第0章 绪论
目的和要求：本章主要讲授材料与机械的关系，其目的是使学生明确常用机械工程材料的分
类。
重点和难点：常用机械工程材料的分类。
学时的分配：2学时。
1材料的分类
机械有许多种：天上飞的有飞机、火箭，路上跑的有汽车、自行车，水里游的有船舶、潜艇等。大到排水几十万吨的航空母舰，小到可以钻进人体血管的微型机器人。它们都是用各种各样的材料制作而成的。
按照构成材料的组成不同，人们通常将机械工程材料分成金属材料、非金属材料两大类（表0-1）。
资料来源：Serope Kalpakjian and Steven R. Schmid, Manufacturing Engineering and Technology (4 Edition),北京：高等教育出版社, 2005年3月, P28
在迄今为止的元素周期表的109种元素中，金属元素有86中，占78.9%，居绝对领先地位。
另一方面，国际钢铁协会(International Iron and Steel Institute)批露的数据显示，2006年全球粗钢产量上升9%，至12.17亿吨。2007年产量为13.44亿吨。中国投资网数据表明，合成树脂产量2005年全球为1.8029亿吨，中国为2142万吨，2006年中国为
2984万吨（表0-2）。
表0-2 中国和全球钢铁、塑料产量/万吨
2材料的性能
人们用金属制作汽车，用铜或铝制成电线，用陶瓷制作火花塞，用橡胶制作皮带，用铅制作蓄电池，等等。
这是为什么呢？因为每种材料都有自己特殊的性能：黑色金属强度高、有色金属导电性好、陶瓷耐高温、橡胶有良好的耐磨性、铅可以作为电极。
材料性能的分类：物理性能、化学性能、力学性能等。其中，力学性能又包括硬度、强度、塑性、韧性等等。
3材料的应用
表0-3 一辆典型汽车所含有的常用材料/kg
资料来源：：P．N．Rao, Manufacturing Technology——Foundry, Forming and Welding, 北京：机械工业出版社, 2003年2月, P22
图0-1常用材料在汽车中的典型应用
资料来源：Serope Kalpakjian and Steven R. Schmid, Manufacturing Engineering and Technology (4th Edition),北京：高等教育出版社, 2005年3月, P27
图0-2常用材料在航空发动机中的典型应用
资料来源：Serope Kalpakjian and Steven R. Schmid, Manufacturing Engineering and Technology (4th Edition),北京：高等教育出版社, 2005年3月, P86
由此可见，金属材料是最重要、应用最广泛的机械工程材料。每种材料都具备自己特有的性能，可以应用在特定的场合。正确地为机器零件选用合适的材料是每个工程技术人员应尽的责任和重要的任务。
本章小结：兴趣是学习任何知识的前提，机械工程材料也不例外。在讲授本章内容时，要通过讲述汽车使用的黑色金属、有色金属、塑料、橡胶、玻璃等不同工程材料，激
发学生学习机械工程材料的兴趣。
本章作业：无。
第1章金属的晶体结构与结晶
目的和要求：本章主要讲授有关金属材料晶体的基本理论和基础知识。
重点和难点：常见金属的三种晶体结构及其在金属变形时的表现。
学时的分配：2学时。
1晶体与非晶体
晶体：原子在空间规则排列所形成的物体。一般而言，固体金属都是晶体。
非晶体：原子在空间不规则排列所形成的物体。典型的有玻璃、塑料、橡胶、沥青等。
各向异性：晶体内，由于晶面和晶向上原子分布排列紧密程度的不同，使晶体在不同晶面或不同晶向上具有不同性能的这种现象。
2金属键
金属原子的特点：外层电子少容易丢失，因而变成正离子和自由电子。处于运动状态的自由电子在原子核外形成电子云。
金属键：固态金属中，通过金属正离子和自由电子云的相互吸引而结合的这种方式，就称作金属键。
3金属晶体
晶体结构：晶体中原子的分布和排列方式。也简称结构。
晶格：组成晶体的原子作有规则排列所形成的空间格架。
晶胞：组成晶格的最基本几何单元。
晶格常数：晶胞各边的尺寸。以埃为单位，埃与米的换算关系。
金属晶体的特点：
第一，熔点一定：比如Fe的熔点是1538℃。
第二，各向异性：比如bcc的铁在[111]方向的弹性模量为248200Mpa，而在[100]方向仅有132300Mpa。
第三，外形规则。
4常见的金属晶格类型
金属晶体对称性高，90%属于以下三种晶格。
最密排面之间的距离大，作用力小。
最密排方向原子密度大，结合力强。
5金属的特性及其原因
第一，良好的导电性：原因是大量的自由电子存在。
第二，良好的导热性：原因是大量的正离子存在。
第三，良好的塑性：原因是靠金属键结合。
第四，不透明和特殊的金属光泽。
6金属的结晶
结晶：由液态金属向原子规则排列、形成金属晶体的过程就称为结晶。
结晶产品可以只是半成品（铸锭），也可以是成品（铸件）。
液态金属和固态金属的自由能都随着温度而降低，但是，液态金属降低的、得比固态金属快。在某个时刻二者自由能刚好相等。这个温度就是理论结晶温度。
记为T
0。实际上，在T
温度下，液态和固态金属互相转变，不会真正发生结晶。
而总是在低于T
0的某个温度（实际结晶温度T
n
）时才真正开始结晶。
过冷度：金属的实际凝固温度与理论凝固温度之差。ΔT=T0-T n
金属结晶必须是一个自由能降低的自发过程。这也说明了为什么需要一定的过冷度。
金属结晶是一个过程，要经历形核与核心长大两个阶段。
自发形核：直接在液态金属中产生晶核，称为自发形核。
非自发形核：依靠外来固体粒子形成的晶核，就是非自发形核。
晶核的长大总是与温度梯度的方向相反，并且总是长成树枝状（P13 Fig1-11）。
晶界：金属结晶时，将杂质推挤到两晶体交界处形成的不规则边界。
晶粒：由晶界包围的晶体。
7实际使用的工程材料——金属
都是多晶体，晶体内是有缺陷的：点缺陷（空位、间隙原子、置换原子）、线缺陷（位错）、面缺陷（亚晶界、晶界）。
铸锭组织分成细晶粒区（很薄，性能良好）、柱状晶粒区（发达，性能有方向性、显微孔洞少、组织致密、但交界薄弱）和中心等轴晶粒区（较发达，性能没有方向性、但显微孔洞多、不太致密）。
8对技术工作者的要求
通过细化晶粒获得铸件的高性能（适当增大过冷度、加孕育剂进行变质处理、）、设计时尽量采用尖角。
本章小结：本章主要讲述金属晶体的种类以及不同晶体所表现出的性能差异。内容抽象不易引起学生注意，应当时时提醒，适当练习巩固理论学习成果。
本章作业：自教材P21～22中选做。
第2章金属的塑性变形与再结晶
目的和要求：本章主要讲授金属材料的变形机理，让学生了解在使用情况下金属材料的变形及其对机械正常工作的影响。
重点和难点：金属材料在冷、热加工时所表现的特性及其原因。
学时的分配：2学时。
1为什么要研究塑性变形
一方面，铸态组织存在不足：晶粒粗大、组织不均匀、成分存在偏析、性能不高。重要的机械零件总是采用压力加工的方法成形。压力加工方法主要有锻造、轧制、拉拔、挤压等。以克服铸件的不足。
另一方面，机械零件工作过程中，总是受力的，因而也总会发生变形。人们希望，机械零件的变形必须在弹性变形的范围内，并且越小越好。决不允许发生塑性变形。
2变形及其分类
变形：金属在外力作用下，发生形状和尺寸的改变。
弹性变形：外力去除后，能恢复到原来形状的这种变形称为弹性变形。
塑性变形：外力去除后，不能恢复而保留下来的这种变形称为塑性变形。
图2-1 低碳钢的拉伸曲线
通过拉伸可以测定金属材料的屈服强度、抗拉强度（强度极限）、延伸率、断面收缩率等力学性能指标。
3金属塑性变形的方式
单晶体的塑性变形方式：滑移（一部分相对另外一部分的移动）和孪生（一部分相对另外一部分的转动）。
对多晶体（常用工程材料）而言，塑性变形比单晶体要复杂得多。晶粒内部的变形方式与单晶体相同，有滑移和孪生两种方式。由于晶界的存在，首先，滑移不易从一个晶粒传递到相邻的另一个晶粒，表现出阻碍作用，因而需要更大的外力（表现为强度增加）。其次，晶界两侧晶粒的位向可能不同，他们内部滑移系有的可能开动，有的不能开动，有的受拉有的受压甚至受扭，使滑移不能协调而变形困难（表现为强度增加）。第三，多晶体内满足滑移系可以开动条件的晶粒数量较多，使变形分散在较多的晶粒内，不易产生应力集中，结果允许承受较大的塑性变形（表现为塑性良好）。
4金属塑性变形的结果
第一，组织变化：晶粒破碎、亚结构细化、位错密度增加；晶粒沿变形方向延伸拉长（纤维、流线）；形成织构。
第二，性能变化：强度增加、塑性变差、韧性下降（加工硬化：金属变形使强度增加、塑性降低的现象称为加工硬化，或冷作硬化、形变强化）。
第三，各向异性。
5变形金属在加热时的变化
回复：变形金属由于加热而导致缺陷密度降低、畸变消除的现象。
再结晶：变形金属由于加热重新形成晶核和晶核长大的这个过程。
再结晶温度：进行再结晶的最低温度。一般T
再=（0.35～0.40）T
m
二次再晶粒：一次再结晶后，少数晶粒择优生长成为特大晶粒、其他晶粒被吞食的这种现象。
