工程材料考点样本.doc

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一． 名词解释。
第一章
s: 拉应力 s b: 抗拉强度 s s: 屈服强度 s p: 比例极限 s e: 弹性极限
s 0.2: 材料的条件屈服强度产生0.2%的残余应变时的应力值
E: 弹性模量 d: 延伸率 y: 断面的收缩率
d5: 原始长度为5%的伸长率 d10: 原始长度为10%的伸长率
第二章
晶 体: 是指其原子按一定的几何形状作有规律的重复排列的物体
非晶体: 原子无规律无秩序地堆聚在一起
单晶体: 结晶方位完全一致的晶体

多晶体: 由多晶粒组成的晶体结构
晶 粒: 由于每个小晶体都具有不规则的颗粒状外形
第四章
置换固溶体: 是指溶质原子位于溶剂晶格的某些结点位置而形成的固溶体
间隙固溶体: 溶质原子分布于溶剂晶格间隙而形成的固溶体
渗碳体: ( Fe 3 C ) C 与Fe 的化合物
合金渗碳体: 例如( Fe, Mn) 3 C ( Fe, Cr) 3 C
相 图: 以温度为纵坐标, 以成分为横坐标, 表明合金系中的各种合金在不同温度下由哪些相构成, 以及这些相之间平衡关系的图形
共晶转变: 成分为E点的液相Le同时结晶出两种成分和结构都不相同的固相ac及βd
共析转变: 从一个固相中同时析出成分和晶体结构完全不同的两种新固相的转变过程
杠杆定律: =
组织组成物: 在显微镜下能清楚地区别开, 并具有一定形态特征的组成部分
第五章
铁素体: C在α﹣Fe中的间隙固溶体, 用F或α表示
奥氏体: C在γ﹣Fe中的间隙固溶体, 用A或γ表示
珠光体: 铁素体F和渗碳体Fe 3 C的机械混合物, 用字母P表示
Fe 3 CⅠ: 从液相中直接析出的渗碳体
Fe 3 CⅡ: 从奥氏体中直接析出的渗碳体
Fe 3 CⅢ: 从铁素体中直接析出的渗碳体 ( 分别一次 二次 三次 渗碳体)
A1: 铁碳相图中PSK共析线
A3: ( GS线) 合金冷却过程中, 由奥氏体析出铁素体的开始线
Acm: (ES线)碳在奥氏体中的固溶线

第七章
合金钢: 为了改进钢的组织与性能,在非合金钢的基础上有意识地加入一些合金元素后所获得的钢种
合金元素: 为合金化目的而加入且含量在一定范围的元素
二． 简答题。
第二章
1.何谓空间点阵、 晶格、 晶体结构和晶胞? 三种常见的金属晶格是什么? 划出其晶胞, 并分别计算其原子半径、 配位数和致密度。
答: 空间点阵: 为了便于分析各种晶体中的原子排列及几何形状,一般把晶体中的原子假想为几何结点,并用直线从其中心连接起来,使之构成的一些空间格子。
晶 格: 晶体中原子排列形式的空间格子
晶 胞: 构成晶格的最基本的几何单元
三种常见的金属晶格:
体心立方晶格【α－Fe(912℃以下)、 Cr、 Mo、 W、 V等】
原子半径 r ＝a/4 配位数＝8 致密度＝0﹒68
面心立方晶格【γ－Fe( 912℃～1394℃) 、 Cu、 Al、 Ni、 Au等】
原子半径 r = 0.5a 配位数＝12 致密度 ＝0﹒74
密排六方晶格【Mg 、 Zn、 Be、 Cd等】
原子半径 r = 0.5a 配位数＝12 致密度＝0﹒74
2.在实际晶体中存在着哪几类缺陷?
答: 在实际晶体中存在着: 点缺陷( 空位, 置换原子, 间隙原子)
线缺陷( 位错: 刃型位错和螺型位错) 面缺陷( 晶界、 亚晶界)
第三章
1.塑性变形的基本方式有几种? 塑性变形的的物理本质是什么?
答: 塑性变形的基本方式有: 滑移和孪生
滑移是晶体内部位错在切应力作用下运动的结果, 孪生是部分位错运动的结果,
因此塑性变形的的物理本质: 位错的运动
2.何谓冷变形强化(加工硬化)? 分析形变强化现象的利与弊, 如何利用或消除形变强化?
答: 金属进行塑性变形时, 金属的强度和硬度升高, 而其塑性和韧性下降的现象称为冷变形强化。 利: 提高金属强度的一种廉价方法 弊: 不利于金属的深加工
为消除其硬化现象, 以便继续进行变形加工, 必须在加工过程中安排退火工序

