【浙江】01666金属工艺学自学考试大纲

［01666］

金属工艺学自学考试大纲

浙江省教育考试院

二O一O年七月

自学用书：《金属工艺学》，宫成立主编，机械工业出版社第1版

一、课程性质与设置目的要求

《金属工艺学》是高职高专层次自考机械类专业一门综合性的专业技术课程。课程包括机械工程材料、金属热加工、金属切削加工、现代制造技术等机械工程学科的众多方面，涉及范围广、内容综合性强。

设置本课程的目的和要求是使自学者通过本课程的学习，了解和掌握常用机械工程材料的性能、钢的热处理技术、金属热加工方法、毛坯的选择、互换性与测量技术、切削加工基础、表面加工方法、零件生产工艺、现代制造技术等金属工艺过程知识；通过自学和辅导并结合生产实践，培养铸、锻、焊和热处理等金属热加工和车、铣、磨等切削加工工种的基本操作技能；通过自学和辅导，具备编制热处理、铸造等热加工和零件机械加工工艺规程的初步能力；通过自学，树立先进的制造理念和质量效益观念。课程目的可概括为：奠定理论基础；提高实践能力；升华业务职级。课程学习要求可表述为：抓住重点，兼顾一般；理实结合，精于多练；努力钻研，持之以恒。

二、考核目标

第1篇 机械工程材料

第1章 钢铁材料生产简介

一、学习目的和要求

了解钢铁材料的生产过程及冶炼方法，熟悉钢材的种类和应用。

二、考核知识点

（一）炼铁的主要原料

（二）炼铁的基本过程及产品

（三）炼钢的基本过程和方法

（四）钢材的种类和应用

三、考核要求

（一）炼铁的主要原料

1．识记：炼铁的三种主要原料。

2．领会：三种主要原料在炼铁中的作用。

3．应用：略。

（二）炼铁的基本过程及产品

1．识记：炼铁的基本过程。

2．领会：略。

3．应用：高炉产品（炼钢生铁、铸造生铁，副产品）。

（三）炼钢的基本过程和方法

1．识记：炼钢的方法。

2．领会：炼钢的基本过程。

3．应用：镇静钢和沸腾钢。

（四）钢材的种类和应用

1．识记：钢材的种类。

2．领会：略。

3．应用：钢材的应用。

第2章 金属的力学性能

一、学习目的和要求

掌握金属材料的主要力学性能，掌握主要力学性能指标的表示和测试方法。

二、考核知识点

（一）强度与塑性

（二）硬度

（三）韧度和疲劳极限（疲劳极限不作考核）

三、考核要求

（一）强度与塑性

1．识记：屈服点、抗拉强度、伸长率的符号和计算式。

2．领会：屈服点、抗拉强度、伸长率的概念。

3．应用：屈服点、抗拉强度、伸长率的测试方法。

（二）硬度

1．识记：布氏、洛氏硬度的符号和量值。

2．领会：硬度的概念。

3．应用：布氏、洛氏硬度的测试方法和应用。

（三）韧度和疲劳极限

1．识记：韧度代号和量值。

2．领会：韧度的概念。

3．应用：韧度的测试方法。

第3章 金属的晶体结构与结晶

一、学习目的和要求

了解晶体与非晶体的概念，熟悉常见金属晶格的类型和纯金属与实际金属结构性能的区别，掌握固溶体与金属化合物的结构性能特点，能初步分析二元合金相图。

二、考核知识点

（一）纯金属的晶体结构

（二）纯金属的结晶

（三）合金的晶体结构

（四）二元合金相图

三、考核要求

（一）纯金属的晶体结构

1．识记：常见晶格类型，常见晶体缺陷。

2．领会：晶体与非晶体、晶格与晶胞的概念。

3．应用：晶体缺陷对金属性能的影响。

（二）纯金属的结晶

1．识记：晶粒对力学性能的影响。

2．领会：冷却曲线与纯金属的结晶过程，金属的同素异构转变。

3．应用：改善力学性能获得细晶粒的方法。

（三）合金的晶体结构

1．识记：固溶体的类型和性能，金属化合物的性能。

2．领会：合金、组元、相的概念，固溶体和金属化合物的概念。

3．应用：固溶体和金属化合物。

（四）二元合金相图

1．识记：相图的建立、种类。

2．领会：相图分析。

3．应用：相图与合金力学性能的关系。

第4章 铁碳合金

一、学习目的和要求

熟悉铁碳合金的基本组织和性能，会分析简化的Fe-Fe3C相图（铁碳合金相图），了解合金结晶过程，掌握合金室温的成分、组织、性能，掌握Fe-Fe3C相图在生产中的应用。

