工程材料与热加工复习资料-学生(含答案)

1、 19工程材料与热加工复 习 资 料1章 材料的力学性能疲乏源区、疲乏裂纹扩展区和最终断裂区三局部组成2 个主要指标。伸长率和断面收缩率金属的性能包括力学性能、_物理性能、_化学_性能和工艺_性能。材料的工艺性能包括哪些？包括铸造性、焊接性、锻压性、切削性以及热处理性。 2章 金属的晶体构造与结晶二、问答题(-Fe、-Fe 是分别是什么晶体构造)。体心立方体晶格、面心立方体晶格、密排六方晶格。-Fe 是体心立方体晶格构造 -Fe 是面心立方体晶格构造晶体和非晶体的特点和区分。实际晶体的晶体缺陷有哪几种类型？点缺陷、线缺陷、面缺陷。3 点缺陷分为：空位、间隙原子、置换原子4固溶体的类型有哪几种?

2、置换固溶体、间隙固溶体 5纯金属的结晶是由哪两个根本过程组成的? 晶体的形成、晶体的长大 6何谓结晶温度、过冷现象和过冷度?纯金属液体在无限缓慢的冷却条件下的结晶温度，称为理论结晶温度金属的实际结晶温度低于理论结晶温度的现象称为过冷现象理论结晶温度与实际结晶温度的差叫做过冷度过冷度与冷却速度有何关系？结晶时冷却的速度越大，过冷度越大，金属的实际结晶温度就越低。晶粒大小对金属的力学性能有何影响?在一般状况下，晶粒越细，金属的强度、塑性和韧性就越好。细化晶粒的常用方法有哪几种?增加过冷度、变质处理、振动或搅拌什么是共析转变？在恒定温度下，有一特定成分的固一样时分解成两种成分和构造均不同的固相的转变

3、成为共析转变二、填空题珠光体是由铁素体和渗碳体组成的机械混合物(共析组织)。莱氏体是由奥氏体和渗碳体组成的机械混合物(共晶组织)。奥氏体在1148时碳的质量分数可达2.11%在727时碳的质量分数为0.77%。依据室温组织的不同钢可分为共钢亚共钢和过共5共析钢的室温组织为珠光体；亚共析钢的室温组织为珠光体和铁素体；过共析钢的室温组织为珠光体和二次渗碳体。碳的质量分数为0.77%的铁碳合金称为共析钢，其奥氏体冷却到 S 点(727)时会发生共析转变，从奥氏体中同时析出铁素体和 渗碳体的混合物，称为珠光体。奥氏体和渗碳体组成的共晶产物称为莱氏体，其碳的质量分数为 4.3%。亚共晶白口铸铁碳的质量分

4、数为2.11%4.3%，其室温组织为。过晶白口铸铁碳的质量分数为4.3%6.69%，其室温组织为。过共析钢碳的质量分数为0.77%2.11%，其室温组织为次渗碳体。亚共析钢碳的质量分数为0.0218%0.77%，其室温组织为珠光体和铁素体三、选择题铁素体为A晶格，奥氏体为B晶格。体心立方B. 面心立方C. 密排六方D. 简单的Fe-Fe3C 状态图上的ES 线，用代号B表示，PSK线用代号A表示。A1B.AcmC. A3Fe-Fe3C 状态图上的共析线是C，共晶线是A。ECF 线 B.ACD 线 C. PSK 线四、推断题的特性是硬而脆，莱氏体的性能也是硬而脆，故莱氏体属于金属化合物。( )量

5、分数为6.69%。( )3Fe-Fe3C 状态图中，A 温度是随碳的质量分数增加而上升的。( )3碳溶于-Fe 中所形成的间隙固溶体称为奥氏体。( )4 章 钢的热处理重点把握 C 曲线中各区域和温度点的意义何谓钢的热处理？常用的热处理工艺有哪些？热处理是指将固态金属或合金承受适当的方式进展加热、保温、冷却，以获得所需的 组织与性能的工艺常用的热处理工艺有整体热处理、外表热处理和化学热处理。简述共析钢加热时奥氏体形成的过程。奥氏体晶核的形成、奥氏体长大、剩余渗碳体的溶解、奥氏体成分的均化为什么要把握奥氏体晶粒大小？如何把握奥氏体晶粒的大小？ 却转变后钢的组织晶粒也越细小，其力学性能也越高。假设

