工程材料復習

1、工程材料復習要點 學習工程材料有關理論及分析方法；了解化學成分加工工藝組織結構性能四者關 系；掌握常用工程材料的特性及應用；合理選材進行工程設計。1、晶體的結構特點、晶體中的缺陷與晶體材料性能之間的關系。2、相、組織與合金性能三者之間的關系。3、金屬凝固的條件、影響因素及基本過程。4、鐵碳系合金成分、組織和性能間的關系，鋼鐵及有色金屬材料牌號及含義。5、熱處理主要目的、分類及應用。6、金屬的主要強化方法。7、塑性變形對金屬組織和性能的影響。8、高分子材料結構特點和性能特點。9、陶瓷材料的化學組成、結合鍵類型和性能特點。10、復合材料特點及主要強化機理。11、常見機械零部件的服役狀態(tài)、選材、熱處

2、理工藝及組織性能特點。復習要點一、名詞解釋：晶格（空間點陣） ，同素異構現(xiàn)象（多形性） /同素異構轉變（多形性轉變） ，致密度，配位 數(shù)，單晶體，多晶體，過冷現(xiàn)象 /過冷度，自發(fā)形核，非自發(fā)形核，變質處理，合金，固溶 體（置換固溶體，間隙固溶體，金屬化合物 /中間相），固溶強化，鐵碳合金，鐵素體，奧素 體，滲碳體，萊氏體，珠光體，熱處理（完全退火，球化退火，正火，淬火，回火）二、比較異同點：晶體非晶體，凝固與結晶，相組織組成物，共晶反應共析反應，淬透性 / 可淬性淬硬性 / 可硬性，表面淬火化學熱處理，結晶再結晶三、熟練掌握：1、立方晶系晶向與晶面的畫法和表達方式，密排面與密排方向。2、根據(jù)相

3、圖確定合金平衡結晶過程、分析合金有關性能特點；能運用杠桿定律計算相的比 例和組織比例，掌握鐵碳相圖形狀及主要點成分。3、鋼鐵、有色金屬材料及高分子材料的選用；典型零件（軸類、盤類、箱座類）材料和熱 處理類型的選擇。4、其它：參考作業(yè)。思考題一判斷題：1.材料的強度高，其硬度就高，所以剛度大。2.所有的金屬都具有磁性，能被磁鐵所吸引。3.所有的金屬材料均有明顯的屈服現(xiàn)象。4. 提高材料硬度可以提高其耐磨性。6. 單晶體是各向同性。7.增加金屬中點、線、面缺陷的數(shù)量可以降低強度和硬度。8. 環(huán)境溫度越低材料沖擊韌性越好。9. 對稱循環(huán)疲勞極限c-1 數(shù)值高說明材料的疲勞性能好。10. 冷速越快，熔

4、融金屬結晶過冷度越大，金屬實際結晶的溫度就越低。11. 過冷是金屬結晶的必要條件，過冷度越大，金屬結晶的推動力越大，結晶傾向就越大。12. 結晶的本質是金屬從液體過渡到固體的轉化過程。13.結晶的過程是由晶核形成和晶粒長大兩個階段構成，增加過冷度并依靠自發(fā)形核可以細 化金屬的晶粒。15.溶質晶體結構與固溶體晶體結構相同。16.置換固溶體的固溶強化效果大于間隙固溶體。17.無限固溶體的固溶強化大于有限固溶體。18 實際金屬結晶時，由于不平衡結晶，先析出的晶體含有較多的低熔點組元，由此形成晶 粒內(nèi)部的化學成分不均勻現(xiàn)象叫做枝晶偏析。19. 珠光體是組成鐵碳合金組織的一個重要的相。20.亞共析鋼在室

