥氏体。

退火：将钢加热到一定温度并保温一定时间．然后随炉缓慢冷却的热处理工艺。降低硬度、改善切削加工性能，消除残余应力。

正火：将钢加热到Ac3(对于亚共析钢)或ACcm(对于过共析钢)点以上30-50℃，保温一定时间后，在空气中冷却，从而得到珠光体类组织的热处理工艺。提高钢的强度和硬度。

淬火：是以获得马氏体组织为目的的热处理工艺，最常用的淬火冷却介质是 水和油。提高钢的硬度和耐磨性；获得优异综合力学性能。

回火：将淬火钢重新加热到Ac1以下某一温度，经适当保温后冷却到室温的热处理工艺。

调质处理：淬火后再进行高温回火处理。调质处理得到的是回火索氏体组织，具有良好的综合力学性能。力学性能与正火相比，不仅强度高，而且塑性和韧性也较好。

冷处理：把淬冷至室温的钢继续冷却到-70—80℃(或更低温度)保持一段时间，使残余奥氏体转变为马氏体。

时效：将淬火后金属工件，置于室温或低温加热下保持适当时间以提高金属强度（和硬度）的热处理工艺。

表面淬火：将工件表面层淬硬到一定深度，而心部仍保持未淬火状态的一种局部淬火法。表面硬度高、耐磨性好，而心部韧性好。

化学热处理：将工件置于一定的介质中加热和保温，使介质中的活性原子渗人工件表层，改变其表面层的化学成分、组织和性能的热处理工艺。分为渗碳、氮化、碳氮共渗、渗硼、渗铝等。主要目的是提高工件的表面硬度、耐磨性以及疲劳强度，有时也用于提高零件的抗腐蚀性、抗氧化性。

可控气氛热处理：向炉内通人一种或几种一定成分的气体，通过对这些气体成分的控制，使工件在热处理过程中不发生氧化和脱碳。

形变热处理：将形变与相变结合在一起的一种热处理新工艺。能获得形变强化与相变强化的综合作，是一种既可以提高强度，又可以改善塑性和韧性的最有效的方法。

激光热处理：(1)激光加热表面淬火；(2)激光表面合金化。

气相沉积技术：利用气相中发生的物理、化学反应，生成的反应物在工件表 面形成一层具有特殊性能的金属或化合物的涂层。

钢的牌号：

普通碳素结构钢如Q235—A。

优质碳素结构钢：两位数字表示平均碳质量分数，单位为万分之一如钢号45。碳素工具钢： “T”后跟碳质量分数的千分之几如 “T8”。

铸钢 ZG270--500表示屈服强度为270MPa、抗拉强度为500MPa的铸钢。合金结构钢

该类钢的钢号由“数字+合金元素+数字”三部分组成。前两位数字表示钢中平均碳质量分数的万分之几；合金元素用化学元素符号表示，元素符号后面的数字表示该元素平均质量分数。当其平均质量分数<1.5％时，一般只标出元素符号而不标数字。

合金工具钢：编号前用一位数字表示平均碳质量分数的千分数，如9CrSi钢，表示平均碳质量分数为0.9％(当平均碳质量分数≥1%时，不标出其碳质量分数)，合金元素Cr、Si的平均质量分数都小于1.5％的合金工具钢。高速钢（高合金工具钢）的钢号中一般不标出碳质量分数，仅标出合金元素的平均质量分数的百分数，如W6Mo5Cr4V2。

滚动轴承钢

高碳铬轴承钢属于专用钢，该类钢在钢号前冠以“G”，其后为Cr+数字来表示，数字表示铬质量分数的千分之几。例如GCrl5钢，表示的平均质量分数铬为1.5％的滚动轴承钢。

特殊性能钢

特殊性能钢的碳质量分数也以千分之几表示。如“9Crl8"表示该钢平均碳质量分数为0.9％；1Cr18Ni9Ti表示该钢平均碳质量分数为0.１％左右，铬平均质量分数铬为1８％，镍平均质量分数铬为９％，钛平均质量分数铬为1％左右。但当钢的碳质量分数≤0.03％及≤0.08％时，钢号前应分别冠以00及0表示。如00Crl8Nil0，0Crl9Ni9等。合金元素在钢中的作用：1．强化铁素体--溶于铁素体，产生固溶强化作用；2．形成合金碳化物；3．阻碍奥氏体晶粒长大；

4、提高钢的淬透性；5．提高回火稳定性。

渗碳钢通常是指经渗碳、淬火、低温回火后使用的钢，碳在0.10％~0.25％之间。

调质钢一般指经过调质处理后使用的碳素结构钢和合金结构钢，碳0.27％~0.50％之间。

铸铁是碳质量分数大于2.11％的铁碳合金。主要由铁、碳、硅、锰、硫、磷以及其他微量元素组成。铸铁具有优良的铸造性、切削加上性、减摩性、吸震性和低的缺口敏感性，加之其熔炼铸造工艺简单，价格低廉，所以铸铁是机械制造业中最重要的材料之一。

铸铁力学性能标注部分为一组数据时表示其抗拉强度值；为两组数据时，第一组表示抗拉强度值，第二组表示伸长率值，两组数字之间用“—”隔开。

有色金属及其合金又称非铁材料，是指除铁、铬、锰之外的其他所有金属材料。

纯铝为面心立方晶格，无同素异构转变。纯铝不能热处理强化，冷加工是提高纯铝强度的唯一手段。

铝合金的强化：固态铝无同素异构转变，因此不能象钢一样借助于热处理相变强化。合金元素对铝的强化作用主要表现为固溶强化、时效强化和细化织织强化。

钛及其合金的主要特点是比强度高、耐腐蚀。钛具有同素异构转变，在882．5℃以下为密排六方晶格的α—Ti相，在该温度以上为体心立方晶格的β——Ti相。合金元素可提高钛的强度，也影响到钛的同素异晶转变温度。钛合 金的热处理方法有退火、淬火+时效和化学热处理等。

铜及其合金按其表面颜色，分为纯铜、黄铜、青铜和白铜，其中后三种为铜合金。

黄铜是以锌为主加元素的铜合金，只含锌黄铜称为普通黄铜。白铜是以镍为主加元素的铜合金；青铜是除锌和镍以外的其他元素作为主加元素的铜合金。

滑动轴承合金是用来制造滑动轴承中的轴瓦及内衬的合金，应具备以下基本性能：

(1)常温下具有足够的强度、硬度、冲击韧性和疲劳极限。(2)耐磨性好，与轴的摩擦系数小，热膨胀系数小，导热性能好．(3)有良好的磨合性和抗蚀性能。

轴承合金的组织特点应是在软基体上均匀分布着硬质点或硬基体上分布着软质点。

高分子材料是由相对分子质量104以上的（有机）化合物构成的材料。它是以聚合物为基本组分的材料，所以又称聚合物材料或高聚物材料。

线型和支链型聚合物加热能变软、而冷却能变硬的可逆的物理特性，称为“热塑性”。

网状结构的聚合物不易溶于溶剂，加热时不熔融，具有良好的耐热性和强度，但其弹性差、塑性低、脆性大，只能在形成网状结构之前进行一次成型，不能重复使用。这种性质称为“热固性”。

高聚物的一些力学性能，如抗拉强度，抗冲击强度、弹性模量、硬度等，都随分子量的增加而增加。

结晶度越高，分子链排列越紧密，分子间的作用力就越强，硬度、强度和弹 性模量增加，但伸长率相应地减小。

塑料制品是指以有机合成树脂为主要成分，添加多种起不同作用的添加剂，然后经过加热、加压而制成的产品。

工程塑料的成形(主要有注塑、挤压、吹塑、压延、浇注等方法)注塑成形

注塑机的工作原理与打针用的注射器相似，它是借助螺杆（或柱塞）的推力，将已塑化好的熔融状态（即粘流态）的塑料注射入闭合好的模腔内，经固化定型后取得制品的工艺过程。

合成纤维是由合成高分子为原料通过拉丝工艺而制成的。

橡胶的突出特点是在很宽的温度(-40~150℃)范围内具有高弹性，所以又称高弹体，它还有较好的抗撕裂、耐疲劳特性，在使用中经多次弯曲、拉伸、剪切和压缩不受损伤，并还具有不透水、不透气、耐酸碱和绝缘等性能。

胶粘剂(或粘合剂)指能把同种的或不同种的固体材料连接在一起的媒介物质。是采用合成高分子化合物作为主剂，配合各种固化剂、增塑剂、稀释剂、填料以及其他助剂等配制而成。

涂料属于一种特殊的液态物质，它可以涂覆到物体的表面上，固化后形成一层连续致密的保护膜或特殊功能膜。涂料一般由不挥发成分和稀释剂两大部分组成，涂料经涂覆后，稀释剂逐渐挥发，留下不挥发成分固化成膜。

陶瓷材料可定义为：经高温处理工艺所合成的无机非金属材料。

生产工艺包括：原料制备—坯料成形—烧结三大步骤。陶瓷材料具有高硬度、高耐磨性、耐腐蚀性、耐高温、绝缘性能及其他一些特殊的功能

复合材料是指由两种或两种以上异质、异形、异性的材料，以宏观或微观的方式复合形成的新型材料，它一般由基体组元和增强体或功能组元所组成。在工程上，复合材料主要是为了克服金属、高聚物及陶瓷等传统的单一材料的某 些不足，实现材料强度、韧性、质量以及稳定性等方面综合性能的全面改善和提高。如钢筋混凝土、玻璃钢。

结构复合材料是指用于结构零件的复合材料，一般是由高强度、高模量的增强体与强度低、韧性好、低模量的基体组成。

复合材料的性能：

1．高的比强度和比模量。2．抗疲劳性能和抗断裂性能良好。3．减摩与减振性能。4．高温性能优良。

二、成形技术部分

金属材料成型与工艺性--包括铸造、压力加工、焊接和机械加工等四种成形和加工方法。

铸造--是熔炼金属、制造铸型并将熔融金属流入铸型、凝固后获得一定形状和性能的铸件成形方法。

（将液态金属浇注到与零件形状相适应的铸型型腔中，待其冷却凝固，以获得毛坯或零件的生产方法。）

铸造的方法很多，目前应用最为普遍的是砂型铸造。其它铸造方法统称为特种铸造。常用的特种铸造方法有：熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造、离心铸造、陶瓷型铸造、连续铸造等。

