07材料科学基础(下)试题A答案

姓名材料科学基础（下）A（卷）答案得分班级题号班级题号-一一二三四总分核分人得分评卷人适用班级：0720181、1822009/2010学年第一学期考试试题二、问答题（35分）1、解释体心立方的金属的塑性为什么比面心立方金属差？答：金属塑性的好坏，除了取决于滑移系的多少，还与滑移面上原子密排程度和滑移方向的数目有关，体心立方的滑移方向没有面心立方多，同时其滑移面上的原子密排程度也比面心立方的金属低，因此它的滑移面间距离较小，原子间结合力较大，必须在较大的应力作用下才能开始滑移，所以它的塑性要比面心立方金属差些。得分学号学号一、填空（每空0.5分，共15分1、常温和低温下金属塑性变形的两种主要方式为（滑移）和（孪生）。2、共析钢过冷奥氏体在A］〜650°C等温转变为（珠光体）组织，在650〜600°C等温转变为（索氏体）组织，在600〜550C等温转变为（托氏体）组织。3、固态下原子扩散机制主要有两种，分别为（间隙扩散机制）和（空位扩散机制）。引起扩散的本质原因是（化学位梯度）。4、马氏体是（碳溶于a铁形成的过饱和固溶体）。5、等温淬火获得的组织是（下贝氏体6、合金元素在钢里的存在方式是形成（合金铁素体）和（合金碳化物）。7、感应加热表面淬火，电流频率愈高，淬硬层愈（薄8、造成金属腐蚀的原因有（化学腐蚀）腐蚀和（电化学腐蚀）腐蚀。9、铜合金中黄铜的主加元素是（锌），青铜的主加元素是（除锌、镍外的其他元素）.10、大多数合金元素都会使Fe—Fe3C相图的S点、E点向（左）方向移。11、灰铸铁中的石墨呈（片状）形态，球墨铸铁中的石墨呈（球状）形态。12、均匀化退火的主要作用是（去除铸锭、铸件或锻坯中的成分偏析）。13、钢的淬透性的主要影响因素为（马氏体的临界冷速），钢的淬硬性高低的主要影响因素为（钢的含碳量）。14、从金属学角度看，金属的热加工是指在（再结晶温度）以上的加工过程，冷加工是在（再结晶温度）以下的加工过程。15、亚共析钢的淬火加热温度为（A+30-50OC），共析、过共析钢的淬火加热温度C3为（A+30〜50°C）。C116、制作各种弹簧，要求具有高的弹性极限，最终热处理应采用（淬火加中温回火）。17、制作机床齿轮，要求具有良好的综合力学性能，同时齿面具有高的硬度和耐磨性，应采用热处理为（调质加渗碳加淬火加低温回火）。18、制作刃具、冷模具和滚动轴承等工件，要求具有高硬度和耐磨性，最终热处理应采用（淬火加低温回火）。2、回复过程的组织结构和性能的变化？答：显微组织未发生变化，力学性能变化不大，但残余应力显著降低，物理和化学性能部分恢复到变形前的情况。3、淬火钢的回火转变过程？淬火钢回火时力学性能的变化？答（1）马氏体中碳的偏聚V80C（2）马氏体的分解100〜200C（3）、残余奥氏体的转变200〜300C（4）、碳化物的转变250〜400C（5）、碳化物的聚集长大和a相的再结晶＞400°C随着回火温度的提高，残余应力基本消除，强度硬度下降，塑韧性提高。4、说明铝合金的主要强化方法？答：（1）形变强化纯铝和不可热处理强化的铝合金可采用塑变来强化。（2）沉淀强化可热处理强化的铝合金加热到单相区保温后，快速冷却得到过饱和固溶体，过饱和固溶体由于强化相在脱溶过程中的某些中间状态具有特殊晶体结构，而时铝合金得到强化。（3）固溶强化和细晶强化纯铝中加入合金元素，形成铝基固溶体，起到固溶强化的作用。对于不可热处理强化或强化效果不大的铸造铝合金和变形铝合金，可以通过加入微量合金元素细化晶粒，提高铝合金的力学性能。课程名材料科学基础（下）第1页共2页得分三、计算(每题10分，共20分)1、面心立方点阵的铝单晶体在室温时的临界分切应力为7.9X105Pa。若室温下对铝的单晶体试样作拉伸实验时，拉力轴为[123]方向，可能开动的滑移系为£11)[101],求引起试样屈服所需要加的应力?解：根据公式：cos(phlh2+klk2+llll

