工程材料與熱加工復習資料

1、工程材料與熱加工復習資料第1章材料的力學性能一、選擇題1 .金屬材料在靜載荷作用下，抵抗變形和破壞的能力稱為 _C。A.塑性 B. 硬度 C.強度 D.彈性2 .在測量薄片工件的硬度時，常用的硬度測試方法的表示符號是 C。A. HBS B. HRC C. HV D. HBW3 .做疲勞試驗時，試樣承受的載荷為_B。A.靜載荷 B.交變載荷 C.沖擊載荷D.動載荷二、填空題1 .金屬塑性的指標主要有 斷后伸長率和斷面收縮率 兩種。2 .金屬的性能包括物理性能、化學性能、工藝性能 和力學性能。3 .常用測定硬度的方法有 壓入法、刻劃法和回跳法測試法。4 .材料的工藝性能包括鑄造性能、鍛造性能、焊接

2、性能、切削加工性、熱處理性 等。5 .零件的疲勞失效過程可分為疲勞裂紋產牛、疲勞裂紋擴展、瞬時斷裂 三個階段。三、判斷題1 .用布氏硬度測試法測量硬度時，壓頭為鋼球，用符號 HBS表示。 （V ）2 .材料的斷裂韌度大于材料的應力場強度因子的，材料的宏觀裂紋就會擴展而導致材料的斷裂。（X ）四、概念及思考題1 .硬度，硬度的表示方法。答：（1）硬度：材料在表面局部體積內抵抗變形（特別是塑性變形）、壓痕或刻痕的能 力；（2）硬度的表示方法：布氏硬度：HBS網頭：淬火鋼球）或HBW：鋼頭：硬質合 金球）洛氏硬度：HR維氏硬度：HV2 .韌性，沖擊韌性。3.疲勞斷裂4.提高疲勞強度的途徑。第2章 金

3、屬的晶體結構與結晶一、名詞解釋晶體：是指原子（離子、分子）在三維空間有規(guī)則地周期性重復排列的物體；晶格：是指原子（離子、分子）在空間無規(guī)則排列的物體；晶胞：通常只從品格中選取一個能完全反應品格特征的、最小的幾何單元來分析晶體 中原子的排列規(guī)律，這個最小的幾何單元成為晶胞；晶粒：多晶體中每個外形不規(guī)則的小晶體；晶界：晶粒與晶粒間的界面；共晶轉變：在一定溫度下，由一定成分的液相同時結晶出成分一定的兩個固相的過程； 結晶：原子從排列不規(guī)則的液態(tài)轉變?yōu)榕帕幸?guī)則的晶態(tài)的過程。二、問答題1 .金屬中常見的晶體結構有哪幾種？答：（1）體心立方晶格 （2）面心立方晶格 （3）密排六方品格2 .實際晶體的晶體缺

4、陷有哪幾種類型？答：（1）點缺陷（2）線缺陷（3）面缺陷3 .固溶體的類型有哪幾種？答：（1）間隙固溶體（2）置換固溶體4 .純金屬的結晶是由哪兩個基本過程組成的 ？答：（1）晶核的形成（2）晶核的長大5 .何謂過冷現(xiàn)象和過冷度？過冷度與冷卻速度有何關系？答：（1）過冷現(xiàn)象：金屬的實際結晶溫度低于理論結晶溫度；過冷度：理論結晶溫度與實際結晶溫度的差；（2）結晶時冷卻速度越大，過冷度就越大，金屬的實際結晶溫度就越低。6 .晶粒大小對金屬的力學性能有何影響？細化晶粒的常用方法有哪幾種？答：（1） 一般情況下，晶粒越細，金屬的強度、塑性和韌性就越好；（2）增加過冷度變質處理振動或攪拌7 .什么是共析