铸造生产特点：适应性强, 成本低廉.不足之处：铸造组织的晶粒比较粗大，且内部常有缩孔、缩松、气孔、砂眼等铸造缺陷，因而铸件的机械性能一般不如锻件.合金的收缩：体收缩率是铸件产生缩孔或缩松的根本原因。

线收缩率是铸件产生应力、变形、裂纹的根本原因。液态合金在冷凝过程中，若其液态收缩和凝固收缩所缩减的容积得不到补充，则在铸件最后凝固的部位形成一些孔洞。大而集中的称为缩孔，细小而分散的称为缩松。

防止铸件变形的方法：

1）使铸件壁厚尽可能均匀；2）采用同时凝固的原则；3）采用反变形法。

铸件的裂纹与防止

1、热裂 热裂的形状特征是：裂纹短、缝隙宽、形状曲折、缝内呈氧化色。

2、热裂的防止：① 应尽量选择凝固温度范围小，热裂倾向小的合金。

② 应提高铸型和型芯的退让性，以减小机械应力。

③ 对于铸钢件和铸铁件，必须严格控制硫的含量，防止热脆性。

2、冷裂 冷裂的特征是：裂纹细小，呈连续直线状，缝内有金属光泽或轻微氧化色。

冷裂的防止： 1）使铸件壁厚尽可能均匀；

2）采用同时凝固的原则；

3）对于铸钢件和铸铁件，必须严格控制磷的含量，防止冷脆性。

金属型铸造--将液态金属浇入金属型，获得铸件的生产方法。

获得熔模铸造--在易熔模样表面包覆若干层耐火材料，待其硬化干燥后，将模样熔去制成中空型壳，经浇注而获得铸件的一种成形工艺方法。

低压铸造--是在0.2~0.7大气压的低压下将金属液注入型腔，并在压力下凝固 成形，以获得铸件的方法。

压力铸造--液态金属在高压作用下快速压入金属铸型中，并在压力下结晶，以获得铸件的成形工艺方法。

连铸--是将熔融的金属，不断浇入一种叫做结晶器的特殊金属型中，凝固（结壳）了的铸件连续不断地从结晶器的另一端拉出，以获得任意长或特定的长度的铸件。

冒口--是在铸型中设置的一个储存补缩用金属液的空腔。浇注系统--引导金属液进入铸型型腔的一系列通道的总称。

型芯--功用是形成铸件的内腔、孔洞和形状复杂阻碍起模部分的外形。

芯头的作用：1）定位作用；2）固定作用；3）排气作用。

分型面—是指铸件组元间的结合面，即分开铸型便于起模的结合面。分型面的选择

1.分型面应选在铸件的最大截面处。

2.应尽量使铸件的全部或大部置于同一砂箱，以保证铸件的尺寸精度。

3.应尽量减少分型面的数量，并尽可能选择平面分型。

4.为便于造型、下芯、合箱及检验铸件壁厚，应尽量使型腔及主要型芯位于下箱。

铸件结构设计

一、铸件壁厚的设计合理设计铸件壁厚--在砂型铸造条件下，临界壁厚≈3×最小壁厚

在最小壁厚和临界壁厚之间就是适宜的铸件壁厚。．铸件壁厚应均匀、避免厚大截面

二、铸件壁的连接

．铸件的结构圆角；．避免锐角连接 3 ．厚壁与薄壁间的联接要逐步过渡；4 ．减缓筋、辐收缩的阻碍。

三、铸件外形的设计．避免外部侧凹、凸起；2 ．分型面应尽量为平直面； ．凸台、筋条的设计应便于起模。

四、铸件内腔的设计 ．应尽量减少型芯的数量，避免不必要的型芯。2 ．便于型芯的固定、排气和清理。

压力加工:是在外力作用下，使金属坯料产生塑性变形，从而获得具有一定形状、尺寸和机械性能的原材料、毛坯或零件的加工方法。

工业生产中所用不同截面的型材、板材、线材等原材料大多是经过轧制、挤压、拉拔等方法生产的；而各种机器零件的毛坯或成品，如轴、齿轮、连杆、汽车大梁、油箱等多数是采用自由锻、模锻和冲压方法生产出来的。

金属的可锻性--是金属材料在压力加工时成形的难易程度。用金属材料的塑性和变形抗力来衡量，塑性愈大，变形抗力愈小，金属材料的可塑性愈好。.可锻性的衡量指标

1）塑性：材料的塑性越好，其可锻性越好。2）变形抗力：材料的变形抗力越小，其可锻性越好。.影响可锻性的因素

1）金属的本质 ①化学成分：Me越低，材料的可锻性越好。

②组织状态：纯金属和固溶体具有良好的可锻性。

2）变形条件

①变形温度：T温越高，材料的可锻性越好。

②变形速度：V变越小，材料的可锻性越好。

③应力状态：三向压应力 — 塑性最好、变形抗力最大。

三向拉应力 — 塑性最差、变形抗力最大。

生产中常以改变变形条件(变形温度, 变形速度, 应力状态)做为手段，来提高金属材料的可锻性，以利于金属坯料的压力加工成形。

力学性能高1）组织致密；2）晶粒细化；3）压合铸造缺陷；4）使纤维组织合理分布。

金属材料的冷加工硬化现象就是在加工过程中，金属内部位错密度增大而引起的金属材料硬化。

金属在塑性变形过程中，钢的组织和性能都会发生变化。其中最重要的是加工硬化。加工硬化也称形变强化或冷作硬化。它是金属在塑性变形过程中，随着亚晶粒的增多和位错密度的增加，位错间的交互作用增强，位错滑移发生困难，使金属塑性变形的抗力增大，其强度和硬度显著升高，塑性和韧性下降。

金属的加工硬化现象是工业生产中用以提高金属强度、硬度和耐磨性的重要手段之一。

冷变形金属若要在消除残余内应力的同时仍保持冷变形强化状态的话，就可以采取回复处理，进行一次250~300'C的低温退火。

当冷变形金属加热温度高于回复阶段温度后，原子的扩散能力进一步增强，塑性变形时被破碎、拉长的晶粒全部被转变成均匀细小的等轴晶粒，位错密度降低，内应力完全消除，使冷变形造成的加工硬化消失，金属的性能又恢复到金属变形前的性能。这个过程称为“再结晶”或再结晶退火。再结晶不发生相变。

各种纯金属的最低再结晶温度与其熔点之间存在如下关系：T再=(0.35~0.40)T熔

金属在再结晶温度以下的塑性变形称为冷加工；金属在再结晶温度以上的塑 性变形称为热加工。

自由锻:将金属坯料放在上、下砥铁之间，施以冲击力和静压力，使其产生变形的加工方法.模锻:将金属坯料放在具有一定形状的锻模模膛内，施以冲击力或静压力而使金属坯料产生变形的加工方法.轧制:金属坯料在一对回转轧辊的孔隙(或孔型)中，靠摩擦力的作用．连续进入轧辊而产生变形的加工方法。

挤压:将金属坯料放入挤压筒内，用强大的压力使坯料从模孔中挤出而变形的加工方法称为。

拉拔:将金属坯料拉过拉拔模的模孔而变形的加工方法。板料冲压:利用冲模使板料产生分离或变形的加工方法.冲裁--使坯料沿封闭轮廓分离的工序。（落料-冲下的为工件，以凹模为设计基准。冲孔-冲下的为废料，以凸模为设计基准）。拉深--使坯料在凸模的作用下压入凹模，获得空心体零件的冲压工序。

压力加工方法的主要优点在于通过金属材料的塑性变形改善金属的内部组织。金属材料经过塑性变形后，能压合铸坯的内部缺陷(如微裂纹、缩松、气孔等)，使其组织致密，通过再结晶可使晶粒细化，提高金属的机械性能，从而在保证机械零件强度和韧性的前提下，减少零件的截面尺寸和重量，节省金属材料和加工工时。

压力加工方法的不足之处，是压力加工只适用于加工塑性金属材料，对于脆性材料如铸铁、青铜等则无能为力；而且不适于加工形状太复杂的零件。

自由锻件结构工艺性

1.避免斜面和锥度，2.避免曲面相交，3.避免加强筋和凸台，4.采用组合 工艺。

金属焊接是借助原子间的结合，使分离的两部分金属形成不可拆卸的连接的工艺方法。

焊接过程中必须采用加热、加压或同时加热又加压等手段．促进金属原子接触、扩散、结晶，以达到焊接的目的。

金属焊接按其过程特点可分为三大类。

1．熔焊：将工件需要焊接的部位加热至熔化状态，一般须填充金属并形成共同的熔池，待冷却凝固后，使分离工件连接成整体的焊接工艺称为熔焊。有电弧焊（手工电弧焊、埋弧自动焊、气体保护焊）、电渣焊、电子束焊、激光焊、等离子弧焊等。

2．压焊：在压力(或同时加热)作用下，被焊的分离金属结合面处产生塑性变形(有的伴随有熔化结晶过程)而使金属连接成整体的工艺称为压焊。有电阻焊、摩擦焊、冷压焊、超声波焊、爆炸焊、高频焊、扩散焊等。

3．钎焊：熔点低于被焊金属的钎料熔化后，填充到被焊金属结合面的空隙之中，钎料凝固而将两部分金属连接成整体的焊接工艺称为钎焊。有软钎焊、硬钎焊（钎料的熔点在450 ℃以上）。

焊接技术的优点：一是相同结构．采用焊接工艺与铆接相比，可以节省金属材料、节省制造工时，接头密封性好。以焊代铆，不钻孔，不用辅助材料，节省划线、钻孔等工序。二是对某些结构可以来用铸焊或锻焊联合结构，取代整铸或整锻结构，从而做到以小拼大，以简拼繁，它不仅节省金属材料，还简化了坯料准备工艺，从而降低了制造成本。三是便于制造双金属结构，如切削刀具的切削部分(刀片)与夹固部分(刀柄与刀体)可用不同材料制造后焊接成整体。也可用此法制造电气工程中使用的过渡接头(如铝和铜)等。重量轻、加工装配简单。焊接应力变形大，接头易产生裂纹、夹渣、气孔等缺陷。焊接接头金属组织与性能

