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　　3-10 （1）钢铆钉使用时头部要被砸扁，不能太硬； （2）铁丝绑扎物件要缠绕，要软一点；钢丝绳吊重物要承受很大的拉伸力， 要有高的强度； （3）wC=1.0%的钢硬度高，wC=0.1%的钢硬度低。 合金Ⅱ（wC=0.45%） ：t1 以上，全部为 L→t1 时，开始从 L 相折出 A，t1~t2 为 LA→当达到 t2 时，全部变成 A，t2~t3，为 A →当低于 t3 时，为 A→中折出 F，t3~t4 为 FA→达到 t4 时，F 成分为 p，A 成分为 s（0.77） ，在 727℃发生共折转变，As◆◆ FpFe3C，t4 以下组织不再变化，室温组织为 FP； 合金Ⅰ（wC=0.77%） ：t1 以上，全部为 L→t1 时，开始从 L 相折出 A，t1~t2 为 LA→当达到 t2 时，全部变成 A，t2~t3 为 A→ 当达 t3（727℃）时，成分 s（0.77%）的 A 发生共折转变，As◆◆FpFe3C，t3 以下组织不再变化，室温组织为 P（FpFe3C） ； 合金Ⅲ（wC=1.0%） ：t1 以上全部为 L→t1 时，开始从 L 相折出 A，t1~t2 为 LA→当达到 t2 时，全部变成 A，t2~t3 为 A→当 低于 t3 时， A 中折出 Fe3CⅡ， 从 t3~t4 为 AFe3CⅡ→达到 t4， 成分为 s 0.77%） 在 727℃发生共折转变， A （ ， As◆◆P （FpFe3C） ， t4 以下直至室温，组织为 pFe3CⅡ。 3-12 亚共折钢显微组织：FP，过共折钢显微组织：pFe3CⅡ，由于 F 强度、硬度低，塑性、韧性好，Fe3C 硬度很高，塑性、 浇灌钢筋混凝土用的钢筋要求有好的塑性、韧性和一定的强度，与高碳钢及铸件相比，只有低碳钢符合性能要求。 不能，因为 1148℃以上时，该合金处于 L 相不能锻造；低于 1148℃，结晶出 Ld，是硬度很高、塑性很差，脆性很大的 碳钢是指 wC≤2.11%，并含有少量硅、锰、硫、磷等杂质元素的铁碳合金。 韧性很差，因此亚共折钢强韧性好，过共折钢硬度高，耐磨性好。 3-13 3-14

　　不是。选择过高的刀具耐用度，会限制切削用量的提高，特别是要限制切削速度，这会影响生产率。若选过低的耐用度，

　　则会增加磨刀次数，增加工辅助时间，仍会降低生产率。因此要根据切削条件选用合理的刀具耐用度。 18-1 （1）主传动部件，由主轴箱组成；用来实现车床的主运动，变换主轴转速。 （2）进给传动部件，由进给箱、溜板箱、丝 杠和光杠组成，用来实现车床的进给运动，可使刀架实现纵向进给、横向进给、快速移动或车螺纹运动。 （3）卡盘，用来装夹 工件。 （4）刀架，用来安装刀具，可作移动或回转。 （5）支承件，由床身和床腿组成；用来支承和连接车床各零件和部件。 （6） 动力源，电动机；为车床提供动力。 18-2 不是，因为切削速度，工件转速 n（r/min）仅是影响因素之一。进给量没有加大，因为主轴转速提高，刀具移动确实加 车刀伸出刀架部分短，装夹稳定，刚性好，车削振动小。若刀尖高于或低于工件轴线，车刀的实际工作角度会发生变化， 用以保证工件外圆与孔的同轴度、外圆与端面的垂直度、孔与端面的垂直度。 端面常作为测量长度尺寸的基准，采用 45 度弯头刀成右偏刀，可避免车削较大端面时，主切削刀与已加工过的端面产生 因为车槽时刀具切削部分三面受工件和切屑包围，散热条件差，排屑困难；切削部分窄而长，测度较差，易引起振动， 因为不能自动进给，斜向进给是通过手摇小滑板手轮实现的，因此加工表面粗糙。因为小滑板丝杠长度有限，因此不能 为了获得准确的牙形，螺纹车刀必须磨成与螺纹牙形相一致；装刀时刀尖角平分线应与工件轴线垂直，刀尖与工件轴线 快了（单位时间刀具移动量） ，但进给量是指工件每转一转刀具沿进给运动方向移动的距离，它没有变化。 18-3 影响加工质量。 18-4 18-5

　　（双斜边形） （mm） （mm） （mm） （棕刚玉） （60#） （中软工） （m/s） 18-24 特点：①加工精度高，质量稳定；②生产率高，劳动条件好；③能加工普通机床难以加工的复杂工件，成本较低；④控 不能。因为数控机床加工质量高，零件结构复杂，适于小批量、多品种生产，且设备投入大、维修复杂。而机械传动的 制系统复杂，价格高，维修复杂。应用：适用于小批量、多品种、结构较复杂、精度要求较高、频繁改型的零件试制生产。 18-25 自动机床加工精度低，生产率高，适于生产形状简单的小型零件，如螺钉、螺母、轴套等，加工成本低。各有所长，各有所用。 若用数控机床取代机械传动的自动机床，则是用精密设备生产粗级产品，且成本高，得不偿失。 19-2 （1）研磨——用研具和研磨剂从工件表面研去一层金属。研具表面的形状应与被研工件表面的形状相符，不能提高工件 表面之间的位置精度。能加工钢、铸铁、铜、铝、硬质合金、水晶和塑料等，可作为各种精密表面的最终加工。 （2）珩磨—— 利用珩磨工具对工件表面施加一定压力并同时作相同回转和直线往复运动，切除工件上极小余量。能提高孔的形状精度，但不 能提高孔与其他表面间的位置精度。用于孔加工，可看成是研磨孔壁。 （3）抛光——利用机械、化学或电化学作用，使工件表 面光亮、平整。能降低表面粗糙度值，提高其光亮度，但不能改善表面的尺寸精度和形状精度。用于零件表面的修饰加工和电 镀前的预加工。 （4）超精密加工——指工件的被加工尺寸较大，而要求误差绝对值极小的加工。它对机床设备、刀具、工件、 环境和检验等方面均有很高要求。用于汽缸和活塞、滚动轴承滚动体的滚道、计算机磁盘与磁头、精密仪器与机床超精密零件 等的加工。 20-1 生产过程是指将原材料转变为成品的全过程。它可分为整部产品的生产过程，某个部件或零件的生产过程。工艺过程是 指在生产过程中，采用某种工艺方法，直接或按一定顺序逐步改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性能等，使其成为合格 品或半成品所进行的全过程。工序是指一个或一组操作者，在一个工作地或一台机床上，对同一个（或同时对几个）工件所连 续完成的那一部分工艺过程。安装是指工件（或装配单元）经过一次装夹后所完成的那一部分工序。 20-2 生产类型主要有单件生产、成批生产和大量生产。

