工程材料期末复习题①含答案

1、工程材料复习题简答题1、金属晶体的常见晶格有哪三种？-Fe、-Fe各是什么晶格？ 体心、面心、密排六方 -Fe：体心立方结构 -Fe：面心立方结构2、什么是固溶强化？造成固溶强化的原因是什么？ 溶质原子使固溶体的强度和硬度升高的现象称固溶强化。 固溶强化的原因是晶格畸变。晶格畸变增大位错运动的阻力，使金属的滑移变形更加困难，提高了金属的强度和硬度。3、实际金属晶体中存在哪些晶体缺陷？它们对性能有什么影响？实际金属晶体中存在点缺陷（空位、间隙原子、置换原子）、线缺陷（位错）、面缺陷（晶界、亚晶界）三类晶体缺陷。点缺陷造成晶格畸变，使材料强度增加。位错密度增加，材料强度增加。晶界越多，晶粒越细，金

2、属强度越高，同时塑性越好。4、FeC合金中基本相有哪些？基本组织有哪些？基本相：铁素体（F）、渗碳体（Fe3C）、奥氏体（A）基本组织：铁素体（F）、渗碳体（Fe3C）、奥氏体（A）、珠光体（P）、莱氏体（Ld）5、简述钢的硬度、强度、塑性、韧性与含碳量的关系。 随着钢中含碳量的增加，塑性、韧性下降，硬度增加。当含碳量小于0.9时，含碳量增加，钢的强度增加。而当含碳量大于0.9时，渗碳体以网状分布于晶界或以粗大片状存在，使得强度随之下降。6、M有何特征？它的硬度取决于什么因素？低碳M有何特征？M是碳在-Fe中的过饱和固溶体。它的硬度主要取决于M的含碳量，含碳越高，M的强度、硬度越高。低碳M是板

3、条状M，它具有良好的塑性和韧性，较高的断裂韧度和较低的韧脆转变温度。7、进行退火处理的目的是什么？(1)降低钢的硬度以便于进行切削加工；(2)消除残余应力，以稳定钢件尺寸，并防止其变形和开裂；(3)使化学成分均匀，细化晶粒，改善组织，提高钢的力学性能。(4)改善组织，为最终热处理作好组织准备8、淬火钢中的残余奥氏体对工件性能有何影响？如何防止？ 残余奥氏体降低钢的硬度和耐磨性；工件使用过程中，由于残余奥氏体发生转变，使工件尺寸发生变化，从而降低工件的尺寸精度。将淬火工件冷却到室温后，随即放到零下温度的冷却介质中冷却，即进行冷处理；回火处理。9、为什么亚共析钢经正火后，可获得比退火高的强度和硬度

4、。亚共析钢退火后的组织为大量的F+少量P，而亚共析钢经正火后的组织是数量较多且细小的珠光体组织。由于珠光体的强度和硬度比铁素体高，因此亚共析钢正火后可获得比退火 高的强度和硬度。10、亚共析钢、过共析钢正火加热温度范围是什么？低碳钢切削加工前和高碳钢球化退火前正火的目的是什么？亚共析钢正火加热温度：Ac3+5070。过共析钢正火加热温度：Accm+5070。低碳钢切削加工前正火目的：增加珠光体含量，使钢的硬度提高，便于切削加工。高碳钢球化退火前正火目的：消除过共析钢中的网状二次渗碳体。11、亚共析钢的淬火加热温度是什么？加热温度过高或过低会产生哪些问题？加热温度为AC3+（3070） 加热温度

5、过高：A晶粒粗化，使淬火后M组织粗大；且氧化脱碳严重。 加热温度过低：淬火组织中将有F，使淬火硬度下降。12、共析钢淬火加热温度范围是什么？如加热温度过高会产生哪些有害影响？应为727 +（3070）。如加热温度过高，有下列危害：（1）、奥氏体晶粒粗化，淬火后M粗大，脆性增大。（2）、氧化、脱碳倾向增大，表面质量降低。 （3）、淬火应力大，工件变形、裂纹倾向增大。13、过共析钢淬火加热温度范围是什么？如加热温度过高会产生哪些有害影响？ 应为Ac1 +（3070）。 如加热温度过高，超过Acm，有下列危害：（1）、Fe3C完全溶入奥氏体，使奥氏体含碳量增加，Ms降低。淬火后残余奥氏体量增加，降低

