工程材料复习-武汉理工大学-考试试题(含原题)-2014年

几个问题一、相与相变1、相变需要的条件（起伏）；（1）纯金属需要能量、结构两个条件（2）合金需要三个条件核心：晶界、相界、位错以及晶内的某些特殊晶面容易满足以上的条件，有晶界相界形核理论。2、相分析（1）化学成分（2）相的组成（3）相对量的计算核心：水平温度线（杠杆）。3、相在组织中相与组织是不同的两个概念，但是有联系：（1）组织可以由单相所构成即是说，通过不同放大倍数而观察到的具有某种形貌（大小、数量及分布）的组织可以由某种性质的物质（相）所构成，这时的组织和相可用同一符号表达。（2）组织在大多情况下由两相或多相所构成。二、相图中的平衡与非平衡1、依题意建立相图核心：有四种共晶型相图样式2、平衡转变（1）结晶过程分析（2）关注几个特性点共晶体最多或最少？二次相最多或最少？固态下的非相变问题等。3、非平衡转变（1）枝晶偏析（2）伪共晶（析）三、厘清几个概念1、奥氏体中的碳含量加热到单相奥氏体区时，奥氏体的碳含量就是该合金的碳含量；加热到两相区时，奥氏体的碳含量由水平温度线与奥氏体相界线的交点在横坐标上的投影来决定。（1）奥氏体中的碳含量决定了马氏体中的碳含量（淬硬性）；A中C%↑→马氏体中C%↑→马氏体的淬硬性↑（2）奥氏体中的碳含量影响C曲线的位置；亚：A中C%↑→C曲线右移；过：A中C%↑→C曲线左移LabcdefgαβL+αL+βABωB(%)→α+β（3）奥氏体中的碳含量影响了马氏体转变点（Ms、Mf）的位置；A中C%↑→Ms、Mf↓↑（4）奥氏体中的碳含量影响了残余奥氏体（A'）量的多少。A中C%↑→A'↑2、马氏体中的碳含量马氏体不都是硬而脆。（1）低碳（0.25%C）马氏体强而韧（2）高的碳含量（0.8%C）的马氏体硬而脆四、正火与调质正火：完全奥氏体化后空冷，主要组织组成物是索氏体（S）。调质：完全奥氏体化后快冷（淬火），然后高温回火，组织为回火索氏体（S回）。1、钢种正火不限定钢种，工艺简单，价格便宜。调质限定钢种为0.25-0.5%C，工艺相对复杂，成本较高。2、来源正火S来自于过冷奥氏体的分解；调质S回来自于过冷奥氏体→淬火M→高温回火S3、性能差异以同样的材料制作成相同的工件为例，S和S回进行比较，它们的硬度几乎相同，但是塑形和韧性却有加大的差异。性能差异与组织形态有关：正火索氏体是细片状珠光体，而回火索氏体是粒状渗碳体分布在等轴状的铁素体基体上。回火索氏体的塑性、韧性比正火索氏体好。五、两种类型的齿轮这里所指是机床和汽车变速齿轮。核心：表硬里韧材料预备热处理最终热处理组织机床齿轮调质钢（45）正火（F+S）高频淬火+低温回火？汽车齿轮渗碳钢（20）正火（F+S）渗碳、淬火+低温回火？六、退火的选择1、完全退火（退火）（F+P）主要改善亚共析钢的过热组织（细化晶粒）、降低铸锻工艺中残存的内应力，降低硬度便于机加工。2、球化退火（P球）主要使用在过共析钢消除二次网状渗碳体的情况之下，同时改善了切削加工性，为最终热处理做好了组织准备。（提示：P球和S回的组织状态相同，都是等轴铁素体的基体上分布有颗粒状的渗碳体）3、去应力退火（对于钢铁：A1的加热）消除由于任何工艺条件下产生的内应力。特点是长时在临界点之下加热保温，不发生相变（原始组织）。4、再结晶退火（再结晶退火的温度：T再=0.4T熔）消除由冷塑形变形（冷拉、冷轧、冷弯等）而产生的硬化效果（加工硬化），回复其塑形，不发生相变（原始组织）。5、扩散退火消除枝晶偏析而引起的化学成分不均匀现象。加热至固相线之下100-200℃，长时保温，使化学成分均匀化。提示：注意热处理工艺中的三个判据七、铁碳相图分析1、相组成物和组织组成物填写2、水平线上的两个反应3、热处理和相图之间的关系4、杠杆定律的应用5、钢的含碳量与性能之间的关系P54八、C曲线课件第三章P29九、选材1、材料的辨识（1）材料的分类（钢）在一般情况下，由钢种打头的阿拉伯数字来决定分类。两位数字（碳含量）结构钢一位数字（碳含量）工具钢没有数字的表达含碳量大于1%合金元素Cr≥13%（其中的一个判据）特殊性能钢（2）典型零件的选材（大多情况下）机械零件①首先找牌号中两位数字的钢种②再具体看是什么零件▲轴、杆类→选25-50标号的调质钢→调质作为最终热处理；（轴颈处在调质完毕后做一次高频淬火）；▲销子、汽车齿轮等磨损件→选25标号以下的渗碳钢→渗碳、淬火+低温回火作为最终热处理；（注意这里的淬火不是表面淬火）▲机床齿轮等磨损件→选25-50标号的调质钢→高频淬火+低温回火作为最终热处理；▲弹性零件→选用50-T9之间的弹簧钢，有两种处理方式尺寸大的弹簧件→淬火+中温回火作为最终热处理尺寸小的弹簧件（直径小于8mm）→利用绕制变形产生的加工硬化得到弹性→仅采用去应力退火▲性能要求不太高的零件，可采用普碳钢或普低钢制造，不需要热处理。（注意，这类钢种主要用在工程结构中的大型构件）▲滚动轴承→选用专用轴承钢种“G”→最终热处理淬火+低温回火；▲机床床身→选灰口铸铁HT200→仅去应力退火（铸件内应力）▲发动机中的曲轴→选球墨铸铁QT600-2▲缸体以及活塞选用铸铁或铝合金工具（主要介绍一下刃具）①首先找牌号中一位数字（或者没有数字）以及“Ｔ开头”的钢种②再具体看是什么刃具▲手动、低速刃具→选用碳素工具钢→最终热处理淬火+低温回火提示：这类钢种随碳含量增加硬度、耐磨性增加，但是韧性降低。T8-T10：制作能承受冲击刃具→锯条、冲头T12：制作硬度、耐磨性高的刃具→锉刀注意：锉刀的性能要求以及最终热处理的目的▲除了高硬度、耐磨性之外，还需要一定红硬性刃具→选用低合金工具钢（9CrSi、9Mn2V、CrWMn等）→最终热处理和碳工钢相同。▲要求高硬度、耐磨性以及高的红硬性的刃具→选用高合金工具钢（18-4-1、6-5-4-2等）→最终热处理高温淬火+三次高温回火。课件总结