机械工程材料考点汇总

1、晶体结构与相图1. 什么是合金的相图?为什么我们研究的fe-fesc相图中只限于06. 69%?答：相图乂称状态图或平衡图，它表示在平衡条件下材料屮出现的相或组织(或称所处的状 态)以及当条件改变时相或组织的变化。是制定材料热处理工艺的依据。因为铁和碳可形成 一系列的稳定碳化物(fe3c、fe2c、fec),其中的含碳量为6. 69%,由于wc>6. 69%时的铁碳 合金脆性极大，没有实用价值，而且乂是一个稳定的化合物，可以作为一个独立的单元，故 相图研究fe-fo3c相图。2. 共晶反应和共析反应有什么不同？分别写出铁碳合金中两种反应的反应转变式。答：共晶反应是在结晶过程中由一种液相同

2、时结晶出两种固定成分的固相转变，而共析反应 是从一种固相中同时析岀两种固定成分的固相转变。共晶反应1148度共析反应727度3. 铁碳合金中基本相是那些？其机械性能如何？答铁素体强度硬度低，塑性韧性好奥氏体强度硬度低，塑性韧性好渗碳体塑性韧性极差，硬度高而极脆4. 何谓碳钢中的铁素体、渗碳体、珠光体？他们的力学性能各有何特点？珠光体：是铁素体与渗碳体的机械混合物性能介于铁素体与渗碳体z间，强度较高，硬度适屮，有一定的塑韧性。5. 实际晶体中的点缺陷，线缺陷和面缺陷对金属性能有何影响？晶格缺陷使晶格发生畸变，最后使金属的强度硬度有所提高6. 简述含碳量为1. 0%的钢比含碳量为0. 5%的钢硬度

3、高的原因。含碳量为1%的钢是高碳钢，含碳量越高使得组织内的渗碳体含量越高，股硬度越高。7什么是同素异构转变？试以纯铁为例说明金属的同素异构转变。指某些晶体在不同温度下存在的晶体方式不一样，在加热或者降温过程中，晶体由一种晶格 转变成另一种晶格的现象，是热处理的依据。6-fe体心立方晶格丫-fe (1394)面心立方晶格 (912) a-fe体心立方晶格8. 简述随着碳含量增加，碳钢组织的变化，并说明碳含量对碳钢的性能的影响。9. 反复弯曲铁丝，越弯越硬，最后会断裂。这是为什么？ 加工硕化以及疲劳破坏10. 金属经热塑性变形后，其组织和性能有何变化？11. 用一根冷拉钢丝绳吊装一大型工件进入热处

4、理炉，并随工件一起加热到1000°c保温，当 出炉后再次吊装工件时，钢丝绳发生断裂，试分析其原因。含硫过高热脆现象冷拉钢丝绳是利用加工硬化效应提高其强度的，在这种状态下的钢丝小晶体缺陷密度增 大，强度增加，处于加工硕化状态。在iooor时保温，钢丝将发生回复、再结晶和晶粒长大 过程，组织和结构恢复到软化状态。在这一系列变化屮，冷拉钢丝的加工硬化效果将消失, 强度下降，在再次起吊时，钢丝将被拉长，发生塑性变形，横截面积减小，强度将比保温前 低，所以发生断裂°12. 分析下列材料强化方法的强化机理(1) 细晶强化：金属组织川晶界大量增加(2) 热处理强化：改变组织结构提高强度(

5、3) 固溶强化：固溶体的晶格畸变(4) 合金强化：固溶强化和碳化物强化(5) 加工硕化：位错数量急剧增加使得材料强度硕度提高13. 说明下列符号各代表什么意思？ e (2) os (3) 4)(4) a k (5) hrc (6) q235(7) ht200(8) t8 (9)20crmnti (10) ob (11) 40cr (12) 9sicr第四章、热处理1什么是钢的热处理，热处理的目的是什么？常用的钢的热处理主要方法有哪些？把金属或合金加热到给定温度并保持一段时间，然后用选定的速度和方法使之冷却，以得 到所需要的显微组织和性能的操作工艺,被称为热处理 整体热处理：四把火 表面热处理：

