工程材料_復(fù)習(xí)題.doc

一、判斷：（對的打，錯的打） 、奧氏體與滲碳體均為面心立方晶格。()、與是亞共析鋼中室溫時(shí)的主要組成相。()、金屬的加工硬化是指金屬在塑性變形后強(qiáng)度、硬度提高，塑性、韌性 下降的現(xiàn)象。()、鋼淬火時(shí)的冷卻速度越快，馬氏體的硬度越高。()、合金中，一個(gè)晶粒內(nèi)的成分不均勻現(xiàn)象稱枝晶偏析。()6、一種合金的室溫組織為+（+），它由三相組成。（） 7、當(dāng)把亞共析鋼加熱到Ac1和Ac3之間的溫度時(shí)，將獲得由鐵素體和奧氏體構(gòu)成 的兩相組織，在平衡條件下，其中奧氏體的碳含量總是大于鋼的碳含量。（）8、在鐵碳合金平衡結(jié)晶過程中只有成分為4.3%C的鐵碳合金才能發(fā)生共晶反應(yīng)。（） 9、20鋼比T12鋼的碳含量要高。（） 10、再結(jié)晶能夠消除加工硬化效果，是一種軟化過程。（） 11、過共析鋼中，網(wǎng)狀滲碳體的存在使鋼的硬度和塑性均上升。（） 12、正火是將鋼件加熱至完全奧氏體化后空冷的熱處理工藝。（） 13、65Mn是合金調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼。（） 14、回火索氏體的性能明顯優(yōu)于奧氏體等溫冷卻直接所得到的片層狀 索氏體的性能。（） 15、T10A和60號鋼均屬于高碳鋼。（） 16、晶體缺陷的共同之處是它們都能引起晶格畸變。（） 17、位錯是實(shí)際金屬晶體的一種面缺陷。（） 18、體心立方晶格的致密度為74%。（） 19、塑性變形指的是外載荷撤銷后變形不能恢復(fù)的變形。（） 20、當(dāng)過冷度較大時(shí)，純金屬晶體主要以平面狀方式長大。（） 21、室溫下，金屬晶粒越細(xì)，則強(qiáng)度越高、塑性越好。（） 22、一般來說，鋼的強(qiáng)度高于鑄鐵的強(qiáng)度。（） 23、65Mn的淬透性比65號鋼的淬透性差。（） 24、從C曲線中分析可知，共析鋼的過冷奧氏體在A1-550的范圍內(nèi)發(fā)生貝氏體轉(zhuǎn)變。（） 25、共析反應(yīng)就是在某一溫度時(shí)，從一種固相中同時(shí)結(jié)晶析出兩 種不同的固相。（） 26、包晶偏析可以通過回火的熱處理方法消除。（） 27、所謂本質(zhì)細(xì)晶粒鋼就是一種在任何加熱條件下晶粒均不發(fā)生粗化的鋼。（） 28、一個(gè)合金的室溫組織為+（+），它由兩相組成。（） 29、過冷奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體是一種擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變。（） 30、60鋼比T12鋼的碳含量要高。（） 31、標(biāo)識為100HBS的材料硬度大于標(biāo)識為60HRC的材料硬度。（）32、馬氏體是碳在-Fe中的過飽和固溶體，當(dāng)奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí)，體積要收縮。（）33、再結(jié)晶過程是有晶格類型變化的結(jié)晶過程。（）34、當(dāng)亞共析成分的奧氏體在冷卻發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變時(shí)，溫度越低，其轉(zhuǎn)變產(chǎn)物組織越粗。（）35、貝氏體是過冷奧氏體中溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物，在轉(zhuǎn)變過程中，碳原子能進(jìn)行擴(kuò)散，而鐵 原子不能進(jìn)行擴(kuò)散。