工程材料复习.doc

工程材料复习要点学习工程材料有关理论及分析方法；了解化学成分加工工艺组织结构性能四者关系；掌握常用工程材料的特性及应用；合理选材进行工程设计。1、晶体的结构特点、晶体中的缺陷与晶体材料性能之间的关系。2、相、组织与合金性能三者之间的关系。3、金属凝固的条件、影响因素及基本过程。4、铁碳系合金成分、组织和性能间的关系，钢铁及有色金属材料牌号及含义。5、热处理主要目的、分类及应用。6、金属的主要强化方法。7、塑性变形对金属组织和性能的影响。8、高分子材料结构特点和性能特点。9、陶瓷材料的化学组成、结合键类型和性能特点。10、复合材料特点及主要强化机理。11、常见机械零部件的服役状态、选材、热处理工艺及组织性能特点。复习要点一、名词解释：晶格（空间点阵），同素异构现象（多形性）/同素异构转变（多形性转变），致密度，配位数，单晶体，多晶体，过冷现象/过冷度，自发形核，非自发形核，变质处理，合金，固溶体（置换固溶体，间隙固溶体，金属化合物/中间相），固溶强化，铁碳合金，铁素体，奥素体，渗碳体，莱氏体，珠光体，热处理（完全退火，球化退火，正火，淬火，回火）二、比较异同点：晶体非晶体，凝固与结晶，相组织组成物，共晶反应共析反应，淬透性/可淬性淬硬性/可硬性，表面淬火化学热处理，结晶再结晶 三、熟练掌握：1、立方晶系晶向与晶面的画法和表达方式，密排面与密排方向。2、根据相图确定合金平衡结晶过程、分析合金有关性能特点；能运用杠杆定律计算相的比例和组织比例，掌握铁碳相图形状及主要点成分。3、钢铁、有色金属材料及高分子材料的选用；典型零件（轴类、盘类、箱座类）材料和热处理类型的选择。4、其它：参考作业。 思考题一判断题：1.材料的强度高，其硬度就高，所以刚度大。2.所有的金属都具有磁性，能被磁铁所吸引。3.所有的金属材料均有明显的屈服现象。4.提高材料硬度可以提高其耐磨性。6.单晶体是各向同性。7.增加金属中点、线、面缺陷的数量可以降低强度和硬度。8. 环境温度越低材料冲击韧性越好。9. 对称循环疲劳极限-1数值高说明材料的疲劳性能好。10.冷速越快，熔融金属结晶过冷度越大，金属实际结晶的温度就越低。11.过冷是金属结晶的必要条件，过冷度越大，金属结晶的推动力越大，结晶倾向就越大。12.结晶的本质是金属从液体过渡到固体的转化过程。13.结晶的过程是由晶核形成和晶粒长大两个阶段构成，增加过冷度并依靠自发形核可以细化金属的晶粒。15.溶质晶体结构与固溶体晶体结构相同。16.置换固溶体的固溶强化效果大于间隙固溶体。17.无限固溶体的固溶强化大于有限固溶体。18实际金属结晶时，由于不平衡结晶，先析出的晶体含有较多的低熔点组元，由此形成晶粒内部的化学成分不均匀现象叫做枝晶偏析。19. 珠光体是组成铁碳合金组织的一个重要的相。20.亚共析钢在室温下的平衡组织为F+Fe3C。21.碳钢的C含量越高，组织中P比例就越高，其强硬度越高,而塑和韧性越低。22.钢中磷、硫属于有害元素，其中磷导致热脆，而硫使钢产生冷脆。23.普通碳结钢（如Q255-CTZ）同时保证力学性能和化学成分。26. 钢中强形成碳化物元素（如Ti、Nb、V、W、Cr、Mo等）阻碍晶粒长大，从而降低其A晶粒尺寸。27. 本质晶粒度是表示不同钢种A体晶粒长大倾向的指标。28. 过冷A等温转变量为50%时，其转变速度最慢。29. 过冷A转变温度越高，其转变产物硬度越高。30. 珠光体P、索氏体S和屈氏体T组织之间没有本质上的差别，只是它们的组成相弥散度、性能和形成条件不同。31.珠光体P硬度索氏体S硬度屈氏体T硬度。32. 珠光体型P转变是属于半扩散型转变，贝氏体型转变是属于扩散型转变，而马氏体转变是属于无扩散型转变。33.马氏体转变温度贝氏体转变温度珠光体温度，所以马氏体硬度贝氏体硬度珠光体硬度。34. 钢中C越高，过冷A稳定性越高，其C-曲线右移。35. 大多数合金元素均能提高过冷A稳定性，从而C-曲线右移。