吉大工程材料答案

1、一.晶 格 ： 表 示 晶 體 中 原 子 排 列 規(guī) 律 的 空 間 格 子 叫 做 晶 格晶胞：是表示晶格幾何特征的最基本單位。晶格常數(shù) ：晶胞各掕邊的尺寸abc過冷度：實際結(jié)晶溫度總是低于理論溫度結(jié)晶溫度的，這種現(xiàn)象叫做過冷現(xiàn)象。兩者的溫 度差值被稱為過冷度變質(zhì)處理： 有意地向液態(tài)金屬中加入某些與結(jié)構(gòu)相近的高熔點雜質(zhì)，就可以依靠非自發(fā)形 核，提高形核率，使晶粒細化。位錯：在晶格中，發(fā)生一列或者幾列原子由規(guī)律錯排的現(xiàn)象。二.滑移： 滑移指在切應(yīng)力作用下，晶體的一部分沿一定的晶面和晶向，相對于另一部分 發(fā)生相對位移?；葡?：晶體中一個滑移面及該面上一個滑移方向的組合。臨界切應(yīng)力： 能引起滑

2、移的最小切應(yīng)力。加工硬化 ：金屬材料在再結(jié)晶溫度以下塑性變形時強度和硬度升高，而塑性和韌性降低的 現(xiàn)象。又稱冷作變化。回復(fù)：在加熱溫度較低時，變形金屬中的一些點缺陷和位錯的遷移而引起某些晶內(nèi)變化。再結(jié)晶:經(jīng)冷變形后的金屬加熱到再結(jié)晶溫度時， 又會發(fā)生相反轉(zhuǎn)變， 新的無應(yīng)變的晶粒取代原先變形的晶粒，金屬的性能也恢復(fù)到變形前的情況。這一過程稱為再結(jié)晶。臨界變形度 ：晶粒異常長大的現(xiàn)象熱加工： 在再結(jié)晶溫度以上的加工。冷加工 ：在再結(jié)晶溫度以下的加工。三合金 ：一種金屬元素與另外一種或者幾種金屬或非金屬元素相互溶合而形成的具有金屬特性的物質(zhì) 組元：組成合金的最基本，能夠獨立存在的物質(zhì)。相：在金屬或合

3、金中，凡是具有相同成分，相同晶體結(jié)構(gòu)并與其他部分由界面分開的均勻 的組成部分。組織：由相組成，是由于組成相的種類，相對數(shù)量，晶粒形狀，大小及分布形態(tài)等的不同， 而分別具有不同形態(tài)特征的相得組成物。相圖：表示合金系中含金在平衡條件下各相的存在狀態(tài)與溫度，成分間的關(guān)系圖解。置換固溶體 ：溶質(zhì)原子占據(jù)溶劑晶格中的結(jié)點位置而形成的固溶體稱之為置換固溶體。間隙固溶體 ：合金中溶質(zhì)元素的原子融入溶劑原子點陣的間隙位置所形成的固溶體。金屬化合物： 合金組元發(fā)生相互作用而形成一種具有金屬特性的物質(zhì)成為金屬化合物。枝晶偏析： 如果結(jié)晶過程冷卻速度較快，以樹枝晶方式結(jié)晶的固溶體中，先后結(jié)晶的樹枝 狀晶體內(nèi)成分不均

4、勻的現(xiàn)象。固溶強化： 通過向溶劑金屬中溶入溶質(zhì)元素形成固溶體，而使固溶體合金強度，硬度升高 的現(xiàn)象。彌散強化 ：當(dāng)二次相以細小粒子均勻彌散地在固溶體晶粒中析出，會是合金的強度，硬度 增加，塑性，韌性稍有降低。四鐵素體 ：鐵素體是碳溶于體心立方晶格的a-F中的所形成的間隙固溶體。珠光體 ：珠光體是奧氏體與滲碳體組成的共析體。奧氏體 ：碳溶于面心立方晶格r-F之中所形成的間隙化合物。滲碳體 ：一種具有復(fù)雜晶格的間隙化合物萊氏體： 液態(tài)鐵碳合金發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變形成的奧氏體和滲碳體所形成的共晶體。 （當(dāng)溫度高于727，萊氏體由奧氏體和滲碳體組成，符號為Ld。低溫萊氏體：由 珠光體，二次滲碳體和共晶滲碳體組

5、成。熱脆：當(dāng)鋼材在10001200進行熱加工時，由于共晶體溶化會沿著奧氏體晶界開裂，鋼材 變得極脆。冷脆：磷固溶于鐵素體中，雖然可使鐵素體的強度，硬度提高，但室溫下鋼的塑性，韌性 急劇下降。五奧氏體的起始晶粒度： 珠光體剛剛?cè)哭D(zhuǎn)化為奧氏體的晶粒大小。實際晶粒度： 鋼在某一具體熱處理條件下所獲得奧氏體晶粒大小。本質(zhì)晶粒度： 用來比較在一定條件下的奧氏體晶粒長大的傾向。索氏體： 在650600溫度范圍形成的細片狀珠光體。屈氏體： 在600550溫度范圍內(nèi)形成的極細珠光體。上貝氏體：形 成溫度為550350范圍內(nèi)，形態(tài)為羽毛狀，其鐵素體呈條狀平行排列，細小 滲碳體以不連續(xù)短桿狀形態(tài)分布于條狀鐵素體

