工程材料重點名詞解釋與簡答題

1、名詞解釋1. 強度：材料在外力作用下抵抗變形和斷裂的能力2. 抗拉強度：材料發(fā)生均勻變形和斷裂所能承受的最大應(yīng)力值3. 屈服強度：材料發(fā)生明顯塑性變形的最小應(yīng)力值4. 疲勞：材料在院低于其屈服強度的應(yīng)力下發(fā)生斷裂的現(xiàn)象5. 塑性：材料發(fā)生塑性變形不斷裂的能力6. 硬度：反應(yīng)材料軟硬程度的一種性能指標(biāo)它表達(dá)材料表面局部區(qū)域內(nèi)抵抗變形或破裂的能力7. 沖擊韌性：材料抵抗沖擊載荷而不破壞的能力稱為沖擊韌性，以在沖擊力作用下材料破壞時單位面積所吸收的能量ak表示。8. 相變：相的分解，合成，轉(zhuǎn)變的過程9. 工藝性能:是指材料的可加工性能難易程度（包括可鍛性，鑄造性能，焊接性，熱處理性能及切削加工性能）

2、10. 晶格：為了研究方便，將構(gòu)成晶體的原子抽象為平衡中心位置的純粹幾何點，稱為結(jié)點或陣點。用一些假想的空間直線將這些點連接起來，構(gòu)成一個三維的空間格架，稱為空間點陣，簡稱為晶格。11. 致密度：晶胞中原子本身所占有的體積與晶胞體積之比稱為致密度。12. 位錯：當(dāng)晶格中一部分晶體相對于另一部分晶體沿某一晶面發(fā)生局部滑移時，滑移面上滑移區(qū)與未滑移區(qū)的交界線稱為位錯13. 各向異性：晶體中，由于各晶面和各晶向上的原子排列的密度不同，因而同一晶體的不同晶向和晶面上的各種性能不同，這種現(xiàn)象稱為各向異性14. 滑移：是指晶體的一部分沿定的晶面和晶向發(fā)生滑動變形的現(xiàn)象。15. 冷加工：將在再結(jié)晶溫度以下進(jìn)

3、行的加工16. 熱加工：將在再結(jié)晶溫度以上進(jìn)行的加工17. 時效強化:合金元素經(jīng)固溶處理后，獲得過飽和固溶體。在隨后的室溫放置或低溫加 熱保溫時，第二相從過飽和固溶體中析出，引起強度，硬度一己物理和化學(xué)性能的顯著變化，這一過程被稱為時效。 時效分人工時效和自然時效。室溫放置過程中使合金產(chǎn)生強化的效應(yīng)稱為自然時效，低溫加熱過程中使合金產(chǎn)生強化的稱為人工時效18. 過冷度： 理論結(jié)晶溫度與實際結(jié)晶溫度之差19. 加工硬化：隨著塑性變形的增加，金屬強度硬度升高，而塑性韌性降低的過程。20. 組元：組元組成合金的最簡單最基本能過獨立存在的物質(zhì)21. 組織：用肉眼或借助不同放大倍數(shù)的顯微鏡所觀察到的金屬

4、內(nèi)部的情景，即各相晶粒的形態(tài)、數(shù)量、大小和分布的組合22. 固溶體：指合金在固態(tài)下，組元間能相互溶解而形成的勻金相23. 間隙固溶體：指溶質(zhì)原子溶入溶劑晶格的間隙而形成的固溶體。24. 合金：有兩種以上金屬元素或金屬元素和分金屬元素組成的具有金屬性質(zhì)的物質(zhì)成為合金25. 相：指合金中化學(xué)成分相同、晶體結(jié)構(gòu)相同并有界面有其他部分分開的均勻組成部分26. 熱處理：就是將材料在固態(tài)下通過加熱，保溫，冷卻，使其內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，獲得預(yù)期的性能27. 馬氏體：碳溶于a-Fe且含有大量的飽和碳的過飽和固溶液，具有高硬度，是盤式體通過無擴(kuò)散型相變轉(zhuǎn)變?yōu)閬喎€(wěn)定相28. 鐵素體：碳在-Fe（體心立方結(jié)構(gòu)的鐵

