機(jī)械工程材料課后答案教材

1、工程材料習(xí)題V習(xí)題一 >1、抗拉強(qiáng)度：是材料在破斷前所能承受的最大應(yīng)力。 屈服強(qiáng)度：是材料開始產(chǎn)生明顯塑性變形時(shí)的最低應(yīng)力。 塑性：是指材料在載荷作用下，產(chǎn)生永久變形而不破壞的能力 韌性：材料變形時(shí)吸收變形力的能力硬度：硬度是衡量材料軟硬程度的指標(biāo)，材料表面抵抗更硬物體壓入的能力。剛度：材料抵抗彈性變形的能力。疲勞強(qiáng)度：經(jīng)無限次循環(huán)而不發(fā)生疲勞破壞的最大應(yīng)力。沖擊韌性：材料在沖擊載荷作用下抵抗破壞的能力。斷裂韌性：材料抵抗裂紋擴(kuò)展的能力。2、材料的彈性模量與塑性無關(guān)。3、四種不同材料的應(yīng)力應(yīng)變曲線，試比較抗拉強(qiáng)度，屈服強(qiáng)度，剛度和塑性。由大到小的順序，抗拉強(qiáng)度：2、 1、 3、 4。屈服

2、強(qiáng)度：1、 3、 2、 4。剛度：1、3、2、4。塑性：3、2、4、1。4、常用的硬度測試方法有幾種？這些方法測出的硬度值能否進(jìn)行比較？布氏、洛氏、維氏和顯微硬度。由于各種硬度測試方法的原理不同，所以測出的硬度值 不能直接進(jìn)行比較。5、以下工件應(yīng)該采用何種硬度試驗(yàn)法測定其硬度？（1 ）銼刀：洛氏或維氏硬度 （2）黃銅軸套：布氏硬度 （3）供應(yīng)狀態(tài)的各種碳鋼鋼 材：布氏硬度 （4）硬質(zhì)合金刀片：洛氏或維氏硬度 （5）耐磨工件的表面硬化層：顯 微硬度6、反映材料承受沖擊載荷的性能指標(biāo)是什么？不同條件下測得的這些指標(biāo)能否進(jìn)行比 較？怎樣應(yīng)用這些性能指標(biāo)？沖擊功或沖擊韌性。由于沖擊功或沖擊韌性代表了在

3、指定溫度下，材料在缺口和沖擊載荷共同作用下脆化的趨勢及其程度，所以不同條件下測得的這種指標(biāo)不能進(jìn)行比較。沖 擊韌性是一個(gè)對成分、組織、結(jié)構(gòu)極敏感的參數(shù)，在沖擊試驗(yàn)中很容易揭示出材料中的 某些物理現(xiàn)象，如晶粒粗化、冷脆、熱脆和回火脆性等，故目前常用沖擊試驗(yàn)來檢驗(yàn)冶 煉、熱處理以及各種加工工藝的質(zhì)量。此外，不同溫度下的沖擊試驗(yàn)可以測定材料的冷 脆轉(zhuǎn)變溫度。同時(shí)，沖擊韌性對某些零件（如裝甲板等）抵抗少數(shù)幾次大能量沖擊的設(shè) 計(jì)有一定的參考意義。7、疲勞破壞時(shí)怎樣形成的？提高零件疲勞壽命的方法有哪些？產(chǎn)生疲勞斷裂的原因一般認(rèn)為是由于在零件應(yīng)力集中的部位或材料本身強(qiáng)度較低的部位，如原有裂紋、軟點(diǎn)、脫碳、夾

4、雜、刀痕等缺陷，在交變應(yīng)力的作用下產(chǎn)生了疲勞裂 紋，隨著應(yīng)力循環(huán)周次的增加，疲勞裂紋不斷擴(kuò)展，使零件承受載荷的有效面積不斷減 小，當(dāng)減小到不能承受外加載荷的作用時(shí)，零件即發(fā)生突然斷裂。可以通過以下途徑來提高其疲勞抗力。改善零件的結(jié)構(gòu)形狀以避免應(yīng)力集中；提高零件表面加工光潔度；盡可能減少各種熱處理缺陷（如脫碳、氧化、淬火裂紋等 ）；采用表面強(qiáng)化處理，如化學(xué)熱處理、表面淬火、表面噴丸和表面滾壓等強(qiáng)化處理，使零件表面 產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力，從而能顯著提高零件的疲勞抗力。8、斷裂韌性是表示材料何種性能的指標(biāo)？為什么要在設(shè)計(jì)中要考慮這些指標(biāo)？ 斷裂韌性表示材料抵抗裂紋擴(kuò)展的能力。斷裂韌性的實(shí)用意義在于：只要測

5、出材料的斷裂韌性，用無損探傷法確定零件中實(shí)際存在的缺陷尺寸，就可以判斷零件在工作過程中有無脆性開裂的危險(xiǎn)；測得斷裂韌性 和半裂紋長度后，就可以確定材料的實(shí)際承載能力。所以，斷裂韌性為設(shè)計(jì)、無損傷探傷 提供了定量的依據(jù)。習(xí)題二1、晶體：物質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)（分子，原子或離子）在三維空間作有規(guī)律的周期性重復(fù)排列所 形成的物質(zhì)的晶體非晶體：是指組成物質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)不呈空間有規(guī)則周期性排列的的固體。晶格：表示晶體中原子排列形式的空間格子叫做晶格晶胞：從晶格中確定一個(gè)最基本的幾何單元來表達(dá)其排列形式的特征，組成晶格的這種 最基本的幾何單元。叫做晶胞晶格常數(shù)：晶胞的各邊尺寸 a，b, c叫做晶格常數(shù) 致密度：致密度是指晶

6、胞中原子所占體積與該晶胞體積之比。晶面指數(shù)：表示晶面的符號叫做晶面指數(shù)晶向指數(shù)：表示晶向的符號叫做晶向指數(shù) 晶體的各向異性：由于晶體中不同晶面和晶向上原子的密度不同，因此在晶體上不同晶 面和晶向上原子結(jié)合力就不同，從而在不同晶面和晶向上顯示出不同的性能。點(diǎn)缺陷：是指在晶體中形成的空位和間隙原子面缺陷：其特征是在一個(gè)方向尺寸上很小，另外兩個(gè)方向上擴(kuò)展很大，也稱二維缺陷， 晶界、相界、孿晶界和堆垛層錯都屬于面缺陷。線缺陷：晶格中一部分晶體相對另一部分晶體局部滑移，已滑移部分的交界線為位錯 線，即線缺陷。亞晶界：相鄰亞晶粒之間的界面稱為亞晶界。 位錯：晶格中一部分晶體相對于另一部分晶體的局部滑移。已

7、滑移部分和未滑移部分的 交界線成為位錯亞晶粒：是實(shí)際金屬晶體中，一個(gè)晶粒的內(nèi)部，其晶格位向并不是像理想晶體那樣完全 一致，而是存在許多尺寸更小，位向差也很小的小晶塊，它們相互鑲嵌成一顆晶粒，這 些小晶塊稱為亞晶粒。單晶體：當(dāng)一塊晶體內(nèi)部位向完全一致時(shí)。我們稱這塊晶體為單晶體 多晶體：由許多彼此位向不同的晶粒組成的晶體結(jié)構(gòu)成為多晶體 固溶體:當(dāng)合金由液態(tài)結(jié)晶為固態(tài)時(shí)，組成元素間會像合金溶液那樣相互溶解。形成一 種在某種元素的晶格結(jié)構(gòu)中包含有其他元素原子的新相，成為固溶體金屬間化合物：凡是由相當(dāng)程度的金屬鍵結(jié)合，并具有明顯金屬特性的化合物，成為金 屬化合物固溶強(qiáng)化：通過溶入某種溶質(zhì)元素形成固溶體而

