工程材料复习题全.doc

1、 中国古代为世界文明作出了巨大贡献，请列出举有代表性的产品（三种）：丝绸，瓷器，青铜器。2、 材料、能源和信息作为现代社会和现代技术的三大支柱，发展格外迅猛。3、 原子、离子或分子之间的结合力称为结合键，一般可把结合键分为离子键，共价键，金属键和分子键。4、 金属具有以下特性（1）、良好的导电导热性能；（2）正的电阻温度系数；（3）不透明并呈现特有的金属光泽；（4）良好的塑性变形能力，金属材料的强度韧性好。5、 工程材料可分为四类：金属材料，高分子材料，复合材料，陶瓷材料。6、 晶体与非晶体性能有两个比较大的差异：（1）晶体冷却或熔化时有一定的凝固点；（2）单个晶体各向异性，而非晶体各向同性。7、 金属晶体觉有三种结构：体心立方晶格；面心立方晶格；密排六方晶格。8、 体心立方晶胞有以下特征：（1）晶格常数a=b=c，=90；（2）每晶胞所含原子个数为2；（3）原子半径=34a；（4）致密度=68%；（5）四面体空隙半径=0.29原子半径、八面体空隙半径=0.15原子半径；（6）配位数=8。9、 常温下，铁的晶格类型为：体心立方晶格。10、 面心立方晶胞有以下特征：（1）晶格常数a=b=c，=90；（2）每晶胞所含原子个数为4；（3）原子半径=24a；（4）致密度=74%；（5）四面体空隙半径=0.225原子半径、八面体空隙半径=0.414原子半径；（6）配位数=12。11、 计算常见晶面的晶面指数。12、 计算常见晶向的晶向指数。13、 实际金属晶体中，常常有很多缺陷，根据金属晶体几何形态特征，把金属晶体缺陷分成三类：点缺陷，线缺陷，面缺陷。14、 经过深入研究，人们提出了金属中原子的迁移机制，有以下几种：直接换位机制；环形换位机制；空位扩散机制；间隙扩散机制。15、 影响扩散的主要因素有：温度，晶体结构，表面及晶体缺陷。16、 金属结晶有两个过程：生核和核的长大，就整个金属来讲，两个过程是同时进行的。17、 金属晶粒大小可用晶粒度来表示，晶粒度共分八个级别，度号越大晶粒越细。18、 为细化晶粒，可采取以下办法：（1）提高金属的过冷度；（2）进行变质处理；（3）振动；（4）电磁搅拌。19、 金属在固态下随温度的改变，由一种晶格转变为另一种晶格的现象，称为同素异构转变，如纯铁在1538进行结晶，得到具有体心立方晶格的- Fe（B.C.C）。继续冷却到1394时发生同素异构转变, 成为面心立方晶格的Fe（F.C.C）。再冷却到912时又发生一次同素异构转变, 成为体心立方晶格的 Fe（B.C.C）。20、 金属材料的机械性能，是指金属在外力作用时表现出来的性能，包括强度、塑性、硬度、韧性及疲劳强度等，其中强度指标有：弹性极限，屈服极限，强度极限。21、 金属发生塑性变形，随变形度的增大，金属的强度和硬度显著提高，塑性和韧性明显下降，这种现象称为加工硬化，也叫形变强化。22、 固态合金中有两类基本相：固溶体和金属化合物，合金组元通过溶解形成一种成分和性能均匀的、且结构与组元之一相同的固相称为固溶体。23、 固溶体随着溶质原子的溶入，晶格发生畸变，增大位错运动的阻力，使金属的滑移变形变得更加困难，从而提高合金的强度和硬度，这种通过形成固溶体使金属强度和硬度提高的现象称为固溶强化。24、 合金组元相互作用形成的晶格类型和特性完全不同于任一组元的新相，称为金属化合物。合金中含有金属化合物时，强度、硬度和耐磨性提高，而塑性和韧性降低。25、 分析Pb-Sn合金相图四个成分点的平衡结晶过程，计算室温下相的组成成分。26、 Fe-Fe3C相图两种基本的组元是：纯铁与渗碳体（Fe3C），五种基本的相是：L液相，相又称高温铁素体相，相也称铁素体，相常称奥氏体相，Fe3C相即渗碳体相。27、 标注Fe-Fe3C相图中各点的温度、含碳量及含义。28、 解释J点、C点、S点，HJB线、ECF线、PSK线、ES线、GS线、PQ线的含义。J为包晶点。C点为共晶点。S点为共析点。HJB 为包晶反应线。ECF 为共晶反应线。PSK 为共析反应线。GS线是合金冷却时自A中开始析出F的临界温度线, 通常称A3线。ES线是碳在A中的固溶线，通常叫做 Acm 线。PQ线是碳在F中固溶线。29、 解释共析钢、亚共析钢、过共析钢、共晶白口铁、亚共晶白口铁的平衡结晶过程。30、 按照钢中碳的质量分数，可把钢分为低碳钢（含碳量0.6%）；按照钢的用途，可把钢分为碳素结构钢和碳素工具钢。