这是一种异常晶粒长大。以大晶粒吞并小晶粒的方式进行，通常粗化晶粒。使性能下降。
6金属的热加工
冷加工：在再结晶温度以下对金属进行的加工。
热加工：在再结晶温度以上对金属进行的加工。
金属热加工的优点：变形时金属塑性好、变形阻力小、产生裂纹危险性低；变形后晶粒细小、组织均匀；产生具有一定方向的流线（金属组织呈现纤维状）、性能体现各向异性。
本章小结：本章主要讲述金属变形的理论，也讲述了变形对金属晶体性能的影响和消除影响的措施。教师要使学生在理解的基础上，从组织结构的变化与表现出的力学性能
上找出联系。
本章作业：自教材P42～43中选做。
第3章二元合金与相图
目的和要求：本章主要讲授二元合金理论，应当着重介绍合金的分类、相图的特点等。
重点和难点：典型的共晶相图，共晶和共析反应等。
学时的分配：2学时。
1合金及其种类
合金：金属元素与另外的元素（一种或多种、金属或非金属）组成的、具有金属特性的物质。
合金有二种类型：固溶体、金属间化合物。
固溶体：就是固态下组成元素之间能互相溶解而形成均匀的合金。有间隙固溶体和置换固溶体两种。
间隙固溶体：溶质原子存在于溶剂晶格的间隙位置而形成的固溶体。间隙固溶体形成是有条件的：溶质原子直径不足溶剂原子半径的59%，溶剂晶格有足够大的间隙。间隙固溶体一般是有限固溶体。通常由于间隙原子的存在而导致晶格发生正的畸变。典型的间隙固溶体有钢（碳在铁中的固溶体）。
置换固溶体：溶质原子占据溶剂晶格结点的位置而形成的固溶体。形成条件是溶质溶剂原子直径相差不多（0.85～1.15）。置换固溶体一般是无序固溶体，一定条件下可形成有序固溶体。置换固溶体的畸变可正也可负。
固溶体的特性
第一，晶格类型：与溶剂相同；
第二，成分可变：溶入的元素量可多可少；
第三，晶格畸变：可以是正畸变或者负畸变；
第四，性能更好：通常强度更高（固溶强化）、塑性、韧性也有所增加。
金属化合物：金属和非金属原子形成的化合物。通常具有金属特性。
金属化合物有正常价化合物（离子键、少量共价键）、电子化合物（金属键）和间隙化合物（简单结构金属化合物或间隙相、复杂结构间隙化合物）三种。
金属化合物的特性
第一，组成原子数有一定比例，并占据固定的位置；
第二，晶格类型与圆组成元素不同，并比较复杂；
第三，具有硬度高、熔点高、电阻高、脆性大的特点。
2相图的种类
匀晶相图：两元素在液态、固态均能无限互溶时所构成的相图（P52 Fig3-6）。
共晶相图：两元素液态无限互溶、固态有限互溶，并有共晶转变构成的相图（如Cu-Ni系构成的Fig3-9，P52）。
共晶反应：从液体中结晶出两种晶体的转变（反应）。
如Pb-Sn系（P55）183℃的反应L E→αC+βD
包晶相图：两元素液态无限互溶、固态有限互溶，并有包晶转变构成的相图（如Pt-Ag系构成的Fig3-7，P60）。
包晶反应：液体和一个固相反应、生成另一个固相的反应。
如Pt-Ag系（P60）1186℃的反应αC+L E→βD
共析反应：从一个固相中析出另外两个新的固相的转变（反应）。这与前三种反应不同，这是一种纯粹发生在固态的反应，因而速度慢（受扩散控制）、晶粒细（过冷度大，形核多）、有应力存在（相与相比容不同）。
如P61 Fig3-18下部的反应：α→β1+β2
本章小结：金属的性能与其组织结构密切相关，不同晶系的合金自结晶时就有不同的相组成，因而所表现的性能有很大差异。讲授本章的内容时，教师要特别强调共晶和共析
这两类反应，以及对金属材料性能的影响。
本章作业：自教材P64～65中选取。
第4章铁碳合金
目的和要求：本章是钢铁材料的重要理论基础，还是具体讲述碳素钢的具体章节。要使学生在理解和掌握铁碳合金二元相图的基础上，熟悉碳素钢的分类、典型牌号及其应用。
重点和难点：铁碳合金相图、铁碳合金的组织组成相、碳素钢。
学时的分配：2学时。
1铁碳合金相图
五个温度：1538，1394，1148，912，727℃
五个成分：0.02，0.77，2.11，4.30，6.69%W C
三个特殊点：J（包晶点），C（共晶点），S（共析点）
三个重要相：α固溶体，γ固溶体，Fe3C金属间化合物
三个反应：包晶反应L0.53%c+δ0.09%c→γ0.17%c
共晶反应L4.3%c→γ2.11%c+Fe3C6.67%c
共析反应γ0.77%c→α0.02%c+ Fe3C6.67%c
同素异构转变：固态下，金属或合金发生晶格类型转变的现象。也称为同素异型转变或多型性转变。典型的例子就是铁：912℃以下是体心立方的α铁，912～1394℃是面心立方的γ铁，1394～1538℃又为体心立方的α铁（为区别而称为δ铁）。
2铁碳合金的组成相
L相铁与碳形成的液体。
δ相碳在δ铁中的固溶体，体心立方结构，仅存在与高温下，也称为高温铁素体，记为δ。
γ相碳溶入γ铁形成的间隙固溶体，面心立方结构，记为γ（相图中）或A（文字中），称为奥氏体。高温时塑性变形能力强。
α相：碳溶入α铁形成的间隙固溶体，体心立方结构，记为α（相图中）或F（文字中），称为铁素体。强度低、硬度低、塑性好。
Fe3C 铁和碳形成的金属化合物，复杂结构金属化合物，记为C，称为渗碳体。硬度高、强度低、塑性极差。
3铁碳合金的分类
工业纯铁含碳量小于等于0.0218%
钢含碳量在0.0218～2.11%之间。可细分为亚共析钢（含碳量0.0218～小于0.77%）、共析钢（含碳量等于0.77%）、过共析钢（含碳量大于0.77～2.11%）白口铁含碳量2.11～6.69%。可细分为亚共晶白口铁（含碳量2.11～小于4.3%）、共晶白口铁（含碳量等于4.3%）、过共晶白口铁（含碳量大于4.3～6.69）。
注意：共析反应的产物叫珠光体，是铁素体与渗碳体的机械混合物，记为P。共晶反应的产物叫莱氏体，记为L。
4碳对铁碳合金组织和性能的影响
图4-19 含碳量对钢力学性能的影响
强度：先升后降，含碳量0.9%时为最大值。主要是因为细小、弥散、均匀
分布的Fe
3C起强化作用，使强度升高。而含碳量超过0.9%时，Fe
3
C沿晶界分布
成网状，易产生裂纹，强度反而降低。
硬度：随含碳量升高而不断增加。
塑性：随含碳量升高而降低。
韧性：随含碳量升高而降低。
5铁碳合金相图的应用
第一，在选材方面的应用：低碳钢（0.10～0.25%）强度一般不高，塑性、韧性好，适宜制作建筑结构、容器等。中碳钢（0.25～0.60%）强度、塑性、韧性都较好，且可在很大范围内控制，适宜制作机械零件。高碳钢（0.60～1.30%）硬度高、耐磨性好，适宜制作工具等。白口铁硬度高、耐磨性很好、脆性大，适宜制作不受冲击的零件（拉丝模、冷轧辊、球蘑机的铁球）等。
第二，在铸造方面的应用：合金熔点低、结晶温度区间窄有利于增加流动性，对铸造有利。所以，铸钢通常含碳量为0.15～0.60%，铸铁含碳量为4.30%左右。
第三，在锻轧方面的应用：锻轧时要求钢处于单相区域，具有良好的塑性。开锻/轧温度应在固相线以下，终锻/轧温度应在共析以上。
第四，在热处理方面的应用：热处理需要将钢加热到单一的奥氏体区域，或加热到与临界点有关的某个温度，而相图则清晰反应了铁碳合金成分、温度、组织的关系。
6碳钢
碳钢：含碳量在0.02～1.3%之间的铁碳合金。
碳钢中，除了铁和碳之外，通常还含有Mn、Si、S、P，其中S、P是铁矿石带入的，对性能有害；Mn、Si是脱氧残留的，对性能有益。
碳钢按含碳量分成低碳钢（小于等于0.25%C）、中碳钢（0.25～0.60%C）、高碳钢（大于0.60%C）三种。按质量分成普通碳素钢（S、P含量比较高）、优质碳素钢（、P含量较低）和高级优质碳素钢（S、P含量低）三种。按用途分成结构钢和工具钢两种。
第一，普通碳素结构钢
命名方法： Q（屈服强度屈的声母）、屈服强度、质量等级、脱氧方法四个部分按顺序组成（GB/T700）。仅保证机械性能。
典型牌号：Q195、Q215、Q235、Q255、Q275等。
典型用途：型材、薄板、焊管、桥梁结构、标准件、连杆、简单的齿轮或轴。不热处理直接使用。
第二，优质碳素结构钢
命名方法：名义含碳量1万倍的2位数字、含量较高的合金元素符号、脱氧方法（GB/T699）。
典型牌号：10、45、60、16Mn、70Mn、08F等。
典型用途：一般，低碳钢制作冲压制件，中碳钢制作齿轮、轴等机械零件，55～65制作弹簧。一般经热处理提高力学性能。
第三，碳素工具钢
命名方法：T（碳的声母）、名义含碳量1千倍的2位数字、合金元素符号、A（GB/T1298）。
典型牌号：T8、T8Mn、T10、T13、T8A、T12A等。
典型用途：含碳量稍低的T7、T8制作冲头、锤子、手锯等；含碳量较高的T9～T11制作车刀、钻头、冲模等；含碳量高的T12、T13制作量块、塞规、刮刀等。
第四，铸造碳素钢
命名方法：ZG（铸钢的声母）、最低屈服强度、-、最低强度极限（GB/T11352）。
典型牌号：ZG200-400、ZG270-500、ZG340-640等。
典型用途：受力不大、韧性良好、可焊接的机座、壳体；强度较高、有一定塑性、可焊接的轧钢机机架、连杆、曲轴；高强度、高耐磨性、能切削加工的齿轮、棘轮等。