　　因为高硬度工具的最终热处理是淬火低温回火后获得的低温马氏体Fe3C 组织，在砂轮上磨削会升高工具温度，经常用 不能提高硬度。因为调质后硬度是经淬火 500~600℃高温回火后得到的，若进行 200℃回火，其组织不再变化，因此硬度 表面淬火是仅对工件表层进行的淬火。因为表层被快速加热臭氏体化，然后喷水冷却，表面淬硬或马氏体；而心部未被

　　组织，不能锻造。 4-1 硅：与钢液中 FeO 生成炉渣，消除其对钢不良影响；溶于铁素体，产生固溶强化。在钢中有益，一般 wsi＜0.4%。 锰：将 FeO 还原成铁，改善钢质量；溶于铁素体，产生固溶强化；形成合金渗 碳体，起强化作用；生成 MnS，减少硫对钢的 有害作用。在钢中有益，一般 wMn=0.25%~0.80%。 硫：与 Fe 形成低熔点（985℃）共晶体，造成热加工时钢热脆；易引起焊缝热裂。在钢中有害，应严格限制。 磷：能全溶于铁素体，提高钢硬度、强度，但塑性、韧性显著降低，造成冷脆。在钢中有害，应严格限制。 4-2 有以下四种： wC＜＞0.25%。 （2）中碳钢 wC=0.25%~0.60%。 （3）高碳钢 wC＞0.60%。 ws、 ws≥0.045%、wp≥0.045%。一般用碳素结构钢，碳素钢筋钢等。 （2）优质碳钢 1．按碳含量分类： （1）低碳钢

　　作仍能保持锋利；足够的强度和韧性，使刀具能承受切削力、冲击载荷和振动；高的热硬性，使刀具允许有较高的切削速度； 较好的导热性，可降低切削温度，提高刀具寿命；良好的工艺性和经济性。 17-10 刀具磨损后，切削刃变钝，切屑变色发毛，切削力增大，切削热增加，振动、噪声、表面粗糙度值显著增大，加工质量 常选用主偏角为 75°的车刀。前刀取大些；后角取 10°~12°；增大主偏角；副偏角取小值 5°~6°；刃倾角取正值。 切削热影响切削区域的温度；切削热传入工件会引起工件变形，影响尺寸和形状精度；传入刀具的热会使刀头的温度升 低碳钢塑性，韧性好，不利切削加工，进行正火，可降低塑性，提高硬度，容易断屑，获得较好的表面质量，改善切削 带状切屑——切削力波动较小，切削力小，切削力小，切削时塑性变形。节状切屑——切削力波动大，切削力稍大，切 降低，生产效率降低。 17-11 17-12

　　孔——主运动（工件旋转） ，进给运动（刀具移动） ；牛头刨创平面——主运动（刀具移动） ，进给运动（工件移动） ；铣车铣平 面——主运动（刀具旋转） ，进给运动（工件移动） 。 17-2 17-3 17-4 有变化；随工件待加工表面直径减小，车端面的切削速度变小。 切削用量三要素：切削速度、进给量、背吃刀量。随它们任一增加，切削过程都加快。 ①前角γ0—前面与基面间的夹角 0 增大前角，则刀刃锋利，使切削轻快；但前角太大，则刀刃强度降低。硬质合金车刀

　　冷水冷却可防止烫手，最主要的是防止工具发生中温、高温回火转变，导致硬度下降，降低或丧失工具使用性能。 5-21 不会提高。 5-22 加热，因而组织、性能不变。整体淬火没有渗透是里外都被加热臭氏体化了，由于钢的淬透性差或工件体积过大，整体淬火时 表层冷却快，u 表冷＞uK 面淬硬成 M，而心部 u 心冷＜uK 未被淬硬成 M。 5-23 渗碳目的是提高低碳工件表层的含碳量。渗碳后经过淬火加低温回火，表层才能获得回火高碳马氏体组织，达到高硬度 轴的表层组织：回火马氏体少量细粒状 = 次序碳体残留臭氏体；心部组织：铁素体和珠光体。 高频淬火是利用高频感应电流通过工件所产生的热量，使工件表层、局部或整体加热并快速冷却的淬火。基本原理：将 高耐磨性的渗碳最终目的。 5-24 5-25

　　工件置于铜管制的感应器中，当感应器有交流电通过时，使工件的相应部位产生感应电流，使表层迅速加热到预定的淬火温度， 喷水器立即喷水（或乳化液等）冷却，将工件表层淬硬成马氏体，心部保持低温，仍为原始组织。交流电频率越高，淬硬层深 度越浅。特点：感应淬火零件变形小，组织细，硬度高，表面质量好；生产率高，节能，成本低，易机械化、自动化，大批量 流水生产。但设备昂贵，维修、调整较困难，不适于复杂零件及单件生产。应用：主要用于 wC=0.4%~0.5%的中碳结构钢，也 可用于工具钢。 5-26 （1）840℃淬火，600℃回火，回火索氏体，200~250HBS； （2）800℃淬火，400℃回火，回火托氏体，40~50HRC；770℃ 淬火，200℃回火，回火马氏体，58~64HRC。 5-27 将工件置于适当的活性介质中加热、保温，使一种或几种元素渗入它的表层，以改变其化学成分、组织和性能的热处理 称为化学热处理。常用的化学热处理有渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗金属等。 5-28 （1）调质处理后得回火索氏体组织，使心部有良好的韧性和综合力学性能，也为最终热处理作组织准备；高频淬火使表 面得马氏体，有高的硬度，低温回火得回火马氏体，既保持表面高的硬度和耐磨性，又降低淬火残留应力和脆性。 （2）应修改 热处理工序，采用渗碳、淬火、低温回火。 6-1 6-2 钢按化学成分可分为非合金钢、低合金钢和合金钢三类。 对力学性能影响： （1）溶于铁素体，产生固溶强化。 （2）与碳形成合金碳化物，起弥散强化作用。 （3）细化晶粒，起细晶

　　能与纯铁相似，即强度、硬度低，塑性、韧性好。臭氐体：碳溶于γ-Fe 的间隙固溶体；A；面心立方晶格，晶粒呈多边形，晶 界较铁素体平直；强度和硬度比铁素体高，塑性、韧性也好，钢材多数加热到臭氏体状态进行锻造。渗碳体：铁与碳形成的金 属化合物；Fe3C；具有复杂的晶体结构，wC=6.69%；它是钢中的主要强化相，它的形态、大小、数量和分布对钢及铸铁的性能 有很大影响，渗碳体硬度很高，塑性、韧性很差，δ、Ak 接近于零，脆性很大。珠光体：由铁素体和渗碳体组成的机械混合物； P；由铁素体与渗碳体片层状交替排列的共转变组织，碳合量平均为 wC=0.77%；性能介于铁素体和渗碳体之间，强度较高，硬 度适中，有一定的塑性。莱氏体：由臭氏体和渗碳体组成的机械混合物；Ld（高温莱氏体） ，Ld’（变态莱氏体） ；变态莱氏体 由渗碳体与珠光体相近，硬度很高，塑性很差。 3-5 一定成分的液相，在恒温下同时转变成两个固相称为共晶转变， ，一定成分的固相，在恒温下同时转变成两个固相称为共 碳钢可以锻造，因处于 A 区，塑性好；白口铸铁不能锻造，因存在硬脆的 Ld 相和液相。 折转变。 3-7

