機械工程材料考點匯總

1、晶體結(jié)構(gòu)與相圖1. 什么是合金的相圖?為什么我們研究的fe-fesc相圖中只限于06. 69%?答：相圖乂稱狀態(tài)圖或平衡圖，它表示在平衡條件下材料屮出現(xiàn)的相或組織(或稱所處的狀 態(tài))以及當條件改變時相或組織的變化。是制定材料熱處理工藝的依據(jù)。因為鐵和碳可形成 一系列的穩(wěn)定碳化物(fe3c、fe2c、fec),其中的含碳量為6. 69%,由于wc>6. 69%時的鐵碳 合金脆性極大，沒有實用價值，而且乂是一個穩(wěn)定的化合物，可以作為一個獨立的單元，故 相圖研究fe-fo3c相圖。2. 共晶反應(yīng)和共析反應(yīng)有什么不同？分別寫出鐵碳合金中兩種反應(yīng)的反應(yīng)轉(zhuǎn)變式。答：共晶反應(yīng)是在結(jié)晶過程中由一種液相同

2、時結(jié)晶出兩種固定成分的固相轉(zhuǎn)變，而共析反應(yīng) 是從一種固相中同時析岀兩種固定成分的固相轉(zhuǎn)變。共晶反應(yīng)1148度共析反應(yīng)727度3. 鐵碳合金中基本相是那些？其機械性能如何？答鐵素體強度硬度低，塑性韌性好奧氏體強度硬度低，塑性韌性好滲碳體塑性韌性極差，硬度高而極脆4. 何謂碳鋼中的鐵素體、滲碳體、珠光體？他們的力學(xué)性能各有何特點？珠光體：是鐵素體與滲碳體的機械混合物性能介于鐵素體與滲碳體z間，強度較高，硬度適屮，有一定的塑韌性。5. 實際晶體中的點缺陷，線缺陷和面缺陷對金屬性能有何影響？晶格缺陷使晶格發(fā)生畸變，最后使金屬的強度硬度有所提高6. 簡述含碳量為1. 0%的鋼比含碳量為0. 5%的鋼硬度

3、高的原因。含碳量為1%的鋼是高碳鋼，含碳量越高使得組織內(nèi)的滲碳體含量越高，股硬度越高。7什么是同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變？試以純鐵為例說明金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。指某些晶體在不同溫度下存在的晶體方式不一樣，在加熱或者降溫過程中，晶體由一種晶格 轉(zhuǎn)變成另一種晶格的現(xiàn)象，是熱處理的依據(jù)。6-fe體心立方晶格丫-fe (1394)面心立方晶格 (912) a-fe體心立方晶格8. 簡述隨著碳含量增加，碳鋼組織的變化，并說明碳含量對碳鋼的性能的影響。9. 反復(fù)彎曲鐵絲，越彎越硬，最后會斷裂。這是為什么？ 加工碩化以及疲勞破壞10. 金屬經(jīng)熱塑性變形后，其組織和性能有何變化？11. 用一根冷拉鋼絲繩吊裝一大型工件進入熱處

4、理爐，并隨工件一起加熱到1000°c保溫，當 出爐后再次吊裝工件時，鋼絲繩發(fā)生斷裂，試分析其原因。含硫過高熱脆現(xiàn)象冷拉鋼絲繩是利用加工硬化效應(yīng)提高其強度的，在這種狀態(tài)下的鋼絲小晶體缺陷密度增 大，強度增加，處于加工碩化狀態(tài)。在iooor時保溫，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)。在這一系列變化屮，冷拉鋼絲的加工硬化效果將消失, 強度下降，在再次起吊時，鋼絲將被拉長，發(fā)生塑性變形，橫截面積減小，強度將比保溫前 低，所以發(fā)生斷裂°12. 分析下列材料強化方法的強化機理(1) 細晶強化：金屬組織川晶界大量增加(2) 熱處理強化：改變組織結(jié)構(gòu)提高強度(

5、3) 固溶強化：固溶體的晶格畸變(4) 合金強化：固溶強化和碳化物強化(5) 加工碩化：位錯數(shù)量急劇增加使得材料強度碩度提高13. 說明下列符號各代表什么意思？ e (2) os (3) 4)(4) a k (5) hrc (6) q235(7) ht200(8) t8 (9)20crmnti (10) ob (11) 40cr (12) 9sicr第四章、熱處理1什么是鋼的熱處理，熱處理的目的是什么？常用的鋼的熱處理主要方法有哪些？把金屬或合金加熱到給定溫度并保持一段時間，然后用選定的速度和方法使之冷卻，以得 到所需要的顯微組織和性能的操作工藝,被稱為熱處理 整體熱處理：四把火 表面熱處理：