1.焊接热循环

2.焊接接头金属组织与性能的变化

1）焊缝区

熔池金属冷却结晶所形成的铸态组织。2）焊接热影响区

焊缝两侧的母材，由于焊接热的作用，其组织和性能发生变化的区域。① 熔合区：是焊缝和母材金属 的交界区。（0.1-1mm）加热温度：T液~T固 强度、塑性、韧性极差，是裂纹和局部脆断的发源地。

② 过热区：在热影响区内具有过热组织或晶粒显著粗大的区域。（1-3mm）加热温度：T固~1100 ℃

塑性和韧性很低，是裂纹的发源地。③ 正火区：在热影响区内相当于受到正火处理的区域。（1.2-4mm）加热温度：1100 ℃~AC

3；

力学性能优于母材。④ 部分相变区：在热影响区内发生部分相变的区域。

加热温度：AC3~AC1；力学性能较母材稍差。力学性能最差的区域：熔合区和过热区。

3）减小和消除焊接热影响区的方法：

① 小电流、快速焊接；② 采用先进的焊接方法；③ 焊前预热、焊后热处理（正火）。

碳钢的焊接

1.低碳钢的焊接

C<0.25%；CE <0.4%；焊接性良好。

2.中碳钢的焊接

C<0.25~0.60%；CE <0.4%

CE =0.4%~0.60% 焊接性由良好

较差。问题：焊缝区易产生热裂纹；热影响区易产生冷裂纹。

措施：焊前预热（150~250 ℃），焊后缓冷。选用低氢型焊条。焊件开坡口，且采用细焊条、小电流、多层焊。

3.高碳钢的焊接

C>0.60%；CE >0.60%；焊接性差。

问题：焊缝区易产生热裂纹；热影响区易产生冷裂纹。

措施：焊前预热（250~350 ℃），焊后缓冷。选用低氢型焊条。焊件开坡口，且采用细焊条、小电流、多层焊。避免选用高碳钢作为焊接结构件。

金属材料的焊接性

1.金属材料的焊接性

指被焊金属采用一定的焊接方法、焊接材料、工艺参数及结构形式条件下，获得优质焊接接头的难易程度。

焊接接头产生工艺缺陷的倾向。

① 工艺焊接性：

尤其指出现各种裂纹的可能性。

焊接性

2.影响焊接性的因素

1）焊接方法；2）焊接材料；3）焊件化学成分；4）工艺参数。3.焊接性的评定方法--碳当量估算法

C— 影响最显著—

基本元素

其它元素— 折合成碳的相当含量对焊接性的影响

CE = C+Mn/6+Cr+Mo+V/5+Ni+Cu/15 CE<0.4%—具有良好的焊接性；CE=0.4%~0.6%—焊接性较差；CE>0.6%—焊接性差。② 使用焊接性：

包括力学性能及其它特殊性能

焊接接头在使用中的可靠性。

三、材料与成形工艺选择部分 机械零件的失效形式

每种机械零件都具有一定的功能，比如承受载荷、传递力或能量等，如果丧失其所规定的功能即发生了失效。

主要有三类：

(1)过量变形失效-是指零件在工作过程中受力产生的变形量超过了允许值，从而使机器设备无法正常工作或虽能正常工作但达不到预期的效果的现象。

(2)断裂失效-零件在工作的过程中发生断裂的现象称断裂失效。(3)表面损伤失效-主要是指零件表面的磨损、接触疲劳和腐蚀。

材料表面处理主要分两类：表面强化和表面防护。

常用的工艺方法有：表面热处理、气相沉积、热喷涂、堆焊、氧化磷化处理、电镀化学镀、涂装等。

预处理-一般包括除油、除锈、粗化、活化和抛光。

除油--目的是去除材料表面的油脂和污物，常用碱性除油工艺。

除锈--目的是去除金属材料表面的氧化物，从而显露出清净金属表面。常用方法有化学法（如酸洗）和机械法（如打磨、切削和喷砂）。

常用表面强化性处理方法

1、热喷涂—将喷涂材料加热熔化，以高速气流雾化成极细颗粒，并以一定速度喷射到事先准备好的工件表面上，形成涂层。

2、堆焊和喷焊

堆焊：将合金丝或焊条熔化堆结在工件表面形成冶金结合层的方法。

喷焊：是对经预热的自溶性合金粉末涂层再加热至1000～1300℃，颗粒熔化生成涂层，使颗粒间和基体表面达到良好结合的方法。

3、电火花表面强化技术 是通过火花放电的作用，把作为电极的导电材料熔渗进金属工件的表层，形成合金化的表面强化层，使工件的物理化学和机械性能得到改善的工艺．

4、气相沉积 是利用气相中发生的物理、化学反应，生成的反应物在工件表面形成一层具有特殊性能的金属或化合物的涂层。

常用表面防护性处理方法

钢铁的氧化处理:将钢铁零件浸在浓碱溶液中煮沸，在金属表面生成稳定的四氧化三铁(Fe3O4)的过程。因四氧化三铁氧化膜呈蓝黑色，所以又称其为“发蓝”。发蓝是提高黑色金属防护能力的一种简便而又经济的方法。

钢铁的磷化处理:是将零件浸入磷酸盐溶液中化学处理，在金属表面生成难溶于水的磷酸盐膜的过程。简称“磷化”。磷化也是金属氧化方法之一，因此磷酸盐膜也是一种化学转化膜。磷化是钢铁表面防护的常用方法之一，应用愈来愈广泛。有色金属如锌、铝、铜、锡等都可以进行磷化处理。

铝及铝合金零件在电解液中进行电化学氧化，其工艺象电镀的逆过程，因零件作为阳极，故也称铝阳极氧化。

铝及铝合金的化学氧化是不用外来电流而仅把工件置入适当溶液中，使其表面生成人工氧化膜。一般是将铝件浸在含有碱溶液和碱金属的铬酸盐溶液中，铝和溶液互相作用。很快便生成Al2O3和Al(OH)3的薄膜.铝及铝合金氧化膜的着色铝及铝合金经氧化处理后，得到新鲜的氧化膜层，它具有多孔性、吸附能力强，容易染上各种颜色，具有良好的装饰效果。

镀层装饰技术能在制品表面形成具有金属特性的镀层，这是一种较典型的表面装饰技术。金属镀层不仅能提高制品的耐蚀性和耐磨性，而且能够增强制品 20 表面的色彩、光泽和肌理的装饰效果，因此能保护和美化表面，由于有优异的镀层，常常使制品的品位和档次得到提高。

按镀层的表面状态可分成镜面镀层和粗面镀层两类。按镀层装饰技术可分为电镀、化学镀、真空蒸发沉积镀、气相镀等。镀层装饰的金属有Cu、Ni、Cr、Fe、Zn、Sn、Al、Pb、Au、Ag、Pt及其合金。

电镀-是将金属工件浸入要镀金属盐溶液中并作为阴极，通以直流电，在直流电场作用下，金属盐溶液中的阳离子在工件表面上沉积形成电镀层。

化学镀是一种在无外加电流的情况下,利用还原剂在具有催化活性的表面进行氧化还原反应而沉积出镀层的方法。溶液中一般含有主盐，提供形成镀层的主要成分；还原剂，还原主盐中的离子；络合剂，拓宽镀液工作的pH值范围,提高沉积速度,改善镀层光洁致密性,防止镀液中沉淀的析出,增加其稳定性并延长使用寿命；稳定剂，抑制镀液自发分解；和缓冲剂。

涂料及其涂装工艺 涂料旧称油漆。准确的名称应为“有机涂料”，简称涂料。

所谓涂料就是涂敷在物体表面，经过物理变化、化学变化、能够形成具有一定附着力和机械强度的薄膜，起着装饰、保护及其他作用的液体或粉末状的有机高分子胶体混合物的总称。所形成的薄膜称为涂膜或漆膜。

涂料的性质即色彩、光泽、涂膜的硬度、附着性、耐蚀性、耐候性等。涂料的作用: 对于工业产品来说，涂料具有保护作用、装饰作用、特殊作用三大功能。

1．保护作用:涂料在产品表面所形成的一层硬薄膜能够将物质与空气、水分、阳光、微生物以及其它腐蚀介质隔离开，既可防止产品表面化学性锈蚀或腐朽变质，起到一种屏蔽作用，又可避免产品表面直接受到机械外力的摩擦和冲击 碰撞而损坏，起到一定的机械保护作用。

2．装饰作用:涂料的装饰作用主要是通过色彩、光泽、纹理三个方面实现的。

3．特殊作用:在一些特定的场合涂料具有其特殊的作用。如电器的绝缘往往借助于绝缘漆；为了防止海洋微生物的粘附，保护船底的光滑平整，使用船底防污漆；高温条件下的超温报警可用示温涂料；在战场上为了伪装武器设备，则用伪装涂料；其它诸如导电涂料、防红外线涂料、反雷达涂料等的功能，均属涂料的特殊作用。

材料与成形工艺的选择

一般可遵循四条基本原则：使用性能足够、工艺性能良好、经济性合理和环保性原则。

根据使用性能选材：根据工作条件、失效(丧失正常工作能力)形式，提出对使用性能的要求，作为选材的主要依据,保证产品内在质量。金属制品的失效形式有变形、断裂和表面损伤三种基本类型。

根据工艺性能选材：满足零件工艺性能的要求，提高加工成品率； 铸造性能：金属构件中，承载不大，受力简单而结构复杂，尤其有复杂内腔结构的，选择铸造成型。锻造性能：承载较大、受力复杂的构件进行锻造成型。

焊接性能 ：一般体积较大，要求气密性好，能承受一定的压力，如容器、输送管道、蒸汽锅炉等产品及工程结构，采用焊接成形。

切削加工: 材料的切削加工性能是指材料进行切削加工时的难易程度。评价材料的切削加工性能可以从切削后工件的表面粗糙度、切削速度、断屑能力及刀具磨损等方面加以考虑。金属的硬度对其切削加工性能有较大的影响。经验 22 证明，当材料硬度处于170—230HBS时切削加工性能最好。硬度低时切削速度低，断屑能力差；硬度高时，对刀具的磨损较严重。

