工程材料期末复习.doc

工程材料期末复习:
名词解释（5*2）、 填空题（1*10）、 选择题（2*5）、 金属牌号（2*5）、 简答题（35分）、 综合题（20分）
名词解释:
1、 相: 合金中含有相同化学成份、 相同晶体结构、 相互之间有显著界面分开均匀组成部分。
2、 铁素体: C在α—Fe中最大溶解度为0.0218%间隙固溶体
3、 淬透性: 淬火后, 得到马氏体层深度能力。关键取决于Vk。
4、 过冷奥氏体: 在孕育期临时存在, 处于不稳定状态奥氏体。
5、 珠光体: 奥氏体发生共析转变时所形成F和Fe3C共析体
6、 热处理: 将钢在固态下施以不一样加热, 保温和冷却方法, 以改变其组织, 从而取得所需性能一个工艺。
7、 冷加工: 低于再结晶温度塑性变形加工
8、 临界冷却速度: 过冷A不发生分解, 直接转变为M最小冷速度。材料或工件淬火时可抑制非马氏体转变最低冷却速度。合金冷却凝固过程中发生非晶转变所要求最小冷速称为临界冷却速度。
9、 结晶: 金属由液态凝固形成晶体过程
10、 莱氏体: 液态铁碳合金发生共晶转变形成奥氏体和渗碳体所组成共晶体, 其含碳量为ωc＝4.3％。
填空题:
1、 回火温度可将钢回火分为: 低温回火、 中温回火和高温回火。
2、 点缺点包含: 空位、 置换原子和间隙原子。
3、 塑性变形基础形式关键有: 滑移、 孪生。
4 铁素体和奥氏体分别属于体心立方和面心立方晶格类型。
5、 合金铸锭经典宏观组织包含外壳细晶区、 中间柱状晶区、 和心部等轴晶区。
6、 灰口铸铁分为灰铸铁、 可煅铸铁、 球墨铸铁三种铸铁。
7、 按溶质原子在固溶体中溶解度不一样, 固溶体可分为有限固溶体、 无限固溶体。
8、 金属试样在拉伸过程中发生缩颈断裂之前会发生弹性变形和塑性变形。
金属牌号:
碳素结构钢:
Q195—— 屈服强度σs ≥195Mpa碳素结构钢
Q235-A·F—— 屈服强度σs ≥235MpaA级沸腾钢
Q255—— 屈服强度σs ≥255Mpa碳素结构钢
合金结构钢:
9SiCr—— 含碳量为0.90%、 Si、 Cr均＜1.5%合金工具钢
CrWMn —— 含碳量≥1.0%、 Cr、 W、 Mn均＜1.5%合金工具钢
特殊性能钢:
4Cr9Si2—— 含碳量为0.40%、 Cr=9%、 Si=2%特殊性能钢
2Cr13—— 含碳量为0.2%、 Cr=13%特殊性能钢
Mn13—— 含碳量≥1.0%、 Mn=13%特殊性能钢
灰铸铁:
HT150 —— 抗拉强度≥150Mpa灰铸铁
优质碳素结构钢:
08F—— 含碳量为0.08%优质碳素结构钢（沸腾钢）
45—— 含碳量为0.45%优质碳素结构钢
55Mn—— 含碳量为0.55%较高含Mn量优质碳素结构钢
画出亚共析钢从液态平衡冷却至室温转变过程显微组织示意图P50

简答题:
1、 何谓球化退火？为何过共析钢必需采取球化退火而不采取完全退火？
球化退火是将钢中渗碳体球状化退火工艺。
完全退火关键用于亚共析钢和合金钢铸、 锻件。球化退火关键用于共析钢和过共析钢。过共析钢中网状二次渗碳体存在, 在切削加工时, 对刀具磨损很大, 使切削加工性变坏。为了克服这一点, 可采取球化退火, 使珠光体中片状渗碳体和网状二次渗碳体都球化, 以降低硬度, 改善切削加工性, 并为淬火做好组织准备。