5、轉變？共晶轉變與共析轉變有何異同？答：（1）共析轉變：在恒定的溫度下，由一個特定成分的固相同時分解成兩個成分和結構均不同的新固相的轉變（2）共晶反應母相是液相，而共析反應的是周相；共析反應較共晶反應需要更大的過冷度：共析反應常出現(xiàn)母相與子相的比容不同而產生容積的變化，從而引起大的內應力。第3章 鐵碳合金狀態(tài)圖（重點熟悉鐵碳合金狀態(tài)圖）一、名詞解釋1 .同素異構轉變：金屬在固態(tài)下隨溫度的改變，由一種品格轉變?yōu)榱硪环N品格的現(xiàn)象2 .鐵素體（F）:鐵素體是碳在 a-Fe中形成的間隙固溶體，體心立方晶格。性能與純鐵 相近，塑性、韌性好，強度、硬度低。它在鋼中一般呈塊狀或片狀。奧氏體（A）：奧氏體是碳在

6、丫 -Fe中形成的間隙固溶體，面心立方晶格。因其品格間隙 尺寸較大，故碳在丫 -Fe中的溶解度較大，有很好的塑性。滲碳體（Fe3C）：鐵和碳相互作用形成的具有復雜品格的間隙化合物。滲碳體具有很高的硬度，但塑性很差，延伸率接近于零。在鋼中以片狀存在或網絡狀存在于晶界。在萊氏 體中為連續(xù)的基體，有時呈魚骨狀。珠光體（P）:由鐵素體和滲碳體組成的機械混合物。鐵素體和滲碳體呈層片狀。珠光體 有較高的強度和硬度，但塑性較差。萊氏體（Ld）:由奧氏體和滲碳體組成的機械混合物。萊氏體中，滲碳體是連續(xù)分布的 相，奧氏體呈顆粒狀分布在滲碳體基體上。由于滲碳體很脆，所以萊氏體是塑性很差的 組織。二、填空題1 .珠

7、光體是由鐵素體和滲碳體組成的機械混合物共析組織）。2 .萊氏體是由奧氏體和滲碳體組成的機械混合物（共晶組織）。3 .奧氏體在1148c時碳的質量分數可達2.11% ,在727c時碳的質量分數為 0.77%。4 .根據室溫組織的不同，鋼可分為 亞共析鋼、共析鋼和過共析鋼。.共析鋼的室溫 組織為珠光體;亞共析鋼的室溫組織為鐵素體+珠光體;過共析鋼的室溫組織為珠光 體+Fe3Cn。6 .碳的血量分數為0.77%的鐵碳合金稱為共析鋼，其奧氏體冷卻到S點（727C）時會發(fā)生共析轉變，從奧氏體中同時析出 鐵素體和滲碳體的混合物,稱為 珠光體。7 .奧氏體和滲碳體組成的共晶產物稱為 萊氏體，其碳的質量分數為

8、6.69%。8 .亞共品白口鑄鐵碳的質量分數為 2.11%4.3% ,其室溫組織為P+Fe3Q+Ld 。9 .過共晶白口鑄鐵碳的質量分數為 4.3%6.69% ,其室溫組織為Ld+Fe3Cio10 .過共析鋼碳白質量分數為 0.77%2.11% ,其室溫組織為P+FesCn。11 .亞共析鋼碳的質量分數為 0.0218%0.77% ,其室溫組織為F+P。三、選擇題1. 鐵素體為A 晶格,奧氏體為_B 晶格。A.體心立方 B.面心立方 C.密排六方D.復雜的2. Fe-Fe3C狀態(tài)圖上的ES線，用代號_B表示，PSK線用代號 A 表示。A. A1B. AcmC. A33. Fe-Fe狀態(tài)圖上的共

9、析線是 C,共晶線是A 。A. ECF 線 B. ACD 線 C. PSK 線四、判斷題1.金屬化合物的特性是硬而脆，萊氏體的性能也是硬而脆，故萊氏體屬于金屬化合物。（x ）2,滲碳體中碳的質量分數為6.69%。（ V ）3 . Fe-FeC狀態(tài)圖中，A3溫度是隨碳的質量分數增加而上升的。（x ）4 .碳溶于a -Fe中所形成的間隙固溶體稱為奧氏體。（x ）第4章鋼的熱處理（重點掌握C曲線中各區(qū)域和溫度點的意義）1 .何謂鋼的熱處理？常用的熱處理工藝有哪些？答：（1）將固態(tài)金屬或合金采用適當的方式進行加熱、保溫和冷卻，以獲得所需要的 組織與性能的工藝。（2）整體熱處理：退火、正火、淬火和回火；