5、溫下的平衡組織為F+Fe3C。21. 碳鋼的 C 含量越高，組織中 P 比例就越高，其強硬度越高，而塑和韌性越低。22. 鋼中磷、硫屬于有害元素，其中磷導致熱脆，而硫使鋼產(chǎn)生冷脆。23普通碳結鋼（如 Q255-C - TZ）同時保證力學性能和化學成分。26鋼中強形成碳化物元素（如 Ti、Nb V、W Cr、Mo 等）阻礙晶粒長大，從而降低其A晶粒尺寸。27. 本質晶粒度是表示不同鋼種A 體晶粒長大傾向的指標。28. 過冷 A 等溫轉變量為50%時，其轉變速度最慢。29. 過冷 A 轉變溫度越高，其轉變產(chǎn)物硬度越高。30. 珠光體 P、索氏體 S 和屈氏體 T 組織之間沒有本質上的差別，只是它們

6、的組成相彌散度、性能和形成條件不同。31. 珠光體 P 硬度索氏體 S 硬度屈氏體 T 硬度。32. 珠光體型 P 轉變是屬于半擴散型轉變， 貝氏體型轉變是屬于擴散型轉變， 而馬氏體轉變 是屬于無擴散型轉變。33. 馬氏體轉變溫度 貝氏體轉變溫度 珠光體溫度，所以馬氏體硬度貝氏體硬度 珠光體硬度。34. 鋼中 C 越高，過冷 A 穩(wěn)定性越高，其 C-曲線右移。35. 大多數(shù)合金元素均能提高過冷A 穩(wěn)定性，從而 C-曲線右移。36. 完全退火的目的是重結晶細化晶粒，降低鋼的硬度，改善其機加性能。37. 球化退火的目的是降低低碳鋼的硬度，改善其機加性能，并為淬火作組織調(diào)整。38. 低碳鋼正火的目的

7、是提高其硬度，改善其機加性能；而高碳鋼正火的目的是消除過共析 鋼網(wǎng)狀 Fe3C,為球化退火作組織準備，或者細化晶粒、組織均勻化、消除內(nèi)應力、提高其強 硬度。39. 低碳鋼淬火硬度不足或不均勻的原因之一是淬火加熱溫度過低或保溫時間不足，從而導致淬火組織中存在鐵素體相（軟點） 。40. 回火一般與淬火處理相配套，以期達到預期的組織（M 回、T 回和 S 回火）和性能。41. M 回、 T 回和 S 回組織與對應的 M 、 T 和 S 組織沒有區(qū)別。42. 調(diào)質處理是淬火+中溫回火，以獲得 T 回的操作。43. 亞共析鋼 C 含量越高或過共析鋼含量越低，其淬透性越高。44. 大多數(shù)合金元素使鋼的 C

8、 曲線右移，從而導致其淬透性提高。45. 同一鋼材，在相同的加熱條件下，水冷比油冷的淬透性好。46. 只要采用本質細晶粒鋼，就可以保證在熱處理時得到細小的奧氏體晶粒。47. 表面淬火既能改變鋼的表面的化學成份，也能改善其心部的組織與性能。48. 細化晶粒的主要工藝措施有：孕育處理、變質量處理 （Al-Si 鑄造合金 ）、壓力加工 （塑性 變形 ） 和熱處理。49. 金屬強化方法有細化晶粒、固溶強化/合金化、第二相強化 /彌散強化、冷加工強化等。51. 提高中、低碳鋼耐磨性的措施有表面淬火、化學熱處理（滲C 滲 N/N 化、碳氮共滲一氰化）。52. 形變鋁合金的強化措施是淬火+時效（自然 /人工

9、）。53. 鑄造鋁合金的強韌化措施是鈉鹽變質處理（原因自己補充） 。54. 高聚物結晶度分子排練緊密分子間結合力鏈運動困難T熔點/密度/強度/剛度/耐熱f彈性/塑韌性J。56. 聚四氟乙烯的摩擦系數(shù)很小，在無潤滑少潤滑的工作條件下是極好的耐磨減磨材料。57. 陶瓷材料的結合鍵是混合鍵：離子鍵+共價鍵。58. 陶瓷硬度 淬火鋼硬度 高聚物硬度。59. 復合材料增強形式：纖維增強、顆粒增強、層狀增強。60. 辨別材料牌號。請指明牌號中的數(shù)字和符號的含義、材料所屬的類別以及用途。08F T8 4Cr13 25Cr2Ni4WA GCr9SiMn 5CrMnMo 16Mn W18Cr4V 60Si2Mn