8、使金屬的強(qiáng)度，硬度升高的現(xiàn)象叫做固 溶強(qiáng)化結(jié)合鍵:是指由原子結(jié)合成分子或固體的方式和結(jié)合力的大小，結(jié)合鍵分為化學(xué)鍵和物 理鍵兩大類，化學(xué)鍵包括金屬鍵、離子鍵和共價(jià)鍵；物理鍵即范德華力。2、金屬鍵，離子鍵，共價(jià)鍵及分子鍵結(jié)合的材料其性能有何特點(diǎn)？金屬鍵，大量自由電子，良好導(dǎo)電導(dǎo)熱性，又因金屬鍵的飽和性無方向性，結(jié)構(gòu)高度對，故有良好的延展性。離子鍵，正負(fù)離子的較強(qiáng)電吸引，導(dǎo)致高硬度，高熔點(diǎn)，高脆性，因無自由電子， 固態(tài)導(dǎo)電性差。共價(jià)鍵，通過共用電子對實(shí)現(xiàn)搭橋聯(lián)系，鍵能高，高硬度，高熔點(diǎn)，高介電性。 分子鍵，因其結(jié)合鍵能低，低熔點(diǎn)，低強(qiáng)度，高柔順性。3、 常見的金屬晶體結(jié)構(gòu)有哪幾種？它們的原子排列和

9、晶格常數(shù)有什么特點(diǎn)？a -Fe ,S -Fe, Cr, V , 丫 -Fe , Cu, Ni , Pb , Mg Zn 各屬何種晶體結(jié)構(gòu)？有體心立方，面心立方，密排六方三種，體心立方晶格的晶胞通常只用一個(gè)晶格常數(shù)a表示，它的每個(gè)角上和晶胞中心都排列一個(gè)原子，面心立方晶格也只用一個(gè)晶格常數(shù)表示，它的每個(gè)角上和晶胞的六個(gè)面的中心 都排列一個(gè)原子。密排六方晶格有兩個(gè)晶格常數(shù)，一個(gè)是柱體的高度c,另一個(gè)是六邊形的邊長a，它的每個(gè)角上和下，下底面的中心都排列一個(gè)原子，另外在晶胞中心還有 三個(gè)原子。a -Fe , S -Fe , Cr, V 屬體心， y -Fe , Cu, Ni, Pb 屬面心， Mg

10、Zn屬密排六方。4、 已知Fe的原子直徑為 2.54*10-10m，求Fe的晶格常數(shù)。并計(jì)算 ImFe中的原子 數(shù)。10 10由"3/4a=r 有 a= ( 2.54*10 - /2 ) / V3/4=2.933*10 -( m)故 a -Fe 的晶格常數(shù)為 2.933*10 -10m。1mrn中a -Fe的原子數(shù)(1*10- ) *2/ (2.933*10 - )=7.927*10 個(gè)。5、 注意晶面指數(shù)與晶向指數(shù)的求法：晶面對各軸的截距，倒數(shù)，比例 晶向在原點(diǎn)引出，隨意一點(diǎn)坐標(biāo)，比例6、 畫出立方晶格中(110)晶面與(111 )晶面。并畫出在晶格中和(110)(111)晶面上原

11、子排列情況完全相同而空間位向不同的幾個(gè)晶面。Y(110)<110)(111)(110)(110)(111)込AZA» Y(IIiXilD (ill)7、為什么單晶體具有各向異性？而多晶體在一般情況下不顯示各向異性？ 這是因?yàn)閱尉w在各個(gè)晶面和晶向上原子排列密度是有差異的，所以在晶體中不同晶面 和晶向上原子結(jié)合力不同，從而在不同晶面和晶向上顯示出晶體的各向異性。而多晶體是由眾多細(xì)小的晶粒所構(gòu)成的集合體，各個(gè)晶粒的晶軸取向是隨機(jī)分布 的。這樣，通常測出多晶體的性能在各個(gè)方向上表示是不同晶粒的平均性能，所以 不顯示各向異性的8試比較a -Fe與丫 -Fe晶格的原子排列緊密程度和容碳能

12、力a -Fe的原子排列密度為 0.68 ,Y -Fe的原子排列密度為 0.74 ,由于y -Fe的晶格間隙較大，所以， y -Fe的滲碳能力大于 a -Fe。9、金屬的晶體結(jié)構(gòu)由面心立方轉(zhuǎn)變?yōu)轶w心立方時(shí)，其體積變化如何？為什么？ 體積會膨脹，這是因?yàn)?a -Fe的體心致密度小于 丫 -Fe。10、實(shí)際金屬晶體中存在那些晶體缺陷，對性能有什么影響？有點(diǎn)缺陷（空位、間隙原子），是金屬中原子擴(kuò)散的主要方式之一，對熱處理過程很重 要線缺陷（位錯）金屬晶體中的位錯線往往大量存在，相互連接呈網(wǎng)狀分布面缺陷（晶界、亞晶界）會引起晶格能量的提高，并使金屬的物理化學(xué)和機(jī)械性能發(fā)生 顯著地變化。一般來說，缺陷密度

13、越高，位錯滑移阻力越大，材料強(qiáng)度、硬度越高，塑性、韌性越 低。11、簡述固溶體和金屬間化合物在晶體結(jié)構(gòu)與機(jī)械性能方面的區(qū)別。固溶體形成的是一種在某種元素的晶格結(jié)構(gòu)中包含有其他元素原子的新相，金屬間化合 物是由相當(dāng)程度的金屬間結(jié)合，并具有明顯金屬特性的化合物。固溶體的強(qiáng)度韌性和塑性之間能有較好的配合，所以對綜合機(jī)械性能要求較高的結(jié)構(gòu) 材料，金屬化合物通常能提高合金的強(qiáng)度，硬度和耐磨性，會降低塑性和韌性。12、固溶體可分為幾種類型？形成固溶體后對合金的性能有什么影響？為什么？ 兩種。置換型和間隙型。形成固溶體后，由于溶質(zhì)原子造成的晶格畸變，固溶體會產(chǎn)生所謂固溶強(qiáng)化現(xiàn)象，即強(qiáng) 度、硬度上升，塑性、韌

14、性下降。電阻率逐漸升高，導(dǎo)電性逐漸下降，磁矯頑力升固溶強(qiáng)化的產(chǎn)生是由于溶質(zhì)原子融入后，要引起溶劑金屬的晶格產(chǎn)生畸變，進(jìn)而使位錯 移動時(shí)所收到的阻力增大的緣故。13、金屬間化合物有幾種類型？它們在鋼中起什么作用？有正常價(jià)化合物（離子化合物、共價(jià)化合物），電子化合物和間隙化合物。正常價(jià)化合 物和電子化合物在合金中一般可作為強(qiáng)化相。能提高鋼的強(qiáng)度，硬度和耐磨性，但 會降低塑性和韌性。間隙化合物起細(xì)化晶粒的作用14、高分子化合物在結(jié)構(gòu)上有哪些特點(diǎn)？1. 一般高分子化合物的分子量都十分巨大，2.。高分子化合物的分子是由許許多多結(jié)構(gòu)相同的鏈節(jié)所組成。3組成高分子鏈的所有原子之間的結(jié)合鍵都屬共價(jià)鍵15、陶瓷