10、表面熱處理：感 應加熱表面淬火、火焰加熱表面淬火和激光加熱表面淬火；化學熱處理：滲碳、滲氮、碳氮共滲等2 .簡述共析鋼加熱時奧氏體形成的過程。答：共析鋼加熱時奧氏體的形成過程可分為以下4個階段：奧氏體晶核的形成奧氏體的長大 殘余滲碳體的溶解 奧氏體成分的均勻化3 .為什么要控制奧氏體晶粒大??？如何控制奧氏體晶粒的大小？答：（1）奧氏體晶粒的大小將影響冷卻形成后鋼的組織和性能（ 2）鋼在加熱過程 中，加熱溫度和保溫時間必須限制在一定的范圍內， 以獲得更細小而均勻的奧氏體晶 粒；快速加熱和短時間保溫4 .解釋下列名詞：? （1）索氏體、托氏體、貝氏體、馬氏體；索氏體：在650600c溫度范圍內形成

11、層片較細的珠光體。托氏體：在600550c溫度范圍內形成片層極細的珠光體。貝氏體：在含碳量過飽和的a相基體上彌散分布的細小的碳化物亞穩(wěn)組織；馬氏體：奧氏體以大于v c的冷卻速度冷卻時，過冷奧氏體直接冷卻到 Ms線以下， 奧氏體就轉變?yōu)榱笋R氏體。? （2）過冷奧氏體、殘余奧氏體；過冷奧氏體：當溫度降到 A1以下的時候，處于過冷狀態(tài)的奧氏體殘余奧氏體：Mf轉變結束后剩余的奧氏體。? (3)退火、正火、淬火、回火、表面淬火；退火：將鋼加熱到適當的溫度后，保溫一定的時間，然后緩慢冷卻，以獲得近似平衡組 織的熱處理工藝；正火：將工件加熱到ACC3或Accm以上3050C,保溫一定時間后從爐中取出在空氣中

12、冷卻 的熱處理工藝。淬火：將鋼加熱到臨界溫度以上的適當溫度，經保溫后，以大于該鋼的淬火臨界冷卻速 度進行冷卻，以獲得馬氏體或貝氏體組織的熱處理工藝?；鼗穑簩⒋慊痄撝匦录訜岬?Ai以下某一溫度，保溫后冷卻到室溫的熱處理工藝。表面淬火：通過對零件表面的快速加熱，使其很快達到淬火溫度，在熱量尚未充分傳到心部時立即進行淬火。? (4)淬透性、淬硬性；淬透性：鋼在淬火后獲得淬硬層深度大小的能力。淬硬性：鋼在淬火后獲得最高硬度的能力。卜珠It悻I+修Ui飾i(jo亂事 e |粗肉TTffl -600 -UKI _共析碳鋼TTT曲線的分析撒迪巴吧.乩伴區(qū)Ai MOT，；高和抖堂區(qū). 擴散型轉變.P均受區(qū).，

13、050-？如5申岑博專 區(qū)；畢擴散型轉交；里氏體(日)轉變區(qū)：in LdU .GLM)- . 501：'候岫軾 費區(qū).II曠雛型魅變; EE修(M 股區(qū).10 / 95 .珠光體類型組織有哪幾種？它們的形成條件和性能方面有何特點? 答：(1)三種。分別是珠光體、索氏體和屈氏體。（2）珠光體:是Ai至650c之間范圍內等溫轉變所獲得的粗層片狀的滲碳體和鐵素體構成的共析體；索氏體：是在650600溫度之間等溫轉變所得的層片較細的珠光體。屈氏體：是在600550溫度范圍內形等溫轉變所獲得的更細的層片狀珠光體。珠光體片間距越小，相界面積越多，塑性變形的抗力越大，即強度、硬度越高，同時，塑性和韌