6、奥氏体晶粒越粗大，则冷却 转变后钢的组织晶粒也越大，其力学性能较差，特别是冲击韧性下降很多。要把握奥氏体晶粒的大小，刚在热处理加热过程中，加热温度和保温时间必需控制在肯定范围内5章 工业用钢二、钢的种类有哪一些。三、指出以下各钢牌号的名称及各符号的含义08 优质碳素钢 45 0.45%的碳素钢 65Mn 合金弹簧钢 T12A碳素工具钢 ZG230-450Q235A 一般碳素钢 Q345优质碳素钢 40Cr 合金调质钢 20CrMnTi 60Si2Mn 合金弹簧钢 GCr9 滚动轴承钢 CrWMn 9SiCr Cr12MoV 高速工具钢 W6Mo5Cr4V2高速工具钢 3Cr2Mo1Cr13 不

7、锈钢 0Cr19Ni9 不锈钢 4Cr9Si2ZGMn13 3含碳量对钢的性能影响很大，低碳钢、中碳钢和高碳钢的含碳量分别于0.25、0.250.6、大于0.6。钢中常存的杂质元素为磷、硫、锰、硅量等级主要以硫和磷的多少划分。合金钢按主要用途可分为构造钢、工具钢、特别性能钢 三大类。一、填空题铸铁与钢相比，具有_良好的铸造性能、良好的减震性、低的缺口敏感性、良好的切削加工性和良好的减摩性等优点。碳在铸铁中主要有石墨和渗碳体两种存在形式。影响石墨化的因素是化学成分和冷却速度。一、填空题白铜是铜和镍金属组成的的合金。青铜是除锌和镍元素以外，铜和其它元素组成的合金。3、目前常用的滑动轴承合金组织有软

8、基体硬质点组织和点组织两大类。4通用硬质合金又称万能硬质合金。在钨钴类硬质合金中，碳化钨的含量越多，钴的含量越少，则合金的硬度、红硬性及耐磨性越高，但强度和韧性越低二、填空题收缩的三个阶段：液态收缩、凝固收缩、缩。型砂和芯砂主要由原沙、粘剂和水组成。造型材料应具备的性能有可塑性、耐火性、透气性、退让性、 溃散性等。手工造型方法有：整模造型、分模造型、挖沙造型、假箱 造型、活块造型、三箱造型和刮板造型等。浇注系统由浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道成。10章 锻 压 塑性与变形抗力是衡量锻造性优劣的两个主要指标，塑性愈高，_变形抗力愈小，金属的可锻性就愈好。随着金属冷变形程度的增加，材料的强度和硬度

9、提高，塑料和韧性下降 ，使金属的可锻性变差。金属塑性变形过程的实质就是位错沿着滑移面的运动变形程度的增加，位错密度提高，塑性变形抗力加大。三、推断题细晶粒组织的可锻性优于粗晶粒组织。 ()非合金钢(碳素钢)中碳的质量分数愈低，可锻性就愈差。()零件工作时的切应力应与锻造流线方向全都。()常温下进展的变形为冷变形，加热后进展的变形为热变形。()因锻造之前进展了加热，所以任何材料均可以进展锻造。()11章 焊 接焊条由焊芯和药皮两局部组成。焊接电弧包括阳极区、阴极区和弧柱三局部。按焊条熔渣的碱度可以将焊条分为碱性和酸性两大类。焊接电源的种类：电源有沟通和直流两类。气体保护焊的保护气体有：(CO2常

10、用的电阻焊方法有：(a)对焊；(b) 点焊；(c) 缝焊复习题一、对的打，错的打 、奥氏体与渗碳体均为面心立方晶格。 、与是亚共析钢中室温时的主要组成相。、金属的加工硬化是指金属在塑性变形后强度、硬度提高，塑性、韧性下降的现象。、钢淬火时的冷却速度越快，马氏体的硬度越高。 、合金中，一个晶粒内的成分不均匀现象称枝晶偏析。6、一种合金的室温组织为+，它由三相组成。7Ac1Ac3衡条件下，其中奥氏体的碳含量总是大于钢的碳含量。84.3%C9、20T1210、再结晶能够消退加工硬化效果，是一种软化过程。11、过共析钢中，网状渗碳体的存在使钢的硬度和塑性均上升。12、正火是将钢件加热至完全奥氏体化后空