6、钢的硬度和耐磨性。 （2）、奥氏体晶粒粗化，淬火后M粗大，脆性增大。 （3）、氧化、脱碳倾向增大，钢的表面质量降低。 （4）、淬火应力大，增加了工件变形、裂纹的倾向。 14、水作为淬火介质有何优缺点？水作为淬火介质的优点是具有较强的冷却能力，价格低廉。其主要缺点是：在需要快冷的650500范围内（碳钢过冷奥氏体最不稳定区域），它的冷却能力低；在300200需要慢冷时，它的冷却能力太强，易使零件产生变形，甚至开裂；水温对水的冷却能力影响大。15、为什么通常碳钢在水中淬火，而合金钢在油中淬火？若合金钢在水中淬火会怎样？碳钢件淬火时难以使马氏体转变充分，而水的冷却能力强，使钢易于获得马氏体。 合金钢

7、淬透较好，在油中冷却能获得马氏体。 合金刚导热能力差，若在水中淬火，会使工件产生裂纹和变形。16、淬火钢进行回火的目的是什么？得到所需要的组织与性能 通过适当回火可改变淬火组织，调整和改善钢的性能。 稳定工件尺寸 回火使不稳定的淬火组织转变为稳定组织。 消除或减少淬火内应力 17、钢经淬火后为何一定要回火？钢的性能与回火温度有何关系？钢经淬火后回火有如下目的：(1)获得工件所需的组织和性能(2)稳定组织，稳定工件尺寸(3)消除、减少淬火应力 随着回火温度的提高，钢的强度指标(b、s)和硬度逐渐下降,塑性指标（、）与韧性指标逐渐提高。而回火温度在300400附近，弹性极限出现峰值。18、什么是钢

8、的回火脆性？如何避免？ 随着回火温度的升高，通常强度、硬度下降，而塑性、韧性提高。但某些温度范围内回火，钢的韧性不但没有提高，反而显著下降，这种脆化现象称回火脆性。300左右回火产生的回火脆性是第一类回火脆性，它是不可逆的。一般不在此温度范围内回火。含有Cr、Ni、Mn等合金元素的合金钢，在450650回火或经更高温度回火后缓慢冷却通过该温度区间时，产生第二类回火脆性。它是可逆的。防止办法：尽量减少钢中杂质元素含量；加入W或Mo等能抑制晶界偏析的元素；对中小件，可通过回火后快冷来抑制回火脆性。19、为什么高频淬火零件的表面硬度、耐磨性及疲劳强度均高于一般淬火？由于高频感应加热速度快、时间短，使

9、得加热后所获得的A晶粒细小而均匀，淬火后可在表层获得极细的马氏体或隐针马氏体，因而表面硬度、耐磨性高于一般淬火。一般淬火工件的表面存在残余拉应力，而高频淬火后工件表层存在残余压应力。残余压应力能抵消在变动载荷作用下产生的拉应力，因此高频淬火零件的疲劳强度均高于一般淬火。四、工艺分析题4、汽车半轴要求具有良好的强韧性，且杆部、花键处硬度要求52HRC。现选用40Cr钢制造，其工艺路线如下：下料（棒料）锻造毛坯热处理校直粗加工热处理精加工热处理、磨削。指出其工艺过程路线中应选用的热处理方法及目的，并说明杆部、花键处的最终热处理组织。热处理：正火。其目的为：消除锻造应力；调整锻后的硬度，改善切削性能