5、）中的間隙固溶體。29. 奧氏體：碳在-Fe（面心立方結(jié)構(gòu)的鐵）中的間隙固溶體。30. 奧氏體化：將鋼加熱到臨界溫度以上使組織完全轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體的過程31. 萊氏體：滲碳體和奧氏體組成的機(jī)械混合物（含碳4.3%）32. 珠光體：鐵素體和滲碳體的機(jī)械混合物。33. 索氏體：在650600溫度范圍內(nèi)形成層片較細(xì)的珠光體。34. 屈氏體：在600550溫度范圍內(nèi)形成片層極細(xì)的珠光體35. 貝氏體：過飽和的鐵素體和滲碳體組成的混合物。36. 淬火：將鋼加熱至高溫奧氏體狀態(tài)后急冷，使奧氏體過冷到Ms點以下，獲得高硬度馬氏體工藝37. 回火：將淬火后的鋼加熱到A1以下某一溫度，保溫后冷卻到室溫的熱處理工藝的

6、方法38. 調(diào)質(zhì)：淬火加高溫回火，先得到馬氏體，然后通過低于A1的500650度加熱獲得回火朔氏體39. 正火：將鋼材或鋼件加熱到臨界點AC3或ACM以上的適當(dāng)溫度保持一定時間后在空氣中冷卻，得到珠光體類組織的熱處理工藝40. 退火：將工件加熱到臨界點以上或在臨界點以下某一溫度保溫一定時間后，以十分緩慢的冷卻速度（爐冷、坑冷、灰冷）進(jìn)行冷卻的一種操作。41. 球化退火:將工件加熱到Ac1以上3050攝氏度保溫一定時間后隨爐緩慢冷卻至600攝氏度后出爐空冷42. 表面淬火：緊緊對工件表面層進(jìn)行淬火的熱處理工藝43. 調(diào)質(zhì)處理：一般習(xí)慣將淬火加高溫回火相結(jié)合的熱處理稱為調(diào)質(zhì)處理。調(diào)質(zhì)處理廣泛 應(yīng)用

7、于各種重要的結(jié)構(gòu)零件，特別是那些在交變負(fù)荷下工作的連桿、螺栓、齒輪及軸類等。調(diào)質(zhì)處理后得到回火索氏體組織，它的機(jī)械性能均比相同硬度的正火索氏體組織為優(yōu)。它的硬度取決于高溫回火溫度并與鋼的回火穩(wěn)定性和工件截面尺寸有關(guān)，一般在HB200350之間。44. 化學(xué)熱處理：將工件置于待定介質(zhì)中加熱保溫，使介質(zhì)中活性原子滲入工件表層，從而改變工件表層化學(xué)成分與組織，進(jìn)而改變其性能的熱處理工藝。45. 變質(zhì)處理：在澆鑄前向液體金屬中加入難溶質(zhì)點（變?nèi)苜|(zhì)）結(jié)晶時這些質(zhì)點將在液體中形成大量非自發(fā)晶核，使晶粒數(shù)目大大增加，從而達(dá)到晶粒細(xì)化的作用。46. 滲氮：將鋼體在氨中加熱至低于AC1，一般如500600度，活

8、性氨原子在a-Fe中就具有一定的降解能力，被工作表面吸收并向內(nèi)擴(kuò)散的方法47. 淬透性:淬透性表示鋼在一定條件下淬火時獲得淬透層深度的能力，主要受奧氏體中的碳含量和合金元素的影響。淬透性可用規(guī)定條件下所獲得的淬透層深度來表示。48. 淬硬性:指鋼在淬火時硬化能力，用淬成馬氏體可能得到的最高硬度表示。主要取決于馬氏體中的含碳量，碳含量越高，則鋼的淬硬性越高。其他合金元素的影響比較小。淬透性才是指奧氏體化后的鋼在淬火時獲得馬氏體的能力。其大小以鋼在一定條件下淬火獲得的淬透層深度和硬度分布表示49. 回火脆性：在某些溫度范圍內(nèi)回火時，會出現(xiàn)沖擊韌性下降的現(xiàn)象，稱為回火脆性50. 回火穩(wěn)定性：又叫耐回