6、之間的晶界上。下貝氏體：形成溫度為350Ms范圍內(nèi)，其鐵素體呈針狀極細小的碳化物均勻，并與鐵素 體針長軸呈5565角方向上分布于鐵素體針內(nèi)部。馬氏體：（當(dāng)鋼的過冷度奧氏體大魚淬火臨界速度冷卻到M以下時將發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變），從 本質(zhì)上說馬氏體就是碳在a-F中的過飽和間隙固溶體。過冷奧氏體 ：當(dāng)奧氏體冷至臨界溫度以下，奧氏體處于不穩(wěn)定狀態(tài)，稱為過冷奧氏體。殘余奧氏體 ：淬火未能轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體而保留到室溫的奧氏體。淬透性： 至奧氏體化后的鋼在淬火時獲得馬氏體而不形成其他組織的能力。淬火臨界冷卻速度 ：曲線上有一臨界冷卻速度v與轉(zhuǎn)變開始線相切，它是獲得全部馬氏體 組織的最小冷卻速度。淬硬性： 鋼淬火后獲得

7、馬氏體組織的最高硬度 完全退火：將鋼件加熱到Ac3以上3050,保溫一定時間后，隨爐緩慢冷卻至500度以下 后在空氣中冷卻至室溫的一種熱處理工藝。等溫退火：某些高合金鋼加熱到Ac3以上3050度，保溫到一定時間奧氏體化后，以較快 速度冷卻到珠光體C曲線鼻尖部位，并進行等溫轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變結(jié)束后，可空冷至室溫的工藝。球化退火：將鋼加熱至Ac1Acm之間，經(jīng)保溫后緩慢冷卻使鋼中碳化物球化，獲得球化組 織的一種熱處理工藝。正火：將鋼件加熱到Ac3.或Accm以上3050度，保溫后從爐中取出再空氣中冷卻的一種 工藝。淬火：將鋼加熱，保溫奧氏體化后，以大于Vk速度冷卻得到馬氏體的組織的熱處理工藝?；鼗穑?將淬

8、火后的鋼加熱到臨界溫度Ac1以下某一溫度，保溫一定的時間然后冷到室溫的 一種熱處理工藝?；瘜W(xué)熱處理 ：將金屬工件放入含有某種活性原子的化學(xué)介質(zhì)中，通過使介質(zhì)中的活性原子 被吸收，擴散滲入工件一定深度的表層，改變表層的化學(xué)成分和組織并獲得與心部不同的 性能和熱處理?；鼗瘃R氏體 ：由單相過飽和a固溶體分解為由過飽和a固溶體與e碳化物組成的兩相混合 物，這種混合物稱為回火馬氏體。回火屈氏體 ：有片狀鐵素體和極細粒狀滲碳體組成。調(diào)質(zhì)處理： 淬火與高溫回火的熱處理工藝。表面淬火 ：利用快速加熱裝置將工件表面迅速加熱至淬火溫度，而不等量傳至中心，便立 即進行淬火冷卻的一種熱處理工藝。六回火穩(wěn)定性 ：表示鋼

9、會回火時發(fā)生軟化過程的抵抗能力。二次硬化 ：在一次回火溫度下硬度出現(xiàn)峰值的現(xiàn)象?；鼗鸫嘈裕?隨回火高溫升高而沖擊韌性下降的現(xiàn)象。熱硬性:刀具在高溫下保持高硬度的能力 調(diào)質(zhì)鋼：經(jīng)過調(diào)制處理后使用的碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼。滲碳鋼： 對低碳鋼進行表面滲碳，并經(jīng)淬火和低溫回火，以提高表面的硬度，耐磨性，而 心部仍保持一定的強度及較高的塑性，韌性。二次淬火 ：在高合金鋼中回火冷卻時殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，而致使硬度升高的現(xiàn)象。七石墨化 ：鑄鐵中碳原子的析出并形成石墨的過程可鍛鑄鋼 ：可鍛鑄鋼是由白口鑄鐵經(jīng)可鍛化退火后獲得，其石墨團絮狀或雪花狀，它大大 減弱了對基體的割裂能力，具有較高的強度，并有一定得塑

10、性和韌性，其力學(xué)性能較普通 灰鑄鐵高，但因生產(chǎn)周期長，成本高，只用于制造一些重要的零件。球墨鑄鐵： 鑄鐵組織中石墨形態(tài)是球狀，對基體的割裂和盈利集中都是大大減小，因而球 墨鑄鐵具有較高的硬度和良好的塑性和韌性，力學(xué)性能較高，因而得到了愈來愈廣泛的應(yīng) 用?；铱阼T鐵 ：鑄鐵組織中的石墨形態(tài)呈片狀結(jié)晶，這種鑄鐵性能雖不太高，但因生產(chǎn)工藝簡 單，成本低，價格低廉故在工業(yè)上應(yīng)用廣泛。八固溶處理 ；將合金加熱為單相a固溶體，然后將其急冷得到的不穩(wěn)定過飽和的a固溶 體的熱處理方法巴氏合金（個人發(fā)揮）：例如錫基巴氏合金，錫中形成a固溶體為軟基體，加入的其他元素 形成的古溶體為硬質(zhì)點，最終提高了合金的耐磨性。自