10、；细化晶粒，为淬火作好组织准备。热处理：调质。其目的为：获得良好的强韧性，即良好的综合力学性能。热处理：表面淬火。其目的是：获得M，提高杆部、花键处表面硬度。 热处理：低温回火。其目的为：消除表面淬火应力及脆性，得到高的硬度和耐磨性表层为回火M，心部为索氏体（S）5、一般精度的GCr15滚动轴承套圈，硬度60-65HRC。 (1)压力加工成形后、切削加工之前应进行什么预备热处理？其作用是什么？ (2)该零件应采用何种最终热处理？有何作用？ P162（1）球化退火 降低硬度，球化Fe3C，以利于切削，并为淬火作好组织准备。（2）淬火+低温退火 淬火：获得高硬度M 低温退火：去除脆性、应力，稳定组

11、织。6、用W18Cr4V W6Mo5Cr4V2Al钢制造铣刀，其加工工艺路线为：下料锻造毛坯热处理机械加工去应力退火热处理、磨削。请指出其工艺过程路线中热处理方法、目的及组织。热处理为球化退火：消除锻造应力；降低硬度，利于切削加工；为淬火作组织准备。 组织：S+粒状碳化物热处理为淬火：获得M。 组织： M+未溶细粒状碳化物+大量残余A热处理为高温回火（多次）：消除淬火内应力，降低淬火钢脆性；减少残余A含量；具有二次硬化作用，提高热硬性。最终组织：回火M+粒状合金碳化物+少量残余A7、机床床头箱传动齿轮，45钢，模锻制坯。要求齿部表面硬度5256HRC，齿轮心部应具有良好的综合机械性能。其工艺路

12、线为：下料锻造热处理机械粗加工热处理机械精加工齿部表面热处理+低温回火精磨。指出热处理、的名称及作用 热处理：正火。消除锻造应力；调整锻后的硬度，改善切削加工性能; 细化晶粒，为淬火作好组织准备。 组织：S热处理：调质（或淬火加高温回火）。获得良好的综合机械性能。组织：回火S热处理：齿部表面淬火。获得M。11、用20CrMnTi钢制造汽车齿轮，要求齿面硬度为5862HRC，心部硬度为3540HRC。其工艺路线为： 下料锻造热处理机械加工热处理、喷丸磨削（1）指出热处理、的名称及作用 （2）齿轮表层和心部的最终组织是什么？P263用20CrMnTi钢制造汽车变速箱齿轮，齿轮要求强韧性好，齿面硬度

13、要求6264HRC，心部硬度为3540HRC。其工艺路线如下：下料锻造热处理切削加工热处理、磨削。指出其工艺过程路线中应选用的热处理方法及目的，并说明齿轮的最终热处理组织。热处理为正火。其目的为：消除锻造应力，调整锻后的硬度，改善切削加工性能；组织：S+少量F热处理为渗碳。其目的为：使低碳钢件表面得到高碳。 热处理为淬火。其目的为：获得表面高硬度、高耐磨性；而心部仍保持一定强度及较高的塑性、韧性。表层组织：M + 碳化物 + 残余A。心部组织：低碳M +铁素体热处理为低温回火。其目的为：消除表面淬火内应力和脆性,得到高的硬度。表层最终组织： 针状回火M + 粒状碳化物 + 少量残余A。心部最终

14、组织： 回火低碳M + 铁素体。12、普通车床主轴要求具有良好的强韧性，轴颈处硬度要求4852HRC。现选用45钢制造，其工艺路线如下：下料锻造热处理粗切削加工热处理精切削加工轴颈热处理、磨削指出其工艺过程路线中应选用的热处理方法及目的，并说明轴颈处的最终热处理组织。P265热处理：正火。其目的为：消除锻造应力；调整锻后的硬度，改善切削加工性能。 组织：S热处理：调质（或淬火加高温回火）。其目的为：获得良好的强韧性。 组织：S热处理：高频表面淬火。获得M，提高轴颈表面硬度。热处理：低温回火。其目的为：消除表面淬火内应力和脆性。轴颈处的最终热处理组织：表层为回火M，心部为索氏体（S）。13、用T