15、材料的主要鍵性有哪些？各有什么特點(diǎn)？主要鍵型有離子鍵與共價(jià)鍵的混合鍵，構(gòu)成陶瓷的的是晶相，玻璃相，氣相晶相：由某些固溶體或化合物組成，晶向常常不止一個(gè)，而是多相多晶體玻璃相：非晶態(tài)的低熔點(diǎn)固體相氣相：陶瓷內(nèi)孔隙中的氣體晶相分類及特點(diǎn)：氧化物的特點(diǎn)是較大的氧離子緊密堆積（如六角緊密堆積和立方緊密 堆積），較小的正離子則填充它們的孔隙內(nèi)。數(shù)目相等的氧離子和金屬離子組成的 氧化物結(jié)構(gòu)（如 MgQ CaO等）屬簡單的面心立方晶格，當(dāng)兩種離子的數(shù)目不等時(shí)， 則可形成其他類的晶體結(jié)構(gòu)。常見的含氧酸鹽為硅酸鹽，特點(diǎn)是不論何種硅酸鹽，硅總是在四個(gè)氧離子形成的四面體的中心，形成（SiO4）四面體。四面體之間又都

16、以共有頂點(diǎn)氧離子相互連接起來。習(xí)題三1、解釋下列名詞的涵義：過冷度，晶核形核率N，生長速率 G,凝固，結(jié)晶，自由能差 F;變質(zhì)處理，變質(zhì)劑；合金，組元，相，相圖；機(jī)械混合物；枝晶偏析，比重偏析，相組成物，組織組成 物；平衡狀態(tài)，平衡相。答：過冷度：實(shí)際結(jié)晶溫度與理論結(jié)晶溫度之間的溫度差叫過冷度；晶核形核率 N :單位時(shí)間，單位體積液態(tài)金屬中生成的晶核數(shù)目（晶核形核數(shù)目/ mm技術(shù)結(jié)晶的基本規(guī)律是什么？晶核的形核率和生長速率受到哪些因素的影響？ 答：金屬結(jié)晶的基本規(guī)律是形核與長大。受到過冷度的影響，隨著過冷度的增大，晶核的形核率和成長率都增大，但形成率的 增長率比成長率的增長快；同時(shí)外來難溶雜質(zhì)

17、以及振動和攪拌的方法也會增大形核率。 在鑄造生產(chǎn)中，采取哪些措施控制晶粒大??？如果其他條件相同，試比較在下列鑄造 條件下，鑄件晶粒的大小。（1）、金屬模澆注和砂模澆注；（2）、高溫澆注與低溫澆注；（3）。澆注時(shí)采用震動與不采用震動；）；生長速率G:表示晶核形成過程和晶體生長過程的快慢（單位時(shí)間內(nèi)晶核長大的線長度mnr/sS ；凝固：物質(zhì)從液態(tài)到固態(tài)的轉(zhuǎn)變過程統(tǒng)稱為凝固；結(jié)晶：通過凝固形成晶體結(jié)構(gòu)，可稱為結(jié)晶；自由能：物質(zhì)中能夠自動向外界釋放出其多余的或能夠?qū)ν庾龉Φ倪@一部分能量叫做自由能；自由能差 F；液體結(jié)晶時(shí)，其溫度低于理論結(jié)晶溫度，造成液體與晶體間的自由能差（ F=F液 -F 晶）變質(zhì)處

18、理：在液態(tài)金屬結(jié)晶前，加入一些細(xì)小的變質(zhì)劑使金屬結(jié)晶時(shí)的晶核形核率N增加或生長速率 G降低，這種細(xì)化晶粒的方法，稱為變質(zhì)處理；變質(zhì)劑：能夠使物質(zhì)變質(zhì)的其它物質(zhì)叫做變質(zhì)劑合金：合金是指由兩種或兩種以上的金屬元素或金屬與非金屬元素經(jīng)一定方法所組成 的具有金屬特性的物質(zhì)；組元：通常把組成合金的最簡單、最基本、能夠獨(dú)立存在的物質(zhì)稱為組元；相：指在沒有外力作用下，物理、化學(xué)性質(zhì)完全相同，成分相同的均勻物質(zhì)的聚焦 態(tài)。相圖：用來表示合金系中各個(gè)合金的結(jié)晶過程的簡明圖解稱為相圖，又稱狀態(tài)圖或平 衡圖。機(jī)械混合物：通過共晶或共析反應(yīng)形成的混合物叫機(jī)械混合物。枝晶偏析：固溶體的結(jié)晶一般是按樹枝狀方式成長的，這就

19、使先結(jié)晶的枝干成分與后 結(jié)晶的分枝成分不同，由于這種偏析呈樹枝狀分布，故又稱枝晶偏析；比重偏析：亞共晶或過共晶合金結(jié)晶時(shí)，若初晶的比重與剩余液相的比重相差很大 時(shí)，則比重小的初晶將上浮，比重大的初晶將下沉。這種由于比重不同而引起的偏析，稱 為比重偏析或區(qū)域偏析；相組成物：有三種，鐵素體，奧氏體，滲碳體；組織：通常把在鏡像顯微鏡下觀察到的具有某種形貌或形態(tài)特征的部分，稱為組織；組織組成物：由相組成物組成的物質(zhì)，也可以是單一相夠成。 平衡狀態(tài)物質(zhì)達(dá)到的一種穩(wěn)定的狀態(tài)。：平衡相：指在合金系中，達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，相對質(zhì)量和相的濃度不再改變的參與或相 變過程的各相。答：鑄造生產(chǎn)中，控制晶粒大小的措施有：1

20、）、增加過冷度，2）、孕育處理（變質(zhì)處理），3）、附加振動等。（1）金屬模鑄件晶粒小，（2）低溫澆注的晶粒小，（3）米用振動的晶粒小。4、何謂共晶反應(yīng)、包晶反應(yīng)和共析反應(yīng)？試比較三種反應(yīng)的異同點(diǎn)。 答：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，形成另一種固相的反應(yīng)過程。共析反應(yīng)：有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

21、的反應(yīng)；共析是一種固相在恒溫 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)。5、現(xiàn)有 A、 B兩元素組成如圖所示的二元勻晶相圖，試分析以下幾種說法是否正確相等。和B兩個(gè)組元的晶格類型可以不同，但原子大小一定要B量?？傫鈨眨? ） K合金結(jié)晶過程中，由于固相成分隨固相線變化，故已結(jié)晶出來的固溶體中含 量總是高于原液相中含（3 ）溶體合金按勻晶相圖進(jìn)行結(jié)晶時(shí)，由于不同溫度下結(jié)晶出來的固溶體成分和剩余 液相成分都不相同，故在平衡狀態(tài)下固溶體的成分是不均勻的。答：（1）錯（2）對：在同一溫度下做溫度線，分別與固液相交于一點(diǎn)，過交點(diǎn)，做垂直線可以看 出與固相線交點(diǎn)處