二、考核知识点

（一）铁碳合金的基本组织

（二）简化Fe-Fe3C相图

三、考核要求

（一）铁碳合金的基本组织

1．识记：基本组织的符号和形态。

2．领会：基本组织的概念和性能。

3．应用：铁碳合金基本组织对金属性能的影响。

（二）简化Fe-Fe3C相图

1．识记：简化Fe-Fe3C相图的组成和分析。

2．领会：Fe-Fe3C相图的概念。

3．应用：Fe-Fe3C相图在选材和热加工中的应用。

第5章 碳钢

一、学习目的和要求

了解碳钢的分类和常见杂质元素对碳钢性能的影响，掌握常用碳钢的性能和应用。

二、考核知识点

（一）杂质元素对碳钢性能的影响

（二）碳钢的分类

（三）常用碳钢

三、考核要求

（一）杂质元素对碳钢性能的影响

1．识记：碳钢中的常见杂质。

2．领会：常见杂质对碳钢性能影响机理。

3．应用：常见杂质与碳钢性能的关系。

（二）碳钢的分类

1．识记：按碳的质量分数、钢的质量分数（有害杂质质量分数）、用途的分类。

2．领会：碳钢的其它分类。

3．应用：略。

（三）常用碳钢

1．识记：碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢、铸造碳钢的牌号、成分与性能。

2．领会：略。

3．应用：常用碳钢的应用。

第6章 钢的热处理

一、学习目的和要求

了解热处理的基本原理、过程和方法，熟悉钢在等温转变过程中的组织、性能与应用，掌握各种热处理方法的工艺特点和应用。

二、考核知识点

（一）热处理基本原理、过程和方法

（二）钢在加热和冷却时的组织转变

（三）钢的退火、正火、淬火和回火

（四）钢的表面热处理和化学热处理（不作考核）

三、考核要求

（一）热处理基本原理、过程和方法

1．识记：钢的热处理方法。

2．领会：热处理原理，热处理工艺曲线。

3．应用：热处理的过程。

（二）钢在加热和冷却时的组织转变

1．识记：钢在加热和冷却时亚共析、共析、过共析钢的相变线和相变温度。

2．领会：奥氏体的形成过程，冷却时的组织转变，等温转变曲线。

3．应用：奥氏体的晶粒度及其控制，等温转变曲线在连续冷却中的应用。

（三）钢的退火、正火、淬火和回火

1．识记：退火、正火、淬火和回火的目的和工艺。

2．领会：退火、正火、淬火和回火的概念。

3．应用：退火、正火、淬火和回火在生产中的应用。

（四）钢的表面热处理和化学热处理（略）

第7章 低合金钢与合金钢

一、学习目的和要求

熟悉合金钢的分类，了解合金元素对钢的作用，掌握各种合金钢的牌号、性能、用途和选择。

二、考核知识点

（一）合金元素对钢的影响

（二）合金钢的分类

（三）低合金高强度结构钢

（四）机械结构用合金钢

（五）合金工具钢和高速钢

（六）特殊性能钢

三、考核要求

（一）合金元素对钢的影响

1．识记：合金元素及其对钢的热处理，力学、工艺和特殊性能的影响。

2．领会：合金元素对钢的影响机理。

3．应用：合金钢的热处理和工艺性能。

（二）合金钢的分类

1．识记：合金钢的分类。

2．领会：略。

3．应用：合金钢的一般应用。

（三）低合金高强度结构钢

1．识记：低合金高强度结构钢的牌号。

2．领会：低合金高强度结构钢的成分、性能和热处理。

3．应用：低合金高强度结构钢的应用。

（四）机械结构用合金钢

1．识记：机械结构用合金钢的种类和牌号。

2．领会：机械结构用合金钢成分、性能和热处理。

