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金属工艺学复习题(小题)-山东理工

一、金属材料的性质与选择

(1)金属材料的性质与选择是金属工艺学中的基础内容，它直接影响到产品的性能和质量。金属材料的性质包括力学性能、物理性能、化学性能和工艺性能等。力学性能主要包括强度、硬度、韧性、塑性等，这些性能决定了金属在受力作用下的抵抗能力。物理性能如密度、导电性、导热性等，它们对金属的应用范围和加工方式有重要影响。化学性能则关系到金属在特定环境中的稳定性和耐腐蚀性。工艺性能则涉及金属的加工性能，如切削性、焊接性、铸造性等，这些性能影响着金属加工工艺的选择和加工成本。

(2)在选择金属材料时，首先要根据产品的使用要求来确定所需的性能指标。例如，对于承受较大载荷的结构部件，应选择具有高强度的金属材料；而对于要求耐腐蚀的设备，则应选用耐腐蚀性能好的材料。此外，还需考虑加工工艺的要求，如焊接性、切削性等，以确保加工过程顺利进行。在实际应用中，金属材料的种类繁多，包括铁、铜、铝、钛等及其合金，每种材料都有其独特的性能特点。因此，了解不同金属材料的性能差异，对于正确选择材料至关重要。

(3)金属材料的性质与选择还涉及到材料的组织结构对其性能的影响。金属的组织结构主要包括晶体结构、非晶态、固溶体和化合物等。晶体结构决定了金属的力学性能和物理性能，而非晶态材料则具有独特的物理性能和加工性能。固溶体和化合物则表现出一定的特殊性能。在实际应用中，通过改变金属的组织结构，可以优化其性能，如通过热处理工艺来提高金属的强度和硬度。因此，了解金属材料的组织结构与性能之间的关系，对于材料的选择和应用具有重要意义。

二、金属加工工艺基础

(1)金属加工工艺基础是金属工艺学的核心内容，涵盖了从原材料到成品的整个加工过程。金属加工工艺主要包括铸造、锻造、轧制、焊接、切削加工等。铸造是将熔融金属倒入模具中，冷却凝固后获得所需形状和尺寸的零件。锻造则是通过塑性变形使金属获得一定的形状和性能。轧制是通过压力使金属产生塑性变形，达到减小厚度和增大宽度的目的。焊接是利用热能或化学能将两个金属连接在一起，形成整体。切削加工则是利用刀具对金属进行去除，以获得所需的形状和尺寸。

(2)金属加工工艺的选择取决于产品的设计要求、材料特性、生产规模和成本等因素。例如，对于形状复杂、精度要求高的零件，通常采用铸造或锻造工艺；而对于形状简单、精度要求不高的零件，则可采用轧制或焊接工艺。此外，金属加工工艺的选择还需考虑加工过程中的安全性和环保性。随着科技的发展，新型加工工艺不断涌现，如激光加工、电火花加工、电化学加工等，这些工艺具有高精度、高效率、低能耗等特点，为金属加工提供了更多可能性。

(3)金属加工工艺的基础还包括加工设备的选用、刀具的设计与选用、切削参数的确定、加工过程中的质量控制等方面。加工设备的选用要根据加工工艺和产品要求进行，如数控机床、加工中心等。刀具的设计与选用要满足加工过程中的切削性能、耐用性、加工精度等要求。切削参数的确定对加工质量有直接影响，包括切削速度、进给量、切削深度等。在加工过程中，严格的质量控制是保证产品性能的关键，包括对原材料、加工过程、成品检测等方面的控制。通过优化金属加工工艺，可以提高生产效率、降低成本、提高产品质量。

三、金属热处理工艺

(1)金属热处理工艺是金属加工中的重要环节，旨在通过加热、保温和冷却等过程改变金属的组织结构和性能。金属热处理工艺主要包括退火、正火、淬火和回火等。退火是通过缓慢加热使金属达到一定温度后保温，然后缓慢冷却的过程，旨在消除金属中的应力，提高其塑性和韧性。正火则是在比退火更高的温度下加热，保温后快速冷却，以提高金属的强度和硬度。淬火是将金属加热至一定温度后迅速冷却，使金属内部结构发生马氏体转变，从而获得高硬度和耐磨性。回火是在淬火后对金属进行加热和保温，然后缓慢冷却，以消除淬火过程中产生的内应力，提高金属的韧性和降低硬度。

(2)金属热处理工艺的选择和实施对金属的性能有着决定性的影响。不同的热处理工艺对金属的组织结构和性能有着不同的作用。例如，退火可以改善金属的加工性能，降低硬度和提高塑性；正火可以提高金属的强度和硬度，同时保持一定的韧性；淬火可以显著提高金属的硬度和耐磨性，但可能会降低其韧性；回火则可以在一定程度上恢复淬火后金属的韧性，同时保持所需的硬度。在实际生产中，根据产品的具体要求和金属的性质，合理选择热处理工艺至关重要。

(3)金属热处理工艺的实施涉及多个环节，包括加热设备、冷却介质、加热温度和时间等参数的控制。加热设备的选择要考虑加热速度、均匀性和温度控制精度等因素。冷却介质的选择对冷却速度和金属组织结构有直接影响，常用的冷却介质有油、水、气体等。加热温度和时间是热处理工艺中的关键参数，直接影响金属的组织结构和性能。此外，热处