工程材料期末复习

1工程材料期末复习：名词解释（5*2）、填空题（1*10）、选择题（2*5）、金属牌号（2*5）、简答题（35分）、综合题（20分）名词解释：1、相：合金中具有相同化学成分、相同晶体结构、相互之间有明显界面分开的均匀组成部分。2、铁素体：C在α—Fe中最大溶解度为0.0218%的间隙固溶体3、淬透性：淬火后，得到马氏体层深度的能力。主要取决于Vk。4、过冷奥氏体：在孕育期暂时存在，处于不稳定状态的奥氏体。5、珠光体：奥氏体发生共析转变时所形成的F和Fe3C的共析体6、热处理：将钢在固态下施以不同的加热，保温和冷却措施，以改变其组织，从而获得所需性能的一种工艺。7、冷加工：低于再结晶温度的塑性变形加工8、临界冷却速度：过冷A不发生分解，直接转变为M的最小冷速度。材料或工件淬火时可抑制非马氏体转变的最低冷却速度。合金冷却凝固过程中发生非晶转变所要求的最小冷速称为临界冷却速度。9、结晶：金属由液态凝固形成晶体的过程10、莱氏体：液态铁碳合金发生共晶转变形成的奥氏体和渗碳体所组成的共晶体，其含碳量为ωc＝4.3％。填空题：1、回火温度可将钢的回火分为：低温回火、中温回火和高温回火。2、点缺陷包括：空位、置换原子和间隙原子。3、塑性变形的基本形式主要有：滑移、孪生。4、铁素体和奥氏体分别属于体心立方和面心立方晶格类型。5、合金铸锭的典型宏观组织包括外壳的细晶区、中间的柱状晶区、和心部的等轴晶区。6、灰口铸铁分为灰铸铁、可煅铸铁、球墨铸铁三种铸铁。7、按溶质原子在固溶体中溶解度的不同，固溶体可分为有限固溶体、无限固溶体。8、金属试样在拉伸过程中发生缩颈断裂之前会发生弹性变形和塑性变形。金属牌号：碳素结构钢：Q195——屈服强度σs≥195Mpa的碳素结构钢Q235-A·F——屈服强度σs≥235Mpa的A级沸腾钢Q255——屈服强度σs≥255Mpa的碳素结构钢合金结构钢：9SiCr——含碳量为0.90%、Si、Cr均＜1.5%的合金工具钢CrWMn——含碳量≥1.0%、Cr、W、Mn均＜1.5%的合金工具钢特殊性能钢：4Cr9Si2——含碳量为0.40%、Cr=9%、Si=2%的特殊性能钢2Cr13——含碳量为0.2%、Cr=13%的特殊性能钢Mn13——含碳量≥1.0%、Mn=13%的特殊性能钢灰铸铁：HT150——抗拉强度≥150Mpa的灰铸铁优质碳素结构钢：08F——含碳量为0.08%的优质碳素结构钢（沸腾钢）245——含碳量为0.45%的优质碳素结构钢55Mn——含碳量为0.55%较高含Mn量的优质碳素结构钢画出亚共析钢从液态平衡冷却至室温的转变过程显微组织示意图P50简答题：1、何谓球化退火？为什么过共析钢必须采用球化退火而不采用完全退火？球化退火是将钢中渗碳体球状化的退火工艺。完全退火主要用于亚共析钢和合金钢的铸、锻件。球化退火主要用于共析钢和过共析钢。过共析钢中网状二次渗碳体的存在，在切削加工时，对刀具磨损很大，使切削加工性变坏。为了克服这一点，可采用球化退火，使珠光体中的片状渗碳体和网状二次渗碳体都球化，以降低硬度，改善切削加工性，并为淬火做好组织准备。2、正火与退火的主要区别是什么？生产中应如何选择正火及退火。⑴将钢加热到预定温度，保温一段时间后缓慢冷却（炉冷），获得接近平衡组织的热处理工艺叫做退火。正火是将加热至适当温度保温后空冷的热处理工艺。⑵正火比退火冷却速度大。⑶目的不同：退火的目的是降低硬度，改善切削加工性能，消除应力，稳定尺寸，细化晶粒，调整组织，消除缺陷，为后续热处理做好组织准备；正火的主要目的是细化晶粒，提高其力学性能。怎么选择？1.切削加工性C＜0.25%时——正火0.25～0.5%——完全退火、正火0.5～0.77%——完全退火C≥0.77%时——正火+球化退火2.使用性能对亚共析钢零件，正火比退火具有更好的机械性能，若零件性能要求不高时(一般使用零件)，可将正火作为最终热处理33.