11、冷的热处理工艺 。13、65Mn14、回火索氏体的性能明显优于奥氏体等温冷却直接所得到的片层状索氏体的性能。15、T10A和60号钢均属于高碳钢。16、 晶体缺陷的共同之处是它们都能引起晶格畸变。17、 位错是实际金属晶体的一种面缺陷。1874%。19、塑性变形指的是外载荷撤销后变形不能恢复的变形。20、当过冷度较大时，纯金属晶体主要以平面状方式长大。21、室温下，金属晶粒越细，则强度越高、塑性越好。22、一般来说，钢的强度高于铸铁的强度。23、65Mn6524CA1-550的范围内发生贝氏体转变。25、共析反响就是在某一温度时，从一种固相中同时结晶析出两种不同的固相。26、包晶偏析可以通过回

12、火的热处理方法消退。27、所谓本质细晶粒钢就是一种在任何加热条件下晶粒均不发生粗化的钢。28、一个合金的室温组织为+，它由两相组成。29、过冷奥氏体转变为马氏体是一种集中型转变 。30、60T1231、标识为100HBS的材料硬度大于标识为60HRC的材料硬度。32、马氏体是碳在-Fe中的过饱和固溶体，当奥氏体向马氏体转变时，体积要收缩33、再结晶过程是有晶格类型变化的结晶过程。34、当亚共析成分的奥氏体在冷却发生珠光体转变时，温度越低，其转变产物组织越粗35、贝氏体是过冷奥氏体中温转变产物，在转变过程中，碳原子能进展集中，而铁原子不能进展集中。36、不管碳含量凹凸，马氏体的硬度都很高，脆性都

13、很大。37、高合金钢既具有良好的淬透性，也具有良好的淬硬性。38、经退火后再高温回火的钢，能得到回火马氏体组织，具有良好的综合机械性能39、热加工是指在室温以上的塑性变形加工。40、在正常加热淬火条件下，亚共析钢的淬透性随碳的增高而增大，过共析钢的淬透性随碳的增高而减小。二、填空题：请把答案填在题中横线上。1、铁素体的晶体构造为 体心立方 ；奥氏体的晶体构造为 面心立方。2、细化晶粒可以通过增大过冷度_和参加变质剂两种途径实现。3、在金属学中，通常把金属从液态过渡为固体晶态的转变称为结晶；而把金属从一种固态晶体构造过渡为另一种固态晶体构造的转变称为 同素异构转变 。4、共析成分的铁碳合金室温平

14、衡组织是珠光体，其组成相是铁素体和渗碳体 。5、典型铸锭构造的三个晶区分别为：外表细晶粒区、 中间柱状晶区 、内部粗大等轴晶 。6、金属晶体中最主要的面缺陷是 晶界 和 亚晶界。7、用显微镜观看某亚共析钢，假设估算其中的珠光体含量为80%，则此钢的碳含量 为62%。8、金属材料热加工和冷加工划分是以再结晶温度为界限的。铁的T 再=600，铅的T 再=-33，那么在室温下，铁的变形加工称为 冷 热 加工。9C右 填“左或右”。10、HT200“HT”表示 灰口铸铁 ，数字”200”表示 最低抗拉强度 。11、用光学显微镜观看，上贝氏体的组织特征呈 羽毛状 状，而下贝氏体则呈 针状 状。12、金属

15、凝固时， 理论结晶温度 与 实际结晶温度 之间的差值称为过冷度，冷却速度愈大，凝固时过冷度就愈大。13、奥氏体是C在 -Fe的间隙固溶体，马氏体是C在 -Fe的过饱和固溶体。14、合金钢的淬透性比碳钢大，其缘由是大局部合金元素都使钢的临界冷却速度降低。15、按碳的质量分数对碳钢进展分类，可分为 低碳钢、 中碳钢、高碳钢 三类。16QT600-3“QT”表示 球墨铸铁 数字”600”表示 最低抗拉强度 ,”3”表示 延长率 。17、用光学显微镜观看，依据含碳量的多少，马氏体的组织特征有 板条状 状，和 针状 状其中 板条状 的力学性能要好。18、衡量金属材料的塑性好坏有 伸长率 和 断面收缩率

16、两个参数。19、渗碳体是Fe和C具有简单构造_ 的间隙化合物，珠光体的本质是铁素体和渗碳体的机械混合物_。20、铸铁中的石墨有球状、团絮状和片状、蠕虫状等四种。21、共晶成分的铁碳合金室温平衡组织是 莱氏体 ，其组成相是 奥氏体 和 渗碳体 。三、单项选择：1、制造弹簧应选用：a. T12钢经淬火和低温回火；b. Cr12MoV钢经淬火和低温回火；c. 65钢经淬火后中温回火。2T12钢中的网状碳化物, 选用的热处理为。a. 球化退火b. 正火c. 调质处理 d. 回火3、奥氏体向珠光体的转变是a非集中型转变b集中型转变c半集中型转变4、钢经调质处理后获得的组织是a回火马氏体 b回火屈氏体；c

