機械工程材料學習資料

1、判斷正誤 用布氏硬度測量硬度時，壓頭為硬質合金鋼球，用符號HBW表示真球墨鑄鐵的性能和鑄鋼件基本相同。 答案關鍵: 真 可鍛鑄鐵是可以進行鍛造的。 答案關鍵: 假 優(yōu)質碳素結構鋼的牌號用兩位數(shù)字來表示，如45鋼，該數(shù)字表示鋼的1/10最低抗拉強度值。 答案關鍵: 假 臨界冷卻速度是指過冷奧氏體向珠光體轉變的最慢的冷卻速度 答案關鍵: 假 過共析鋼結晶的過程是：LL+AAA+Fe3C -P+ Fe3C答案關鍵: 真 亞共晶白口鐵緩冷到室溫時，其平衡組織由鐵素體，二次滲碳體和萊氏體組成。 答案關鍵: 假 GCr15是的合金軸承鋼。 答案關鍵: 真 彈簧經(jīng)淬火和中溫回火后的組織是回火索氏體 答案關鍵

2、: 假 優(yōu)質碳素結構鋼的牌號用兩位數(shù)字來表示，如45鋼，該數(shù)字表示鋼的含碳量的萬分數(shù) 答案關鍵: 真 鋼中的含磷量增加，其鋼的熱脆性增加。 答案關鍵: 假 加工硬化是指在冷變形加工后的金屬，產(chǎn)生碎晶、位錯密度增加，提高了其強度的現(xiàn)象 答案關鍵: 真 晶體從液體狀態(tài)轉變?yōu)楣腆w狀態(tài)的過程稱為結晶。 答案關鍵: 假 鐵素體是碳溶解在-Fe中所形成的置換固溶體 答案關鍵: 假 把在實際晶體中出現(xiàn)的位錯的缺陷叫做面缺陷。 答案關鍵: 假 單晶體具有各向異性，多晶體具有各向同性。 答案關鍵: 真 高溫下進行的塑性變形加工稱為熱加工 答案關鍵: 假 在共晶相圖中，流動性最好的合金是共晶合金。 答案關鍵: 真

3、 完全退火主要用于亞共析鋼 答案關鍵: 真 鋼淬火后必須回火 答案關鍵: 真 1. （ ）單晶體具有各向異性，多晶體具有各向同性。 2. （ ）物質從液體狀態(tài)轉變?yōu)楣腆w狀態(tài)的過程稱為結晶。 3. （ ）過共析鋼結晶的過程是：LL+AAA+Fe3C -P+ Fe3C 4. （ ）優(yōu)質碳素結構鋼的牌號用兩位數(shù)字來表示，如45鋼，該數(shù)字表示鋼的1/10最低抗拉強度值。 5. （ ）亞共晶白口鐵緩冷到室溫時，其平衡組織由鐵素體，二次滲碳體和萊氏體組成。 6. （ ）臨界冷卻速度是指過冷奧氏體向馬氏體轉變的最快的冷卻速度。 7. （ ）可鍛鑄鐵是可以進行鍛造的。 8. （ ）加工硬化是指在冷變形加工后的

4、金屬，產(chǎn)生碎晶、位錯密度增加，提高了其強度的現(xiàn)象。 9. （ ）高溫下進行的塑性變形加工稱為熱加工。 10. （ ）在共晶相圖中，流動性最好的合金是共晶合金。 答案關鍵: , , , , , , , , , 車床主軸要求軸頸部位硬度為HRC5458，其余地方為HRC2025，其加工路線為： 下料鍛造 正火 機加工 調質 機加工（精） 軸頸表面淬火 低溫回火 磨加工 指出：1）什么是正火工藝？退火的目？ 2）45鋼正火時的加熱溫度？獲得的組織是什么？ 3）什么是調質？調質的目？45鋼調質后的組織是什么？ 4）表面淬火目的？淬火后的組織是什么？ 5）低溫回火的溫度范圍？目的是什么？ 6）軸頸表面和

5、心部的最終組織是什么？ 參考簡短答案： 1）什么是正火工藝？退火的目？ 將鋼加熱到適當?shù)臏囟?，保溫一段時間，在空氣中冷卻的熱處理工藝。 細化晶粒，消除應力；改善切削加工性能，均勻化組織和成分。 2）45鋼正火時的加熱溫度？獲得的組織是什么？ 加熱到Ac350,獲得S 3）什么是調質？調質的目？45鋼調質后的組織是什么？ 淬火+高溫回火的熱處理工藝。 強度硬度塑性韌性達到良好配合 S回 4）表面淬火目的？淬火后的組織是什么？ 提高軸頸表面硬度。M 5）低溫回火的溫度范圍？目的是什么？ 150250.消除表面淬火熱應力，穩(wěn)定組織。 6）軸頸表面和心部的最終組織是什么？ 表面MA心部S回 汽車齒輪受

6、力大，沖擊頻繁，常選用20CrMnTi制造，工藝路線為 下料鍛造 正火 機加工 滲碳 淬火低溫回火 磨加工 指出：1）滲碳 +淬火+低溫回火后，齒面組織是什么？硬度可達到多少？ 2）淬透和為淬透時，齒輪心部組織是什么？ 3）齒輪具有哪些優(yōu)異性能？ 參考簡短答案： 1）滲碳 +淬火+低溫回火后，齒面組織是什么？硬度可達到多少？ 回火馬氏體+顆粒狀碳化物+殘余奧氏體。58-62HRC 2）淬透和為淬透時，齒輪心部組織是什么？ 淬透時，心部組織為低碳回火馬氏體，為淬透時為F+S 3）齒輪具有哪些優(yōu)異性能？ 形成了外硬內韌組織。耐沖擊能力、彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度均提高。 已知某軸的材料為20CrM