9、火性，即淬火鋼在回炎過程中抵抗硬度下降的能力。51. 再結(jié)晶:當(dāng)冷變形金屬被加熱至較高溫度時，金屬的顯微組織將發(fā)生明顯變化，由變 形晶粒變?yōu)樾碌牡容S晶粒，這一過程稱為再結(jié)晶. 52. 細(xì)晶強化：晶粒越細(xì)，金屬材料的強度、硬度越高，同時塑性、韌性越好，稱為細(xì)晶強化53. 彌散強化：當(dāng)?shù)诙嘁詮浬①|(zhì)點分布在晶內(nèi)，雖然塑、韌性稍會降低，但卻顯著提高合金的強度、硬度，并且質(zhì)點越細(xì)小、彌散度越大，合金的強度、硬度越高。這種強化方式稱為彌散強化或沉淀強化，它是合金的主要強化方法之一。54. 枝晶偏析：在一個枝晶范圍內(nèi)或一個晶粒范圍內(nèi)成分不均勻的現(xiàn)象叫做枝晶偏析。簡答題及分析題什么是固溶體，金屬化合物各自有

10、什么性能：固溶體是溶質(zhì)原子溶于固態(tài)金屬溶劑中形成的合金相。性能：它保持溶劑所固有的晶體結(jié)構(gòu)，但溶質(zhì)原子溶于溶劑中，引起晶體常熟改變，并導(dǎo)致晶體畸變，使塑性變形抗力增大，從而使合金的強度和硬度增高，塑性降低。金屬化合物：金屬與金屬元素間及部分非金屬元素間具有金屬特性的化合物。性能：很高的熔點，硬度和較大的脆性。什么叫鐵素體和奧氏體，各是什么晶體結(jié)構(gòu)？鐵素體：c進(jìn)入a-Fe形成間隙固溶體，是體心立方晶格。奧氏體：c溶入r-Fe 可以解較多的碳，最高可溶解2.11%c的固溶體，是面心立方格。什么是碳素體？特性？對鋼中對性能有何作用？碳素體具有復(fù)雜晶格的間隙化合物其碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)6.69% 以Fe3C表示

11、：滲碳體的分解點為1227度硬度很高（800HBu）脆性很大，塑性幾乎為零，抗拉強度為30 Mpa,在鋼中一般以片，網(wǎng)，球狀存在，它的形狀和分布對鋼的性能影響很大,是鐵碳合金的重要強化相。什么是碳鋼？它在室溫時的組織？碳鋼：主要指碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.02182.11%，而不會特意加入的合金元素的鋼，在室溫時一般以索氏體和珠光體形式存在。相圖中PSK線是什么線？試簡述奧氏體在此線上的相變？答：PSK線727度時的共析轉(zhuǎn)變線，A0.77 F0.0918+Fe3C。奧氏體在727 度時析出F0.0218同時產(chǎn)生Fe3C，是從一種固相中同時析出兩個不同成分的固相過程。鑄鐵有哪些缺陷？縮孔與縮松，氣孔，非

12、金屬夾雜物，成分偏析，晶粒粗大，鑄造應(yīng)力為什么鋼材晶粒越細(xì)越好？同樣金屬材料在相同的變形條件下，晶粒越細(xì)，晶界數(shù)量就越多，晶界對塑性變形的抗力越大，同時晶粒的變形也越均勻，致使強度，硬度越高，塑性韌性越好什么是退火？目的？退火是將金屬或合金加熱到適當(dāng)溫度后保溫一定時間，然后緩慢冷卻的熱處理工藝。目的：細(xì)化晶粒，均勻成分，消除應(yīng)力，降低硬度，提高切削加工性。什么是完全退火？用于什么鋼？完全退火又稱重結(jié)晶退火，是將碳合金完全奧氏體化，隨之緩慢冷卻，獲得接近平衡狀態(tài)組織的退火工藝。完全退火用于亞共析鋼，一般是中碳鋼及低碳合金結(jié)構(gòu)鍛件，鑄件及熱輪型材料。什么是正火？正火是將鋼加熱AC3或Accm以上3