17、回火索氏体。淬硬性好的钢a具有高的合金元素含量；b具有高的碳含量；c具有低的碳含量。6、制造手用锯条应选用a. T12钢经淬火和低温回火；b. Cr12MoV钢经淬火和低温回火；c. 65钢经淬火后中温回火。7、固溶体的晶体构造与一样。a、溶质b、溶剂c、不同于溶剂和溶质的其它晶型d、a、b、c都有可能8、T10钢的含碳量为a、0.10%b、10.0%c、1.0%d、0.01%9、钢的回火处理是在： a退火后进展；b正火后进展；c淬火后进展。10Ca降低； b提高； c不转变。11、挖掘机的挖斗要求外表具有高耐磨性和高的疲乏强度，最好应选用a、20CrMnMob、65Mnc、ZGMn13d、T

18、812、铁碳合金中，随着碳质量百分数的增加，硬度增加，强度。a、增加b、减小c、不变d、不确定13、铁素体的机械性能特点是：a、低塑性、高强度 b、高塑性、高强度c、高塑性、低强度 d、低塑性、低强度14、钢经低温回火处理后获得的组织是：a回火马氏体； b回火屈氏体； c回火索氏体。15、0Cr18Ni9TiCra0.18%； b1.8%； c18%。16、共析钢过冷奥氏体在350-Ms a索氏体； b下贝氏体； c上贝氏体； d珠光体。四、名词解释题晶体和非晶体、晶体是原子离子、分子在三维空间有规律地周期性重复排列的物体。其排列的方式称为晶体构造。非晶体是原子离子、分子在三维空间无规律地周期

19、性重复排列的物体. 同素异构转变金属在固态下随着温度的转变，由一种晶格转变为另一种晶格的现象，称为同素异构转变2. 铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体和莱氏体的符号及组织。铁素体是碳溶解于-Fe 中形成的间隙固溶体 F 奥氏体是碳溶解于-Fe 中形成的间隙固溶体渗碳体是Fe C 形成的一种简单构造的间隙固溶体 (Fe3C)珠光体是铁素体和渗碳体组成的机械混合物(P)莱氏体是奥氏体和渗碳体组成的机械混合物(Ld)1、固溶强化：在合金中，随溶质原子的参加发生晶格畸变，形成固溶体使金属强度和硬度提高的现象。、热硬性红硬性：钢在高温下保持高硬度的力量。3、调质处理：淬火加高温回火。4、加工硬化：金属塑性变

20、形时，随变形度的增加，强度和硬度上升，塑性和韧性下降的现象。5、马氏体-Fe6、变质处理：在液体金属中参加孕育剂或变质剂，以细化晶粒和改善组织的处理方法。7、冷加工：在再结晶温度以下的塑性变形加工方式。8、相：化学成分一样，晶体构造一样并有界面与其他局部分开的均匀组成局部。9、剩余奥氏体：过冷奥氏体向马氏体转变时，马氏体转变完毕后剩余的奥氏体。10、本质晶粒度：依据标准试验方法，在93010保温足够时间3-8小时后测定的钢中晶粒的大小。11、固溶体：合金的组元之间以不同的比例混合，混合后形成的固相的晶格构造与组成合金的某一组元的一样，这种相称为固溶体。12、淬硬性：钢在淬火后获得马氏体的最高硬

21、度。13、奥氏体：奥氏体是碳在14、铁素体：铁素体是碳在中形成的间隙固溶体，面心立方晶格。中形成的间隙固溶体，为体心立方晶格。15：由于条件温度或压力变化引起金属晶体构造的转变，称同素异构转变。七、简答题：1、某汽车重负荷齿轮选用合金渗碳钢20CrMnMo理工艺的名称、目的及热处理后的组织。答1正火的目的：使网状碳化物分解；细化晶粒使组织正常化；消退应力。正火后的组织：索氏体。 2渗碳的目的：提高工件外表含碳浓度，经过淬火和回火处理，从而提高外表的硬度、耐磨性和疲乏强度，使心部保持良好的塑性和韧性。渗碳不转变组织3淬火加热的理论温度：Ac1以上30-50。淬火后的组织：淬火马氏体+剩余奥氏体。

