《機(jī)械工程材料》部分復(fù)習(xí)題

石大網(wǎng)絡(luò)08春高技能提高班機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)

工程材料作業(yè)題

說(shuō)明：允許選作1/3交作業(yè)，其它作復(fù)習(xí)參考。

一、解釋下列概念（7個(gè)，28分）

屈服強(qiáng)度、沖擊韌度、蠕變;高聚物老化、橡膠的硫化、黃銅的脫鋅;

加，硬化、再結(jié)晶、固溶強(qiáng)化;滲碳、離子氮化、氣相沉積。

鐵素體、奧氏體、馬氏體;巴氏合金、硬質(zhì)合金、功能材料;

正火、調(diào)質(zhì)處理、變質(zhì)處理；

二、填空題（25分）

1.工程材料分為（金屬材料）、（高分子材料）、（陶瓷材料）和（復(fù)合材料）四類(lèi)

2.常規(guī)熱處理有（退火）、（正火）、（淬火）和（回火）四種工藝。。

3.高分子材料包括（塑料）、（橡膠）、（合成纖維）、（膠粘劑）。

4.a—Fe、丫一Fe的晶格類(lèi)型分別是（體心立方）和（面心立方）

5.從元素間的結(jié)合方式來(lái)看，合金化可能形成兩類(lèi)相，即（固溶體）和（金屬化合物）。

6.金屬結(jié)晶時(shí)晶核形成的方式有（）和（）。

7.高分子材料的分子鏈形態(tài)有線(xiàn)型、支化型和網(wǎng)體型，（線(xiàn)型）和（支化型）能構(gòu)成線(xiàn)

型聚合物，具有熱塑性；另一種構(gòu)成網(wǎng)體型聚合物，具有（熱固）性。

8.陶瓷組織由（晶體相）、（玻璃相）和（氣相）三相組成。

9.典型鑄錠結(jié)構(gòu)的三個(gè)晶區(qū)分別是（表層細(xì)晶粒區(qū)）、（柱狀晶區(qū)）和（粗等軸晶區(qū)）。

10.鋼的平衡組織中都有（珠光體）組織，而無(wú)硬脆的（萊氏體）共晶組織。

11.鋼在1000C是（奧氏體）相，而其室溫平衡組織的組成相是（F）和（Fe3c）。

12.單相固溶體的（鍛壓）工藝性好，而共晶合金的（鑄造）工藝性好。

13.鐵碳合金分為（）、（）、（）三大類(lèi)。

14.按鐵碳相圖，鋼分為（）、（）、（）三類(lèi)。

15.含碳量較高01.0%）的鋼，由高溫奧氏體緩慢冷卻到一定溫度會(huì)產(chǎn)生過(guò)飽和，進(jìn)

而析出（Fe3C”），分布于晶界處而呈（網(wǎng)）狀，它使鋼的機(jī)械性能（下降）。

16.在鋼的平衡組織中，（鐵素體）使鋼的塑性增大，而（珠光體）使鋼的強(qiáng)度升高。

17.金屬塑性變形的基本方式有（滑移）和（李生）。

18.再結(jié)晶后的晶粒的大小主要取決于（加熱溫度）和（保溫時(shí)間）。

19.鋼熱處理加熱的臨界點(diǎn)具有較大的實(shí)際意義，它們分別是（）、（）、（）o

20.亞共析鋼的正常淬火溫度范圍是（Ac3+30C?50℃）,過(guò)共析鋼的正常淬火溫度范

圍是（Acl+30℃-50℃）o

21.一般來(lái)說(shuō)，碳素鋼淬火可采用（水）作冷卻介質(zhì)，合金鋼淬火可用（油）。

22.一般來(lái)說(shuō)鋼的滲碳用于（低碳鋼）鋼，表面淬火和氮化用于（中碳鋼）鋼。

23.合金鋼中的相包括（合金鐵素體）和（各種碳化物）兩種類(lèi)型。

24.合金鋼中Cr能明顯擴(kuò)大相圖的（F）區(qū)，而Ni、Mn能擴(kuò)大（A）區(qū)。

25.低碳鋼含碳量為（）,高碳鋼含碳量為（）。

26.按硫、磷殘存量鋼材可分為（普通鋼）、（優(yōu)質(zhì)鋼）和（高級(jí)優(yōu)質(zhì)綱）。

27.按用途鋼材可分為（結(jié)構(gòu)鋼）、（工具鋼）和（特殊性能綱）。

28.工程塑料代號(hào)PE、PVC分別表示（）和（）o

29.工程塑料代號(hào)PA、PF分別表示（）和（）o

30.玻璃鋼由玻璃纖維與（合成樹(shù)脂）構(gòu)成；碳基復(fù)合材料的成分兒乎全是（碳）。

三、簡(jiǎn)答題（21分）

1.說(shuō)明體心立方晶格的結(jié)構(gòu)特征。（4分）

2.說(shuō)明面心立方晶格的結(jié)構(gòu)特征。

3.什么是晶體的各向異性？實(shí)際金屬為什么沒(méi)有各向異性？

4.分析晶體缺陷、晶粒粗細(xì)對(duì)金屬機(jī)械性能的影響。（4分）

5.簡(jiǎn)要說(shuō)明固溶體的晶格結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性能特點(diǎn)。

6.簡(jiǎn)要說(shuō)明金屬化合物的晶格結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性能特點(diǎn)。