　　晶核产生、长大，直到全部结晶成固态金属。合金的结晶与纯金属相似处是都遵循生核与长大的规律，结晶过程都有潜热放出。 不同处是纯金属结晶在某一恒温下进行，合金通常在某一温度范围内进行，且各相成分还发生变化，结晶比纯金属复杂。 3-1 3-2 铁碳合金状态图是表示平衡状态下，不同成分的铁碳合金，在不同温度时所具有的状态或组织的图形。 在固态下，金属晶格类型随温度发生变化的现象称为同素异晶转变。铁的同素异晶转变是钢铁能进行热处理的基础，也是 随碳质量分数增加，铁碳合金室温组织中，F 减少；Fe3C 增多，且形态、分布有所不同，形成不同组织。 铁素体：碳溶于α-Fe 的间隙固溶体；F；体心立方晶格，溶碳量很少，显微组织与纯铁相似，呈明亮的多边形晶粒；性

　　高，加快刀具的磨损；只有传入切屑和切质的切削热，对加工影响最小。 17-13 加工性。高碳钢强度、硬度高，不利切削加工，进行球化退火，可降低硬度，消除网状渗碳体，改善切削加工性。 17-14 削时有塑性变形，也有脆性断裂。崩碎切屑——切削力集中在主切削刃和刀尖附近，切削力大，切削时弹性变形后，无塑性变 形，即脆性崩碎。积屑病——切削力中等（中速切削易形成积屑病） ，切削时强烈塑性变形。 17-15 刃倾角一般 -5°~10°之间选取，粗加工及断续切削时常取负值，精加工时常取正值。刃倾角正值时，切屑流向待加 工表面一侧；刃倾角负值时，切屑流向已加工表面；刃倾角为零时，切屑沿垂直于主切削刃方向流出。

　　F 很软，且 M 中 wC 为中碳；二是 T12 钢淬火得 MFe3C 组织，Fe3Cห้องสมุดไป่ตู้很硬，且 M 中 wC 为高碳，M 的硬度由 M 中含碳量决 定，含碳量高，M 硬。 5-16 低碳钢齿轮：渗碳、淬火、低温回火，表面层获得回火高碳马氏体、具有高的硬度和耐磨性；心部仍保持原有低碳钢的 成分和组织，具有高的塑性和韧性。 中碳钢齿轮：调质（淬火，高温回火） ，高频 应淬火，低温回火。表层获得回火中碳马氏体，具有较高的硬度和耐磨性，心部 为回光索氏体，具有良好的综合力学性能。 5-17 5-18 5-19 （1）不正确，低碳 M 硬度达不到 56~62HRC； （2）不正确，T8，T10A 淬硬后可达 62~65HRC，但达不到 67~70HRC。 甲厂正火得 S 组织，乙厂调质后得回火 S 组织，因为回火 S 有较好的综合力学性能，所以乙厂处理的零件性能更好。 700℃加热，组织未变化，仍为原来的晶粒大小不均匀的 FP 组织；840℃加热，得晶粒细小，均匀的 FP 组织；1100℃

　　多晶体：由许多小晶体（单晶体）组成的晶体。 晶粒：多晶体材料内以晶界分开、晶格排列方向基本相同的小晶体，称为晶粒。 晶界：多晶体材料中相邻晶粒的界面称为晶界。 合金：是指两种或两种以上的金属元素，或金属与非金属元素组成的具有金属特性的物质。 组织：指用金相法看到的形态、尺寸和分布方式不同的一种或多种相构成的总体。 显微组织：指用光学显微镜或电子显微镜观察到的组织。 固溶体：是指合金在固态下，组元间能互相溶解而形成的均匀相。 金属化合物：是指合金组元间相互作用而生成的具有金属特性的一种新相。 固溶强化：指溶质原子溶入溶剂晶格中导致固溶体晶格畸度，使合金强度、硬度升高的现象。 弥散强化：指金属合化物细小均匀分布在固溶体基体上时，能显著提高合金的强度、硬度和耐磨性的现象。 2-2 体心立方晶格：晶胞是一个立方体，在立方体的八个顶角和立方体的中心各有一个原子 面心立方晶格：晶胞是一个立方体，在立方体的八个顶角和立方体的六个面的中心各有一个原子 密排六方晶格：晶胞是一个六方柱体，六方柱体的各个角和上下底面中心各有一个原子，在顶面和底面间还有三个原子 2-3 有点缺陷（晶格空位、间隙原子） 、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界） 。通常，晶体缺陷造成晶格畸度，使金属的强度、硬 生产中，金属的实际结晶温度 t1 要低于理论结晶温度 t0，t0 与 t1 之差（t0- t1）称为过冷度 t。通常情况下，增加过冷度， 细晶粒金属的强度比粗晶粒高，塑性、韧性也好。细化晶粒的方法有增加过冷度、度质处理、附加振动。 在固态下，金属晶格类型随温度发生变化的现象称为同素异晶转度。Fe 的相度湿度有三个：液相 1538 固相（ Fe） ◆ ， 在液态金属中加入少量变质充当人工晶核，使晶粒细化的处理方法称为变质处理。它的作用是细化晶粒。 （1）金属模浇注铸件晶粒细； （2）浇注时采用振动晶粒细。 （1）2； （2）1。 合金是指两种或两种以上的金属元素，或金属与非金属元素组成的具有金属特性的物质。与纯金属相比，合金的强度、 度有所提高。 2-4 使晶粒细化；使金属的强度增加，塑性、韧性也好。 2-5 2-6

　　一般不标单位； （3）不正确，HRC 在用于测量硬度值 20~70 的材料； （4）不正确，HRC 用于测量硬度值 20~70 的材料； （5）不 正确，应写成 45~50HRC； （6）不正确，HRC 不应有单位，且应写成数字在前，硬度符号在后。 1-11 （1）布氏硬度，HBS； （2）布氏硬度，HBS； （3）洛氏硬度，HRC； （4）洛氏硬度，HRA； （5）维氏硬度，HV。 1-12 1-13 吸收 AK 是指试样在冲击试验力一次作用下折断时所吸收的功。AK 越大，材料韧性越好。 零件在循环压力作用下，在一处或几处产生局部永久性累积损伤，经一事实上循环次数后产生裂纹或突然发生完全断裂