7、nTi鋼，其生產(chǎn)工藝路線為： 下料 鍛造正火 切削加工滲碳+淬火+低溫回火精加工裝配 請說明各道熱處理工序的作用及熱處理后材料由表及里的組織形態(tài)。 參考簡短答案： 答：正火的目的是改善鍛造不良組織和切削加工性，組織為F+S。 滲碳的目的提高表面含碳量,由表及里為過共析鋼、共析鋼、亞共析鋼。 淬火+低溫回火，為的是保證表面獲得高硬度和高耐磨性，心部具有良好配合的強度和韌性。心部，M回+F。表層，M回+顆粒狀碳化物+A(少量)。 用T10鋼制造形狀簡單的車刀，其加工路線為：鍛造預備熱處理切削加工最終熱處理磨加工。試寫出各熱處理工藝名稱、熱處理后組織及作用。 參考簡短答案： 預備熱處理：球化退火（粒

8、狀珠光體）或正火處理（索氏體），作用是降低硬度，改善切屑加工性。 最終熱處理：淬火+低溫回火（回火馬氏體），穩(wěn)定組織，減小脆性和應力，達到所需要的硬度、強度、耐磨性，從而提高車刀的加工性能。 返回測驗列表 合金 2.晶體 3.晶格 4.晶胞 1回復 2.再結晶 3結晶 4過冷度 5加工硬化 固溶體 2.金屬化合物 3.固溶強化 4彌散強化 5.細晶強化 鐵素體 2.奧氏體 3.滲碳體 4珠光體 5.萊氏體 6.馬氏體 7.索氏體 8.托氏體 9.貝氏體 1熱處理 2 調質 3退火 4.正火 5.淬火 6.回火水韌處理 1過冷度 答案關鍵: 晶體的理論結晶溫度與實際結晶溫度的差值被稱為過冷度。

9、2變質處理： 答案關鍵: 變質處理就是向金屬液體中加入一些細小的形核劑（又稱為孕育劑或變質劑），使它在金屬液中形成大量分散的人工制造的非自發(fā)晶核，從而獲得細小的鑄造晶粒，達到提高材料性能的目的。 3再結晶 ： 答案關鍵: 當冷變形金屬被加熱至較高溫度時，由于原子活動能力增強，金屬的顯微組織將發(fā)生明顯變化，由原來破碎、被拉長或壓扁的晶粒變?yōu)樾碌木鶆颉⒓毿〉牡容S晶粒。新晶粒不斷長大，直至原來的變形組織完全消失,金屬或合金的性能也發(fā)生顯著變化,這一過程復合形核和晶核長大的規(guī)律，故稱為再結晶。 4馬氏體 答案關鍵: “碳溶于-Fe的過飽和的固溶體?！?5球化退火 ： 答案關鍵: “使鋼中碳化物球化而進

10、行的退火工藝。將鋼加熱到Ac1以上2030，保溫一段時間，然后緩慢冷卻，得到在鐵素體基體上均勻分布的球狀或顆粒狀碳化物的組織?！?2. 加工硬化： 3. 沖擊韌性： 4. 彌散強化： 答案關鍵: 是指金屬在塑性變形過程中，隨著變形程度增加，強度、硬度上升，塑性、韌性下降，這種現(xiàn)象稱為加工硬化（也叫形變強化）。, 金屬材料在沖擊載荷下抵抗破壞的能力。, 當金屬化合物呈細小顆粒均勻分布在固溶體基體上時，將使合金強度、硬度和耐磨性明顯提高的現(xiàn)象。 大項 1, 題目 1 (填空)按Fe-Fe3C相圖中碳的含量及室溫組織的不同，鋼分為_、_和_ 亞共析鋼 共析鋼和 過共析鋼 大項 1, 題目 2 (填空

11、)室溫下wC=0.9%的碳鋼比wC1.2%的碳鋼強度_ 高大項 1, 題目 3 (填空)按回火溫度不同回火分為_、_和_；分別得到的組織為_、_和_。 低溫回火中溫回火高溫回火回火馬氏體回火托氏體回火索氏體大項 1, 題目 4 (填空)根據(jù)碳在鑄鐵中的存在形式，鑄鐵可分為_、_和_。 白口鐵灰口鐵麻口鐵大項 1, 題目 5 (填空)金屬結晶的過程是一個_和_的過程。 形核晶核長大大項 1, 題目 6 (填空)常見的力學性能指標有_ 、_、_、_、_。 強度硬度塑性韌性疲勞強度大項 1, 題目 7 (填空)生產(chǎn)中為細化晶粒，提高金屬的力學性能，常采用以下方法_、 _、 _ 增加過冷度變質處理附加

12、震動大項 1, 題目 8 (填空)三種常見的典型晶體結構是_、_和_ 體心立方晶格面心立方晶格密排立方晶格大項 1, 題目 1 (填空)1.按Fe-Fe3C相圖中碳的含量及室溫組織的不同，鋼分為_。答案：亞共析鋼、共析鋼 和過共析鋼 2.按回火溫度不同回火分為_ 。低溫回火 、 中溫回火 和 高溫回火 3.按照溶質原子在溶劑中位置的不同,固溶體分為_。置換固溶體 和 間隙固溶體 4.根據(jù)石墨形態(tài)，灰口鑄鐵可分為_。灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵 和蠕墨鑄鐵 5.生產(chǎn)中為細化晶粒，提高金屬的力學性能，常采用以下方法_。增加過冷度、 變質處理、 附加震動 6.材料牌號QT600-3中,600 _。表示

13、最低抗拉強度為600MPa ,3表示 最低伸長率為3% 7.典型鑄錠結構的三個晶區(qū)分別為_。表面細晶等軸晶區(qū) 、 柱狀晶區(qū) 和 中心等軸晶區(qū)大項 1, 題目 1 (填空)1純鐵的多晶型轉變是 _ 。答案：同素異晶轉變 大項 1, 題目 2 (填空)2面心立方晶胞中實際原子數(shù)為 _ 。答案：3大項 1, 題目 3 (填空)3在立方晶格中，如果晶面指數(shù)和晶向指數(shù)的數(shù)值相同時，那么該晶面與晶向間存在著 _ 關系。 相互垂直大項 1, 題目 4 (填空)18影響鑄鐵石墨化的因素是 _ 。 化學成分 和冷卻速度大項 1, 題目 5 (填空)5固溶體按溶質原子在晶格中位置可分為 _ 。 間隙固溶體 、置換