13、050度，完全奧實體化以后從爐中取出空冷的熱處理工藝。退火，正火的區(qū)別：冷卻速度不同。Uk?是臨界速度，過冷奧氏體轉(zhuǎn)變馬氏體的臨界冷卻速度淬火達(dá)到什么目的？有什么原則？目的：獲得高硬度的馬氏體，使鋼的硬度，耐磨性和尺寸穩(wěn)定性得到提高。原則：1淬硬，獲得盡量完全的馬氏體組織2淬透，凌建寧由表及里都得到馬氏體組織的形成3保證淬硬條件下盡量使用緩慢的冷卻介質(zhì)，以防溫差過大導(dǎo)致的開裂。為什么零件淬火后必須低溫回火才能使用？1零件處于高應(yīng)力狀態(tài)，在低溫下放置很容易引起變形或開裂2淬火態(tài)是亞穩(wěn)定狀態(tài)，使用中會發(fā)生組織，性能和尺寸變化3淬火組織中的片狀馬氏體硬而脆，不能滿足零件的使用要求回火能使這些狀態(tài)得到

14、改善，獲得所要求的力學(xué)性能，低溫回火能保持高硬度高耐磨性，消除應(yīng)力，降低脆性。調(diào)質(zhì)的目的？淬火后高溫回火，得到晶粒細(xì)小碳化物球狀分布的S回，使材料強度和韌性都有良好的綜合力學(xué)性能。說明零件性能“表硬心韌”的含義？并說明含碳為0.2%的低碳鋼，含碳0.4%中碳鋼怎樣達(dá)到表硬心韌？答“表硬心韌”提高零件表面硬度，使零件具有耐磨損性，而使零件心部保持低碳鋼的高韌性，高塑性，保證零件具有較強的抗沖擊能力?！暗吞间摗弊陨硭苄皂g性優(yōu)良，能抗沖擊，使表層的含碳量提高0.81.05%，表面層得到高M(jìn),耐磨?！爸刑间摗北砻婧剂枯^高，先調(diào)質(zhì)得到良好的綜合力學(xué)性能，抗沖擊作用能力強，然后進(jìn)行感應(yīng)加熱，使表層得到M

15、，抗磨損。為什么鋼件要嚴(yán)格控制sp含量？因為硫會使鋼產(chǎn)生熱脆性，即硫在鋼中以FeS的形式存在，使鋼變脆，尤其是 FeS和Fe能形成低熔點的共晶體，使鋼在高溫時處于薄弱狀態(tài)，受力時易開裂的現(xiàn)象。雖然硫能溶化在鐵素體內(nèi)，可明顯提高其強度硬度，但也使鋼塑性韌性尤其是低溫韌性降低，并使冷脆轉(zhuǎn)變，溫度升高，產(chǎn)生冷脆性。機(jī)械工程材料按化學(xué)組成分為哪四大類？其各自的主要特征是什么？答：金屬材料，高分子材料，陶瓷材料，復(fù)合材料。金屬材料應(yīng)用廣泛，價格比較便宜。高分子材料，具有良好的塑形，較強的耐腐蝕性能很好的絕緣性能，以及密度小等優(yōu)良的性能，在工程上發(fā)展最快的一類新型結(jié)構(gòu)材料。陶瓷材料，是人類應(yīng)用的最早的材料

16、，堅硬，穩(wěn)定，可以制造工具，用具，在一些特殊的情況也可以做特殊的結(jié)構(gòu)材料。復(fù)合材料，在強度和剛度及耐腐蝕性方面比單純的金屬，陶瓷和聚合物都優(yōu)越，是一類特殊的工程材料。鋼在淬火后為什么一定要進(jìn)行回火才可使用？按回火溫度的高低可將回火分為哪三類？各自的所對應(yīng)的回火組織是什么？性能如何？常用于哪些方面？答：為了消除內(nèi)應(yīng)力并獲得所要求的組織和性能?？煞譃榈蜏鼗鼗?，低溫回火的產(chǎn)物是回火馬氏體+殘余奧氏體。具有高耐磨性，主要用于高碳鋼工具、模具。滾動軸承以及滲碳和表面淬火的零件。中溫回火，中溫回火的產(chǎn)物是回火屈氏體。具有高的彈性極限，和屈服極限。高溫回火，高溫回火的產(chǎn)物是回火索氏體，綜合性性能最好，即強度