3．应用：机械结构用合金钢的应用。

（五）合金工具钢和高速钢

1．识记：合金工具钢和高速钢的种类和牌号。

2．领会：合金工具钢和高速钢成分、性能和热处理。

3．应用：合金工具钢和高速钢的应用。

（六）特殊性能钢

1．识记：常见特殊性能钢的种类和牌号。

2．领会：常见特殊性能钢成分、性能和热处理。

3．应用：常见特殊性能钢的应用。

第8章 铸铁

一、学习目的和要求

了解铸铁的分类，熟悉石墨在铸铁中的形态及对铸铁性能的影响，掌握各种铸铁的牌号、性能、用途。

二、考核知识点

（一）概述

（二）灰铸铁

（三）球墨铸铁

（四）可锻铸铁

（五）其它铸铁（不作考核）

三、考核要求

（一）概述

1．识记：铸铁的分类

2．领会：铸铁的石墨化，铸铁的组织和性能。

3．应用：略。

（二）灰铸铁

1．识记：灰铸铁的牌号。

2．领会：灰铸铁的成分、组织、性能与热处理。

3．应用：灰铸铁的用途。

（三）球墨铸铁

1．识记：球墨铸铁的牌号。

2．领会：球墨铸铁的成分、组织、性能与热处理。

3．应用：球墨铸铁的用途。

（四）可锻铸铁

1．识记：可锻铸铁的牌号。

2．领会：可锻铸铁的成分、组织与性能。

3．应用：可锻墨铸铁的用途。

（五）其它铸铁（略）

第9章 非铁金属

一、学习目的和要求

了解非铁金属的种类、性能，掌握常用非铁金属的牌号和用途。

二、考核知识点

（一）铝及铝合金

（二）铜及铜合金

（三）滑动轴承合金与粉末冶金材料

三、考核要求

（一）铝及铝合金

1．识记：工业纯铝的牌号及铝合金的种类、牌号。

2．领会：铝合金的性能、成分与热处理。

3．应用：工业纯铝及铝合金的用途。

（二）铜及铜合金

1．识记：工业纯铜的牌号及铜合金的种类、牌号。

2．领会：铜合金的成分与性能。

3．应用：工业纯铜及铜合金的用途。

（三）滑动轴承合金与粉末冶金材料

1．识记：常见滑动轴承合金与硬质合金的种类和牌号。

2．领会：滑动轴承合金的性能，粉末冶金的特点。

3．应用：常见滑动轴承合金与硬质合金的用途。

第10章 非金属材料和复合材料

一、学习目的和要求

了解非金属材料的种类和性能，掌握常用高分子材料的牌号和用途，常用的陶瓷材料的用途。

二、考核知识点

（一）高分子材料

（二）陶瓷材料

（三）复合材料（不作考核）

三、考核要求

（一）高分子材料

1．识记：常用塑料和橡胶的种类、牌号。

2．领会：塑料和橡胶的性能。

3．应用：常用塑料和橡胶的用途。

（二）陶瓷材料

1．识记：陶瓷材料的分类和常用的陶瓷材料。

2．领会：陶瓷材料的成分与性能。

3．应用：常用陶瓷材料的用途。

（三）复合材料（略）

第2篇 金属热加工基础

第11章 铸造

一、学习目的和要求

熟悉铸造的特点，了解铸造的工艺参数和结构工艺性，掌握砂型铸造的工艺过程、造型方法和铸件工艺设计。

二、考核知识点

（一）概述

（二）金属的铸造性能

（三）砂型铸造

（四）特种铸造

（五）铸造的结构工艺性

（六）液态成型新技术（不作考核）

三、考核要求

（一）概述

1．识记：铸造的概念和方法。

2．领会：铸造的实质。

3．应用：铸造的用途。

（二）金属的铸造性能

1．识记：金属的流动性和收缩性。

2．领会：铸造性能的概念。

3．应用：金属的流动和收缩性产生的缺陷及其控制。

（三）砂型铸造

