工程材料及成型工藝.doc

第一章 材料的種類與性能1強度：強度是指在外力作用下，材料抵抗變形和斷裂的能力。2屈服強度：材料在外力作用下開始發(fā)生塑性變形的最低應力值。3彈性極限：產(chǎn)生的變形是可以恢復的變形的點對應的彈性變形階段最大應力稱為彈性極限。4彈性模量：材料在彈性變形范圍內的應力與應變的比值稱為彈性模量。5抗拉強度：抗拉強度是試樣拉斷前所能承受的最大應力值。6塑性：斷裂前材料產(chǎn)生的塑性變形的能力稱為塑性。 7硬度：硬度是材料抵抗硬物壓入其表面的能力。 8沖擊韌度：沖擊韌度是材料抵抗沖擊載荷的能力。9斷裂韌度：斷裂韌度是材料抵抗裂紋擴展的能力。 10疲勞強度：疲勞強度是用來表征材料抵抗疲勞的能力。11黏著磨損：黏著磨損又稱咬合磨損，其實質是接觸面在接觸壓力作用下局部發(fā)生黏著，在相對運動時黏著處又分離，使接觸面上有小顆粒被拉拽出來，反復進行造成黏著磨損。12磨粒磨損：磨粒磨損是當摩擦副一方的硬度比另一方大的多時，或者在接觸面之間存在著硬質粒子是所產(chǎn)生的磨損。13腐蝕磨損：腐蝕磨損是由于外界環(huán)境引起金屬表面的腐蝕物剝落，與金屬表面之間的機械磨損相結合而出現(xiàn)的磨損。14功能材料：是具有某種特殊的物理性能，化學性能，生物性能以及某些功能之間可以相互轉化的材料。15使用性能：是指在正常使用條件下能保證安全可靠工作所必備的性能，包括材料的力學性能，物理性能，化學性能等。16工藝性能：是指材料的可加工性，包括可鍛性，鑄造性能，焊接性，熱處理性能及切削加工性。 17交變載荷：大小，方向隨時間呈周期性變化的載荷作用。18疲勞：是機械零件在循環(huán)或交變載荷作用下，經(jīng)過較長時間的工作而發(fā)生斷裂的現(xiàn)象。20蠕變：固體材料在保持應力不變的條件下，應變隨時間延長而增加的現(xiàn)象。21脆斷：在拉應力狀態(tài)下沒有出現(xiàn)塑性變形而突然發(fā)生脆性斷裂的現(xiàn)象。22應力松弛：是指承受彈性應變的零件在工作過程中總變形量保持不變，但隨時間的延長，工作應力自行逐漸衰減的現(xiàn)象。 23腐蝕：材料因化學侵蝕而損壞的現(xiàn)象。24. 低應力脆斷：工作應力遠低于材料屈服強度甚至低于許用應力的條件下突然發(fā)生脆性斷裂，這種工作應力遠低于材料屈服強度的斷裂二、填空題。1工程材料通常分為 金屬材料 、 高分子材料 、 無機非金屬材料 、 復合材料 和功能材料。2金屬材料通常分為 鋼鐵合金 和 非鐵合金 材料。 3高分子材料通常分為 纖維 、 橡膠 和塑料。 4復合材料按其基體分為 樹脂基復 合材料、 金屬基復 合材料和陶瓷基復合材料。5塑料通常分為 通用塑料 、 工程塑料 、特種塑料和 膠黏劑。 6工程材料的性能分為 使用 性能和 工藝 性能。 7工程材料的使用性能包括 力學性能 、 物理性能 和 化學性能 。8金屬材料常用的力學性能指標有： b 表示抗拉強度； s 表示屈服強度； H 表示硬度； 伸長率 和 斷面收縮率 表示塑性； k 表示沖擊韌性。第二章 材料的組織結構1晶體：晶體是原子或分子在三維空間做有規(guī)律的周期性重復排列的固體。2晶格：為便于理解和描述，常用一些假想的連線將各原子的中心連接來，把原子看做一個點，這樣形成的幾何圖形稱為晶格。3各向同性：材料在各方向的力學和物理性能呈現(xiàn)相同的特性 4各向異性：材料在各方向的力學和物理性能呈現(xiàn)差異的特性5晶胞：能完全反映晶格特征的最小幾何單元。5.5. 晶胞的致密度：晶胞中原子所占的體積與晶胞總體積之比，它表示原子在晶胞中排列的緊密程度。6晶向：晶格中各原子列的位向。7單晶體：由原子排列位向或方式完全一致的晶格組成的稱為單晶體。8晶體缺陷：偏離晶體完整性的微觀區(qū)域稱為晶體缺陷。8.1. 點缺陷：三維尺度都很小，不超過幾個原子直徑的缺陷，主要有間隙原子和空位。9空位：是指未被原子占據(jù)的晶格節(jié)點。 10間隙原子：是指位于晶格間隙中的原子。11晶界：晶格中由一系列原子組成的平面。12位錯線：是指在晶體中，某處有一列或若干列原子發(fā)生了某種有規(guī)律的錯排現(xiàn)象。13晶界：晶界是位向不同，相鄰晶粒之間的過渡層。14合金：是指由兩種或兩種以上的金屬元素或金屬元素與非金屬元素組成的，具有金屬特性的物質。 15組元：組成合金最基本的獨立物質。 16合金系：一系列相同組員組成的不同成分的合金稱為合金系。 17合金化：采用合金元素來改變金屬性能的方法稱為合金化。18相：合金中具有相同化學成分，相同晶體結構和相同物理或化學性能并與該系統(tǒng)其余部分以界面相互隔開的均勻組成部分。 19固溶體：是指溶質組員溶入溶劑晶格中而形成的單一的均勻固體。20置換固溶體：置換固溶體是指溶質原子取代了溶劑晶格中某些節(jié)點上的原子。