工程材料復(fù)習(xí)應(yīng)考指南

1、四、期末綜合練習(xí)題一、填空題絕大多數(shù)金屬的晶體構(gòu)造都屬于 體心立方、 面心立方和密排六方三種典型的嚴(yán)密構(gòu)造。強(qiáng)度極限 是表征材料抵抗 斷裂的力量的力學(xué)性能指標(biāo)。b結(jié)晶的兩個(gè)根本過程是生核和長大。Fe、金剛石、Al O 晶體內(nèi)原子間的結(jié)合鍵分別屬于金屬鍵、離子 鍵和23共價(jià) 鍵。W18Cr4V (C 0.70.8 ；W提高鋼的紅硬性 ；Cr是 提高鋼的淬透性 ；V提高鋼的耐磨性 。黃銅是銅和鋅的合金。鋁合金中最主要的強(qiáng)化方法是時(shí)效處理。共析鋼奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線三個(gè)轉(zhuǎn)變區(qū)的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物分別為 珠光體 貝氏體 和 馬氏體 。機(jī)器零件的三種主要失效方式是 變形失效 、 斷裂失效 和 外表損傷失效 。固體材

2、料主要包括 金屬材料 、 陶瓷材料 、 高分子材料 、復(fù)合材料 等四大類材料。共析鋼淬火形成馬氏體后，在低溫、中溫、高溫回火后的產(chǎn)物分別為 回火馬氏體 、和 。在低碳鋼的靜拉伸曲線上，填出圖中應(yīng)力值的名稱及其字母的表達(dá)形式：彈性極限 、 P；屈服極限 、s；拉伸強(qiáng)度、b。欲消退過共析鋼中的網(wǎng)狀二次滲碳體，應(yīng)承受球化退火 工藝處理，其加熱溫度應(yīng)為稍高于AC1線，保溫后應(yīng)在 隨爐冷卻。加工硬化現(xiàn)象是指金屬在發(fā)生塑性變形 后，其 強(qiáng)度和硬度提高， 塑性和韌性下降的現(xiàn)象，屆時(shí)，金屬內(nèi)部晶粒的外形和大小發(fā)生變化而晶格類型保持不變。二、選擇題 1共析碳鋼加熱為奧氏體后，冷卻時(shí)所形成的組織主要打算于B A奧

3、氏體加熱時(shí)的溫度；B奧氏體冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變溫度； C奧氏體在加熱時(shí)的均勻化程度；2T 1218 CrNiW B 。A.淬透性高、淬硬性也高些；B.淬透性高而淬硬性低些； C.淬透性低而淬硬性高些； D淬透性低、淬硬性也低些45 B 。淬火+中溫回火；第 1 頁 共 9 頁淬火+高溫回火；C等溫淬火當(dāng)晶格常數(shù)一樣時(shí)，面心立方晶體比體心立方晶體 D 原子半徑大，但致密度??；B原子半徑小，致密度也小；C原子半徑大，致密度也大；D原子半徑小，但致密度大。T1020CrMnTiT10 B A淬透性好，但淬硬性低； B淬透性差，但淬硬性高； C淬透性差，淬硬性也低； D淬透性好，淬硬性也高。 6 A A1Cr

4、l3；B40Cr；C65Mn；DW18Cr4V 7冷變形時(shí)隨形變量的增加，金屬中的位錯(cuò)密度 DA先增加后降低B降低C無變化D增加8化學(xué)熱處理 C A轉(zhuǎn)變工件的化學(xué)成分B轉(zhuǎn)變工件的組織C既轉(zhuǎn)變工件外表的化學(xué)成分又轉(zhuǎn)變其外表組織9構(gòu)造的剛度與以下因素有關(guān) A A彈性模量B屈服強(qiáng)度C抗拉強(qiáng)度10HT200中石墨存在的形式是: B A球狀B. 片狀C. 團(tuán)絮狀11鋼的本質(zhì)晶粒度(C) A是指鋼加熱過程中剛完成奧氏體轉(zhuǎn)變時(shí)的奧氏體的晶粒度； B是指鋼在各種具體熱加工后的奧氏體晶粒度； C是指鋼在規(guī)定的加熱條件下奧氏體的晶粒度，它反映奧氏體晶粒長大的傾向性12為使高碳鋼便于機(jī)械加工，可預(yù)先進(jìn)展(C)A淬火