（）36、不論碳含量高低，馬氏體的硬度都很高，脆性都很大。（） 37、高合金鋼既具有良好的淬透性，也具有良好的淬硬性。（）38、經(jīng)退火后再高溫回火的鋼，能得到回火馬氏體組織，具有良好的綜合機(jī)械性能。（）39、熱加工是指在室溫以上的塑性變形加工。（）40、在正常加熱淬火條件下，亞共析鋼的淬透性隨碳的增高而增大，過共析鋼的淬透性隨碳 的增高而減小。（）二、填空題：請把答案填在題中橫線上。 1、鐵素體的晶體結(jié)構(gòu)為；奧氏體的晶體結(jié)構(gòu)為。 2、細(xì)化晶?？梢酝ㄟ^_和_兩種途徑實(shí)現(xiàn)。3、在金屬學(xué)中，通常把金屬從液態(tài)過渡為固體晶態(tài)的轉(zhuǎn)變稱為；而 把金屬從一種固態(tài)晶體結(jié)構(gòu)過渡為另一種固態(tài)晶體結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變稱為_。 4、共析成分的鐵碳合金室溫平衡組織是，其組成相是_和。5、典型鑄錠結(jié)構(gòu)的三個(gè)晶區(qū)分別為：、。6、金屬晶體中最主要的面缺陷是和。7、用顯微鏡觀察某亞共析鋼，若估算其中的珠光體含量為80%，則此鋼的碳含量為。8、金屬材料熱加工和冷加工劃分是以再結(jié)晶溫度為界限的。已知鐵的T再=600，鉛的T再=-33，那么在室溫下，鐵的變形加工稱為加工，鉛的變形加工稱為加工。 9、鋼的淬透性越高，則其C曲線的位置越向（填“左或右”）。 10、HT200牌號中“HT”表示，數(shù)字”200”表示。 11、用光學(xué)顯微鏡觀察，上貝氏體的組織特征呈狀，而下貝氏體則呈狀。12、金屬凝固時(shí)，與之間的差值稱為過冷度，冷卻速度愈大，凝固時(shí)過冷度就愈。 13、奧氏體是_的間隙固溶體，馬氏體是_的過飽和固溶體。 14、合金鋼的_比碳鋼大，其原因是大部分合金元素都使鋼的臨界冷 卻速度_。 15、按碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對碳鋼進(jìn)行分類，可分為、三類。16、QT600-3牌號中“QT”表示，數(shù)字”600”表示,”3”表示。17、用光學(xué)顯微鏡觀察，根據(jù)含碳量的多少，馬氏體的組織特征有狀，和狀其中的力學(xué)性能要好。18、衡量金屬材料的塑性好壞有和兩個(gè)參數(shù)。19、滲碳體是_的間隙化合物，珠光體的本質(zhì)是_。 20、鑄鐵中的石墨有球狀、團(tuán)絮狀和_、_等四種。 21、共晶成分的鐵碳合金室溫平衡組織是，其組成相是和。三、單項(xiàng)選擇： 1、制造彈簧應(yīng)選用：（） a.T12鋼經(jīng)淬火和低溫回火；b.Cr12MoV鋼經(jīng)淬火和低溫回火； c.65鋼經(jīng)淬火后中溫回火。 2、為消除T12鋼中的網(wǎng)狀碳化物,選用的熱處理為。（） a.球化退火b.正火c.調(diào)質(zhì)處理d.回火 3、奧氏體向珠光體的轉(zhuǎn)變是（）a非擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變b擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變c半擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變 4、鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后獲得的組織是（）a回火馬氏體；b回火屈氏體；c回火索氏體。5、淬硬性好的鋼（）a具有高的合金元素含量；b具有高的碳含量；c具有低的碳含量。 