材料试卷7答案

------金陵科技学院考试卷出卷教师教研（实验）室主任第页总页第页总页题号一二三四五六七八九十总分阅卷人得分一、是非题（10×1.5′=15′）1．淬火时的冷却速度必须小于临界冷却速度时才能获得马氏体组织。（）2．理论结晶温度比实际结晶温度低。（）3．间隙固溶体不能形成无限固溶体。（）4．锻坯加热的目的是提高金属的塑性和降低金属的变形抗力。（）5、埋弧自动焊焊接的质量比手工电弧焊的质量稳定且生产率高。（）6、塑性变形金属在加热时的回复过程中，其强度、硬度显著下降，塑性、韧性大大提高。（×）7、金属间化合物一般不能作为合金的基本相，而是作为强化相弥散分布在固溶体基体上。（√）8、铁碳合金的基本组成相都是以铁为基的固溶体或铁的化合物。（√）9、铁素体是一种间隙固溶体。（√）10、生产聚乙烯的原料均来自于石油或天然气（√）二、填空题（18×2′=36′）1、塑性变形金属在加热时，其变化过程大致分为以下三个阶段回复、再结晶和晶粒的长大。2、热加工和冷加工的区分以再结晶温度为界限。3、组成合金的独立的、最基本的单元称为组元。4、纯铁从液态结晶为固态后，继续冷却至一定温度时，将先后发生两次同素异构转变。5、铁碳合金相图上的各种合金，按含C量分七个类型：工业纯铁、共析钢、亚共析钢、过共析钢、共晶白口铸铁、亚共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁。6、亚共析钢室温组织由F+P组成。7、根据铁碳合金平衡状态图和对各种铁碳合金平衡组织的分析可知，不同含C量的铁碳合金室温平衡组织都是由F和Fe3C这两个基本相组成。8、普通热处理主要有退火、正火、淬火、回火四种；化学热处理主要有表面渗C、渗N等；钢的表面热处理主要有表面淬火。9、共析钢P在加热温度大余等于Ac1时，转化为奥氏体A；奥氏体A形成必须要有一定的过热度△T，提供相变驱动力△G。10、普通灰口铸铁的组织是由片状石墨和钢的基体两部分组成的。根据不同阶段石墨化程度的不同，灰口铸铁有三种不同的基体组织11、HT250、HT300、HT350属于较高强度的孕育（也称变质铸铁）铸铁，这是普通铸铁通过孕育处理而得到的12、随着成分和冷却速度的不同，球铁在铸态下的金属基体可分为铁素体、铁素体加珠光体、珠光体三种。13、在浇注前向铁水中加入球化剂和孕育剂进行球化处理和孕育处理，则可获得石墨呈球状分布的铸铁，称为球墨铸铁。14、可锻铸铁是由白口铸铁经长时间石墨化退火而获得的一种高强度铸铁。15、根据铝合金的成分、组织和工艺特点，可以将其分为铸造铝合金与变形铝合金两大类。16、铸造应力分为热应力和收缩应力。17、锻模模膛根据其作用的不同分为模锻模膛、制坯模膛和切断模膛三大类。18、复合材料按增强相的种类和形状可分为颗粒增强复合材料、纤维增强复合材料和层状增强复合材料。三、读图题1、根据下列铁碳合金相图，填空：（9′）（一个空1分）①AC、CD为液相线；ECF线为共晶线。②C点为共晶点，E点为A中最大含C量；S点：共析点0.77%C，该成分发生共析反应；G点：912℃,α-Fe与γ-Fe互相转变,同素异构转变；P点：0.0218%,α-Fe的最大溶C量。③GS线的含义a．A中开始析出下的转变线b．F全部溶入A的转变线（F向A转变的终了线）。④ES线的含义：C在A中的溶解度曲线，当温度低于此曲线时，要从A中析出次生渗碳体Fe3CⅡ，所以这条线又是次生渗碳体开始析出线，该线常称Acm线。⑤PQ线的含义：这是一条C在F中的溶解度曲线，当温度低于此温度曲线时，要从F中析出Fe3CⅢ，所以这条线又是Fe3CⅢ开始析出线。⑥PSK线的含义：共析转变线，727℃共析温度，冷却到此温度时，发生共析反应。金陵科技学院考试卷200200学年第学期机电系(院)级机械专业课程工程材料及成形技术课程编号05009(A、B、开、闭)卷姓名学号得分------金陵科技学院考试卷出卷教师教研（实验）室主任第页总页第页总页即由一种成分固定的固相在恒温下同时结晶析出两种成分不同的固相的过程。这里是从0.77%C的A中在727℃时同时结晶析出F片和Fe3C片相互交替重叠的机械混合物，即珠光体（P）,727℃该温度称A1温度。⑦分析图中所示含碳量分别为1.2%C的过共析钢和共晶白口铸铁的结晶过程和并写出其室温下的组织。（6′）过共析钢(C%=1.2%)L→L+A→A→A+Fe3CⅡ→Fe3CⅡ+P室温组织由P+Fe3CⅡ组成共晶白口铸铁LC→A+Fe3C→Fe3CⅡ+P+Fe3C室温组织由P+Fe3CⅡ+Fe3C组成2、下列铸件哪一种结构较为合理？