31、 解释下列各牌号钢的含义：Q235A、20钢、45钢、T8钢、40Cr、65Mn、20CrMnTi、Q345、W18Cr4V、1Cr1345钢：表示碳质量分数为0.45%的优质碳素结构钢。T12钢：表示碳质量分数为1.2%的优质碳素工具钢。Q235A：表示屈服强度值为235且含硫，磷量最高的碳素结构钢。40Cr：表示碳质量分数为0.40%且铬含量较高的优质碳素结构钢。32、 改变钢的性能主要有两个途径：合金化和热处理。33、 热处理是将固态金属或合金在一定介质中加热、保温和冷却，以改变材料整体或表面组织，从而获得所需性能的工艺。34、 普通热处理主要有：退火、正火、淬火、回火四种类别。35、 钢在加热阶段，影响奥氏体转变速度的因素有：加热温度、加热速度、钢中的含碳量、合金元素、原始组织。36、 共析钢过冷奥氏体等温转变产物是怎样的，完成下表转变区温度范围（）温度范围（）表示符号组织高温转变A1-550A1-650P珠光体650-600S索氏体600-550T屈氏体中温转变550-Ms550-350B上上贝氏体350-MsB下下贝氏体低温转变Ms-MfMs-MfM马氏体37、 影响C曲线是因素有(1) 碳含量，在碳钢中，共析钢的临界冷速最小最靠右侧（淬透性最好）；亚共析钢随碳含量减少，C曲线左移；过共析钢随碳含量增加，C曲线左移。(2)合金元素 除钴CO以外的所有合金元素溶于奥氏体后，都能增加奥氏体的稳定性，使C曲线右移（有的C曲线形状也发生变化），如果合金元素没有完全溶于奥氏体则会奥氏体转变的核心降低奥氏体的稳定性，使C曲线左移。(3)奥氏体化温度，提高奥氏体化温度，将使奥氏体晶粒长大、成分均匀，可减少珠光体的生核率，增加A的稳定性，C曲线右移（降低钢的临界冷却速度，增加其淬透性）。(4)钢中未溶第二相，钢中未溶入奥氏体中的碳化物、氮化物及其它非金属夹杂物，可成为奥氏体分解的非自发核心，降低过冷A 的稳定性,C曲线左移（使临界冷却速度增大，降低淬透性）。38、 在共析钢过冷A的连续冷却转变曲线（CCT曲线）中，共析钢以大于VK（上临界冷却速度）的速度冷却时, 得到的组织为马氏体。冷却速度小于VK （下临界冷却速度）时, 钢将全部转变为珠光体型组织。共析钢过冷A在连续冷却转变时得不到贝氏体组织。39、 将组织偏离平衡状态的钢件加热到适当的温度，经过一定时间保温后缓慢冷却，以获得接近平衡状态组织的热处理工艺，称为退火，其主要目的如下：1.调整硬度以便进行切削加工。经适当退火后，可使工件硬度调整到170250 HBS，该硬度值有最佳切削加工性能。2.减轻钢的化学成分及组织的不均匀性（如偏析等），以提高工艺性能和使用性能。3.消除残余内应力（或加工硬化），可减少工件后续加工中的变形和开裂。4.细化晶粒，改善高碳钢中碳化物的分布和形态，为淬火做好组织准备。40、 下图1是共析钢加热到相变点以上，用图示的冷却曲线冷却，各应得到什么组织？各属于何种热处理方法？图2是T12钢加热到Ac1以上，用图示各种方法冷却，分析其所得到的组织。41、 正火与退火的区别：1、正火的冷却速度较退火快，得到的珠光体组织的片层间距较小，珠光体更为细薄，目的是使钢的组织正常化，所以亦称常化处理。例如，含碳小于0.4时，可用正火代替完全退火。2、正火和完全退火相比，能获得更高的强度和硬度。3、正火生产周期较短，设备利用率较高，节约能源成本较低，因此得到了广泛的应用。42、 低温回火（150-250）的主要目的是降低淬火应力，提高工件韧性 ，保证淬火后的高硬度；中温回火（350-500）得到回火屈氏体，具有较高的弹性极限和屈服强度，也具有较好的韧性；高温回火（500-650）得到粒状渗碳体和铁素体的混合组织，称回火索氏体，综合机械性较好。在根据使用性能确定淬火后零件的回火温度，T12锉刀采用低温回火，60钢弹簧采用中温回火，45钢车床主轴采用高温回火。43、 按照表面渗入的元素不同，化学热处理可分为渗碳、渗氮、渗硼、渗铝、碳氮共渗等。化学处理有以下作用：提高零件表面的强度、耐磨性、疲劳强度和耐腐蚀性能等；保护零件表面，提高某些零件表面耐高温、耐腐蚀性能，从而保护零件表面。44、 合金形成固溶体时，由于溶质原子的溶入使溶剂晶格发生畸变，并在周围造成了一个应力场，增大了位错运动的阻力，称为固溶强化。45、 渗碳钢为机械工程中常用的结构钢之一，试回答以下问题（1）、渗碳钢的用途及性能特点；（2）、渗碳钢成分特点（包括碳元素的含量及其它主要合金元素类型及作用）；（3）、渗碳钢的主要的热处理工艺特点及热处理后所获得的主要组织；