热处理工艺性: 对大多数金属材料来说，热处理是保证材料达到最终使用性能要求的重要工艺手段。如果材料的热处理工艺性能不好，容易产生严重的变形与开裂，使所有的前期加工报废，造成极大的浪费与损失。热处理工艺性包括淬硬性、淬透性、变形开裂倾向、回火稳定性、回火脆性等，对于要求截面力学性能均匀的零件，通常考虑淬透性更多一些。一般含Mn、Cr、Ni、B等合金元素的合金钢淬透性比较好，可以用在一些尺寸较大的重要零件上。碳钢的淬透性较差，只适合制作尺寸较小，形状简单、强韧性要求不高的零件。热处理时的变形与开裂是一个比较复杂的问题。除了与热处理工艺有关外，也应从零件的结构设计方面加以考虑，比如零件上应避免尖角或截面突变，应采用封闭、对称式结构等。

选材的经济性原则：满足使用性能和工艺性能要求的条件下，符合造型要求，避稀贵就价廉、避远就近、尽量采用标准化、系列化材料,降低成本，获得大的经济效益。

环保性原则 以无毒无害材料代替有毒有害材料；尽可能循环重复利用，废弃物综合利用；减少材料成形过程及废物对环境的污染。

合理选择毛坯

在机器制造业中常用的毛坯有铸件、锻件、焊接件、各种轧制型材件及粉末坯件。

在满足使用性能要求的前提下，选择零件毛坯的形式时主要考虑零件的外形尺寸特点、加工工艺性及生产批量等方面，使其易于加工效率高、材料与能源消耗少，总的加工成本低等。一般形状复杂的零件，如箱体等，常用铸件毛坯；

外形相对简单的零件则制成锻件；单件或小批量生产时，采用自由锻件毛坯可以缩短生产周期、节省模具费用；而大批量生产时，多采用模锻件或精密铸件毛坯以减少机械加工工时，提高生产效率。

焊接件常用于要求尺寸大、质量小、刚性大的零件。

材料与成形工艺选择的具体方法和依据

1、依据零件的结构特征选择

轴类--采用锻造成形，中碳钢（如45）或中碳合金钢（如40Cr）。

盘类（齿轮）--中碳钢锻造或铸造，小齿轮可用圆钢或冲压或挤压。

箱体类—铸件。

支架类—小批量用焊接。

3、依据生产批量选择

单件小批量—铸造手工砂型；锻件自由锻或胎膜锻；焊接件手工或半自动；薄板用钣金、钳工。

大批量—分别采用机器造型、模锻、埋弧自动焊及板料冲压。各种批量的工艺方法见表13-4。

3、依据最大经济性选择-多方案比较。

4、依据力学性能要求选择 1）以综合力学性能为主的选材

一般轴类、连杆、重要螺栓和低速轻载齿轮承受循环载荷与冲击载荷，失效主要是过量变形和断裂，需要较高的强度和疲劳极限与良好的塑性和韧性。

一般零件选调质或正火的中碳钢；淬火并低温回火的低碳钢；正火或等温淬火状态的球墨铸铁。

重要零件选合金调质钢或经控制锻造的合金非调质钢或超高强钢。2）以抗磨损性能为主的选材—磨损为主要失效形式

受力较小、不受大的冲击或振动，摩擦剧烈的零件-如钻套顶尖冷冲模切削刀具等，主要要求高硬度。一般选淬火低温回火的高碳钢或高碳合金钢；铸件可用耐磨铸铁。

同时受磨损与交变应力或冲击载荷的零件—要求较高的耐磨性及较高的强度塑性和韧性，即表硬里韧。优先满足心部强韧性，再用表面硬化方法满足耐磨性。如机床齿轮、凸轮轴，选用中碳钢或中碳合金钢，正火或调质后表面淬火或渗氮。有较高冲击的汽车变速齿轮可选低碳钢或低碳合金钢，渗碳淬火及低温回火。

3）以抗疲劳为主的选材—发动机轴、滚动轴承、弹簧

可选用:低碳钢或低碳合金钢淬火及低温回火;中碳钢或中碳合金钢调质或淬火及中温回火，超高强钢等温淬火及低温回火，提高抗疲劳性能。

可用表面淬火、渗碳、渗氮、喷丸、滚压等表面强化处理提高疲劳抗力。4）以防过量变性为主的选材-如机床主轴导轨、镗杆、机座

防止过量弹性变形选用弹性模量高的材料。防止过量塑性变形选用屈服点高的材料。

1）铸造成形

球墨铸铁是铸造曲轴最常用的材料，在轿车发动机中应用很广泛。常用的铸造曲轴用的球墨铸铁有QT600-

2、QT700-

2、QT900-2等。一般 汽车发动机曲轴选用的球墨铸铁强度应不低于600MPa，制造农用柴油发动机曲轴的球墨铸铁强度则不应低于800MPa。

典型轴类零件的选材

1）铸造成形:一般在调质或正火后采用中频感应淬火对轴颈进行表面强化处理。

某些汽车、拖拉机发动机的曲轴轴颈也有采用氮碳共渗处理，以提高曲轴的疲劳强度和耐磨性。

铸造质量是影响铸造曲轴质量的关键因素，必须保证铸造毛坯球化良好并无铸造缺陷。正火的目的是通过增加组织中珠光体的含量并使其细化来提高其强度、硬度与耐磨性；高温回火的目的在于消除正火过程中造成的内应力。

铸造曲轴的工艺路线为：铸造一正火（或调质）一矫直一切削加工一去应力退火一轴颈气体渗氮(或氮碳共渗)一矫直一精加工一零件

2）锻造成形:如机床主轴是机床的重要零件之一，在进行切削加工时，高速旋转的主轴承受弯曲、扭转和冲击等多种载荷，要求它具有足够的刚度、强度、耐疲劳、耐磨损以及精度稳定等性能。

根据机床主轴所选用的材料和热处理方式，可以将其分为四种类型：局部淬火主轴、渗碳主轴、渗氮主轴和调质(正火)主轴，对一般的中等载荷、中等转速，冲击载荷不大的主轴，选用45钢或40Cr、40MnB中碳合金钢等即可满足要求，对轴颈、锥孔等有摩擦的部位要进行表面硬化处理。当载荷较大，同时要承受较大的疲劳载荷与冲击载荷的主轴，则应采用20CrMnTi合金渗碳钢或38CrMoAl渗氮钢制造，并进行相应的渗碳或渗氮化学热处理。一般选用45钢或40Cr钢制造，加工工艺路线为： 下料一锻造一正火一粗加工一调质一半精加工一局部表面淬火+低温回火一磨削加工一零件整体的调质处理可使轴得到较高的综合力学性能与疲劳强度．硬度可达220—250HBS，调质后组织为回火索氏体。

在轴颈和锥孔处进行表面淬火与低温回火处理后，硬度52HBC，可以满足局部高硬度与高耐磨性的要求。典型齿轮选材举例

对齿轮材料提出的性能要求如下：

1)高的表面硬度和耐磨性；2)足够高的齿心强度和韧性；3)高的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度。

此外，还要求材料有较好的加工工艺性能，如切削加工性好、淬透性好、热处理变形小等。

例如：机床齿轮的工作条件较好、载荷不大、转速中等、工作平稳、少有强烈的冲击。除了要有高的接触疲劳强度、弯曲强度、表面硬度与耐磨性等要求外，还应能保证高的传动精度和小的工作噪声。一般情况下可以选用45钢或40Cr、40MnB中碳合金钢制造，后者的淬透性更好。

机床齿轮的工艺路线一般为：

下料一锻造一正火①一粗加工一调质②或正火一精加工一齿部高频表面淬火+低温回火③一精磨

请回答上述工艺路线中①、②、③的热处理工艺的目的及工艺 ? 正火作为预备热处理工艺可以消除锻造毛坯的应力，细化组织，调整毛坯的硬度到适合切削加工。

调质处理的目的是为齿轮提供较高的综合力学性能，保证齿的心部具有足够的强度和韧性以承受较大的交变弯曲应力和冲击载荷。同时还可以减少淬火后的变形。（对于性能要求不高的齿轮可以不进行调质处理。）

高频表面淬火+低温回火处理可以使齿面的硬度超过50HRC，有利于提高 齿轮的耐磨性和接触疲劳抗力。特别是在高频表面淬火处理后，齿面存在残余压应力，有利于提高齿轮的疲劳抗力，防止表面发生麻点剥落。

箱体、支架类零件选材

各种机械的机身、底座、支架、主轴箱、进给箱、溜板箱、内燃机的缸体等，都可视为箱体、支架类零件。一般多用铸造：

时效。

受力大强度韧性高的用铸钢；正火或完全退火。

受力不大、不受冲击的用灰铸铁；去应力退火。

受力不大、要自重轻或导热好的选铸造铝合金；退火或淬火

受力很小、要自重轻的可选工程塑料；

受力较大，但形状简单批量小，可选型钢焊接。28

第二篇：工程材料及成形工艺基础试题

工程材料及热成型工艺复习题习题一 填空题 1．工程材料按成分特点可分为金属材料、、；金属材料又可分为和两类；非金属材料主要有、；复合材料是指。

2．炼铁的主要设备是炉，炼钢炉主要有转炉和，转炉主要用于冶炼钢。3．钢材的主要品种有钢板、、、等，钢板是采用方法生产的，其种类有厚板、中板、薄板，它们的厚度分别为、、。

4．金属材料的力学性能主要包括强度、、、等；强度的主要判据有和，强度和可以用拉伸试验来测定；测量方法简便、不破坏试样，并且能综合反映其它性能，在生产中最常用。5．铜、铝、铁、铅、钨、锡这六个金属，按密度由高至低排列为，按熔点由高至低排列为。6．晶体是指，晶体结构可用晶格来描述，常见金属晶格有、和；金属Cu、Al、γ-Fe等金属的晶格类型为，α-Fe、β-Ti、Cr、W等金属的晶格类型为。