7.簡(jiǎn)要描述布氏硬度，說(shuō)明其表示方法及應(yīng)用。（4分）

8.簡(jiǎn)要描述洛氏HRC硬度，說(shuō)明其表示方法及應(yīng)用。

9.簡(jiǎn)述滑動(dòng)軸承合金的組織要求。

10.簡(jiǎn)述含碳量對(duì)鐵碳合金組織和機(jī)械性能的影響。（5分）

11.簡(jiǎn)述加工硬化及其利弊。

12.為使金屬凝固后獲得較細(xì)的晶粒，在生產(chǎn)中通常采用哪些措施，舉例說(shuō)明。

13.說(shuō)明鋁合金的強(qiáng)化方法。鑄造鋁合金能通過(guò)變形進(jìn)行強(qiáng)化嗎？（4分）

14.根據(jù)石墨的形態(tài)，目前有哪幾種灰口鑄鐵？試比較它們的特性。

15.耐熱鋼有哪兩方面要求？分析不銹鋼耐腐蝕性能好的原因。

四、分析解答題（26分）

1.鐵碳合金系中鋼部分的相圖如下圖所示，分析1538

45、T8（共析鋼）、T12三種鋼的結(jié)晶過(guò)程，畫(huà)出室溫5

下的平衡組織示意圖。（6分）要點(diǎn)提示如下：1/

T8鋼：颶912汰/

P(F+FejC)

簡(jiǎn)化的Fe-Fe3c相圖碳煙部分

F+P(F+Fe3C)

T12鋼:

2.結(jié)合共析鋼的等溫轉(zhuǎn)變曲線(xiàn)圖，指出圖中各冷卻曲線(xiàn)冷卻到室溫，或冷卻至A、B、C、

D各點(diǎn)時(shí)所得到的組織。并比較其硬度。（5分）

答：（1）珠光體（2）索氏體（3）下貝氏體（4）馬氏體；硬度依次增高。

低溫回火目的是降低淬火應(yīng)力和脆性，保持較高的硬度和耐磨性。

(2)答:最終組織：回火M+滲碳體；性能特點(diǎn)：硬度高，耐磨性好，但韌性較低。

3.手工鏗刀要求硬度高OHRC60).耐磨性好，試確定：

(1)鏗刀應(yīng)選用何種材料？

(2)為滿(mǎn)足上述性能要求應(yīng)采用何種最終熱處理？

(3)經(jīng)上述熱處理后鏗刀最終的組織。

答：(1)T12(T12A)；(2)淬火+低溫回火；(3)M+Fe3CH+A,

4.材料及應(yīng)用填表(9分)

材料牌號(hào)類(lèi)別及含義應(yīng)用舉例

Q345井架

20CrMnTi汽車(chē)變速齒輪

60Si2Mn汽車(chē)板簧

QT600-2多拐曲軸

3Crl3耐蝕零件

YT15硬質(zhì)合金，含TiC15%車(chē)刀刀頭

Q195鍍鋅鐵皮

20Cr耐磨凸輪

40Cr機(jī)床主軸

W18Cr4V麻花鉆頭

ZL109鑄造鋁一一硅合金，第9種，含銅內(nèi)燃機(jī)活塞

!Crl8Ni9耐酸容器

Q235普通螺栓

T12板鏗

65Mn自行車(chē)彈簧

GCrl5軸承套圈

15CrMo珠光體耐熱鋼，C15%,少量的Cr、Mo鍋爐管道

HT200機(jī)床床身

部分概念、簡(jiǎn)答題目答案

一、概念

屈服強(qiáng)度——在拉伸變形過(guò)程中，材料發(fā)生微量塑性變形時(shí)能夠承受的應(yīng)力。

變質(zhì)處理——向金屬液中加入難熔物質(zhì)顆粒，使之充當(dāng)晶核以細(xì)化晶粒的工藝方法。

再結(jié)晶——對(duì)存在加工硬化的金屬進(jìn)行加熱，使之重新形成等軸狀細(xì)晶粒的過(guò)程。

調(diào)質(zhì)處理——先對(duì)鋼進(jìn)行淬火，再在500?650T保溫進(jìn)行問(wèn)火的復(fù)合熱處理工藝。

馬氏體——碳溶于a-Fe中形成的，具有很大過(guò)飽和度的固溶體。

離子氮化——在離子爐中，含氮介質(zhì)在高壓直流電作用下電離，氮離子沖擊工件而達(dá)到

滲氮目的的熱處理工藝。

氣相沉積——從氣相物質(zhì)中析出固體并沉積在基材表面的一種新型表面鍍膜工藝。

蠕變一材料在相對(duì)較高的溫度下使用時(shí)，在應(yīng)力低于常溫強(qiáng)度旦保持不變的條件下，

構(gòu)件長(zhǎng)度隨使用時(shí)間緩慢延長(zhǎng)的現(xiàn)象°

黃銅的脫鋅——含鋅量較大的黃銅在潮濕大氣或水中被鋅溶解的現(xiàn)象。

巴氏合金——具有軟基體上分布著硬質(zhì)點(diǎn)的組織的合金，主要是鉛基或錫基合金。

硬質(zhì)合金一高硬碳化物和粘接材料通過(guò)粉末冶金工藝制成的高硬耐熱材料。

二、簡(jiǎn)答

4.分析晶體缺陷、晶粒粗細(xì)對(duì)金屬機(jī)械性能的影響。

答：晶體缺陷造成晶格畸變，使晶粒內(nèi)的消移難以進(jìn)行，晶粒的變形相互阻礙，從向增

大了變形抗力，使強(qiáng)度升高，塑性下降。晶粒的細(xì)化雖然會(huì)使晶界面積增大，但晶粒數(shù)目增

多，滑移量總和增大，因而不但強(qiáng)度升高，塑性也提高。

7.簡(jiǎn)要描述布氏硬度，說(shuō)明其表示方法及應(yīng)用。

答：布氏硬度使用鋼球壓頭壓被測(cè)工件，以單位壓痕面積上的壓力值表示的硬度。

8.簡(jiǎn)要描述洛氏HRC硬度，說(shuō)