11、然時效:在室溫下進行的時效人工時效 ：在加熱條件下進行的時效九：單體： 至少能形成兩個或兩個以上新建的有機小分子才能成為單體。鏈節(jié)：鏈節(jié)指組成聚合物的每一重復(fù)結(jié)構(gòu)單元聚合度：指聚合物分子鏈中連續(xù)出現(xiàn)的重復(fù)單元的次數(shù)。用n表示。玻璃態(tài)：當(dāng)非結(jié)態(tài)高分子聚合物的溫度小于Tg時，高聚物表現(xiàn)非晶態(tài)固體像玻璃一樣。高彈態(tài)：當(dāng)非結(jié)態(tài)高分子聚合物的溫度小于Tg時，存在的一種物理狀態(tài)。粘流態(tài)： 當(dāng)溫度高于粘流化溫度Tf并繼續(xù)升高， 高聚物得到的能量足夠使整個分子鏈都可 以自由行動，從而成為能流動的粘液，其粘度比液態(tài)低分子化物的粘度要大得多，所以稱 為粘流態(tài)。工程塑料： 能作為結(jié)構(gòu)材料在機械設(shè)備和工程結(jié)構(gòu)中使用的

12、塑料。熱塑性材料 ：它的分子鏈具有線性結(jié)構(gòu)，用聚合反應(yīng)生成。熱固性材料：它 的分子鏈在固化而成型前呈線性結(jié)構(gòu)，通常用縮聚反應(yīng)表示。有機玻璃：這種高分子透明材料的化學(xué)名稱叫聚甲丙烯酸甲酯，是由甲基丙烯酸甲酯聚合而成的復(fù)合材料： 兩種或兩種以上性質(zhì)不同的材料組合的一種多相固體材料。第一章一、金屬為何具有良好的導(dǎo)電性，正電阻溫度系數(shù)以及良好的塑性變形能力？1，良好的導(dǎo)電性 是因為在外界電場作用下， 其中的自由電子能沿電場方向定向移動， 易 形成電流。2，良好的塑像變形能力 因為金屬晶體受到外力作用而使原子發(fā)生相對移動， 金屬正離子 始終被包圍在電子云中， 即金屬鍵不受破壞而依然存在， 從而表現(xiàn)出良好

13、的塑性變形能力。3，正電阻溫度系數(shù) 因其考電子導(dǎo)電，當(dāng)溫度上升，正離子或原子震動加劇，阻礙自由電 子通過，式電阻升高。二 金屬晶體中常見的晶格類型有哪幾種？屬于這幾種常見的晶格類型有哪些？ 體心立方， 鐵鉻鎢鉬釩。面心立方，銅金銀鋁鐵。密排六方晶格，鎂鋅鈦 四、為什么金屬結(jié)晶一定要有過冷度？過冷度與冷卻速度有什么關(guān)系？對結(jié)晶后晶粒大小 有何影響？結(jié)晶溫度Tn與理論結(jié)晶溫度TO之間的溫度差成為“過冷度”，要是液體進行結(jié)晶，就必須 是結(jié)晶溫度低于理論結(jié)晶溫度，是液體與晶體之間長生能量差，即“自由能差”形成液體 向晶體轉(zhuǎn)變的驅(qū)動力，才能完成結(jié)晶過程，所以金屬結(jié)晶一定要有過冷度。冷卻速度快， 過冷度大

14、，過冷度大，晶粒細小。第二章1、 為什么金屬晶粒越細，強度越高，塑性韌性也越好？答：金屬的晶粒越細，其晶界的總面積越大，塑性變形的抗力也越大，強化作用也越大； 晶粒越細，單位體積的晶粒越多，變形時同樣的變形量可以有更多的晶粒來承擔(dān)，是塑性 變形越均勻些，減小應(yīng)力集中，推遲了最終引起斷裂的裂紋的發(fā)生合發(fā)展，從而提高了金 屬的塑性和韌性。所以晶粒越細，強度、硬度越高；塑性韌性越好。2、 什么叫加工硬化？他給生產(chǎn)帶來哪些好處和困難？加工硬化：經(jīng)過冷態(tài)下塑性變形之后的金屬的力學(xué)性能要發(fā)生很大的變化，其強度和硬度 隨變形量的增加而增加，同時塑性卻隨之降低，這種現(xiàn)象叫加工硬化或冷作硬化。優(yōu)點：冷擠壓、冷沖

15、壓、冷軋制等加工工藝會使產(chǎn)品具有尺寸精度高及表面質(zhì)量好。缺點： 金屬的加工硬化使其強度和硬度上升，塑性下降，必然給金屬材料的加工帶來困難。3、熱加工對金屬的組織和性能有什么影響？金屬在熱加工時為什變形阻力較小？熱加工后金屬的組織與性能產(chǎn)生很大的變化 主要表現(xiàn)在以下幾個方面：1） 經(jīng)過熱加工后，可以把鑄態(tài)金屬中粗大的枝晶、柱狀晶以及夾雜物破碎為細小的晶粒， 從而是晶粒細化。2） 通過熱加工，可是鑄態(tài)金屬中的氣孔、疏松焊接，提高至密度。3） 熱加工還可以改變鑄態(tài)金屬中的成分偏析和夾雜物的分布，是原來沿著樹枝晶分布的偏 析元素和夾雜物發(fā)生改變，而是他們沿變形方向拉長分布，形成在宏觀監(jiān)測時通常所稱的“