本章小结：本章内容比较具体而零散，讲授时要紧紧围绕“命名方法-典型牌号-典型应用”
这根主线，帮助学生把零散的知识串联成一个整体，从而形成系统、严密的知识。本章作业：自教材P95～96中选取。
第5章钢的热处理
目的和要求：本章仅仅简介常用的热处理工艺。
重点和难点：金属材料热处理后的性能特点。
学时的分配：1学时。
1钢的热处理及其目的
钢的热处理：将钢通过加热、保温和冷却的方法，改变结构和组织，从而获得所需要性能的综合操作工艺过程。其中加热温度和冷却速度是最重要的参数。
热处理工艺曲线：表示热处理工艺的温度—时间曲线。
热处理的目的：提高、改善金属材料的性能。
2常用的热处理工艺
第一，退火
退火：将钢加热到临界点Ac
1/Ac
3
以上或以下某一温度、保温后缓慢冷却（一
般为随炉冷却）的热处理工艺。退火又分成扩散退火（均匀化退火）、完全退火（或重结晶退火）、球化退火、再结晶退火、去应力退火（低温退火）。
退火的目的是获得接近平衡状态的组织、消除不平衡的强化状态、为最终加工作好组织准备。
第二，正火
正火：将钢加热至临界点Ac
1/Ac
3
以上30～50℃，保温后在空气中冷却的热
处理工艺。
正火的目的是使组织粗化/均匀化以提高性能、加工前的预处理改善切削加工性、消除网状碳化物以利于球化并为淬火作组织准备。
第三，淬火
淬火：将钢至临界点Ac
1/Ac
3
以上30～50℃，保温烧透后快速冷却，使奥氏
体迅速转变成马氏体的热处理工艺。
淬火的目的是提高钢的强度和硬度。
第四，回火
回火：将钢加热到Ac1以下的某一温度，经适当保温后冷却到室温的热处理工艺。
回火的目的是使淬火得到的不稳定组织转变成稳定的组织、消除应力防止变形和开裂、调整制件的强度塑性和韧性。
第五，表面热处理
表面热处理：将钢表层快速加热、奥氏体化后快速冷却，使表层获得马氏体的热处理工艺。也称为表面淬火。有感应加热表面淬火和火焰加热表面淬火两种。
表面热处理的目的是仅改变表层金属的组织和性能，而保持心部的组织与性能不变。
第六，化学热处理
化学热处理：用改变表层化学成分之后再热处理的方法，来改变表层的组织和性能的热处理工艺。通常有渗碳、渗氮、碳氮共渗（氰化）、渗棚、渗铬、渗铝等。
化学热处理的目的提高制件表层的耐磨性、耐蚀性、抗氧化性、抗疲劳性等。
本章小结：本章虽然不是知识重点，但对今后从事专业技术工作还是有一定意义。因而，花少量时间提示给学生，方便以后正确选用热处理工艺即可。
本章作业：自教材P133～135中选取。
第6章合金钢
目的和要求：合金钢是极其重要的机械工程材料，种类繁多、性能各异、用途多样。本章应着重讲授合金钢的分类、牌号与用途。
重点和难点：常用合金钢的分类、典型牌号和用途。
学时的分配：3学时。
1合金钢
合金钢：为改善和提高钢的性能加入合金元素而形成的以铁为基的合金。
合金元素：为改善和提高钢的性能而有意加入的元素。
合金钢常常按用途分成合金结构钢（包括合金结构钢、渗碳钢、调质钢、非调质钢、弹簧钢、轴承钢、易切钢等）、合金工具钢（包括刃具钢（含低合金工具钢、高速钢、硬质合金）、量具钢、模具钢（含冷作模具钢、热作模具钢等）和特殊性能钢（包括不锈钢、耐热钢、耐磨钢等）。
2合金结构钢
第一，工程结构钢
命名方法：2位数字（名义含碳量1万倍）+合金元素符号和含量（不足1%不注明含量）（GB/T1591）。
典型牌号：09MnCuPTi、16Mn、15MnVN及Q295、Q345、Q460等。
典型用途：火车车皮、桥梁、锅炉、压力容器、船舶等。
第二，一般机械结构用钢
命名方法：（前缀）+2位数字（名义含碳量1万倍）+合金元素符号和含量（不足1%不注明含量）（GB/T3077）
典型牌号：18Cr2Ni4W、40MnB、40Cr、40CrNiMo、38CrMoAl、F35MnVN 等。
典型用途：大型曲轴；汽车半轴、通用或重载轴、镗床镗杆。
第三，齿轮钢
命名方法：2位数字（名义含碳量的1万倍）+合金元素符号和含量（不足1%不注明含量）（GB/T15712）
典型牌号：20Cr、20CrMnTi、20CrNiMo等。
典型用途：齿轮或齿轮轴、齿轮等。
第四，弹簧钢
命名方法：2位数字（名义含碳量1万倍）+合金元素符号和含量（不足1%不注明含量）（GB/T1222）。
典型牌号：60Si2Mn、50CrA等。
第五，轴承钢
命名方法：G+2位数字（名义含碳量1千/万倍）或没有数字（碳含量大于1%）+合金元素符号和含量（不足1%不注明含量）、（GB/T18254）典型牌号：GCr15、G20CrNi2Mo等。
典型用途：轴承。
第六，易切削钢
命名方法：Y+2位数字（名义含碳量1万倍）+合金元素符号和含量（不足1%不注明含量）（GB/T8731）。
典型牌号：Y12Pb、Y45Ca等。
典型用途：锻造后不经热处理可直接使用的结构零件。
第七，合金铸钢
命名方法：ZG+2位数字（名义含碳量1万倍）+合金元素符号和含量（不足1%不注明含量）。
典型牌号：ZG40Cr、ZG35CrMnSi等。
典型用途：大型铸钢件。
第八，低合金工具钢
命名方法：2位数字（名义含碳量1千倍）或不标注（超过1%）+合金元素符号和含量（不足1%不注明含量）（GB/T1299）。
典型牌号：9CrSi、9Mn2V、CrWMn等。
典型用途：丝锥、剪切刀片等。
第十，高速钢
命名方法：2位数字（名义含碳量1千倍）或不标注（超过1%）+合金元素符号和含量（不足1%不注明含量）（GB/T3080）。
典型牌号：W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等。
典型用途：车刀等刃具。
第十一，硬质合金
命名方法：（GB/T18376）
典型牌号：P/M/K10、G10、LS/T/Q/V10等。
典型用途：车、铣、刨、刮以及凿岩等工具。
第十二，冷模具钢
命名方法：2位数字（名义含碳量1千倍）或不标注（超过1%）+合金元素符号和含量（不足1%不注明含量）（GB/T1299）
典型牌号：Cr12、Cr12MoV
第十三，热模具钢
命名方法：2位数字（名义含碳量1千倍）或不标注（超过1%）+合金元素符号和含量（不足1%不注明含量）（GB/T1299）
典型牌号：5CrNiMo、3Cr2W8V、4Cr5MoV1Si等。
典型用途：锻造模、挤出模等。
第十四，量具钢
命名方法：不表明碳含量（通常超过1%）+合金元素符号和含量（不足1%不注明含量）
典型牌号：Cr2、GCr15、CrWMn等。
典型用途：塞规、样板、千分尺等。
第十五，不锈钢
不锈钢按组织类型划分，有奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、析出硬化不锈钢四大类。
命名方法：2位数字（名义含碳量1万倍）+合金元素符号和含量（不足1%不注明含量）（GB/T1220-1992）
典型牌号：00Cr18Ni9（304）、1Cr18Ni9Ti（321）；1～4Cr13；1Cr17、1Cr17Mo；0Cr17Ni4Cu4Nb等。
典型用途：食品、化工、原子能设备；一般刀具、医疗器械；重油燃烧器、家具构件；汽轮机部件；等等。
第十六，耐热钢
耐热钢按组织种类划分，有奥氏体耐热钢、马氏体耐热钢（还有珠光体耐热钢）两大类。
命名方法：2位数字（名义含碳量1千倍）+合金元素符号和含量（不足1%不注明含量）（GB/T1221-1992）
典型牌号：5Cr21Mn9Ni4N、4Cr14Ni14W2Mo、0Cr25Ni20、1Cr18Ni9Ti；1Cr11MoV、1Cr13；（12Cr1MoV）等。
典型用途：内燃机排气阀、加热炉部件；透平机叶片、耐氧化部件；锅炉结构件。
第十七，耐磨钢
耐磨钢的硬化机理：加入大量的Mn，室温下是奥氏体。承受很大冲击载荷、并摩擦时使其发生显著的加工硬化，硬度从210HB迅速上升到450～550HB。正是这种强烈的加工硬化导致加工困难，所以耐磨钢通常铸造成形。铸造后需要进行水韧处理（固溶）。
命名方法：Z+GMn及Mn含量-代号（GB5680-1985）
典型牌号：ZGMn13-1、ZGMn13-2、ZGMn13-3、ZGMn13-4
典型用途：破碎机齿板、履带板、铁路道岔等。
本章小结：合金钢涉及的内容很多，应当也只能在有限的学时内择其重要的重点讲授，讲授时的“命名-牌号-性能-用途”脉络应当清晰，典型用途务必重点讲述。
本章作业：自教材P195～196选取。
成为一名机械工程师需要掌握的知识 注册机械工程师资格考试基础考试大纲 一.高等数学 1.1空间解析几何向量代数直线平面柱面旋转曲面二次曲面空间曲线 1.2微分学极限连续导数微分偏导数全微分导数与微分的应用 1.3积分学不定积分定积分广义积分二重积分三重积分平面曲线积分积分应用1.4无穷级数数项级数幂级数泰勒级数傅里叶级数 1.5常微分方程可分离变量方程一阶线性方程可降阶方程常系数线性方程 1.6概率与数理统计随机事件与概率古典概型一维随机变量的分布和数字特征数理统计的基本概念参数估计假设检验方差分析一元回归分析 1.7向量分析 1.8线性代数行列式矩阵n维向量线性方程组矩阵的特征值与特征向量二次型 二.普通物理 2.1热学气体状态参量平衡态理想气体状态方程理想气体的压力和温度的统计解释能量按自由度均分原理理想气体内能平衡碰撞次数和平均自由程麦克斯韦速率分布律功热量内能热力学第一定律及其对理想气体等值过程和绝热过程的应用气体的摩尔热容循环过程热机效率热力学第二定律及其统计意义可逆过程和不可逆过程熵 2.2波动学机械波的产生和传播简谐波表达式波的能量驻波声速超声波次声波多普勒效应
