《综合项目工程材料》综合复习资料专业资料.doc

工程材料综合复习资料一、解释概念1、固溶强化2、过冷度3、二次硬化4、共晶体5、C曲线6、热加工7、晶面8、共晶反映9、组织10、失效11、固溶解决12、金属化合物13、面缺陷14、珠光体15、调质解决二、填空题1、按照结合键性质，可将工程材料分为（ ）、（ ）、（ ）等四大类。2、-Fe晶格类型是（ ），-Fe晶格类型是（ ）。3、铸铁如果第一阶段、第二阶段石墨化充分进行，第三阶段石墨化某些进行，得到显微组织是（ ），铸铁类型为（ ）。4、机器零件选材三大基本原则是（ ）、（ ）和（ ）。5、铁碳合金中，二次渗碳体由（ ）中产生，三次渗碳体由（ ）中产生。6、金属中晶粒越细小，晶界面积越（ ），强度和硬度越（ ）。7、钢淬透性重要决定于（ ），钢淬硬性重要决定于（ ）。8、合金钢按用途可分为（ ）、（ ）和（ ）。9、钢热解决工艺是由（ ）、（ ）、（ ）三个阶段构成。普通来讲，它不变化被解决工件（ ），但却变化其（ ）。10、材料中结合键涉及（ ）。11、结晶过程是依托两个密切联系过程来实现，这两个过程是（ ）。12、共析反映特点是（ ）。13、上贝氏体和下贝氏体形态分别是（ ）。14、典型铸锭构造三个晶区别别为（ ）。15、滑移本质是（ ）。16、过冷度是指（ ）。17、片状珠光体三种类型是（ ）。18、从外到内典型铸锭组织可分为（ ）。19、马氏体按照显微组织形态分为（ ）。20、工具钢球化退火重要目是（ ）。21、按照几何特性，晶体缺陷重要可区别为（ ）。三、判断题1、调质钢合金化重要是考虑提高其红硬性（ ）2、热解决可以变化铸铁中石墨形态和基体组织（ ）3、可锻铸铁在高温时可以进行锻造加工。（ ）4、可以通过球化退火使普通灰口铸铁变成球墨铸铁（ ）5、杠杆定律只合用于两相区（ ）6、结晶是由液态凝固成固态过程（ ）7、黄铜是铜锌合金，青铜是铜锡合金。 （ ）8、零件失效因素有设计不合理、选材错误、加工不当和安装使用不良等几种方面。 （ ） 9、所谓金属加工硬化是指金属变形后强度、硬度提高，而塑性、韧性下降现象。（ ） 10、T8钢比T12钢和40钢有更好淬透性和淬硬性。 （ ）11、在铁碳合金中，只有共析成分合金结晶时，才干发生共析转变，形成共析组织。（ ） 12、回火索氏体比正火索氏体力学性能优越。（ ） 13、间隙相不是一种固溶体，而是一种金属间化合物。( )14、铁素体本质是碳在中固溶体。（ ）15、通过球化退火能使普通灰口铸铁变成球墨铸铁。( )16、晶粒度级别数数值越大，晶粒越细。（ ）17、高合金钢既具备良好淬透性，也具备良好淬硬性。( )18、金属铸件可以通过再结晶退火来细化晶粒。（ ）19、凡是由液体凝固成固体过程都是结晶过程。（ ）20、钢经加热奥氏体化后，在任何状况下，奥氏体中碳含量均与钢中碳含量相等。( )21、20钢比T12钢碳质量分数要低。（ ）22、同一钢材，在相似加热条件下，水冷比油冷淬透性好，小件比大件淬透性好。( )23、滑移只能在切应力作用下发生。（ ）24、铸铁可以通过热解决变化基体组织和石墨形态。( )四、选取题1、机床床身普通选用（ ）。A. Q235 B. HT150 C. T10A D. T82、在可锻铸铁显微组织中，石墨形态是（ ）A. 团絮状 B. 球状 C. 片状 D. 蠕虫状3、Fe3C是（ ）A. 电子化合物 B. 