7．合金是的物质，合金相结构主要有和；其中常作为合金的基体相，少量、弥散分布时可强化合金，常作为强化相。

8．实际金属的结晶温度总是低于结晶温度，这种现象称为过冷现象，一般情况下金属的冷却速度越快，过冷度越，结晶后的晶粒越，金属的强度越，塑性和韧性越。选择题

1．三种材料的硬度如下，其中硬度最高的是（C），硬度最低的是（B）

(a)40HRC

(b)250HBS（c）800HV

2．在设计机械零件时，一般用（AB）作为设计的主要依据。（a）σb

(b)σs

(c)σ-1

(d)δ

3．硬度在235~255HBS的成品轴，抽检性能时应采用（B）。（a）HBS

(b)HRC

(c)HRB

4．高温下的铁冷却过程中，在1394℃由γ-Fe转变为α-Fe时，其体积会（A）。（a）膨胀

(b)缩小

(c)不变

金属的晶粒大小对力学性能有何影响？生产中有哪些细化晶粒的措施？

答：在室温下，一般情况是晶粒越细，其强度、硬度越高，韧性、塑性越好，这种现象称为细化晶粒。措施：（1）.增加过冷度；（2）.变质处理；（3）.附加振动。习题二

一、填空题

1、铁碳合金的主要力学性能与碳的质量分数之间的关系规律是：当wc﹤0.9%时，随着碳质量分数的增加，其、增加，而、降低；当wc>0.9%时，其、、降低，而增加。

2、铁碳合金在室温下平衡组织组成物的基本相是和，随着碳的质量分数的增加，相的相对量增多，相的相对量却减少。

3、珠光体是一种复相组织，它由和按一定比例组成。珠光体用符号表示。

4、铁碳合金中，共析钢的wc=

%,室温平衡组织为；亚共析钢的wc=

%，室温平衡组织为；过共析钢的wc=

%,室温平衡组织为。

5、铁碳合金结晶过程中，从液体中析出的渗碳体称为渗碳体；从奥氏体中析出的渗碳体称为渗碳体；从铁素体中析出的渗碳体称为渗碳体。

二、选择题

1、下面所的列组织中，脆性最大的是（d）；塑性最好的是（a）。(a)F

(b)P

(c)A

(d)Fe3C

2、在平衡状态下，下列钢的牌号中强度最高的是（c）,塑性最好的是（c）。(a)45 钢

(b)65钢

(c)08F钢

(d)T10钢。

3、钢牌号Q235A中的235表示的是（b）

（a）抗拉强度值

(b)屈服点最低值

(c)疲劳强度值

(d)布氏硬度值。

4、下列叙述错误的是（b）。

（a）碳在γ-Fe中的间隙式固溶体称为奥氏体

(b)铁素体在室温下的最大溶解度是0.0218%

(c)奥氏体在727℃以上具有良好的塑性

(d)奥氏体的溶碳能力比铁素体强

5、将下列组织按其所能达到的最高碳的质量分数从大到小排列，正确的顺序是（c）（1）P（2）F（3）Fe3C（4）Ld'

(5)A（a）1、2、3、4、5（b)3、4、1、5、2（c）3、4、5、1、2(d)2、3、4、5、1

三、简答题

1、何谓纯铁的同素异晶转变，它有什么重要意义？ 答：同一种金属在固态下随温度的变化由一种晶格类型转变为另外一种晶格类型的转变过程称为金属的同素异构转变。它是钢和铸铁进行热处理，从而改变其组织和性能的依据，也是钢铁材料性能多样、用途广泛的主要原因之一。

3、试画出简化的Fe-Fe3C相图，并说明图中点，线的意义，并填出各相区的相和组织组成物。

4、简述非合金钢含碳量、显微组织与力学性能的关系。

5、何谓共析反应和共晶反应？分别写出转变表达式。

答：由特定成分的单相固态合金，在恒定温度下，分解成两个新的，具有一定晶体结构的固相反应。共晶反应是指在一定的温度下，一定成分的液体同时结晶出两种一定成分的固相的反应。6习题三

一、填空题

1、钢的整体热处理主要有、、和。

2、马氏体的硬度主要取决于。

3、常用的退火工艺方法有、和。

4、常用的淬火冷却介质有、、。

5、常用的淬火方法有、、和。

6、常见的热处理缺陷有、、和。

7、常用回火方法有、和；其回火温度范围分别是、和。

8、化学热处理通常都由、和三个基本过程组成。

9、常用的热喷涂方法有、、和等。

10、工业上常采用的加工硬化方法有、、和 等。

二、选择填空：

1、在实际加热时，45钢完全奥氏体化的温度在 B

以上。A、Ac1

B、Ac3

C、AcCm

2、在实际加热时，T12钢中珠光体向奥氏体转变的开始温度是

A

。A、Ac1

B、Ac3

C、AcCm

4、奥氏体形成以后，随着加热温度的升高，则其晶粒

A

。A、自发长大

B、基本保持不变

C、越来越细小

5、我们把在A1温度以下暂时存在的奥氏体称为

B

奥氏体。A、残余

B、过冷

C、过热

10、为了改善T12钢的切削加工性能，一般应采用

B

。A、完全退火

B、球化退火

C、正火

11、亚共析钢的淬火加热温度一般确定为

B

以上30℃~50℃。

A、Ac1

B、Ac3

C、AcCm

13、淬火钢回火时，温度越高，则其硬度

B

。A、越高

B、越低

C、保持不变

14、感应淬火时，电流频率越高，则获得的硬化层深度

B

。A、越深

B、越浅

C、基本相同

三、问答题

1、何谓热处理？热处理加热保温的主要目的是什么？

答：就是采用适当的方式对金属材料或工件按一定工艺进行加热、保温盒冷却，以获得预期的组织结构和性能的工艺。热处理的种类很多，根据目的、加热和冷却方法的不同，可以分为整体热处理、表面热处理、化学热处理以及其他热处理方法。何为退火，退火的目的？常用的退火工艺方法有哪些、2、何谓退火？退火的目的是什么？常用退火工艺方法有哪些？

答：退火是将工件加热到某一适当温度，保温一定时间后再缓慢冷却的工艺过程，称退火。退火的目的是：降低硬度，改善钢的成形和切削加工的性能，均匀钢的化学成分和组织，消除内应力。方法：完全退火、球化退火、去应力退火、不完全退火、扩散退火。

5、何谓正火？正火与退火如何选用? 答：正火是将工件加热奥氏体化后在空气中冷却的热处理工艺。见p52.6、何谓淬火？淬火的主要目的是什么? 答：是将工件加热答A3或A1点以上某一温度保持一定时间，然后以适当速度冷却获得马氏体或（和）贝氏体组织的热处理工艺。淬火目的就是为了获得马氏体或下贝氏体组织，以便在随后不同温度回火获得我们所需要的性能。

7、何谓钢的淬透性？影响淬透性的主要因素是什么？

答：淬透性是规定条件下，钢试样淬硬深度和硬度分布表征的材料特性。.因素：1钢的含碳量;

2.钢中Cr,Si,B等能提高淬透性的合金元素的含量.9、何谓回火？回火的主要目的是什么？

答:回火是将淬火后的工件加热到Ac1以下的某一温度，保温后冷却到室温的热处理工艺。目的：减少或消除淬火应力，稳定组织，稳定尺寸，降低淬火钢的脆性，获得所需要的力学性能。

10、简述感应淬火的目的、特点及其应用范围。习题四

1．什么叫合金钢？常加入的合金元素有哪些？ 答：合金钢指合金元素的种类和含量高于国标规定范围的钢。合金钢里经常加入的合金元素有 Mo、Si、Ni、Cr、Mn、W、V、Ti、Al 等 2．说明合金钢的牌号表示的基本方法。习题五

什么叫铸铁的石墨化?影响铸铁石墨化的因素有那些，如何影响？ 答：铸铁中碳以石墨形态析出的过程叫做铸铁的石墨化；化学成分的影响、冷却速度的影响；C和Si对铸铁的石墨化起决定性作用，C是形成石墨化的基础，增大铸铁的C的浓度有利于形成石墨；Si含量越高，石墨化进行的越充分；S是强烈阻碍石墨化的元素；Mn也是阻碍石墨化的元素；P是微弱促进石墨化的元素；（2）冷却速度越慢，越有利于石墨化，冷速越大，则容易形成白口。

12.球墨铸铁是如何获得的？常用的球化剂有哪些？与灰铸铁及钢相比，球墨铸铁在 性能上有哪些特点？

答：球墨铸铁是通过铁液的球化获得的；常用的球化剂有镁、稀土元素和稀土镁合金三种；球墨铸铁的强度、塑性与韧性大大优于灰铸铁，具有良好的减震性、减摩性、切屑加工性及低的缺口敏感性等。习题九 填空题

1．铸造可分为和两大类；铸造具有和成本低廉等优点，但铸件的组织，性能；因此，铸造常用于制造形状或在应力下工作的零件或毛坯。

2．金属液的流动性，收缩率，则铸造性能好，若金属的流动性差，铸件易出现等的铸造缺陷，若收缩率大，则易出现的铸造缺陷。常用铸造合金中，灰铸铁的铸造性能，而铸钢的铸造性能。

3．铸型的型腔用于形成铸件的外形，而主要形成铸件的内腔和孔，4．一般铸件浇注时，其上部质量较，而下部的质量较，因此在确定浇注位置时，应尽量将铸件的朝下、朝上。

5．冒口的主要作用是，一般冒口应设置在铸件的部位。

6．设计铸件时，铸件的壁厚应尽量，并且壁厚不宜太厚或太薄，若壁厚太小，则铸件易出现的缺陷，若壁厚太大，则铸件的。选择题

1．在型腔的表面涮一层石墨涂料可提高其耐火性，从而防止铸件产生（c）。(a)气孔

(b)缩孔

(c)粘砂（d）裂纹

2．单件或小批生产的灰铸铁件直径小于（c）mm的孔通常不必铸出。(a)10

(b20

(c)30

（d）50 3．制造双金属滑动轴承时，内衬轴承合金通常是采用（c）铸造方法镶铸在钢制轴瓦上的。

(a)压力铸造

(b)熔模铸造

(c)离心铸造（d）砂型铸造 4．在工艺参数相同的情况下，（b）的铸件，内部晶粒细小，力学性能好。(a)陶瓷型铸造

(b)金属型铸造

(c)砂型铸造（d）实型铸造 5．铸造中的CAE指的是（c）。

(a)计算机辅助设计

(b)计算机辅助制造

(c)计算机辅助工程（数值模拟）型砂的种类有哪些？目前铸造生产线上造型主要采用哪些型砂？ 按题图9-39中所标的次序填出各部分的名称。名词解释

①强度：材料在力的作用下抵抗永久变形和断裂的能力称为强度。

②硬度：硬度是材料抵抗局部变型，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力，是衡量金属软硬的依据。