（4′）（a）（b）图（b）合理。图（a）采用中空结构，需要型芯撑或悬臂型芯支撑，图（b）采用开式结构，省去了型芯撑支撑；四、问答题（5×5′=25′）1、、请说出钎焊的特点。i.工件加热温度较低，组织和力学性能变化很小，变形也小。接头光滑平整，工件尺寸精确。(2)可焊接性能差异很大的异种金属，对工件厚度的差别也没有严格限制。(3)工件整体加热钎焊时，可同时钎焊多条(甚至上千条)接缝组成的复杂形状构件，生产率很高。(4)设备简单，投资费用少。但钎焊的接头强度较低，尤其是动载强度低，允许的工作温度不高，焊前清整要求严格，而且钎料价格较贵。2、请写出下列钢号所标示的含义；Q235AF即表示屈服强度值为235MPa的A级沸腾钢。45钢表示平均含碳量为0.45%的优质碳素结构钢；20CrMnTi表示平均含碳量为0.20%，主要合金元素Cr、Mn含量均低于1.5%，并含有微量Ti的合金结构钢；------金陵科技学院考试卷出卷教师教研（实验）室主任第页总页第页总页T8：平均含碳量为0.8%的碳素工具钢。W18Cr4V：高速钢HT250：灰铸铁3、请写出可锻铸铁的制作过程可锻铸铁的制作过程是：先铸造成白口铸铁，再进行“可锻化”退火将渗碳体分解为团絮状石墨，得到铁素体基体加团絮状石墨或珠光体（亦或珠光体及少量铁素体）基体加团絮状石墨。4、零件失效的原因及形式零件的失效可以由多种原因引起，大体上可分为设计、材料、加工和安装使用四个方面；零件的失效形式有超量变形、断裂和表面损伤三大类型。3、请写出铁碳合金中F和Fe3C对性能的影响答：F是软韧相，Fe3C是硬脆相，所以铁碳合金的力学性能决定于F和Fe3C相对量，以及相互的分布特征。a.HB取决于C%,C%↑,硬度高的Fe3C相↑，硬度低的F↓，故HB↑。b.σ与C%有关，还与C的分布、形状有关。晶粒呈片状的共析Fe3C与F组成的P组织具有较高的硬度，且P组织越细，则强度越高，所以铁碳合金从亚共析钢到共析钢，随C%↑，钢中P↑，钢的强度↑。含C量超过共析成分后，合金中出现强度很低Fe3CⅡ，当含C量增加不多时，合金中Fe3CⅡ量很少，且呈粒片断续包围P分布，由于相界面增多，所以合金强度还会略有升高，直到C%=0.9%时。C%＜0.9%时，C%↑,P↑（P组织越细）σ↑。C%＝0.9%时，Fe3C呈网状分布，包围P,割裂了P晶粒之间的结合，使合金σ↓,（随C%↑）。c.塑性（ψ,δ）韧性（αK）C%↑,F↓,Fe3C↑,ψ、δ↓，αK↓。4、相图给出了各种铁碳合金的温度与组织之间的关系，这对铸、锻、热处理工艺有哪些直接指导意义？答：①铸造方面可根据相图上液相线可以确定铸件的合理浇注温度。一般选在液相线之上50℃~100℃，共晶成分合金结晶温区窄，合金流动性好，分散缩孔小。②锻造方面从相图上可知，当把钢加热到A3和Am线之上变成单相A.A状态的钢塑性好、强度较低，很适于大变形量的热变形加工。③热处理方面相图中的A1、A2、Acm三条相变线是确定碳素钢热处理工艺加热温度的依据。5、某厂制造凸轮轴齿轮，材料采用20CrMnTi钢。性能要求为：齿面硬度HRC58～HRC62，心部硬度HRC33～HRC48。该齿轮的生产工艺路线为：下料→锻造→热处理1→切削加工→热处理2→磨加工。请给出热处理1和热处理2的名称和目的。20CrMnTi钢齿轮的加工工艺路线为：下料→锻造→正火→加工齿形→滲碳，预冷淬火→低温回火→磨齿。正火作为预备热处理其目的是改善锻造组织；调整硬度（HB170~210）便于机加工，正火后的组织为索氏体+铁素体。最终热处理为滲碳后预冷到875℃直接淬火+低温回火，预冷的目的在于减少淬火变形，同时在预冷过程中，滲层中可以析出二次滲碳体，在淬火后减少了残余奥氏体量。最终热处理后其组织由表面往心部依次为回火马氏体+颗粒状碳化物+残余奥氏体→回火马氏体+残余奥氏体→……。而心部的组织分为两种情况，在淬透时为低碳马氏体+铁素体；未淬透时为索氏体+铁素体。五、计算题（5′）1．计算727。C时60钢中的珠光体和铁素体的相对百分含量。解:%91%1000008.069.660.069.6F%9%1000008.069.600008.60.0%1003QlqaCFeP=%9.77%1000008.077.00008.060.0%1.22%1000008.077.060.077.0F