14、固溶體大項 1, 題目 6 (填空)4過冷度與冷卻速度的關系為 _ 。 17為了消除奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕采取的措施有 _。 穩(wěn)定化處理 、 去應力退火大項 1, 題目 8 (填空)7熱加工對金屬組織和性能的影響有 _ 。 晶粒細化、形成纖維組織 、 氣孔焊合大項 1, 題目 9 (填空)6金屬單晶體滑移的特點是 _ 滑移只能在切應力作用下才會發(fā)生、 位錯運動造成滑移 、 滑移總變形量一定是這個方向上的原子間距的整數(shù)倍、滑移總是沿著晶體中原子密度最大的晶面(密排面)和其上密度最大的晶向(密排方向)進行。大項 1, 題目 10 (填空)1440Cr，GCr15，20CrMo，60Si2Mn中適合

15、制造彈簧零件的鋼為 _ 。 60Si2Mn大項 1, 題目 11 (填空)11鋼獲得馬氏體的條件是 _ 。 快速冷卻、無擴散型的相變12鋼經(jīng)調質處理后獲得的組織是 _ 。 回火索氏體大項 1, 題目 13 (填空)13金元素Cr、Mo、V對C曲線的影響 _ 。 C曲線右移且分成兩條 10貝氏體類型的組織有_。 上貝氏體 、 下貝氏體大項 1, 題目 15 (填空)9常見的普通熱處理有_。 退火 、 正火 、淬火 、 回火16 W18Cr4V中W的主要作用是 _，Cr的主要作用是_，V的主要作用是_ 。 提高鋼的硬度、耐磨性和熱硬性提高淬透性 提高鋼的硬度、耐磨性和熱硬性15滲碳鋼 _ （直接淬

16、火，一次淬火，二次淬火）后性能最好。 二次淬火大項 1, 題目 18 (填空)8金屬材料的力學性能包括 _。 強度 、 塑性、韌性、硬度、疲勞強度大項 1, 題目 19 (填空)1. 三種常見的典型晶體結構是_。答案：體心立方晶格、面心立方晶格和密排立方晶格2. 根據(jù)碳在鑄鐵中的存在形式，鑄鐵可分為_。答案：白口鐵、灰口鐵和麻口鐵3.按Fe-Fe3C相圖中碳的含量及室溫組織的不同，鋼分為_。答案：亞共析鋼、共析鋼和過共析鋼4.按鋼中含碳量高低，可將其分為_。答案：低碳鋼、中碳鋼、和高碳鋼5.典型鑄錠結構的三個晶區(qū)分別為_。答案：表面細晶等軸晶區(qū) 、 柱狀晶區(qū) 和 中心等軸晶區(qū) 杠桿定理45鋼的

17、平衡結晶組織是什么？可否用杠桿定律計算各組織百分含量，若能，請計算?，F(xiàn)甲、乙兩廠生產(chǎn)同一種零件，均選45鋼，硬度要求220HB250HB，甲廠采用正火，乙廠采用調質處理，均能達到硬度要求，試分析甲、乙兩廠產(chǎn)品的組織和性能差別。參考簡短答案： 答：F+P，可用杠桿定律計算各組織百分含量。 WF=(0.77-0.45)/(0.77-0.0218)100%=42% WP=1- WF=57.2% 甲廠產(chǎn)品的正火組織為少量鐵素體+珠光體，具有較高強度和一定塑韌性。 乙廠產(chǎn)品的調質組織為回火索氏體，具有良好的綜合機械性能。金相觀察測得，某種碳鋼在室溫組織中珠光體占70%，試問這種鋼的含碳量是多少？ 參考簡

18、短答案： Wp=(Wc-0.0218)/(0.77-0.0218)=70% 解得：Wx=0.55 題目 1 of 1 1. 什么是金屬的力學性能？金屬力學性能主要有哪些評價指標？ 2. 硬度表示方法有哪些？各適用于什么情況？舉出生產(chǎn)生活中的例子。 3. 疲勞斷裂產(chǎn)生原因？如何提高零件的疲勞強度？ 題目 1 of 7 1金屬的塑性變形對金屬的組織與性能有何影響？ 參考簡短答案： (1) 晶粒沿變形方向被拉長，形成纖維組織，性能趨于各向異性。 （2）晶粒破碎，位錯密度增加，產(chǎn)生加工硬化。 （3）形成形變織構，性能趨于各向異性。 2. 何謂本質細晶粒鋼？本質細晶粒鋼的奧氏體晶粒是否一定比本質粗晶粒鋼

19、的細？ 參考簡短答案： 本質細晶粒鋼在一定溫度范圍不長大晶粒的鋼，當超過一定溫度出現(xiàn)急劇粗大的鋼成為本質細晶粒鋼。 不一定。本質晶粒度只代表鋼在加熱時奧氏體晶粒長大傾向的大小。本質粗晶粒鋼在較低加熱溫度下可獲得細晶粒，而本質細晶粒鋼若在較高溫度下加熱也會得到粗晶粒。 3. 甲、乙兩廠生產(chǎn)同一種零件，均選45鋼，硬度要求220HB250HB，甲廠采用正火，乙廠采用調質處理，均能達到硬度要求，試分析甲、乙兩廠產(chǎn)品的組織和性能差別。參考簡短答案： 甲廠采用正火處理后獲得的組織為索氏體，為片狀珠光體和鐵素體的混合物。 乙廠采用調質處理后獲得的組織為回火索氏體。 盡管硬度都達到了要求，但調質處理后材料的

20、塑性和韌性更好。 4. 正火和退火的主要區(qū)別是什么？ 參考簡短答案： （1）主要區(qū)別是冷卻速度。退火是讓工件緩慢冷卻，通常是隨爐冷卻或保溫冷卻，正火通常是讓工件在空氣中冷卻。因而正火組織要比退火組織更細一些，其機械性能也有所提高。另外，正火爐外冷卻不占用設備，生產(chǎn)率較高，因此生產(chǎn)中盡可能采用正火來代替退火。 （2）目的不同。退火的目的：降低硬度，改善切削加工性；消除殘余應力，穩(wěn)定尺寸，減少變形與裂紋向；細化晶粒，調整組織，消除組織缺陷。正火目的是在于使晶粒細化和碳化物分布均勻化。 （3）產(chǎn)物不同。退火后的組織：亞共析鋼為F+P，共析鋼為P，過共析鋼為粒狀珠光體=鐵素體+粒狀滲碳體。 正火后的組