③组元：组成合金最基本的、独立的单元称为组元。④相：合金中成分、结构、性能相同的区域称为合金的一种“相”。

⑤共晶转变：在一定的温度下,一定成分的液体同时结晶出两种一定成分的固相的反应 ⑥奥氏体：奥氏体是碳溶于γ-Fe中的间隙固溶体，用符号“A”表示，呈面心立方晶格。⑦铁素体：铁素体是碳溶于α-Fe中的间隙固溶体，用符号“F”表示，呈体心立方晶格。⑧珠光体：珠光体是由铁素体和渗碳体组成的机械混合物，“P”.⑨莱氏体：莱氏体是由奥氏体和渗碳体组成的机械混合物，“Ld”。⑩同素异构转变：金属在固态下晶格随温度发生改变的现象。

⑾贝氏体：在含碳量过饱和α的基体上弥散分布着细小的碳化物亚稳组织。

⑿马氏体：马氏体（M）是碳溶于α-Fe的过饱和的固溶体，是奥氏体通过无扩散型相变转变成的亚稳定相。

⒀过冷奥氏体：在A1温度一下暂时存在的奥氏体称为过冷奥氏体。

⒁残余奥氏体：奥氏体在冷却过程中发生相变后在环境温度下残存的奥氏体。⒂VC（马氏体临界转变速率）：

⒃淬透性：在规定条件下，决定钢材淬硬深度和硬度分布的特性。⒄碳化物形成原素：

⒅回火稳定性：淬火钢在回火时，抵抗强度、硬度下降的能力称为回火稳定性。⒆红硬性：是指材料在经过一定温度下保持一定时间后所能保持其硬度的能力。⒇二次硬化：淬火钢在回火的某个阶段硬度不下降反而升高的现象。

21.第一类回火脆性：淬火钢在250度到350度回火是，冲击韧度明显下降，出现脆性。22.石墨化：铸铁中碳以石墨形态析出的过程叫做铸铁的石墨化。

23.变质处理：在浇注前向铁液中加入少量孕育剂，形成大量高度弥散的难溶质点，成为石墨的结晶核心，以促进石墨的形核从而得到细珠光体基体和细小均匀分布的片状石墨。24.流动性：是指金属液本身的流动能力。

25.收缩性：收缩是铸造合金从液态凝固和冷却至室温过程中产生的体积和尺寸的缩减，包括液态收缩、凝固收缩和固态收缩三个阶段。26.造型：制造砂型的过程称为造型。27.造芯：

28.特种铸造：特种铸造师与砂型铸造不同的其他铸造方法的总称。

29.冷变形强化：在冷变形时，随着变形程度的增加，金属材料的强度和硬度都有所提高，但塑性有所下降，这个现象称为冷变形强化。

30.再结晶：当加热温度进一步提高时，塑性变形后的金属将以某些质点为核心，变形前的晶格结构，重新生核长大，变为细小、均匀的等轴晶粒。

31.可段性：材料在锻造过程中经受塑性变形而不开裂的能力叫金属的可段性。

32.锻造流线：锻造流线也称流纹，在锻造时,金属的脆性杂质被打碎 ,顺着金属主要伸长方向呈碎粒状或链状分布；塑性杂质随着金属变形沿主要伸长方向呈带状分布 , 这样热锻后的金属组织就具有一定的方向性。

33.锻造比：造时变形程度的一种表示方法。通常用变形前后的截面比、长度比或高度比来表示。

34.合金：合金，是由两种或两种以上的金属与非金属经一定方法所合成的具有金属特性的物质

35.塑性：塑性是材料断裂前发生不可逆永久变形的能力。36.韧性：韧性是指金属在断裂前吸收变形能量的能力。制作人：过儿

考试期间请不要直呼我的名字——潮潮，请叫我过儿

第三篇：工程材料及成形工艺基础教学大纲

第1章 材料的种类与性能 1.材料的种类 2.材料的性能

本章重点：金属材料的力学性能 本章难点：应力应变曲线 第2章 材料的组织与结构 1.金属的晶体结构与结晶 2.实际金属组织及其缺陷 3.匀晶 共晶及其它相图 4.铁碳合金相图 5.相图与性能的关系 本章重点：铁碳合金相图；

本章难点：铁碳合金结晶过程；铁碳合金相图的应用； 第3章 铁合金材料的金属热处理及材料改性 1.钢的热处理原理 2.钢在加热时组织的变化 3.钢在冷却时组织的变化 4.钢的普通热处理 5.钢的表面热处理 6.铸铁的热处理

本章重点：钢的热处理原理及普通热处理工艺 本章难点：钢在加热、冷却时的组织转变与规律 第4章 铁合金材料 1.碳钢 2.合金钢 3.铸铁

本章重点：常用钢铁材料的牌号、化学成分及合金元素的作用、性能及应用 本章难点：合金元素在钢中的作用及各类钢铁材料的热处理特点及应用范围。第5章 非铁合金材料

1.铝及铝合金 2.钛及钛合金 3.镁及其合金 4.铜及铝合金 3.镍及其合金

本章重点：常用有色金属及其合金牌号、性能及应用 本章难点：合金元素对非铁合金材料的影响 第6章 非金属材料及其改进 1.非金属材料分类和特点 2.非金属材料改性及其强化 3.非金属材料在航空航天上应用 本章重点：常用非金属材料

本章重点：常用非金属材料及复合材料性能 第7章 复合材料 1.常用复合材料 2.复合材料的特点和性能 3.复合材料在航空航天上应用 本章重点：常用复合材料性能 本章难点：复合材料性能 第8章 功能材料 1.功能材料分类和特点 2.常用功能材料 本章重点：常用功能材料 本章难点：功能材料的应用 第9章 机械零件失效及选材原则 1.机械零件失效及分析 2.选材的一般原则 3.选材的实际过程

本章重点：机械零件选材一般原则 本章难点：选材的实际过程

第10章 铸造工艺基础 1． 铸造生理论基础

铸造的工艺原理、特点、分类和应用等。2． 铸造成形工艺

砂型铸造（手工造型，机器造型）；

特种铸造（熔模铸造，金属型铸造，压力铸造，离心铸造，其他特种铸造方法）；铸铁件的生产，铸钢件与非铁合金铸件的生产； 3． 现代铸造技术简介

本章重点：砂型铸造和特种铸造，铸件的结构工艺性

本章难点：分型面与浇注位置选择及相互关系，合金性能对铸件结构工艺性的影响 第11章 锻压工艺基础 1． 压力加工理论基础

塑性成形加工的原理、特点、分类和应用等； 2．锻造及其工艺基础

自由锻（自由锻的特点及应用，自由锻工序等）；

模锻与胎模锻（模锻的特点及应用，锤上模锻，压力机上模锻简述，胎模锻）； 自由锻工艺设计，模锻工艺设计； 3.冲压及其工艺基础

板料冲压（冲裁，弯曲，拉深，其他板料成形工艺）； 4． 现代压力加工技术的发展动向

本章重点：锻造方法与工艺，锻压件的结构工艺性 本章难点：自由锻和模锻工艺设计 第12章 焊接工艺基础 1． 焊接生产概论

2． 焊接的工艺原理、特点、分类和应用等

熔焊（焊条电弧焊，埋弧焊，气体保护电弧焊，电渣焊等）；压焊（电阻焊，摩擦焊，扩散焊等）；钎焊（软钎焊，硬钎焊）； 3.常用金属的焊接

金属的焊接性（金属焊接性的概念，金属焊接性的评定）； 钢的焊接（碳素钢的焊接，低合金结构钢的焊接，不锈钢的焊接）；

铸铁及非铁金属的焊接； 4.现代焊接技术与发展趋势 焊接结构与工艺设计实例；

本章重点：熔焊方法，焊接结构工艺设计 本章难点：焊接应力与变形

第13章 非金属材料及复合材料成形方法简介 1． 高分子材料的成形

高分子材料成形工艺原理与特点；

塑料制品成形工艺（注射成形，挤出成形，压制成形等）； 2． 陶瓷材料的成形

陶瓷材料成形工艺原理与特点； 陶瓷材料成形方法； 陶瓷制品的烧结； 3．复合材料的成形

复合材料成形工艺原理与特点； 复合材料成形工艺

本章重点：塑料成形,陶瓷成形，复合材料成形基本原理 本章难点：复合材料成形工艺

三、实践环节

实验一 钢的热处理及硬度测定

1、碳钢的热处理操作；

2、碳钢热处理后的组织观察、热处理前、后硬度对照测试 实验二 金属材料的硬度测定

第四篇：商务会议中心定义与概念

会议中心的定义、功能及作用

会议业意味着工作机会，会议业意味着教育和学习，会议业意味着营业收入，会议业意味着消费，会议业意味着人际沟通，会议业意味着商业„„

会议业能为当地带来显著的商务客源，并以此推动旅游、交通、商业、通讯等行业的消费，造就大量工作机会，提升城市形象，是构成城市竞争力的重要组成部分，而会议设施在会议业的发展中担任着举足轻重的角色。

随着社会分工的不断深化，现代服务业的不断发展，会议和展览业悄然崛起，并凭借其创造可观的经济效益和良好的社会效益取得了长足发展。从全球范围来看，会议产业正处于稳步增长的阶段。国际大会及会议协会(ICCA,International Congress& Convention Association)最新发布的报告显示，2009年全球举办8,294场国际协会会议，2010年举办了9,120个国际协会会议。而根据国际协会联盟(UIA)的2010报告，2010年全球召开的国际组织/协会会议共12,054场。此外，根据《世界服务业重点行业发展动态2006—2007》的统计，全球召开会议大约40万场，会议总开销达2,800亿美元。