17、、塑性和韌性都比較好。晶粒大小對金屬材料的機(jī)械性能有何影響？結(jié)晶時影響晶粒度大小的因素有哪些？如何影響？采取哪些方法可以細(xì)化晶粒？答：晶粒度大小對材料性能的影響很大，影響主要表現(xiàn)在塑性和蠕變等方面。特別是在高溫使用情況下，為了降低高溫蠕變，一般需要采用大晶粒；而在低溫下，為了提高金屬塑性和韌性，一般要求采用細(xì)晶粒。還有很多其它方面的影響，這里只舉上面的一個方面，因此晶粒大小是根據(jù)材料的應(yīng)用環(huán)境制定的。所以，晶粒越細(xì)-則金屬材料的性能越好。細(xì)化晶粒的方法：增加金屬的過冷度，變質(zhì)處理，震動，電磁攪拌正火、退火和調(diào)質(zhì)處理什么叫加工硬化？它對金屬的加工和使用有什么影響？答：加工硬化：金屬在冷塑性變形過

18、程中，隨著變形程度增加，其強度和硬度提高而塑性（延 伸率、面縮率）則降低，這種現(xiàn)象稱為加工硬化。塑形變形可影響金屬的物理，化學(xué)性能。如使電阻增大，耐腐蝕性降低。金屬發(fā)生塑形變形后產(chǎn)生殘余應(yīng)力可能會導(dǎo)致零件變形或開裂。齒輪等零件，如表面通過噴丸處理，可產(chǎn)生較大的殘余壓應(yīng)力，則可提高疲勞強度。以共析鋼為例，說明過冷奧氏體在高溫（A1550）、中溫（550Ms）、低溫(Ms以下)三個溫度階段等溫轉(zhuǎn)變時，轉(zhuǎn)變的組織及性能特點？答：高溫轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物為珠光體體型組織，塑形較好，硬度較低。中溫轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物為上貝氏體，硬度比珠光體高些，低溫轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物為下貝氏體，硬度高韌性好，具有較好的綜合的機(jī)械性能，實際金屬的晶

19、體缺陷按幾何形態(tài)不同，可以分為哪三大類？可導(dǎo)致哪些強化？答：點缺陷，線缺陷，面缺陷。如果金屬中無晶體缺陷時，通過理論計算具有極高的強度，隨著晶體中缺陷的增加，金屬的強度迅速下降，當(dāng)缺陷增加到一定值后，金屬的強度又隨晶體缺陷的增加而增加。因此，無論點缺陷，線缺陷和面缺陷都會造成晶格畸變，從而使晶體強度增加。同時晶體缺陷的存在還會增加金屬的電阻，降低金屬的抗腐蝕性能。常用的灰口鑄鐵有哪四類？它們中的石墨各具有什么形態(tài)？答：灰鑄鐵，石墨為片狀，力學(xué)性能差，鑄造性、減震性、減摩性缺口敏感性、切削性比鋼好；可鍛鑄鐵，石墨為團(tuán)絮狀，力學(xué)性能稍高于灰鑄鐵；球墨鑄鐵，石墨為球狀，力學(xué)性能與調(diào)質(zhì)鋼相當(dāng)；蠕墨鑄鐵