固溶体 C. 复杂构造间隙化合物 D. 间隙相4、在立方晶系中指数相似晶面和晶向关系是（ ）A. 垂直 B. 平行 C. 呈45度角 D. 其晶向在晶面上5、下列钢种中，以球化退火作为预备热解决钢种是（ ）A. 40Cr B. 20Cr C. GCr15 D. Q345（16Mn）6、下列钢中热解决时不产生二次硬化是（ ）A. W18Cr4V B. Cr12MoV C. 3Cr2W8V D. 5CrNiMo7、在面心立方晶格中，原子密度最大晶向是（ ）。（a）；（b）；（c）110；（d）111。8、在立方晶系中指数相似晶面和晶向：（ ）。（a）互相平行；（b）互相垂直；（c）无必然联系；（d）其晶向在晶面上9、二元合金在发生L共晶转变时，其相构成是：（ ）。（a）液相；（b）单一固相；（c）两相共存；（d）三相共存。10、奥氏体是：（ ）。（a）碳在-Fe中间隙固溶体；（b）碳在-Fe中间隙固溶体；（c）碳在-Fe中有限固溶体；（d）碳在-Fe中间隙固溶体；11、珠光体是一种：（ ）。（a）单相固溶体；（b）两相混合物；（c）Fe与C化合物；（d）金属间化合物12、锻造条件下，冷却速度越大，则：（ ）。（a）过冷度越大，晶粒越细；（b）过冷度越大，晶粒越粗；（c）过冷度越小，晶粒越细；（d）过冷度越小，晶粒越粗。13、若合金元素能使C曲线右移，钢淬透性将（ ）A、减少、 B、提高、 C、不变化14、钢淬透性重要取决于（ ）。A、钢中碳含量； B、冷却介质； C、钢中合金元素15、奥氏体向马氏体转变属于（ ）相变。A、扩散型 B、半扩散型 C、非扩散型16、二元合金中，锻造性能最佳合金是（ ）。A、共晶合金 B、固溶体合金 C、共析合金17、二次渗碳体是从（ ）中析出。A、铁素体 B、奥氏体 C、液相18、钢通过等温淬火解决后组织是（ ）。A、马氏体 B、下贝氏体 C、珠光体19、金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将（）。A越高 B越低 C越接近理论结晶温度20、钢回火解决是在（）。A、退火后进行 B、正火后进行 C、淬火后进行21、完全退火重要合用于（）。A、亚共析钢 B、共析钢 C、过共析钢22、钢经淬火+低温回火后得到组织为（）。A、回火索氏体 B、回火马氏体 C、回火屈氏体23、奥氏体向贝氏体转变属于（）相变。A、扩散型 B、半扩散型 C、非扩散型24、共析钢经正火解决后组织为（）。A、粗珠光体 B、索氏体 C、屈氏体五、简答题1、W18Cr4V是一种应用非常广泛高速切削刀具用钢，这种钢加工工艺流程为：锻造锻造预备热解决机加工最后热解决精磨，请问预备热解决工艺是什么，目是什么，获得何种组织？最后热解决是何工艺？获得何种组织？ 2、画出立方晶系晶胞内（112）、晶面和111、210晶向3、为什么说马氏体相变加回火转变是钢最经济、最有效强化手段？4、试述马氏体转变基本特点。5、合金元素提高钢回火稳定性因素是什么？6、试述石墨形态对铸铁性能影响。7、金属塑性变形后组织和性能会有什么变化？8、什么是细晶强化？导致细晶强化因素是什么？9、金属结晶基本规律是什么？六、综合分析题1、Fe-Fe3C相图分析题（1）画出Fe-Fe3C相图，标注出个区域相构成。（2）画出碳含量为0.4%合金冷却曲线和组织转变示意图。（3）用杠杆定律计算共析反映先后该合金相构成和组织构成物相对百分含量。