14、性也有所改善。6簡述貝氏體的性能特點。答： 上貝氏體：強度、硬度較高，較易引起脆斷；下貝氏體：強度、硬度、塑性和韌性均高于上貝氏體，具有良好的綜合力學性能7生產中常用的退火方法有哪幾種？各適用于什么場合？答： （ 1）生產上常用的退火操作有完全退火、等溫退火、球化退火、擴散退火和去應力退火 。（ 2） 完全退火和等溫退火用于亞共析鋼成分的碳鋼和合金鋼的鑄件、鍛件及熱軋型材；有時也用于焊接結構。球化退火主要用于共析或過共析成分的碳鋼及合金 鋼。擴散退火主要用于合金鋼鑄錠和鑄件；去應力退火主要用于消除鑄件、鍛 件、焊接件、冷沖壓件（或冷拔件）及機加工的殘余內應力。8舉例說明鋼的淬透性、淬硬深度和淬

15、硬性三者之間的區(qū)別。9回火的目的是什么？淬火鋼在回火過程中顯微組織發(fā)生哪些變化?答： （ 1）回火的目的是降低淬火鋼的脆性，減少或消除內應力，使組織趨于穩(wěn)定并獲得所需要的性能。（ 2） 馬氏體的分解（ 200以下）殘余奧氏體的轉變（ 200300）碳化物的轉變（300450C）滲碳體的長大和鐵素體的再結晶（450C-Aci）10什么叫回火脆性？生產中如何防止回火脆性?答： （ 1）回火脆性：在某些溫度范圍內回火時，鋼的韌性不僅沒有提高，反而顯著下降的脆化現(xiàn)象；（ 2） 第一類回火脆性不可避免，只能在第二回火脆性中采取措施防止，即提高鋼的純度；小截面工件回火后采用快冷（油冷或水冷）；大截面工件加

16、入一定量的鎢和鉬。11 以下說法是否正確。（1）鋼的淬火冷卻速度愈快，所獲得的硬度愈高，淬透性也愈好。（x）（2）鋼的合金元素越多，淬火后的硬度越高。（x）（3）淬火鋼回火后的性能主要取決于回火后的冷卻速度。（x ）12何謂表面熱處理？表面淬火的目的是什么? 常用的表面淬火有哪幾種？（ 1）表面熱處理：僅對工件表層進行熱處理，以改變表層組織和性能的工藝。（ 2）表面淬火的目的是使工件表層得到強化，使它具有較高的強度，硬度，耐磨性及疲勞極限，而心部為了能承受沖擊載荷的作用，應具備足夠的塑性與韌性。（ 3）常用的表面淬火方法有：1.感應加熱表面淬火；2.火焰加熱表面淬火3.激光加熱表面熱處理；4.

17、電接觸加熱表面熱處理。13滲碳的主要目的是什么？答：主要目的：為了使零件表面具有高的硬度、耐磨性和耐疲勞性，以及心部具有較高的塑性、韌性和足夠的強度。14滲氮后的性能特點是什么？答： 鋼滲氮后可以獲得極高的硬度、高的耐磨性、高的疲勞強度、一定的耐腐蝕性和抗熱性以及熱處理變形小等性能特點第 5 章 工業(yè)用鋼一、雜質元素與合金元素在鋼中的作用二、鋼的分類三、指出下列各鋼牌號的名稱及各符號的含義08 45 65Mn T12A ZG230-450 Q235A Q345 40Cr 20CrMnTi 60Si2Mn GCr9 CrWMn 9SiCr Cr12MoV W6Mo5Cr4V2 3Cr2Mo 1C

18、r13 0Cr19Ni9 4Cr9Si2 ZGMn133 .含碳量對鋼的性能影響很大，低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼的含碳量分別為wc<0.25%、wc=0.25%0.60%、wo 0.60% 04 .鋼中常存的雜質元素為 錘、硅、墟、磷，鋼的質量等級主要以 含硫量和含磷量的 多少劃分。5 .合金鋼按主要用途可分為工程結構用工具鋼、機械結構用工具鋼、合金工具鋼 三大類。五、問答題1 .合金元素在鋼中的存在形式有哪些？答：（1）固溶體（2）金屬化合物2 .刃具鋼有哪些類型；高速鋼的主要性能要求是什么？答：（1）碳素工具鋼 低合金刃具鋼 高速工具鋼（2）紅硬性高硬度和耐磨性高 淬透性優(yōu)良高速鋼強度比