与发达国家相比，我国的会议产业尚处于起步阶段，但在短时间内实现了跨越式的发展。1995年，我国举办的国际协会会议数量在全球排名第15名，至2009年已上升至世界排名第9名。

作为现代生产性服务业的重要组成部分，会展业是会议业和展览业的总称，即通过举办各种形式的会议和展览，吸引大量商务、旅游客流，促进产品和服务市场开拓、信息和技术交流、对外贸易和旅游观光，以此带动交通、餐饮、酒店、商业、零售、金融、保险、电信等多个产业的发展。随着经济全球化的不断发展，会展业已经成为衡量一个城市国际化程度和经济发展水平的标志之一。作为一种新的经济现象和经济发展的新增长点，会展业已经被我国众多大城市列入重点发展的行业，特别是北京、上海、广州这样的大都市以及众多二线城市。

会议业远大于展览业

2011年2月，总部设在美国的会议产业理事会(CIC)与全球专业会议组织者协会(MPI)、世界奖励旅游协会(SITE)、专业会议经理协会(PCMA)等国际协会和美国普华永道公司共同发布了最新的《美国会议产业影响力研究报告》(以下简称《报告》)。

该《报告》指出，2009年，共计调查了展览、奖励旅游等180万个活动，对美国GDP的贡献为1060亿美元，直接支出达到了2630亿美元，产生的联邦税收、州级税收和地方税收总计达到256亿美元。根据该《报告》显示，在180万个活动中，公司会议为120万场，占71%；协会会议26.9万场，占15%；奖励旅游6.6万个，占4%；展览只有1.07万个，仅占1%。

由此可以看出，该《报告》带给我们三个启示：

一、在美国，会议业(meetings)是一个泛概念，包含了展览和奖励旅游；

二、180万个不是会议和展览数量的全部，而只是被调查到的一部分，这也证明会议数量根本无法精确统计；

三、会议数量远远多于展览，其对经济的贡献也远大于展览。正因为美国的会议业是如此发达，所以美国几乎每个城市都建有会议中心。

目前，中国尚没有相关的统计数据，仅北京有官方统计数据。

近几年，北京统计年鉴都体现了上一接待的会议、展览量、从业人员、直接产值等数据。2009年，北京接待展览数量为1216个，会议22万场，会展业从业人员20.73万人。有一点可以确认，即会议业远大于展览业。

为何要建会议中心

能说出的理由无非是招揽更多的会议、展览，以及包括新品发布、颁奖典礼、大型奖励旅游在内的其他活动，吸引参会者、参展商到该城市来消费，并拉动酒店、旅游、交通、购物、娱乐、餐饮、保险、展会施工搭建物流等其他行业，并向外推介宣传该城市，促进商贸文化交流，吸引投资，把信息流、资金流、技术流等城市急需的各种要素汇聚到该城市来，等等。简而言之，建设会议中心的根本目的是为了促进城市的经济发展。

会议和展览，都可以被称作“活动”(events)，会议和展览也常常合称为会展业，但会议和展览显然有着本质区别，比如主办机构、各自的客户构成、淡旺季等等，但两者又有着紧密的联系，比如展览均附带会议、论坛、研讨会等，大型会议同期也常常举办规模小一些的展览展示、交易会，但很多中型会议(参会人数介于200～799人之间)和小型会议(参会人数少于199人)并不附带展览，而是纯粹的会议、论坛。无论如何，展览和会议都很有可能用到同一种场馆，即会议中心。

会议中心的定义

会议中心，是主要功能为用于集中举办各种规模和形式的会议活动的建筑设施，通常包括多个不同规模的会议室以及宴会厅、报告厅、停车场、商务中心等设施，还应有会议附带展览需要的展览区域。

在欧美，会议中心可以分成两大类。根据国际场馆管理协会(IAVM，International Association of Venue Managers)的说法，Conference Center是指承接规模较小、教育培训类会议的会议中心，有时还会带有住宿客房。而普遍熟知的会议中心的英文是Convention Center，但跟我们通常的理解又有很大的不同。最大的不同之处在于，Convention Center专指大型会议中心，除了有各种不同规模的会议室外，还必须有面积较大的展览区域，实际上就相当于国内的会展中心(Convention& Exhibition Center)。在美国，大型会议中心(Convention Center)常和展览中心(Expo Center, Trade Show Center)“混为一谈”，即多数美国人认为Convention Center一定是拥有至少5000平方米专业展览场地的建筑设施。比如，美国的拉斯维加斯会议中心建筑面积29万平方米，其中展览面积18万平方米，共有16个展厅，另有可容纳2000人以上的会议室4个，最大的会议室可容量3200人，并拥有5000个停车位。

国际场馆管理协会指出，展厅是一个会议中心必备的功能区域，有的展厅总面积能达到10万平方米，但绝大多数会议中心的地面展厅(非多层展厅)面积介乎5500平方米～18,500平方米之间。这和国内的理解有较大的偏差。而欧洲却喜欢把会议中心叫做Congress Center，因为在欧洲大型会议是用Congress来表达的，而美国人偏好Convention。跟美国不同的是，欧洲的会议中心不是非得拥有展览场地才能叫做Congress Center，但欧洲的会议中心却是一定有固定座位的剧院(报告厅、礼堂)的。

会议中心的功能和作用

会议中心的功能，首先不是吸引会议、展览、新品发布、典礼演艺等活动。我们不妨引用温哥华会议中心(Vancouver Convention Center)网站首页上的一句话——驱动温哥华市的发展和进步，这才是一个城市的会议中心的首要功能。

会议存在于政治、经济、文化、体育、教育、宗教、军事等各个行业，人们为了议事协调、交流信息、传播知识、推介联络等目的而召开、参加各种会议，出差、旅行、住宿、租车、开会、购物、用餐、娱乐等一系列涉及到商务、旅游、交通、通讯等行业的行为经年不断。虽然如今人们已经离不开互联网，喜欢快捷方便的电话会议、视频会议，但仍然愿意抽出时间、花费机票到外地去参加会议，热衷于学习、教育、会后互动答问，出没于会议所安排的酒会、颁奖典礼，从而获得知识并得以认识同行或潜在的客户。根据国际大会及会议协会发布的2009年报告得知，从2005年开始，酒店就一直是国际协会会议的首选地，2009年有43.9%的国际协会会议选择在酒店召开。会议中心紧随其后，得到的市场份额是26.6%。由于国际大会及会议协会对进入其统计范围的要求比较苛刻，只统计国际协会会议，不涉及政府会议或公司商务会议。因此，完全可以认定，会议中心获得的市场份额要小得多，但是，会议中心最重要的功能就是相当于一座桥梁，一座连结本市和外地、本市和境外的桥梁，人们在此交流信息、联谊沟通。

会议中心的作用不容小觑。这可以从欧洲、北美和澳大利亚的会议中心绝大多数是由政府投资建设这一点上得到佐证。在这些地区，会议中心就是政府的公营事业的一部分，政府建设投资会议中心的目的之一是要为当地的酒店提供足够的客源。参会者无论是来自国内还是国外，来参加会议，必然要住宿、租车、吃饭、购物，这样在城市才有消费，并创造大量的就业机会，从而起到经济拉动作用(economic impact)。但到会议中心来开会的参会者、随行人员并不会把主要的消费花在会议中心，相反，会议中心由于没有客房，得到的消费仅仅是会议室租金和一部分餐饮，因此，会议中心则是为他人做嫁衣，只能得到参会者综合消费的一小部分，受益的是当地酒店、交通、通讯、旅游、商场、餐厅等。所以，会议中心的作用并不能通过收入来体现，而是通过吸引的外地参会者和境外参会者来体现其无可替代的作用。正因为这种引来了金凤凰但自身获利很少的尴尬处境，使得会议中心极难盈利，这也是欧美的大部分会议中心都由政府来投资建设的最主要原因。

会议中心、会展中心不仅是当地的地标性建筑，还是一个城市的形象，如国内的上海国际会议中心因为1999年9月接待“财富”全球论坛而为世界瞩目，境外我们熟知的香港会展中心、墨尔本会展中心、温哥华会议中心、阿联酋阿布扎比国家展览中心等。这些知名的会展中心向世人传达着城市的活力、风采、魅力甚至是城市的个性，令人向往。所以，从这个意义上说，一个城市的会展中心不应止步于地标性建筑这个目标，而必须成为一个城市的代言人，阐释这个城市的发展目标和积极开放的心态，代表着城市的商贸发达水平、对外交流的高度和旅游文化的吸引力。简言之，会展中心是一个城市的符号。

会议中心和在此举办的一系列有影响力的大型活动和固定举办的高水平论坛、峰会，成了名副其实的门户(gateway)，一个体现该市的经济水平、人文特征、旅游文化资源的门户，展示的是发展前景。来自外地和境外各行各业的机构和个人通过这个门户得以了解这个城市、喜欢这个城市，继而愿意在这个城市消费、投资，主动向他人推介、宣传这个城市。会议中心就是一个城市的眼睛，本地居民通过这双眼睛了解外面的世界，外地人、外国人也经由这双眼睛更好地了解这个城市。

本市居民借助于会议中心聚拢的各类人群、知识和信息，得以更好地了解外部，提高认识，获取知识，广交朋友，并促进本市的发展，因此，从这个意义上来说，会议中心以及它所吸引到的会议、展览、演艺活动同样对一个城市的内部产生积极的作用。

提高本市居民的生活品质

从本质上说，只有人类的进步和提高，才能“驱动城市的发展和进步”，否则只有好看的GDP数字，但不能从根本上致力于提高本地居民的思想文化素质，帮助本地居民了解、分享最新的科学技术水平。目前，不少省市都提出了增加居民幸福感的目标，学习、分享包括人文、思想在内的优秀成果都有助于提升幸福感。大连和天津举办的夏季达沃斯论坛，同样帮助本地居民从不同场合和渠道聆听、了解知名政治家、企业家、学者、艺术家的思想和管理经验，从而产生潜移默化的作用，至少能让本地居民增加不少自豪感。