20、，石墨為蠕蟲狀，力學(xué)性能稍低于球墨鑄鐵。鑄造鋁合金分為哪四大類?答：鋁硅合金、鋁銅合金、鋁鎂合金、鋁鋅合金。使用合金調(diào)質(zhì)鋼制造重要機(jī)械零件的主要應(yīng)用是什么？答：合金調(diào)質(zhì)鋼是指經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理（淬火+高溫回火）后使用的中碳合金結(jié)構(gòu)鋼，主要用于制造在多種載荷（如扭轉(zhuǎn)、彎曲、沖擊等）下工作，受力比較復(fù)雜，要求具有良好綜合力學(xué)性能的重要零件，如汽車、拖拉機(jī)、機(jī)床等上的齒輪、軸類件、連桿、高強度螺栓等。簡述機(jī)械構(gòu)件的失效形式有哪些？答：彈性變形失效；塑性變形失效；破斷或斷裂失效；材料變化引起的失效。斷裂失效(其中包括破斷失效) 斷裂是指金屬，或合金材料，或機(jī)械產(chǎn)品的一個具有有限面積的幾何表面的分離過程。它是

21、個動態(tài)的變化過程，包括裂紋的萌生及擴(kuò)展過程。 斷裂失效是指機(jī)械構(gòu)件由于斷裂而引起的機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品不能完成原設(shè)計所指定的功能。 斷裂失效類型有如下幾種： 解理斷裂失效；韌窩破斷失效；準(zhǔn)解理斷裂失效；滑移分離失效；疲勞斷裂失效；蠕變斷裂失效；應(yīng)力腐蝕斷裂失效；液態(tài)或固態(tài)金屬 脆性斷裂失效；氫脆斷裂失效；沿晶斷裂失效； 11其他斷裂失效等。 （2） 變形失效 所謂變形通常是指機(jī)械構(gòu)件在外力作用下，其形狀和尺寸發(fā)生變化的現(xiàn)象。從微觀上講是指金屬材料在外力作用下，其晶格產(chǎn)生畸變。若外力消除，晶格畸變亦消除時，這種變形為彈性變形；若外力消除，晶格不能恢復(fù)原樣，即畸變不能消除時，稱這種變形為塑性變形。 變形失

22、效是指機(jī)械構(gòu)件在使用過程中產(chǎn)生過量變形，即不能滿足原設(shè)計要求時的變形量。試比較熱塑性塑料與熱固性塑料在受熱時的性能特點？答：熱塑性塑料指具有加熱軟化、冷卻硬化特性的塑料。我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫拇蟛糠炙芰蠈儆谶@個范疇。加熱時變軟以至流動，冷卻變硬，這種過程是可逆的，可以反復(fù)進(jìn)行。熱固性塑料 第一次加熱時可以軟化流動，加熱到一定溫度，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)一交鏈固化而變硬，這種變化是不可逆的，此后，再次加熱時，已不能再變軟流動了。正是借助這種特性進(jìn)行成型加工，利用第一次加熱時的塑化流動，在壓力下充滿型腔，進(jìn)而固化成為確定形狀和尺寸的制品。這種材料稱為熱固性塑料。影響奧氏體晶粒度的因素有哪些？答: 1)加熱速度

23、和保溫時間的影響。晶粒長大和原子的擴(kuò)散密切相關(guān)，溫度愈高，相應(yīng)的保溫時間愈長，原子的活動能力愈大，擴(kuò)散愈容易進(jìn)行，奧氏體晶粒亦將愈粗大。(2)加熱速度的影響。加熱速度實質(zhì)上是過熱度問題，過熱度愈大，即成核率與成長速度之比越大，將獲得細(xì)小的起始晶粒。雖然如此，但高溫下奧氏體晶粒極易長大，因此，在高溫下不能有長的保溫時間。(3)鋼中含碳量的影響。在鋼中含碳量不足以形成未溶解的碳化物時，含碳量增高，奧氏體的晶粒容易長大而粗化。當(dāng)形成未溶解的二次滲碳體時，因奧氏體晶粒長大受第二相的阻礙作用，使奧氏體晶粒長大的傾向反而減小。(4)脫氧劑及合金化元素的影響。用鋁脫氧的鋼，晶粒長大的傾向小，屬本質(zhì)細(xì)晶粒鋼。這是因為鋼中含有大量難溶的六方點陣結(jié)構(gòu)的A1N、機(jī)械地阻礙奧氏體長大。用硅和錳脫氧的鋼，晶粒長大的傾向大，一般屬于本