工程材料期末考试复习题集.doc

第二章 晶体结构与结晶
简答题
1、常见得金属晶格类型有哪几种？它们得晶格常数与原子排列有什么特点？
2.为什么单晶体具有各向异性,而多晶体在一般情况下不显示各向异性？
3.在实际金属中存在哪几种晶体缺陷？它们对金属得力学性能有何影响？
4.金属结晶得基本规律就是什么？工业生产中采用哪些措施细化晶粒?举例说明。
第三章 金属得塑性变形
简答题
7、多晶体得塑性变形与单晶体得塑性变形有何异同？
答:相同——塑性变形方式都以滑移或孪晶进行;都就是在切应力作用下产生塑性变形得。
不同点——在外力作用下,各晶粒因位向不同,受到得外力不一致,分切应力相差大,各晶粒不能同时开始变形,接近45℃软位向先滑移,且变形要受到周围临近晶粒制约相互要协调;晶粒之间得晶界也影响晶粒得塑性变形。多晶体得塑性变形逐次逐批发生,由少数开始,最后到全部,从不均匀到均匀。
8.已知金属Pb、Fe、Cu得熔点分别为327℃、1534℃ ,1083℃ 、,试估算这些金属得再结晶温度范围?在室温下得变形属于冷加工还就是热加工？
9.说明产生下列现象得原因:
(1)滑移面与滑移方向就是原子排列密度最大得晶面与晶向;
(2)晶界处滑移阻力最大;
(3)实际测得得晶体滑移所需得临界切应力比理论计算得数值小得多;
(4)Zn、α-Fe与Cu得塑性不同。
作业:
1.解释下列名词:滑移、加工硬化
2.塑性变形得实质就是什么？它对金属得组织与性能有何影响？
3.何为塑性变形？塑性变形得基本方式有那些？
4.为什么常温下晶粒越细小,不仅强度、硬度越高,而且塑性、韧性也越好？
第四章 二元合金
1.解释下列名词:合金、组元、相、相图、组织、固溶体、金属间化合物、晶内偏析。
2.指出下列名词得主要区别:
(1)置换固溶体与间隙固溶体
(2)间隙相与间隙固溶体
(3)相组成物与组织组成物
答:相组成物:指构成显微组织得基本相,它有确定得成分与结构,但没有形态得概念。例:α与β
组织组成物:指在结晶过程中形成得,有清晰轮廓,在显微镜下能清楚区别开得组成部分。例: α、β、αⅡ、βⅡ 、α+β。
(4)共晶反应与共析反应
3.为什么铸造合金常选用有共晶成分或接近共晶成分得合金？用于压力加工得合金选用何种成分得合金为好？
答:铸造性能:取决于结晶得成分间隔与温度间隔,间隔越大,铸造性能越差。
压力加工性能好得合金通常就是固溶体,应强度较低,塑性好,变形均匀不易开裂。
4.利用Pb-Sn相图,分析含wSn30%得合金在下列各温度时组织中有哪些相与组织组成物,并求出相与组织组成物得相对含量。
(1)高于300℃;
(2)刚冷到183℃,共晶转变尚未开始;
(3)在183℃ ,共晶转变完毕;
(4)冷至温室。
5.已知A组元得熔点为1000℃,B组元得熔点为700℃,wB=25%得合金在500℃结晶完毕,并由73、33%得先共晶相α相与26、67%得(α+β)共晶体所组成;wB=50% 得合金也在500℃结晶完毕,但它就是由40%得先共晶相α相与60%得(α+β)共晶体组成,而此时合金中得α相总量为50%。试根据上述条件作出A-B合金概略得二元共晶相图。
五章、
铁碳合金室温平衡组织中基本组成物得力学性能

F
σb(MPa)
230
HBS
80
δ%
50
AK(J)
160
Fe3C
30
800
≈0
≈0
P
750
180
20～50
24～32
讨论:
一、 F -Fe3C 相图得分析总结:
1、F、A、P、Ld,性能与结构得比较; 2、室温时,各成分对应得相、组织(画图);
3、相图与组织性能比较; 4、GS、ES、PSK、ECF线得意义。