19、碳素工具鋼高 30%50%5.模具鋼有哪些類型；冷作模具鋼和熱作模具鋼的性能要求有什么不同？答：（1）冷作模具鋼；熱做模具鋼；塑料模具鋼（2）冷作模具鋼較刃具鋼需要更高的耐磨性、更高的強韌性，而且要求淬透性高， 熱處理變形應盡可能小。熱作模具鋼的性能要求：良好的綜合力學性能 高的熱疲勞抗力和耐磨性 淬透性高 導熱性好，減少熱應力并避免行腔表面溫度過高。第6章鑄鐵一、填空題1 .鑄鐵與鋼相比，具有 鑄造性能好、減摩性能好、缺口敏感性低、耐磨性能好 和 價格低廉等優(yōu)點。2 .碳在鑄鐵中主要有 游離化合物和石墨 兩種存在形式。3 .影響石墨化的因素是 化學成分和冷卻速度。 四、簡答題1 .什么是鑄鐵

20、？它與鋼相比有什么優(yōu)點？答：（1）鑄鐵：是指一系列主要由鐵、碳和硅組成的合金的總稱；（2）鑄造性能、減摩性能、吸振性能和切削加工性好，缺口敏感性低，鑄件生產工藝簡單、價格低廉， 經合金化后還具有良好的耐熱性和耐腐蝕性等2 .白口鑄鐵、麻口鑄鐵、灰口鑄鐵的概念。答：白口鑄鐵：指碳主要是以游離碳化物形式出現(xiàn)的鑄鐵，斷口呈白色；麻口鑄鐵：指碳部分以游離碳化物、部分以石墨形式出現(xiàn)的鑄鐵，斷口呈灰白相間； 灰口鑄鐵：指碳主要是以石墨形式出現(xiàn)的鑄鐵，斷口呈灰色，3 .灰口鑄鐵有哪些類型。答：（1）灰口鑄鐵（2）可鍛鑄鐵（3）球墨鑄鐵（3）蠕墨鑄鐵4 .影響鑄鐵石墨化的因素有哪些？答：（1）化學成分（2）冷

21、卻速度5 .球墨鑄鐵與相同基體的灰鑄鐵相比，其突出性能特點是什么？答：（1）其突出的性能特點是：具有高的強度和良好的塑性與韌性；（2）還具有灰鑄鐵的減震性、減摩性和小的缺口敏感性等優(yōu)良性能。6 .下列牌號各表示什么鑄鐵？牌號中的數字表示什么意義？（1） HT250:表示灰口鑄鐵，最低抗拉強度是 250MPa;（2） QT700-2:表示球墨鑄鐵，最低抗拉強度為 700MPa最低斷后伸長率為2%（3） KTH330-08 :表示黑心可鍛鑄鐵，最低抗拉強度為330MPa最低斷后伸長率為8%（4） KTZ450-06 :表示珠光體可鍛鑄鐵，最低抗拉強度為450MPa最低斷后伸長率為6%（5） RuT

22、420 :表示蠕墨鑄鐵，最低抗拉強度為 420MPa。第7章非鐵金屬一、填空題1 .白銅是銅和現(xiàn)金屬組成的的合金。2 .青銅是除 _JL_J口_鋰_元素以外，銅和其它元素組成的合金。3 、目前常用的滑動軸承合金組織有 軟基體硬質點組織 和硬基體軟質點組織 兩大類。4 .通用硬質合金又稱萬能硬質合金。在鴇鉆類硬質合金中，碳化鴇的含量越多，鉆的含量越少，則合金的硬度、紅硬性及耐磨性越_面但強度和韌性越_低三、問答題1 .鋁合金分為那兩大類，變形鋁合金有哪 4類，常用的鑄造鋁合金有哪些類型。答：（1）變形鋁合金和鑄造鋁合金（2）變形鋁合金分為：防銹鋁合金、硬鋁合金、超硬鋁合金和鍛鋁合金（3）常用的鑄