21間隙固溶體：間隙固溶體是溶質原子嵌入溶劑晶格間隙中，不占據(jù)晶格節(jié)點位置。22有限固溶體：在一定條件下，溶質組員在固體中有一定的限度，超過這個限度就不再溶解了。23無限固溶體：若溶質可以任意比例融入溶劑，即溶質的的溶解度可達%100，則固溶體稱為無限固溶體。24固溶強化：固溶體中溶質原子的溶入引起晶格畸變，使晶體處于高能狀態(tài)，從而提高合金的強度和硬度。25金屬化合物：兩組元A和B組成合金時，除了可形成以A或以B為基的固溶體外，還可能相互作用化和形成新相，這種新相通常是化合物，一般可用AmBn表示。26晶體相：晶體相是一些以化合物或以化合物為基的固溶體，是決定陶瓷材料物理，化學和力學性能的主要組成物。27玻璃相：P1228氣相：氣象是指陶瓷材料中的氣孔。 29單體：可以聚合成大分子鏈的小分子化合物稱為單體。30聚合度：衡量聚合物分子大小的指標。31結晶溫度：金屬結晶時都存在著一個平衡結晶溫度Tm，液體中的原子結晶到晶體上的數(shù)目，等于晶體上的原子溶入液體中的數(shù)目。32過冷度：實際結晶溫度與平衡結晶溫度Tm之差稱為過冷度。33細晶強化：細小的晶粒，可以使金屬獲得更高的強度和硬度，與此同時還可以提高金屬的韌性，是提高金屬強度和韌性非常重要的方法 34同素異構：同種元素多種晶格形式35同分異構：化學成分相同而分子中原子排列不同的現(xiàn)象稱為同分異構。36共晶反應：共晶反應是指從某種成分固定的合金溶液中，在恒溫下同時結晶出兩種成分和結構皆不相同的固相反應。37共析反應：共析反應是指由一種固相在恒溫（共析溫度）下同時轉變成兩種新的固相。38鐵素體：是碳在Fe中形成的間隙固溶體。 39奧氏體：是碳在Fe中形成的間隙固溶體。40滲碳體：是鐵和碳的金屬化合物（Fe3C），其碳的質量分數(shù)為6.69% 。41珠光體：是鐵素體與滲碳體的機械混合物。42萊氏體：A+Fe3C42.低溫萊氏體：P+二次滲碳體+共晶滲碳體44共析鋼： 碳的質量分數(shù)為0.77%，組織是珠光體。45亞共析鋼： 碳的質量分數(shù)小于0.77%，組織是珠光體和鐵素體。46過共析鋼： 碳的質量分數(shù)大于0.77%，組織是珠光體和二次滲碳體。47共晶鑄鐵： 碳的質量分數(shù)為4.3%，組織是萊氏體。48亞共晶鑄鐵： 碳的質量分數(shù)小于4.3%，組織是萊氏體、珠光體和二次滲碳體。49過共晶鑄鐵： 碳的質量分數(shù)大于4.3%，組織是萊氏體和一次滲 1實際金屬中存在著的晶體缺陷有 點 缺陷、 線 缺陷和 面 缺陷。2世界金屬中晶體的點缺陷分為 空位 和 間隙原子 兩種。3常見合金中存在的相可以歸納為 固溶體 和 金屬化合物 兩大類。4固溶體按照溶質原子在溶劑原子中的位置可以分為 置換 固溶體和 間隙 固溶體。5固溶體按照溶解度的大小可以分為 有限 固溶體和 無限 固溶體。6固溶體按溶質原子在溶劑晶格中分布的特點分為 無序 固溶體和 有序 固溶體。7線型無定型高聚物隨溫度不同可處于 玻璃態(tài) 、 高彈 態(tài)和 黏流 態(tài)。8實際結晶溫度總是 低于 平衡結晶溫度，兩者之差稱為 過冷度 。9共析鋼隨溫度下降至727C時發(fā)生共析反應，有奧氏體中析出 珠光體 和 三次滲碳體 。10共晶鑄鐵隨溫度下降至1148C時發(fā)生共晶反應，有液體中同時析出 萊氏體 和 珠光體 。11典型的金屬晶體結構有 體心立方晶格 、 面心立方晶格 和 密排六方晶格 三種。12純鐵具有同素異構性，當加熱到912C時，將由 體心立方 晶格的 -Fe轉變?yōu)?面心立方 晶格的 - Fe ，加熱到1394C時，又由 面心立方 晶格的 - Fe轉變?yōu)?體心立方 晶格的 - Fe。13液態(tài)金屬冷卻到 平衡結晶溫度 以下才開始結晶的現(xiàn)象稱為 有效結晶 現(xiàn)象。14金屬的 平衡結晶溫度 與 實際結晶溫度 之差，稱為過冷度。15實際金屬結晶時，其行核方式有 自發(fā)行核 和 非自發(fā)行核 兩種，其中， 非自發(fā)行核 又稱為變質處理。 16金屬結晶后的晶粒越細小， 強度 、 塑性 和 韌性 越高。17合金是由兩種或兩種以上的 金屬元素 或 金屬元素 與 非金屬元素 組成的具有金屬特性的物質，組成合金最基本的獨立物質稱為組員。18由于構成合金各組員之間的相互作用不同，合金的結構有 固溶體 和 金屬化合物 兩大類。19鐵碳合金是由鐵和碳組成的二元合金，其基本組織有 鐵素體、滲碳體、奧氏體、 珠光體、萊氏體。四、問答題：見教材、習題集及補充題。1.簡述金屬三種典型晶體結構的特點。 答：體心立方晶格：在立方體的8個頂角上和立方體中心各有1個原子； 面心立方晶格：在立方體的8個頂角上和6個面的中心各有1個原子； 密排六方晶格：在六棱柱的上、下六角形面的頂角上和面的中心各有1個原子，在六棱柱體的中間有3個原子。2.金屬的實際晶體中存在哪些晶體缺陷？