15、10钢制造形状简单的车刀，其工艺路线为：锻造热处理机加工热处理、 磨削加工。 写出其中热处理工序的名称及作用及最终组织。热处理：球化退火：消除锻造应力，降低硬度，改善切削性能，并为淬火作组织准备。组织：球状P热处理：淬火：为获得高的硬度 组织：M+粒状碳化物+残余A热处理：低温回火：为稳定组织，降低脆性，消除淬火应力。 组织：回火马氏体+细粒渗碳体+少量残余奥氏体最终组织：回火马氏体+细粒渗碳体+少量残余奥氏体。14、用T10A钢制造小尺寸手工丝锥，刃部硬度要求5962HRC，柄部硬度要求3045HRC。其工艺路线如下：下料热处理切削加工热处理、柄部热处理切削加工指出其工艺过程路线中应选用的热

16、处理方法及目的，并说明刃部、柄部的最终热处理组织。热处理：球化退火。其目的为：降低硬度，改善切削性能，并为淬火作组织准备。组织：球状P热处理：淬火。其目的为：获得M。 组织：M + 碳化物 + 残余A。热处理：低温回火。其目的为：消除淬火应力及脆性，得到高的硬度和耐磨性组织： 针状回火M + 粒状碳化物 + 少量残余A。热处理为高温回火。其目的为：保证柄部具有良好的综合机械性能 组织：回火S15、用T10A钢制造钻头，硬度要求为5962HRC，其工艺流程为：锻造预先热处理切削加工淬火+低温回火精加工。该钢经检验，证明锻造后组织有网状碳化物。(1)指出其工艺过程路线中预先热处理方法及作用。(2)

17、指出钻头制成后的最终组织。 (1).预先热处理：正火+球化退火 正火作用：消除网状碳化物。 正火组织：P球化退火作用：获得球状珠光体组织，改善切削加工性能，并为淬火作组织准备。 组织：球状P(2)最终组织为回火马氏体。回火M+粒状碳化物+少量残余A 1.将下列各种材料牌号前的字母标号，分别填入备选材料种类前的括号中。 A.KTH350-10 B.Cr12 C.40MnB D.Q195 E.3Cr13 F.60Si2Mn 材料种类： （ D ）碳素结构钢 （ A ）可锻铸铁 （ B ）冷作模具钢：（ F ）合金弹簧钢 （ E ）不锈钢 （ C ）合金调质钢 2.将下列各材料牌号前的字母，分别填入

18、备选材料种类前的括号中 A、KTH300-06 B、40Cr C、Q235 D、ZG200-400 E、60Si2Mn F、Cr12MoV材料种类：（ B ）合金调质钢 （ D ）碳素铸钢 （ F ）冷作模具钢 （ C ）碳素结构钢 （ A ）可锻铸铁 （ E ）合金弹簧钢3.将下列各材料牌号前的字母，分别填入备选材料种类前的括号中 A. Q195 B.45Mn2 C.ZL101 D.ZGMn13 E.Cr06 F. 20CrMnTi、20Cr材料种类：（ C ）铸造铝合金 （ F ）合金渗碳钢 （A ）碳素结构钢（ B ）合金调质钢 （ E ）合金刃具钢 （ D ）耐磨钢4. 将下列各材料牌

19、号前的字母，分别填入备选材料种类前的括号中 A. Cr2 B. Q345 C. T8 D. ZGMn13 E. ZL201 F. 20Cr 材料种类：（ A ）合金刃具钢 （ C）碳素工具钢 （ E ）铸造铝合金（ F ）合金渗碳钢 （ B ）低合金高强度结构钢 （ D）耐磨钢5、将下列各材料牌号前的字母，分别填入备选材料种类前的括号中 A.GCr15 B.Q215 C.HT250 D.65Mn E.W18Cr4V F.H90材料种类：（ B ）碳素结构钢 （ F ）普通黄铜 （ F ）灰口铸铁（ A ）滚动轴承钢 （E ）高速钢 （ D）弹簧钢6、将下列各材料牌号前的字母，分别填入备选材料种