22、 B含量冥想高于另一點(diǎn)。（3）錯：雖然結(jié)晶出來成份不同，但平衡液體中成份是平衡的。（1）填入各區(qū)域的組織組成物和相組成物，在各區(qū)域中是否會有純Mg相存在？為什么？求出30%Cu合金冷卻到 500 C、 400 C時(shí)各相的成分和重量百分比。畫出30%Cu合金自液相冷到室溫的冷卻曲線，并注明各階段的相與相變過程。答：（1）不會，應(yīng)為 Mg與Gu發(fā)生化學(xué)反應(yīng)（3）7、二元勻晶相圖、共晶相圖與合金的機(jī)械性能、物理性能和工藝性能存在什么關(guān)系 答：8、為什么鑄造合金常選用接近共晶成分的合金？為什么要進(jìn)行壓力加工的合金常選用單 相固溶體成分的合金 ？答：因?yàn)楣簿w在恒溫下進(jìn)行結(jié)晶，同時(shí)熔點(diǎn)又最低，具有較好的

23、流動性，在結(jié)晶時(shí)易 形成集中縮孔，鑄件的致密度好，所以常選用接近共晶成份的合金。因?yàn)閱蜗喙倘荏w通過選擇適當(dāng)?shù)慕M成元素和適量的組成關(guān)系，可以是合金獲得較純金屬高得多的強(qiáng)度和硬度，并保持較高的塑性和韌性，具有良好的壓力加工性能。9、已知組元 A （熔點(diǎn)700 C）與 B （熔點(diǎn)600 C）在液態(tài)無限互溶；在固態(tài) 400 C 時(shí)A溶于B中的最大溶解度為 20%，室溫時(shí)為 10% ,而B卻不溶于 A ;在400 C 時(shí)，含30%B的液態(tài)合全發(fā)生共晶反應(yīng)，現(xiàn)要求：(1) 繪制A-B合金相圖，并標(biāo)注各區(qū)域的相組成物和組織組成物；(2) 分析15%A、50%A、80%A合金的結(jié)晶過程，并確定室溫下相組成物及

24、組織組成物的對量；9v ( 1 )(仝)結(jié)晶過程：15SA :匸f P +Lf p + ( a + p ) fp SOftA : L-* 庭 +Lf p + ( H +p f(B SO%A : Lj->L+ a-a-KX + JSnGOGT« +P > + P ee a +P ) + p a15%A :mj1-w - 16.T34p_44 4%,100-1080EA:%= 2LJ 1U =11.1%口100-10組織組成:15SA:2030%A:% = 1 tv <+i7%= 白滋bom：%= 88.9>習(xí)題四1、解釋下列名詞一次滲碳體：由液相中直接析出來的滲

25、碳體 二次滲碳體：從A中析出的Fe3C稱為二次滲碳體 三次滲碳體：從F中析出的FesC稱為三次滲碳體 共晶滲碳體：經(jīng)共晶反應(yīng)形成的滲碳體即萊氏體中的滲碳體 共析滲碳體：經(jīng)共析反應(yīng)形成的滲碳體即珠光體中的滲碳體 鐵素體：碳在a-Fe中形成的間隙固溶體奧氏體：碳在y-Fe中形成的間隙固溶體珠光體：由鐵素體和滲碳體組成的共析混合物萊氏體：Ld是由奧氏體和滲碳體組成的共晶混合物L(fēng)d' (P+Fe3Cii+Fe3 C)是樹枝狀的珠光體分布在共晶滲碳體的基體上熱脆：S在鋼中以FeS形式存在，F(xiàn)eS會與Fe形成低熔點(diǎn)共晶，當(dāng)鋼材在1000-1200壓力加工時(shí)，會沿著這些低熔點(diǎn)共晶體的邊界開裂，鋼材將

26、變得極脆，這種脆性現(xiàn)象稱為熱 脆冷脆： P 使室溫下的鋼的塑性、韌性急劇下降，并使鋼的脆性轉(zhuǎn)化、溫度有所升高。使鋼 變脆，稱為冷脆2簡述Fe3C相圖中的三個(gè)基本反應(yīng)：包晶反應(yīng)、共晶反應(yīng)及共析反應(yīng)，寫出反應(yīng)式，注出 含碳量和溫度。共析反應(yīng)：冷卻到-727C時(shí)具有S點(diǎn)成分的奧氏體中同時(shí)折出具有P點(diǎn)，成分的鐵素體和滲碳體的兩相混合物r0.77 t (721 )F0.0218+Fe3C6.69包晶反應(yīng)：冷卻到 1495C時(shí)具有B點(diǎn)成分的液相與具有H點(diǎn)成分的固相 3反應(yīng)生成具有J點(diǎn)成分的固相 AL0.77+ 3 0.09 $495 C) r0.16共晶反應(yīng)：1148C時(shí)具有C點(diǎn)成分的液體中同時(shí)結(jié)晶出具有

27、E點(diǎn)成分的奧氏體和滲碳體的兩相混合物 L4.3t(1148C) r2.11+Fe3C6.693、畫出 Fe-Fe 3 C 相圖，并進(jìn)行以下分析：(1) 標(biāo)注出相圖中各區(qū)域的組織組成物和相組成物；(2) 分析 0.4%C 亞共析鋼的結(jié)晶過程及其在室溫下組織組成物與相組成物的相對重量；(2)4 、現(xiàn)有兩種鐵碳合金 ( 退火狀態(tài) ) ；其中一種合金的顯微組織為珠光體占 80% ，鐵素 體占 20% ；另一種合金的顯微組織為珠光體占 94% ，二次滲碳體占 6% ，問這兩種合 金各屬于那一類合金 ? 其含碳量各為多少 ?5 、根據(jù) Fe-Fe 3 C 相圖；計(jì)算：(1) 室溫下，含碳 0.6% 的鋼中

28、鐵素體和珠光體各占多少 ?(2) 室溫下，含碳 1.2% 的鋼中珠光體和二次滲碳體各占。多少?(3) 鐵碳含金中，二次滲碳體和三次滲碳體的最大百分含量。2包晶反應(yīng)沁 0.4- 0.00080.77- 0 0003= 51.9%I一烷 % = 48.1%L fLH-尸-> 尸f Ct +嚴(yán) f d+Ct + 屜3 G)4設(shè)第一種合金含碳為xX- 0.00030.77-0.0008=80%x=0.616>i 為亞共析鋼共晶反應(yīng)匸* 3Q* +ii+* * r ”+Z? 11共析V+輕QZ 0P « "o 021S*(1 A 略.C 2 J豐宙且成6.69- 0.4=

29、94.0%6 69 0.0008謨第二種合金含碳為X!- O 776.9 - 0 .77=6%= 1.1 3% 為過共析鋼0t6- 0.0C080.77-0.0008=77.9%皿 % = 1- cu.% = 22. 1%cu尸屯)Ujj 吠j = 1 cu = 8. 3*?心>環(huán)大rp 32.1 1 0BW風(fēng)an6.69-0.77毘大I%=S-°n8 = 0.33%'16.69 - 0.00086、現(xiàn)有形狀尺寸完全相同的四塊平衡狀態(tài)的鐵碳合金，它們分別為0.20%C ; 0.4%C ； 1.2%C ； 3.5%C合金。根據(jù)所學(xué)知識，可有哪些方法來區(qū)別它們？、可以金相法