它們對性能有什么影響？ 答：金屬的實際晶體中存在三種晶體缺陷：點缺陷空位和間隙原子； 線缺陷位錯線；面缺陷晶界； 影響： 一般情況下，晶體缺陷的存在可以提高金屬的強度，而且金屬缺陷常常降低金屬的耐腐蝕性能，可以通過腐蝕觀察金屬的各種缺陷。3.合金元素在金屬中的存在形式有哪幾種？它們各自具有什么特性？答：合金元素在金屬中的存在形式有兩種：固溶體和金屬化合物 特性： 固溶體，保持溶劑的晶格結構，但會引起溶劑晶格不同程度的畸變，試晶體處于高能狀態(tài)，從而提高合金個強度和硬度。 金屬化合物，一般都具有高熔點、高硬度，但很脆，可提高合金的強度、硬度及耐磨性能。4.什么事固溶強化？造成固溶強化的原因是什么？答：固溶強化：固溶體中溶質原子的溶入引起晶格畸變，使晶體處于高能狀態(tài)，從而合金的強度和硬度，即為固溶強化。5、6、7（略，為第2.2節(jié)非金屬內容）8.金屬結晶的基本規(guī)律是什么？答：結晶時首先是從液體中形成一些稱之為晶核的細小晶體開始的，然后已形成的晶核按各自不同的位向不斷長大。同時，在液體中有產(chǎn)生新的晶核并逐漸長大，直至液體全部消失，形成由許多位向不同、外形不規(guī)則的晶粒所組成的多晶體。9.如果其他條件相同，試比較下列鑄造條件下，鑄件晶粒的大小 （1）金屬型澆注與砂型澆注（2）鑄成薄件與鑄成厚件（3）澆注時采用振動與不采用振動答：砂型澆注比金屬型澆注的晶粒?。阂驗樯靶蜐沧⒅杏须s質滲入，形成晶粒細化；鑄成薄件比鑄成厚件的晶粒?。阂詾楸〖睦鋮s速度快，冷卻度大，使得晶粒細化；澆注時采用振動比不采用振動的晶粒?。阂驗闈沧r振動具有細化晶粒的作用。10.過冷度與冷卻速度有何關系？它對金屬結晶過程有何影響？對鑄件晶粒大小有何影響？答：冷卻速度越快，冷卻度越大。使晶核生成速度大于晶粒長大速度，因而使晶粒細化。11.何謂共晶反應、勻晶反應和共析反應？試比較三種反應的異同點。答：共晶反應：指從某種成分固定的合金溶液中、在恒溫下同時結晶出兩種成分和結構皆不相同的固相的反應； 勻晶反應：從液相中結晶出固溶體的反應；共析反應：由一種固相在恒溫下同時轉變成兩種新的固相。12.見P19圖 13.仿照圖2-1614.為什么鑄造合金常選用接近共晶成分的合金？為什么要進行壓力加工的合金常選用單相固溶體成分的合金？答：鑄造合金常選用接近共晶成分的合金是因為接近共晶成分的合金熔點低，結晶范圍小，流動性好，具有良好的鑄造性能。進行壓力加工的合金常選用單相固溶體成分的合金是因為單相固溶體成分的合金有良好的塑性，變形抗力小，具有良好的可鍛性。15.何謂、Fe3C、P、A、Ld（Ld）？ 它們的結構、組織形態(tài)、力學性能有何特點？答：鐵素體： 為體心立方結構，因溶碳能力差，故強度、硬度不高，塑性、韌性良好； 、A奧氏體：為面心立方結構，有一定的溶碳能力，一般硬度較低而塑性較高；Fe3C滲碳體： 為鐵和碳的金屬化合物，硬度高，脆性大，塑性和韌性幾乎為零；P珠光體： 鐵素體和滲碳體的機械混合物，因滲碳體的強化作用，故具有良好的力學性能；Ld（Ld）萊氏體(低溫萊氏體) ：萊氏體為奧氏體和滲碳體的化合物，低溫萊氏體為珠光體和滲碳體的產(chǎn)物，二者因滲碳體較多，屬脆性組織。16.碳鋼、鑄鐵兩者的成分、組織和性能有何差別？并說明原因。答：碳鋼：碳的質量分數(shù)0.02%-2.11%的鐵碳合金， 組織為：亞共析鋼（c0.77%）， 性能： 具有良好的塑性和韌性，宜于鍛造；鑄鐵：碳的質量分數(shù)大于2.11%的鐵碳合金， 組織：亞共晶鑄鐵（c4.3%） 性能：具有較強高的強度和硬度，有良好的鑄造性能。17.分析碳的質量分數(shù)分別為0.20%、0.60%、0.80%、1.0%的鐵碳合金從液態(tài)緩冷至室溫時的結晶過程和室溫組織。指出這四種成分組織與性能的區(qū)別。答：c=0.20%時，結晶過程：AA+FFF+Fe3C 室溫組織為：F+Fe3Cc=0.60%時，結晶過程：AA+FF+P 室溫組織為：F+Pc=0.80%時，結晶過程：AA+ Fe3CP+ Fe3C 室溫組織為：P+ Fe3Cc=1.0%時， 結晶過程：AA+ Fe3CP+ Fe3C 室溫組織為：P+ Fe3CA奧氏體： 為面心立方結構，有一定的溶碳能力，一般硬度較低而塑性較高； F鐵素體： 為體心立方結構，因溶碳能力差，故強度、硬度不高，塑性、韌性良好；P珠光體： 鐵素體和滲碳體的機械混合物，因滲碳體的強化作用，故具有良好的力學性能；Fe3C滲碳體：為鐵和碳的金屬化合物，硬度高，脆性大，塑性和韌性幾乎為零；18.滲碳體有哪5種基本形態(tài)，它們的來源和形態(tài)有何區(qū)別？答：（1）一次滲碳體：從液體中直接析出，呈長條狀； （2）二次滲碳體：從奧氏體中析出，沿晶界呈網(wǎng)狀； （3）三次滲碳體：從鐵素體中析出，沿晶界呈小片或粒狀； （4）共晶滲碳體：同奧氏體相關形成，在萊氏體中為連續(xù)的基體； （5）共析滲碳體：同鐵素體交互形成，呈交替片狀。