22、4低温回火的目的是消退淬火应力和提高韧性；低温回火后的组织：回火马氏体。2、试各举出一类钢材，说明通过热处理方法，可在室温下得到以下组织：粒状珠光体针状马氏体回火索氏体回火马氏体粒状珠光体：T12A针状马氏体：65等高碳钢，淬火回火索氏体：45等调质钢，调质处理回火马氏体：T10等工具钢，淬火+低温回火3、奥氏体、过冷奥氏体、剩余奥氏体有何异同？3，答：都是一种奥氏体奥氏体: 碳在伽马铁中形成的间隙固溶体.过冷奥氏体: 处于临界点以下的不稳定的将要发生分解的奥氏体称为过冷奥氏体。剩余奥氏体：M4、以下零件或工具用何种碳钢制造，说出其名称、至少一个钢号以及其热处理方法：手锯锯条、一般螺钉、车床主

23、轴、弹簧钢。答：T10A，承受淬火+低温回火一般螺钉用一般碳素构造钢制造，如 Q235，在热轧状态下使用一般弹簧承受弹簧钢制造，如65Mn, 承受淬火+中温回火车床主轴中碳调质钢制造，如45，承受调质处理5、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，试分析其缘由。答： 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，组织和构造恢复到 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逝，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。6、假

24、设其它条件一样，试比较在以下铸造条件下铸件晶粒的大小：金属模浇注与砂型浇注；变质处理与不变质处理；铸成薄件与铸成厚件；浇注时承受震惊与不承受震惊。答：金属模浇注比砂型浇注晶粒细小；变质处理晶粒细小；铸成薄件的晶粒细小； 浇注时承受震惊的晶粒较细小。7、何谓共晶反响、包晶反响和共析反响?试比较这三种反响的异同点。8、答共晶反响：指肯定成分的液体合金，在肯定温度下，同时结晶出成分和晶格均不一样的两种晶体的反响。包晶反响：指肯定成分的固相与肯定成分的液相作用，形成另外一种固相的反响过程。共析反响：由特定成分的单相固态合金，在恒定的温度下，分解成两个的，具有肯定晶体构造的固相的反响。共同点：反响都是在

25、恒温下发生，反响物和产物都是具有特定成分的相，都处于三相平衡状态。不同点：共晶反响是一种液相在恒温下生成两种固相的反响；共析反响是一种固相在恒温下生成两种固相的反响；而包晶反响是一种液相与一种固相在恒温下生成另一种固相的反响。9、以共析钢为例，说明过冷奥氏体在高温A1550、中温550Ms(Ms以下度阶段等温转变时，转变的组织及性能特点。答：高温转变组织为珠光体类组织，珠光体为铁素体和渗碳体相间的片层状组织，随转变温度的降低片层间距减小，分别生成 P、S、T,这三种组织的片层粗细不同，片层越细，强度硬度越高；中温转变产物为 B,B氏体和下贝氏体，下贝氏体的强度硬度高于上贝氏体，塑韧性也较上贝氏

26、体要好。低温转变产物为马氏体，马氏体是含有大量过饱和碳的 固溶体，马氏体分为板条马氏体和片状马氏体，片状马氏体强度硬度很高但很脆，板条马氏体强度硬度高而塑韧性也较好。9+渗碳体网状，其中珠光体占93% 的含碳量大约为多少？答：属于过共析钢。Wp=93% =(6.69- WC)/(6.69-0.77)*100% 则：WC=1.18%10、在铸造生产中，承受哪些措施把握晶粒大小？10、答题要点：承受的方法：增大过冷度，钢模铸造以及在砂模中加冷铁以加快冷却速度的方法来把握晶粒大小。变质处理：在液态金属结晶前，特意参加某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶时的晶核数目大大增加，

27、从而提高了形核率，细化晶粒。机械振动。搅拌方式。11、珠光体类型组织有哪几种？它们在形成条件、组织形态和性能方面有何特点？答三种。分别是珠光体、索氏体和屈氏体。珠光体是过冷奥氏体在550以上等温停留时发生转变，它是由铁素体和渗碳体组成的片层相间的组织。索氏体是在650600温度范围内形成层片较细的珠光体。屈 氏体是在600550温度范围内形成片层极细的珠光体。珠光体片间距愈小，相界面 积愈大，强化作用愈大，因而强度和硬度上升，同时，由于此时渗碳体片较薄，易随铁素体一起变形而不脆断，因此细片珠光体又具有较好的韧性和塑性。12、指出以下名词的主要区分：12韧性断裂与脆性断裂 ；3加工硬化与变质处理；4热脆与冷脆在外力的作用下产生变形，当外力拆去后前者可恢复原来的外形及尺寸，而