铸造材料应用铸造材料手册
目录
第一篇矿产资源
一、概述
（一）矿物与矿石
（二）矿物的形态
（三）矿物的物理性质
二、金属矿产品
（一）中国金属矿产资源状况
（二）铁矿石
（三）锰矿石
（四）铬铁矿
（五）铜矿
（六）铝土矿
（七）铅锌矿
（八）镍矿
（九）钨矿
（十）钼矿
（十一）锡矿
（十三）钴矿
（十四）钛矿
（十五）锂、铍、铌、钽矿（十六）锶矿
（十七）稀土、稀散金属三、非金属矿产
（一）菱镁矿
（二）萤石矿
（三）耐火粘土
（四）硫矿
（五）重晶石
（六）钾盐
（七）硼矿
（八）磷矿
（九）石墨
（十）硅灰石
（十一）滑石
（十二）石棉
（十三）云母
（十四）硅藻土
（十五）高岭土
（十七）硅石矿
（十八）石灰石矿
四、能源矿产
（一）煤
（二）石油、天然气
第二篇钢铁料
一、生铁
（一）生铁的化学成分
（二）生铁的种类和牌号
（三）炼钢生铁
（四）铸造生铁
（五）球墨铸铁用生铁
（六）含钒生铁
（七）铸造用磷铜钛低合金耐磨生铁（八）脱碳低磷粒铁
（九）原料纯铁
（十）一些国产生铁的参考数据二、废钢铁
（一）范围
（二）技术术语
（三）分类
（四）再生用废钢
第三篇铁合金
一、概述
（一）铁合金的分类
（二）铁合金的用途
（三）铁合金的密度和熔点
（四）铁合金牌号表示方法
（五）铁合金验收、包装、储运、标志和质量证明书的一般规定（六）铁合金的标准含量
二、国产铁合金
（一）硅铁
（二）硅钙合金
（三）硅钙合金粉剂
（四）锰铁
（五）高炉锰铁
（六）金属锰
（七）电解金属锰
（八）氮化锰铁
（九）铬铁
（十）纯净铬铁
（十一）真空法微碳铬铁
（十二）氮化铬铁
（十三）金属铬
（十四）钨铁
（十五）钛铁
（十六）钼铁
（十七）氧化钼块
（十八）钒铁
（十九）磷钛
（二十）硼铁
（二十一）铌铁
（二十二）镍铁
（二十三）稀土硅铁合金（二十四）稀土镁硅铁合金
（二十五）稀土钙镁硅铁合金（二十六）稀土钙硅铁合金
（二十七）稀土钛镁硅铁合金（二十八）稀土锰镁硅铁合金（二十九）稀土铜镁硅铁合金（三十）稀土锌镁硅铁合金（三十一）钕铁合金
（三十二）锰硅合金
（三十三）硅铝合金（三十四）硅铬合金
（三十五）钒铝中间合金（三十六）铌锰铁合金
（三十七）含锶硅铁（三十八）铌磷半钢
（三十九）硅钡合金
（四十）硅钡铝合金
（四十一）硅钙钡铝合金
（四十二）五氧化二钒（四十三）钒渣
（四十四）包芯线
第四篇有色金属
一、概述
二、重金属料
（一）铜
（二）电解铜
（三）粗铜
（四）铜中间合金锭
（六）铸造青铜锭
（七）铜铍中间合金锭
（八）加工镍及镍合金
（九）电解镍
（十）铅锭
（十一）高纯铅
（十二）粗铅
（十三）铸造轴承合金锭
（十四）锌锭
（十五）铸造用锌合金锭
（十六）钴
（十七）锡锭
（十八）锑锭
（十九）高纯锑
（二十）镉锭
（二十一）铋
三、轻金属料
（一）重熔用铝锭
（二）炼钢脱氧和部分铁合金用铝锭（三）重熔用精铝锭
（四）铝中间合金锭
（六）重熔用铝稀土合金锭（七）高纯铝
（八）铝粉
（九）原生镁锭
（十）金属钙及其制品（十一）冰晶石
四、贵金属料
（一）合质金锭
（二）海绵铂
（三）高纯海绵铂
（四）铱粉
（五）海绵钯
（六）铑粉
五、稀有轻金属料
（一）锂
（二）工业纯氧化铍粉末（三）钛
（四）海绵钛
（五）冶金用二氧化钛六、稀有高熔点金属（一）钨条
（二）合成白钨
（三）钼条和钼板坯（四）冶金用钽粉（五）铌条
（六）冶金用铌粉（七）海绵锆
（八）海绵铪
（九）钒