1．识记：砂型铸造工艺过程。

2．领会：砂型铸造的成型机理。

3．应用：砂型铸造造型材料和造型方法，砂型铸造工艺设计。

（四）特种铸造

1．识记：常用特种铸造方法。

2．领会：特种铸造的特点。

3．应用：常用特种铸造方法的应用。

（五）铸造的结构工艺性

1．识记：铸造性能和铸造工艺对结构的要求。

2．领会：铸造结构工艺性的概念。

3．应用：满足铸造结构工艺性的举措。

（六）液态成型新技术（略）

第12章 锻压

一、学习目的和要求

熟悉锻造和板料冲压的概念和特点，了解金属塑性变形的实质，掌握自由锻、模锻和板料冲压的成形方法，了解锻造和板料冲压的结构工艺性。

二、考核知识点

（一）概述

（二）自由锻

（三）模锻

（四）板料冲压

三、考核要求

（一）锻造概述

1．识记：锻造的概念和特点。

2．领会：金属塑性变形实质。

3．应用：坯料的加工热和锻件的冷却。

（二）自由锻

1．识记：自由锻工序的工艺过程。

2．领会：自由锻特点。

3．应用：自由锻工序、结构工艺性和设备的选用。

（三）模锻

1．识记：模锻的种类和工艺特点。

2．领会：模锻的概念、特点和结构工艺性。

3．应用：模锻的工艺设计和设备选用。

（四）板料冲压

1．识记：板料冲压的基本工序。

2．领会：板料冲压的概念和特点。

3．应用：板料冲压基本工序的应用和结构工艺性。

第13章 焊接与胶接

一、学习目的和要求

了解焊接的概念、特点和方法，熟悉金属焊接性能和焊接原理，掌握常用焊接方法的工艺过程和所用设备，熟知焊接缺陷和预防。

二、考核知识点

（一）概述

（二）焊条电弧焊

（三）其它焊接方法

（四）焊接结构工艺性和焊接缺陷

（五）胶接（不作考核）

三、考核要求

（一）概述

1．识记：焊接分类和金属的焊接性能。

2．领会：焊接的概念。

3．应用：焊接方法选择。

（二）焊条电弧焊

1．识记：焊条电弧焊焊条和焊接工艺。

2．领会：焊接电弧和焊接过程。

3．应用：焊条电弧焊参数、接头和位置选择，焊接结构图，缺陷预防。

（三）其它焊接方法

1．识记：埋弧焊、气体保护焊、气焊、电阻焊、电渣焊、钎焊的概念和工艺特点。

2．领会：几种其它焊接方法的机理。

3．应用：几种其它焊接方法的应用。

（四）焊接结构工艺性和焊接缺陷

1．识记：焊接材料选择和焊缝布置，常见的焊接缺陷及检验。

2．领会：焊接缺陷产生的原因。

3．应用：会选择焊接材料和布置焊缝，有预防焊接缺陷的办法。

（五）胶接（略）

第14章 毛坯选择

一、学习目的和要求

了解毛坯的种类，熟悉各种毛坯的特点和选择原则，掌握各类零件应选择的毛坯。

二、考核知识点

（一）毛坯的种类和选择原则

（二）典型零件毛坯的选择

三、考核要求

（一）毛坯的种类和选择原则

1．识记：毛坯的种类。

2．领会：毛坯的选择原则。

3．应用：会依据零件材料、生产纲领等选择毛坯。

（二）典型零件毛坯的选择

1．识记：轴类、齿轮类、箱体类零件常用毛坯。

2．领会：轴类、齿轮类、箱体类零件毛坯选择的依据。

3．应用：能正确选择轴类、齿轮类、箱体类零件的毛坯。

第3篇 金属切削加工基础

第15章 互换性与测量技术

一、学习目的和要求

了解互换性的概念、分类，了解标准化及标准的意义，掌握精度、尺寸公差、形位公差、配合和表面粗糙度的概念、标准和应用，掌握常用测量器具和测量方法，了解测量的概念和测量过程。