16、流線”。流線時金屬的力學(xué)性能出現(xiàn)明顯的各向異性，與流線平行方向的強度、塑性、韌 性明顯大于垂直方向相應(yīng)的性能。4、金屬冷加工塑性變形后，組織和性能發(fā)生什么變化？組織結(jié)構(gòu)發(fā)生的變化：1）為錯密度增加，晶粒破碎，亞結(jié)構(gòu)增加。2）、晶粒拉長，出現(xiàn)纖 維狀組織，產(chǎn)生織構(gòu)現(xiàn)象，晶界模糊不清。 出現(xiàn)殘余應(yīng)力。性能：金屬的加工硬化使其強度和硬度上升，塑性下降，必然給金屬材料的加工帶來困難； 電阻上升，耐蝕性降低5、冷加工塑性變形后， 經(jīng)加熱，發(fā)生回復(fù)，再結(jié)晶的過程中， 組織和性能會發(fā)生什么變化？ （回復(fù)）晶粒大小形貌無明顯變化，強度硬度和塑性不明顯變化，內(nèi)應(yīng)力下降，脆性降低， 金屬中的點位錯和缺陷發(fā)生遷移（

17、再結(jié)晶）組織上完全變成均勻的等軸晶粒，強度升高， 塑性升高6、金屬塑性變形造成哪幾種殘余應(yīng)力？殘余應(yīng)力對機械零件可能產(chǎn)生哪些影響？ 產(chǎn)生的原因主要是由于金屬的塑性變形具有嚴重的不均勻性。參與內(nèi)應(yīng)力通常分為三種： 金屬表層與心部的變形量不同會形成第一種內(nèi)應(yīng)力；晶粒之間或經(jīng)歷內(nèi)部不同區(qū)域之間的 變形量的不同會產(chǎn)生第二種內(nèi)應(yīng)力；位錯等晶格缺陷在塑像變形過程中的大量增加引起缺 陷附近晶格畸變會產(chǎn)生第三種內(nèi)應(yīng)力。第三種內(nèi)應(yīng)力是使金屬強化的主要原因，也是變形金屬的主要內(nèi)應(yīng)力。前兩種內(nèi)應(yīng)力在多 數(shù)情況下會降低金屬的強度，并且有可能發(fā)生一定的應(yīng)力松弛而引起金屬的變形。但是， 表面壓力的形成可以有效的提高工件的

18、疲勞強度，所以彈簧和齒輪等零件往往采用噴丸處 理，這也是利用參與內(nèi)應(yīng)力的例證。7、金屬再結(jié)晶溫度受到哪些因素的影響？1），金屬的預(yù)先變形程度越大，再結(jié)晶的溫度越低；2）、金屬的熔點高，其再結(jié)晶溫度高；3）、金屬中的微量雜質(zhì)及少量合金元素都會使再結(jié)晶溫度升高；4)、加熱速度越快，保溫時間較短，就會使再結(jié)晶推遲到較高的溫度上進行8、對冷加工塑像變形金屬進行再結(jié)晶退火前后的組織和性能有何變化？再結(jié)晶的金屬在組織上已經(jīng)完全變成均勻的等軸晶粒，即恢復(fù)到它變形前的組織相似的狀 態(tài)，所以力學(xué)性能也恢復(fù)到它變形以前的性能狀態(tài)，表現(xiàn)為升高了的強度，硬度重新降下 來，下降的了塑性又重新升上去，即消除了加工硬化。第

19、三章4、回答問題(1)什么是相？什么是組織？共晶體(a+B)、次生相 al 和是相還是組織？相在金屬或合金中， 凡是具有相同成分、 相同晶體結(jié)構(gòu)并與其他部分有界面分開的均 勻的組成部分，均稱之為相。組織固態(tài)合金中存在著這種各樣具有不同形貌特征的相的組合物，亦即不同組織組合 物。(a+B)是組織；al 和是組織。(固態(tài)合金中相的組成物，通常用希臘字母 aBY來表示，作為相的代表符號，其符 號下方不加角標。組織組成物中向的代表符號通常要在下方加以角標或另加圓括弧，例如 a 初 B初，al, (a+B) , B片，B粒，a 片等以表達其來源或形貌特征。)(2-)什么是固溶強化？固溶強化的原因是什么？

20、通過向溶劑金屬中溶入溶質(zhì)元素形成固溶體， 而使固體合金強度， 硬度升高的現(xiàn)象成 為固溶強化。造成固溶強化的原因是，無論形成的是置換固溶體，還是形成的是間隙固溶 體，均會導(dǎo)致溶劑金屬晶格的畸變，置換原子，間隙原子都可以視為點缺陷。于是在固溶 體中的溶質(zhì)原子周圍會形成應(yīng)力場，該應(yīng)力場將增加位錯運動的阻力，使變形困難，導(dǎo)致 固溶體合金對塑性變形的抗力提高，表現(xiàn)為強度與硬度的提高。3)、固溶體和金屬化合物晶體結(jié)構(gòu)有何不同的特點？兩者的性質(zhì)各有什么特點？ 固溶體的晶格類型與溶劑金屬組元的晶格類型相同， 這是固溶體在晶體結(jié)構(gòu)上的基本特點。 金屬化合物是組元間發(fā)生相互作用而生成的一種新相，其晶格類型完全不同