2.3光学相干光的获得杨氏双缝干涉光程薄膜干涉麦克尔干涉仪惠更斯——菲涅耳原理单缝衍射光学仪器分辨本领x射线衍射自然光和偏振光布儒斯特定律马吕斯定律双折射现象偏振光的干涉人工双折射及应用 三.普通化学 3.1物质结构与物质状态原子核外电子分布原子、离子的电子结构式原子轨道和电子云离子键特征共价键特征及类型分子结构式杂化轨道及分子空间构型极性分子与非极性分子分子间力与氢键分压定律及计算液体蒸气压沸点汽化热晶体类型与物质性质的关系 3.2溶液溶液的浓度及计算非电解质稀溶液通性及计算渗透压电解质溶液的电离平衡电离常数及计算同离子效应和缓冲溶液水的离子积及ph值盐类水解平衡及溶液的酸碱性多相离子平衡溶度积常数溶解度计算 3.3周期表周期表结构周期族原子结构与周期表关系元素性质氧化物及其水化物的酸碱性递变规律 3.4化学反应方程式化学反应速率与化学平衡化学反应方程式写法及计算反应热热化学反应方程式写法化学反应速率表示方法浓度、温度对反应速率的影响速率常数与反应级数活化能及催化剂化学平衡特征及平衡常数表达式化学平衡移动原理及计算压力熵与化学反应方向判断3.5氧化还原与电化学氧化剂与还原剂氧化还原反应方程式写法及配平原电池组成及符号电极反应与电池反应标准电极电势能斯特方程及电极电势的应用电解与金属腐蚀 3.6有机化学有机物特点、分类及命名官能团及分子结构式有机物的重要化学反应：加成取代消去氧化加聚与缩聚典型有机物的分子式、性质及用途：甲烷乙炔
1、 B . 、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分） 长轴类零件在热处理后进行冷校直，可能会造成力学性能指标降低，主要是 1 C. : D . H 在零件图样上出现如下几种硬技术条件的标注，其中正确的是（ B ）。 B ）。 A . b ： A . HB159 B. 180 ?210H B C. 800HV D . 10?17HR C 3、间隙固溶体与间隙化合物的（ A .结构相同，性能不同 C .结构与性能都相同 固溶体的性能特点是（ 塑性韧性高、强度硬度较低 综合力学性能高 4、 A . D . ）。 D ）。 .结构不同，性能相同 结构与性能都不同 .塑性韧性低、强度硬度高 .综合力学性能低 5、在发生）（：：：L 的共晶反应时，三相的相对成分 （B ）。A . 相同 B .确定 C .不定D . 发 生变化 6、马氏体的硬度取决于（ C ） A .奥氏体的冷却速度 B . 奥氏体的转变温度 C. .奥氏体的碳含 量D .奥氏体的晶粒 7、对形状复杂，截面变化大的钢件进行淬火时, 应选用（ A ） A .高淬透性钢 B 中淬透性钢 C. 低 淬透性钢D.碳素钢 8、对形状复杂，截面变化大的零件进行淬火时, 应采用（ C ） 。A .水中淬火 B . 油中淬火C . 盐 浴中淬火D .空冷 9、GCr15钢中Cr 的平均含量为（ B ）。 A . 15% B . 1.5% C . .0.15% D .没有表示出来 10、高速钢二次硬化属于（ D ）。 A . 固溶强化 B . 细晶强化 C . 位错强化 D . 第二相强化 二、多项选择题（本大题共5小题，每小题4分， 共20分） C. D 1、 A . C. 2、 奥氏体是（BD ）。 碳在F e ::中的间隙固溶体 碳在F e ::中的有限固溶体 下列能进行锻造的铁碳合金是 B .碳在 D.碳在 （AB Fe ：冲的间隙固溶体 Fe ：冲的有限固溶体 A.亚共析钢 B .共析钢 ）。 .共晶白口铸铁 D .亚 共晶白口铸铁 影响碳钢淬火后残余奥氏体量的主要因素是（ 钢材本身的碳含量 B .钢中奥氏体的碳含量 3、 A . 4、 BD ）。 C .钢中碳化物的含量 D. A . C. 5、 汽车、拖拉机的齿轮要求表面高耐磨性，中心有良好的强韧性，应选用（ 20号钢渗碳淬火后低温回火 B . 40Cr 淬火后高温回火 20CrMnTi 渗碳后淬火低温回火 D . ZGMn1水韧处理 下列钢种中，以球化退火作为预备热处理的钢种是（ BD ）。A . 钢的淬火加热温度 AC ）。 40Cr B . T12 C . 16Mn GCr15 、填空题（本大题共15空，每空2分，共30分） 1、 合金的相结构有 固溶体和金属化合物两大类，其中前者具有较好的 后者具有较高的硬度，适宜作强化相。 2、 用光学显微镜观察，上贝氏体的组织特征呈 3、 化学热处理的基本过程包括 分解 4、 促进石墨化的元素有 —碳—、—硅 1、 共晶转变和共析转变的产物都属于 2、 塑性变形后的金属经加热将发生回复、 3、 共析钢的含碳量为 0.7 7 %。 塑性性能，适宜作基本相； 羽毛状，而下贝氏体则呈 吸附 和 扩散 ，阻碍石墨化的元素， _ 两相混合物。 再结晶 针 状。 三个阶段。 _硫_、锰 。 、晶粒长大的变 化。
《机械工程材料》期末试卷 班级：______________ 学号：___________ 姓名：____________ 一、名词解释(每题2分，共10分) 1.淬透性 2. 回火马氏体 3. 位错 4. 相 5. 加工硬化 二、判断正误(每题1分，共10分) 1. 可锻铸铁可以进行锻造加工。（） 2. 高分子材料中，大分子链之间的结合键是离子键( ) 3. 钢的淬硬性主要取决于钢中的碳元素含量，合金元素越高，其淬硬性越好。( ) 4. 所以金属均有明显的屈服现象。（） 5. 金属或合金中，凡成分相同、结构相同，并与其他部分有界面分开的均匀组成部分称为相。( ) 6. 在铁碳合金相图中，具有E点与F点之间成分的合金缓冷到1148℃时都将发生共晶转变。（） 7. 凡是液态凝固为固体的过程都是结晶过程。( ) 8. 铸造条件下，冷却速度越大，则过冷度越大，晶粒越细( ) 9. 马氏体是碳在α-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。（） 10.复合材料中的增强相主要起承受应力和显示功能的作用。( ) 三、填空(每空1分，共15分) 1.金属的结晶主要由和两个基本过程。 2. 渗碳的方法主要有、和。 3. 完全退火是指将亚共析钢加热至A3+（30~50℃）完全奥氏体化，炉冷至室温得到和组织的热处理工艺。 4. 材料的工艺性能是指性、性、性和性。 5. 白口铸铁中碳主要以的形式存在，灰口铸铁中碳主要以的形式存在。 6. 常温下，金属单晶体的塑性变形方式为和。 四、选择题(单选或多选) (每题2分，共30分) 1.过共析钢正火的目的（）。 A. 调整硬度，便于切削加工 B.细化晶粒，为最终热处理作组织准备 C. 消除网状二次渗碳体 D.消除残余内应力，防止变形开裂 2. T12钢的正常淬火组织是（）。 A. 马氏体+残余奥氏体 B. 马氏体+颗粒状碳化物 C. 马氏体+铁素体 D.马氏体+残余奥氏体+颗粒状碳化物 11. 随冷塑性变形量增加，金属的（）。 A.强度下降，塑性提高 B.强度和塑性都下降 C.强度和塑性都提高 D.强度提
机械工程材料试题三 一、名词解释（共15分，每小题3分） 1. 奥氏体（A） 2.回复 3.固溶体 4.自然时效 5.加工硬化 二、填空题（共20分，每空1 分） 1.石墨为片状的灰口铸铁称为________铸铁，石墨为团絮状的灰口铸铁称为________铸铁，石墨为球状的灰口铸铁称为________铸铁。其中________铸铁的韧性最高，因而可以锻造。 2. 陶瓷材料中的气相是指________，在________程中形成的，它 ________了陶瓷的强度。 3.根据采用的渗碳剂的不同，将渗碳分为__________、__________和__________三种。 4.工程中常用的特殊性能钢有_________、_________、_________等。 5.金属的断裂形式有__________和__________两种。 6.金属元素在钢中形成的碳化物可分为_________、_________两类。 7.常见的金属晶体结构有____________、____________和____________三种。 三、选择题（共25分，每小题1分） 1.40钢钢锭在1000℃左右轧制，有时会发生开裂，最可能的原因是( ) A.温度过低； B.温度过高； C.钢锭含磷量过高； D.钢锭含硫量过高 2.下列碳钢中，淬透性最高的是( ) A.20钢； B.40钢； C.T8钢； D.T12钢 3.Ni在1Cr18Ni9Ti钢中的主要作用是( ) A.提高淬透性； B.固溶强化； C.扩大Fe-Fe3C相图中的γ相区； D.