20、类前的括号中 A.CrWMn B.T10 C.35CrMo D.ZL101 E.20Cr F.QT500-7材料种类：（ B ）碳素工具钢 （ E ）合金渗碳钢 （ D ）铸造铝合金 （ A ）合金刃具钢 （ C ）合金调质钢 （ F ）球墨铸铁7、将下列各材料牌号前的字母，分别填入备选材料种类前的括号中 A.GCr9 B.H90 C.W6Mo5Cr4V2 D.1Cr13 E.40MnB F.KTZ550-04材料种类：（ E）调质钢 （ B）普通黄铜 （ F ）可锻铸铁（ A ）滚动轴承钢 （ C ）高速钢 （ D ）不锈钢8、将下列各材料牌号前的字母，分别填入备选材料种类前的括号中 A.K

21、TZ7002 B.GCr9 C.3Cr2W8V D.H68 E.65 F.9Mn2V材料种类：（ F）合金刃具钢 （ A ）可锻铸铁 （ E）优质碳素结构钢 （ D ）普通黄铜 （ C ）压铸模用钢 （ B ）滚动轴承钢9、将下列各材料牌号前的字母，分别填入备选材料种类前的括号中 A.HT200 B.W6Mo5Cr4V2 C.GCr9 D.9SiCr E.T10 F.H62材料种类：（ B ）高速钢 （ F ）普通黄铜 （ A ）灰口铸铁（ D ）合金刃具钢 （ E ）碳素工具钢 （ C ）滚动轴承钢 10、将下列各材料牌号前的字母，分别填入备选材料种类前的括号中 A.60 B.GCr9 C.

22、9Mn2V D.KTZ7002 E.65Mn F.5CrNiMo材料种类：（ F ）热作模具钢 （ A ）优质碳素结构钢 （ D ）可锻铸铁 （ E ）弹簧钢 （ C ）合金刃具钢 （ B ）滚动轴承钢3. 图为已简化的FeFe3C相图（1）分析E点、ACD线的含义。（2）分析含碳量为0.1%的碳钢从液态至室温的结晶过程。 （1）E点：A中碳的最大溶解度。 ACD：液相线。 （2）见图1点以上为液体，1点开始结晶A。12点析出为奥氏体，至2点全部为为奥氏体。23点全部为A。 3点开始从A中析出F。 34点为A+F。4点产生余下的A共析转变，AP。 至室温 F + P 或LL+AAA+FF+P。

23、 4. 图中已简化的FeFe3C相图（1）分析A点、GS线的含义。（2）填写（ ）中相或组织代号。（3）分析含碳量为0.2%的亚共析钢从液态至室温的结晶过程。 （1）A点：纯铁的熔点。 GS：从奥氏体中开始析出F。（2）见图 （3）见图 1点以上为液体。 12点。析出为奥氏体，至2点全部为为奥氏体.3点开始析出F。34点 从奥氏体中不断析出F。 4点产生共析转变，AP。 至室温 F + P 或LL+AAA+FP+F。 6.图为简化的Fe-Fe3C相图。(1)指出S点、ECF线的意义。(2)根据相图分析45钢的结晶过程，指出45钢的室温组织。 (1)S点为共析点； ECF线为共晶线。(2) 见图

24、 1点以上为液体。 12点。从液体中析出奥氏体，至2点全部为奥氏体。3点由奥氏体中开始析出F。34点 从奥氏体中不断析出F。 4点产生共析转变，AP。 至室温 F + P 或LL+AAA+FP+F。 室温组织为铁素体与珠光体8. 图中已简化的FeFe3C相图（1）分析E点、SE线的含义。 （2）填写（ ）中相或组织代号。（3）分析含碳量为0.77%的共析钢从液态至室温的结晶过程。（1）E点：A中碳的最大溶解度。 ES：碳在A中的固溶线。（2）见图 （3）见图 1点以上为液体。 12点，析出为奥氏体。至2点，全部为为奥氏体。3点产生共析转变，AP。 至室温 P 或LL+AAP10.图为简化的Fe

25、-Fe3C相图。(1)指出C点、PSK线的意义。(2)根据相图分析T12钢的结晶过程，指出T12钢的室温组织。(1)C点为共晶点； PSK线为共析线。(2) 见图1点以上为液体。12点，析出为奥氏体，至2点全部为奥氏体。3点开始析出Fe3C。34点从奥氏体中不断析出Fe3C。4点产生共析转变，AP。至室温 P+ Fe3C 或LL+AAA+Fe3CP+Fe3C。 室温组织为PFe3CII 工程材料 试题及答案二、选择适宜材料并说明常用的热处理方法（30分）名称候选材料选用材料热处理方法最终组织机床床身T10A, KTZ450-06, HT200HT200时效PFG片汽车后桥齿轮40Cr, 20C