6、 化学热处理2. 退火和正火的区别是什么？生产中为何能用正火工艺处理的零件最好不选用退火处理？3. 什么是过冷奥氏体？共析钢过冷到a1温度以下，奥氏体在热力学上处于不稳定状态，在一定条件下会发生分 解转变，这种在a1以下存在的且不稳定的、将要发生转变的奥氏体就是过冷奥氏体。4何谓过冷现象和过冷度？过冷度与冷却速度有何关系？结晶吋，实际结品温度低于理论结晶温度的现象。熔融金属平衡状态下的相变温度耳实际相 变温度的差值。冷却速度越快过冷度越大5.低碳钢板硬度低，可否用淬火方法提高硬度？用什么办法能显著提高硬度？不能渗碳加表淬6何谓回火脆性?说明回火脆性的类型、特点及其抑制方法。是指淬火钢回火后出现

7、韧性下降的现象。随回火温度的升高，冲击韧性反而下降的现象，回火脆性可分为第一类回火脆性和第二类回 火脆性。第一类回火脆性又称不可逆回火脆性，低温回火脆性，主要发生在回火温度为250400°c 吋，特征 （1）具有不可逆性；（2）与回火后的冷却速度无关；（3）断口为沿晶脆性断口。1、产生的原因三种观点：（1）残余a转变理论2）碳化物析出理论（3）杂质偏聚理论2、防止方法 无法消除,不在这个温度范围内回火，没有能够有效抑制产生这种回火脆性的合金元素（1）降低钢中杂质元素的含量；（2）用a1脱氧或加入nb、v、ti等合金元素细化a晶粒；（3）加入mo、w等可以减轻；（4）加入cr、si调整

8、温度范围（推向高温）；（5）采用等温淬火代替淬火回火工艺。第二类回火脆性又称可逆回火脆性，高温回火脆性。发生的温度在400650°c,特征 （1）具有可逆性；（2）与回火后的冷却速度有关；回火保温后，缓冷出现，快冷不111现，出现脆化后可重新加热后快冷消除。（3）与组织状态无关，但以m的脆化倾向大；（4）在脆化区内回火，回火后脆化与冷却速度无关；（5）断口为沿品脆性断口。3、影响第二类回火脆性的因素（1）化学成分（2） a晶粒大小（3）热处理后的硬度4、产生的机理 （1）出现回火脆性吋，ni、cr. sb、sn、p等都向原a晶界偏聚，都集中在23个原子厚度的晶界上，回火脆性随杂质元素

9、的增多而增大。ni、cr不仅自身偏 聚，而且促进杂质元素的偏聚。（2）淬火未回火或回火未经脆化处理的，均未发现合金元素 及杂质元素的偏聚现象。（3）合金元素mo能抑制杂质元素向a晶界的偏聚，而旦自身也 不偏聚。以上说明：sb、sn、p等杂质元素向原a晶界偏聚是产生第二类回火脆性的主要原因，而ni、cr不仅促进杂质元素的偏聚，且本身也偏聚，从而降低了晶界的断裂强 度，产生回火脆性。5、防止方法（1）提高钢材的纯度，尽量减少杂质；（2）加入适量的mo、w等有益的合金元素；（3）对尺寸小、形状简单的零件，采用回火后快冷的方法；（4）采用亚温淬火（a1a3）：细化品粒，减少偏聚。加热后为a+f （f为

10、细条状），杂质会在 f中富集，且f溶解杂质元素的能力较大，可抑制杂质元素向a品界偏聚。（5）采用高温形变热处理，使品粒超细化，品界面积增大，降低杂质元素偏聚的浓度。7. 20号钢采用表面淬火是否合适？为什么？ 45号钢进行渗碳处理是否合适？为什么？ &本质细晶粒钢的奥氏体晶粒是否一定比本质粗晶粒钢的细，为什么？ 错 ，9. 试说明为什么亚共析钢必须进行完全淬火，而过共析钢则不能进行完全淬火。10. 简述珠光体、索氏体、屈氏体三者的异同点。11确定下列钢件的退火方法，并指出退火目的及退火后的组织：（1）经冷轧后的15钢钢板，要求降低硬度；(2) zg35的铸造齿轮;(3) 锻造过热后的6