19.根據(jù)Fe-Fe3C相圖，說明產(chǎn)生下列現(xiàn)象的原因（1）碳的質量分數(shù)為1.0%的鋼比碳的質量分數(shù)為0.5%的鋼硬度高； （2）低溫萊氏體的塑性比珠光體的塑性差； （3）捆扎物體一般用鐵絲（鍍鋅的碳鋼絲），而起重機起吊重物卻用鋼絲繩（用60、65、70、75等鋼制成）； （4）一般要把剛才加熱的高溫（約1000-1250）下進行熱軋或鍛造； （5）鋼適宜于通過壓力加工成形，而鑄鐵適宜通過鑄造成形。答：（1）c=1.0%的鋼成分是F+P，而c=0.5%的鋼成分是P+ Fe3C。Fe3C硬度高，脆性大，而F因溶碳能力差，強度、硬度低。所以碳的質量分數(shù)為1.0%的鋼比碳的質量分數(shù)為0.5%的鋼硬度高； （2）低溫萊氏體為珠光體和滲碳體的混合物，因為滲碳體硬度高，脆性大，所以比珠光體的塑性差； （3）鐵絲中含有較多的珠光體和滲碳體，強度高，但質脆。而鋼絲中含有鐵素體和滲碳體，不但強度滿足要求，還具有較好的韌性； （4）把剛才加熱的高溫（約1000-1250）時，其內部組織轉化為奧氏體，塑性較高，易于塑性成形，適合進行熱軋或鍛造； （5）鋼含有較多的鐵素體，含碳量較低，塑性和韌性好，所以宜于通過壓力加工成形，而鑄鐵含有較多的珠光體和滲碳體，熔點低，結晶范圍小，具有良好的鑄造性能。五、選擇題：1珠光體是下述（ C ）的產(chǎn)物。A.共晶反應 B.勻晶反應 C.共析反應 D.二次析出2過共析鋼在冷卻過程中遇到ES線時，將發(fā)生的反應是（ A ）。A.共析反應 B.勻晶反應 C.二次析出 D.共晶反應3FeFe3C相圖中的GS線是（ A ）。A.冷卻時從A析出F的開始線 B.冷卻時從A析出Fe3C的開始線C.加熱時從A析出F的開始線 D.加熱時從A溶入F的開始線第三章 金屬熱處理及表面改性1熱處理：通過加熱、保溫和冷卻改變金屬內部組織或表面組織，從而獲得所需性能的工藝方法；2過熱：熱處理中，實際加熱的臨界溫度和相圖的平衡臨界溫度相比存在一定的滯后，即為過熱；3奧氏體：熱處理中，把鋼件加熱到臨界溫度Ac1線以上，其內部組織轉變成新的組織即為奧氏體；4等溫轉變：指過冷奧氏體在不同過冷溫度下的等溫過程中進行組織轉變；5. 索氏體：按照組織中層片的尺寸，把在650-600之間的溫度轉變的組織稱為索氏體；6托氏體：按照組織中層片的尺寸，把在600-550之間的溫度轉變的組織稱為托氏體；7貝氏體：按照組織中層片的尺寸，把在550-230之間的溫度轉變的組織稱為貝氏體；8馬氏體：在230時過冷奧氏體轉變成的組織即為馬氏體；9高碳馬氏體:碳的質量分數(shù)大于1%時得到的馬氏體；10低碳馬氏體: 碳的質量分數(shù)小于0.2%時得到的馬氏體；11連續(xù)冷卻:將已奧氏體化的鋼冷卻，使其在溫度連續(xù)下降的過程中發(fā)生組織轉變，稱為連續(xù)冷卻；12.退火:將偏離平衡狀態(tài)的金屬或合金，先加熱到適當?shù)臏囟龋３忠欢〞r間，然后緩慢冷卻，以達到接近平衡狀態(tài)的熱處理工藝稱為退火；13.正火:將鋼加熱到Ac3或Accm線以上30-50，適當保溫后在空氣中冷卻至室溫，得到珠光體類型的組織，這種熱處理工藝稱為正火。14完全退火: 完全退火是將鋼加熱到AC3線以上30-50，保溫一段時間，再緩慢冷卻下來。15不完全退火: 不完全退火是將鋼加熱到AC1線以上20-30，經(jīng)適當保溫后緩慢冷卻。16去應力退火:將鋼加熱到AC1線以下某一溫度，保溫后緩慢冷卻。17球化退火:過共析鋼的不完全退火又稱球化退火。18淬火：將鋼加熱到AC3或AC1線以上30-50，保溫一段時間，再快速冷卻，以獲得馬氏體、貝氏體等非平衡組織的熱處理工藝。19回火：淬火后的鋼先加熱到AC1先以下某一溫度，保溫一定時間，然后冷卻到室溫的熱處理工藝。20高溫回火：高溫回火的加熱溫度為500-650。21中溫回火：中溫回火的加熱溫度為250-500。22低溫回火：低溫回火的加熱溫度為150-250。23調質處理：生產(chǎn)中把淬火和高溫回火相結合的熱處理工藝稱為調質。24淬透性：鋼的淬透性是指鋼在淬火時獲得馬氏體的能力。 25淬硬性：鋼的淬硬性是指鋼在淬火時所能獲得的最高硬度。26表面淬火：通過快速加熱，在零件表面很快達到淬火溫度而內部還沒有達到臨界冷卻溫度時迅速冷卻使零件表面獲得馬氏體組織而心部仍保持塑性韌性較好的原始組織的局部淬火方法。27表面化學熱處理：將工件放在一定的活性介質中加熱保溫，使介質中的活性原子滲入工件表層，從而改變表層的化學成分組織和性能的工藝方法。28滲碳：滲碳是向工件表面層滲入碳原子。29滲氮：滲碳是向工件表面層滲入氮原子，形成富氮的表面硬化層的過程。30碳氮共滲：碳氮共滲是將碳氮原子同時滲入工件表層，形成碳氮共滲層的化學熱處理。