6、 化學(xué)熱處理2. 退火和正火的區(qū)別是什么？生產(chǎn)中為何能用正火工藝處理的零件最好不選用退火處理？3. 什么是過冷奧氏體？共析鋼過冷到a1溫度以下，奧氏體在熱力學(xué)上處于不穩(wěn)定狀態(tài)，在一定條件下會發(fā)生分 解轉(zhuǎn)變，這種在a1以下存在的且不穩(wěn)定的、將要發(fā)生轉(zhuǎn)變的奧氏體就是過冷奧氏體。4何謂過冷現(xiàn)象和過冷度？過冷度與冷卻速度有何關(guān)系？結(jié)晶吋，實際結(jié)品溫度低于理論結(jié)晶溫度的現(xiàn)象。熔融金屬平衡狀態(tài)下的相變溫度耳實際相 變溫度的差值。冷卻速度越快過冷度越大5.低碳鋼板硬度低，可否用淬火方法提高硬度？用什么辦法能顯著提高硬度？不能滲碳加表淬6何謂回火脆性?說明回火脆性的類型、特點及其抑制方法。是指淬火鋼回火后出現(xiàn)

7、韌性下降的現(xiàn)象。隨回火溫度的升高，沖擊韌性反而下降的現(xiàn)象，回火脆性可分為第一類回火脆性和第二類回 火脆性。第一類回火脆性又稱不可逆回火脆性，低溫回火脆性，主要發(fā)生在回火溫度為250400°c 吋，特征 （1）具有不可逆性；（2）與回火后的冷卻速度無關(guān)；（3）斷口為沿晶脆性斷口。1、產(chǎn)生的原因三種觀點：（1）殘余a轉(zhuǎn)變理論2）碳化物析出理論（3）雜質(zhì)偏聚理論2、防止方法 無法消除,不在這個溫度范圍內(nèi)回火，沒有能夠有效抑制產(chǎn)生這種回火脆性的合金元素（1）降低鋼中雜質(zhì)元素的含量；（2）用a1脫氧或加入nb、v、ti等合金元素細化a晶粒；（3）加入mo、w等可以減輕；（4）加入cr、si調(diào)整

8、溫度范圍（推向高溫）；（5）采用等溫淬火代替淬火回火工藝。第二類回火脆性又稱可逆回火脆性，高溫回火脆性。發(fā)生的溫度在400650°c,特征 （1）具有可逆性；（2）與回火后的冷卻速度有關(guān)；回火保溫后，緩冷出現(xiàn)，快冷不111現(xiàn)，出現(xiàn)脆化后可重新加熱后快冷消除。（3）與組織狀態(tài)無關(guān)，但以m的脆化傾向大；（4）在脆化區(qū)內(nèi)回火，回火后脆化與冷卻速度無關(guān)；（5）斷口為沿品脆性斷口。3、影響第二類回火脆性的因素（1）化學(xué)成分（2） a晶粒大?。?）熱處理后的硬度4、產(chǎn)生的機理 （1）出現(xiàn)回火脆性吋，ni、cr. sb、sn、p等都向原a晶界偏聚，都集中在23個原子厚度的晶界上，回火脆性隨雜質(zhì)元素

9、的增多而增大。ni、cr不僅自身偏 聚，而且促進雜質(zhì)元素的偏聚。（2）淬火未回火或回火未經(jīng)脆化處理的，均未發(fā)現(xiàn)合金元素 及雜質(zhì)元素的偏聚現(xiàn)象。（3）合金元素mo能抑制雜質(zhì)元素向a晶界的偏聚，而旦自身也 不偏聚。以上說明：sb、sn、p等雜質(zhì)元素向原a晶界偏聚是產(chǎn)生第二類回火脆性的主要原因，而ni、cr不僅促進雜質(zhì)元素的偏聚，且本身也偏聚，從而降低了晶界的斷裂強 度，產(chǎn)生回火脆性。5、防止方法（1）提高鋼材的純度，盡量減少雜質(zhì)；（2）加入適量的mo、w等有益的合金元素；（3）對尺寸小、形狀簡單的零件，采用回火后快冷的方法；（4）采用亞溫淬火（a1a3）：細化品粒，減少偏聚。加熱后為a+f （f為

10、細條狀），雜質(zhì)會在 f中富集，且f溶解雜質(zhì)元素的能力較大，可抑制雜質(zhì)元素向a品界偏聚。（5）采用高溫形變熱處理，使品粒超細化，品界面積增大，降低雜質(zhì)元素偏聚的濃度。7. 20號鋼采用表面淬火是否合適？為什么？ 45號鋼進行滲碳處理是否合適？為什么？ &本質(zhì)細晶粒鋼的奧氏體晶粒是否一定比本質(zhì)粗晶粒鋼的細，為什么？ 錯 ，9. 試說明為什么亞共析鋼必須進行完全淬火，而過共析鋼則不能進行完全淬火。10. 簡述珠光體、索氏體、屈氏體三者的異同點。11確定下列鋼件的退火方法，并指出退火目的及退火后的組織：（1）經(jīng)冷軋后的15鋼鋼板，要求降低硬度；(2) zg35的鑄造齒輪;(3) 鍛造過熱后的6