细化晶粒； 4.W18Cr4V钢锻造后，在机械加工之前应进行( ) A.完全退火； B.球化退火； C.去应力退火； D.再结晶退火 5.下列材料中，最适合制造机床床身的是( ) A.40钢； B.T12钢； C.HT300； D.KTH300-06 6.下列材料中，最适合制造气轮机叶片的是 A.1Cr13钢； B.1Cr17钢； C.3Cr13钢； D.4Cr13钢 7.下列材料中，最适合制造飞机蒙皮的是( ) A.ZAlSi12； B.2A50(旧牌号LD5)； C.ZAlMg10； D.2A12(旧牌号LY12) 8.下列材料中，最适合制造盛放氢氟酸容器的是( ) A.1Cr17； B.1Cr18Ni9Ti； C.聚四氟乙烯； D.SiO2 9.下列材料中，最适合制造汽车板弹簧的是( ) A.60Si2Mn； B.5CrNiMo； C.Cr12MoV； D.GCr15 10.下列材料中，最适合制造汽车火花塞绝缘体的是( ) A.Al2O3； B.聚苯乙烯； C.聚丙烯； D.饱和聚酯 11.铜只有通过冷加工并经随后加热才能使晶粒细化，而铁则不需冷加工，只 需加热到一定温度即使晶粒细化，其原因是( ) A.铁总是存在加工硬化，而铜没有； B.铜有加工硬化现象，而铁没有； C.铁在固态下有同素异构转变；而铜没有 D.铁和铜的再结晶温度不同 12.常用不锈钢有铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢和( ) A.铁素体-奥氏体不锈钢； B.马氏体-奥氏体不锈钢； C.莱氏体不锈钢； D.贝氏体不锈钢 13.以下哪种铸铁的断口呈灰黑色？( ) A.马口铁； B.白口铸铁； C.麻口铸铁； D.灰铸铁
《机械工程测试技术基础》期末试题及答 案
第一章 信号及其描述 （一）填空题 1、 测试的基本任务是获取有用的信息，而信息总是蕴涵在某些物理量之中， 并依靠它们来传输的。这些物理量就是 信号 ，其中目前应用最广泛的是电信号。 2、 信号的时域描述，以 时间 为独立变量；而信号的频域描述，以 频率 为独 立变量。 3、 周期信号的频谱具有三个特点： 离散性 ， 谐波性 ， 收敛性 。 4、 非周期信号包括 准周期 信号和 瞬变周期 信号。 5、 描述随机信号的时域特征参数有 均值 、 均方值 、 方 差 。 6、 对信号的双边谱而言，实频谱（幅频谱）总是 关于Y 轴 （偶） 对称，虚 频谱（相频谱）总是 关于原点（奇） 对称。 （二）判断对错题（用√或×表示） 1、 各态历经随机过程一定是平稳随机过程。（ √ ） 2、 信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。（ √ ） 3、 非周期信号的频谱一定是连续的。（ × ） 4、 非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲一样。（ × ） 5、 随机信号的频域描述为功率谱。（ √ ） （三）简答和计算题 1、 求正弦信号t x t x ωsin )(0=的绝对均值μ|x|和均方根值x rms 。 2、 求正弦信号)sin()(0?ω+=t x t x 的均值x μ，均方值2 x ψ，和概率密度函数 p(x)。 3、 求指数函数)0,0()(≥>=-t a Ae t x at 的频谱。 4、 求被截断的余弦函数???≥<=T t T t t t x ||0 ||cos )(0ω的傅立叶变换。 5、 求指数衰减振荡信号)0,0(sin )(0≥>=-t a t e t x at ω的频谱。 第二章 测试装置的基本特性 （一）填空题 1、 某一阶系统的频率响应函数为121)(+=ωωj j H ，输入信号2 sin )(t t x =，则输出信号)(t y 的频率为=ω ，幅值=y ，相位=φ 。 2、 试求传递函数分别为5.05.35.1+s 和2224.141n n n s s ωωω++的两个环节串联后组成的系统的 总灵敏度。 3、 为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有 、 和 。 4、 当测试系统的输出)(t y 与输入)(t x 之间的关系为)()(00t t x A t y -=时，该系统能实 现 测试。此时，系统的频率特性为=)(ωj H 。 5、 传感器的灵敏度越高，就意味着传感器所感知的 被测量 越小。 6、 一个理想的测试装置，其输入和输出之间应该具有 线性 关系为最佳。 （二）选择题
机械工程材料期末复习题 一、填空 1.纯金属常见的晶体结构有面心结构，体心结构和密排_____ 结构。金属中常见的点缺陷为，线缺陷为，面缺陷为；工程实践中，通常采 用晶体缺陷数量的方法强化金属 2.铁素体的强度高于纯铁，是由于发生了强化；孕育铸铁的强度高于普通灰口铸铁，是由于发生了强化；冷变形钢丝的强度高于退火态钢丝，是由于发生了强化；珠光体的强度高于铁素体，是由于发生了强化。 3.石墨为片状的灰口铸铁称为铸铁，石墨为团絮状的灰口铸铁称为 __ 铸铁，石墨为球状的灰口铸铁称为铸铁。其中，铸铁的韧性最，因而可以锻造。 4. 高分子材料中分子链的形状有三种，其中的型具有热固性，而具有热性。按照物理状态，室温下处于态的高分子材料称为塑料，处于__ 态的称为橡胶。高分子材料的加工成型是在其态下进行的。 5.滑动轴承材料的显微组织特征是：粒子分布在软中，或粒子分布在硬中，前者的承载能力于后者。 6.陶瓷材料中的气相是指，它是在过程中形成的，它了陶瓷的强度。 7．根据采用的渗碳剂的不同，将渗碳分为__________、__________和__________三种。 8、普通灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁及蠕墨铸铁中石墨的形态分别为__________、 __________、__________和__________。 9、陶瓷材料中的气相是指__ ，它是在________过程中形成的， 它了陶瓷的强度。 10、工程中常用的特殊性能钢有_________、_________、_________等。 11、金属的断裂形式有__________和__________两种。 12、按冶炼浇注时脱氧剂与脱氧程度分，碳钢分为_________、_________、_________和 _________。 13、金属元素在钢中形成的碳化物可分为_________、_________两类。 14、常见的金属晶体结构有____________、____________和____________三种。 15、合金常见的相图有__________、__________、__________和具有稳定化合物的二元相图。
晶体缺陷： 点缺陷（空位、间隙原子、异类原子微观影响：晶格畸变）线缺陷（位错；极为重要的晶体缺陷，对金属强度、塑性、扩散及相变有显著影响）面缺陷（晶界、亚晶界） 合金相结构 :相是指系统中均匀的、与其他部分有界面分开的部分。相变：相与相的转变。按结构特点:固溶体、化合物、非晶相。 固溶体:指溶质原子溶入溶剂中所形成的均一结晶相。其晶体结构与溶剂相同。置换固溶体（溶质原子占溶剂晶格结点位置形成的固溶体）间隙固溶体:溶质原子处于溶剂晶格间隙所形成的固溶体 结晶： 材料从液态向固态的凝固成晶体的过程。 基本规律:晶核形成和长大交替进行。包括形核和核长大俩个过程， 影响形核率和成长率的因素：过冷度、不容杂志、振动和搅拌 变质处理：金属结晶时，有意向金属溶液中加入某种难溶物质，从而细化晶粒，改善金属性能 调质处理:淬火和高温回火 同素异构转变;固态金属由一种晶体结构向另一种晶体结构的转变。 合金的组织决定合金的性能 金属材料的强化 本质;阻碍晶体位错的运动 强化途径:形变强化（冷加工变形）、固溶强化（形成固溶体）、第二相强化、细晶强化（晶粒粒度的细化） 钢的热处理 预先热处理：正火和退火 最终热处理：淬火和回火 退火：将钢加热到适当温度，保温一段时间，然后缓慢冷却，以获得接近平衡组织的热处理工艺。目的：降低硬度，提高塑性，改善切削性能；消除钢中内应力；细化晶粒，改善组织，为随后的热处理做组织上的准备。常用：完全退火Ac3以上30-50度（适用亚共析钢和合金钢，不适应低碳钢和过共析钢）得到组织为铁素体和珠光体，等温退火：适用某些奥氏体比较稳定的合金钢，加热和保温同完全退火，使奥氏体转变为珠光体，球化退火：温度略高于Ac1，适用过共析钢和合金工具钢，得到组织球状珠光体，去应力退火：Ac1以下100-200度，不发生组织变化，另外还有再结晶退火和扩散退火。 正火：亚共析钢Ac3以上30-50度，过共析钢Accm以上30-50度，保温后空冷获得细密而均匀的珠光体组织。目的:调整钢的硬度，改善加工性能；消除钢中内应力，细化晶粒，改善组织，为随后的热处理做组织上的准备。主要作用:作为低、中碳钢的预先热处理；消除过共析钢中的网状二次渗碳体，为球化退火做准备；作为普通件的最终热处理。 退火和正火区别：冷却速度不同，正火快，得到珠光体组织细，因而强度和硬度也高。实际中，如果俩者均能达到预先热处理要求时，通常选正火 淬火：加热到Ac1或Ac3以上某个温度，保温后以大于临界冷却速度冷却，使A转变为M 的热处理工艺.目的：获得马氏体或下贝氏体组织。温度：亚共析钢Ac3上30-50度，组织为M+少量A残，共析钢和过共析钢Ac1上30-50度，组织M+粒状Fe3C+少量A残 要求:淬火冷却速度必须大于临界冷却温度Vk.常用方法;单液、双液、分级、等温、局部淬火 回火：淬火以后的工件加热到Ac1以下某个温度，保温后冷却的一种热处理工艺.目的：降