31氧化處理：把鋼鐵工件再沸騰的含濃堿和氧化劑（亞硝酸鈉或硝酸鈉）溶液中加熱，使其表面形成一層約0.5-1.5m致密的氧化膜。32磷化處理：將鋼鐵零件浸入磷酸鹽溶液中，在其表面形成一層5-15m厚的磷化膜。33鈍化處理：經(jīng)陽極氧化或化學氧化方法等處理后的金屬零件，由活潑狀態(tài)轉變?yōu)椴换顫姞顟B(tài)的過程，簡稱鈍化。34電火花表面強化：電火花表面強化是通過電火花放電的作用，把一種導電材料涂敷熔滲到另一種導電材料的表面，從而改變后者表面物理和化學性能的工藝方法。35噴丸表面強化：噴丸表面強化是將大量高速運動的彈丸噴射到零件表面，使其表面產(chǎn)生強烈的塑性變形，從而獲得一定厚度的強化層表面。1鋼的普通熱處理分為退火、 正火 、 淬火 和回火。2鋼的退火根據(jù)材料與目的要求分為 完全退火 、不完全退火和 去應力 退火。3鋼的淬火分為單液淬火、 雙介質淬火 、分級淬火和 貝氏體等溫 淬火。4淬火后的鋼根據(jù)加熱溫度的不同，回火分為 低溫回火 、中溫回火和 高溫回火 。5常用的表面化學熱處理有 滲碳 、 滲氮 和碳氮共滲。6常用的表面熱處理可分為 表面淬火 和 表面化學熱處理 。三、問答題：見教材、習題集及補充題。1下述鋼中強度最高的是（ D ）。A.T8鋼 B.45鋼 C.65鋼 D.T13鋼2下述鋼中硬度最高的是（ D ）。A.40鋼 B.30CrMnSi C.T8鋼 D.鑄鐵3Q235A屬于（ B ）A.合金鋼 B.普通碳素結構鋼 C.優(yōu)質碳素結構鋼 D.工具鋼4T12A屬于（ D ）.A.合金鋼 B.工具鋼 C.優(yōu)質碳素結構鋼 D.高級優(yōu)質碳素工具鋼540CrNiMo是一種合金結構鋼，元素符號前面的40表示的是（ B ）。A.鋼中含碳量的千分數(shù) B.鋼中含碳量的萬分數(shù) C.鋼中含碳量的百分數(shù)D.鋼中合金元素的中含量69Mn2V是一種合金工具鋼，元素符號前面的數(shù)字9表示的是（ B ）。A.鋼中含碳量的百分數(shù) B.鋼中含碳量的千分數(shù)C.鋼中含碳量的萬分數(shù) D.鋼中合金元素的總含量第四章 鋼鐵材料及其用途1低碳鋼：碳的質量分數(shù)小于0.25的碳鋼。2中碳鋼：碳的質量分數(shù)為0.25%0.60%的碳鋼。3高碳鋼：碳的質量分數(shù)大于0.60%的碳鋼。4普通碳素結構鋼：s的質量分數(shù)0050，p的質量分數(shù)00455優(yōu)質碳素結構鋼：s的質量分數(shù)和p的質量分數(shù)均00356高級優(yōu)質碳素結構鋼：s的質量分數(shù)0020%p的質量分數(shù)0030%7特級優(yōu)質碳素結構鋼：s的質量分數(shù)0015%p的質量分數(shù)0025%8紅硬性：紅硬性是指材料在經(jīng)過一定溫度下保持一定時間后所能保持其硬度的能力。9白口鑄鐵：白口鑄鐵中碳的絕大部分以滲碳體的形式存在，斷口呈銀白色10灰口鑄鐵：碳的大部分或是全部以片狀石墨形式存在，斷口呈暗灰色11石墨化：通常把鑄鐵中的石墨形成過程成為石墨化過程二常用材料牌號識別：1Q195：碳素結構鋼，Q為屈服強度的“屈”字漢語拼音的第一個字母，195為屈服強度數(shù)值。2Q235：碳素結構鋼，Q為屈服強度的“屈”字漢語拼音的第一個字母，235為屈服強度數(shù)值。3Q235F：碳素結構鋼，Q為屈服強度的“屈”字漢語拼音的第一個字母，235為屈服強度數(shù)值。F表示沸騰鋼。4Q255Z：碳素結構鋼，Q為屈服強度的“屈”字漢語拼音的第一個字母，255為屈服強度數(shù)值。Z表示鎮(zhèn)靜鋼。5 25：優(yōu)質碳素結構鋼，25表示平均含碳量為0.25 。6 35：優(yōu)質碳素結構鋼，35表示平均含碳量為0.35 。7 45：優(yōu)質碳素結構鋼，45表示平均含碳量為0.45 。8 65：優(yōu)質碳素結構鋼，65表示平均含碳量為0.65 。9 T7 ：碳素工具鋼，T表示“碳”字的漢語拼音第一個字母，7表示平均含碳量為0.7。10T8： 碳素工具鋼，T表示“碳”字的漢語拼音第一個字母，8表示平均含碳量為0.8。11T10： 碳素工具鋼，T表示“碳”字的漢語拼音第一個字母，10表示平均含碳量為1.0。12T13： 碳素工具鋼，T表示“碳”字的漢語拼音第一個字母，13表示平均含碳量為1.3。13T13A：碳素工具鋼，T表示“碳”字的漢語拼音第一個字母，13表示平均含碳量為1.3，A表示高級優(yōu)質鋼。14T10A：碳素工具鋼，T表示“碳”字的漢語拼音第一個字母，10表示平均含碳量為1.0，A表示高級優(yōu)質鋼。15ZGMn13：162Cr13：鉻不銹鋼，2表示平均含碳量為0.2%,Cr為鉻的元素符號，13表示含鉻量為13。173Cr13：鉻不銹鋼，3表示平均含碳量為0.2%,Cr為鉻的元素符號，13表示含鉻量為13。