　　的前角一般取-5°~25°。当工件材料硬度较低，塑性较好，刀头材料韧性较好以及精加工时，前角取大些；反之前角取小些。 ②后角 d0—主后面与主切削平面间的夹角。增大后角，可减小刀具主后面与工件间的摩擦；但后角太大，刀刃强度降低。粗加 工时一般取 6°~8°；精加工时可取 10°~12°。③主偏角 Kτ—进给运动方向与主切削刃在基面上投影的夹角。增大主偏角， 可使背向力减小，有利于消除振动，但刀具磨损加快，散热条件差。主偏角一般在 45°~90°之间选取。系统刚度好，粗加工 时选小值，反之选大值。强力切削时，常选用主偏角为 75°的车刀。④副偏角 Kτ—副切削刃与进给运动的反方向在基面投影 的夹角。增大副偏角可减小副切削刃与工件已加工表面之间的摩擦，改善散热条件；但表面粗糙度数值较大。副偏角一般在 5° ~10°之间选取。粗加工时取大值，精加工时取小值。⑤刃倾角λs—主切削刃与基面在主切削平面上投影的夹角。刃倾角主要 影响切削流向和刀体强度。刃倾角为正值，把切屑引向待加工表面一侧，避免划伤已加工表面，但力体强度较低；刃倾角为负 值，可能对已加工表面造成损伤，但利于提高刀体强度。刃倾角一般在-5°~10°之间。粗加工及断续切削常取负值，精加工 时取正值。 17-5 17-6 切削力是总切削力在主运动方向上的正投影。影响最大的是切削速度，切削速度越大，切削力越大。 积屑瘤经过强烈的塑性变形而被强化，其硬度远高于被切金属的硬度，能代替切削刃进行切削，起到保护切削刃和减少

　　4．按冶炼时脱氧方法分类（1）沸腾钢（2）镇静钢（3）半镇静钢 4-3 Q235-A·F：碳素结构钢，Q235 表示σs≥235Mpa，质量等级为 A 级，F 为沸腾钢，用于连杆、拉杆、轴、螺栓、齿轮等 机械零件及角钢、槽钢、圆钢、工字钢等型材。 20：优质碳素结构钢，wC≈0.20%，用于不需热处理的低负荷零件，如螺栓、螺钉、螺母、拉杆、法兰盘等，渗碳后可制 作齿轮、轴、凸轮、磨擦片等。 45：优质碳素结构钢，wC≈0.45%，主要制作齿轮、连杆、轴类等零件，是应用广泛的钢号。 T10：碳素工具钢，T10 表示 wC≈1.0%的碳素工具钢，用于低连刀具，如刨刀、丝锥、扳牙、锯条、卡尺、冲模、拉丝 模等。 4-4 60：优质碳素结构钢，wC≈0.60%，用于弹性零件和易磨损零件，如弹簧、镜等。T12A：碳素工具钢，wC≈1.2%，A 表 示钢中硫、磷含量比较低，用于需高硬度、不受振动的低速刀具，如锉刀、刮刀、钻头、外科用刀具等。 Q195：碳素结构钢，σs≥195Mpa，用于载荷较小的钢丝、垫圈、铆钉、冲压件，焊接件等。 ZG310-570：铸钢，σs≥310Mpa、σb≥570Mpa，用于载荷较大的耐磨件，如辊子、齿轮、制动轮等。 4-5 碳是决定铁碳合金力学性能最主要的元素，当 wC＜0.9%时，随 wC 增加，层片状 Fe3C 量不断增加，钢的强度、硬度不 断升高，塑性、韧性不断降低。当 wC＞0.9%时，在晶界形成网状 Fe3CⅡ，虽然硬度仍在升高，但是强度下降，塑性、韧性继 续降低。为使钢有足够的强度、一定的塑性和韧性，工业上应用的碳钢，wC 不超过 1.4%。 4-6 4-7 30，50，T7，T9。 主要是碳素结构钢。成分特点是中、低含碳量（wC≤0.60%） 。性能特点是低碳钢（wC＜0.25%，塑性、韧性好，有一定 （1）弹簧弹不起来，缺乏弹性或使用中断裂； （2）强度不足，易变形和断裂； （3）太软，太锤变形，且锤击力减小。 热处理是采用适当的方式对金属材料或工件 （以下简称工件） 进行加热、 保温和冷却以获得预期的组织结构与性能的工艺。

　　F、Fe3CⅡ组织的平衡温度点。 实际生产中，热处理的加热和冷却不是很缓慢，固态相变时都有不同程度的过热度和过冷度，因此将加热时各相变点用 Ac1、 Ac3、Accm 表示（有过热度） ，冷却时各相变点用 Ar1、Ar3、Arcm 表示（有过冷度） 。 5-4 共折钢加热目的是获得全部 A 组织。加热时，在 F 和 Fe3C 交界面上形成 A 晶核，依靠 Fe、c 原子扩散，A 晶核长大，同 时，又有新的 A 晶核形成与长大，直至 F 全部消失。其后是残余 Fe3C 的溶解。最后是 A 成分（C 浓度）均匀化。 5-6 工件淬火时可抑制非马氏体转变的最低冷却速度称为马氏体临界冷却速度。它越小，钢的淬透性越好，可以在较低的冷却 退火是将工件加热到适应温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。根据钢的成分和退火目的不同，退火有以下 速度小获得 M，减少淬火应力、淬火变形与淬火裂纹。 5-7 种类：①完全退火：用于亚共折碳钢和合金钢的铸件、锻件、热轧型材，焊件等。②等温退火：用于亚共折碳钢、合金钢、过 共折碳钢、合金工具钢、轴承钢。③球化退火：用于过共折钢和合金工具钢、轴承钢等。④去应力退火：于铸件、锻压件、焊 件、切削加工件等。⑤均匀化退火：用于质量要求高的合金钢铸锭、铸件和锻坯等。 5-8 正火与退火的目的基本相同，如均匀钢的成分，细化晶粒，消除残余应力，降低钢的硬度，提高塑性，改善切削加工和压 力加工性能等。一般用作预备热处理，被安排在毛坯生产之后，粗加（或半精加工）之前。区别在于正火冷却速度较快，得到 的珠光体晶粒较细，硬度和强度较退火的高；操作简便，生产周期短，成本较低。为改善切削加工性，高碳钢应选用退火，低、 中碳钢应选用正火；过共折钢珠化退火前，应进行正火消除网状渗碳体，做好组织准备。对性能要求不高的零件，以及一些大 型或形状复杂的零件，淬火容易开裂时，也可用正火作最终热处理，而退火做不到。生产中达到正火、退火两可情况时，尽量 选用正火。 5-9 淬火是将工件加热臭氏体化后以适应方式冷却得马氏体或（和）贝氏体组织的热处理工艺。淬火的目的是为了得到马氏体 （或贝氏体）组织，提高钢的硬度、强度和耐磨性。例如用 T10A 制造的手锯条、淬火，低于回火后，HRC≥62，它就可以锯 削退火状态的 T10A 材料（HBS≤197，相当于＜20HRC。 5-11 （1）例如共折钢情况 F，说法是正确的，因为共折钢水冷得 M少量 A，油冷得 MT，空冷得 S。例如高速钢情况下，说 法是不正确，因为水冷、油冷、空冷时高速钢得到的都是 MA，三者硬度接近。 （2）当零件尺寸较大，钢的渗透性不高时，说法可能是正确的，如 40 钢、40cr（低渗透性） 、40CrNiMoA（高渗透性） ，钢中 合金元素多了，钢的淬透性提高了，在同样条件下淬火，M 量增加，非 M 组织减少或消失，因而硬度增加。当零件尺寸很小， 或钢的淬透性较高时，无论合金元素多少，钢都能淬透时，说法不正确，因为 M 硬度决定于它的含碳量，而与合金元素量无关。 5-12 5-13 1-M，2-M，3-M，4-MT，5-B 下。 回火是工件淬硬后加热到 AC1 下某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。目的：①消除工件淬火时产