2、作图表达立方晶系中（110）、晶面，以及、211晶向。3、依照Fe-Fe3C相图分别回答或解释下列问题： （1）画出Fe-Fe3C相图，标注出各区域组织；写出共析和共晶转变反映式。（2）画出20钢从高温液体冷却到室温冷却曲线及20钢在室温时显微组织示意图。（3）计算20钢和T10钢在727共析反映后相构成和组织构成物百分含量。4、共析钢小试样加热到相变点以上30，用图中所示冷却曲线进行冷却，分析所得到组织，并指出各属于何种热解决办法。5、钢制造汽车齿轮，加工路线为：下料锻造正火切削加工渗碳、淬火及低温回火喷丸磨削加工，分析正火，渗碳、淬火及低温回火解决目。6、机床变速箱齿轮惯用中碳钢或中碳合金钢制造，工艺路线为：下料锻造正火粗加工调质精加工轮齿高频淬火及低温回火精磨，试分析正火解决、调质解决和高频淬火及低温回火目。7、标注阐明共析钢等温转变曲线图中各条线、各个区物理意义。工程材料综合复习资料参照答案一、解释概念1、固溶强化：通过溶入某种溶质元素形成固溶体而使金属强度、硬度升高现象称为固溶强化。2、过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度差值。3、二次硬化：含高W、Mo、Cr、V钢淬火后回火时，由于析出细小弥散特殊碳化物及回火冷却时残存A转变为回火M,使硬度不但不下降，反而升高现象称二次硬化。4、共晶体：共晶反映后形成组织，是两种以上相构成机械混合物。5、C曲线：过冷奥氏体等温转变曲线。6、热加工：在再结晶温度以上进行加工。7、晶面：通过晶体中原子中心平面。8、共晶反映：由一种液相在恒温下同步结晶出两种固相（共晶体）反映。9、组织：在显微镜下观测到金属材料内部微观形貌。10、失效：零件由于某种因素，导致其尺寸、形状或材料组织与性能变化而不能完毕指定功能。11、固溶解决：合金加热到高温状态得到单相固溶体之后，迅速冷却到室温以获得过饱和固溶体解决工艺。12、金属化合物：合金组元互相作用形成晶格类型和特性完全不同于任一组元新相。13、面缺陷：指晶体中二维尺度很大而第三维尺度很小缺陷，重要有晶界和亚晶界两种类型。14、珠光体：共析反映生成由铁素体和渗碳体两种相构成机械混合物。15、调质解决：钢淬火+高温回火获得回火索氏体热解决工艺。二、填空题1、按照结合键性质，可将工程材料分为（金属材料）、（陶瓷材料）、（高分子材料）、（复合材料）等四大类。2、-Fe晶格类型是（体心立方），-Fe晶格类型是（面心立方）。3、铸铁如果第一阶段、第二阶段石墨化充分进行，第三阶段石墨化某些进行，得到显微组织是（F+P+G），铸铁类型为（灰口铸铁）。4、机器零件选材三大基本原则是（使用性能原则）、（工艺性能原则）和（经济性原则）。5、铁碳合金中，二次渗碳体由（奥氏体）中产生，三次渗碳体由（铁素体）中产生。6、金属中晶粒越细小，晶界面积越（ 多 ），强度和硬度越（ 高 ）。7、钢淬透性重要决定于（ 合金元素含量 ），钢淬硬性重要决定于（ 马氏体含碳量 ）。8、合金钢按用途可分为（ 构造钢）、（ 工具钢 ）和（ 特殊性能钢 ）。9、钢热解决工艺是由（ 加热 ）、（ 保温 ）、（ 冷却 ）三个阶段构成。普通来讲，它不变化被解决工件（ 成分和形状 ），但却变化其（ 组织 ）。10、材料中结合键涉及（离子键、共价键、金属键、分子键）。11、结晶过程是依托两个密切联系过程来实现，这两个过程是（形核和长大）。