1820CrMnTi：合金結構鋼中的合金滲碳鋼。20表示平均含碳量為0.2，Cr、Mn、Ti為合金元素鉻，錳，鈦的元素符號，其含量平均小于1.0。1918 Cr2Ni4WA：2040Cr：合金結構鋼中的調質鋼，40表示平均含碳量為0.40%,Cr為合金元素鉻的元素符號，其平均含量小于1.0。2135CrMo：合金結構鋼中的調質鋼，35表示平均含碳量為0.35%,Cr、Mo為合金元素鉻、鉬的元素符號，其平均含量小于1.0。2240CrNiMo：合金結構鋼中的調質鋼，40表示平均含碳量為0.40%,Cr、Ni、Mo為合金元素鉻、鎳、鉬的元素符號，其平均含量小于1.0。2338CrMoAl：合金結構鋼中的調質鋼，38表示平均含碳量為0.38%,Cr、Mo、Al為合金元素鉻、鉬、鋁的元素符號，其平均含量小于1.0。2465Mn：合金結構鋼中的彈簧鋼，65表示平均含碳量為065%,Mn為合金元素錳的元素符號，其平均含量小于1.0。2550CrVA：合金結構鋼中的彈簧鋼，50表示平均含碳量為0.50%,Cr、V為合金元素鉻、釩的元素符號，其平均含量小于1.0。A表示高級優(yōu)質鋼。26W18Cr4V：合金工具鋼中的高合金工具鋼，其碳的質量分數(shù)在0.7%1.5%之間，W合金元素鎢的元素符號，18表示鎢的平均含量為18，Cr合金元素鉻的元素符號，4表示鉻的平均含量為4.0，V為合金元素釩的元素符號，其平均含量為小于1.0。27HT250：最低抗拉強度為250的灰鑄鐵28HT200：最低抗拉強度為200的灰鑄鐵29HT150：最低抗拉強度為150的灰鑄鐵30KTH350-06：最低抗拉強度為350，最低延伸率為6%的可鍛黑心鑄鐵31KTZ450-06：最低抗拉強度為450的灰鑄鐵450，最低延伸率為6%的可鍛珠光體鑄鐵32QT400-18： 最低抗拉強度為400，最低延伸率為18%的球墨鑄鐵33QT450-10： 最低抗拉強度為450，最低延伸率為10%的球墨鑄鐵34QT500-7： 最低抗拉強度為500，最低延伸率為7%的球墨鑄鐵35RuT420： 最低抗拉強度為420的蠕墨鑄鐵，最低延伸率為0.75%36RuT340： 最低抗拉強度為340的蠕墨鑄鐵375CrMnMo：平均碳的質量分數(shù)為0.5%，鉻、錳、鈷的平均質量分數(shù)均小于1%的合金工具鋼38LF5：5號防銹鋁合金，鎂的質量分數(shù)為4.55.5之間，錳的質量分數(shù)在0.30.6%之間39LF21：21防銹鋁合金，錳的質量分數(shù)為1.00.6%之間40LY1：1號硬鋁合金，銅的質量分數(shù)在2.23.0%之間，鎂的質量分數(shù)在0.40.8%之間，錳質量分數(shù)在0.40.8之間41LY12：12號硬鋁合金，銅的質量分數(shù)在3.84.9%之間，鎂的質量分在1.21.8%之間，錳質量分數(shù)在0.30.9%42LC4：4號超硬鋁合金，銅含量在1.42.0%之間，鎂含量在1.82.8%之間，錳為0.20.6，鋅為5743LC6：6號超硬鋁合金，銅含量2.22.8%，Mg為1.82.8%，Mn為0.20.5%，鋅為7.68.644LD5：5號鍛鋁合金，銅含量1.82.6%，鎂為0.40.8%，錳為0.40.8%45LD10：10號鍛鋁合金，銅含量1.92.7%，鎂為1.41.8%，錳為0.41.0%46ZL101：鑄造鋁合金中的鋁硅合金，硅含量為6.57.5%，鎂含量為0.250.45%47ZL203：鑄造鋁合金中的鋁銅合金，銅含量為45%48ZL303：鑄造鋁合金中的鋁鎂合金，硅含量為0.83.3%，鎂含量為0.250.45%，錳為0.10.4%49ZL401：鑄造鋁合金中的鋁鋅合金，硅含量為68%，鎂含量為0.10.3%，鋅為913%50H90：銅合金中黃銅，H為黃漢字的第一個拼音字母，90表示銅的含量為0.90。51H62：銅合金中黃銅，H為黃漢字的第一個拼音字母，62表示銅的含量為0.62。52HPb591：特殊黃銅中鉛黃銅，銅含量59%，鉛含量15，鋅含量40%53HMn582：特殊黃銅中錳黃銅，銅含量58%，錳含量2%，鋅含量40%54ZHSi803：鑄造硅黃銅，銅含量80%，硅含量3%，鋅含量17%55ZQSn101：錫青銅中鑄造錫青銅，錫含量10%，其他雜質1%56QSn43：錫青銅，錫含量4%，鋅含量3%57QAl94：鋁青銅，鋁含量9%，鐵含量3%58QBe2：鈹青銅，鈹含量2%，鎳含量0.20.559TA1：純鈦，雜質極微，退火狀態(tài)60TA4：鈦合金，化學成分為Ti-3Al，鋁含量3%61TA6：鈦合金，化學成分為Ti5Al，鋁含量5%62T2：碳素工具鋼，T表示“碳”字的漢語拼音第一個字母，2表示平均含碳量為0.2。63TC2：+鈦合金，化學成分為Ti-3Al-1.5Mn二、填空題1鋼按冶煉爐的不同，有 平爐鋼 、 轉爐鋼 、電爐鋼。