11、0鋼鍛壞；(4) 改善t12鋼的切削加工性能。1) 經(jīng)冷軋后的15鋼鋼板，要求降低硬度；答：再結(jié)晶退火。目的：使變形晶粒重新轉(zhuǎn)變 為等軸晶粒，以消除加工硬化現(xiàn)象，降低了硬度，消除內(nèi)應(yīng)力。細化晶粒，均勻組織，消 除內(nèi)應(yīng)力，降低硬度以消除加工硬化現(xiàn)象。組織：等軸晶的大量鐵素體和少量珠光體。2) zq35的鑄造齒輪答：完全退火。經(jīng)鑄造后的齒輪存在晶粒粗大并不均勻現(xiàn)象，且存在 殘余內(nèi)應(yīng)力。因此退火目的：細化晶粒，均勻組織，消除內(nèi)應(yīng)力，降低硬度，改善切削加 工性。組織：晶粒均勻細小的鐵素體和珠光體。3) 鍛造過熱后的60鋼鍛坯；答：完全退火。由于鍛造過熱后組織晶粒劇烈粗化并分布不 均勻，且存在殘余內(nèi)應(yīng)力

12、。因此 退火目的：細化晶粒，均勻組織，消除內(nèi)應(yīng)力，降低硬度, 改善切削加工性。組織：晶粒均勻細小的少量鐵素體和大量珠光體。4) 具有片狀滲碳體的t12鋼坯；答：球化退火。由于t12鋼坯里的滲碳體呈片狀，因此不 僅硬度高，難以切削加工，而且增 大鋼的脆性，容易產(chǎn)生淬火變形及開裂。通過球化退火, 使層狀滲碳體和網(wǎng)狀滲碳體變?yōu)榍?狀滲碳體，以降低硬度，均勻組織、改善切削加工性。 組織：粒狀珠光體和球狀滲碳體。12. t8鋼經(jīng)淬火后得到什么組織？為什么淬火后一定要回火？ t8鋼淬火后分別在200°c、 400°c、600°c回火又得到什么組織？第六章、鑄鐵1. 試比較三種

13、灰口鑄鐵之間力學(xué)和工藝性能的優(yōu)劣順序。2. 灰鑄鐵為什么不能進行改變基體的熱處理，而球墨鑄鐵可以進行這種處理3. 球墨鑄鐵可以進行哪些熱處理?這些熱處理的目的是什么？4. 簡述石墨對鑄鐵性能特點的影響。5. 為什么一般機器的支架、機床床身常用灰鑄鐵制造？綜合論述及零件選材1. 下列零件與工具由于管理的差錯造成鋼材錯用，問加工為成品后會岀現(xiàn)哪些問題？ 把q195鋼當做45鋼制造成齒輪；把30鋼當做t13鋼制造成鋰刀；(3)把20鋼當做60鋼制成彈簧2. 有三個外形完全相同的齒輪，所用材質(zhì)也都是wc=0. 45%的優(yōu)質(zhì)碳素鋼。但是制作方法不 同，它們分別是：(1) 直接鑄出毛坯。然后切削加工成形。

14、(2) 從熱軋圓鋼上取料，然后切削加工成型。(3) 從熱軋圓鋼上収料后鍛造成毛坯，然后切削加工成型。請問哪個齒輪使用效果最好?為什么？(3)的3. 要制造齒輪、連桿、熱鍛模具、彈簧、冷沖壓模具、滾動軸承、車刀、鋰刀這些零件， 試從下列牌號中分別選出合適的材料并敘述所選材料的名稱、最終熱處理工藝。t10 65mn w6mo5cr4v2 gcrl5mo 40cr 20crmnti crl2mov 5crmnmo齒輪：20crmnti滲碳鋼；c%=0.2%,cr,mn,ti<1.5%；滲碳+淬火+低溫回火；組織為 回火馬氏體。連桿：40cr調(diào)質(zhì)鋼；c%=0.4%,cr<1.5%；調(diào)質(zhì)處理(淬火+高溫回火)；組織為冋火索 氏體。彈簧：65mn彈簧鋼；c%=0.65%,mn<1.5%；淬火+中溫回火；組織為回火托氏體。冷沖壓模具：crl2mov冷變形模具鋼；c%> 1 %,cr= 12%,mo,v< 1.5%；淬火+低溫回火；組 織為回火馬氏體。滾動軸承：gcrl5mo軸承鋼；c% = 1 %