30、區(qū)分。一是看有無萊氏體或石墨組織，有即為3.5%C的鐵碳合金。二是看有無二次滲碳體，有即為1.2%C的過共析鋼。剩下的兩種合金只要比較珠光體的數(shù)量即可，多者為 0.4%C少者為0.2%C的合金。7根據(jù)Fe-Fe 3 C相圖，說明產(chǎn)生下列現(xiàn)象的原因： 含碳量為1.0%的鋼比含碳量為 0.5%的鋼硬度高；。 低溫萊氏體的塑性比珠光體的塑性差；(3)在1100 C,含碳0.4%的鋼能進(jìn)行鍛造，含碳4.0%的生鐵不能鍛造； 鋼錠在9501100 C正常溫度下軋制，有時(shí)會造成錠坯開裂；(5) 般要把鋼材加熱到高溫(約10001250 C )下進(jìn)行熱軋或鍛造；鋼鉚釘一般用低碳鋼制成；(7) 綁扎物件一般用

31、鐵絲(鍍鋅低碳鋼絲)，而起重機(jī)吊重物卻用60、 65、 70、75等鋼制成的鋼絲繩；(8) 鉗工鋸T8、T10、T12等鋼料時(shí)比鋸10、20鋼費(fèi)力，鋸條易磨鈍；(9) 鋼適宜于通過壓力加工成形，而鑄鐵適宜于通過鑄造成形。(1) 因?yàn)闈B碳體的體積分?jǐn)?shù)大，材料就硬；(2) 低溫萊氏體中有大量共晶滲碳體，故材料的差；(3) 0.4%C的鋼在1100C時(shí)為單相奧氏體，塑性好，故可鍛造。而4.0%C的生鐵在 1100C時(shí)為高溫萊氏體，有共晶滲碳體，故不可鍛造。(4) 這是因?yàn)橛袝r(shí)因冶金質(zhì)量不高，鋼中留有低熔點(diǎn)的三元硫共晶在晶界上分布。在9501100C時(shí)，硫共晶會熔化，形成所謂“熱脆”現(xiàn)象。(5) 對低

32、碳鋼而言，確是如此。這樣可以保證是在單相奧氏體相區(qū)內(nèi)進(jìn)行壓力加工。(6) 塑性好。(7) 鋼絲中碳量越高，鋼絲的強(qiáng)度就越大(在共析成分以下)。(8) T8, T10, T12是工具鋼，材料中有大量二次滲碳體，故難鋸。(9) 鑄鐵因其成分接近共晶點(diǎn)，有良好的流動性，故適合鑄造；而鋼因其基體相為a .Fe (鐵素體)，塑性好，且高溫下可轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，塑性更好，故適合壓力加 工。8鋼中常存的雜質(zhì)元素有哪些，對鋼的性能有何影響？主要有Si, Mn p, S等.Si是有益于提高鋼的鐵素體的強(qiáng)度，主要是固溶強(qiáng)化。Mn也是有益于提高鋼的鐵素體的強(qiáng)度，主要是固溶強(qiáng)化和形成合金滲碳體。P提高鋼的冷脆轉(zhuǎn)變溫度范圍

33、，不利于鋼的韌性。S主要是引起鋼的熱脆性，這是因?yàn)镾會在鋼中形成低熔點(diǎn)三元硫共晶。9在平衡條件下，45鋼、T 8鋼和T12鋼的強(qiáng)度、硬度、塑性和韌性哪個(gè)大，哪個(gè)小,變化規(guī)律是什么，原因何在？強(qiáng)度：T8>T12>45#，碳素鋼中以珠光體的綜合機(jī)械性能為最好，強(qiáng)度最好，T8鋼中珠光體的體積分?jǐn)?shù)最大，其次為 T12和45#鋼；硬度：T12>T8>45#,碳素鋼中以滲碳體相的硬度為最高，T12鋼中滲碳體的體積分?jǐn)?shù)最大，其次為T8和45#鋼。塑性：45#> T8> T12，碳素鋼中以鐵素體相的塑性最好，45#鋼中鐵素體的體積分?jǐn)?shù)最大，其次為T8鋼和T12鋼。10指出下

34、列各類鋼的類別、主要特點(diǎn)及用途：(1) A3 ；(2)45 ；(3)T12A(1 )普通碳素結(jié)構(gòu)鋼對雜質(zhì)元素控制不嚴(yán)，用于各種熱軋型材和要求不高的機(jī)械結(jié)構(gòu)。(2 )優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼對雜質(zhì)元素控制嚴(yán)格，用于制造一般的機(jī)械零件。(3) 高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼對雜質(zhì)元素控制非常嚴(yán)格，用于制造一般形狀簡單且速度不高的工具和刃具。11名稱晶體結(jié)構(gòu)的特征采用符號鐵素體體心立方晶格F奧氏體面心立方晶格A0.77-2.11滲碳體復(fù)雜的晶體結(jié)構(gòu)Fe3C6.69顯微組織的特征機(jī)械性能碳溶在a -Fe中間隙固溶體良好的塑性碳溶在丫 -Fe中的間隙固溶體塑性好，變形抗力小復(fù)雜結(jié)構(gòu)的間隙固溶體硬度高，塑性和沖擊韌性差習(xí)題五含

35、碳量（%）0.008-0.0218其它良好的導(dǎo)磁性能無磁性亞穩(wěn)定的化合物1、 （ 1）滑移：所謂滑移是晶體的一部分相對于另一部分沿一定晶面發(fā)生相對的滑動。孿生 ：晶體的一部分相對于另一部分沿著一定的晶面（孿生面）產(chǎn)生一定角度的切變（即轉(zhuǎn)動），這種變形方式叫做“孿生”。（2） 再結(jié)晶：變形金屬加熱到較高溫度時(shí)，原子具有較強(qiáng)的活動能力，有可能在破碎的亞晶界處重新形核和長大，使原來破碎拉長的晶粒變成新的、內(nèi)部缺陷較少的等軸 晶粒。這一過程，使晶粒的外形發(fā)生了變化，而晶格的類型無任何改變，故稱為“再結(jié) 晶”。二次再結(jié)晶：通常再結(jié)晶后獲得細(xì)而均勻的等軸狀晶粒。如果溫度繼續(xù)升高或保溫較長時(shí)間后，少數(shù)晶粒會

36、吞并周圍許多晶粒而急劇長大，形成極粗的晶粒，為了與通常晶粒的正常長大相區(qū)別，把這種現(xiàn)象稱為“二次再結(jié)晶”。再結(jié)晶溫度：變形金屬開始進(jìn)行再結(jié)晶的最低溫度稱為金屬的再結(jié)晶溫度。（3） 熱加工 ：凡在再結(jié)晶溫度以上的加工過程稱為熱加工。冷加工 ：凡在再結(jié)晶 溫度以下的加工過程稱為冷加工。（4 ）加工硬化：晶粒破碎和位錯密度增加，使金屬的強(qiáng)度和硬度提高，塑性和韌性下降，產(chǎn)生了所謂加工硬化 （或冷作硬化）現(xiàn)象。（5）回復(fù) ：加熱溫度較低時(shí)，變形金屬中的一些點(diǎn)缺陷和位錯，在某些晶內(nèi)發(fā)生遷移 變化的過程，稱為回復(fù)。（6） 再結(jié)晶：變形金屬加熱到較高溫度時(shí)，原子具有較強(qiáng)的活動能力，有可能在破 碎的亞晶界處重新