2鋼按脫氧的方法不同分為 沸騰鋼 、 鎮(zhèn)靜鋼 、半鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼。3鋼按碳的質量分數(shù)不同分為 高碳鋼 、中碳鋼和 低碳鋼 。4鋼按含硫、磷雜質的質量分數(shù)多少分為普通鋼、 優(yōu)質鋼 、 高級優(yōu)質鋼 和特級優(yōu)質鋼。5碳素結構鋼按用途不同分為 建筑工程 結構用鋼和 機械工程 結構用鋼。6除Co以外，所有溶入奧氏體中的合金元素都能 增加 過冷奧氏體的穩(wěn)定性。7表面硬化鋼按表面硬化方式不同分為 合金滲碳鋼 、 合金滲氮鋼 和合金彈簧鋼。8根據(jù)鑄鐵組織中石墨存在形態(tài)的差異，灰口鑄鐵分為 灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵和蠕墨鑄鐵。 9灰鑄鐵按基體的不同分為 珠光體 灰鑄鐵、珠光體鐵素體灰鑄鐵和 鐵素體 灰鑄鐵。10灰鑄鐵的性能除與基體組織有關外，最主要的是取決于石墨的 形態(tài) 、數(shù)量、大小和 分布 。11可鍛鑄鐵按基體組織不同分為 鐵素體（黑心） 可鍛鑄鐵和 珠光體（白心） 可鍛鑄鐵。三、選擇題。1機床主軸要求具有良好的綜合力學性能，制造時，應選用的材料及熱處理工藝是（ B ）。A.20鋼，淬火高溫回火 B.45鋼，淬火高溫回火C.T8鋼，淬火低溫回火 D.45鋼，正火2制造銼刀，模具時，應選用的材料及熱處理工藝是（ B ）.A.45鋼，淬火高溫回火 B.T12鋼，淬火低溫回火C.T8鋼，淬火高溫回火 D.T12鋼，正火3彈簧及一些要求具有較高屈服極限的熱作模具等，常采用的熱處理工藝是（ B ）。A.淬火低溫回火 B.淬火中溫回火C.表面淬火 D.退火415鋼零件在切削加工前，進行正火出理的目的是（ C ）。A.消除應力，防止工件加工后變形 B.降低硬度以便于切削加工C.適當提高硬度以便于切削加工 D.消除網(wǎng)狀二次滲碳體5T12鋼棒在球化退火前，進行正火出理的目的是（ C ）。A.消除應力 B.適當提高硬度以便于切削加工C.消除網(wǎng)狀二次滲碳體 D.降低硬度以便于切削加工6將白口鑄鐵通過高溫石墨化退火或氧化脫碳處理，改變其金相組織獲得的具有較高韌性的鑄鐵，稱為（ A ）。A.可鍛鑄鐵 B.灰口鑄鐵 C.球墨鑄鐵 D.蠕墨鑄鐵四、問答題：P53。第五章 非鐵材料1形變鋁合金：經(jīng)不同的變形加工方式生產(chǎn)各種半成品2鑄造鋁合金：密度小，比強度較高，且具有良好的耐蝕性和鑄造性能。3硅鋁明：Al-Si系合金，硅的質量分數(shù)一般為10%13%，這類合金具有優(yōu)良的鑄造性能。4黃銅：以Zn為唯一或主要合金元素的銅合金。5特殊黃銅：又稱復雜黃銅，在銅鋅合金中再加入其他合金元素，常有鉛、鋁、錫、錳、鎳、硅等。6金黃銅：7彈殼黃銅：8青銅：除了以Zn或Ni為主加元素的銅合金外，其余銅合金統(tǒng)稱青銅。9特殊青銅：是不含Sn的青銅。10型鈦合金：這類合金的退火組織為單相固溶體，壓力加工性較差，多采用熱壓加工成形。這類合金不能進行熱處理強化，只能進行退火處理，室溫強度不高。絕大多數(shù)單相鈦合金中均含5%Al與2.5%Sn，其作用是固溶強化。11型鈦合金：加入V或Mo后可使鈦合金在室溫下全部是相，通過淬火可得到介穩(wěn)定相的鈦合金，這類合金可通過熱處理強化（淬火、時效），故室溫強度較高。其主要用途為高強度緊固件、桿類件及其他航空配件。12工程塑料：是一種以有機合成樹脂為主要組成的高分子材料，它通?？稍诩訜帷⒓訅簵l件下塑制成形，故稱為塑料。13熱塑性塑料：加熱時軟化，可塑造成形，冷卻后變硬，此過程可反復進行。14熱固性塑料：初加熱時軟化，塑造成形，但固化之后再加熱既不軟化，也不溶于溶劑。15陶瓷：以天然硅酸鹽（黏土、石英、長石等）或人工合成化合物（氮化物、氧化物、碳化物等）為原料，經(jīng)過制粉、配料、成形、高溫燒結而成的無機非金屬材料。具有強度高、硬度高、化學和穩(wěn)定性好，且耐高溫耐腐蝕等特點。16普通陶瓷：主要用于工藝品、餐具等日常生活用品。17特種陶瓷：具有特殊的力學、物理和化學性能，主要用于高溫、機械、電子、宇航、醫(yī)藥工程等尖端科學技術領域。18復合材料：是指兩種或兩種以上的物理、化學性質不同的物質經(jīng)一定方法得到的一種新的多相固體材料。其主要優(yōu)點是能根據(jù)人們的要求來改善材料的使用性能，具有比強度和比模量高、抗疲勞性能和抗斷裂性能好，減摩、耐磨、減振性能優(yōu)良等特點。19超導：材料的電阻隨溫度降低而減小并最終出現(xiàn)零電阻20超導材料：具有超導現(xiàn)象的金屬材料就是超導材料21形狀記憶合金：在研究Ti-Ni合金是發(fā)現(xiàn)，原來彎曲的合金絲被拉直后，當溫度升高一定值時，它又恢復到原來彎曲的形狀。