21、織：亞共析鋼為F+S，共析鋼為S，過共析鋼為S+二次滲碳體，且為不連續(xù)。 5分析高速鋼W18Cr4V中合金元素的作用。 參考簡短答案： （）鎢的作用，鎢是使高速鋼具有紅硬性的元素。 （）釩的作用，釩是高速鋼中提高紅硬性的主要元素，其作用比鎢還強。高速鋼的含釩量增加，紅硬性和耐磨性提高，但是提高含釩量必須提高含碳量，以保證形成各種碳化物。高速鋼中含釩量為1%5%，隨含釩量增加，高速鋼的切削加工性能下降。 （3）鉻的作用，各種高速鋼的鉻含量一般都是4%左右，這是由于鉻作用的兩個方面決定的：鉻顯著地提高鋼的淬透性，加熱時鉻基本上全部溶入奧氏體中增加奧氏體的穩(wěn)定性，鉻也是碳化物形成元素，高速鋼中的鉻主

22、要形成Cr23C6型碳化物；鉻的另一個重要作用是顯著增加奧氏體向馬氏體轉變的體積膨脹量，因此具有增大殘余奧氏體的傾向，鉻含量過高，淬火殘余奧氏體數(shù)量會明顯地增多。6為什么綁扎物體一般用鐵絲（低碳鍍鋅鋼絲），而起吊重物缺用鋼絲繩（含碳量0.6、0.65、0.7）? 參考簡短答案： 綁軋物件一般所需強度不大，韌性和塑性要求好。鐵絲主要成分為鐵素體，塑韌性好。所以用鐵絲。 起吊重物要求強度高，韌性也有要求，耐磨性也要好，鋼絲繩的主要組織為珠光體，綜合力學性能好，所以要用高碳鋼。 7化學成分和冷卻速度對鑄件石墨化和基體組織有何影響？ 參考簡短答案： （1）化學成分 灰鑄鐵除含碳元素外，還有硅、錳、硫和

23、磷等元素，它們對鑄鐵石墨化的影響如下： 碳和硅 碳和硅是強烈促進石墨化的。碳是形成石墨的元素，含碳量愈高，析出的石墨就愈多、愈粗大，而基體中的鐵素體含量增多，珠光體減少；反之，石墨減少且細化。 錳和硫 硫嚴重阻礙石墨化的元素。含硫量高時，鑄鐵有形成白口的傾向，使鑄鐵具有熱脆性，降低鑄鐵的鑄造和力學性能，控制其含量。 錳能抵消硫的有害作用，故屬于有益元素。 磷 磷的影響不顯著，可降低鐵液的粘度而提高鑄鐵的流動性。 （2）冷卻速度：冷卻速度過快會影響鑄鐵石墨化和基體組織的轉化，形成白口鑄鐵。 題目 1 of 17什么是冷變形強化,在生產(chǎn)中具有什么重要的實際意義？ 參考簡短答案： 金屬在發(fā)生塑性變形

24、時，晶粒破碎為細碎的亞晶粒，變形量越大，晶粒被破碎得越嚴重，亞晶界越多，變形量越大，晶粒被破碎得越嚴重，亞晶界越多，位錯密度越大，金屬強度、硬度升高，塑性、韌性下降的現(xiàn)象為加工硬化。其意義：1.強化手段。2.變形均勻。3.提高構件安全性。 題目 2 of 17 通過什么熱處理工藝可使20Cr鋼表面是回火馬氏體和碳化物，心部是板條回火馬氏體？ 參考簡短答案： 下料鍛造正火機加工滲碳淬火 + 低溫回火（6分） 題目 3 of 17簡述奧氏體形成過程？ 參考簡短答案： 1.奧氏體的形核和長大。2.殘余滲碳體的溶解。3.奧氏體成分均勻化。（6分） 題目 4 of 17在1100時，Wc0.4的鋼能進行

25、鍛造，而Wc4.0的鑄鐵不能進行鍛造？ 參考簡短答案： 在1100時，Wc0.4的鋼的組織是單相奧氏體，綜合性能好，且變形均勻，而Wc4.0的鑄鐵在1100時的組織為變態(tài)萊氏體和滲碳體，變態(tài)萊氏體是由珠光體和滲碳體組成，所以脆性相多，且不是單相，變形不均勻，受力后易斷裂，所以不能鍛造。 5. 簡述灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵在組織上的根本區(qū)別，對力學性能的影響？ 答：灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵由基體組織和石墨組成，相同的基體組織，但是不同形態(tài)的石墨，力學性能則不同，由于石墨的存在，割裂了基體的連續(xù)性，減小了基體的有效承載截面，所以灰口鐵的抗拉強度比相應基體的鋼低，塑韌性極低?；诣T鐵中石墨形態(tài)為片

26、狀，尖角處易產(chǎn)生應力集中，球墨鑄鐵中石墨為球形，對基體的割裂和引起的應力集中明顯減少，所以力學性能比灰鑄鐵要好得多，而可鍛鑄鐵的石墨是團絮狀，引起的應力集中要比灰鑄鐵小的多，但不如球墨鑄鐵，所以力學性能介于兩者之間。題目 5 of 17綁扎物體用低碳鋼絲(15等)，吊重物的鋼絲繩卻用高碳鋼制成（70等）？ 答：綁扎物體用鋼絲要求材料塑、韌性好，強、硬度參考簡短答案： 綁扎物體用鋼絲要求材料塑、韌性好，強、硬度低，而低碳鋼的室溫組織為F+P，且F量多，所以塑、韌性好，強、硬度低，符合性能要求。起吊重物用鋼絲要求強、硬度偏高，好的塑韌性，而高碳鋼的室溫組織為F+P，且P量多，所以強、硬度要偏高，符

