工程材料學(xué)考試

PAGE2015車輛工程《工程材料》模擬試卷題號(hào)題號(hào)一二三四五總分得分一、名詞解釋1、晶胞：從晶格中選取的能夠完全反映晶格特征的最小幾何單元2、過(guò)冷度：金屬的理論結(jié)晶溫度與實(shí)際結(jié)晶溫度的差值3、同素異構(gòu)體轉(zhuǎn)變：某些固態(tài)金屬由于溫度或者壓力改變而發(fā)生的從一種晶格向另一種晶核的轉(zhuǎn)變。4.臨界冷卻速度：奧氏體在冷卻時(shí)，直接轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體組織的最小冷卻速度5、本質(zhì)晶粒度：將鋼加熱到930oC，保溫3-8h測(cè)定的奧氏體晶粒大小以一定速度冷卻。加工硬化：位錯(cuò)數(shù)量急劇增加使得材料強(qiáng)度提高，塑性韌性下降8、二次淬火：過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的過(guò)程二、填空1體心立方晶格的原子數(shù)為 2 原子半徑√3/4a.致密度為0.68 配位數(shù)8 ,具有體心立方結(jié)構(gòu)的典型金屬有-Fe,Cr,W。面心立方晶格的原子數(shù)4個(gè)，原子半徑√2/4a,致密度0.37，配位數(shù)12 .具有這種結(jié)構(gòu)的金屬有Cu ，密排六方晶格的原子數(shù)6個(gè)，原子半徑0.5a ,致密度0.74，配位數(shù)12，具有這種結(jié)構(gòu)的金屬有Mg2、精密的機(jī)械零件，在車削加工之后，為防止變形和翹曲，保持尺寸精度，可進(jìn)行回復(fù)退火或去應(yīng)力退火均以消除內(nèi)應(yīng)力。3、所謂熱加工是指溫度在再結(jié)晶溫度以上的加工過(guò)程。4、碳鋼的性能主要取決于碳與合金元素的含量，質(zhì)量等級(jí)則取決于S、P量 。5、在合金中，不同組元之間形成固溶體或化合物，主要由三種因素控制：負(fù)電性，原子尺寸，電子濃度。6、單晶體塑性變形的基本方式為滑移 和 孿生 。7、實(shí)際金屬中的晶體缺陷對(duì)其機(jī)械性能造成一定影響，其中，高密度的位錯(cuò)使金屬材料強(qiáng)度升高；此外，晶界越多，金屬?gòu)?qiáng)度、硬度越大。8、共析碳鋼加熱時(shí)奧氏體形成共分為奧氏體晶核的形成，晶核長(zhǎng)大，殘余碳體溶解和 奧氏體均勻化四個(gè)階段。9NiMnCN,VTiLi1、何為加工硬化？加工硬化具有什么實(shí)際意義？高，塑韌性下降的現(xiàn)象。實(shí)際意義：提高金屬?gòu)?qiáng)度、硬度和耐磨性。有利于金屬均勻變形。提高工件使用的安全性。21）形成：固溶體不平衡結(jié)晶，使前后結(jié)晶出的固相成分不同，形成晶內(nèi)偏析。呈樹枝狀，枝干與枝間化學(xué)成分不同。2）3）100-200間保溫，使偏析元素充分?jǐn)U散，以達(dá)到成分均勻化目的。3、晶粒大小對(duì)力學(xué)性能有什么影響？控制晶粒大小的途徑有哪些？影響：常溫下，金屬的晶粒越細(xì)小，強(qiáng)度硬度越高，塑韌性也越好?？刂仆緩剑涸龃筮^(guò)冷度變質(zhì)處理振動(dòng)和攪拌4、指出下列工件的淬火及回火工藝規(guī)范，并說(shuō)明其回火后獲得的組織。1）45

