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工程热材料及热处理复习试题1、 什么是力学性能，包括什么？ 答：金属材料在各种载荷作用下所表现出来的性能，称力学性能。 包括强度、硬度、塑性、冲击韧度、疲劳强度、2、 常用的硬度指标？ 答：布氏硬度（HBW）、洛氏硬度（HR）、维氏硬度（HV）3、 有一低碳钢试样，原始直径为10mm，在试验力为2100N时屈服，试样断裂前的最大试验力为30000N，拉断后长度为133mm,断裂处最小直径是6mm，试计算屈服点，抗拉强度，伸长率，收缩率。解：屈服点=2100/3.14X25=26.8Mpa 抗拉强度=30000/3.14X25=38.22Mpa 伸长率=133-10X10/10X10X100%=33% 收缩率=3.14X25-3.14X9/3.14X25X100%=64%4、 晶体的由来，晶体是什么？ 答：固态物质按其原子的排特征可分为晶体和非晶体； 凡原子按一定规律排列的固态物质，称为晶体。5、 金属中常见的晶格类型？ 答：体立方晶格、面立方晶格、密排六方晶格6、 合金的相结构？ 答：根据构成合金的组元之间相互作用的不同，固态合金的相结构可分为固溶体和金属化合物两大类。 什么是固溶体？ 答：合金在固态下，组元间仍能互相溶解面形成的均匀相，称为固溶体。固溶体又可分为置换固溶体和间隙固溶体。固溶体的性能：由于溶质原子的溶入，使固溶体的晶格畸变，变形抗力增大，使金属的强度、硬度升高的现象称为固溶强化。7、纯金属结晶的一般过程。 答：液态金属结晶是通过形核和长大的两个过程。 自发形核：从液体内部自发生成结晶核心方式。晶核的形成 非自发形核：这种依靠外来质点作为结晶核心方式。晶体长的实质是原子由液体向固体表面转移过程。晶体长大有两种方式：平面长大方式，枝晶长大方式。8、产生冷变形强化的原因？（简单）因为塑性变形是通过位错运动面实现的。位错运动受阻，塑性变形就难以进行。经过冷塑性变形，使晶体中原来存在的晶界和亚晶界产生严重的晶格畸变，加之位错沿滑移面运动，各位错相互作用加剧产生了塞积、缠结现象，使位错密度逐渐增加。金属的变开量越大，位错密度就越大，位错密度就越大，变形抗力也就越大。所以造成冷变形强化的根本原因就在于冷塑性变形增加了金属材料内部的位错密度。 此外，冷塑性变形加工后位错密度增加，晶格畸变增加，使自由电子运动受到一定程度的干扰，电阻就有所增加，同样，由于位错密度高，晶体处于高能量状态，金属易与周围界质发生化学反应，耐蚀性便有所下降，与此同时，由于变形为均匀，还使金属材料中存在着内反应。9、锻造造流线是什么：由于铸态组织中和各种夹杂物，在高温下是有一定塑性，它仍会沿着变形方向伸长而形成锻造造流线，又称为热变形纤维组织。10、铁碳合金的基本相有几种？铁素体（符号F）、奥氏体（A）、渗碳体（Fe3C）铁素体是碳溶于a-Fe中的间隔固溶体 ,是体立方晶格 奥氏体是碳溶于r-Fe中的间隔固溶体，是面立方晶格渗碳体是铁和碳组成的金属化合物，是具有复杂晶格的化合物，是密排六方晶格。11、碳的质量分数对平衡组织的影响？铁碳合金的成分与缓冷后的相组织组分间有一定的定量关系，其关系可以看出不同种类的铁碳合金其室温不同，随着碳的质量分数的增加，铁碳合金的室温组织变化顺序为：由此可知，当碳的质量分数增高时，组织中不仅渗碳体的数量增加，而且渗碳体的大小、形态和分布情况也随着发生变化。渗碳体由层状分布在铁素体基体内，变为呈网状分面布在晶界上，最后形成莱氏体是时，渗碳体已作为基体出现，因此不同成分的铁碳合金具有不同的性能。12、碳的质量分数对力学性能的影响？（简单）在铁碳合金中，渗碳体一般可看作是一种强化相。如果合金的基体是铁素体，则随着渗碳体数量的增加，其强度和硬度升高，而塑性与韧性应相应下降，当这种硬而脆和渗碳体以网状分布在晶界，特别是作为基体出现时，将使铁碳合金的塑性、韧性大大下降，碳质量分数很低的纯铁，其组织由单相铁素体构成，故其塑性、韧性很好，而硬度和强度很低。13、常存杂质元素对碳钢性能钢性能的影响（硅、锰、硫） 硅是一种有益元素，硅脱氧能力强，并且硅能溶于铁素体中，使铁素体强化，从而是提高钢的强度。