37、形核和長大，使原來破碎拉長的晶粒變成新的、內(nèi)部缺陷較少的等軸 晶粒。這一過程，使晶粒的外形發(fā)生了變化，而晶格的類型無任何改變，故稱為“再結(jié) 晶”。（7）織構(gòu) ：當(dāng)金屬變形量達(dá)到一定值 （7090%以上）時(shí)，金屬中的每個(gè)晶粒的位向都 趨于大體一致，這種現(xiàn)象稱為“織構(gòu)”現(xiàn)象，或稱“擇優(yōu)取向”。2、一般條件下進(jìn)行塑性變形時(shí)，為什么在鋅、鎂中易出現(xiàn)孿晶？而在純銅中易產(chǎn)生滑 移帶？因?yàn)殇\、鎂屬于密排六方晶格，純銅屬于面心立方晶格。孿生變形僅在滑移系較少而不 易產(chǎn)生滑移的密排六方金屬（如Mg Zn、Cd等）中易于發(fā)生，而面心立方晶格金屬（如Al、Cu等）中由于滑移系較多，故易產(chǎn)生滑移。3、用手來回彎折一根

38、鐵絲時(shí)，開始感覺省勁，后來逐漸感到有些費(fèi)勁，最后鐵絲被彎斷。試解釋過程演變的原因？彎折一根鐵絲時(shí)，開始感覺省勁，后來逐漸感到有些費(fèi)勁，是由于在外力的作用下，鐵 絲隨著外形的變化，其內(nèi)部組織也要發(fā)生變化，晶粒破碎和位錯密度增加，使金屬的強(qiáng) 度和硬度提高，塑性和韌性下降，產(chǎn)生了所謂加工硬化（或冷作硬化）現(xiàn)象，金屬的加工硬化，給進(jìn)一步加工帶來困難，所以后來逐漸感到有些費(fèi)勁。再進(jìn)一步變形時(shí)，由于金屬的強(qiáng)度和硬度提高，塑性和韌性下降，很快鐵絲就因?yàn)槠诙l(fā)生斷裂。4、為什么細(xì)晶粒鋼強(qiáng)度高，塑性，韌性也好？金屬的晶粒粗細(xì)，對其機(jī)械性能的影響是很大的。晶粒愈細(xì)，晶界總面積愈大，每個(gè)晶 粒周圍不同位向的晶粒數(shù)

39、愈多。因此，塑性變形抗力也愈大。另外，晶粒的愈細(xì)，不僅 使強(qiáng)度增高，而且也增加其塑性和韌性。因?yàn)榫ЯＳ?xì)，金屬單位體積中的晶粒數(shù)愈 多，變形可以分散在更多的晶粒內(nèi)進(jìn)行，各晶?；屏康目偤驮龃螅仕苄院?。同時(shí)， 由于變形分散在更多的晶粒內(nèi)進(jìn)行，引起裂紋過早產(chǎn)生和發(fā)展的應(yīng)力集中得到緩和，從 而具有較高的沖擊載荷抗力。所以，工業(yè)上常用細(xì)化晶粒的方法來使金屬材料強(qiáng)韌化。5、冷塑性變形對金屬組織和性能有何影響？在外力的作用下，金屬隨著外形的變化，其內(nèi)部組織也要發(fā)生如下的變化：（一） 晶粒形狀的變化。塑性變形后晶粒的外形沿著變形方向被壓扁或拉長，形成細(xì)條狀或纖維狀，晶界變得模糊不清，且隨變形量增大而加劇。

40、這種組織通常叫做“纖維組 織”。（二） 亞結(jié)構(gòu)的形成。在未變形的晶粒內(nèi)部存在著大量的位錯壁（亞晶界）和位錯網(wǎng)，隨著塑性變形的發(fā)生，即位錯運(yùn)動，在位錯之間產(chǎn)生一系列復(fù)雜的交互作用，使大量的位錯在位錯壁和位錯網(wǎng)旁邊造成堆積和相互糾纏，產(chǎn)生了位錯纏結(jié)現(xiàn)象。隨著變形的增 加，位錯纏結(jié)現(xiàn)象的進(jìn)一步發(fā)展，便會把各晶粒破碎成為細(xì)碎的亞晶粒。變形愈大，晶 粒的碎細(xì)程度便愈大，亞晶界也愈多，位錯密度顯著增加。同時(shí)，細(xì)碎的亞晶粒也隨著 變形的方向被拉長。（三） 形變織構(gòu)的產(chǎn)生。在定向變形情況下，金屬中的晶粒不僅被破碎拉長，而且各晶粒的位向也會朝著變形的方向逐步發(fā)生轉(zhuǎn)動。當(dāng)變形量達(dá)到一定值（7090%以上）時(shí)，金屬

41、中的每個(gè)晶粒的位向都趨于大體一致，這種現(xiàn)象稱為“織構(gòu)”現(xiàn)象，或稱“擇優(yōu)取向”。塑性變形對金屬性能的影響：組織上的變化，必然引起性能上的變化。如纖維組織的形成，使金屬的性能具有方向性，縱向的強(qiáng)度和塑性高于橫向。晶粒破碎和位錯密度增加，使金屬的強(qiáng)度和硬度提高，塑性和韌性下降，產(chǎn)生了所謂加工硬化（或冷作硬化）現(xiàn)象。6、金屬的再結(jié)晶溫度受哪些因素的影響？能否通過在結(jié)晶退火來消除粗大鑄造組織？ 為什么？影響再結(jié)晶溫度的因素是：（1）預(yù)先的變形程度。變形程度愈大，金屬畸變能愈高，向低能量狀態(tài)變化的傾向也愈大，因此再結(jié)晶溫度愈低。（2）原始晶粒大小。金屬原始晶粒越小，則變形的抗力越大，變形后儲存的能量較高，

42、再結(jié)晶溫度則較低。（3）金屬的純度及成分。金屬的化學(xué)成分對再結(jié)晶溫度的影響比較復(fù)雜。當(dāng)金屬中含有少量元素，特別是高熔點(diǎn)元素時(shí)，常會阻礙原子擴(kuò)散或晶界的遷移，而使再結(jié)晶溫度升高。如純鐵的再結(jié)晶溫度約為450C，加入少量碳變成鋼時(shí)，其再結(jié)晶溫度提高至500650C。在鋼中再加入少量的 W Mo V等，還會更進(jìn)一步提高再結(jié)晶溫度。當(dāng)合金 元素含量較高時(shí)，可能提高也可能降低再結(jié)晶溫度，這要看合金元素對基體金屬原子擴(kuò) 散速度比對再結(jié)晶形核時(shí)的表面能的影響而定。有利于原子擴(kuò)散和降低表面能的則降低 再結(jié)晶溫度；反之，則升高再結(jié)晶溫度。（4）加熱速度和保溫時(shí)間。再結(jié)晶過程需要有一定時(shí)間才能完成，故加熱速度的增