12、共晶反映特点是（恒温进行、三相共存、三相成分拟定）。13、上贝氏体和下贝氏体形态分别是（羽毛状、针状）。14、典型铸锭构造三个晶区别别为（表层细晶层、中间柱状晶、中心较粗等轴晶）。15、滑移本质是（在切应力作用下晶体内部位错运动成果）。16、过冷度是指（理论结晶温度与开始结晶温度之差）。17、片状珠光体三种类型是（珠光体、索氏体、屈氏体）。18、从外到内典型铸锭组织可分为（细等轴晶区、柱状晶区、粗等轴晶区）。19、马氏体按照显微组织形态分为（板条状、针状）。20、工具钢球化退火重要目是（获得球状珠光体，减少硬度有助于切削加工）。21、按照几何特性，晶体缺陷重要可区别为（点缺陷、线缺陷、面缺陷）。三、判断题1、调质钢合金化重要是考虑提高其红硬性（ ）2、热解决可以变化铸铁中石墨形态和基体组织（ ）3、可锻铸铁在高温时可以进行锻造加工。（ ）4、可以通过球化退火使普通灰口铸铁变成球墨铸铁（ ）5、杠杆定律只合用于两相区（ ）6、结晶是由液态凝固成固态过程（ ）7、铜是铜锌合金，青铜是铜锡合金。 （）8、件失效因素有设计不合理、选材错误、加工不当和安装使用不良等几种方面。（） 9、谓金属加工硬化是指金属变形后强度、硬度提高，而塑性、韧性下降现象。（） 10、钢比T12钢和40钢有更好淬透性和淬硬性。 （）11、碳合金中，只有共析成分合金结晶时，才干发生共析转变，形成共析组织。（） 12、体比正火索氏体力学性能优越。 （）13、间隙相不是一种固溶体，而是一种金属间化合物。（ ）14、铁素体本质是碳在中固溶体。（ ）15、通过球化退火能使普通灰口铸铁变成球墨铸铁。（ ）16、晶粒度级别数数值越大，晶粒越细。（ ）17、高合金钢既具备良好淬透性，也具备良好淬硬性。（ ）18、金属铸件可以通过再结晶退火来细化晶粒。（ ）19、凡是由液体凝固成固体过程都是结晶过程。（ ）20、钢经加热奥氏体化后，在任何状况下，奥氏体中碳含量均与钢中碳含量相等。（ ）21、20钢比T12钢碳质量分数要低。（ ）22、同一钢材，在相似加热条件下，水冷比油冷淬透性好，小件比大件淬透性好。（ ）23、滑移只能在切应力作用下发生。（ ）24、铸铁可以通过热解决变化基体组织和石墨形态。（ ）四、选取题1、机床床身普通选用（ B ）。A. Q235 B. HT150 C. T10A D. T82、在可锻铸铁显微组织中，石墨形态是（ A ）A. 团絮状 B. 球状 C. 片状 D. 蠕虫状3、Fe3C是（ C ）A. 电子化合物 B. 固溶体 C. 复杂构造间隙化合物 D. 间隙相4、在立方晶系中指数相似晶面和晶向关系是（ A ）A. 垂直 B. 平行 C. 呈45度角 D. 其晶向在晶面上5、下列钢种中，以球化退火作为预备热解决钢种是（ C ）A. 40Cr B. 20Cr C. GCr15 D. Q345（16Mn）6、下列钢中热解决时不产生二次硬化是（ D ）A. W18Cr4V B. Cr12MoV C. 3Cr2W8V D. 5CrNiMo7、在面心立方晶格中，原子密度最大晶向是（ a ）。（a）；（b）；（c）110；（d）111。8、在立方晶系中指数相似晶面和晶向：（ b ）。（a）互相平行；（b）互相垂直；（c）无必然联系；（d）其晶向在晶面上9、二元合金在发生L共晶转变时，其相构成是：（ d ）。（a）液相；（b）单一固相；（c）两相共存；（d）三相共存。