26、rMnTi, 60Si2Mn20CrMnTi渗碳淬火低温回火表面CmMA心部 FM滚动轴承GCr15, Cr12, QT600-2GCr15球化退火淬火低温回火CmMA锉刀9SiCr, T12, W18Cr4VT12球化退火淬火低温回火CmMA汽车板簧45, 60Si2Mn, T1060Si2Mn淬火中温回火T回钻头W18Cr4V，65Mn, 20W18Cr4V 淬火低温回火CmMA桥梁1Cr13, 16Mn, Q19516Mn,不热处理FP滑动轴承H70, ZSnSb11Cu6, T8ZSnSb11Cu6不热处理a+SnSb耐酸容器Q235, 1Cr18Ni9Ti, ZGMn131Cr18N

27、i9Ti固溶处理A发动机曲轴QT600-3, 45, ZL101QT600-3等温淬火高温回火S回G球三、（20分）车床主轴要求轴颈部位硬度为HRC5458，其余地方为HRC2025，其加工路线为： 下料 锻造 正火 机加工 调质 机加工（精） 轴颈表面淬火 低温回火 磨加工指出：1、主轴应用的材料：45钢2、正火的目的和大致热处理工艺 细化晶粒，消除应力；加热到Ac350保温一段时间空冷3、调质目的和大致热处理工艺 强度硬度塑性韧性达到良好配合 淬火高温回火 4、表面淬火目的 提高轴颈表面硬度5低温回火目的和轴颈表面和心部组织。去除表面淬火热应力，表面MA心部S回五、简答题（共20分） 1、

28、晶体有那些特性？（4分）答：1）一般具有规则的外形。（1分）；2）有固定的熔点。（1分）；3）有各向异性。（1分）；4）解理性。（1分）2、陶瓷材料的主要性能特点是什么？（5分）答：陶瓷材料性能特点：具有不可燃烧性；（1分）、高耐热性、高化学稳定性；（1分）不老化性；（1分）、高的硬度和良好的抗压能力；（1分），但脆性很高，温度急变抗力很低。3、简述珠光体、索氏体、屈氏体三者的异同点。(5分)答：珠光体、索氏体、屈氏体都是铁素体与渗碳体片层交替的机械混合物。（2分）不同的是片层间距由宽到细，强度、硬度由低变高。（3分）4、铁碳合金中基本相是那些？其机械性能如何？(6分)答：基本相有：铁素体、奥

29、氏体、渗碳体 。铁素体强度和硬度不高，但具有良好的塑性和韧性；奥氏体的硬度较低而塑性较高，易于锻压成型；渗碳体硬度很高而塑性和韧性几乎为零，脆性大。5、金属结晶的基本规律是什么？晶核的形成率和成长率受到哪些因素的影响？P16答：结晶的基本过程晶核形成与晶核长大结晶时的冷却速度（即过冷度）随着过冷度的增大，晶核的形成率和成长率都增大，但形成率的增长比成长率的增长快，同时液体金属中难熔杂质以及振动和搅拌的方法也会增大形核率6、手锯锯条、普通螺钉、车床主轴分别用何种碳钢制造？答：手锯锯条：它要求有较高的硬度和耐磨性，因此用碳素工具钢制造。如T9,T9A,T10,T10A,T11,T11A普通螺钉：它

30、要保证有一定的机械性能，用普通碳素结构钢制造，如Q195,Q215,Q235车床主轴：它要求有较高的综合机械性能，用优质碳素结构钢，如30，35，40，45，507、金属经冷塑性变形后，组织和性能发生什么变化？答：1晶粒沿变形方向拉长，性能趋于各向异性，如纵向的强度和塑性远大于横向等。2晶粒破碎，位错密度增加，产生加工硬化，即随着变形量的增加，强度和硬度显著提高，而塑性和韧性下降，3织构现象的产生，即随着变形的发生不仅金属中晶粒会被破碎拉长，而且各晶粒的晶格位向也会沿着变形的方向同时发生转动，转动结果金属中每个晶粒的晶格位向趋于大体一致，产生织构现象，4冷压力加工过程中由于材料各部分的变形不均