二、考核知识点

（一）互换性概述

（二）精度、尺寸公差、形位公差、配合和表面粗糙度

（三）技术测量基础

三、考核要求

（一）互换性概述

1．识记：互换性的分类，标准的分类。

2．领会：互换性和标准化的意义，实现互换性的条件。

3．应用：互换性在生产中的应用。

（二）精度、尺寸公差、形位公差、配合和表面粗糙度。

1．识记：精度、尺寸公差、形位公差、配合和表面粗糙度标准的内容。

2．领会：精度、尺寸公差、形位公差、配合和表面粗糙度的概念、基本术语。

3．应用：精度、尺寸公差、形位公差、配合和表面粗糙度在生产实践中的应用。

（三）技术测量基础

1．识记：常用测量器具和测量方法。

2．领会：测量技术的基本概念和测量过程。

3．应用：会在生产实践中运用常用测量器具进行技术测量。

第16章 金属切削加工基础知识

一、学习目的和要求

了解切削加工的分类、特点和应用，掌握两类切削运动、三种工件表面和切削用量三要素，掌握车刀的组成、刀头静止几何角度，掌握刀具的种类、材料和用途，了解切削过程的物理现象和工件的切削加工性。

二、考核知识点

（一）切削加工概述

（二）切削刀具

（三）切削过程的物理现象和工件的切削加工性

三、考核要求

（一）切削加工概述

1．识记：两类切削运动、三种工件表面，切削用量三要素。

2．领会：切削加工的分类、特点及应用。

3．应用：切削用量在机械加工中的应用。

（二）切削刀具

1．识记：车刀的组成和刀头静止几何角度，刀具的种类、材料和用途。

2．领会：刀具角度测量的三个辅助平面，刀具材料的性能。

3．应用：能依据加工方法选择刀具和刀具角度。

（三）切削过程的物理现象和工件材料的切削加工性

1．识记：切屑的种类，积屑瘤，刀具寿命，切削加工性指标。

2．领会：切削力，切削温度，刀具磨损，影响加工性的因素。

3．应用：断屑措施，积屑瘤的利用和防止，合理运用装夹、刀具和用量提高加工质量。

第17章 各种表面的加工

一、学习目的和要求

掌握金属切削机床的分类和型号，掌握零件典型表面的加工方法，了解机床的基本结构和传动系统。

二、考核知识点

（一）金属切削机床的基本知识

（二）零件典型表面的加工方法

三、考核要求

（一）金属切削机床的基本知识

1．识记：金属切削机床的分类和型号。

2．领会：机床的基本结构和传动系统。

3．应用：能依据加工零件正确选用机床。

（二）零件典型表面的加工方法

1．识记：外圆表面、孔、平面、圆柱齿轮、螺纹的加工方法。

2．领会：各种表面加工方法的选用原则。

3．应用：能依据工件和生产类型选择加工方法。

第18章 零件生产工艺过程简介

一、学习目的和要求

了解生产过程、工艺过程、生产纲领和生产类型的意义，掌握工艺过程的内容、工件的安装与定位、加工工艺路线的制定、典型零件加工工艺路线。

二、考核知识点

（一）零件工艺过程的基本知识

（二）工件的加工工艺

三、考核要求

（一）零件工艺过程的基本知识

1．识记：工艺过程中的工序、安装、工步、工位和进给的概念。

2．领会：生产过程、工艺过程、生产纲领和生产类型的意义。

3．应用：工序、安装、工步、工位和进给在工艺规程中的运用。

（二）工件的加工工艺

1．识记：工件的安装方法和定位基准的选择，加工工艺路线的制定方法。

2．领会：基准的概念和选择原则，工艺阶段的划分，辅助工序的安排。

3．应用：典型零件加工工艺路线的制定。

第19章 现代制造技术简介

一、学习目的和要求

掌握常用特种加工方法，了解常用精密加工方法，了解常用机械制造自动化技术。

二、考核知识点

（一）特种加工与精密加工（精密加工内容不作考核）

（二）机械制造自动化（不作考核）

三、考核要求

（一）特种加工与精密加工

1．识记：电火花、电解、超声波和激光特种加工方法。

2．领会：电火花、电解、超声波和激光加工原理。

3．应用：常用特种加工方法的应用。

（二）机械制造自动化（略）

三、题型举例（题型举例仅供参考，命题时不受此限）

 (一) 单项选择题（选项符号填入括号中，1分/小题，10小题共10分）

1.亚共析钢的淬火加热温度应选择（   ）

A AC1+30℃～50℃  B AC3+30℃～50℃  C ACCm+30℃～50℃  D 任意

2.调质处理工序一般安排在（   ）

A 半精加工后   B 毛坯制造后   C 粗加工后   D 精加工后

(二) 判断正误题(正确√，错误×；1分/小题，10小题共10分)