36. 完全退火的目的是重结晶细化晶粒，降低钢的硬度，改善其机加性能。37. 球化退火的目的是降低低碳钢的硬度，改善其机加性能，并为淬火作组织调整。38. 低碳钢正火的目的是提高其硬度，改善其机加性能；而高碳钢正火的目的是消除过共析钢网状Fe3C,为球化退火作组织准备，或者细化晶粒、组织均匀化、消除内应力、提高其强硬度。39. 低碳钢淬火硬度不足或不均匀的原因之一是淬火加热温度过低或保温时间不足，从而导致淬火组织中存在铁素体相（软点）。40. 回火一般与淬火处理相配套，以期达到预期的组织（M回、T回和S回火）和性能。41. M回、T回和S回组织与对应的M、T和S组织没有区别。42. 调质处理是淬火+中温回火，以获得T回的操作。43. 亚共析钢C含量越高或过共析钢含量越低，其淬透性越高。44. 大多数合金元素使钢的C曲线右移，从而导致其淬透性提高。45. 同一钢材，在相同的加热条件下，水冷比油冷的淬透性好。46. 只要采用本质细晶粒钢，就可以保证在热处理时得到细小的奥氏体晶粒。47. 表面淬火既能改变钢的表面的化学成份，也能改善其心部的组织与性能。48. 细化晶粒的主要工艺措施有：孕育处理、变质量处理(Al-Si铸造合金)、压力加工(塑性变形)和热处理。49. 金属强化方法有细化晶粒、固溶强化/合金化、第二相强化/弥散强化、冷加工强化等。51.提高中、低碳钢耐磨性的措施有表面淬火、化学热处理（渗C、渗N/N化、碳氮共渗氰化）。52. 形变铝合金的强化措施是淬火+时效（自然/人工）。53. 铸造铝合金的强韧化措施是钠盐变质处理（原因自己补充）。54. 高聚物结晶度分子排练紧密分子间结合力链运动困难熔点/密度/强度/刚度/耐热弹性/塑韧性。56.聚四氟乙烯的摩擦系数很小，在无润滑少润滑的工作条件下是极好的耐磨减磨材料。57. 陶瓷材料的结合键是混合键：离子键+共价键。58. 陶瓷硬度淬火钢硬度高聚物硬度。59. 复合材料增强形式：纤维增强、颗粒增强、层状增强。60.辨别材料牌号。请指明牌号中的数字和符号的含义、材料所属的类别以及用途。08F T8 4Cr13 25Cr2Ni4WA GCr9SiMn 5CrMnMo 16Mn W18Cr4V 60Si2MnA H68 HT200 20CrMnTi 0Cr18Ni9 Q235二、填空题：1.-Fe是晶体结构，其晶胞原子数为、原子半径（设a为晶格常数）、 配位数。2.液态金属凝固时，冷却速度愈快则过冷度。3.固溶体凝固后出现的一种成分不均的缺陷称为，它可以用热处理方法消除。4.晶体中的一维缺陷称之为，它可以分为和两种。5.金属材料的硬度随材料的不同而采用不同测试方法，一般铝合金采用法，硬质合金刀片采用法，渗碳件采用法。6.塑性变形的金属加热时，随温度的升高将依次发生、等现象。7.钢中的元素引起热脆，元素引起冷脆，元素引起白点，元素引起兰脆。8.过冷奥氏体等温转变曲线包括、和三个转变区域，其转变产物中组织的硬度最高，和组织的综合机械性能最好，和组织的脆性大。9.钢在热处理时控制奥氏体晶粒度的主要参数是和。10.滑移是通过来实现的。11.冷处理的目的是，此时发生的残余奥氏体的转变产物为。12.20CrMnTi钢在1000加热并保温一段时间，然后淬火，其最终组织是，该组织的含碳量为。13.铝合金的强化除了热处理强化外，还可以进行强化。14.W18Cr4V钢中的W元素的主要作用是；16Mn中的Mn元素主要作用是；GCr15钢中的Cr元素的主要作用是。15.铁水的最低理论结晶温度是。16.钢在加热过程中产生的过热缺陷可以通过热处理来消除。17.材料的机械性能主要取决于材料的和。18.10的物理意义是。19. 描述晶胞的参数称为，其中各棱边的尺寸、称为。20. 晶胞的密排面是，其晶胞原子数为，配位数为。21. 晶体中的线缺陷称为，它可以分为两类，分别是和。22. 液态金属凝固时，冷却速度越快则过冷度越。