美国佐治亚州世界会议中心(Georgia World Congress Center)坐落于亚特兰大市中心，该会议中心的网站上显示其使命为“为佐治亚州和亚特兰大市的居民创造经济效益并提高每一个佐治亚人的生活品质”(generate economic benefits to the citizens of the State of Georgia and the City of Atlanta as well as enhance the quality of life for every Georgian)。如果能正确理解和把握会议中心的功能和作用，就能在前期规划、设计和建成后的运营管理方面从对内、对外两个方面加以更好、更深的思考。比如说，把会展中心建在郊外，远离市区，路途遥远会给本地居民造成交通不便、耗时费神的感觉，这实际上制约了本地居民参观展览、参加会议和活动的愿望，甚至可能放弃出行，最终本地居民丧失或主动放弃了学习、交往、获得知识的良好机会，继而影响到了人的全面发展。用当下流行语来说就是建设会议中心也要着眼于增加本地居民福祉。

会议对当地经济的拉动作用是巨大的、悄无声息的，而且还是长远的，作为会议仅次于酒店的最重要举办地，会议中心承载着无限的期望，因此，会议中心的运营、管理不但是投资者、管理团队所最为关心的，而且对城市的经济、文化、科技的交流和发展有着重要意义，并影响着主办机构、参会者、参展商、供应商、媒体的评价。从这个意义来说，会议中心必须经营好，否则会对这个城市产生负面作用。

第五篇：工程材料与成形技术基础实验报告

实验

一、金属材料的硬度实验

一、实验类型

验证性

二、实验目的

1、了解硬度测定的基本原理及应用范围。

2、了解布氏、洛氏硬度试验机的主要结构及操作方法。

三、实验仪器与设备

1、HB-3000型布氏硬度试验机；

2、H-100型洛低硬度试验机；

3、读数放大鏡；

四、实验内容：

金属的硬度可以认为是金属材料表面在接触应力作用下抵抗塑性变形的一种能力。硬度测量能够给出金属材料软硬程度的数量概念。由于在金属表面以下不同深处材料所承受的应力和所发生的变形程度不同，因而硬度值可以综合地反映压痕附近局部体积内金属的弹性、微量塑变抗力、塑变强化能力以及大量形变抗力。硬度值越高，表明金属抵抗塑性变形能力越大，材料产生塑性变形就越困难。另外，硬度与其它机械性能（如强调指标b及塑性指标和）之间有着一定的内在联系，所以从某种意义上说硬度的大小对于机械零件或工具的使用性能及寿命具有决定性意义。

硬度的试验方法很多，在机械工业中广泛采用压入法来测定硬度，压入法又可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等。

压入法硬度试验的主要特点是：

（1）试验时应力状态最软（即最大切应力远远大于最大正应力），因而不论是塑性材料还是脆性材料均能发生塑性变形。

（2）金属的硬度与强调指标之间存在如下近似关系。

bKHB

（3）硬度值对材料的耐磨性、疲劳强度等性能也有定性的参考价值，通常硬度值高，这些性能也就好。在机械零件设计图纸上对机械性能的技术要求，往往只标注硬度值，其原因就在于此。

（4）硬度测定后由于仅在金属表面局部体系内产生很小压痕，并不损坏零件，因而适合于成品检验。（5）设备简单，操作迅速方便。

布氏硬度（HB）：

（一）布氏硬度试验的基本原理

布氏硬度试验是施加一定大小的载荷P,将直径为D的钢球压入被测金属表面（如图1-1所示）保持一定时间，然后卸除载荷，根据钢球在金属表面上所压出的凹痕面积F凹求出平均应力值，以此作为硬度值的计量指标，并用符号HB表示。

其计算公式如下：

HBP/F凹

根据压痕面积和球面之比等于压痕深度h和钢球直径之比的几何关系，可知压痕部分的球面积为：

F凹Dh

（1-2）

由于测量压痕直径d要比测定压痕深度h容易，故可将（1-2）式中h改换为d来表示，这可根据图1-1（b）中Oab的关系求出：

12Dh12(D2)(2d2)2

h(DDd)2

2（1-3）

将式（1-2）和（1-3）代入式（1-1）即得：

HBPDh2PD(DDd)22

（1-4）

式中只有d是变数，故只需测出压痕直径d，根据已知D和P值就可计算出HB值。在实际测量时，可由测出之压痕直径d直接查表得到HB值。

（三）布氏硬度试验机的结构和操作

1、HB-3000型布氏硬度试验机的外形结构如图1-2所示。其主要部件及作用如下。

（1）机体与工作台：硬度机有铸铁机体，在机体前台面上安装了丝杠座，其中装有丝杠，丝杠上装立柱和工作台，可上下移动。

（2）杠杆机构：杠杆系统通过电动机可将载荷自动加在试样上。（3）压轴部分：用以保证工作时试样与压头中心对准。

（4）减速器部分：带动曲柄及曲柄连杆，在电机转动及反转时，将载荷加到压轴上或从压轴上卸除。（5）换向开关系统：是控制电机回转方向的装置，使加、卸载荷自动进行。

2、操作程序：

（1）将试样放在工作台上，顺时针转动手轮，使压头压向试样表面直至手轮对下面螺母产生相对运动为止。

（2）按动加载按钮，启动电动机，即开始加载荷。此时因紧压螺钉已拧松，圆盘并不转动，当红色指示灯闪亮时，迅速拧紧紧压螺钉，使圆盘转动。达到所要求的持续时间后，转动即自动停止。

（3）逆时针转动手轮降下工作台，取下试样用读数显微镜测出压痕直径d值，以此值查表即得HB值。洛氏硬度（HR）：

（一）洛氏硬度试验的基本原理

洛氏硬度同布氏硬度一样也属于压入硬度法，但它不是测定压痕面积，而是根据压痕深度来确定硬度值指标。

洛氏硬度测定时，需要先后两次施加载荷（预载荷和主载荷），预加载荷的目的是使压头与试样表面接触良好，以保证测量结果准确。0-0位置为未加载荷时的压头位置，此时压入深度为h1,2-2位置为加上主载荷后的位置，此时压入深度为h2，h2包括由加载所引起的弹性变形和塑性变形，此时压头的实际压入深度为h3。洛氏硬度就是以主载荷所引起的残余压入深度（h=h3-h1）来表示。洛氏硬度的试验规范：

洛氏硬度值的计算公式如下： HRK(h3h1)0.002

（三）洛氏硬度试验机的结构和操作

1、H-100型杠杆式洛氏硬度试验机的结构如图1-4所示，其主要部分及作用如下：

（1）机体及工作台：试验机有坚固的铸铁机体，在机体前面安装有不同形状的工作台，通过手轮的转动，借助螺杆的上下移动而使工作台上升或下降。

（2）加载机构：由加载杠杆（横杆）及挂重架（纵杆）等组成，通过杠杆系统将载荷传至压头而压入试样，借扇形齿轮的转动可完成加载和卸载任务。

（3）千分表指示盘：通过刻度盘指示各种不同的硬度值（如图1-5所示）。

2、操作规程如下：

（1）根据试样预期硬度按表1-2确定压头和载荷，并装入试验机。

（2）将符合要求的试样放置在试样台上，顺时针转动手轮，使试样与压头缓慢接触，直至表盘小指针指到“0”为止，此时即已预加载荷10kgf。然后将表盘大指针调整至零点（HRA、HRC零点为0，HRB零点为30）。此时压头位置即为图1-3中的1-1位置。

（3）按动按钮，平稳地加上主载荷。当表盘中大指针反向旋转若干格并停止时，持续8~4秒（此时压头位置为图1-3中的2-2位置），再顺时针旋转摇柄，直至自锁为止，即卸除主载荷。此时大指针退回若干格，这说明弹性变形得到恢复，指针所指位置反映了压痕的实际深度（此时压头位置相当于图1-3中的3-3位置）。由表盘上可直接读出洛氏硬度值，HRA、HRC读外圈黑刻度，HRB读内圈红刻度。

（4）逆时针旋转手轮，取出试样，测试完毕。

五、实验方法与步骤

1、分成两大组，分别进行布氏和洛氏硬度试验，并相互轮换。

2、在进行试验操作前必须事先阅读并弄清布氏和洛低硬度试验机的结构及注意事项。

3、按照规定的操作顺序测定试样的硬度值（HB和HRC）。

4、注意事项

1）试样两端要平行，表面应平整，若有油污或氧化皮，可用砂纸打磨，以免影响测试。2）圆柱形试样应放在带有“V”型槽的工作台上操作，以防试样滚动。3）加载时应细心操作，以免损坏压头。

4）加预载荷（10kgf）时若发现阻力太大，应停止加载，立即报告，检查原因。5）测完硬度值，卸掉载荷后，必须使压头完全离开试样后再取下试样。

6）金刚钻压头系贵重物件，质硬而脆，使用时要小心谨慎，严禁与试样或其它物件碰撞。

7）应根据硬度试验机使用范围，按规定合理选用不同的载荷和压头，超过使用范围将不能获得准确的硬度值。

实验二 金属相图的观察

一.实验类型

验证性

二.实验目的

了解金属相图在显微镜下的图形

三.实验内容 1．试样制备

要在金相显微镜下对金属的组织进行观察和摄影，必须制备平整、光亮、清洁、无划痕、并用适当的方法显示出真实组织的试样

(1)手工磨样

试样在金相砂纸上由粗到细磨制。磨样时用力均匀，待磨面上旧磨痕消失，新磨痕均匀一致时就更换细一号的砂纸，并且试样转90o再磨。一般磨制到4号（粒度800）砂纸即可。

(2)抛光

本实验采用机械抛光的方法。PG－2金相制样抛光机

在专用的抛光机上进行，抛光织物（如呢料、金丝绒等）固定在抛光盘上，洒以抛光粉悬浮液，试样轻压于旋转的抛光盘上。靠嵌于抛光织物中的抛光粉的磨削作用和滚压作用，得到平整、光亮无划痕的磨面。

(3)化学浸蚀

试样在浸蚀剂作用下，组织中电位低的部分为阳极，电位高的部分为阴极，低电位处于溶解较快而呈现凹陷从而显示出组织特征。碳钢常用3~4%硝酸酒精溶液浸蚀。

2．观察金相显微组织

制好的试样放在显微镜下观察。使用显微镜时，动作轻、速度慢，由低倍到高倍进行观察，结合试样热处理工艺，观察与分析组织。

选择能说明组织特征的典型视场，确定合适的放大倍数及图象采集。