机械工程材料复习 第一部分基本知识 一、概述 1.目的 掌握常用工程材料的种类、成分、组织、性能和改性方法的基本知识（性能和改性方法是重点）。 具备根据零件的服役条件合理选择和使用材料；具备正确制定热处理工艺方法和妥善安排工艺路线的能力。 2复习方法 以“材料的化学成分-加工工艺-组织、结构-性能-应用”之间的关系为主线，掌握材料性能和改性的方法，指导复习。 二、材料结构与性能： 1?材料的性能： ①使用性能：机械性能（刚度、弹性、强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度、断裂韧性）； ②工艺性能：热处理性能、铸造性能、锻造性能、机械加工性能等。 2.材料的晶体结构的性能：纯金属、实际金属、合金的结构（第二章）；纯金属：体心立方（-F e ）、面心立方（-F e ）,各向异性、强度、硬度低；塑性、韧性高实际金属：晶体缺陷（点：间隙、空位、置换；线：位错；面：晶界、压晶界）-各向同性；强度、硬度增高；塑性、韧性降低。 合金：多组元、固溶体与化合物。力学性能优于纯金属。单相合金组织：合金在
固态下由一个固相组成；纯铁由单相铁素体组成 多相合金组织：由两个以上固相组成的合金。 多相合金组织性能：较单相组织合金有更高的综合机械性能，工程实际中多采用多相组织的合金。 3.材料的组织结构与性能 ⑴。结晶组织与性能：F、P、A、Fe3G Ld; 1）平衡结晶组织 平衡组织：在平衡凝固下，通过液体内部的扩散、固体内部的扩散以及液固二相之间的扩散使使各个晶粒内部的成分均匀，并一直保留到室温。 2）成分、组织对性能的影响 ①硬度（HBS）:随C%!,硬度呈直线增加，HBS值主要取决于组成相F63C的相对量。 ②抗拉强度（b） : C%v 0.9%范围内，先增加，C%> 0.9?1.0 %后，b值显着下降。 ③钢的塑性（）、韧性（a k）:随着C%!,呈非直线形下降。 3）硬而脆的化合物对性能的影响： 第二相强化: 硬而脆的化合物， 若化合物呈网状分布: 则使强度、塑性下降; 若化合物呈球状、粒状（球墨铸铁）:降低应力集中程度及对固溶体基体的割裂作用，使韧性及切削加工性提高; 呈弥散分布于基体上: 则阻碍位错的移动及阻碍晶粒加热时的长大，使强度、
机械工程师笔试试卷 姓名：分数： 一、简答题：（12题，每题5分，共60分） 1．钢根据用途可分几类？按其端面形状可分几类？ 2．角钢变形有哪几种？槽钢的变形有哪几种？ 3．什麽叫装配？装配的三要素是什么？ 4．影响材料冲压的因素有哪些？ 5．金属结构的主要形式有哪些？ 6．金属结构的连接方法有哪几种？ 7．装配中常用的测量项目有哪些？
8．零件上表面对下表面的平行度公差值为0.05mm，若要规定该上表面的平面度公差，其公差值与平行度公差值有何关系，为什么。 9．40Cr钢汽车转向节是汽车的重要零件，毛坯硬度要求241～285HBS，成品表面硬度为52～63HRC，需进行哪两种热处理工艺。 10．举例说明在什么情况下螺纹连接需要防松，防松方法可分为哪几类。 11．试述刀具前刀面上的积屑瘤能够为切削加工带来哪些有利因素，并说明其条件。 12．常用的表面处理工艺有哪几种（至少答出5种）。
二、应用题：（4题，每题10分，共40分） 1．下图为工作压力20MPa的液压油缸装配示意图，请说明以下问题： 1）以右端为例，说明Ф1小孔在启动和停止时的缓冲作用原理。 2）说明数字标示部分所用密封圈的密封形式和类型。 2．指出图示轴系结构设计中的错误，在错误之处标出数字作记号，分别按数字记号说明其错误原因。
3．一个带有键槽的内孔，其设计尺寸如图a所示。该内孔有淬火处理的要求，因此有如下的工艺安排（参见图b）： 1）镗内孔到 046 .0 8. 49+ φmm；2）插键槽；3）淬火处理；4）磨内孔，同时保证内孔直径03.0 50+ φmm和键槽 深度 3.0 8. 53+ mm两个设计尺寸的要求。请计算插键槽工序的工序尺寸A2。 4．浇铸系统由哪几部分组成，铸件浇注系统应满足哪些工艺要求？某形状复杂的铸件材质为HT200，质量为60kg，壁厚δ=6mm，采用封闭式浇铸系统，计算该铸件浇注系统各组元的截面积。
二、填空题（共20分，每空1 分） 1.石墨为片状的灰口铸铁称为普通灰口铸铁，石墨为团絮状的灰口铸铁称为可锻铸铁，石墨为球状的灰口铸铁称为球墨铸铁。其中球墨铸铁的韧性最高，因而可以锻造。 2. 陶瓷材料中的气相是指气孔，在烧结程中形成的，它降低了陶瓷的强度。 3.根据采用的渗碳剂的不同，将渗碳分为___固体渗碳气体渗碳_______、___三种。 4.工程中常用的特殊性能钢有___不锈钢耐热钢耐磨刚______、__________等。 6.金属元素在钢中形成的碳化物可分为__合金渗碳体特殊碳化物_______、______两类。 1.40钢钢锭在1000℃左右轧制，有时会发生开裂，最可能的原因是( d ) A.温度过低； B.温度过高； C.钢锭含磷量过高； D.钢锭含硫量过高 2.下列碳钢中，淬透性最高的是( c ) A.20钢； B.40钢； C.T8钢； D.T12钢 3.Ni在1Cr18Ni9Ti钢中的主要作用是( C ) A.提高淬透性； B.固溶强化； C.扩大Fe-Fe3C相图中的γ相区； D.细化晶粒； 4.W18Cr4V钢锻造后，在机械加工之前应进行( ) A.完全退火； B.球化退火； C.去应力退火； D.再结晶退火 6.下列材料中，最适合制造气轮机叶片的是A A.1Cr13钢； B.1Cr17钢； C.3Cr13钢； D.4Cr13钢 7.下列材料中，最适合制造飞机蒙皮的是( D ) A.ZAlSi12； B.2A50(旧牌号LD5)； C.ZAlMg10； D.2A12(旧牌号LY12) 8.下列材料中，最适合制造盛放氢氟酸容器的是(C )A.1Cr17； B.1Cr18Ni9Ti；C.聚四氟乙烯； D.SiO2 9.下列材料中，最适合制造汽车板弹簧的是( )A.60Si2Mn； B.5CrNiMo； C.Cr12MoV； D.GCr15 10.下列材料中，最适合制造汽车火花塞绝缘体的是( A )A.Al2O3； B.聚苯乙烯； C.聚丙烯； D.饱和聚酯 11.铜只有通过冷加工并经随后加热才能使晶粒细化，而铁则不需冷加工，只需加热到一定温度即使晶粒细化，其原因是( C )A.铁总是存在加工硬化，而铜没有； B.铜有加工硬化现象，而铁没有； C.铁在固态下有同素异构转变；而铜没有D.铁和铜的再结晶温度不同15.马氏体组织有两种形态( B )。A.板条、树状 B.板条、针状C.树状、针状； D.索状、树状四、判断题（共10 分，每小题1 分） 3.钢的淬透性越高，产生焊接裂纹的倾向越大。( R ) 4.铝合金也可以象钢那样通过淬火明显提高其硬度。( W ) 6.可锻铸铁中的团絮状石墨是浇注球墨铸铁时石墨球化不良的结果。( W ) 7.一定加热温度下，奥氏体晶粒长大倾向小的钢称为本质细晶粒钢。( R ) 9.铝极易氧化，故铝制品的抗氧化失效能力极差。( W ) 10.弹簧钢淬火后采用中温回火是想提高钢的弹性模量。( W ) 2、答：回火的目的是：（1）降低零件脆性，消除或降低内应力；（2）获得所要求的力学性能；（3）稳定尺寸；（4）改善加工性。
名词解释： 合金：由两种或两种以上金属元素；或金属与非金属元素熔炼、烧结或通过其方法由化学键组合而成的具有金属特性的物质。 同素异晶转变：在固态下，同一种元素由一种晶体结构转变为另一种晶体结构的转变。 铁素体：碳溶解在α－Fe中形成的间隙固溶体。 再结晶：冷变形金属在加热时其组织和性能都恢复到变形前的软化状态的过程。淬透性：一种热处理工艺性能，表示材料在淬火时获得淬硬层深度的能力。 奥氏体：C在γ－Fe中的间隙固溶体，常用A或γ表示，是一种硬度较低而塑性较高的固溶体。 固溶体：组成合金的组元，在固态时相互溶解，所形成的单一均匀的物质。 自然时效：自然时效是指经过冷、热加工或热处理的金属材料，于室温下发生性能随时间而变化的现象。 加工硬化：金属材料随着冷塑变形程度的增大，强度和硬度逐渐升高，塑性和韧性逐渐降低的现象称为加工硬化或冷作硬化。 调质:对钢材作淬火+高温回火处理，称为调质处理。 碳素钢:含碳量≤2.11%的铁碳合金。 SPCD: 表示冲压用冷轧碳素钢薄板及钢带，相当于中国08A（13237）优质碳素结构钢。 填空题： 1.石墨为片状的灰口铸铁称为铸铁，石墨为团絮状的灰口铸铁称为__ 铸铁，石墨为球状的灰口铸铁称为铸铁。其中铸铁的韧性最高，因而可以锻造。 2. 陶瓷材料中的气相是指，在程中形成的，它了陶瓷的强度。 3.根据采用的渗碳剂的不同，将渗碳分为__________、__________和__________三种。 4.工程中常用的特殊性能钢有_________、_________、_________等。 5.金属的断裂形式有__________和__________两种。 6.金属元素在钢中形成的碳化物可分为_________、_________两类。 7.常见的金属晶体结构有____________、____________和____________三种。 1、普通灰口；可锻；球墨； 2、气孔；烧结；降低。 3、固体渗碳气体渗碳 4、不锈钢耐热钢耐磨刚 5、延性断裂 6、合金渗碳体特殊碳化物 7、体心立方晶格密排六方晶格