3．加热对冷变形金属的组织和性能有何影响?
答: 当对冷变形金属进行加热时, 其组织和性能将发生回复、 再结晶和晶粒长大的变化过程。
回复阶段:金属内的显微组织没有明显变化, 但晶体内缺陷数量减少, 晶格畸变程度降低, 残余应力部分消失;
再结晶阶段: 变形金属加热至较高温度时, 会在变形最激烈的区域发生再结晶, 此时加工硬化作用消除, 硬度, 强度显著下降, 塑性和韧性明显提高, 内应力基本消除, 金属恢复到变形前的性能;
晶粒长大: 再结晶阶段完成之后, 如果继续升高温度或者延长保温时间, 晶粒将会相互吞并长大, 金属的力学性能显著降低。
4.铅( 熔点在327℃) 在20℃, 钨( 熔点为3380℃) 在1100℃时塑性变形各属于哪种变形? 为什么?
答: T再( 铅) =0.4*( 32 7+273) K=0.4*600=240K
240K-273K=-33℃ 因此铅在20℃时塑性变形为热加工
T再( 钨) =0.4*( 3380+273) K=1461.2K
1461.2K-273K=1188.2℃ 因此钨在1100℃时塑性变形为冷加工
第五章
1.在碳钢中Si以何种形式存在? 对钢的性能有何影响?
答: 硅是作为脱氧剂而加入钢中的, 大部分硅溶于铁素体, 使铁素体强化, 提高了钢的强度和硬度, 但塑性, 韧性下降。少部分硅存在于硅酸盐夹杂中, 当含硅量不大时, 对钢的性能影响不显著。
第六章
1. 奥氏体的形成过程可分为哪几个阶段? 影响奥氏体形成过程的因素有哪些?
答: 奥氏体的形成过程可分为:
a.奥氏体晶核的形成与长大 b.残余渗碳体的溶解 c.奥氏体的均匀化
影响奥氏体形成过程的因素有:
a.加热温度 b.加热速度 c.原始组织 d.碳及合金元素
2.淬透性与淬透层深度、 淬硬性有哪些区别? 影响淬透性因素有哪些?
答: 淬透性与淬透层深度、 淬硬性的区别:
淬透性是钢在淬火时获得马氏体的能力, 它是钢材本身固有的属性。淬透性的好坏与含碳量和合金元素有关。
淬硬性是钢淬火后, 马氏体所能达到的最高硬度。淬硬性主要取决于加热时溶入奥氏体
中的含碳量, 而合金元素没有明显的影响。
淬透层深度是淬火工件表面至半马氏体区( 马氏体与非马氏体组织各占一半的地方) 距离。影响淬透性因素有: 临界冷却速度Vk 。
影响临界冷却速度的因素:钢的化学成分,特别是合金元素及含量。
第七章
1.合金钢与碳钢相比, 具有哪些特点?
答: a.具有良好的淬透性 b.强度高,屈强比高. c.回火稳定性好
d.具有耐腐蚀,抗氧化,耐热,耐磨以及特殊的电性能,磁性能等.
2.试比较Q235钢与Q345钢的异同?
答: 同: 都属于低合金高强度结构钢
异: 屈服点数值不相同 Q235钢的屈服点为235MPa
Q345钢的屈服点为345 MPa
补充:
材料按经济部门可分为: 土建工程材料, 机械工程材料, 电工材料, 电子材料等;
材料按物质结构可分为: 金属材料, 有机高分子材料, 陶瓷材料等;
材料按功用可分为: 结构材料和功能材料等。
常见的合金刃具钢有9SiCr, CrWMn
常见的高速钢分为两类: W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2
硬质合金: 钨钴类, 钨钴钛类, 钢结, 涂层。
铁碳相图中, 组织组成物: 铁素体 珠光体 渗碳体 莱氏体
相组成物: 铁素体和渗碳体
1.试计算Wc为0.6%, 1.2%的Fe—C合金在室温下平衡组织中所包含的组织组成物的重量百分比? 试计算珠光体中相组成物中的百分比?
解: Wc为0.6%的Fe—C合金为亚共析钢, 亚共析钢的组织组成物为F和P

0.0218% Wc=0.6% 0.77% QP=*100%=77.28%

QF QP QF=1- QP=22.72%

Wc为1.2%的Fe—C合金为过共析钢, 过共析钢的组织组成物为P和Fe 3 CⅡ
0.77% Wc=1.2% 6.69%
QP=*100%=92.7%
QP Q Fe 3 CⅡ Q Fe 3 CⅡ=1- QP=7.3%
珠光体是铁素体和渗碳体的机械混合物, 两相的百分比为:
0.0218% Wc=0.77% 6.69%
QF=100%=88.78%
QF Q Fe 3 C Q Fe 3 C=1- QF=11.22%

[铁碳合金的相组成物, 组织组成物的相对量]

A
B
C
E
G
H
J
Q
P
S
Fe
Fe
3
C
γ
L + γ
L
N
α
L +
Fe
3
C
α +Fe3C
γ + α
γ +Fe3C
F
K

D

C: 共晶点 S: 共析点 E: 碳在 γ—Fe 中的最大溶解度
液相线: ABCD 固相线: AHJECF P: 碳在 α— Fe 中的最大溶解度
三相平衡转变:包晶反应: LB+δH 1495℃ γ J 包晶线: HJB
共析反应: γs 727℃ αp +Fe3C 共析线: PSK
共晶反应: Ls 1148℃ γ E + Fe3C 共晶线: ECF
三条主要的特性线:( GS线) 由奥氏体析出铁素体的开始线
( ES线) 二次渗碳体析出开始线
( PQ线) 三次渗碳体析出开始线