七、稀有分散金属料（一）镓
（二）铟
（三）高纯铟
（四）铊
八、稀土金属料
（一）金属镧
（二）富镧混合稀土金属（三）金属铈
（四）金属钕
（五）金属镨
（六）氧化镨
(七) 金属钐
（八）混合稀土金属
（九）氧化稀土
九、半金属料
（一）工业硅
（二）硒
（三）碲锭
（四）砷
（五）核级碳化硼粉
第五篇耐火材料
一、概述
（一）耐火材料的主要工作性质
（二）耐火材料的分类及耐火砖砖号表示方法（三）硅酸铝质耐火材料
（四）镁质耐火材料
（五）白云石质耐火材料
（六）铬质耐火材料
（七）含碳耐火材料
（八）锆英石质耐火材料
（九）轻质（隔热）耐火材料
（十）不定形耐火材料
（十一）耐火纤维
（十二）熔融耐火材料
（十三）特种耐火材料
二、耐火材料在铸造熔炼、浇注中的应用（一）炼钢转炉用耐火材料
（二）氩－氧脱碳精炼炉用耐火材料（三）电弧炉用耐火材料
（四）炼钢平炉用耐火材料
（五）混铁炉用耐火材料
（六）化铁炉用耐火材料
（七）浇铸用耐火材料
（八）滑动铸口用耐火材料
三、原料类耐火材料
（一）烧结镁砂
（二）电熔镁砂
（三）碳化硅
（四）高铝矾土熟料
（五）硬质粘土熟料
（六）锆英石精矿
（七）蓝晶石、硅线石、红柱石
（八）耐火材料用铬矿石
（九）耐火材料用结合粘土
（十）烧结莫来石
（十一）硅石
（十二）白云石
四、耐火砖形状尺寸
（一）通用耐火砖形状尺寸
（二）镁砖及镁硅砖形状尺寸
（三）炼铜炉用镁砖形状尺寸
（四）炼钢电炉顶用砖形状尺寸（五）平炉用镁铝砖形状尺寸
（六）浇注用耐火砖形状尺寸
（七）盛钢桶内铸钢用耐火砖形状尺寸五、粘土质耐火制品
（一）粘土质耐火砖
（二）浇注用粘土质耐火砖
（三）盛钢桶用粘土衬砖
（四）盛钢桶内铸钢用粘土质耐火砖六、高铝质耐火制品
（一）高铝砖
（二）炼钢电炉顶用高铝砖
（三）盛钢桶用高铝砖
（四）盛钢桶内铸钢用高铝质耐火砖七、硅质和半硅质耐火制品
（一）硅砖
八、镁质耐火制品
（一）镁砖
（二）平炉用镁铝砖
（三）镁铬砖
（四）镁质及镁硅质铸口砖
九、特种耐火制品
（一）小型加热炉用滑轨砖和座砖（二）滑板砖
（三）镁碳砖
（四）锆质定径水口砖
十、轻质（隔热）耐火制品（一）粘土质隔热耐火砖
（二）高铝质隔热耐火砖
（三）铸锭用绝热板
（四）硅藻土隔热制品
（五）硅质隔热耐火砖
十一、耐火泥
（一）粘土质耐火泥浆
（二）高铝质耐火泥浆
（三）硅质耐火泥浆
（四）镁质耐火泥
（五）硅酸铝质隔热耐火泥浆
（六）高温红外辐射涂料
十二、不定形耐火材料
（一）硬质粘土
（二）高铝矾土骨料和粉料（三）粘土质和高铝质耐火浇注料（四）轻质耐碱浇注料
（五）耐碱耐火浇注料
（六）铝镁耐火浇注料
（七）粘土质和高铝质耐火可塑料十三、陶瓷纤维及制品
第六篇炭素材料及焦炭产品
一、概述
（一）炭素材料的用途
（二）炭素材料的质量指标（三）炭素材料的分类
二、石墨及其制品
（一）鳞片石墨
（二）微晶石墨
（三）石墨电极
（四）高功率石墨电极
（五）抗氧化涂层石墨电极三、炭制品
（一）炭电极
（二）矿热炉用炭块
四、焦炭产品
（一）焦炭的性质
（二）冶金焦炭
（三）铸造焦炭
（四）沥青焦
（五）石油焦
（六）延迟石油焦——生焦五、木炭
第七篇造型材料
一、铸造用原砂
（一）铸造用硅砂
（二）铸造用特种砂
1.铸造用锆砂
2.铸造用铬铁矿砂
3.铸造用镁橄榄石砂
4.熔模铸造用铝矾土砂、粉
5.刚玉砂
6.石灰石砂
7.钛铁矿砂
8.钛渣砂、铬渣砂、钒渣砂