　　塑性变形后还产生加工硬化，可降低超载引起突然断裂的危险性。 1-7 度试验法。 1-8 原理：用直径 D 的淬火钢球或硬质合金球作压头，以相应用的试验力 F 压入试件表面，经规定的保持时间后，卸除试验力，得 到一直径为 d 的压痕。用试验力除以压痕表面积，即得布氏硬度值。 优点：试验数据准确、稳定。 缺点：测试较麻烦；压痕大，不宜测薄件或成品件；球形压头会变形或损坏，不宜硬度高的材料。 应用 HBS 测试硬度值小于 450 的材料；HBW 测试硬度值在 450~650 范围的材料。布氏硬度常用来测定铸铁、有色金属、经退 火、正火和调质处理的钢材等硬度，如半成品和原材料。 洛氏硬度 原理：在初试验力和总试验力的先后作用下，将压头（顶角 120 的金刚石圆锥或◆1.588mm 的淬火钢球）压入试样表面，保持 规定时间后，卸除主试验力，测量出残余压痕深度增量，用以计算硬度。 优点：操作简便，迅速、压痕小，可测试成品表面及较硬、较薄的工件。 缺点：因压痕小，对组织、硬度不均匀的材料，硬度值波动较大，准确性不如布氏硬度高。 应用：主要应用于测定钢铁、有色金属、硬质合金等的硬度。 1-9 1-10 查教材附录附表 2（b）22HRC 换算成 234HBS ，符合 220~250HBS 图纸要求。 （1）不正确，HBS 适用于测量硬度值小于 450 的材料； （2）不正确，HBW 用于测量硬度值在 450~650 的材料，且硬度值

　　0-1 性质是一门以机械制造工艺为主的综合性技术基础课。主要内容是： （1）金属的力学性能、金属学基本知识、钢的热处理、 金属材料、非金属材料、金属表面处理技术、工程材料的选用等（2）铸造、锻压、焊接、毛坯生产方法的选择等。 （3）金属 切削基础知识、金属切削机床及其加工、精密加工与特种加工、零件生产的基本知识及加工方法的综合分析等。 0-2 教育目标是： （1）了解常用机械工程材料的类别和用途，初步具有正确使用金属材料的能力。 （2）了解金属的常用热处 理，主要冷、热加工方法的基本原理，工艺特点和应用范围，金属毛坯和零件的常用加工方法，初步具有选用热处理、使用毛 坯和确定机械加工工艺路线）了解机械产品制造过程、加工设备及工艺过程。 （4）了解与本课程有关的新材料、新 工艺、新技术、新设备及其发展趋势。 0-3 一般过程是根据设计图，进行工艺准备、材料、毛坯准备、进行热处理和切削加工、制得零件，经装配、检验、得合格机 力学性能是材料在力作用下所显示的性能（又指金属在力作用下所显示的与弹性和非弹性反应相关或涉及应力-应变关系 械产品。毛坯制造方法有铸造、锻造、冲压、焊接和型材下料。切削加工主要方法有车削、钻削、铣削、创削、磨削等。 1-1 的性能） ，主要有强度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度等。常用强度根据是屈服点和抗拉强度；塑性判据是断后伸长率和断面 收缩率；硬度判据是布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等；韧性判据是冲击吸收功；金属疲劳的判据是疲劳强度。 1-2 不正确。零件受到外力会否变形取决于外力大小（严格讲为外力/零件受力横截面积，称应力）与零件材料力学性能高低， 短试样：◆◆长试样：◆◆ 屈服点没有达到要求 因为低碳钢塑性、韧性好，这些承载零件一旦超载即发生塑性变形，引起操作者注意，及时降载或更换零件，且低碳钢冷 硬度是指材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力。常用的硬度试验方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬 布氏硬度 长试样塑性好。因为同一材料的断后伸长率大小与试样尺寸有关，同一材料的◆；现两 当应力小于该零件材料弹性极限时，则产生弹性变形；当应力超过屈服点时，则发行塑性变形（永久变形） 。 1-4 1-5 1-6 种材料的◆◆，则长试样的塑性应比短试样好。

　　2．按质量等级分类（1）普通质量碳钢 素弹簧钢、工具钢等。 3．按用途分类（1）碳素结构钢 具。一般属于高碳钢。

　　wp 比普通质量碳钢少。机械、工程结构用优质碳钢等。 （3）特质质量碳钢

　　ws≤0.020%、wp≤0.020%。保证淬透性碳钢、碳 制造刃具、量具和模

　　的过程，称为金属疲劳。在零件的尖角、孔、槽、微裂纹、夹杂物、表面划痕、刀痕、局部应力集中处，在循环应力作用下易 产生疲劳裂纹，裂纹不断扩展，减小了零件的有效承载面积，最后与截面减小至不能承受外力时，零件即发生突然断裂。提高 零件疲劳强度的方法是合理设计零件结构，避免应力集中、降低表面粗糙度值、进行表面滚压、喷水处理、表面热处理等。 2-1 晶体：是原子按一定几何形状作有规律排列的固体。如金刚石、石墨、金属与合金等。 晶格：用于描述原子在晶体中规律排列方式的空间格子称为结晶格子，简称晶格。晶格中直线交点称为结点。 单晶体：是晶体内部原子排列方向（称晶格位向）完全一致的晶体。

　　强化作用，并能提高合金工具钢的热硬性。 （4）最重要的作用是提高了钢的淬透性，保证钢淬火能获得马氏体组织，起马氏体 强化作用。 6-3 对工艺性能的影响： （1）一般会降低铸造时金属流动性，增加偏析倾向，使铸造性能变差。 （2）许多合金钢，在锻造时塑 性降低、变形抗力增加，锻造性能明显下降。 （3）合金元素不同，对焊接性影响不同，总的说来，合金钢的焊接性不如碳钢。 （4）合金钢与碳钢相比，淬透性提高，淬火变形开裂倾向增加，热处理过热敏感性降低。 （5）合金钢强韧性较高，切削性能一般比碳钢差；但适量硫、磷、铅等元素，能改善切削加工性。 6-4 6-5 主要是提高强度，提高热硬性、提高耐磨性，耐蚀性和耐热性和热强性。 （1）按主要质量等级分类 如可焊接高强度结构钢等。 如低温用低合金钢等。