27、合性能要求。 題目 6 of 17為什么高速工具鋼淬火溫度為1280，并要經(jīng)560三次回火？560回火是否是調質？為什么？ 參考簡短答案： 為使W、Mo、V盡可能多的溶入奧氏體，以提高熱硬性。淬火后組織為馬氏體，粒狀碳化物和殘留奧氏體（2030），為減少淬火后組織中的殘留奧氏體，須進行多次回火，使殘留奧氏體量從2030減少到12，在回火過程中，從馬氏體中析出彌散的特殊碳化物形成“彌散強化”，提高鋼的硬度，同時從殘留奧氏體中析出合金碳化物，降低殘留奧氏體中合金濃度，使Ms升高，在隨后冷卻過程中殘留奧氏體轉變?yōu)轳R氏體，也使鋼硬度提高，造成二次硬化，提高熱硬性。 560回火不是調質，因為組織是回火馬

28、氏體、合金碳化物和少量殘留奧氏體。 題目 7 of 17為什么室溫下Wc0.9的碳鋼比Wc1.2的碳鋼強度高？ 參考簡短答案： Wc0.9的碳鋼室溫組織為P+Fe3C,Fe3C量少，但Wc1.2的碳鋼室溫組織為P+Fe3C，由于含碳量高，F(xiàn)e3C已形成完整的網(wǎng)格，脆性相分布在珠光體的晶界處，導致強度降低。（6分） 題目 8 of 17簡述灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵在組織上的根本區(qū)別，對力學性能的影響？ 參考簡短答案： 灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵由基體組織和石墨組成，相同的基體組織，但是不同形態(tài)的石墨，力學性能則不同，由于石墨的存在，割裂了基體的連續(xù)性，減小了基體的有效承載截面，所以灰口鐵的抗拉

29、強度比相應基體的鋼低，塑韌性極低?；诣T鐵中石墨形態(tài)為片狀，尖角處易產(chǎn)生應力集中，球墨鑄鐵中石墨為球形，對基體的割裂和引起的應力集中明顯減少，所以力學性能比灰鑄鐵要好得多，而可鍛鑄鐵的石墨是團絮狀，引起的應力集中要比灰鑄鐵小的多，但不如球墨鑄鐵，所以力學性能介于兩者之間。（6分） 題目 9 of 17分析高速鋼W18Cr4V中合金元素的作用。若用其制造盤形銑刀，為什么要進行反復鍛打？為什么要進行三次560回火？ 參考簡短答案： 答：W18Cr4V成分(1)W保證高的紅硬性。（2）Cr提高淬透性。（3）V形成的碳化物具有很高的硬度，提高了耐磨性，阻礙了奧氏體的長大從而細化晶粒。 高速鋼的碳及合金元

30、素質量分數(shù)皆較高，屬于萊氏體鋼，鑄態(tài)萊氏體組織為粗大、魚骨狀的共晶碳化物，分布不均勻，會使強度下降，脆性增加，并且不能通過熱處理來改變碳化物分布，只有通過鍛造將其擊碎，使其均勻分布，鍛后必須緩冷。 W18Cr4V鋼淬火組織是馬氏體+殘余奧氏體+粒狀碳化物，其殘余奧氏體量高達30。一次回火不能完全消除殘余奧氏體，第一次回火后，殘余奧氏體量由30降為15左右，第二次回火后還有57，第三次回火后殘余奧氏體減少為1一2。而且，后一次回火可消除前一次回火時馬氏體轉變產(chǎn)生的內應力。題目 10 of 17 為什么含碳量1.2的碳鋼強度反而下降呢？ 參考簡短答案： 答：鐵絲成分為鐵素體加珠光體，鐵素體居多，塑

31、性、韌性好，強度低，符合綁扎物體要求；鋼絲繩成分也為鐵素體加珠光體，但珠光體多，硬度、強度高，滿足起吊物體要求。 含碳量1.2的碳鋼成分為珠光體加二次滲碳體，由于含碳量高，二次滲碳體形成完整網(wǎng)絡，分布在珠光體晶界上，割裂了珠光體之間的結合，導致強度下降，脆性大。 題目 11 of 171各種灰口鑄鐵中的石墨形態(tài)如何，對金屬性能有何影響？灰鑄鐵的性能特點有哪些？ 參考簡短答案： 答：灰鑄鐵中石墨呈片狀，片狀石墨的強度、塑性、韌性幾乎為零，存在石墨地方就相當于存在孔洞、微裂紋，它不僅破壞了基體的連續(xù)性，減少了基體受力有效面積，而且在石墨片尖端處形成應為集中，使材料形成脆性斷裂。石墨片的數(shù)量越多，尺

32、寸越粗大，分布越不均勻，鑄鐵的抗拉強度和塑性就越低。 球墨鑄鐵中石墨呈球狀，所以對金屬基體的割裂作用較小，使得基體比較連續(xù)，在拉伸時引起應力集中的現(xiàn)象明顯下降，從而使基體強度利用率從灰鑄鐵的30%50%提高到70%90%，這就使球墨鑄鐵的抗拉強度、塑性和韌性、疲勞強度不僅高于其它鑄鐵，而且可以與相應組織的鑄鋼相比。 可鍛鑄鐵中石墨呈團絮狀。與灰鑄鐵相比對金屬基體的割裂作用較小，可鍛鑄鐵具有較高的力學性能，尤其是塑性與韌性有明顯的提高。 蠕墨鑄鐵中的石墨呈蠕蟲狀，形態(tài)介于片狀與球狀之間，所以蠕墨鑄鐵的力學性能介于灰鑄鐵和球墨鑄鐵之間，其鑄造性能、減振性和導熱性都優(yōu)于球墨鑄鐵，與灰鑄鐵相近。 灰口