6、制造手用鋸條應(yīng)選用（） a.T12鋼經(jīng)淬火和低溫回火；b.Cr12MoV鋼經(jīng)淬火和低溫回火；c.65鋼經(jīng)淬火后中溫回火。 7、固溶體的晶體結(jié)構(gòu)與相同。（） a、溶質(zhì)b、溶劑 c、不同于溶劑和溶質(zhì)的其它晶型d、a、b、c都有可能 8、T10鋼的含碳量為（） a、0.10%b、10.0%c、1.0%d、0.01%9、鋼的回火處理是在：（）a退火后進(jìn)行；b正火后進(jìn)行；c淬火后進(jìn)行。10、若合金元素能使C曲線右移，鋼的淬透性將：（）a降低；b提高；c不改變。11、挖掘機(jī)的挖斗要求表面具有高耐磨性和高的疲勞強(qiáng)度，最好應(yīng)選用：（） a、20CrMnMob、65Mnc、ZGMn13d、T812、鐵碳合金中，隨著碳質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的增加，硬度增加，強(qiáng)度。（） a、增加b、減小c、不變d、不確定 13、鐵素體的機(jī)械性能特點(diǎn)是：（） a、低塑性、高強(qiáng)度b、高塑性、高強(qiáng)度 c、高塑性、低強(qiáng)度d、低塑性、低強(qiáng)度 14、鋼經(jīng)低溫回火處理后獲得的組織是：（）a回火馬氏體；b回火屈氏體；c回火索氏體。 15、0Cr18Ni9Ti不銹鋼中的含Cr量為：（）a0.18%；b1.8%；c18%。 16、共析鋼過冷奧氏體在350-Ms的溫度區(qū)間等溫轉(zhuǎn)變時(shí)，所形成的組織是：（）a索氏體；b下貝氏體；c上貝氏體；d珠光體。四、名詞解釋題 1、固溶強(qiáng)化： 2、熱硬性（紅硬性）： 3、調(diào)質(zhì)處理： 4、加工硬化： 5、馬氏體： 6、變質(zhì)處理： 7、冷加工： 8、相： 9、殘余奧氏體： 10、本質(zhì)晶粒度： 11、固溶體：12、淬硬性： 13、奧氏體： 14、鐵素體： 15、同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變： 五、材料判別 已知下列十種金屬材料的牌號（或鋼號、代號）請?zhí)顚懙綄?yīng)的十個(gè)名稱空格中（可填序號）：1、40Cr2、Cr12MoV3、16Mn4、1Cr18Ni9Ti5、5CrNiMo6、ZG457、658、H629、HT20010、ZL107 a、低合金結(jié)構(gòu)鋼b、鑄造鋁合金 c、灰口鑄鐵d、碳素鑄鋼 e、彈簧鋼f、黃銅 g、冷模具鋼h、熱模具鋼 i、調(diào)質(zhì)鋼j、不銹鋼 六、鐵碳合金狀態(tài)圖 第1題 (1)在坐標(biāo)圖上填寫狀態(tài)左下角的全部內(nèi)容； (2)分析T10A碳鋼自1000緩冷至常溫的組織轉(zhuǎn)變過程； (3)繪出該鋼常溫下平衡顯微組織示意圖； (4)計(jì)算該鋼平衡組織中滲碳體與珠光體的相對量。 T10A鋼平衡顯微組織示意圖 第2.題(1)在坐標(biāo)圖上填寫狀態(tài)左下角的全部內(nèi)容； (2)分析含碳0.45%的碳鋼自1000緩冷至常溫的組織轉(zhuǎn)變過程； (3)繪出該鋼常溫下平衡顯微組織示意圖； (4)計(jì)算該鋼平衡組織中鐵素體與珠光體的相對量。 (5)試比較45鋼和T12鋼的機(jī)械性能差別并說明原因。 45鋼平衡顯微組織示意圖 七、簡答題： 1、某汽車重負(fù)荷齒輪選用合金滲碳鋼20CrMnMo材料制作，其工藝路線如下：下料鍛造熱處理切削加工熱處理熱處理熱處理噴丸磨削加工。試分別說明上述四項(xiàng)熱處理工藝的名稱、目的及熱處理后的組織。 2、試各舉出一類鋼材，說明通過熱處理方法，可在室溫下得到下列組織： 粒狀珠光體針狀馬氏體回火索氏體回火馬氏體 3、奧氏體、過冷奧氏體、殘余奧氏體有何異同？ 