　　刀具磨损的作用。积屑瘤的产生增大了刀具的工作前角，易使切屑变形和减小切削力。所以，粗加工时产生积屑瘤有一定好处。 但是积屑瘤是不稳定的，它时大时小，时有时无，其顶端伸出刀尖之外，使切削深度和切削厚度不断变化，影响尺寸精度，并 导致切削力变化，引起振动。此外，积屑瘤会在已加工表面刻划出不均匀的沟痕，并有一些积屑瘤碎片粘附在已加工表面上， 影响到表面粗糙度。所以精加工时应避免产生积屑瘤。 17-7 适当提高切削用量，能提高生产率。但切削用量过大，不仅导致加工表面质量下降，还会加速刀具磨损，增加磨刀次数， （a） =5 mm； （b）6 mm； （c）55-50=5 mm。 增加辅助时间，反而影响生产率。 17-8 17-9 高硬度和高耐磨性，刀具切削部分材料硬度应大于工件材料硬度，一般要求在 60 HRC 以上。高耐磨性使刀具长时间工

　　磨擦。 18-6 所以比车外圆困难。车断是车槽的极限深度，上述困难更大，故车断比车槽困难。 18-7 加工长度大于 10 mm 的圆锥面。长圆锥面的加工应采用偏移尾座法或靠模法，此两法可自动进给，表面质量较高。 18-8 等高；根据螺纹的牙高控制总的背吃刀量，保证螺纹尺寸。车螺纹时，主轴每转一转，刀具在丝杆的带动下准确地移动一个导 程，即螺距，要使螺距符合要求，必须通过主轴到丝杠之间的传动系统，控制好主轴与丝杠之间的传动比。 18-9 应采用金刚石车刀以小的背吃刀量（ap＜0.15 mm＝和进给量（f＜0.1 mm/r＝，高的切削速度（vC=5 m/s）进行精车。因 采用跟刀架或中小架作辅助支承，以增加工件的刚度。可减少工件振动和弯曲变形，保证加工质量。 为有色金属精加工不能采用磨削，易堵塞砂轮。 18-10 18-11 （b）方式效率高，因为： （1）走刀顺序比（a）有一个（道）（2）每道顺序的背吃刀量比（a）减小，可用较大的进给 ； 量，且一次走刀车较长的距离。 18-12 加工精度高——对于轴、套、盘类零件，各加工面有同一回转轴线，且与车床主轴回转轴线重合，可在一次装夹中加工 出不同直径的外圆、内孔和端面，可保证各加工面间的轴度垂直度等。生产率高——大多数车削过程是连续的，可采用高速切 削，车床工艺系统及刀杆刚度好，可采用较大的背吃刀量和进给量，如强力、切削等。适应性好——适应多种材料、多种表面、 多种尺寸和多种精度。生产成本低——车刀结构简单，制造、刃磨、安装方便；许多夹具已作为附件生产，使生产准备时间缩 短，降低了成本。 18-13 钻床完成工作：钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹、镍孔、锪平面（孔的端面） 。钻削加工特点：①钻头易磨损；②引产生“引 麻花钻使用时只刃磨后面，通过控制顶角 2φ和横刃斜角，获得其他相应角度。标准麻花钻的顶角 2φ=118°±2°， 刨刀切削部分的结构与车刀相类似，但前角比车刀小些，刃倾角取较大负值，在主偏角=45°~75°，刀杆截面较粗大以 铣削加工特点：①铣刀是多刃刀具，有几个刀齿同时参加切削，无空行程，主运动是旋转运动，可采用硬质合金铣刀高 偏” ，指加工时因钻头弯曲而引起的孔径扩大、孔不圆或孔的轴线歪斜等；③排屑困难。 18-14 横刃斜角=50°~55°。 18-15 增加刚度；采用弯杆刨刀，能在切削力突然增大时，刀杆产生弯曲变形使刀尖离开工件，避免刀尖扎入工件。 18-16 速切削，生产率高于刨削；②由于铣刀各刀齿是间歇地参与切削，切削过程中有冲击或振动，影响了铣刀的耐用度，限制了铣 削速度和加工精度的提高，且对表面粗糙度也有一定的影响；③铣刀结构复杂，制造与刃磨工艺要求较高。应用范围：平面、 垂直面、台阶面、各种沟槽和成形面等大批量加工。 18-17 常用铣床附件有：①平口虎铍——用于夹持形状简单的中小型工件；②回转工作台——能辅助铣床完成中小型零件的圆 弧表面加工和分度加工等；③万能分度头——能将工件安装成需要的角度、分度和铣螺旋槽时连续动工件。④万能铣头——能 使铣头主轴与工作台台面或任何角度，能在卧式铣床上完成立式铣床所能完成的各种工作。 18-18 铣刀种类及其作用如下： 圆柱铣刀——加工较大的水平面； 圆盘铣刀——加工台阶、小的侧平面、宽度不大的沟槽； 片铣刀——用于切断或加工很窄的沟槽； 角度铣刀——用于加工 V 形槽、单斜面的沟槽及斜平面等； 成形铣刀——用于加工凸（凹）圆弧面、螺旋槽及渐开线表面等特型面。 立铣刀——用于加工沟槽、小平面和台阶面；

　　较高的工程结构件，大型钢结构，一般在热轧后经退火或正火状态下供应，使用时不再进行热处理。如 Q345 用于制造各种大 型船舶、铁路车辆、桥梁、管道、压力容器、石油储罐、水轮机壳、起重及矿山机械、电站设备、厂房构架等承受动载荷的各 种焊接结构件，一般金属构件、零件等。 6-8 （1）按主要质量等级分类： 生产中要特别控制质量和性能，如一般工程结构用合金钢、硅锰弹簧钢等。 生产中要特别严格控制质量和性能，如合金结构钢、合金工具钢等。 ①优质合金钢

　　键槽铣刀——用于加工 T 形槽； 端铣刀——用于加工大平面。 18-19 主运动：砂轮的旋转运动 进给运动：砂轮的横向进给运动；工件的旋转运动；工件纵向往复运动。 磨削加工特点：①切削厚度极薄，切削经向分力较大，工件易弯曲变形；②切削区域瞬时温度较高，应进行冷却，以防工件表 面烧伤、产生残留应力；③磨削适应性强，金属、非金属、超硬材料均能加工；各种表面均能加工；既可用于半精加工，精加 工，又可用于粗加工。 18-20 砂轮组成基本要素及其作用如下： ①磨料种类——磨料担负切削工作，必须锋利和坚韧。常见两类，刚王类 Al2O3 磨削钢料及一般刀具；碳化硅类 SiC 用于磨削 铸铁、青铜等脆性材料及硬质合金等。 ②磨料粒度——磨粒大小用粒度表示，粒度号数越大，表示磨粒越细。粗颗粒用于粗加工及磨软材料；细颗粒用于精加工。 ③结合剂种类——结合剂用于将磨粒粘结成各种形状和尺寸的砂轮。生产中常用陶瓷结合剂；此外还有树脂结合剂、橡胶结合 剂等。 ④砂轮硬度——指砂轮表面上的磨粒在外力作用下脱落的难易程度，与磨粒本身的硬度是两个不同的概念，同一种磨粒可做成 不同硬度的砂轮。砂轮硬度分为超软……超硬七大级，每一大级又分几个小级。 ⑤砂轮组织——指磨粒占砂轮体积的百分数（磨粒率） ，磨粒率越大，砂轮越紧密。 ⑥砂轮的形状和尺寸——是根据不同磨床磨削不同形状和尺寸的工件而确定的。 ⑦安全线速度——最高工作线 A 60 粒度 L 硬度 5 B 35 最高工作线速度 孔径 磨料 组织号 结合剂