33、鑄鐵性能特點：鑄造性能好減振性好減摩性好切削加工性好缺口敏感性低 題目 12 of 17為什么細晶粒鋼強度高，塑性、韌性也好？ 反饋: 答： （1）細晶粒強化的原因：鋼晶粒細化后，晶界增多，而晶界上的原子排列不規(guī)則，雜質和缺陷多，能量較高，阻礙位錯的通過，即阻礙塑性變形，也就實現(xiàn)了高強度。 (2)塑性，韌性好的原因：晶粒越細，在一定體積內的晶粒數(shù)目多，則在同樣塑性變形量下，變形分散在更多的晶粒內進行，變形較均勻，且每個晶粒中塞積的位錯少，因應力集中引起的開裂機會較少，有可能在斷裂之前承受較大的變形量，既表現(xiàn)出較高的塑性。細晶粒金屬中，裂紋不易萌生（應力集中少），也不宜傳播（晶界曲折多），因而在

34、斷裂過程中吸收了更多能量，表現(xiàn)出較高的韌性。 題目 13 of 17試述固溶強化、加工硬化和彌散強化的強化原理。 參考簡短答案： 答：（1）固溶強化：融入固溶體中的溶質原子造成晶格畸變，晶格畸變增大了位錯運動的阻力，使滑移難以進行，從而使合金固溶體的強度與硬度增加。這種通過融入某種溶質元素來形成固溶體而使金屬強化的現(xiàn)象稱為固溶強化。在溶質原子濃度適當時，可提高材料的強度和硬度，而其韌性和塑性卻有所下降。 （2）加工硬化：金屬材料在再結晶溫度以下塑性變形時強度和硬度升高，而塑性和韌性降低的現(xiàn)象。又稱冷作硬化。產(chǎn)生原因是，金屬在塑性變形時，晶粒發(fā)生滑移，出現(xiàn)位錯的纏結，使晶粒拉長、破碎和纖維化，金

35、屬內部產(chǎn)生了殘余應力等。 （3）彌散強化：指金屬化合物呈細小顆粒在固溶體基體內呈彌散質點或粒狀分布，既可顯著提高合金強度、硬度和耐磨性，又可使塑性和韌性下降不大，并且顆粒越細小，越呈彌散均勻分布，強化效果越好。強化相彌散強化的實質是利用彌散的超細微粒阻礙位錯的運動，從而提高材料在高溫下的力學性能。題目 14 of 17試述固溶強化、加工硬化和彌散強化的強化原理。 參考簡短答案： 答：（1）固溶強化：融入固溶體中的溶質原子造成晶格畸變，晶格畸變增大了位錯運動的阻力，使滑移難以進行，從而使合金固溶體的強度與硬度增加。這種通過融入某種溶質元素來形成固溶體而使金屬強化的現(xiàn)象稱為固溶強化。在溶質原子濃度

36、適當時，可提高材料的強度和硬度，而其韌性和塑性卻有所下降。 （2）加工硬化：金屬材料在再結晶溫度以下塑性變形時強度和硬度升高，而塑性和韌性降低的現(xiàn)象。又稱冷作硬化。產(chǎn)生原因是，金屬在塑性變形時，晶粒發(fā)生滑移，出現(xiàn)位錯的纏結，使晶粒拉長、破碎和纖維化，金屬內部產(chǎn)生了殘余應力等。 （3）彌散強化：指金屬化合物呈細小顆粒在固溶體基體內呈彌散質點或粒狀分布，既可顯著提高合金強度、硬度和耐磨性，又可使塑性和韌性下降不大，并且顆粒越細小，越呈彌散均勻分布，強化效果越好。強化相彌散強化的實質是利用彌散的超細微粒阻礙位錯的運動，從而提高材料在高溫下的力學性能。題目 15 of 17金屬晶粒大小對金屬的性能有何

37、影響?說明鑄造時細化晶粒的方法及其原理. 參考簡短答案： 答：金屬晶粒越細，金屬的強度越高，塑性和韌性也越好，反之力學性能越差。（2分） 鑄造時細化晶粒的方法有： （1）增加過冷度：當過冷度增大時，液態(tài)金屬的結晶能力增強，形核率可大大增加，而長大速度增加較少，因而可使晶粒細化。（2分） （2）變質處理：在液態(tài)金屬結晶前，加入一些細小的變質劑，使金屬結晶時形核率N增加，因而可使晶粒細化。（2分） （3）振動處理：在金屬結晶時，對液態(tài)金屬附加機械振動、超聲波振動或電磁振動等措施使已生長的晶粒因破碎而細化，同時破碎的晶粒尖端也起凈核作用，增加了形核率，使晶粒細化。（2分）題目 16 of 17簡述奧

38、氏體形成過程？ 參考簡短答案： 答：1.奧氏體的形核和長大（2分）。2.殘余滲碳體的溶解（2分）。3.奧氏體成分均勻化（2分）。 題目 17 of 17以共析鋼為例，說明過冷奧氏體在高溫階段等溫轉變的組織及性能特點。 參考簡短答案： 高溫轉變組織為珠光體類組織（1分），珠光體為鐵素體和滲碳體相間的片層狀組織（1分），隨轉變溫度的降低片層間距減小，分別生成P、S、T（1分）,這三種組織的片層粗細不同，片層越細，強度硬度越高（1分）。 題目 1 of 8 在簡化Fe-Fe3C相圖中標注出各區(qū)域中的組織組成物（15分）。并分析含碳量為1.0%的鐵碳合金的平衡結晶過程。（5分） 簡短答案： 1點溫度以

39、上為液相，冷卻到1點對應溫度，從液相中開始析出奧氏體。 1-2溫度之間，液相量減少，固相奧氏體量在增加，同時液相成分沿液相線AC變化，奧氏體成分沿固相線AE變化。發(fā)生勻晶反應冷卻至2點溫度，液相全部轉化為固相奧氏體。 2-3溫度之間，奧氏體逐漸的冷卻。冷卻到3點溫度，奧氏體中析出二次滲碳體，奧氏體成分沿著ES線變化。冷卻到4點溫度，奧氏體成分沿著ES線變化至0.77，發(fā)生共析轉變形成珠光體。4點以下，一直冷卻至室溫，其平衡組織為珠光體和二次滲碳體。 題目 2 of 8將5mm的共析碳鋼加熱到760，保溫足夠時間，然后分別采用1、2、3、4、5五種方式進行冷卻（如圖二所示）。問在五種不同的冷卻方

40、式下分別得到什么組織，并寫出各熱處理工藝名稱和所得組織的性能。（10分）（注：在答題卷上畫出C曲線）題目 3 of 8為什么室溫下Wc0.9的碳鋼比Wc1.2的碳鋼強度高？ 參考簡短答案： 答：Wc0.9的碳鋼室溫組織為P+Fe3C,Fe3C量少，但Wc1.2的碳鋼室溫組織為P+Fe3C，由于含碳量高，F(xiàn)e3C已形成完整的網(wǎng)格，脆性相分布在珠光體的晶界處，導致強度降低。 題目 4 of 8.計算室溫下，1）含碳 0.45% 鋼中珠光體和鐵素體各占多少；2）共析鋼的鐵素體和滲碳體各為多少？3）繪出兩種鋼的組織示意圖，并標注組織名稱。 參考簡短答案： 答：1）Qp=(0.45-0.028)/(0.