人們把這種想象成為形狀記憶效應，具有這種效應的金屬簡稱為形狀記憶合金。22非晶態(tài)合金：俗稱金屬玻璃。以極高速度是熔融的合金冷卻，凝固后的合金結構呈玻璃態(tài)。它與金屬相比，成分相同，但結構不同，從而引起二者在性能上的差異。而且它具有超耐蝕性、高磁導率、恆彈性、高強韌性、低熱膨脹系數(shù)和磁致伸縮等許多優(yōu)異性能。23軟磁材料：在較低的磁場中被磁化而呈強磁性，但在磁場去除后磁性基本消失。24硬磁材料：材料被外磁場磁化以后，去掉磁場仍保持著較強剩磁的材料。25比功率：26比表面積：27比強度：28比模量：29小尺寸效應：30表面效應：31管道量子隧道效應：二、填空題。1鋁合金按其加工方法分為 形變 鋁合金和 鑄造 鋁合金。2形變鋁合金根據(jù)其特性分為防銹鋁合金、硬鋁 合金、超硬鋁 合金和鍛鋁合金。3鑄造鋁合金按合金成分不同分為 鋁硅 系、鋁銅系 、 鋁鎂 系和鋁鋅系幾種。4黃銅按其化學成分不同分為 普通 黃銅和 特殊 黃銅兩類。5青銅按其化學成分不同分為普通 青銅和 特殊 青銅。6鈦合金的主要缺點是工藝性差、導熱 系數(shù)小、摩擦因數(shù)大，固切削性能差。7塑料按照熱性能分為 熱固性 塑料和 熱塑性 塑料。8工藝陶瓷可分為 普通 陶瓷和 特種 陶瓷兩種。9陶瓷的最大缺點是 塑性 很差，陶瓷材料應用面臨的主要問題是 增韌。10復合材料按其基體材料不同分為 金屬基 復合材料、樹脂基復合材料和 陶瓷基 復合材料。11復合材料按其結構不同可分為 纖維增強 復合材料、 層合復合材料 材料、顆粒增強復合材料和骨架復合材料。12復合材料和其他材料相比具有 比強度高 和 比模量高 高，抗疲勞性能和抗斷裂性能好。五、問答題：P72。第六章 失效及選材一、概念1失效：所謂零件失效，主要指由于某種原因導致零件的尺寸、形狀或其組織與性能發(fā)生變化而不能圓滿的完成指定的功能。2變形失效：變形失效包括彈性變形失效、塑性變形失效和蠕變變形失效。（其特點是非突發(fā)性、一般不會造成突發(fā)性事故）3斷裂失效：指零件完全斷裂而在工作中喪失或達不到預期工能。4腐蝕失效：金屬與周圍介質之間發(fā)生化學或電化學作用而造成的破壞。5磨損失效：相互接觸并作相對運動的物體，由于機械作用所造成的材料位移及分離的破壞形式。二、填空題。1斷裂失效包括延性斷裂失效、脆性斷裂失效、疲勞斷裂失效和蠕變斷裂失效幾種。2零件的工作條件包括受力狀態(tài)、環(huán)境狀況和特殊要求幾個方面。3選擇材料時要考慮使用原則、工藝性原則和經(jīng)濟性原則。三、選擇材料，制訂加工路線1制定調質鋼齒輪的加工路線。2制定表面淬火齒輪的加工路線。3制定表面滲碳齒輪的加工路線。4制定氣輪機軸的加工路線。鋼錠鍛造第一次正火去氫處理第二次正火高溫回火機械加工成品。5制定一般傳動軸的加工路線。四、問答題：見教材、習題集及補充題。第七章 鑄造一、 概念1、鑄造：鑄造是將熔融金屬澆注、壓射或吸入鑄型型腔，冷卻凝固后獲得一定形狀和性能的零件或毛坯的金屬成形工藝。2、合金的流動性：是指液態(tài)合金本身的流動能力。3、比熱容：是單位質量物體改變單位溫度時吸收或釋放的能量。4、液體收縮：指液態(tài)金屬由澆注溫度冷卻到凝固開始溫度（液相線溫度）之間的收縮。5、凝固收縮：指從凝固開始溫度到凝固終了溫度（固相線溫度）之間的收縮。6、固態(tài)收縮：指合金從凝固終了溫度冷卻到室溫之間的收縮。7、縮孔：在鑄件凝固過程中，由于合金的液態(tài)收縮和凝固收縮，使鑄件的最后凝固部位出現(xiàn)孔洞，面積較大而集中的孔洞稱為縮孔。8、縮松：在鑄件凝固過程中，由于合金的液態(tài)收縮和凝固收縮，使鑄件的最后凝固部位出現(xiàn)孔洞，細小而分散的孔洞稱為縮松。9、順序凝固原則：順序凝固原則就是在鑄件上可能出現(xiàn)縮孔的厚大部位通過安放冒口等工藝措施，使鑄件遠離冒口的部位先凝固，然后是靠近冒口的部位凝固，最后才是冒口本身凝固。10、熱應力：溫度改變時，物體由于外在約束以及內部各部分之間的相互約束，使其不能完全自由脹縮而產(chǎn)生的應力。11、機械應力：鑄件收縮受到鑄型、型芯及澆注系統(tǒng)的機械阻礙而產(chǎn)生的應力。12、熱裂：是在凝固后期高溫下形成的，主要是由于收縮受到機械阻礙作用而產(chǎn)生的。13、冷裂：是在較低溫度下形成的，常出現(xiàn)在鑄件受拉伸部位，特別是有應力集中的地方。二、填空題。1、在液態(tài)金屬成形的過程中，液態(tài)金屬的 充 型 及 收 縮 是影響成形工藝及鑄件質量的兩個最基本的因素。 2、鑄造組織的晶粒比較 粗大 ，內部常有縮孔、縮松、氣孔 、砂眼 等組織缺陷 。 3、液態(tài)金屬注入鑄型以后，從澆注溫度冷卻到室溫要經(jīng)歷 液態(tài)收縮 、凝固收縮和固態(tài)收縮三個互相聯(lián)系的收縮階段。 4、熱裂是在凝固后期 高溫 下形成