4、下列零件或工具用何種碳鋼制造，說出其名稱、至少一個(gè)鋼號以及其熱處理方法：手鋸 鋸條、普通螺釘、車床主軸、彈簧鋼。5、用一根冷拉鋼絲繩吊裝一大型工件進(jìn)入熱處理爐，并隨工件一起加熱到1000保溫，當(dāng)出爐后再次吊裝工件時(shí)，鋼絲繩發(fā)生斷裂，試分析其原因。 6、如果其它條件相同，試比較在下列鑄造條件下鑄件晶粒的大?。?1）金屬模澆注與砂型澆注； 2）變質(zhì)處理與不變質(zhì)處理； 3）鑄成薄件與鑄成厚件； 4）澆注時(shí)采用震動與不采用震動。 7、何謂共晶反應(yīng)、包晶反應(yīng)和共析反應(yīng)?試比較這三種反應(yīng)的異同點(diǎn)。 8、以共析鋼為例，說明過冷奧氏體在高溫（A1550）、中溫（550Ms）、低溫(Ms以下)三個(gè)溫度階段等溫轉(zhuǎn)變時(shí)，轉(zhuǎn)變的組織及性能特點(diǎn)。 9、對某退火碳素鋼進(jìn)行金相分析，其組織為珠光體+滲碳體（網(wǎng)狀），其中珠光體占93%，問此碳鋼的含碳量大約為多少？10、在鑄造生產(chǎn)中，采用哪些措施控制晶粒大??？11、珠光體類型組織有哪幾種？它們在形成條件、組織形態(tài)和性能方面有何特點(diǎn)？12、指出下列名詞的主要區(qū)別： 1）彈性變形與塑性變形； 2）韌性斷裂與脆性斷裂； 3）加工硬化與變質(zhì)處理； 4）熱脆與冷脆。 13、為什么細(xì)晶粒鋼強(qiáng)度高，塑性、韌性也好？一、判斷：（對的打，錯的打） 1-10、 11-20、 21-30、 31-40、 二、填空題：請把答案填在題中橫線上。 1、體心立方，面心立方；2、增大過冷度、加入變質(zhì)劑；3、結(jié)晶、同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變；4、珠光體、鐵素體、滲碳體；5、表面細(xì)晶粒區(qū)、中間柱狀晶區(qū)、內(nèi)部粗大等軸晶；6、晶界和亞晶界；7、62%；8、冷、熱；9、右；10、灰口鑄鐵、最低抗拉強(qiáng)度；11、羽毛狀、針狀；12、理論結(jié)晶溫度、實(shí)際結(jié)晶溫度、大；13、C在-Fe、C在-Fe；14、淬透性、降低；15、低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼；16、球墨鑄鐵、最低抗拉強(qiáng)度、延伸率；17、板條狀、針狀、板條狀；18、伸長率、斷面收縮率；19、Fe和C具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)、鐵素體和滲碳體的機(jī)械混合物；20、片狀、蠕蟲狀；21、萊氏體、奧氏體、滲碳體。 三、單項(xiàng)選擇： 1-10、cabcb,abccb,11-16、cdcacb。 四、名詞解釋題 1、固溶強(qiáng)化：在合金中，隨溶質(zhì)原子的加入發(fā)生晶格畸變，形成固溶體使金屬強(qiáng)度和硬度提高的現(xiàn)象。 2、熱硬性（紅硬性）：鋼在高溫下保持高硬度的能力。 3、調(diào)質(zhì)處理：淬火加高溫回火。 4、加工硬化：金屬塑性變形時(shí)，隨變形度的增加，強(qiáng)度和硬度升高，塑性和韌性下降的現(xiàn)象。 5、馬氏體：碳原子在-Fe中的過飽和固溶體。 6、變質(zhì)處理：在液體金屬中加入孕育劑或變質(zhì)劑，以細(xì)化晶粒和改善組織的處理方法。 7、冷加工：在再結(jié)晶溫度以下的塑性變形加工方式。 8、相：化學(xué)成分相同，晶體結(jié)構(gòu)相同并有界面與其他部分分開的均勻組成部分。 