31、匀或晶粒内各部分和各晶粒间的变形不均匀，金属内部会形成残余的内应力，这在一般情况下都是不利的，会引起零件尺寸不稳定。8、固溶体和金属间化合物在结构和性能上有什么主要差别？答：在结构上：固溶体的晶体结构与溶剂的结构相同，而金属间化合物的晶体结构不同于组成它的任一组元，它是以分子式来表示其组成。在性能上：形成固溶体和金属件化合物都能强化合金，但固溶体的强度，硬度比金属间化合物低，塑性，韧性比金属间化合物好，也就是固溶体有更好的综合机械性能。9、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？答：如果金属中无晶体缺陷时，通过理论计算具有极高的强度，随着晶体中缺陷的增加，金属的强度迅速下降，当缺

32、陷增加到一定值后，金属的强度又随晶体缺陷的增加而增加。因此，无论点缺陷，线缺陷和面缺陷都会造成晶格畸变，从而使晶体强度增加。同时晶体缺陷的存在还会增加金属的电阻，降低金属的抗腐蚀性能。10、简述铸造过程中缩孔形成的原因。答：金属液在铸模中冷却和凝固时，由于液态收缩和凝固收缩所缩减的容积得不到补充，则会在铸件的厚大部位及最后凝固部位形成尺寸较大而集中分布的孔洞。11、简述消除冲压制品表面出现吕德斯带的措施。答：利用应变时效理论解决这一问题。将薄板在冲压之前进行一道微量冷轧工序（12的压下量），或向钢中加入少量的Ti或Al，C，N等间隙原子形成化合物，以消除屈服点，随后再进行冷压成形，便可保证工件

33、表面平滑光洁。12、说明本体聚合与悬浮聚合的异同？答：相同点：聚合都在单体相中进行不同点：悬浮聚合的单体分散为无数个小液滴，易散热13、陶瓷表面施釉的作用有那些？烧铀后釉面出现裂纹或陶瓷表面发生翘曲时，应如何解决？答：作用：在陶瓷上形成玻璃状物质使其表面具有光亮、美观、致密绝缘、不吸水、不透水及化学稳定性好等优良性能改变铀料成分，降低其热膨胀系数14、奥氏体形成的四个步骤是什么？（4分）答：（1）奥氏体晶核的形成；（1分）（2）奥氏体晶核的长大；（1分）（3）残余渗碳体的溶解；（1分）（4）奥氏体成分的均匀化。（1分）15、高分子材料的主要性能特点是什么？（6分）答：高分子材料性能特点：具有高

34、弹性和粘弹性；（1分）强度低，比强度高；（1分）耐磨、减磨性能好；（1分）绝缘、绝热、绝声；（1分）耐热性不高，耐蚀性能好；（1分）存在老化问题。（1分）16、提高金属耐蚀性的途径是什么？不锈钢中最主要的合金元素是哪一个元素？ （4分）答：（1）提高金属的电极电位；（1分）（2）使金属易于钝化，形成致密、完整、稳定的与钢基体结合牢固的钝化膜；（1分）（3）形成单相组织。（1分）不锈钢中最主要的合金元素是Cr。（1分）17、说明下列符号各是什么指标？各代表什么意思？（5分）(1) E （2） s （3） （4） k (5)HRC答：（1）E：弹性模量；刚度指标 （1分）（2）s：屈服点（强度）