43、加會使再結(jié)晶推遲到較高溫度才發(fā)生；而保溫時(shí)間延長，原子擴(kuò)散充分，可使再結(jié)晶過程在較低溫度下完成。由于鑄造組織沒有經(jīng)過塑性變形所以不能通過再結(jié)晶退火來消除粗大鑄造組織。7、當(dāng)金屬繼續(xù)冷拔有困難時(shí)，通常需要進(jìn)行什么熱處理？為什么？金屬在冷拔過程中會產(chǎn)生加工硬化，金屬的加工硬化，給進(jìn)一步加工帶來困難。為此，在其加工過程中必須安排一些中間退火工序，來消除加工硬化現(xiàn)象。8試述纖維組織的形成及其對材料性能的影響。塑性變形后晶粒的外形沿著變形方向被壓扁或拉長，形成細(xì)條狀或纖維狀，晶界變得模 糊不清，且隨變形量增大而加劇。這種組織通常叫做“纖維組織”。纖維組織的形成， 使金屬的性能具有方向性，縱向的強(qiáng)度和塑性

44、高于橫向。晶粒破碎和位錯密度增加，使 金屬的強(qiáng)度和硬度提高，塑性和韌性下降，產(chǎn)生了所謂加工硬化（或冷作硬化）現(xiàn)象。9、何謂臨界變形度？為什么實(shí)際生產(chǎn)中要避免在這一范圍內(nèi)進(jìn)行變形加工？變形度的影響實(shí)際上是一個(gè)變形均勻的問題。變形度愈大，變形便愈均勻，再結(jié)晶后的 晶粒度便愈細(xì)。當(dāng)變形度很小時(shí)，由于晶格畸變小，不足以引起再結(jié)晶，故晶粒度保持 原樣。當(dāng)變形度在 210 %時(shí)再結(jié)晶后的晶粒十分粗大，因此時(shí)金屬中只有部分晶粒發(fā) 生變形，變形很不均勻，再結(jié)晶時(shí)的形核數(shù)目少，再結(jié)晶后的晶粒度很不均勻，故晶粒 極易吞并長大。這個(gè)變形度稱為“臨界變形度”，生產(chǎn)中應(yīng)設(shè)法避免。10、熱加工對金屬組織和性能有何影響？鋼

45、材在熱加工（如鍛造）時(shí)，為什么不產(chǎn)生加 工硬化現(xiàn)象？熱加工雖然不致引起加工硬化，但仍能使金屬的組織和性能發(fā)生顯著的變化：（一）可使鋼中的氣孔焊合，分散縮孔壓實(shí)，從而使材料的致密度增加。（二）可使鋼中的粗大枝晶和柱狀晶破碎，從而使晶粒細(xì)化，機(jī)械性能提高。（三） 可使鋼中的各種夾雜物沿著變形方向伸長（塑性夾雜物如FeS和細(xì)碎脆性夾雜物如氧 化物等），但晶粒通過再結(jié)晶變成細(xì)等軸晶，而夾雜物卻被保留下來，形成了“纖維組織”，在宏觀試樣上呈現(xiàn)為條狀（塑性夾雜物）和鏈狀（脆性夾雜物）。這種組織使鋼的機(jī)械性能有了方向性，在沿著纖維的方向上（縱向）具有較高的機(jī)械性能，而且在垂直纖維方向上（橫向）性能較低。鋼材

46、在熱加工（如鍛造）時(shí)，加工溫度處于其再結(jié)晶溫度以上，即使發(fā)生加工硬化，也會通過再結(jié)晶而消除，故不產(chǎn)生加工硬化。11、如圖所示，用細(xì)棒料壓制的齒輪毛胚和直接用粗料毛胚（與齒輪外徑相等）來加工成齒輪，試問用哪種方法制造出的齒輪質(zhì)量好？為什么？用細(xì)棒料壓制的齒輪好。習(xí)題六1 （1）奧氏體的起始晶粒度：起始晶粒度事指珠光體向奧氏體轉(zhuǎn)變剛剛終了時(shí)的奧氏體晶粒度。實(shí)際晶粒度：鋼在具體加熱條件下實(shí)際得到的奧氏體晶粒尺寸。本質(zhì)晶粒度：鋼加熱到930C± 10C,保溫8h,冷卻后得到的晶粒度。（2）珠光體：層比較大的鐵素體與滲碳體的機(jī)械混合物。索氏體：層片間距較小的鐵素體與滲碳體的機(jī)械混合物。屈氏體：

47、層片間距較小的鐵素體與滲碳體的機(jī)械混合物。貝氏體：過飽和的鐵素體和碳化物的機(jī)械混合物。馬氏體：碳在a Fe中的過飽和固溶體。（3）奧氏體：碳溶在丫 一Fe中的間隙固溶體。過冷奧氏體： 鋼在高溫時(shí)所形成的奧氏體，過冷到 A r 1 以下，成為熱力學(xué)不穩(wěn)定狀態(tài)的過 冷奧氏體。殘余奧氏體： 過冷奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí)，冷至室溫或 Mf 點(diǎn)尚未轉(zhuǎn)變的奧氏體。（ 4） 退火： 鋼的退火是把鋼加熱到高于或低于臨界點(diǎn)（Ac1 或 Ac3 ）的某一溫度，保溫一定時(shí)間，然后隨爐緩慢冷卻以獲得接近平衡組織的一種熱處理工藝。正火：正火時(shí)把亞共析鋼加熱到AC3以上3050C,過共析鋼加熱到ACM上3050C,保溫后在空

48、氣中冷卻的工藝。淬火：將鋼加熱到 Aci或Ac3以上30-50C，保溫后快速的操作，稱為淬火?；鼗穑?將淬火鋼加熱到 A1 以下某一溫度，保溫一定時(shí)間，然后快速冷卻到室溫的熱處理 工藝。冷處理 ：將退火鋼繼續(xù)冷卻帶室溫以下某一溫度并停留一定時(shí)間，使殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R 氏體，然后在恢復(fù)到室溫。臨界淬火冷卻速度（ Vk）： 使獲得全部馬氏體組織的最小冷卻速度。 淬透性 ：淬透性表示鋼在淬火時(shí)或得馬氏體的能力。淬硬性： 淬硬性使指鋼在理想條件下進(jìn)行淬火硬化（即得到馬氏體組織）所能達(dá)到的最高 硬度的能力。2 珠光體類型組織有哪幾種？他們在形成條件、組織形態(tài)和性能方面有何特點(diǎn)？ 珠光體組織使按層間距大小

49、分為珠光體，索氏體，屈氏體三種。珠光體在等溫溫度在 制650溫度范圍內(nèi)獲得，層片較大（ >0.4卩m ）硬度為 170 200HBS索氏體在等溫溫度在 650 600范圍內(nèi)得到層片間距較?。?.2 0.4卩m ）硬度 為230-320HBS,屈氏體在等溫溫度在 600-550范圍內(nèi)得到，層間距更?。?lt;0.2卩m）,硬 度為 330-400HBS。3 貝氏體類型組織有哪幾種？他們在形成條件、組織形態(tài)和性能方面有何特點(diǎn)？ 貝氏體組織最為常見的是上貝氏體和下貝氏體上貝氏體使過冷奧氏體在550-350C溫度范圍內(nèi)等溫度形成的。呈羽毛狀，有粗大的片狀鐵素體和粗大的，分布不均勻的滲碳體組成。韌