21、于任一組元， 一般可以用分子式來大致表示其組成。性能：金屬化合物一般具有復(fù)雜的晶體結(jié)構(gòu)，熔點 高，硬度高，但脆性較大。固溶體強度硬度較高，具有一定的塑性和韌性。（4）、什么叫合金相圖？指出相圖中液相線與固相線的金屬學(xué)意義？相圖相圖是表示合金系中合金在平衡條件下各相的存在狀態(tài)與溫度，成分之間關(guān)系的 圖解。因此，它又稱之為狀態(tài)圖或平衡圖。其中液相線表示冷卻時開始結(jié)晶的溫度或加熱時融化終了的溫度。AB為固相線表示合金冷卻時結(jié)晶終了溫度或加熱時融化開始的溫度。（5）、指出間隙化合物與間隙固溶體在晶體結(jié)構(gòu)與性能上有什么區(qū)別.間隙固溶體是溶質(zhì)原子進入溶劑晶格間隙形成的結(jié)構(gòu)與溶劑組員相同，強度高有一定的韌

22、性。間隙化合物是非金屬元素有規(guī)律的分布在新晶格的間隙形成了新的結(jié)構(gòu)， 硬度高而脆性差。6、 何謂共晶轉(zhuǎn)變，共析轉(zhuǎn)變？是比較兩種轉(zhuǎn)變的異同點。共晶轉(zhuǎn)變：在一定的溫度下，由一定成分的液相同時結(jié)晶出成分一定且不相同的兩個固相 的轉(zhuǎn)變，成為共晶轉(zhuǎn)變。共析轉(zhuǎn)變：在一定溫度下，由一定成分的固相同時析出兩種成分一定且不相同的新固相的 轉(zhuǎn)變，成為共析轉(zhuǎn)變。相同：1、恒溫進行2、三相共存不同：共晶液相析出兩種固相。共析固相析出兩種固相。7、 為什么靠近共晶成分的合金具有優(yōu)良的鑄造性能？而單相固溶體成分合金當(dāng)液相線與固 相線間隔較大時鑄造性能不佳，卻適合于壓力加工？ 在具有共晶轉(zhuǎn)變的合金系中，靠近恭敬成分的合金流

23、動性最好因此具有良好的鑄造性能。 液固相線間距離較大，樹枝晶越發(fā)達，枝晶相互交錯，將形成很多封閉的微小區(qū)域，經(jīng)書 結(jié)晶收縮時得不到外來液體的補充，將導(dǎo)致分散縮孔的形成，分散鎖孔就小，而集中縮孔 越大，此外結(jié)晶溫度區(qū)間大的合金，鑄造時有較大的熱烈傾向。單相固溶體的塑性較好，變形阻力較小，變形均勻，不易開裂故壓力加工性能好。8、有形狀，尺寸相同的兩個Cu-Ni合金鑄件，一個含90%Ni,另一個含50%N,鑄后自然 冷卻，問哪個鑄件的枝晶偏析較嚴重？對合金性能有何影響？如何才能消除枝晶偏析？（1）50%偏析嚴重；（2）強度、硬度變高，塑性韌性降低，也使合金的抗腐蝕性降低（3） 在固相線下100200

24、度長時間回火9、間隙固溶體能否形成無限固溶體？為什么？不能。在間隙固溶體中，溶質(zhì)原子都比溶劑原子晶格間隙尺寸大，所以隨著溶質(zhì)原子融入 量的增加，固溶體勁歌將發(fā)生嚴重的正畸變，這將導(dǎo)致晶格不穩(wěn)定，結(jié)果使溶質(zhì)原子溶入 一定數(shù)量后便不可能繼續(xù)溶入固溶體中。所以，間隙固溶體只能是有限固溶體，而且溶解 度也不可能很大。10、Cu-Ni合金系中，什么成分的合金硬度最高？硬度最高的合金鑄造性能好不好？請對 以上現(xiàn)象加以解釋？Ni=50%的合金硬度高。不好，枝晶偏析嚴重，流動性差，鑄造性能差第四章（1） 何謂金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變？某些固態(tài)金屬由于溫度或壓力改變而發(fā)生的從一種晶格向另一種晶格的轉(zhuǎn)變（2）為什么 a

25、 Fe和丫-Fe的比容（單位質(zhì)量所占的體積，是密度的倒數(shù)）不同？ 一塊 質(zhì)量一定的純鐵發(fā)生丫-Fe二=a Fe轉(zhuǎn)變時，其體積如何變化？因為其致密度不同，aFe致密度為0.68，丫-Fe致密度為0.74，所以 aFe的比容大當(dāng)由丫-Fe向 a Fe轉(zhuǎn)變時，體積變大，反方向變小4）何謂碳素鋼？何謂白口鐵？兩者的成分、組織和力學(xué)性能有何差別？ 碳鋼：wc0.0218%2.11%白口鐵:wc2.11% 6.69%碳鋼為含有珠光體，滲碳體，鐵素體搞成，硬度高，塑性好；白口鐵滲碳體多，含有萊氏 體，硬度高，脆性大（5） 試回答下列名詞的主要區(qū)別A萊氏體與低溫萊氏體萊氏體由滲碳體和奧氏體組成，低溫萊氏體由珠