二、杠杆定律得应用(总结亚、过)
1、相组成物得计算:
①在727℃－△T( △T→0)(或共析转变后)时; ②在室温时
2、组织组成物得计算:
①亚共析钢 ②过共析钢
三、分析结晶过程—几种方法？
1、亚共析钢 2、过共析钢
四、计算性能值:45钢得P+F,知P与F得σb、各占相对量,求合金得σb。
思考题:
⒈根据Fe—Fe3C相图说明产生下列现象得原因？
①、1、0%C得钢比0、5%C得钢硬度高;
②室温下,含0、8%C得钢其强度高;
③变态来氏体得塑性比珠光体得差;
④在1100℃,含0、4%C得钢能进行锻造,含4、0%C得生铁不能进行锻造;
⒉铁碳合金中,二次渗碳体得最大百分含量就是多少？
⒊判断对错
①铁碳合金中,只有过共析钢得平衡组织中才有二次渗碳体？
②在 Fe—Fe3C相图中,含碳大于2、11%得成分合金,在结晶过程中均会发生共晶反应？
③只有共析成分得铁碳合金才能发生共析反应？铁碳合金发生共析反应得条件？
⒋对某退火碳钢进行金相分析,组织为P与Fe3C网,其中P占93%,问此钢含碳量大约
就是多少？并写出其钢号？求合金得σb、HBS、δ？
作业:
1、何谓铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体与变态莱氏体？分别写出它们得符号与性能特点。
2、默画Fe-Fe3C相图,并用相组成与组织组成物填写相图各区。
3、分析碳含量为wc0、20%, 0、77%与wc1、20%得碳钢得平衡结晶过程及室温平衡组织,并根据组织分析它们σb、HBS与δ得高低。
4、计算碳含量为wc0、20%得碳钢在室温时珠光体与铁素体得相对量。
5、某工厂仓库积压了许多碳钢(退火态),由于管理不善,钢材混杂,经金相分析后发现其中F占(体积)60%,P占40%,试计算确定该钢材得碳含量为多少？并写出其钢号。
6、一块低碳钢,一块白口铁;它们得形状、大小一样,请说出有哪些简便方法可以把它们区分开来。
7、根据Fe-C相图,说明下列现象得原因:
(1)低碳钢具有较好得塑性,而高碳钢具有较好得耐磨性;
(2)钢中碳含量一般不超过1、35%;
(3)碳含量为0、45%得碳钢要加热到1200℃开始锻造,冷却到800℃ 停止锻造。
8、“高碳钢得质量比低碳钢好”,这种说法对吗？碳钢质量得好坏主要按照什么标准确定？为什么?
9、说明下列材料牌号得含义: Q235A、Q275、20、45Mn、T8A、
ZG200-400。(σs:200,σb :400;又称ZG15,0、15％C)
第六章:重点掌握
1、 钢在加热时组织转变得过程及影响因素;
2、 本质晶粒度与实际晶粒度得含义,控制晶粒度大小得因素;
3、 共析钢奥氏体等温冷却曲线中各条线得含义。C曲线各种温度区域内奥氏体转变产物得组织形貌,性能特点。
4、 共析钢连续、等温C典线得差别及影响C典线得因素;
5、 各种热处理得定义、目得、组织转变过程,性能变化,用途与适用得钢种,零件得范围。
讨论:
一、工艺
1、在一批45钢制得螺栓中(要求头部淬硬到45-50HRC),混入少量20钢,若按45钢淬火处理,试问热处理后能否达到要求？为什么？
2、将45钢与T12钢分别加热至700℃、770℃、830℃淬火,试问这些淬火温度就是否正确？为什么在770℃ 45钢淬火后得硬度远低于T12钢得硬度？
二、C曲线得应用
1、将共析钢加热到770℃,保温,问按图示①②③----线得冷却速度冷至室温,各获得何种组织？对应工艺？
2、将共析钢加热到770℃,保温,问采用什么热处理工艺可得到下例组织P、S、T+M、B下、M+A,,在C曲线画出各热处理工艺得冷却曲线,注明热处理工艺名称与所得组织。
