机械制造基础自学指导书

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1、第一章金属材料的性能本章的学习重点是金属材料的力学性能，要着重理解金属材料在载荷作用下产生变形和破坏的过程，以及各项力学性能指标的含义、试验方法和作用。拉伸试验是测定金属材料静态力学性能指标的最基本的方法，根据拉伸图可以分析计算材料的弹性极限σs、屈服强度δa、抗拉强度σb和塑性指标δ、Ψ。拉伸图反映了被测材料在不同大小的载荷下抵抗变形和破坏的能力以及随载荷的增加材料从弹性变形到塑性变形直至破坏的基本过程。σe、σ、σb三项指标分别表示材料的最大弹性范围、塑性变形的开始点和最大承载能力，应用时都要根据

2、使用条件再考虑一个安全系数作为材料的许用应力。伸长率δ和断面收缩率Ψ都是反映材料塑性的指标，其中伸长率的数值会因试样长径比的不同而变化，以=5的试样测出的伸长率用δ5表示，以=10的试样测出的伸长率用δ10或直接用δ表示，同一材料的δ5略大于δ10。硬度的测试方法有多种，学习时除了掌握各项硬度指标的测试方法外，还要注意其测试范围和应用特点，对于一个具体零件，必须根据它的形状、尺寸、材料和热处理状态等来选择合适的硬度测试方法，才能正确反映其硬度值。冲击韧性值是反映材料抵抗冲击载荷的能力，韧性是脆性的反义

3、。材料的冲击韧性值易受试样形状和试验温度等因素影响，并由于绝大多数零件或构件在使用时不是一次冲坏，因此冲击韧性值只能作为衡量材料韧性的参考指标。在进行金属材料力学性能的计算时，除了正确运用公式之外，特别要注意的是正确使用各物理量的单位。当已知量的单位与公式中注明的单位不一致时要进行换算，计算结果也应采用规定的单位。对几次重要的力学性能最好通过实验来加以认识。第一章金属的晶体构造和结晶过程本章学习金属与合金的微观结构。它是除化学成分外，决定其性能（尤其是力学性能）优劣的另一个重要因素，是理解和掌握金属基

4、本组织及其特性的理论基础。本章的重点提示如下：1、单晶体与多晶体的区别，常见的三种晶格类型及实际晶体中存在的主要缺陷。2、金属结晶的必要条件和基本过程（形核与核长大），控制晶粒大小的主要方法。3、纯铁同素异构转变的特点δFe、γFe、αFe的区别。4、合金的三种不同类型晶体结构(固溶体、化合物、机械混合物)的主要特征，在此基础上能对典型的二元系合金相图（匀晶、共晶、共析）具有一定的分析能力。本章部分复习思考题题解:9.(1)有（2）有（3）无10.(1)否（2）是（3）否11.（1）金属型晶粒细（2）

5、低温浇注细（3）铸成薄片细（4）浇注时振动细14.（2）见图1第一章铁碳合金本章学习铁碳合金的五种基本组织及其力学性能，以及这些组织的分布状况与含碳量、温度间的相互关系。掌握了这个变化规律则为今后合理选材与制订冷、热加工工艺有着十分重要的现实意义。铁碳合金的基本组织都是微观的显微组织，需要借助于金相显微镜放大后才能加以观察和识别。为了加深对所学内容的理解，要求自学者能参观一个工厂的金相室，通过金相显微组织观察，对室温下典型成分铁碳合金的基本组织（如：F+P、P、F+Fe3CⅡ等）加以观察和识别。这是学

6、好本章内容的一个很重要的实践性教学环节。本章部分复习思考题题解：6.（1）0.3％C(2)0.50％C(3)0.75％C7.HBS=149.6δ=32.6％13.①测硬度②观察金相显微组织③在高速砂轮上打磨，根据火花特征来区别。第二章钢的热处理本章讲授的钢的热处理是一种通过加热、保温、冷却过程达到改变钢的内部组织（或同时改变成分与组织），从而改变其性能的工艺方法。为了能深入的理解和掌握这些工艺方法，学会正确的制订各类零件或工具的热处理工艺方案，要求学员能下一个工厂的热处理车间（时间约2～3天），接触和

7、了解生产实际，增加对普通热处理和表面热处理工艺方法、设备、应用等情况的感知认识，这对学好本章内容来说，无疑是一个不可缺少的环节。本章部分复习思考题题解：2.(1)否（2）是（3）否（4）是11.（前）不能。因为调制处理已经过560℃以上回火，获得了回火索氏体，再经200℃回火对组织和硬度毫无作用。（后）能。再经560℃回火能使原先的回火M转变成回火C，这样硬度便降下来了。17.结果得到的组织为Ｆ＋Ｍ，硬度大不到要求，需更换材料。18.（1）⑥（2）④（3）③（4）⑤（5）①（6）②原因：（1）无组织变

8、化（2）两相区淬火得F+M混合组织（3）正常淬火组织M（4）无组织变化（5）正常淬火组织M+Fe3C（6）粗大M组织19.(1)F+S用于提高强度、硬度、改善切削加工性（2）F+S用于提高强韧性，可以替代一般工件的调制处理（3）S+Fe3C用于降低脆性，消除组织中出现的网状渗碳体。23.45钢。下料-锻造-正火（或退火）-粗加工-调制处理-精加工-齿表面感应表面淬火，低温回火-磨削。24.(1)凸轮20钢渗碳、淬火HRC56～62(2)丝锥T12钢淬硬H