23. 液态金属进行铸造时，为达到细化晶粒的目的而加入其它物质作为人工晶核的处理方法称为。24. 金属塑性变形时，在外形变化的同时，内部晶粒的形状也发生变化，当变形量很大时形成，实材料表现出明显的各向异性。25. 塑性变形后的金属，加热进入回复阶段，此时恢复，而基本未变。26. 消除枝晶偏析的热处理方法是，而消除加工硬化的热处理方法_。27. 钢中存在杂质元素，对性能有较大影响，其中硫使钢产生、磷使钢产生。28. Q235-AF的含义是。29. ZG25、65Mn、T12A三种钢的平均含碳量分别是、。30. 钢在热处理时控制奥氏体晶粒度所控制的主要参数是和31. 液态金属结晶时冷却速度愈快则过冷度 （ ）。32. 晶体中的一维缺陷称为（ ），二维缺陷称为（ ） 。33. 塑性变形的金属加热时，随温度的升高将依次发生（ ） 、（ ）、（ ）等现象。 34. 金属变形的基本方式是（ ）和（ ）。35. 钢在淬火后回火的目的是（ ）。36. F、P与Fe3C相比较，（ ）强度最高。37. 钢的含碳量为（ ）。38.工程材料通常分为、等四类。39.晶体中的主要缺陷有，。40.二元合金中的恒温转变过程有和转变，其反应式分别为、。41.单晶体塑性变形的基本方式为和。42.铁碳相图表明铁碳合金的平衡相有、等五种。43.高速钢淬火后，在550570三次回火后的组织是。44.铝合金分为和；属于不可热处理强化的铝合金。铸造铝合金 锻铝合金 变形铝合金硅铝明 硬铝合金 防锈铝合金45.金属材料的强化机制有、等四种；变质处理主要是利用强化方式，16Mn钢中加入Mn元素是利用强化机制。46.机械零件的主要失效方式有、。47. 固溶体凝固后出现的一种成分不均的缺陷称为 （ ）。48 晶体中的一维缺陷称为（ ），二维缺陷称为（ ）。49. 60Si2Mn、GCr15、1Cr18Ni9Ti三种钢的平均含碳量分别为（ ）、（ ）、（ ）。 50 .钢在淬火后回火的目的是 （ ）。 51 .调质处理是指 （ ）。52.所学过的材料的力学性能指标中，强度指标有( )、( ) 、( )和( ) ；塑性指标有( ) 和( ) ；韧性指标有( ) 和( ) 。53. 材料的硬度反映的实质是( ) 54晶体的特点是具有( ) 性和( ) 性。55.液态金属结晶时，要细化晶粒度，通常采用的方法有( ) 、( ) 和( ) ；细化晶粒的作用是( ) 56. 金属材料冷热加工的区别是( ) ； 钨在1 1 0 0 加工属于( ) 加工，锡在室温下加工属于( ) 加工。( 其中钨的熔点是3 4 1 0 ，锡的熔点是2 3 2 ) 57.钢的退火工艺中用于消除加工硬化的是( ) 工艺；用于消除枝晶偏析的是( ) 工艺；结构钢在锻造后应用( ) 工艺消除热加工缺陷；要消除热处理产生的过热组织应用( ) 工艺。 58.钢淬火的目的是( ) ；钢回火的目的是 ( ) ； 铝合金淬火的目的是? ) ；铝合金时效的目的是? ) ； 钢时效的目的是( ) ；铸铁时效的目的是( ) ；铝合金固溶处理的目的是( ) ；奥氏体不锈钢固溶处理的目的是( )59. 调质和正火两种热处理工艺所得到的组织分别为( ) 和( ) ， 它们的区别在于( ) 。60. 铸铁的力学性能主要取决于( ) ，铸铁的组织有三种基体，分别是( ) 、( ) 和( ) 。61.玻璃钢是( ) 和( ) 复合而成的材料。62. 辨别下列材料牌号( 材料的用途请举一例) ：9 S i C r 的材料类别是( ) ，9 的含义是( ) ， S i的作用是( ) ，其使用状态组织是( ) ， 其用途是( ) ；6 0 S i 2 M n 的材料类别是( ) ，6 0 的含义是( )， S i 的作用是( ) ，其最终热处理工艺是( ) ， 其使用状态组织是( ) ；4 C r 1 3 的材料类别是( ) ；0 C r 1 8 N i 9 T i 的材料