5、；B正火；C球化退火；D回火13工程上使用的金屬材料一般都是(D)A各向異性的；B各向同性的；c偽各向異性的；D偽各向同性的14為了改善工具鋼的切削加工性能可進(jìn)展(C)A完全退火；B正火；c球化退火；D集中退火15 65Mn制作彈簧，當(dāng)獲得較高的彈性極限，應(yīng)進(jìn)展下述熱處理：(B) A淬火+高溫回火B(yǎng)淬火+中溫回火c淬火+低溫回火 16表征材料在彈性變形階段，應(yīng)力與應(yīng)變成正比關(guān)系的物理量是： (C)A強(qiáng)度極限B屈服極限c彈性模量D.彈性極限 17體心立方晶格中，原子的最密面是： BA1 1 1B1 l 0C：1 0 2D1 1 218用低碳鋼制造在工作中受較大沖擊載荷和外表磨損較大的零件，應(yīng)當(dāng)

6、BA承受外表淬火處理；B承受滲碳處理；C承受氮化處理19晶體中的晶界屬于(C)：A.點(diǎn)缺陷；B.線缺陷；C.面缺陷；D.體缺陷。 20金屬結(jié)晶時(shí)，冷卻速度越快，其實(shí)際結(jié)晶溫度( B )：A.越高；B.越低；C.越接近理論結(jié)晶溫度；D第 2 頁 共 9 頁機(jī)床床身材料應(yīng)選用( D )：A.球墨鑄鐵；B.麻口鑄鐵；C.白口鑄鐵；D.灰口鑄鐵。鋼的熱處理一般涉及( C )：C B. 相；C. 相；D. 相的分解。365A )A淬火+中溫回火； B淬火+高溫回火、C淬火+低溫回火； D直接油冷 10的40鋼其常規(guī)整體淬火溫度大約為：( B )A750C ；B850C ；馬氏體是( B ) A碳在aFe

7、碳在aFe碳在Y-Fe碳在Y-Fe三、推斷題室溫下使用的碳鋼的晶粒越細(xì)，則其強(qiáng)度和韌性越好。( )在含有Cr，Nil，Ni 等元素的合金構(gòu)造鋼中，只有當(dāng)合金元素溶入奧氏體中，才可提高鋼的 )金屬和合金的晶體構(gòu)造大多屬于立方晶系和六方晶系。( )金屬的加工硬化是指金屬冷變形后強(qiáng)度和塑性提高的現(xiàn)象。( )馬氏體是碳在Fe 中的過飽和固溶體，由奧氏體直接轉(zhuǎn)變而來，因此，馬氏體與轉(zhuǎn)變前的奧氏體的含碳量一樣。( )合金的根本相包括固溶體、金屬化合物和這二者的機(jī)械混合物三大類。( )白口鑄鐵在高溫時(shí)可以進(jìn)展鍛造加工。( )金屬的抱負(fù)晶體的強(qiáng)度比實(shí)際晶體的強(qiáng)度高得多。( )鋼中合金元素含量越多，則淬火后鋼的

8、硬度越高。( )淬火加高溫回火處理稱為調(diào)質(zhì)處理。處理后獲得回火索氏體組織，具有綜合機(jī)械明好的特點(diǎn)。( )當(dāng)固溶體析出次生相時(shí)，它的綜合機(jī)械性能總是得到提高的。( )固溶體的晶格類型與其溶質(zhì)一樣。( )玻璃是非晶態(tài)固體材料，沒有各向異性現(xiàn)象。( )在鑄造生產(chǎn)中，為使鑄件的晶粒細(xì)化，我們可通過降低金屬型的預(yù)熱溫度，提高金屬的澆注溫度等措施來實(shí)現(xiàn)。( )1565Mn )不管含碳量凹凸，馬氏體的硬度都很高，脆性都很大。( )金屬晶體各向異性的產(chǎn)生，與不同晶面和晶向上原子排列的方式和密度不同，致使原子間的結(jié)合力大小不同等因素親熱相關(guān)。( )某鋼材加熱條件一樣時(shí)，小件比大件的淬透性好。( )實(shí)際金屬在不同