26、光體和滲碳體組成B一次滲碳體、二次滲碳體、三次滲碳體一次滲碳體為條狀，從液相中結(jié)晶而得；二次滲碳體為網(wǎng)狀，從奧氏體中析出；三次滲碳 體為點狀、小片狀，從鐵素體中析出C鐵素體和 a Fe鐵素體為碳溶于 aFe中所形成的間隙固溶體；aFe為體心立方的純鐵D奧氏體與丫-Fe奧氏體為碳溶于丫-Fe中所形成的間隙固溶體；丫-Fe為面心立方的純鐵（6）根據(jù)FeFe3C相圖，說明產(chǎn)生下列現(xiàn)象的原因A T10鋼比10鋼硬度高因為T10鋼滲碳體含量高B在室溫下，T8鋼比T12鋼的抗拉強度（cb）高T8鋼沒有網(wǎng)狀滲碳體，T12鋼由珠光體和二次網(wǎng)狀滲碳體組成C Ld比P的塑性差Ld滲碳體多，而且組織基體為滲碳體D在

27、1100C,40鋼能進行鍛造，含碳4.0%的白口鐵不能鍛造40鋼即含碳量為0.4%，由單相奧氏體組成；而4.0%的白口鐵存在大量萊氏體，其基體為 滲碳體E一般要把鋼材加熱到10001250r 的溫度下進行熱軋或鍛造加熱到高溫能得到塑性良好的單相奧氏體F一般采用低碳鋼來制造鋼鉚釘?shù)吞间撹F素體含量比較高，塑性變形能力強G綁扎物件一般采用鐵絲（鍍鋅低碳鋼絲） ，而起重機吊重需采用60、65或70、75鋼制成 的鋼絲繩因為鐵絲塑性好，彈性低，不松動；60、65或70、75鋼制成的鋼絲繩強度高，不變形H鋼適宜于壓力加工成形，但其鑄造性能不佳；而鑄鐵適宜于通過鑄造成形，但不能通過 壓力加工成形鋼加熱到高溫

28、能得到塑性較好的單相奧氏體，因此可鍛性良好，但熔點高；鑄鐵熔點低， 但滲碳體含量多（7）說明鐵碳合金中共析轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物是什么？它在顯微鏡下的形態(tài)如何？它的機械性能 怎樣？產(chǎn)物為珠光體，形態(tài)為片狀，機械性能強度高，具有較好的塑性韌性（8）鐵碳合金中的滲碳體有幾種形態(tài)？它們都在什么條件下存在？指出在FeFe3C相圖各區(qū)域中都有幾種滲碳體存在？這些滲碳體的分布特征如何？滲碳體有一次滲碳體、二次滲碳體、三次滲碳體、共晶滲碳體、共析滲碳體；一次滲碳體從共晶白口鐵中析出，為條狀，二次滲碳體從奧氏體中析出，為網(wǎng)狀，三次滲碳體從鐵素體中析出，為點狀，共晶滲碳體從液相中析出，為基體，共析滲碳體從奧氏體中析出，為

29、片狀；（9） 什么叫做工業(yè)純鐵，亞共析鋼，共析鋼，過共析鋼，亞共晶白口鐵，共晶白口鐵和 過共晶白口鐵？怎樣從含碳量和組織上區(qū)別它們？工業(yè)純鐵為工業(yè)上應(yīng)用的 wc0.0218的碳及其他雜質(zhì)的純鐵,有 a Fe、丫-Fe和 S Fe； 亞共析鋼 wc在0.0218%0.77%,室溫下平衡組織F+P;共析鋼 wc0.77%,室溫下平衡組織P;過共析鋼 wc0.77%2.11%,室溫下平衡組織P+Fe3CH;亞共晶白口鐵 wc2.11%4.3%,室溫下平衡組織P+ Fe3CH+Ld;共晶白口鐵 wc4.3%，室溫下平衡組織Ld;過共晶白口鐵 wc4.36.69%室溫下平衡組織Fe3C1+ Ld工程材料

30、 第五章回答問題1示意畫出共析碳鋼C曲線，并說明共析碳鋼C曲線各個區(qū)、各線條的意義，進而指出影 響C曲線形狀和位置的主要因素。答：在轉(zhuǎn)變開始線左方為過冷奧氏體區(qū)，轉(zhuǎn)變終了線右方為轉(zhuǎn)變產(chǎn)物區(qū)，兩線之間為轉(zhuǎn)變進行區(qū)，水平線MS為馬氏體轉(zhuǎn)變開始溫度，水平線Mf為馬氏體變終止溫度。MS與M之間為 馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)。A550C之間為珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)；550CM之間為貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)；MM之間為馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)。主要影響因素：（1） 含碳量的影響從C曲線位置來看，亞共析鋼的C曲線隨含碳量的增加而右移，過共析鋼的C曲線隨含碳 量的增加而左移。在碳鋼中，以共析鋼的C曲線最為靠左。（2） 合金元素的影響合金元素的影響除Co以外