10、A H68 HT200 20CrMnTi 0Cr18Ni9 Q235二、填空題：1.a-Fe 是_晶體結構，其晶胞原子數(shù)為_、原子半徑_（設a 為晶格常數(shù)）、配位數(shù)_。2. 液態(tài)金屬凝固時，冷卻速度愈快則過冷度_。3. 固溶體凝固后出現(xiàn)的一種成分不均的缺陷稱為_,它可以用_熱處理方法消除。4._晶體中的一維缺陷稱之為_, 它可以分為 和_兩種。5.金屬材料的硬度隨材料的不同而采用不同測試方法，一般鋁合金采用_法，硬質合金刀片采用_法，滲碳件采用_法。6. 塑性變形的金屬加熱時，隨溫度的升高將依次發(fā)生_、_、_等現(xiàn)象。7. 鋼中的_元素引起熱脆，_元素引起冷脆，_元素引起白點，_元素引起蘭脆。8

11、. 過冷奧氏體等溫轉變曲線包括_、_和_三個轉變區(qū)域，其轉變產(chǎn)物中_組織的硬度最高，_和_組織的綜合機械性能最好，_和_組織的脆性 大。9._鋼在熱處理時控制奧氏體晶粒度的主要參數(shù)是_和_10._滑移是通過來實現(xiàn)的。11._冷處理的目的是， 此時發(fā)生的殘余奧氏體的轉變產(chǎn)物為_。12.20CrMnTi 鋼在 1000C加熱并保溫一段時間，然后淬火，其最終組織是_該組織的含碳量為_。13. 鋁合金的強化除了熱處理強化外，還可以進行_強化。14. W18C4V 鋼中的 W 元素的主要作用是_;16Mn 中的 Mn元素主要作用是_;GCr15 鋼中的 Cr 元素的主要作用是15. 鐵水的最低理論結晶溫

12、度是_。16. 鋼在加熱過程中產(chǎn)生的過熱缺陷可以通過_熱處理來消除。17._材料的機械性能主要取決于材料的_和_18.S10 的物理意義是_。19. 描述晶胞的參數(shù)稱為_, 其中各棱邊的尺寸a、b、c稱為_20.fcc晶胞的密排面是_，其晶胞原子數(shù)為_配位數(shù)為_。21.晶體中的線缺陷稱為_, 它可以分為兩類，分別是_和_。22. 液態(tài)金屬凝固時，冷卻速度越快則過冷度AT越_。23. 液態(tài)金屬進行鑄造時， 為達到細化晶粒的目的而加入其它物質作為人工晶核的處理方法稱為_。24. 金屬塑性變形時， 在外形變化的同時， 內(nèi)部晶粒的形狀也發(fā)生變化， 當變形量很大時形成_，實材料表現(xiàn)出明顯的各向異性。25

13、. 塑性變形后的金屬，加熱進入回復階段， 此時_恢復， 而_基本未變。26. 消除枝晶偏析的熱處理方法是_,而消除加工硬化的熱處理方法_。27. 鋼中存在雜質元素， 對性能有較大影響， 其中硫使鋼產(chǎn)生_、磷使鋼產(chǎn)生_。硅鋁明 硬鋁合金防銹鋁合金28. Q235- AF的含義是_。29. ZG25、65Mn T12A 三種鋼的平均含碳量分別是_、_、_。30. 鋼在熱處理時控制奧氏體晶粒度所控制的主要參數(shù)是_和_31. 液態(tài)金屬結晶時冷卻速度愈快則過冷度 （）。32. 晶體中的一維缺陷稱為（），二維缺陷稱為（） 。33. 塑性變形的金屬加熱時，隨溫度的升高將依次發(fā)生（） 、（）、（ ）等現(xiàn)象。3