1.钢铁中的硫和磷是有益元素,锰和硅是有害元素。（   ）

2.机床提供的运动中，主运动速度最高，消耗功率最多。（   ）

(三) 填补空白题（1分/空，10空共10分）

1.通常所指低碳钢碳的质量分数小于或等于       ，中碳钢在         之间，高碳钢大于       。

2.切削用量三要素为               、             、              。

(四) 名词解释题(2分/小题，5小题共10分)

1.固溶强化

2.工序

(五) 数值计算题（5分/小题，2小题共10分）

1．某材料拉伸试棒的直径10mm，标注长度100mm，试验测出拉力26kN时屈服，断裂前的最大拉力45kN，断裂后试件的标注长度120mm，试计算其屈服点、抗拉强度和伸长率。

2．外圆表面切削，其工件的待加工表面直径50mm，工件转速100r/min，求工件的切削速度（单位m/min）。

(六) 综合解答题（10/小题，3小题共30分）

1.回答表格内各金属牌号的种类，符号和数字的意义，一般用途。

序号	牌号	种类	符号和数字的意义	一般用途
（1）	Q235
（2）	45
（3）	W18Cr4V
（4）	HT200

2.回答铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体五种基本组织的符号，在给定的简化Fe-Fe3C相图中用符号标注各相区的组织（四个单相区，五个双相区），其中液体符号为L

基本组织代号：铁素体（    ）、奥氏体（    ）、渗碳体（      ）、珠光体（    ）莱氏体（   ）

(七) 实例案例题（10分/小题，2小题共20分）

1.你所在的机加车间,某学员精车工件外圆，材料为30号钢，使用的切削速度为25m/min，进给量和背吃刀量适宜，可其加工表面相当粗糙，达不到图纸要求，请分析原因并提出改进办法？

2.所在的企业新招收一批学员，在其培训期间，你将为其讲授机械加工工艺方面的知识。请以阶梯轴为例，讲解其机械加工工艺过程（将简要答案填在给定的空格内）。给定条件：零件如图，单件生产，材料中碳钢，需调质处理，通用机床加工，不含下料、检验工序。

工序号	工  序  内  容	加工设备（机床）
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）

• 举例题型参考答案

(一) 1.（B），2.（C）

(二) 1.（×），2.（√）

(三) 1. 0.25%，0.25%～O.60%，0.60%

2. 切削速度 、进给量、 背吃刀量

(四) 1.溶质原子溶入溶剂晶格使晶格发生畸变，从而使合金的强度、硬度提高的现象。

2.一个(或一组)工人在同一台机床(或同一工作地)对一个或同时对多个工件所连续完成的那部分工艺过程。

(五) 1．σs=331.2 N/mm²，σb=573.3 N/mm²，δ=20%

2．V=15.7m/min

(六) 1.（1）碳素结构钢；Q为屈字首字母，235表示屈服点235MPa；一般结构件，如轴、杆、架，建筑用材等。

（2）碳素结构钢；45表示碳的质量分数为0.45%；重要结构件，如轴、齿轮、连杆等。

（3）高速钢；含W为18%，含Cr为4%，含V小于1.5%，含碳量省略；金属切削刀具。

（4）灰铸铁；HT为灰铁两字首字母，200表示最低抗拉强度200MPa；箱体，床身，底座等。

2.F、A、Fe3C、P、Ld

ACD以上区：L； AGSE区：A； GPQ区：F； DFK线：Fe3C； AEC区：L+A； GPS区：F+A； DCF区：L+Fe3C； SECFK区：A+Fe3C； QPK以下区：F+Fe3C

(七) 1.30号钢为塑性材料加上25m/min的切削速度，将严重产生积屑瘤，致使加工表面相当粗糙，达不到图纸的要求；改用小于10m/min或大于100m/min的切削速度，适当增大刀具前角，适度减小进给量。

2.（1）车两端面，两端面打中心孔，粗车外圆；卧式车床。

（2）热处理调质；箱式炉等。

（3）修磨中心孔，车沟槽，半精车外圆，车倒角；卧式车床。

（4）磨削四段外圆；外圆磨床。

（5）铣键槽，去毛剌；立式铣床，锉刀。

考试形式时间：纸笔化考试，150分钟