9、的方向上性能是不一樣的。( )橡膠具有高彈態(tài)，是由于其大分子鏈中鏈段熱運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。( )合金元素能提高a 固溶體的再結(jié)晶溫度，使鋼的回火穩(wěn)定性增大。( )2265Mn45 )四、填圖題在共析鋼C 曲線圖中按給定挨次填出各區(qū)域組織名稱。第 3 頁 共 9 頁1奧氏體2奧氏體+珠光體3珠光體4奧氏體+索氏體5索氏體6奧氏體+屈氏體7屈氏體8奧氏體+上貝氏體9上貝氏體10奧氏體+下貝氏體11下貝氏體 12馬氏體畫出鐵碳相圖碳鋼局部圖示相區(qū)的組織示意圖(見以下圖)，標(biāo)出組織組成物的名稱，并計(jì)算20 T1O80HB200HB800HB)。左邊是題目，右邊是答案120 鋼組織組成物為鐵素體F+珠光體P，其

10、含量為：W 74%，W26%，硬度111HBFP2)T10 鋼組織組成物為珠光體P+滲碳體F C，其含量為：W 96%，W4%，硬度224HBe3PFe3C填寫出FeC相圖中PSK符號(hào)表示即可)。第 4 9 頁答案：V V標(biāo)出共析鋼C 曲線圖上各區(qū)域的組織和冷卻速度為 1和 2時(shí)，共析鋼自高溫冷卻至室溫時(shí)的組織。(10奧氏體奧氏體過冷奧氏體奧氏體+珠光體珠光體奧氏體+屈氏體屈氏體奧氏體+馬氏體珠光體(冷卻速度為V1馬氏體(冷卻速度為V2在以下圖所示的鐵碳相圖中按所給挨次寫出各區(qū)的組織。第 5 頁 共 9 頁1高溫鐵素體+34高溫鐵素體+5液相+奧678+1+二次滲碳1+11+三次滲碳1415珠

11、光體+16低溫萊氏體+珠光體+17低溫萊氏1一次滲碳體。五、計(jì)算題現(xiàn)有A，BA75，鐵素體量占25；B928，請計(jì)算并答復(fù)：(1)這兩種鐵碳合金按顯微組織的不同分屬于哪一類鋼?(2)這兩種鐵碳合金的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)各為多少?(3)畫出這兩種材料在室溫下平衡狀態(tài)時(shí)的顯微組織示意圖，并標(biāo)出各組織組成物的名稱A：過共析鋼12設(shè)A 亞共析鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為XW = X0.77%=75%1P11計(jì)算得：X 75%0.77%0.5812B 過共析鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為X2P2W =6.69X 6.690.77%=92%P22計(jì)算得：X 1.24240：850且標(biāo)出組織組成物；4080HB、200 HB、800HB)。

12、第 6 9 頁答：40850時(shí)為奧氏體，冷卻到GS 線時(shí)開頭由奧氏體中析出鐵素體，冷卻到PSK共析反響，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w，鐵素體不變。從PSK 線始終冷卻到室溫，合金組織保持不變，即使室溫時(shí)的組織為珠光體+鐵素體，如以下圖所示。珠光體P 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別是：WP=(0.4-0.02)/(0.77-0.02)=0.51=51% W =1-51%=49%大致硬度=51%200HB +49%80HB141HB始終徑為128mm50mm50000N004m。撤去載荷，變形恢復(fù)，求該試樣材料的彈性模量。答： 50000/0.25 11282500Mpa 0.04/500.0008E / 0.625106

13、Mpa某退火鋼的硬度為 150HB。試推算該鋼的含碳量。 (鐵素體，珠光體和滲碳體的硬度80HB、200HB800HB)答：退火鋼的組織看作是平衡組織，硬度由組成相鐵素體和滲碳體打算。假設(shè)滲碳體的質(zhì)量分X，則鐵素體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-X81-+80 150計(jì)算得：X0.1鋼的含碳量0.16.690.669依據(jù)下面給出的條件，示意畫出二元合金的相圖，并填出各區(qū)域的相組成物或者組織組成物 (只填一種即可)。依據(jù)相圖再畫出合金的硬度與成分的關(guān)系曲線。：A，B 組元在液態(tài)時(shí)無限溶解；在固態(tài)時(shí)能形成共晶，共晶成分為 35%；A組兀在BB15，在室溫時(shí)為10；B 組元在AB組元比A答：正確相圖與成分標(biāo)注以及a