14、4. 金屬變形的基本方式是（）和（）。35. 鋼在淬火后回火的目的是（）。36. F、P 與 FesC 相比較，（）強度最高。37. 鋼的含碳量為（）。38. 工程材料通常分為_、_、_、_等四類。39. 晶體中的主要缺陷有_，_，_。40. 二元合金中的恒溫轉變過程有_和_轉變，其反應式分別為_、_。41. 單晶體塑性變形的基本方式為_和_。42. 鐵碳相圖表明鐵碳合金的平衡相有_、_、_、_、_等五種。43. 高速鋼淬火后，在 550570C三次回火后的組織是_。44. 鋁合金分為_和_；_屬于不可熱處理硅鋁明 硬鋁合金防銹鋁合金強化的鋁合金。鑄造鋁合金 鍛鋁合金 變形鋁合金45. 金屬材

15、料的強化機制有_、_、_、_等四種；變質處理主要是利用_強化方式，16Mn 鋼中加入 Mn 元素是利用_強化機制。46. 機械零件的主要失效方式有_、_、_。47.固溶體凝固后出現(xiàn)的一種成分不均的缺陷稱為 ()。48 晶體中的一維缺陷稱為()，二維缺陷稱為()。49. 60Si2Mn 、 GCr15、 1Cr18Ni9Ti 三種鋼的平均含碳量分別為( )、( )、( )。50 . 鋼在淬火后回火的目的是 ()。51 . 調(diào)質處理是指 ()。52. 所學過的材料的力學性能指標中，強度指標有 ( )、 ( ) 、 ( )和( ) ；塑性指標有 ( ) 和( ) ；韌性指標有 ( ) 和 ( )。5

16、3.材料的硬度反映的實質是 ( )54 晶體的特點是具有 ( ) 性和( ) 性。55. 液態(tài)金屬結晶時，要細化晶粒度，通常采用的方法有 ( ) 、 ( )和( ) ；細化晶粒的作用是 ( )56.金屬材料冷熱加工的區(qū)別是 ();鎢在 1 1 0 0C加工屬于()加工，錫在室溫下加 工屬于()加工。(其中鎢的熔點是 3 4 1 0C,錫的熔點是 2 3 2C)57. 鋼的退火工藝中用于消除加工硬化的是 ( ) 工藝；用于消除枝晶偏析的是 ( ) 工藝；結 構鋼在鍛造后應用 ( )工藝消除熱加工缺陷；要消除熱處理產(chǎn)生的過熱組織應用 ( ) 工藝。58. 鋼淬火的目的是 ( ) ；鋼回火的目的是

17、( )； 鋁合金淬火的目的是 ? ) ；鋁合金時效的目的是 ? )； 鋼時效的目的是 ( ) ；鑄鐵時效的目的是 ( ) ；鋁合金固溶處理的目的是( ) ；奧氏體不銹鋼固溶處理的目的是 ( )59.調(diào)質和正火兩種熱處理工藝所得到的組織分別為 ( ) 和( )， 它們的區(qū)別在于 ( )。60.鑄鐵的力學性能主要取決于 ( ) ，鑄鐵的組織有三種基體，分別是 ( )、 ( ) 和( )。61. 玻璃鋼是 ( ) 和( ) 復合而成的材料。62.辨別下列材料牌號 ( 材料的用途請舉一例 )9 S i C r 的材料類別是 ( ) ，9 的含義是 ( ) ， S i 的作用是 ( ) ，其使用狀態(tài)組織 是( ) ， 其用途是 ( ) ；6 0 S i 2 M n 的材料類別是 ( ) ，6 0 的含義是 ( ) ， S i 的作