31、，所有的合金元素溶入奧氏體后，都增大其穩(wěn)定性，使C曲線右移。Mo最為強烈。某些碳化物形成元素改變C曲線的形狀(3)奧氏體狀態(tài)的影響晶粒越粗大，C曲線右移。是淬透性增加。2何謂鋼的臨界冷卻速度？它的大小受哪些因素影響？它與鋼的淬透性有何關(guān)系？ 答：臨界冷卻溫度是獲得全部馬氏體組織的最小冷卻溫度。影響因素：1.含碳量對亞共析鋼含C量越大，曲線右移；對過共析鋼，含碳量升高，C曲 線左移。2.合金元素，除了Co以外所有的合金元素都會使C曲線右移。3.奧氏體狀態(tài)的影 響，晶粒越大，C曲線右移。關(guān)系：臨界冷卻速度越小，鋼的淬透性越好。3共析碳鋼加熱到變相點以上經(jīng)保溫后， 按下圖所示的冷卻曲線冷卻， 各應(yīng)得

32、到什么組織？ 其中1、2、3、4、5、6、7、8、9屬于何種熱處理方法？答：1單液淬火馬氏體M殘余奧氏體A2淬火+冷處理M3分級淬火M+A4雙液淬火M+A5油淬(可獲得混合組織)屈氏體T+M+( A)6等溫淬火B(yǎng)下7空冷(正火)索氏體S8等溫退火S9退火P另附圖4何謂鋼的表面淬火？在生產(chǎn)中哪些情況下應(yīng)用表面淬火？實施表面淬火的零件為什么通常采用中碳鋼制造？ 答：（1）表面淬火是指利用快速加熱裝置將工件表面迅速加熱至淬火溫度，而不等熱量傳 至中心，便立即進行淬火冷卻的一種熱處理工藝方法。（2）如齒輪和軸類零件是在彎曲、 扭轉(zhuǎn)、沖擊載荷下工作， 因此表面要求高硬度， 耐磨性， 而心部要求具有較好的

33、韌性。而一般采用淬火，回火無法達到這種要求。（3）如果提高含碳量，則會增加淬硬層脆性，降低心部的韌性，塑性，并增加淬火開裂的 傾向；相反，如果降低含碳量，會降低鑄件表面淬硬層的硬度和耐磨性5說明45鋼（Ac仁725C ,Ac3=780C）試樣（直徑為10mm經(jīng)下列溫度加熱，保溫并在鹽 水中冷卻后得到的室溫組織：700C、760C、840C、1100C.答：700C F+P 760CF+M840CM1100CM（粗大的）6兩個碳含量為1.2%的碳鋼薄試樣（Ac1=730C,Ac3=820C）分別加熱到780C和860C并保溫相同時間奧氏體化后，以大于臨界冷卻速度至室溫。試分析：（1） 哪個溫度加

34、熱淬火后馬氏體晶粒較粗大？860C（2） 哪個溫度加熱淬火后馬氏體含碳量較高？860C較高（3） 哪個溫度加熱淬火后殘余奧氏體較多？860C較多（4） 哪個溫度加熱淬火后未溶碳化物較少？860C5） 你認為哪個溫度加熱淬火合適？為什么？780C 原因1）溫度低，晶粒小2）有較多的滲碳體，硬度高（3）780的時候殘余奧氏 體少；7兩根45鋼制造的軸，直徑分別為10mnffi40mm在水中淬火后，橫截面上的組織和硬度是如何分布的？（45鋼Do水=1317mm答：全部M表層M心部（F+T）8鋼的正火與退火的主要區(qū)別是什么？生產(chǎn)中對于不同含碳量的鋼應(yīng)如何選擇正火與退火？答：冷卻方法不同：正火一般是低碳

35、鋼空冷，退火是中碳鋼在爐內(nèi)緩冷。低碳鋼正火；中碳鋼完全退火；高碳鋼球化退火。9.綜合分析1確定下列鋼件的退火方法，并指出退火目的及退火后的組織：A經(jīng)冷軋后的15鋼鋼板，要求降低硬度。答：再結(jié)晶退火F+PB鍛造過熱的60鋼鍛坯答： 完全退火 ，降低鋼件的硬度，改善其切削加工性能。 細化晶粒，均勻組織，得到 鐵素 體和珠光體 組成的接近平衡狀態(tài)的組織。C具有片狀滲碳體及較厚的滲碳體網(wǎng)的T12鋼坯：答：先正火再球化退火。正火：消除網(wǎng)狀滲碳體；得到鐵素體加球狀滲碳體。D高速鋼刀具的鍛坯： 答：等溫退火，縮短生產(chǎn)周期，得到適合切削加工的索氏體2 T12鋼經(jīng)球化退火后，加熱到AC1+30C，保溫后用下圖所

36、示6種方法冷卻，分析其所得 到的組織分別是什么？答：1淬火+冷處理M+球狀滲碳體2分級淬火M+A+球狀滲碳體3等溫淬火B(yǎng)下+M球狀滲碳體+A4B下+球狀滲碳體5P+球狀滲碳體3指出下列工件的淬火劑回火溫度，并說出回火后獲得的組織及性能特點。（1）45鋼小軸（要求綜合機械性能好） ；答：AQ+3050高溫回火（500600C）,回火索氏體，獲得強度，塑性韌性都較好的綜 合力學(xué)性能（2）60鋼彈簧答：AC3+3050中溫回火（300500C），回火T,彈性高（3）T12鋼銼刀答：Ac,+3050低溫回火（150250C）,回火馬氏體，硬度高4有一個45鋼制造的變速齒輪箱，其加工工序為：下料一鍛造一