23、造鋁合金有：鋁硅鑄造合金、鋁銅鑄造合金、鋁鎂鑄造合金和鋁鋅鑄造合金2 .銅按化學成分分為哪3大類，銅合金牌號的表示方法。H62、QSn4-3、ZCuSn10P1 的含義。答：（1）同按化學成分可分為：黃銅、青銅及白銅（2）加工銅合金：加工黃銅：漢字+數字 加工青銅：“Q” +第一主加化學元素符號及含量+其他合 金元素含量鑄造銅合金：“Z” +銅元素化學符號+主加元素的化學符號及含量+其它合金元素符 號及含量（3） H62:表示質量分數為62%、余量為鋅的加工黃銅；QSn4-3:表示wsn=4%、其他合金元素 wzn=3%、余量為銅的加工錫青銅。ZcuSn10P1:表示錫含量為10%、含磷量為1

24、%、余量為銅的鑄造錫青銅3 .滑動軸承合金應具有怎樣的性能和理想組織？答：（1）應具有的性能：良好的磨合性及較低的摩察系數：足夠的抗壓強度、 疲勞強度；好的耐磨性；足夠的塑性和韌性；良好的耐腐蝕性、導熱性和小的熱 膨脹系數；好的鑄造性能。（2）應具有的理想組織：軟基體硬質點組織和硬基體軟質點組織4 .制作刃具的硬質合金材料有哪些類別？常用硬質合金刃具的牌號。答：鴇鉆類硬質合金（YG+w Co）鴇鉆鈦類硬質合金（YT+WTic）通用硬質合金（YW+ 順序號）第9章鑄造一、名詞解釋1.鑄造 2.砂型鑄造 3.澆注系統(tǒng) 4.流動性 4.收縮性 5.分型面6.起模斜度二、填空題1 ,收縮的三個階段：液

25、態(tài)收縮、凝固收縮、固態(tài)收縮C2 .型砂和芯砂主要由 _砂_、粘結劑J 禾口 .水_組成。3 .造型材料應具備的性能有 塑性、業(yè)K性、透氣性、退讓性、潰散性等。4 .手工造型方法有：整模造型、分模造型、挖砂造型、假箱造型、活塊造型、三箱 造型和刮板造型等。5 .澆注系統(tǒng)由 澆口杯、直澆道、橫澆道、和內澆道組成。三、問答題1 .鑄造生產有哪些優(yōu)缺點？答：（1）較高的適應性；（2）具有良好的經濟性；（3）鑄件力學性能較差，質量不穩(wěn)定。2 .選擇鑄件分型面時，應考慮哪些原則 ？答：（1）應減少分型面的數量，最好使得鑄件位于下型中；（2）盡量采用平直面作為分型面，少采用曲面作為分型面（3）盡量使鑄件的主

26、要加工面和加工基準面位于同一個沙箱中（4）分型面一般都取在鑄件的最大截面處，充分利用沙箱的高度，不要使模樣在一箱內過高。3 .鑄件上產生縮孔的根本原因是什么？順序凝固為什么能避免縮孔缺陷？答：（1）金屬的收縮（2）順序凝固是指鑄件按“薄壁一厚壁一冒口”的順序進行凝固的過程。按照這個凝固順序,使鑄件各個部位均能得到金屬液的充分補縮， 最后將 縮孔轉移到冒口之中，即可得到無縮孔的致密鑄件 。4 .冒口和冷鐵有什么作用？如何設置冒口和冷鐵?答：（1）冒口是用以貯存補縮金屬液的空腔；冷鐵是用鑄鐵、鋼或銅等金屬材料制成的，用增大鑄件局部冷卻速度的激冷物；（2）冒口的尺寸應保證冒口中的金屬液比 鑄件需要補償部位的凝固得晚，并有足夠量的金屬液；冒口的數目應根據有效補縮 距離和鑄件上需要補縮部位的多少而定； 為增大冒口的有效補償距離 L,常與冷鐵 配合用，或采用補貼工藝。第10章鍛壓一、名詞解釋1.冷變形強化2.再結晶 5.可鍛性 6.鍛造流線7.鍛造比、填空題1 .塑性與變形抗力是衡量鍛造性優(yōu)劣的兩個主耍指標. 塑性愈高，變形抗力愈小. 金屬的可鍛性就愈好。2 .隨著金屬冷變形程度的增加，材料的強度和硬度 衛(wèi)，塑料和韌性正隆，使金 屬的可鍛性變差。3 .金屬塑性變形過程的實質就是位錯面沿著滑移面運動的過程。隨著變形程度的增加，位錯密度 增大，