　　量具刃具钢、冷作模具钢和热作模具钢的编号表示方法与合金弹簧钢相似，差别在于：当钢中 wC＜1%时，

　　牌号前的数字表示含碳量的千分数；当 wC=1%时，牌号前不标出含碳量。如 9SiCr。 （若不与 6-9 题连在一起，则要复述合金弹 簧钢的编号方法。 ） 高速工具钢 不标出。 6-11 Q235A：σS≥235 Mpa 的碳素结构钢，Q 表示屈服噗，A 表示质量等级，Ws≤0.050%，Wp≤0.045%，用于拉杆、螺栓 等；Q345B：σS≥345 Mpa 的低合金高强度结构钢，B 表示质量等级，Ws≤0.040%，Wp≤0.040%，桥梁、厂房钢架等；A3： 旧牌号，对应于 Q235；16Mn：旧牌号，对应于 Q345；40Cr：WC=0.40%、WCr＜1.5%的合金调质钢，齿轮，轴等；20CrMnTi： WC=0.20%、WCr、WMn、Wti 均＜1.5%的合金渗碳钢，汽车齿轮、齿轮轴；38CrMoA1：WC≈0.38%、WCr、Wmo、WA1 均 ＜1.5%的合金调质钢，是氮化零件专业钢，精密丝杆、精密等；60Si2Mn：WC=0.060%、WSi≈2%、WMn＜1.5%的合金弹簧 钢，板簧，卷簧等；GCr15：WC=1.0%、WCr=1.5%的轴承钢，G 表示“滚”的汉语拼音字首，套圈、滚珠等；ZGMn13-1：高 锰耐磨钢，ZG 表示铸钢，WMn=13%，1 为顺序号，wC=0.90%~1.5%齿板、铲齿等。 6-12 合金渗碳钢属于表面硬化合金结构钢，用以制造渗碳零件。其 wC=0.10%~0.25%，以保证零件心部有良好的塑性和韧性， 合金调质钢又称调质处理合金结构钢，用以制造经调质处理的零件。其 wC=0.25%~0.50%，以保证零件淬火、高温回火 合金弹簧钢是用以制造弹簧零件的合金结构钢。WC=0.50%~0.70%，以保证弹簧经淬火、中温回火后，具有高强度、韧 不可以。汽车变速齿轮承载和传递功率大，在换档和汽车紧急刹车，起动时，所受冲击力和磨擦力大，20CrMnTi 在使用 钢的表面经渗碳、淬火、低温回火后，有高的硬度和耐磨性。零件渗碳后不能直接应用，必须淬火，低温向火后使用。 6-13 后，有良好的综合力学性能。主要用作重要的齿轮、轴、曲轴、连杆等。 6-14 性、弹性和抗疲劳破坏能力，以满足使用要求。通过淬火，250~500℃的中温回火来达到使用性的要求。 6-15 时经渗碳、淬火和低温回火，表面层为高碳回火马氏体组织，有很高的硬度和耐磨性，心部为低碳成分组织，具有好的塑性和 韧性。其表层和心部性能，都是中碳钢、中碳合金钢经高频淬火后达不到的，因此不可以。 6-16 轴承钢主要用来制造各种滚动轴承的滚动体和内、外套圈。滚动轴承在高速转动和强烈磨擦情况下工作，承受很大的局 部交变应力，要求轴承钢有高硬度、高耐磨性、高的弹性极限和接触疲劳强度，足够的韧性和耐蚀性。因此，轴承钢含碳量较 高（wC=0.95%~1.15%） ，并加入铬、硅、锰、钼、钒等合金元素，以提高钢的淬透性、弹性极限、接触疲劳强度和耐磨性能。 通过球化退火、淬火和低温回火达到使用性能的要求。 6-17 9SiCr 含碳量与 T9 相近，但 9SiCr 中加入 3Cr、Mn、Si 元素，提高了渗透性、耐回火性和热硬性，主要是提高了热硬性， 钳工用手锯条由 T10A 制造，在浇水、低温回火后使用，烧红后，回火马氏体分解成非马氏体组织，空冷后，就变软了。 使 9SiCr 寿命长。 6-18 机用锯条用 WT8Cr4V 高速钢制造，有高的热硬性，烧红后，原先的碳化物不会立即分解，回火 M 变成了 A，由于高速钢含有 大量合金元素，淬性高，在空冷条件下仍能得到马氏体组织，仍有高的硬度。 6-19 该钢 wC=1.0%~1.45%，wMn≈13%，当加热到高温（1060~1100℃）时，碳化物全部溶于臭氏体，水冷可得到均匀单一 的臭氏体，塑性、韧性好。当使用时遇到强烈摩擦、巨大压力和冲击时，表面层转变为马氏体，产生加工硬化，硬度和耐磨性 大大提高，而心部仍保持臭氏体良好的塑性和韧性。它在水韧状态下使用。应用在受强烈冲击、巨大压力和要求耐磨的零件， 如齿板、铲齿、球磨和*板等。 6-20 9SiCr∶wC=0.90%、wSi、wCr 均＜1.5%的含金刃具钢，丝锥、扳手；W18Cr4V∶wC=0.70%~0.80%，wW=18%，wCr≈ 40%、wV＜1.5%的高速工具钢，高速切削车刀、铣工等；CrwMn∶wC=1.0%、wCr、wW、wMn 均＜1.5%的合金刃具钢，拉刀、 扳牙、 量规、 高精度冷冲模； Cr12MoV∶wC≥1%、 wCr=12%、 wMo、 均＜1.5%的冷作模具钢， wV 冲孔模、 切边模等； 5CrNiMo： wC=0.5%、wCr、wNi、wMo 均＜1.5%的热作模具钢、大中型热锻模；1Cr18Ni9：wC=0.1%，wCr=18%，wNi=9%的不锈钢， 生产硝酸、化肥的设备零件，1Cr17∶wC=0.1%，wCr=17%的不锈钢，食品加工设备、家庭用具；1Cr13∶wc=0.1%、wCr=13% 的不锈钢， 汽轮和叶片， 0Cr17Ni7A1∶wC≤0.08%、 阀； wCr=17%、 wNi=7%、 wA1＜1.5%的不锈钢、 弹簧、 势圈等； 00Cr18Ni10N∶ wC≤0.03%、wCr=18%、wNi=10%、wN＜1.5%的不锈钢，化学、化肥等化工设备零件。 6-21 wC=0.50%~0.60%，含有 Cr、Mn、Mo 等合金元素，经最终热处理淬火，回火后，可得到均匀的回火索氏体或回火托氏 体组织，在高温下有较高的强度、韧性、足够的硬度、耐磨性，良好的热导性，耐热疲劳性，以满足热作模具（如热锻模）工 作时受到较大的冲击力、摩擦、冷热交变热应力的使用要求。 6-22 含碳量高，wC=0.70%~1.6%，加入大量（总量大于 10%）钨、钼、铬、钒等合金元素，使它具有高的硬度、耐磨性和热 硬性、很好的韧性和抗弯强度的成分基础。热处理特点是淬火温度高、回火温度高和多次回火。淬火温度高使碳和合金元素能 较充分地溶入臭氏体中，回火温度高使它有很好的韧性，多次回火能尽量减少残余臭氏体和产生二次硬化，提高其硬度和耐磨 性lol外围平台。此外， 6-23 火加热时要经过预热，采取分级淬火或等温淬火，以减少淬火变形。 Cr12 钢，高速钢都属于莱氏体钢，毛坯要进行反复锻打，击碎粗大的硬而脆的碳化物，使磷化物细化并均匀分布在基体 不锈钢是指能抵抗大气或其他介质腐蚀的钢，如 1Cr18Ni9，制造生产硝酸、化肥等化工设备零件；1Cr13，制造汽轮机 编号表示方法与合金工具钢相似， 差别是高速工具钢的 wC＜1%时， 也不标出数字如 W18Cr4V， wC=0.7%~0.8% 其