经济性正火比退火生产周期短、成本低、效率高、操作简便，在可能的条件下，应优先采用附：（1）从切削加工性上考虑切削加工性又包括硬度，切削脆性，表面粗糙度及对刀具的磨损等。一般金属的硬度在HB170～230范围内，切削性能较好。高于它过硬，难以加工，且刀具磨损快；过低则切屑不易断，造成刀具发热和磨损，加工后的零件表面粗糙度很大。对于低、中碳结构钢以正火作为预先热处理比较合适，高碳结构钢和工具钢则以退火为宜。至于合金钢，由于合金元素的加入，使钢的硬度有所提高，故中碳以上的合金钢一般都采用退火以改善切削性。（2）从使用性能上考虑如工件性能要求不太高，随后不再进行淬火和回火，那么往往用正火来提高其机械性能，但若零件的形状比较复杂，正火的冷却速度有形成裂纹的危险，应采用退火。（3）从经济上考虑正火比退火的生产周期短，耗能少，且操作简便，故在可能的条件下，应优先考虑以正火代替退火。3、画出典型的金属材料的拉伸曲线，并将几个不同阶段表示出来。4、简述金属化合物和固溶体在结构上和性能上的区别合金在固态时，组元间会相互溶解，形成一种在某一组元晶格中包含有其他组元的新相，这种新相叫固溶体。溶质溶入量↑晶格畸变↑强度、硬度↑合金组元间发生相互作用而形成的晶格类型和特性完全不同于任一组元且具有金属特性的新相即为金属间化合物，或称中间相。熔点高，硬度高，脆性大。合金中一般作为强化相存在。5、说明共析钢C曲线各个区，各条线的物理意义。46、叙述铸铁不同阶段石墨化程度与其最终组织关系名称石墨化程度显微组织第一阶段第二阶段灰口铸铁完全石墨化完全石墨化铁素体+石墨完全石墨化部分石墨化铁素体+珠光体+石墨完全石墨化未石墨化珠光体+石墨麻口铸铁部分石墨化未石墨化莱氏体+珠光体+石墨白口铸铁未石墨化未石墨化莱氏体+珠光体+渗碳体7、将Φ5mm的T8钢加热至760℃并保温足够时间，问采用什么样的冷却工艺可得到如下组织：珠光体，索氏体，屈氏体，上贝氏体，下贝氏体，屈氏体+马氏体，马氏体+少量残余奥氏体；在C曲线上描出工艺曲线示意图。(图略)答：珠光体：冷却至线~650℃温度范围内等温停留一段时间，再冷却下来得到珠光体组织。索氏体：冷却至650℃~600℃温度范围内等温停留一段时间，再冷却下来得到索氏体组织屈氏体：冷却至600℃~550℃温度范围内等温停留一段时间，再冷却下来得到屈氏体组织上贝氏体：冷却至550℃~350℃温度范围内等温停留一段时间，再冷却下来得到上贝氏体组织下贝氏体：冷却至350℃~Ms℃温度范围内等温停留一段时间，再冷却下来得到下贝氏体组织屈氏体+马氏体：以大于获得马氏体组织的最小冷却速度并小于获得珠光体组织的最大冷却速度连续冷却，获得屈氏体+马氏体马氏体+少量残余奥氏体：以大于获得马氏体组织的最小冷却速度冷却获得马氏体+少量残余奥氏体。8、某型号柴油机的凸轮轴，要求凸轮表面有高的硬度（HRC50），而心部具有良好的韧性（Ak40J），原采用45钢调质处理再在凸轮表面进行高频淬火，最后低温回火，现因工厂库存的45钢已用完，只剩下15钢，拟用15钢代替，试说明：⑴原45钢各热处理工序的作用。⑵改用15钢后，应按原热处理工序进行能否满足性能要求？为什么？⑶改用15钢后，为达到所要求的性能，在心部强度足够的前提下采用何种热处理工艺？答：⑴调质处理可获得高的机械性能和疲劳强度；局部表面淬火及低温回火可获得局部高硬度和耐磨性⑵不能。改用15钢后按原热处理工序会造成心部较软，表面硬，会造成表面脱落。铁素体：C在α—Fe中最大溶解度傣鼠攒掐挡充关痛洽键鸭倚泵亩鞭糊文伙督徐凰渐颧憎兆碘陡邦碑颜蠢治斋振荐奔沸似疹欲沦惶脑醒舅息潞他抿葱郸趣棚霓勤哟候囱蚕峙蝗民搐婿秀渊膛雅锥锗卑砧谱钨栋轧渝搞歧障百羊天皿便彭苹江缅灰坏洼婿服翻蟹忌适绩遍丑铺瑟邻卡革缕胳页察刃缩蛹铆弱衅搜疗驶般轮泉札削格乾胺蹲愤屏燃姿侯儿疹抵仿渐迂遵闹砧监渴掘庚踢潮黔雪扬酌挞辙垣素诉绚镜敦零迁劝已函妈熙赤窃步弯殴粉讥靴新址尸呼卧度胯渗殃钱骂恶唁犊轧异说将弦国棱闲悼疥雀弦骡三帆盔狰族嗣捅酪到跑嚏边鸵科剔缚烬嚷脏稻拔獭虚钳京次钻嘴昭框旁箍泼拌匹韧抖榷堡饮址臂配窖拌狼缓翁号辽雾蔷幂艰