机械制造技术基础知 识点整理
1.制造工艺过程：技术准备，机械加工，热处理，装配等一般称为制造工艺过程。 2.机械加工由若干工序组成。工序又可分为安装，工位，工步，走刀。 3.按生产专业化程度不同可将生产分为三种类型：单件生产，成批（小批,中批,大批）生产，大量生产。 4.材料去除成型加工包括传统的切削加工和特种加工。 5.金属切削加工的方法有车削，钻削，镗削，铣削，磨削，刨削。 6.工件上三个不断变化的表面待加工表面，过渡表面（切削表面），已加工表面。（详见P58） 7.切削用量是以下三者的总称。 （1）切削速度，主运动的速度。 （2）进给量，在主运动一个循环内刀具与工件之间沿进给方向相对移动的距离。 （3）背吃刀量工件上待加工表面和已加工表面件的垂直距离。 8.母线和导线统称为形成表面的发生线。 9.形成发生线的方法成型法，轨迹法，展成法，相切法。 10.表面的成型运动是保证得到工件要求的表面形状的运动。 11.机床的分类：（1）按机床万能性程度分为：通用机床，专门化机床，专用机床。 （2）按机床精度分为：普通机床，精密机床，高精度机床。 （3）按自动化程度分为：一般机床，半自动机床，自动机床。 （4）按重量分为：仪表机床，一般机床，大型机床，重型机床。 （5）按机床主要工作部件数目分为：单刀机床，多刀机床，单轴机床，多轴机床。 （6）按机床具有的数控功能分:普通机床，一般数控机床，加工中心，柔性制造单元等。 12.机床组成：动力源部件，成型运动执行件，变速传动装置，运动控制装置，润滑装置，电气系统零部件，支承零部件，其他装置。
13.机床上的运动：（1）切削运动（又名表面成型运动），包括： 1、主运动使刀具与工件产生相对运动，以切削工件上多余金属的基本运 动。 2、进给运动不断将多余金属层投入切削，以保证切削连续进行的运 动。（可以是一个或几个） （2）辅助运动。分度运动，送夹料运动，控制运动，其他各种空程运动 14.刀具分类： （1）按刀具分为切刀，孔加工刀具，铣刀，拉刀，螺纹刀具，齿轮刀具，自动化加工刀具。 （2）按刀具上主切削刃多少分为单刃刀具，多刃刀具。 （3）按刀具切削部分的复杂程度分为一般刀具，复杂刀具。 （4）按刀具尺寸和工件被加工尺寸的关系分为定尺寸刀具，非定尺寸刀具。 （5）按刀具切削部分本身的构造分为单一刀具和复杂刀具。 （6）按刀具切削部分和夹持部分之间的结构关系分为整体式刀具和装配式刀具。 15.切刀主要包括车刀，刨刀，插刀，镗刀。 16.孔加工刀具有麻花钻，中心钻，扩孔钻，铰刀等。 17.用得最多的刀具材料是高速钢和硬质合金钢。 18.高速钢分普通高速钢和高性能高速钢。 19.高性能高速钢分钴高速钢，铝高速钢，高钒高速钢。 20.刀具的参考系分为静止（标注）角度参考系和工作角度参考系。 21.静止（标注）角度参考系由主运动方向确定，工作角度参考系由合成切削运动方向确定。 22.构成刀具标注角度参考系的参考平面有基面，切削平面，正交平面，法平面，假定工作平面，背平面。
机械工程材料期末考试 一．填空题（共30分，每空1分） 1．液态金属结晶的基本过程是形核与晶核长大。 2．铁素体（F）是碳溶于α-Fe 所形成的间隙固溶体，其晶格类型是：体心立方。 3. 检测淬火钢件的硬度一般用洛氏（HRC）硬度；而检测退火和正火钢件的硬度常用布氏（HRB）硬度。4．GCr15钢是滚动轴承钢，其Cr的质量分数是1.5% 。5．16Mn钢是合金结构钢，其碳的质量分数是0.16% 。6．QT600-03中的“03”的含义是：最低伸长率为3% 。7. 钢与铸铁含碳量的分界点是：2.11% 。 8．贝氏体的显微组织形态主要有B上和B下两种，其中B下的综合性能好。9．钢的淬火加热温度越高，淬火后马氏体中含碳量越高，马氏体晶粒越粗大，残余奥氏体的量越越多。 10．钢加热时A的形成是由A晶核的形成、A晶核向F和Fe3C 两侧长大、残余Fe3C的溶解、A的均匀化等四个基本过程所组成的。11．一般表面淬火应选中碳成分钢，调质件应选用中碳成分钢。13．碳钢常用的淬火介质是水，而合金钢是油。 14．T10钢（Ac1≈727℃，Accm≈800℃）退火试样经700 ℃、780 ℃、860 ℃加热保温，并在水中冷却得到的组织分别是：P+Fe3C ，Fe3C+M+Ar ，M+Ar 。 15．渗碳钢在渗碳后缓慢冷却，由表面向心部的组织分布依次为：P+Fe3CⅡ （网状），P ，P+F 。得分 二．判断题（共10分，每小题1分）（正确√ 错误×，答案填入表格）1．在其他条件相同时，砂型铸造比金属型铸造的铸件晶粒更细。× 2．固溶强化是指因形成固溶体而引起的合金强度、硬度升高的现象。√ 3．珠光体、索氏体、屈氏体都是铁素体和渗碳体组成的机械混合物。√ 4．碳的质量分数对碳钢力学性能的影响
机械工程材料模拟练习题 一、填空题（每空0.5分） 1.常用测定硬度的方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度测试法。 2. 金属材料的力学性能主要包括强度、硬度、弹性、塑性等；强度的主要判据有屈服强度和抗拉强度，强度和塑性可以用拉伸实验来测定；压入法测量方法简便、不破坏试样，并且 能综合反映其它性能，在生产中最常用。 3. 铁碳合金在室温下平衡组织组成物的基本相是铁素体和渗碳体，随着碳的质量分数的增加，渗碳体相的相对量增多，铁素体相的相对量 却减少。 4. 珠光体是一种复相组织，它由铁素体和渗碳体按一定比例组成。珠光体用符号P表示。 5. 铁碳合金中，共析钢的w=0.77%,室温平衡组织为珠光体；亚共析钢的 w=0.0218%-cc0.77%，室温平衡组织为铁素体和珠光体；过共析钢的w=0.77%-2.11%,室温平衡组织为珠光c 体和二次渗碳体。 6. 铁碳合金结晶过程中，从液体中析出的渗碳体称为一次渗碳体；从奥氏体中析出的渗碳体称为二次渗碳体；从铁素体中析出的渗碳体称为三次渗碳体。 7. 低碳钢的碳质量分数范围是：Wc≤0.25%、中碳钢：Wc=0.25%-0.6%、高碳钢：Wc>0.6%。 8. 金属的晶粒越细，强度、硬度越高，塑性、韧性越好。实际生产中可通过增加过冷度、变质处理和附加振动来细化晶粒。 9. 常用金属中，γ-Fe、Al、Cu 等金属具有面心立方晶格，α-Fe具有体心立 方晶格。 10. 金属的结晶是在过冷的情况下结晶的,冷却速度越快,过冷度越大，金属结晶后的晶粒越细小,力学性能越好。 11. 钢的热处理工艺是由（加热）、（保温）和（冷却）三个步骤组成的；热处理基本不改变钢件的（形状和尺寸），只能改变钢件的（结构组织）和（力学性能）。 12. 完全退火适用于（亚共析碳）钢，其加热温度为（Ac3以上30-50°C），冷却速度（缓慢），得到（铁素体和珠光体）组织。 13. 球化退火又称为（均匀化）退火，其加热温度在（Ac1）＋20-30℃，保温后（随炉缓慢）冷却，获得（球状珠光体）组织；这种退火常用于高碳工具钢等。 14. 中碳钢淬火后，再经低温回火后的组织为（回火马氏体），经中温回火后的组织为（回火托氏体），经高温回火后的组织为（回火索氏体）；淬火高温回火后具有（综合力学）性能。 15. 钢的高温回火的温度范围在（500-650°C），回火后的组织为（回火索氏体）。这里开始！！！16. 按化学成份分类，就含碳量而言，渗碳钢属低碳钢, 调质钢属中碳钢, 滚动轴承钢属高碳钢。 17. 高速钢W18Cr4V 中合金元素W 的作用是提高钢的红硬性和回火稳定性； Cr
机械工程师知识要求