14、 相組織組成物如圖b 相組織組成物見圖b，c 組織組成物見圖c(b)(c)六、問答題一個(gè)把連桿和曲軸連接在一起的螺栓，選用40Cr 材料，經(jīng)下述工藝制成，下料(棒料)鍛造正火粗加工調(diào)質(zhì)精加工。第 7 9 頁試說明各工序的目的及其工藝(說明加熱溫度的原則及冷卻方式。不必說明具體溫度)。它最終的使用狀態(tài)的組織是什么?答：正火是加熱到臨界溫度以上，保溫后空冷的熱處理工藝，為了消退鍛造應(yīng)力，均勻組織。正火后得到的組織是鐵素體+索氏體。調(diào)質(zhì)處理是淬火+高溫回火。淬火是將亞共析鋼加熱到Ac3 Ac1 以上低于Accm的溫度，保溫后快速冷卻，使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的熱處理工藝。淬火的目的就是 為了獲得馬氏體，

15、提高鋼的機(jī)械性能?；鼗鹨话闶蔷o接淬火以后的熱處理工藝，回火是淬火后再將 工件加熱到Ac1 溫度以下某一溫度，保溫后再冷卻到室溫的一種熱處理工藝。淬火后的鋼鐵工件處于高的內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)，不能直接使用，必需即時(shí)回火，否則會(huì)有工件斷裂的危急。淬火后回火目的在 于降低或消退內(nèi)應(yīng)力，以防止工件開裂和變形；削減或消退剩余奧氏體，以穩(wěn)定工件尺寸；調(diào)整工 件的內(nèi)部組織和性能，以滿足工件的使用要求。調(diào)質(zhì)處理后得到回火馬氏體。某汽車齒輪選用 20CrMnTi 材料制作，其工藝路線如下：下料鍛造正火切削加工滲碳、淬火、低溫回火噴丸磨削加工請分別說明上述，和四項(xiàng)熱處理工藝的目的及工藝。答：正火目的：使組織均勻化、細(xì)化，改

16、善加工性能。正火工藝：加工至AC3 以上30-50，空氣中冷卻。滲碳目的：提高齒輪外表的含碳量，為淬火作預(yù)備。滲碳工藝：在900-950進(jìn)展。淬火目的：使?jié)B碳層獲得最好的性能，即獲得高的齒面硬度，耐磨性及疲乏硬度，并保持心部的強(qiáng)度及韌性。淬火工藝：滲碳，油冷。低溫回火目的：削減或消退淬火后應(yīng)力，并提高韌性。150-200進(jìn)展中選用材料為 40Cr 制作小車車軸時(shí)，為獲得較好的綜合機(jī)械性能，說明應(yīng)承受的熱處理方法、目的及大致工藝和便用狀態(tài)的顯微組織。答：工藝路線為：下料鍛造毛坯正火粗加工調(diào)質(zhì)精加工外表淬火低溫回火精磨。正火目的：使組織均勻化、細(xì)化，改善加工性能。C3正火工藝：加工至A以上30-50，空氣中冷卻。正火組織：珠光體+鐵素體少量。C3C3調(diào)質(zhì)目的：獲得良好的綜合機(jī)械性能，為外表淬火做預(yù)備。調(diào)質(zhì)工藝：加工至A以上30-50，油冷。C3調(diào)質(zhì)組織：回火索氏體。高頻淬火目的：外表獲得硬化層。C3高頻淬火工藝：A以上80-150，噴水。C3高頻淬火組織：外表為馬氏體，心部為回火索氏體。低溫回火目的：削減或消退淬火后應(yīng)力，并提高韌性。170-200進(jìn)展。低溫回火組織：外表為回火馬氏體，心部為回火索氏體。第 8