JTil2+k\i解：根据公式：cos(pcos(p=cos(p=根据：施密特定律：TC=OSCOS(PCOS入则：Os=16.93X105MPa2、对碳的质量分数为0.1%的钢进行渗碳，渗碳时钢件表面碳的质量分数保持为1.2%,要求在其表面以下2mni处碳的质量分数为0.45%,若D=2X10-11m2/so⑴试求渗碳所需时间；⑵若想将渗碳厚度增加1倍，需要多少渗碳时间?=0.71(由高斯误差函数表知erf=0.71解：(1)根据公示:解：(1)根据公示:Cs-CCs-Co已知：Co=0.1%,Cs=1.2%,00.45%,x=2X10-3m,D=2X10-hm2/s,代入上式可得:t=27.8h(2)因为x*ti/2,所以t=111.2h课程名材料科学基础(下)第2页共2页得分材料题(30分)低合金高强度结构钢、渗碳钢、调质钢、低合金刃具钢、冷作模具钢、奥氏体不锈钢、耐磨钢、球墨铸铁、超硬铝合金、铸造铝硅合金十种金属材料(1)说明主要性能特点(2)写出典型牌号(3)给出主要成分及含量(4)介绍主要用途。(注：典型牌号可在下面牌号中选，也可自己写)40Cr、lCrl8Ni9Ti、ZL102(ZAlSil2)、9SiCr、7A04(LC4)、Q345、Crl2MoV、QT400—18>20CrMnTi>ZGMnl3、答：低合金高强度结构钢：Q345、Wc<0.18主加元素Mn、Si。具有足够的塑性、低的冷脆转变温度以及良好的焊接性能和耐蚀性。渗碳钢：20CrMnTi>Wc=0.2%,Cr、Mn、Ti含量约为1%。渗碳钢淬火并低温回火后表面具有高的硬度、耐磨性和接触疲劳强度，零件的心部具有很高的强度、塑性和韧性。另外，由于表层和心部的含碳量不同，因而在表层形成压应力，这将显著提高钢的弯曲疲劳强度。调质钢：40CrWc=0.4%>Cr含量约为1%。具有很高的强度、同时有良好的塑性和韧性。具有良好的综合力学性能。低合金刃具钢：9SiCr、Wc=0.9%,Si、Cr含量约为1%。具有高硬度及耐磨性。冷作模具钢：Crl2MoV、W=1.5%,Mo、V含量为1%,Cr含量为12%。具有高的强度、硬度、高的耐磨性以及足够的韧性。奥氏体不锈钢：lCrl8Ni9Ti、Wc<0.15,Cr含量为18%,Ni含量为9%,Ti含量约为1%。具有很好的耐蚀性、同时具有优良的抗氧化性和力学性能。失稳极低温韧性、塑性及焊接性也非常好。耐磨钢：ZGMnl3、Wc=0.7〜1.45%,Mn含量为13%。具有良好的耐磨性。球墨铸铁：QT400—18>Wc=3.5〜3.9%,Si含量为2%。具有较高强度、塑韧性，同时保留普通灰铸铁的耐磨、消震、易切削、铸造性能好、缺口不敏感等优点。超硬铝合金：7A04(LC4)、=5.0〜7.0%,=1.8〜2.8%,=1.4〜2.0%。强度高、断裂ZnMgCu韧度比硬铝高，具有良好的热加工性能。铸造铝硅合金：ZL102(ZAlSil2)、Si含量为10〜13%。具有良好的铸造性能、耐蚀性能和力学性能。低合金高强度结构钢：广泛应用于建筑、石油、化工、铁道、船舶、机车车辆等。渗碳钢：用于汽车、拖拉机上的变速齿轮、内燃机上的凸轮、活塞以及部分量具。调质钢：机床主轴、汽车、拖拉机的后桥半轴、柴油发动机衢州、两岸、高强度螺栓。低合金刃具钢：用于制造板牙、丝锥、搓丝板等精度及耐磨性要求较高