机械工程师的知识要求： Ⅰ.基本要求 1．熟练掌握工程制图标准和表示方法。掌握公差配合的选用和标注。 2．熟悉常用金属材料的性能、试验方法及其选用。掌握钢的热处理原理，熟悉常用金属材料的热处理方法及其选用。了解常用工程塑料、特种陶瓷、光纤和纳米材料的种类及应用。3．掌握机械产品设计的基本知识与技能，能熟练进行零、部件的设计。熟悉机械产品的设计程序和基本技术要素，能用电子计算机进行零件的辅助设计，熟悉实用设计方法，了解现代设计方法。 4．掌握制订工艺过程的基本知识与技能，能熟练制订典型零件的加工工艺过程，并能分析解决现场出现的一般工艺问题。熟悉铸造、压力加工、焊接、切（磨）削加工、特种加工、表面涂盖处理、装配等机械制造工艺的基本技术内容、方法和特点并掌握某些重点。熟悉工艺方案和工艺装备的设计知识。了解生产线设计和车间平面布置原则和知识。 5．熟悉与职业相关的安全法规、道德规范和法律知识。熟悉经济和管理的基础知识。了解管理创新的理念及应用。 6．熟悉质量管理和质量保证体系，掌握过程控制的基本工具与方法，了解有关质量检测技术。 7．熟悉计算机应用的基本知识。熟悉计算机数控（CNC）系统的构成、作用和控制程序的编制。了解计算机仿真的基本概念和常用计算机软件的特点及应用。 8．了解机械制造自动化的有关知识。 Ⅱ.考试内容 一、工程制图与公差配合 1．工程制图的一般规定 （1）图框 （2）图线 （3）比例 （4）标题栏 （5）视图表示方法 （6）图面的布置 （7）剖面符号与画法 2．零、部件（系统）图样的规定画法 （1）机械系统零、部件图样的规定画法（螺纹及螺纹紧固件的画法齿轮、齿条、蜗杆、蜗轮及链轮的画法花键的画法及其尺寸标注弹簧的画法） （2）机械、液压、气动系统图的示意画法（机械零、部件的简化画法和符号管路、接口和接头简化画法及符号常用液压元件简化画法及符号） 3．原理图
1机械零件在工作条件下可能承受哪些负荷?这些负荷对零件产生什么作用? 机械工程材料在工作中，会受到力学负荷、热负荷、环境介质的作用。力学负荷可分为静载荷和动载荷两类。热负荷主要指材料的热疲劳现象和高温氧化等。环境负荷主要包括金属的腐蚀和金属的摩擦磨损和老化作用等. 2金属材料有哪些加工工艺?加工工艺性能是指制造工艺过程中材料适应加工的性能，反映了材料加工的难易程度。包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、热处理性能和切削加工性能等。 3常见的金属晶格有：体心立方晶格, 面心立方晶格, 密排六方晶格 4晶体缺陷有哪些?他们的几何特征是: 由于结晶条件等原因，会使晶体内部出现某些原子排列不规则的区域，这种区域被称为晶体缺陷。根据晶体缺陷的几何特点，可将其分为以下三种类型：(1）点缺陷：点缺陷是指长、宽、高尺寸都很小的缺陷。最常见的点缺陷是晶格空位和间隙原子和置换原子。（2）线缺陷：线缺陷是指在一个方向上的尺寸很大，另两个方向上尺寸很小的一种缺陷，主要是各种类型的位错。（3）面缺陷：面缺陷是指在两个方向上的尺寸很大，第三个方向上的尺寸很小而呈面状的缺陷。面缺陷的主要形式是各种类型的晶界，它是多晶体中晶粒之间的界面。 5结晶时的过冷现象和过冷度:金属在平衡条件下所测得的结晶温度称为理论结晶温度 (T0)。但在实际生产中，液态金属结晶时，冷却速度都较大，金属总是在理论结晶温度以下某一温度开始进行结晶，这一温度称为实际结晶温度(Tn)。金属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之差称为过冷度，用△T表示，即△T=T0-Tn。 6金属晶粒大小对机械性能有什么影响?如何控制结晶时晶粒的大小?金属结晶后的晶粒大小对金属的力学性能影响很大。一般情况下，晶粒愈细小，金属的强度和硬度愈高，塑性和韧性也愈好。因此，细化晶粒是使金属材料强韧化的有效途径。金属结晶时，一个晶核长成一个晶粒，在一定体积内所形成的晶核数目愈多，则结晶后的晶粒就愈细小。因此，工业生产中，为了获得细晶粒组织，常采用以下方法：1．增大过冷度，增加过冷度，使金属结晶时形成的晶核数目增多，则结晶后获得细晶粒组织。2．进行变质处理，变质处理是在浇注前向液态金属中人为地加入少量被称为变质剂的物质，以起到晶核的作用，使结晶时晶核数目增多，从而使晶粒细化。例如，向铸铁中加入硅铁或硅钙合金，向铝硅合金中加入钠或钠盐等都是变质处理的典型实例。3．采用振动处理，在金属结晶过程中，采用机械振动、超声波振动、电磁振动等方法，使正在长大的晶体折断、破碎，也能增加晶核数目，从而细化晶粒。 7冷拉钢丝绳是利用加工硬化效应提高其强度的，在这种状态下的钢丝中晶体缺陷密度增大，强度增加，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，组织和结构恢复到软化状态。在这一系列变化中，冷拉钢丝的加工硬化效果将消失，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。 8奥氏体的形成过程：分为新相的形核，长大过程。根据Fe-Fe3C，将共析钢加热到A1以上温度后，珠光体处于不稳定状态。首先，在铁素体碳体的交界处产生奥氏体晶核，这是由于Fe/Fe3C相界上原子排列不规则以及碳浓度不均匀，为优先形核提供了有利条件，既有利于铁的晶格有体心立方变为面心立方，有利于Fe3C的溶解及碳向新生相的扩散，其后就是奥氏体晶核长大的过程，也就是α-Fe→γ-Fe的连续转变和Fe3C向奥氏体的不断溶解。实验表明，在奥氏体长大的过程，也就是铁素体比参碳体先消失。因此，奥氏体形成之后还有残余参碳体不断溶入奥氏体，直到参碳体全部消失，继续加热时奥氏体中碳含量逐渐均匀化，最终得到细小均匀的奥氏体。 10钢常用的合金元素有锰Mn硅Si铬Gr镍Ni钨W钼Mo钒V钛Ti硼B这些元素既可以单独加入钢中，也可将两种，三种或更多元素同时加入钢中。合金元素在钢中的作用：
福建农林大学考试试卷（A）卷 2013 ——2014 学年第1 学期 课程名称：机械工程材料考试时间：120分钟 专业年级班学号姓名 一、判断题（每小题1分，共10分） 1、硬度愈高的材料其冲击韧性值也愈高。（×） 2、金属晶格中的空位和间隙原子会引起晶格畸变，从而导致金属塑性提高。（×） 3、在铁碳合金中，只有共析成分的合金冷却时，才能发生共析转变，形成共析组织。(×) 4、对过共析钢工件进行完全退火可消除渗碳体网。（×） 5、钢的淬透性愈好，则它的淬硬层硬度愈高。（×） 6、等温淬火的目的是为了获得下贝氏体组织。（√） 7、所有的合金元素都能使过冷奥氏体的稳定性增加，C曲线右移。（×） 8、表面淬火既不能改变工件的表面化学成分，也不能改善心部的组织和性能。( × ) 9、金属中的固态相变过程，都是晶粒的重新形核和长大过程。（√） 10、热塑性塑料一般具有链状或支链状分子结构。（√） 二、单项选择题（每小题1分，共20分）请将答案填入表格 1、鸟巢是世界上公认最难建造的建筑物，建造时最有可能使用的材料是（C ）。 A、Q235； B、KT300-06； C、Q460E； D、60Si2Mn 2、当晶格常数相同时，面心立方晶格比体心立方晶格的：（C ） A、原子半径大，致密度小； B、原子半径大，致密度大； C、原子半径小，致密度大； D、原子半径小，致密度小。 3、铁碳合金中, （ C ）组织为共晶反应产物。 A、铁素体； B、珠光体； C、莱氏体； D、索氏体
4、碳在γ-Fe 中的最大溶解度为(C )。 A、0.02%； B、0.77%； C、2.11%； D、4.3% 5、金属结晶后晶粒大小取决于结晶时的形核率N 和核长大速度G, 要细化晶粒必须（ A ）。 A、增大N、降低G； B、增大N 和G； C、降低N、增大G; D、降低N和G 6、固溶体合金中产生晶内偏析是因为(A )。 A、冷却较快, 原子扩散来不及充分进行； B、结晶温度区间过窄，冷却速度过慢 C、结晶时无限缓慢冷却, 使高熔点组元过早结晶； D、结晶过程的温度变化范围太大 7、与40 钢相比, 40Cr 钢的特点是（ C ）。 A、C 曲线左移, Ms 点上升； B、C 曲线左移, Ms 点下降； C、C 曲线右移, Ms 点下降； D、C 曲线右移, Ms 点上升 8、合金元素溶入奥氏体后能使淬火钢在回火过程中马氏体分解速度减慢，从而（ B ）。 A、降低回火稳定性； B、提高回火稳定性； C、降低淬透性；C、增加淬透性 9、过共析钢淬火时，合适的淬火温度为（ C ） A、Ac3+（30～50℃）； B、Ac1～Ac3； C、Ac1+（30～50℃）； D、Accm+（30～50℃） 10、碳素工具钢和低合金刃具钢的预先热处理宜采用（ D ）。 A、完全退火； B、正火； C、调质； D、球化退火 11、45 钢加热保温后以大于V K 的冷却速度水淬, 发现硬度偏低, 其原因是(C )。 A、冷却过程中析出了铁素体； B、残余奥氏体的量太多。 C、加热温度低于Ac3, 有未溶铁素体； D、冷却过程中析出了奥氏体； 12、回火索氏体比索氏体具有较好的δ、ψ、a K , 是由于（ C ）所致。 A、F的过饱和程度不同； B、碳化物片层间距不同； C、碳化物形态不同； D、碳含量质量百分数不同 13、下列钢经完全退火后，哪种钢可能会析出网状渗碳体（D ） A、Q235 B、45 C、60Si2Mn D、T12 14、钢获得下列哪种组织时有最佳的综合机械性能（ C ）。 A、M+K; B、P+F; C、B下; D、M+P 15、感应加热表面淬火的硬化层深度主要取决于(D )。 A、钢的含碳量； B、钢的淬透性； C、淬火介质的冷却能力； D、感应电流的频率 16、石墨在铸铁中具有良好的吸振作用和减摩作用, 尤其是（ A ）石墨更好。 A、片状； B、团絮状； C、球状； D、蠕虫状