三、下例说法就是否正确？为什么？
1、过冷A得冷却速度大于Vk时,则冷却速度愈快,冷却后钢得硬度更高;
2、钢中合金元素越多,则淬火后硬度就越高;
3、同一钢材在相同加热条件下,水淬比油淬得淬透性好,小件比大件得淬透性好;
4、冷速越快,马氏体转变点Ms、Mf 就愈低;
5、淬火钢回火后得性能主要取决于回火后得冷却速度
6、为了改善碳素工具钢切削加工性,应采取完全退火
四、有两个碳含量为1、2%C得碳钢试样,分别加热到780℃ 与860℃,并保温相同时间,使之达到平衡得状态(其平衡组织分别就是A+Fe3C 与A),然后以大于vk 冷却速度冷至室温。
试问:
1、哪个温度加热淬火后马氏体晶粒粗大？
2、哪个温度加热淬火后马氏体碳含量较多？
3、哪个温度加热淬火后残留奥氏体较多？
4、哪个温度加热淬火后未溶碳化物较少？
5、您认为哪个温度加热淬火合适？为什么？
作业:
1.解释下列名词:
(1)奥氏体得起始晶粒度、实际晶粒度、本质晶粒度
(2)珠光体、索氏体、屈氏体、马氏体;
(3)奥氏体、过冷奥氏体、残余奥氏体;
(4)退火、正火、淬火、回火;
(5)淬火临界冷却速度(vk)、淬透性、淬硬性;
(6)调质处理。
2、何谓本质细晶粒钢？本质细晶粒钢得奥氏体晶粒就是否一定比本质粗晶粒钢得细？
3、说明共析碳钢C曲线各个区、各条线得物理意义,并指出影响C曲线形状与位置得主要因素。
4.vk值大小受哪些因素影响？它与钢得淬透性有何关系？
5、将φ5mm得共析碳钢加热至760,保温足够时间,问采用什么热处理工艺可得到如下组织:P、S、T+M、B下、 M+A’ ,在C曲线上画出各热处理工艺得冷却曲线,注明热处理工艺名称与所得组织。
6.确定下列钢件得退火方法,并指出退火得目得及退火后得组织:
(1)经冷轧后得15钢钢板,要求降低硬度;
(2)锻造过热得60钢锻坯;
(3)具有片状渗碳体得T12 钢坯。
7.为什么淬火后得钢一般都要进行回火处理？按回火温度不同,回火可分为哪几种？指出各种回火后得到得组织、性能及应用范围。
第七章 合金钢 (金属材料)
1、碳钢有哪些不足？合金元素在钢中有哪些作用？
2、说明下列钢得类别、含义与典型应用 ？Q235-A、F、20、45、60Mn、T8MnA、T10A、T13。
3、合金渗碳钢、调质钢、弹簧钢、滚珠轴承钢、刃具钢得成分特点、性能要求、典型牌号与用途？
4、不锈钢抗腐蚀得途径？
5、不锈钢与耐磨钢种类、典型牌号与用途？
6、说明下列钢得类别,使用状态组织、性能特点、用途及做何热处理？
38CrMoAl、 20CrMnTi、60Si2Mn、 GCr15、CrWMn 、W18Cr4V、 Cr12MoV、5CrMnMo、4Cr13、1Cr18Ni9Ti 、ZGMn13、40Cr、 9SiCr、40CrNiMo。
7.根据高速钢得热处理特点,说明合金元素对高速钢性能得影响。
八、
1.铸铁分为哪几类？其最基本区别就是什么？
2.在铸铁石墨化过程中,如果第一阶段、第二阶段都完全石墨化,第三阶段或完全石墨化,或未石墨化,或部分石墨化,问它们各得到什么组织？
3.可锻铸铁可以锻造吗？
4.铸铁组织与性能特点？
九、
1.解释下列名词:固溶处理,时效强化。
2.铝合金可通过哪些途径达到强化得目得？
3.铝合金得强化热处理原理与工艺操作与钢得强化热处理原理与工艺操作有什么异同？
4.何谓硅铝明？它属于哪一类铝合金？为什么硅铝明具有良好得铸造性能？变质处理前后其组织与性能有何变化？这类铝合金主要用处何在？
5.轴承合金必须具有什么特性？其组织有什么要求？举例说明常用巴氏合金得化学成分、性能与用途。