37、正火一粗機加工（車）- 調(diào)質(zhì)一精機加工（車、插）-高頻表面淬火一低溫回火一磨加工。說明各熱處理工序的目 的及使用狀態(tài)下的組織及性能特點。答：正火：細化晶粒，提高切削性能 索氏體調(diào)質(zhì)：獲得強度、塑性、韌性都較好的綜合力學(xué)性能 回火索氏體 高頻表面淬火：表面高的硬度耐磨性，心部較好的韌性，表層耐磨馬氏體，心部回火索氏 低溫回火：降低淬火內(nèi)應(yīng)力和脆性保持較高硬度，得到回火馬氏體5用15鋼制作一要求耐磨的小軸（直徑40mm,其工藝路線為：下料一鍛造一熱處理一 機加工化學(xué)熱處理熱處理熱處理磨加工。（1） 寫出其中各熱處理工序的名稱及作用：答： 正火 提高硬度,提高切削性能。2滲碳 表面增加碳含量3淬火

38、表面獲得M4低溫回火 降低脆性，獲得M回，降低脆性，獲得高硬度。（2） 說明小軸在使用狀態(tài)下的顯微組織及性能特點。答：表面回火M硬度高，耐磨性好心部F+S+（T） 韌性好6用T10鋼制造形狀簡單的刀車，其工藝路線為：下料鍛造熱處理機加工熱處理 磨加工。（1） 寫出其中熱處理工序的名稱及作用：答：1）球化退火：降低硬度，提高切削性能。2）淬火，低溫回火：獲得M回，增加耐磨 性（2） 制定最終熱處理（即磨加工前的熱處理）的工藝規(guī)范，并指出車刀在使用狀態(tài)下的 顯微組織和大致硬度。答：AG+3050 200C 回火，得到M回+FeC球+A HRC60以上7甲乙兩場生產(chǎn)同一種零件，均選用45鋼，硬度要求

39、HBs220250甲廠采用正火，乙廠采用調(diào)質(zhì)處理，均能達到硬度要求，試分析甲乙兩場產(chǎn)品的組織和性能差別 答：甲廠：正火 得到S+F（少量），索氏滲碳體是片狀的，塑性和韌性不高乙廠：調(diào)質(zhì) 得到S回，S回中的滲碳體是球狀的，同樣硬度下，塑性和韌性較甲好的45鋼亞共析鋼8 45鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后的硬度為HBs22O250若再進行180200C回火，能否使其硬度提高？為什么？如果45鋼經(jīng)淬火加180200C回火后硬度為HRC5759若再進行500600C回火,是否可使其硬度降低？為什么？答：（1）不能，調(diào)質(zhì)處理的回火溫度為200600C，以獲得S回，它在低溫回火是不變。（2）能，低溫回火的得到M回，M回在

40、500650C回火時變成S回，所以硬度降低。第六章 合金鋼1合金元素V,Si,Mo,W,Cr等為什么能提高鋼的回火穩(wěn)定性？回火穩(wěn)定性的提高會給鋼帶來 什么好處？答：1合金元素可以使回火過程中各階段轉(zhuǎn)變的速度大大減慢， 并將其推向 更高溫度。即使回火馬氏體中碳化物的析出和殘余奧氏體的分解速度減慢，并將其發(fā)生向 高溫方向推進，并提高了鐵素體的再結(jié)晶溫度使碳化物更難以聚集長大。好處：一、回火溫度高的鋼在較高溫度或強度也越高；二、在達到相同強度的條件下回火 穩(wěn)定性較高的鋼，可以在更高溫度下回火，鋼的韌性會好一些，所以綜合力學(xué)性能比碳鋼 好。2鋼的第二回火脆性 ：一些結(jié)構(gòu)鋼在淬火并回火后，出現(xiàn)韌性下降，

41、當(dāng)韌性下降的回火溫度范圍是500600度時出現(xiàn)的回火脆性稱為第二回火脆性。 即回火加熱后慢冷是出現(xiàn)的脆 性。下列幾種鋼中，45，40Gr, 40GrNi, 40GrNiMo,哪個的第二回火脆性最嚴重？40GrNi應(yīng)如何避免？如果回火后快冷，可避免產(chǎn)生第二回火脆性。選用含Mo W等元素的合金鋼可延緩雜質(zhì)元素向晶界的偏聚過程，抑制第二回火脆性。5分析比較T9與9SiCr1淬火溫度9SiCr高，因為SiCr提高Au溫度2鋼的熱硬度性可達230250度：因為Si和Cr可提高回火穩(wěn)定性，使鋼在230度160會火后保證有一定的熱硬性。3截面較厚要求淬透性高或截面較薄要求變形小，形狀較復(fù)雜的刀具應(yīng)選用9SiCr的原 因：9SiCr淬透性高，可油冷，油淬可得到M.,變形小，不開裂。4 9SiCr鋼制板牙生產(chǎn)應(yīng)采用什么熱處理？使用狀態(tài)下的組織及性能如何？答：球化退火&淬火后低溫回火。M回+粒狀碳化物。6南京大橋用Q345鋼造，比使用其他剛節(jié)省15%的鋼材。原因：Q235鋼是低合金結(jié)構(gòu)鋼，含Mn量較高，強度高，固溶強化。合金元素的作用 ：提高屈服強度。7 W18Cr4璉岡的淬火溫度為12701280的原因：由于高速鋼中含有大量難溶解的