11、0钢锻坏；(4) 改善t12钢的切削加工性能。1) 经冷轧后的15钢钢板，要求降低硬度；答：再结晶退火。目的：使变形晶粒重新转变 为等轴晶粒，以消除加工硬化现象，降低了硬度，消除内应力。细化晶粒，均匀组织，消 除内应力，降低硬度以消除加工硬化现象。组织：等轴晶的大量铁素体和少量珠光体。2) zq35的铸造齿轮答：完全退火。经铸造后的齿轮存在晶粒粗大并不均匀现象，且存在 残余内应力。因此退火目的：细化晶粒，均匀组织，消除内应力，降低硬度，改善切削加 工性。组织：晶粒均匀细小的铁素体和珠光体。3) 锻造过热后的60钢锻坯；答：完全退火。由于锻造过热后组织晶粒剧烈粗化并分布不 均匀，且存在残余内应力

12、。因此 退火目的：细化晶粒，均匀组织，消除内应力，降低硬度, 改善切削加工性。组织：晶粒均匀细小的少量铁素体和大量珠光体。4) 具有片状渗碳体的t12钢坯；答：球化退火。由于t12钢坯里的渗碳体呈片状，因此不 仅硬度高，难以切削加工，而且增 大钢的脆性，容易产生淬火变形及开裂。通过球化退火, 使层状渗碳体和网状渗碳体变为球 状渗碳体，以降低硬度，均匀组织、改善切削加工性。 组织：粒状珠光体和球状渗碳体。12. t8钢经淬火后得到什么组织？为什么淬火后一定要回火？ t8钢淬火后分别在200°c、 400°c、600°c回火又得到什么组织？第六章、铸铁1. 试比较三种

13、灰口铸铁之间力学和工艺性能的优劣顺序。2. 灰铸铁为什么不能进行改变基体的热处理，而球墨铸铁可以进行这种处理3. 球墨铸铁可以进行哪些热处理?这些热处理的目的是什么？4. 简述石墨对铸铁性能特点的影响。5. 为什么一般机器的支架、机床床身常用灰铸铁制造？综合论述及零件选材1. 下列零件与工具由于管理的差错造成钢材错用，问加工为成品后会岀现哪些问题？ 把q195钢当做45钢制造成齿轮；把30钢当做t13钢制造成锂刀；(3)把20钢当做60钢制成弹簧2. 有三个外形完全相同的齿轮，所用材质也都是wc=0. 45%的优质碳素钢。但是制作方法不 同，它们分别是：(1) 直接铸出毛坯。然后切削加工成形。

14、(2) 从热轧圆钢上取料，然后切削加工成型。(3) 从热轧圆钢上収料后锻造成毛坯，然后切削加工成型。请问哪个齿轮使用效果最好?为什么？(3)的3. 要制造齿轮、连杆、热锻模具、弹簧、冷冲压模具、滚动轴承、车刀、锂刀这些零件， 试从下列牌号中分别选出合适的材料并叙述所选材料的名称、最终热处理工艺。t10 65mn w6mo5cr4v2 gcrl5mo 40cr 20crmnti crl2mov 5crmnmo齿轮：20crmnti渗碳钢；c%=0.2%,cr,mn,ti<1.5%；渗碳+淬火+低温回火；组织为 回火马氏体。连杆：40cr调质钢；c%=0.4%,cr<1.5%；调质处理(淬火+高温回火)；组织为冋火索 氏体。弹簧：65mn弹簧钢；c%=0.65%,mn<1.5%；淬火+中温回火；组织为回火托氏体。冷冲压模具：crl2mov冷变形模具钢；c%> 1 %,cr= 12%,mo,v< 1.5%；淬火+低温回火；组 织为回火马氏体。滚动轴承：gcrl5mo轴承钢；c% = 1 %