10、奥氏体是：（ a ）。（a）碳在-Fe中间隙固溶体；（b）碳在-Fe中间隙固溶体；（c）碳在-Fe中有限固溶体；（d）碳在-Fe中间隙固溶体；11、珠光体是一种：（ b ）。（a）单相固溶体；（b）两相混合物；（c）Fe与C化合物；（d）金属间化合物12、锻造条件下，冷却速度越大，则：（ a ）。（a）过冷度越大，晶粒越细；（b）过冷度越大，晶粒越粗；（c）过冷度越小，晶粒越细；（d）过冷度越小，晶粒越粗。13、若合金元素能使C曲线右移，钢淬透性将（减少、提高、不变化）。14、钢淬透性重要取决于（工件尺寸；冷却介质；钢中合金元素）。15、奥氏体向马氏体转变属于（扩散型、半扩散型、非扩散型）相变。16、二元合金中，锻造性能最佳合金是（共晶合金、固溶体合金、共析合金）。17、二次渗碳体是从（铁素体、奥氏体、液相）中析出。18、钢通过等温淬火解决后组织是（马氏体；下贝氏体；珠光体）。19、金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将（越高；越低；越接近理论结晶温度）。20、钢回火解决是在（退火后进行、正火后进行、淬火后进行）。21、完全退火重要合用于（亚共析钢；共析钢；过共析钢）。22、钢经淬火+低温回火后得到组织为（回火索氏体、回火马氏体、回火屈氏体）。23、奥氏体向贝氏体转变属于（扩散型、半扩散型、非扩散型）相变。24、共析钢经正火解决后组织为（粗珠光体、索氏体、屈氏体）。五、简答题1. 答：预备热解决：退火，目在于既调节硬度便于切削加工，又调节组织为淬火作准备。组织：索氏体+颗粒状碳化物。最后热解决：高温淬火+三次高温回火。组织：马氏体（7065%）+碳化物(2025%)+残存奥氏体(5%)2. 111XYZ1/2（112）XY1/21/31/2210（12）3. 答：马氏体内部具有很高密度位错，有很强位错强化效应。a) 马氏体形成时，奥氏体被分割成许多较社区域（马氏体束），产生细晶强化效果；溶质原子特别是碳原子溶入马氏体中导致了很强固溶强化效应； b) 马氏体回火后碳化物析出，导致了强烈第二相析出强化效应。4、试述马氏体转变基本特点。答：马氏体转变是一种非扩散型转变，产生很强固溶强化；马氏体形成速度不久，无孕育期；马氏体转变是不彻底，总要残留少量奥氏体；马氏体形成时体积膨胀。5、合金元素提高钢回火稳定性因素是什么？答：合金元素在回火过程中推迟马氏体分解和残存奥氏体转变（即在较高温度才开始分解和转变）；提高铁素体再结晶温度，使碳化物难以汇集长大而保持较大弥散度，因而提高了钢对回火软化抗力，即提高了钢回火稳定性。6、试述石墨形态对铸铁性能影响。答：石墨强度、韧性极低，相称于钢基体上裂纹或空洞，它减小基体有效截面，并引起应力集中。普通灰口和孕育铸铁石墨呈片状，对基体严重割裂作用使其抗拉强度和塑性都很低。球墨铸铁石墨呈球状，对基体割裂作用明显减少，具备很高强度，又有良好塑性和韧性，其综合机械性能接近于钢。蠕墨铸铁石墨形态为蠕虫状，虽与灰口铸铁片状石墨类似，但石墨片长度与厚度比值较小，端部较钝，对基体割裂作用小，它强度接近于球墨铸铁，且有一定韧性，较高耐磨性。可锻铸铁石墨呈团絮状，对基体割裂作用较小，具备较高强度、一定延伸率。7、金属塑性变形后组织和性能会有什么变化？答：金属发生塑性变形后，晶粒发生变形，沿形变方向被拉长或压扁。当变形量很大时，晶粒变成细长条，金属中夹杂物也被拉长，形成纤维组织。