41、77-0.0218) =58% Q=1-58%=42% 2) QF=(6.69-0.77)/(6.69-0)=88.5 % QFe3C=1- WF=1-88.5%=11.5% 題目 5 of 85指出下列工件回火種類和回火后獲得的組織。 （1）45鋼小軸（要求綜合機械性能好）； （2）60鋼彈簧； （3）T12鋼銼刀。 參考簡短答案： （1）45鋼小軸（要求綜合機械性能好）； 高溫回火， S回 （2）60鋼彈簧； 中溫回火，T回 （3）T12鋼銼刀。 低溫回火，M回 題目 6 of 81Cr13和Cr12鋼的含鉻量差不多，但1Cr13屬于不銹鋼，而Cr12鋼為何不能作為不銹鋼使用？ 參考簡短答

42、案： 1Cr13含碳量0.1%-0.15%，屬于鐵素體型鋼。 Cr12含碳量2%-2.3%，屬于來氏體型鋼，回火組織為回火馬氏體、顆粒狀碳化物和殘余奧氏體，C質量分數(shù)高，與Cr形成陰極相沿晶界析出，使晶界周圍嚴重貧Cr，造成晶間腐蝕。題目 7 of 8 出現(xiàn)下列不正常現(xiàn)象時，應采取什么有效措施予以防止或改善？ a. 灰鑄鐵磨床床身鑄造以后就進行切削，在切削加工后出現(xiàn)不允許的變形。 b. 灰鑄鐵薄壁處出現(xiàn)白口組織，造成切削加工困難。 參考簡短答案： a. 灰鑄鐵磨床床身鑄造以后就進行切削，在切削加工后出現(xiàn)不允許的變形。 去應力退火， b. 灰鑄鐵薄壁處出現(xiàn)白口組織，造成切削加工困難。 高溫退火

43、題目 8 of 8要使球墨鑄鐵的基體組織為鐵素體、珠光體、回火馬氏體、回火托氏體、回火索氏體或下貝氏體，熱處理工藝上應如何控制？ （1）鐵素體 （2）珠光體 （3）回火馬氏體 （4）回火托氏體 （5）回火索氏體 （6）下貝氏體 參考簡短答案： （1）鐵素體 退火 （2）珠光體 正火處理 （3）回火馬氏體 淬火+低溫回火 （4）回火托氏體 淬火+中溫回火 （5）回火索氏體 調質 （6）下貝氏體 下貝氏體等溫淬火 選擇適宜材料并說明常用的熱處理方法 題目 1 of 1名稱 候選材料 機床床身 T10A, KTZ450-06, HT200 汽車后橋齒輪 40Cr, 20CrMnTi, 60Si2Mn

44、 滾動軸承 GCr15, Cr12, QT600-2 銼刀 9SiCr, T12, W18Cr4V 汽車板簧 45, 60Si2Mn, T10 鉆頭 W18Cr4V，65Mn, 20 W18Cr4V 橋梁 1Cr13, 16Mn, Q195 耐酸容器 Q235, 1Cr18Ni9Ti, ZGMn13 發(fā)動機曲軸 QT600-3, 45, ZL101 球磨機襯板 20，ZGMn13-1，ZG270-500 參考簡短答案： 選用材料 熱處理方法 最終組織 HT200 時效 PFG片 20CrMnTi 滲碳淬火低溫回火 表面CmMA 心部 FM GCr15 球化退火淬火低溫回火 CmMA T12 球

45、化退火淬火低溫回火 CmMA 60Si2Mn 淬火中溫回火 T回 W18Cr4V 淬火低溫回火 CmMA 16Mn 不熱處理 FP 1Cr18Ni9Ti 固溶處理 A QT600-3 等溫淬火高溫回火 S回G球 ZGMn13-1 水韌處理 A 題目 1 of 34Fe是 類型。 A. 體心立方； b. 面心立方； c. 密排六方答案關鍵: A 題目 2 of 342固溶體的性能特點是 。 A. a韌性高、硬度低； B. b硬度高、韌性低； C. c硬度高、韌性高 答案關鍵: A 題目 3 of 343. 共晶成分的合金具有較好的 。 A. a. 鑄造性能；B. b. 鍛造性能；C. c. 焊接

46、性能 答案關鍵: A 題目 4 of 34鐵碳合金的基本組織中,強度最大的是 。 A. a. 萊氏體； B. b. 鐵素體； C. c珠光體 答案關鍵: C 題目 5 of 344為細化晶粒，可采用 。 A. a快速澆注； B. b加變質劑； C. c以砂型代金屬型 答案關鍵: B 題目 6 of 345. 鋼中含磷量過高的最大危害是造成 。 A. a. 熱脆； B. b. 冷脆；C. c. 氫脆 答案關鍵: B 題目 7 of 34鐵碳合金的基本組織中,硬度最高的是 。 A. a. 萊氏體； B. b. 鐵素體；C. c滲碳體 答案關鍵: C 題目 8 of 34纖維組織使金屬的機械性能具有