9、殘余奧氏體：過冷奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí)，馬氏體轉(zhuǎn)變結(jié)束后剩余的奧氏體。 10、本質(zhì)晶粒度：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法，在93010保溫足夠時(shí)間（3-8小時(shí)）后測定的鋼中晶粒的大小。 11、固溶體：合金的組元之間以不同的比例混合，混合后形成的固相的晶格結(jié)構(gòu)與組成合金的某一組元的相同，這種相稱為固溶體。12、淬硬性：鋼在淬火后獲得馬氏體的最高硬度。 13、奧氏體：奧氏體是碳在中形成的間隙固溶體，面心立方晶格。 14、鐵素體：鐵素體是碳在中形成的間隙固溶體，為體心立方晶格。 15、同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變：由于條件（溫度或壓力）變化引起金屬晶體結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，稱同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。 五、材料判別 a-3；b-10；c-9；d-6；e-7；f-8；g-2；h-5；i-1j-4。 六、鐵碳合金狀態(tài)圖 第1題 答題要點(diǎn)： 解1： 解2： T10A為過共析鋼，在1000時(shí)其組織為A，冷卻下來遇到Acm線時(shí)開始析出Fe3C，繼續(xù)冷卻到共析線時(shí)，開始發(fā)生共析轉(zhuǎn)變，在共析線以下，其組織為P和Fe3C自1000緩冷至常溫的組織轉(zhuǎn)變過程如下圖所示。 解3：T10A鋼平衡顯微組織示意圖。 解4：該鋼平衡組織為Fe3C和珠光體P，其相對量可利用杠桿定律求得，為： 6691=P%= 100%=96%6.69-0.77Fe3C(%)=196%=4%第2題 答題要點(diǎn)： 解1： 解2： 45號鋼為亞共析鋼，在1000時(shí)其組織為A，冷卻下來遇到GS線時(shí)開始析出F繼續(xù)冷卻到共析線時(shí)，開始發(fā)生共析轉(zhuǎn)變，在共析線以下，其組織為P和F。 解3：45號鋼平衡顯微組織示意圖。 解4：該鋼平衡組織為F和珠光體P，其相對量可利用杠桿定律求得，為： 0.450.0218=P(%)=100%=58%0.77-0.0218F(%)=158%=42%解5：45號鋼的含碳量為0.45%。T12鋼的含碳量為1.2%，隨含碳量的增加，硬度升高，塑性，韌性下降。所以T12鋼的硬度高于45號鋼，塑性，韌性差于45號鋼。由于T2鋼存在網(wǎng)狀的二次滲碳體，所以強(qiáng)度不如45號鋼。 七、簡答題： 1、答題要點(diǎn)： 1）正火的目的：使網(wǎng)狀碳化物分解；細(xì)化晶粒使組織正常化；消除應(yīng)力。 正火后的組織：索氏體。 2）滲碳的目的：提高工件表面含碳濃度，經(jīng)過淬火和回火處理，從而提高表面的硬度、耐磨性和疲勞強(qiáng)度，使心部保持良好的塑性和韌性。 滲碳不改變組織 3）淬火加熱的理論溫度：Ac1以上30-50。淬火后的組織：淬火馬氏體+殘余奧氏體。 4）低溫回火的目的是消除淬火應(yīng)力和提高韌性； 低溫回火后的組織：回火馬氏體。 2、答題要點(diǎn)：液體金屬中加入孕育劑或變質(zhì)劑，以細(xì)化晶粒和改善組織的處理方法。 1. 粒狀珠光體：T12A等過共析鋼，球化退火 2. 針狀馬氏體：65等高碳鋼，淬火 3. 回火索氏體：45等調(diào)質(zhì)鋼，調(diào)質(zhì)處理 4. 回火馬氏體：T10等工具鋼，淬火+低溫回火 3、答題要點(diǎn)：都是一種奧氏體， 奧氏體:碳在中形成的間隙固溶體.過冷奧氏體:處于臨界點(diǎn)以下的不穩(wěn)定的將要發(fā)生分解的奧氏體稱為過冷奧氏體。 