锰也是一种有益元素，能清除钢中的FeO，降低钢的性，锰大多数溶在铁素体中，对钢起一定和强化作用硫是一种有害元素，它以FeS形式存在，分布在奥氏体的晶界中处，削弱晶粒间的联系，使钢材在压力加工过程开裂。14、碳钢的编号方法碳素钢编号方法：屈服点（Q）+质量等级符号（A、B、C、D）+脱氧方法符号（F、b、Z、T、）Q215-AF：表示屈服点不小于215、A沸腾钢优质碳素结构钢：用两位数字 #45 WC=0.45%碳素工具钢：用T、若为高级优质钢、则数字后加AT7A 表示平均WC=0.7%高级优质碳素工具钢铸铁碳钢：牌号 ZGZG270-500 表示屈服点大于或等于270MPa、抗拉强度大于或等于500MPa的铸铁15、碳素工具钢主要用于制造各种刀具、量具、模具。这类钢含碳量较高（0。65%-1。35%），一般属于高碳钢，经淬火、低温回火后，具有较高的硬度和耐磨性，但缺点是热硬性差，当刃部温度高于250C时，其硬度和耐磨性会显著降低。因此，碳素工具钢主要用于制作刃部受热程度较低的手用工具和低切削的机用工具及对热处理变形要求低、尺寸较小、精度较低的模具、量具等。16根据工艺的不同热处理可分：整体热处理和表面热处理17整体热处理工艺有“四火”：退火，正火，淬火，回火18马氏体转变是碳在a-Fe中的过饱和固溶体，用符号“M”表示19退火分为完全退火，球化退火，扩散退火，去应力退火20正火是指将钢件加热至Ac3或Accm以上30-50C，经保温完全奥氏体化后，在空气中冷却的热处理。21正火与退火的主要区别是正火冷却速度稍快，过冷奥氏体过冷度较大，获得的组织小，钢的强度和硬度有所提高。1 常用的淬火冷却几种介质：水，水溶液，矿物油，新型淬火冷却介质2 淬透性中所指的催硬层是指从钢的表面至马氏体的体积分数为50%出之间的组织层3 回火方法：低温回火回火马氏体和少量的残留奥氏体，中温回火回火托氏体，高温回火回火索氏体4 调质是生产中习惯将先淬火后高温回火的复合热处理工艺称5 调质钢和正火钢相比，虽然硬度和强度只是略有提高，但塑性和韧性却有明显提高6 表面淬火分为：感应加热表面淬火，火焰加热表面淬火，激光加热表面淬火，电接触加热表面淬火7 常用的化学热处理工艺有渗碳，渗氮，碳氮共渗8 渗氮工艺一般作为零件的最后一道工序9 （1）预先热处理包括退火，正火和调质，一般安排在毛坯生产之后，切削加工之前，或粗加工之后，半精加工之前退火，正火的工序位置：毛坯生产退火（正火）切削加工调质：粗加工调质半精加工（或精加工）（2）最终热处理的工序位置，整体淬火，回火，表面淬火，渗碳和渗氮，一般安排半精加工之后，精加工之前16一般在热扎或正火状态下使用，不需要进行专门的热处理17为了改善切削加工性，渗碳钢的预备热处理一般采用正火，渗碳后的热处理是淬火加底温回火，或是渗碳后直接淬火18高速工具钢的锻造：高速钢因为加入大量合金元素，使Fe-FeC相图中的E点左移，出现莱氏体组织，属于莱氏体钢。钢的铸态组织中出现大量的共晶碳化物，这些碳化物呈鱼骨状分布，既硬又脆。用热处理方法不能消除，必须通过多次镦拔，反复锻造打粹，并使之均匀分布基体上。因此，高速钢的锻造具有成型和改善碳化物的两重作用，是非常重要的加工工序。高速钢的塑性，导热性较差，锻后必须缓冷，以免开裂。181 高速钢的热处理：高速钢工具钢中有大量W、Mo、Cr、V的难溶碳化物，它们只有在1200以上的高温才能充分溶于奥氏体中，淬火后马氏体的强度高硬度高，且较稳定，回火后得到高热硬性。19不锈钢的耐蚀性要求高，碳含量越低。20铸铁分白口铸铁，灰口铸铁（灰铸铁，球墨铸铁，蠕墨铸铁），麻口铸铁21，可锻铸铁不可以锻造21，蠕墨铸铁的牌号“RuT”表示，牌号后面数字表示最低抗拉强度（MPa）.22铜合金的分类：黄铜、青铜和白铜牌号：黄铜：用H表示，后面注明含铜量的百分数。青铜：Q+主加元素 符号及其含量+其他元素含量QSn4-3表示Wsn=4%、Wzn=3%白铜：B+ 镍的平均含量 如B19表示wNi=19%普通白铜23、硬质合金的牌号：钨钴类：YG+合金中钴的百分含量 如YG6表示钴的含量为6%，其余94%的含量为碳化钨的钨类硬质合金钨钛钴类：YT+合金中碳化钛的百分含量 如YT15表示碳化钛的含量为15%，其余85%的含量为碳化钨和钴的钨钛钴类合金。通用硬质合金：YW+序号钢