35、；强度指标 （1分）（3）：断面收缩率； 塑性指标 （1分）（4）k ：冲击韧度；韧性指标 （1分）（5）HRC：洛氏硬度；硬度指标 （1分） 六、综合分析题（共22分）1、（12分）有两个含碳量为1.2%的碳钢薄试样，分别加热到780和860并保温相同时间，使之达到平衡状态，然后以大于VK的冷却速度至室温。试问：（1）哪个温度加热淬火后马氏体晶粒较粗大？答：因为860摄氏度加热温度高，加热时形成的奥氏体晶粒粗大，冷却后得到的马氏体晶粒叫粗大（2）哪个温度加热淬火后马氏体含碳量较多？答：因为加热温度860已经超过了Accm，此时碳化物全部溶于奥氏体中，奥氏体中含碳量增加，而奥氏体向马氏体转变是

36、非扩散型转变，所以冷却后马氏体含碳量较多。（3）哪个温度加热淬火后残余奥氏体较多？答：因为加热温度860已经超过了Accm，此时碳化物全部溶于奥氏体中，使奥氏体中含碳量增加，降低钢的Ms和Mf点，卒火后残余奥氏体增多。（4）哪个温度加热淬火后未溶碳化物较少？答：因为加热温度860已经超过了Accm，此时碳化物全部溶于奥氏体中，因为加热卒火后未溶碳化物较少（5）你认为哪个温度加热淬火后合适？为什么？答：780加热卒火后合适。因为含碳量为1.2%的碳钢属于过共析钢，过共析碳钢卒火加热温度Ac1+(30_50摄氏度)，而780在这个温度范围内，这时卒火后的组织为均匀而细小的马氏体和颗粒状渗碳体及残余

37、奥氏体的混合组织，使钢具有高的强度，硬度和耐磨性，而且也具有较高的韧性。七、要制造齿轮、连杆、热锻模具、弹簧、冷冲压模具、滚动轴承、车刀、锉刀、机床床身等零件，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、成分、热处理工艺和零件制成后的最终组织。答：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。（3分） 连杆：40Cr调质钢；C%=0.4%,Cr<1.5%；调质处理（淬火高温回火）；组织为回火索氏体。（2分） 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。（2分）

38、 冷冲压模具：Cr12MoV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。（2分） 滚动轴承：GCr15Mo轴承钢；C%1%,Cr=1.5%,Mo<1.5%；球化退火淬火低温回火；组织为回火马氏体。（2分） 车刀：W6Mo5Cr4V2高速钢；W%=6%,Mo%=5%,Cr%=4%,V%=2%；淬火560三次回火；组织为回火马氏体碳化物。（3分） 锉刀：T10碳素工具钢；C%1%；淬火低温回火；组织为回火马氏体碳化物。（2分） 热锻模具：5CrMnMo热变形模具钢；C%=0.5%,Cr,Mn,Mo<1.5%；淬火高温回火；组织

39、为回火索氏体。（2分） 机床床身：HT300灰口铁；无需热处理。（2分）八、用一根冷拉钢丝绳吊装一大型工件进入热处理炉，并随工件一起加热到1000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。（10分）答：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中晶体缺陷密度增大，强度增加，处于加工硬化状态。在1000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。在这一系列变化中，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。一、名词解释：（分）、 固溶强化： 固溶体溶

40、入溶质后强度、硬度提高，塑性韧性下降现象。、加工硬化： 金属塑性变形后，强度硬度提高的现象。、 合金强化： 在钢液中有选择地加入合金元素，提高材料强度和硬度、热处理：钢在固态下通过加热、保温、冷却改变钢的组织结构从而获得所需性能的一种工艺。 、细晶强化：晶粒尺寸通过细化处理，使得金属强度提高的方法。四、简答题（每小题5分,共20分）1 在图1中分别画出纯铁的、晶面和、晶向。并指出在室温下对纯铁进行拉伸试验时，滑移将沿以上的哪个晶面及晶向进行？2为什么钳工锯 T10，T12 等钢料时比锯 10，20 钢费力，锯条容易磨钝？ 3奥氏体不锈钢的晶间腐蚀是怎样产生的？如何防止？ 4低碳钢渗碳表面化学热处理的温度范围是多少？温度选择的主要理由是什么？五、请用直线将下列材料牌号与典型应用零件及热处理工艺连接起来。（每小题2分,共10分）应用零件热处理工艺七、车床主轴要求轴颈部位的硬度为5658HRC，其余地方的硬度为2024HRC