50、性顯著降低，硬度為HBC3545下貝氏體使是過冷奧氏體在350230C溫度范圍內(nèi)等溫形成的，下貝氏體中的鐵素體針細(xì)小，滲碳體彌散度大。分布更均勻，強(qiáng)度，硬度進(jìn)一步提高。塑性，韌性有所改善，具有更好的綜 合機(jī)械性能。4、馬氏體組織有哪幾種基本類型？他們的形成條件、晶體結(jié)構(gòu)、組織形態(tài)、性能有何特 點(diǎn)？馬氏體的硬度與含碳量關(guān)系如何？馬氏體的組織形態(tài)主要有兩種：板條狀馬氏體和片狀馬氏體。高溫奧氏體中含碳量大于1.0%時(shí)，淬火組織中馬氏體的形態(tài)是片狀的，亞結(jié)構(gòu)主要是欒晶，在片體邊界上沿 111m 方向呈點(diǎn)狀規(guī)則排列有螺形位錯。片狀馬氏體韌性和塑性差。高溫奧氏體中含碳量小于 0.30%時(shí)，淬火組織中馬氏體

51、的形態(tài)是板條狀的，體內(nèi)有高容度位錯， 111r 為其慣習(xí)面。板條狀馬氏體的韌性和塑性好。 馬氏體的硬度主要取決于含碳量，隨著馬氏體含碳量的增高，硬度隨之提高，當(dāng)含碳量超 過 0.6%以后硬度增加趨于平緩。5、何謂連續(xù)冷卻及等溫冷卻？試?yán)L出奧氏體這兩種冷卻方式的示意圖。連續(xù)冷卻是以某一速度連續(xù)冷卻到室溫，使過冷奧氏體在連續(xù)冷需冷卻過程中發(fā)生轉(zhuǎn)變，等溫冷卻是快速冷卻到 Ar1 以下某一溫度，并等溫停留一段時(shí)間，使過冷奧氏體發(fā)生轉(zhuǎn) 變，然后在冷卻到室溫。6、說明共析碳鋼 C 曲線各個(gè)區(qū)、各條線的物理意義，并指出影響 C 曲線形狀和位置的主 要因素。共析鋼 C 曲線中，過冷奧氏體開始轉(zhuǎn)變點(diǎn)的連線稱為轉(zhuǎn)

52、變開始線；過冷奧氏體轉(zhuǎn)變結(jié)束點(diǎn) 的連線稱為轉(zhuǎn)變結(jié)束線。水平線A1 表示奧氏體與珠光體的平衡溫度。在A1 線以上是奧氏體穩(wěn)定存在的區(qū)域， A1 線以下，轉(zhuǎn)變開始線以左是過冷奧氏體區(qū)，轉(zhuǎn)變結(jié)束線以右是轉(zhuǎn)變 產(chǎn)物區(qū)，轉(zhuǎn)變開始線和結(jié)束線之間是過冷奧氏體和轉(zhuǎn)變產(chǎn)物共存區(qū)。影響 C 曲線形狀和位置的主要因素有：（1）碳的影響。在亞共析鋼中，隨含碳量增加，C曲線向右移動；在過共析鋼中，隨含碳量的增加， C 曲線則向右移動。（ 2）合金元素的影 響：除鈷外，所有的合金元素使 C 曲線位置右移，碳化物形成元素含量較多時(shí)，不僅影響C曲線位置，還會改變 C曲線的形狀。（3）加熱溫度和保溫時(shí)間的影響：隨著加熱溫度的

53、提高和保溫時(shí)間的延長，C曲線右移。8、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）鍛造后熱的60鋼鍛坯（4）具有片狀滲碳體 的 T12 鋼坯（1）完全退火，目的是消除軋制工藝不合要求而產(chǎn)生的帶狀組織缺陷，并適當(dāng)降低硬度，提高塑性和改善切屑加工性能。退火后組織為珠光體+鐵素體（ 2 ）去應(yīng)力退火：目的是消除鑄件的內(nèi)應(yīng)力，退火后組織為珠光體+鐵素體（ 3 ）去應(yīng)力退火，目的是消除段柸的熱應(yīng)力，避免使用工程中變形和開裂，退火后組織為 珠光體 +鐵素體。（4）球化退火，目的是將珠光體的滲碳體由片狀轉(zhuǎn)化為球狀，得到球狀珠光

54、體，降低鋼的硬度，改善切削加工性能，得到的組織為球狀珠光體+球狀滲碳體9、共析鋼加熱奧氏體化后，按圖中VV7的方式冷卻，（1）指出圖中各點(diǎn)處的組織（2）寫出VV5的熱處理工藝名稱。過冷奧氏體+珠光體過冷奧氏體 鐵素體 過冷奧氏體+屈氏體 過冷奧氏體+屈 氏體 +貝氏體 下貝氏體 過冷奧氏體 +下貝氏體 下貝氏體 +馬氏體 +殘余奧氏體 過12 、織700C： 珠光體 +鐵素體+鐵素體760C： 馬氏體 +鐵素體+鐵素體840C： 馬氏體 +殘余奧氏體冷卻后組加熱后組織珠光體奧氏體馬氏體 +奧氏體1100C :粗大的馬氏體 +粗大的殘余奧氏體粗大的奧氏體冷奧氏體 馬氏體 +殘余奧氏體（2） Vi

55、：退火V2:正火V3 :等溫淬火 V4:分級淬火V5:雙液淬火i0 、（ a ）馬氏體（b） 貝氏體+馬氏體（c）屈 氏 體 + 貝氏體+馬氏體（d） 屈氏體 +索氏體 +珠光體11、淬火的目的是什么？亞共析鋼和過共析鋼淬火加熱溫度應(yīng)如何選擇？ 淬火的目的是為了獲得馬氏體或貝氏體組織。提高鋼的機(jī)械性能。為了防止奧氏體晶粒粗化，一般淬火溫度不宜太高，只允許超出臨界點(diǎn)30-50 Co亞共析鋼的淬火加熱溫度是Ac3+30-50Co過共析鋼的淬火溫度是Aci+30- 50C。13、淬透性與淬硬層深度兩者有何聯(lián)系和區(qū)別？影響鋼淬透性的因素有哪些？影響鋼制零 件淬硬層深度的因素有哪些？淬透性表示鋼在淬火時(shí)獲得馬氏體的能力。而淬硬層深度為鋼的表面至半馬氏體區(qū)的距 離。淬透性是鋼在規(guī)定條件下的一種工藝性能，是確定的可以比較的，為鋼材本身固有的 屬性。淬硬層深度是實(shí)際工件在具體條件下淬得的馬氏體和半馬氏體的深度，是變化的， 與鋼的淬透性及外在因素（如淬火介質(zhì)，零件尺寸）有關(guān)。影響鋼淬透性的因素：鋼的臨界冷卻速度（V）。凡是影響 C曲線位置的因素均能影響鋼的淬透性。淬硬性主要與馬氏體的含碳量有關(guān)，含碳量愈高，淬火后硬度愈高。14、機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)如何考慮鋼的淬透性？機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮鋼的淬透性。界面較大或形