2、 正火与退火关键区分是什么？生产中应怎样选择正火及退火。
⑴将钢加热到预定温度, 保温一段时间后缓慢冷却（炉冷）, 取得靠近平衡组织热处理工艺叫做退火。
正火是将加热至合适温度保温后空冷热处理工艺。
⑵正火比退火冷却速度大。
⑶目不一样: 退火目是降低硬度, 改善切削加工性能, 消除应力, 稳定尺寸, 细化晶粒, 调整组织, 消除缺点, 为后续热处理做好组织准备; 正火关键目是细化晶粒, 提升其力学性能。
怎么选择？
1.切削加工性
C＜0.25%时——正火0.25～0.5%——完全退火、 正火
0.5～0.77%——完全退火C≥0.77%时——正火+球化退火
2.使用性能
对亚共析钢零件, 正火比退火含有愈加好机械性能, 若零件性能要求不高时(通常使用零件), 可将正火作为最终热处理
3.经济性
正火比退火生产周期短、 成本低、 效率高、 操作简便, 在可能条件下, 应优先采取
附: （1）从切削加工性上考虑
切削加工性又包含硬度, 切削脆性, 表面粗糙度及对刀具磨损等。
通常金属硬度在HB170～230范围内, 切削性能很好。高于它过硬, 难以加工, 且刀具磨损快; 过低则切屑不易断, 造成刀具发烧和磨损, 加工后零件表面粗糙度很大。对于低、 中碳结构钢以正火作为预先热处理比较适宜, 高碳结构钢和工具钢则以退火为宜。至于合金钢, 因为合金元素加入, 使钢硬度有所提升, 故中碳以上合金钢通常都采取退火以改善切削性。
（2）从使用性能上考虑
如工件性能要求不太高, 随即不再进行淬火和回火, 那么往往用正火来提升其机械性能, 但若零件形状比较复杂, 正火冷却速度有形成裂纹危险, 应采取退火。
（3）从经济上考虑
正火比退火生产周期短, 耗能少, 且操作简便, 故在可能条件下, 应优先考虑以正火替换退火。

3、 画出经典金属材料拉伸曲线, 并将多个不一样阶段表示出来。

4、 简述金属化合物和固溶体在结构上和性能上区分
合金在固态时, 组元间会相互溶解, 形成一个在某一组元晶格中包含有其她组元新相, 这种新相叫固溶体。
溶质溶入量↑晶格畸变↑强度、 硬度↑
合金组元间发生相互作用而形成晶格类型和特征完全不一样于任一组元且含有金属特征新相即为金属间化合物, 或称中间相。
熔点高, 硬度高, 脆性大。合金中通常作为强化相存在。

5、 说明共析钢C曲线各个区, 各条线物理意义。

6、 叙述铸铁不一样阶段石墨化程度与其最终组织关系
名称
石墨化程度
显微组织
第一阶段
第二阶段
灰口铸铁
完全石墨化
完全石墨化
铁素体+石墨
完全石墨化
部分石墨化
铁素体+珠光体+石墨
完全石墨化
未石墨化
珠光体+石墨
麻口铸铁
部分石墨化
未石墨化
莱氏体+珠光体+石墨
白口铸铁
未石墨化
未石墨化
莱氏体+珠光体+渗碳体

7、 将Φ5mmT8钢加热至760℃并保温足够时间, 问采取什么样冷却工艺可得到以下组织: 珠光体, 索氏体, 屈氏体, 上贝氏体, 下贝氏体, 屈氏体+马氏体, 马氏体+少许残余奥氏体;
在C曲线上描出工艺曲线示意图。(图略)
答: 珠光体: 冷却至线~650℃温度范围内等温停留一段时间, 再冷却下来得到珠光体组织。
索氏体: 冷却至650℃~600℃温度范围内等温停留一段时间, 再冷却下来得到索氏体组织
屈氏体: 冷却至600℃~550℃温度范围内等温停留一段时间, 再冷却下来得到屈氏体组织
上贝氏体: 冷却至550℃~350℃温度范围内等温停留一段时间, 再冷却下来得到上贝氏体组织
下贝氏体: 冷却至350℃~Ms℃温度范围内等温停留一段时间, 再冷却下来得到下贝氏体组织
屈氏体+马氏体: 以大于取得马氏体组织最小冷却速度并小于取得珠光体组织最大冷却速度连续冷却, 取得屈氏体+马氏体
马氏体+少许残余奥氏体: 以大于取得马氏体组织最小冷却速度冷却取得马氏体+少许残余奥氏体。

8、 某型号柴油机凸轮轴, 要求凸轮表面有高硬度（HRC>50）, 而心部含有良好韧性（Ak>40J）, 原采取45钢调质处理再在凸轮表面进行高频淬火, 最终低温回火, 现因工厂库存45钢已用完, 只剩下15钢, 拟用15钢替换, 试说明:
⑴原45钢各热处理工序作用。
⑵改用15钢后, 应按原热处理工序进行能否满足性能要求？为何？
⑶改用15钢后, 为达成所要求性能, 在心部强度足够前提下采取何种热处理工艺？
答: ⑴调质处理可取得高机械性能和疲惫强度; 局部表面淬火及低温回火可取得局部高硬度
和耐磨性
⑵不能。改用15钢后按原热处理工序会造成心部较软, 表面硬, 会造成表面脱落。
⑶正火, 渗碳, 淬火, 低温回火。