鋼小軸2）60；3）T12解：Ac+30-50℃淬火+500-650℃3具良好的韌性和塑性等綜合機(jī)械性能。Ac+30-50℃淬火+350-500℃3彈性好，屈服極限高。Ac+30-50℃淬火+150-250℃低溫回火，回火組織為回火馬氏體，高強(qiáng)度、耐1磨性。[注：淬火加熱溫度只寫出“臨界點(diǎn)＋多少℃”即可，不必寫出具體溫度數(shù)值]5、珠光體和馬氏體在形成溫度、組織形態(tài)和性能方面有何特點(diǎn)？解：①Ⅰ根據(jù)片間距大小，可將珠光體分為三類：Ⅰ珠光體：A1-650℃②馬氏體:Ⅰ形成溫度：Ms以下（230-250度）Ⅱ形態(tài)：板條狀和片狀6、淬火的目的是什么？亞共析鋼和過(guò)共析鋼淬火加熱溫度應(yīng)如何選擇？試從獲得的組織和性能等方面加以說(shuō)明？目的：獲得馬氏體，提高鋼的強(qiáng)度和硬度。淬火加熱溫度選擇：Ac+30-50℃，A3 31A，Ac，會(huì)得到粗片馬氏體，脆cm性大。7.例舉材料強(qiáng)化常用的方法，簡(jiǎn)要分析其強(qiáng)化機(jī)理；答：①固溶強(qiáng)化：形成固溶體使金屬?gòu)?qiáng)度和硬度提高；②亞晶強(qiáng)化：位錯(cuò)密度提高；③晶界強(qiáng)化：高屈服應(yīng)力，細(xì)化晶粒；④第二相強(qiáng)化：有效阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)答：①固溶強(qiáng)化：形成固溶體使金屬?gòu)?qiáng)度和硬度提高；②亞晶強(qiáng)化：位錯(cuò)密度提高；③晶界強(qiáng)化：高屈服應(yīng)力，細(xì)化晶粒；④第二相強(qiáng)化：有效阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)80.8%1.2%硬度和強(qiáng)度，并給出理由答：①?gòu)?qiáng)度：0.8%的碳鋼的強(qiáng)度高；理由：因?yàn)樵阡摑B碳體是硬脆相9300℃按（a（b（c）線冷卻以后的組織。解：馬氏體+殘余奧氏體下貝氏體+馬氏體+殘余奧氏體下貝氏體41.6%鐵素體，則：1) 此鋼含碳量為多少?根據(jù)杠桿定律，(0.77-x)/(0.77-0.0218)=41.6%2)計(jì)算室溫下的相組成物含量。求得：2)計(jì)算室溫下的相組成物含量。解：室溫下的相組成物含量：Wα=（6.69-0.4587）/(6.69-0.0218)*100%=93.4%W =1-93.4%=6.6%Fe3C標(biāo)出右圖所示鐵碳相圖各相區(qū)（曲線均可，能說(shuō)明發(fā)生的主要反應(yīng)）解：在結(jié)晶過(guò)程中，合金最初按勻晶轉(zhuǎn)變結(jié)晶出δ固溶體。然后，在包晶轉(zhuǎn)變線，液相與δ固溶體在恒溫下發(fā)生包晶轉(zhuǎn)變，形成奧氏體。包晶轉(zhuǎn)變后，剩余液相繼續(xù)結(jié)晶成奧氏體。單相奧氏體冷卻到與GS線相交時(shí)，析出鐵素體。當(dāng)溫度降到與共析線相交，發(fā)生共析轉(zhuǎn)變，形成珠光體。在共析線以下，析出三次滲碳體，忽略。五、擬用9CrSi制造形狀簡(jiǎn)單的車刀，工藝路線為：鍛造——熱處理——機(jī)加工——熱處理——磨加工；試問(wèn)：解:合金工具鋼，成分為：0.9%C;作用：形成適當(dāng)碳化物，保證淬火回火后具有高硬度，一定耐磨性；合金元素：1.5%Si和1.5%Cr；作用:提高鋼的淬透性、強(qiáng)度、硬度。試寫出各熱處理的名稱并指出各熱處理工序的作用；鍛造——球化退火——機(jī)加工——淬火和低溫回火——磨加工球化退火：使層片狀珠光體和網(wǎng)狀二次滲碳體發(fā)生球化，獲得粒狀珠光體，強(qiáng)度硬度低，塑韌性好，切削加工性好。淬火和低溫回火：獲