金属经大塑性变形时，由于位错密度增大和发生互相作用，大量位错堆积在局部地区，并互相缠结形成不均匀分布，使晶粒分化成许多位向略有不同小晶块，而在晶粒内产生亚晶粒。金属塑性变形到很大限度（70%以上）时，由于晶粒发生转动，使各晶粒位向趋近于一致，形成特殊择优取向（形变织构）。金属发生塑性变形，随变形度增大，金属强度和硬度明显提高，塑性和韧性明显下降，产生加工硬化现象。此外，由于纤维组织和形变织构形成，使金属性能产生各向异性。8、什么是细晶强化？导致细晶强化因素是什么？答：金属多晶体中，晶粒越细，金属硬度强度越高，塑性韧性也越高现象称为细晶强化。金属晶粒越细，晶界数量越多，对位错运动阻碍作用越大，变形抗力就越大，金属硬度和强度越高；并且金属晶粒越细，金属变形越分散，也就减少了应力集中，推迟裂纹形成和发展，使金属在断裂之前可发生较大塑性变形，从而使金属塑性提高。由于细晶粒金属强度高、塑性好，因此断裂时需要消耗较大功，因而韧性也较好。9、金属结晶基本规律是什么？答：液体金属结晶需要过冷度，是由形核和长大两个密切联系基本过程来实现。结晶时一方面在液体金属中形成某些极微小晶体（称为晶核），然后再以它们为核心不断地长大。在这些晶体长大同步，又浮现新晶核并逐渐长大，直至液体金属消失。六、综合分析题答：（1）（2）（3）共析反映前：相构成A+F 相构成物含量：；组织A+F； 组织构成物含量；共析反映后：相构成：F+Fe3C；组织F+P；2、作图表达立方晶系中（110）、晶面，以及、211晶向。答：如图所示。211XYZXYZ（110）DOO1/2OD为211晶向，D点坐标为1,1/2,1/2。3、依照Fe-Fe3C相图分别回答或解释下列问题：（1）画出Fe-Fe3C相图，标注出各区域组织；写出共析和共晶转变反映式。（2）画出20钢从高温液体冷却到室温冷却曲线及20钢在室温时显微组织示意图。（3）计算20钢和T10钢在727共析反映后相构成和组织构成物百分含量。答：（1）Fe-Fe3C相图如下：共晶反映和共析反映式如下： ECF共晶转变：PSK共析转变：（2）冷却曲线及室温时显微组织如下图所示： （3）20钢在727共析反映后相组织：F和Fe3C组织构成：P和FT10钢在727共析反映后相构成：F和Fe3C组织构成：P和Fe3CII4、答：a：珠光体，退火；b：索氏体，正火；c：下贝氏体，等温淬火；d：下贝氏体+马氏体+残存奥氏体，等温淬火（等温时间局限性）；e：马氏体+残存奥氏体，单液淬火。5、答：正火：消除锻造应力，均匀组织，使同批坯料具备相似硬度，便于切削加工，改进齿轮表面加工质量。渗碳、淬火及低温回火：渗碳后表面碳含量大大提高，保证淬火后得到高硬度，提高耐磨性和接触疲劳抗力。由于合金元素提高淬透性，淬火、回火后可使心部获得较高强度和足够冲击韧性。使用状态组织为：表面为高碳回火M+粒状合金渗碳体+残存A；心部为低碳回火M或回火M+T+ F。6、答：正火目：正火解决可消除锻造应力，均匀组织，使同批坯料具备相似硬度，便于切削加工，改进齿轮表面加工质量。调质目：使齿轮具备较高综合力学性能，心部有足够强度和韧性，可以承受较大交变弯取应力和冲击载荷，并可减少齿轮淬火变形。高频表面淬火及低温回火目：齿轮表面硬度提高，提高耐磨性，并使齿轮表面有残存压应力存在，从而提高抗疲劳破坏能力。低温回火是为了消除淬火应力，获得隐晶马氏体组织。7、答：