　　上，锻造后进行退火，清除内应力，降低硬度，改善切削加工性，以利毛坯的后续加工。 6-24

　　叶片、日常生活用品等。耐热钢是指在高温下具有抗氧化和热强性的钢，如 1Cr17，制造 900℃以下耐氧化部件，散热器，炉 用部件；4Cr9Si2，制造内燃机进气阀，轻负荷发动机的排气阀。 6-25 臭氏体不锈钢的固溶处理，是将钢加热到 1050~1150℃高温，使碳化物全部溶入臭氏体，然后水淬快冷至室温，得到单 相臭氏体组织。经固溶处理后臭氏体不锈钢具有高的耐蚀性，好的塑性和韧性。高温耐磨钢的水韧处理，是将钢加热到 1060~1100℃高温，碳化物全部溶于臭氏体，水冷可得到均匀单一的臭氏体，此时硬度不高、塑性、韧性好，当使用时遇到强 烈摩擦，巨大压力和冲击时，表面层转变为马氏体，产生加工硬化，硬度和耐磨性大大提高，而心部仍保持臭氏体良好的塑性 和韧性。一般钢淬火，加热是为了得到臭氏体，温度没这么高，水冷（或油冷）后得到马氏体，提高强度和硬度，经回火消除 脆性，保持强韧性和硬度，以满足零件的使用要求。 6-26 6-27 17-1 磨床主轴 40Cr，扳弹簧 60Si2Mn，滚珠 GCr15，汽车变速齿轮 20CrMnTi，汽轮机叶片 1Cr13，酸槽 1Cr18Ni9Ti。 扳牙 9SiCr，车刀 w18Cr4V，冷冲模 9Mn2V，热挤压模 4CrWzSi 医疗手术刀 4Cr13。 车端面——主运动（工件旋转） ，进给运动（刀具移动） ；车床钻孔——主运动（工件旋转） ，进给运动（刀具移动） ；轴

　　的强度，冷成型性、焊接性好，中碳钢（wC=0.25%~0.60%）强度、塑性、韧性都较好，热处理后有良的综合力学性能。 4-8 5-1

　　热处理能显著提高钢的力学性能，满足零件使用要求和延长寿命；还可改善钢的加工性能，提高加工质量和劳动生产率，因此 热处理在机械制造中应用很广。如汽车、拖拉机中有 70%~80%的零件要进行热处理；各种刀具、量具、模具等几乎 100%要进 行热处理。 5-2 钢进行热处理的理论依据是铁的同素异晶转变、热处理工艺的制订要依据铁碳合金状态图。常用热处理方法按目的与作用 整体热处理：退火、正火、淬火、回火等 表面热处理：火焰淬火、感应淬火等 化学热处理：渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗金属等 5-3 A1、A3、Acm 是共折钢、亚共折钢、过区折钢被缓慢加热时全部获得 A 组织，或它们被缓慢冷却时，开始从 A 中折出 p、 不同有

　　（2）按主要性能和使用特性分类：工程结构用合金钢、机械结构用合金钢，轴承钢、工具钢等。 6-9 调质处理合金结构钢，表面硬化合金结构钢和合金弹簧钢编号为 元素符号 数字 该元素含量百分数 （A） 硫磷含量少，质量高 如：60Si2CrA。 所含合金元素 两位数字

　　和的残留应力，防止变形和开裂；②调正工件的硬度、强度、塑性和韧性，达到使用性能要求；③稳定组织与尺寸，保证精度； ④改善和提高加工性能。回火一般紧接着淬火进行，是工件获得所需性能的最后一道重要工序。 5-14 5-15 1—pFe3C，２—ＡFe3C，３—Ｍ＋Fe3C，４—回火ＭFe3C，５—回火ＭFe3C 45 钢淬火温度是 840℃，其余不正确；T12 钢淬火温度是 770℃，其余不正确；原因有二点：一是 45 钢淬火得 MF 组织，

　　①普通质量低合金钢（ws≥0.045%，wp≥0.045%） 一般用途低合金钢等。 ②优质低合金钢（w、wp 比普通质量低合金钢低） ③特殊质量低合金钢（ws≤0.020%，wp≤0.020%）

　　（2）按主要性能和使用特性分类，可焊接的低合金高强度结构钢、低合金耐候钢等。 6-6 6-7 表示方法同碳素结构钢，如 Q390，表示σs≥390 Mpa 的低合金高强度结构钢。 性能：强度高，塑性、韧性好，焊接性好，冷成形性好，较好的耐蚀性，较低的韧脆转变温度。用途：用于制造各种强度

　　◆◆◆，◆◆◆◆。◆◆◆◆：体心站，◆◆：面心立方。 2-7 2-8 2-9 2-10

　　硬度较高，制造成本较低，种类繁多、性能各异，可满足不同的需要，应用广泛。因为合金中的固溶体有固溶强化作用，细小 均匀分布的金属化合物有弥散强化作用，不像纯金属要求较高的纯净度，固而制造成本较低。 2-11 因为单晶体由原子是按一定几何形状作有规律排列的，不同方向上原子排列密度不同，因而性能不同，即各向异性。生 产中使用的金属大多为多晶体，虽然多晶体中每个晶粒和单晶体一样具有各向异性，但一块金属包含有大量彼此位向不同的晶 粒，不同方向的金属性能却是许多晶粒性能的平均值，故一般金属（多晶体）表现为各向同性。 2-12 合金的结构因其他组元的加入，形成固溶体、金属化合物基本相，不同于纯金属的单一晶体结构。由于固溶体会产生固 （1）有相的改变； （2）无邪恶的改变。 纯金属液在一定过冷变下，开始形成结晶核心，晶核依靠吸附周围液体中的原子长中。与此同时，在液态金属中又有新 溶强化，金属化合物细小的均匀分布在固溶体上产生弥散强化，因而是强度、硬度比纯金属高。 2-13 2-14lol外围平台lol外围平台