殘余奧氏體：M轉(zhuǎn)變結(jié)束后剩余的奧氏體。 4、答題要點(diǎn)： 手鋸鋸條采用碳素工具鋼制造，如T10A，采用淬火+低溫回火 普通螺釘用普通碳素結(jié)構(gòu)鋼制造，如Q235，在熱軋狀態(tài)下使用普通彈簧采用彈簧鋼制造，如65Mn,采用淬火+中溫回火車床主軸中碳調(diào)質(zhì)鋼制造，如45，采用調(diào)質(zhì)處理 5、答題要點(diǎn)： 冷拉鋼絲繩是利用加工硬化效應(yīng)提高其強(qiáng)度的，在這種狀態(tài)下的鋼絲中晶體缺陷密度增大，強(qiáng)度增加，處于加工硬化狀態(tài)。在1000時(shí)保溫，鋼絲將發(fā)生回復(fù)、再結(jié)晶和晶粒長大過程，組織和結(jié)構(gòu)恢復(fù)到軟化狀態(tài)。在這一系列變化中，冷拉鋼絲的加工硬化效果將消失，強(qiáng)度下降，在再次起吊時(shí)，鋼絲將被拉長，發(fā)生塑性變形，橫截面積減小，強(qiáng)度將比保溫前低，所以發(fā)生斷裂。 6、答題要點(diǎn)： 金屬模澆注比砂型澆注晶粒細(xì)小； 變質(zhì)處理晶粒細(xì)小； 鑄成薄件的晶粒細(xì)??； 澆注時(shí)采用震動的晶粒較細(xì)小。 7、答題要點(diǎn)： 共晶反應(yīng)：指一定成分的液體合金，在一定溫度下，同時(shí)結(jié)晶出成分和晶格均不相同的兩種晶體的反應(yīng)。 包晶反應(yīng)：指一定成分的固相與一定成分的液相作用，形成另外一種固相的反應(yīng)過程。 共析反應(yīng)：由特定成分的單相固態(tài)合金，在恒定的溫度下，分解成兩個(gè)新的，具有一定晶體結(jié)構(gòu)的固相的反應(yīng)。 共同點(diǎn)：反應(yīng)都是在恒溫下發(fā)生，反應(yīng)物和產(chǎn)物都是具有特定成分的相，都處于三相平衡狀態(tài)。 不同點(diǎn)：共晶反應(yīng)是一種液相在恒溫下生成兩種固相的反應(yīng)；共析反應(yīng)是一種固相在恒溫下生成兩種固相的反應(yīng)；而包晶反應(yīng)是一種液相與一種固相在恒溫下生成另一種固相的反應(yīng)。 8、答題要點(diǎn)：高溫轉(zhuǎn)變組織為珠光體類組織，珠光體為鐵素體和滲碳體相間的片層狀組織，隨轉(zhuǎn)變溫度的降低片層間距減小，分別生成P、S、T,這三種組織的片層粗細(xì)不同，片層越細(xì)，強(qiáng)度硬度越高； 中溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為B,B是含碳過飽和的鐵素體與滲碳體的非片層狀混合物，按組織形態(tài)的不同分為上貝氏體和下貝氏體，下貝氏體的強(qiáng)度硬度高于上貝氏體，塑韌性也較上貝氏體要好。 低溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為馬氏體，馬氏體是含有大量過飽和碳的固溶體，馬氏體分為板條馬氏體和片狀馬氏體，片狀馬氏體強(qiáng)度硬度很高但很脆，板條馬氏體強(qiáng)度硬度高而塑韌性也較好。 9、答題要點(diǎn)：屬于過共析鋼。 Wp=93%=(6.69-WC)/(6.69-0.77)*100%則：WC=1.18%10、答題要點(diǎn)： 采用的方法：增大過冷度，鋼模鑄造以及在砂模中加冷鐵以加快冷卻速度的方法來控制晶粒大小。 變質(zhì)處理：在液態(tài)金屬結(jié)晶前，特意加入某些難熔固態(tài)顆粒，造成大量可以成為非自發(fā)晶核的固態(tài)質(zhì)點(diǎn)，使結(jié)晶時(shí)的晶核數(shù)目大大增加，從而提高了形核率，細(xì)化晶粒。