47、一定的方向性.因此在設計和制造零件時,應盡量使正應力方向與零件組織的纖維方向： 。 A. a. 平行 ； B. b. 垂直； C. c傾斜答案關鍵: B 題目 9 of 34T10鋼的碳的質量分數(shù)為 。 A. a01； B. b1.0；C. c10 答案關鍵: B 題目 10 of 34金屬的加工硬化現(xiàn)象將導致： 。 A. a. 強度降低,塑性提高； B. b. 強度提高,塑性降低； C. c強度降低,塑性降低 答案關鍵: B 題目 11 of 34馬氏體的硬度取決于 。 A. .冷卻速度； B. b轉變溫度； C. c碳含量 答案關鍵: C 題目 12 of 3420鋼的室溫組織是： 。 A

48、. a.鐵素體； B. b. 珠光體； C. c. 鐵素體珠光體答案關鍵: C 題目 13 of 34 共析鋼的過冷奧氏體在350230的溫度區(qū)間等溫轉變時，所形成的組織是 。 A. a索氏體 B. b下貝氏體； C. c上貝氏體 答案關鍵: B 題目 14 of 34鋼的回火處理是在 。 A. a退火后進行； B. b正火后進行；C. c.淬火后進行 答案關鍵: C 題目 15 of 3445鋼淬火后測量硬度宜采用的硬度計是 。 A. a.HRA； B. bHRB； C. cHRC 答案關鍵: C 題目 16 of 34完全退火主要適用于 。 A. a亞共析鋼； B. b共析鋼； C. c過

49、共析鋼 答案關鍵: A 題目 17 of 34工業(yè)上所用的鑄鐵絕大部分是屬于: 。 A. a.白口鑄鐵 B. b麻口鑄鐵； C. c灰口鑄鐵 答案關鍵: C 題目 18 of 34灰鑄鐵與球墨鑄鐵的最主要不同是 。 A. a. 化學成分；B. b. 石墨形狀； C. c. 基體組織 答案關鍵: B 題目 19 of 34在下列牌號中屬于灰鑄鐵的是 。 A. a. HT100；B. b. KT30-6；C. c. QT40-7 答案關鍵: A 題目 20 of 34在晶體缺陷中，屬于線缺陷的是 。 A. A.間隙原子 B. B.位錯 C. C.晶界 答案關鍵: B 題目 21 of 34晶粒度級

50、數(shù)數(shù)值越大，晶粒越 。 A. A粗 B. B細 C. C大小相同 答案關鍵: B 題目 22 of 34鋼淬火時，過冷奧氏體全部轉變?yōu)轳R氏體組織的最小冷卻速度叫 。 A. A. 馬氏體轉變開始速度 B. B. 馬氏體轉變結束速度 C. C. 臨界冷卻速度 答案關鍵: C 題目 23 of 34在共晶相圖中，流動性最好的合金是 。 A. A. 單相固溶體 B. B. 共析合金 C. C共晶合金 答案關鍵: C 題目 24 of 34低溫萊氏體是 混合在一起形成的機械混合物。 A. . F和P B. B. F和Fe3C C. C. P和Fe3C 答案關鍵: C 題目 25 of 34珠光體是一種

51、。 A. 單相固溶體 B. B兩相混和物； C. CFe與C的化合物 答案關鍵: B 題目 26 of 34合金固溶強化的原因是 。 A. A. 晶格類型發(fā)生了變化 B. b. 發(fā)生了化合反應 C. C. 晶格畸變 答案關鍵: C 題目 27 of 341Cr18Ni9Ti奧氏體型不銹鋼，進行固溶處理的目的是 A. A. 獲得單一馬氏體組織，提高硬度和耐磨性 B. B. 降低硬度，便于切削加工 C. C. 獲得單一奧氏體組織，提高抗腐蝕性，防止晶間腐蝕答案關鍵: C 題目 28 of 3445鋼和40Cr的淬透性相比 。 A. A. 45鋼好； B. B. 40Cr好； C. C一樣好 答案關

52、鍵: B 題目 29 of 34擴大奧氏體相區(qū)的典型元素有 。 A. A. Cr V Mo W B. B.Ti Al Si B C. C. Mn、Ni、C、N 答案關鍵: C 題目 30 of 34適合制造滲碳零件的鋼有 。 A. A. 16Mn、20Cr、1Cr13、12Cr2Ni4A B. B. 45、40Cr、65Mn C. C. 20Cr、18Cr2Ni4WA、20CrMnTi 答案關鍵: C 題目 31 of 341. 表示金屬材料屈服強度的符號是（ ）。 答案：BA.e B.s C.b D.-1 2. 在晶體缺陷中，屬于點缺陷的有（ ）。答案：AA.間隙原子 B.位錯 C.晶界 D

53、.縮孔 3. 鐵素體是碳溶解在（ ）中所形成的間隙固溶體。答案： AA-Fe B-Fe C-Fe D-Fe 4. 通常鑄錠可由三個不同外形的晶粒區(qū)所組成，其晶粒區(qū)從表面到中心的排列順序為（ ）。答案：AA細晶粒區(qū)柱狀晶粒區(qū)等軸晶粒區(qū) B細晶粒區(qū)等軸晶粒區(qū)柱狀晶粒區(qū) C等軸晶粒區(qū)細晶粒區(qū)柱狀晶粒區(qū) D等軸晶粒區(qū)柱狀晶粒區(qū)細晶粒區(qū) 5. 高溫萊氏體是（ ）和（ ）混合在一起形成的機械混合物。答案：D BA. F B. Fe3C C. M D. A 6. 正火是將工件加熱到一定溫度，保溫一段時間，然后采用的冷卻方式是（ ）。答案：CA隨爐冷卻 B在油中冷卻 C在空氣中冷卻 D在水中冷卻。 7. 完全退火主要用于（ ）。答案：AA亞共析鋼 B共析鋼 C過共析鋼 D所有鋼種。 8. 20CrMnTi鋼根據(jù)其組織和機械性能，在工業(yè)上主要作為一種（ ）使用。答案：AA合金滲碳鋼 B合金彈簧鋼 C合金調質鋼 D滾動軸承鋼。 9. 合金固溶強化的原因是（ ）。答案：DA. 晶格類型發(fā)生了變化 B. 晶粒細化 C. 發(fā)生了化學反應 D. 晶格畸變 答案關鍵: B, A, A, A, D, B, C, A, A, D 1. （ ）單晶體具有各向異性，多晶體具有各