9.电熔铝矾土砂（宝珠砂、珠宝砂）
二、铸造粘结材料
（一）粘土
1.普通粘土
2.膨润土
（二）水玻璃
（三）油类粘结剂
1.植物油粘结剂
（1）桐油
（2）亚麻油
（3）米糠油
（4）改性米糠油
（5）塔油
2.矿物油粘结剂
（1）铸造用合脂粘结剂
（2）渣油粘结剂
3.工艺试样试验方法
（四）合成树脂粘结剂
1.覆膜砂用树脂粘结剂及其固化剂
2. 热芯盒用树脂粘结剂及其固化剂
3.温芯盒树脂及其固化剂
4. 烘干硬化树脂
5. 冷芯盒用粘结剂及其催化剂
6. 自硬法用树脂粘结剂
（五）水泥
（六）其他铸造用粘结剂
1.磷酸盐粘结剂
2.聚乙烯醇
3.JD复交粘结剂
4.聚丙烯酸钠粘结剂
5.淀粉类粘结剂
6.辅助粘结剂
三、其它辅助材料
（一）偶联剂
（二）抗粘砂材料
1.煤粉及其复合添加剂
2.重油和渣油
3.氧化铁粉
4.石墨粉
（三）悬浮剂及增稠剂
1.钠基膨润土
2.锂膨润土
3.有机改性膨润土
4.凹凸棒土
（四）脱模剂
1.紫脱漆
2.硝基外用磁漆
3.各色过氯乙烯磁漆
4.聚氨酯漆
5.石松子粉
6.滑石粉
7.氧化铝粉脱模剂
8.重质碳酸钙粉脱模剂
9.MF-9501型木模分型剂
10.全损耗系统用油和煤油
11.甲基硅油及其乳液（五）砂芯粘合剂
1.传统粘合剂
2.热态粘合剂
3.快干胶
4.热熔胶
5.粘合剂的检测
（六）砂芯修补膏、修补砂
1.修补膏
2.修补砂
（七）有机溶剂
1.溶剂油
2.煤油
3.酒精
4.甲醇
5.异丙醇
（八）淀粉类材料
1.山梨醇
四、型（芯）砂
（一）粘土砂
1.湿型砂
2.干型（芯）砂和表面烘干型砂（二）合脂砂及其油类砂
1.植物油芯砂
2.合脂砂
3.渣油砂
4.乳化沥青砂
（三）树脂砂
1.覆膜砂
2.热芯盒砂
3.冷芯盒砂
4.温芯盒砂
5.树脂自硬砂
6.聚乙烯醇砂
7.JD-2型复交芯砂
（四）水玻璃砂
1.CO2水玻璃砂
2.真空置换硬化法（VRH法）水玻璃砂
3.酯硬化水玻璃砂
4.水玻璃自硬砂
5.水玻璃砂旧砂再生
（五）水泥砂
（六）特种砂
1.以石灰石砂为原砂的型砂和芯砂
2.以其他特种砂为原砂的型砂和芯砂
3.以磷酸盐为粘结剂的型（芯）砂
4.可溶性芯砂
五、铸造涂料
（一）涂料的作用
（二）涂料的性能
（三）涂料的基本组成及其主要原辅材料
铝合金材料对照表 CHINA INTERNATIONAL STANDARD GERMANY ENGLAND FRANCE JAPANA AMERICA GB/T 1173 ISO 3522 DIN 1725.2 BS 1490 NF A57-105 JIS H5202 ASTM B179 ZAlSi7Mg(ZL101) Al-SiMg(Fe) G-AlSi7Mg LM25 A-S7G AC4C 356 ZAlSi7MgA(ZL101A) Al-SiMg G-AlSi7Mg LM25 A-S7G AC4C 356A ZAlSi12(ZL102) Al-Si12 G-AlSi12 LM20 A-S13 AC3A 413.2 ZAlSi9Mg(ZL104) Al-Si10Mg G-AlSi9Mg —A-S9G AC4A 359 ZAlSi5Cu1Mg(ZL105A) Al-SiCu1Mg G-AlSi5Cu LM16 —AC4D 355 ZAlSi5Cu1MgA Al-Si5Cu1Mg G-AlSi5Cu LM16 —AC4D 355.2 (ZL105A) ZAlSi8Cu1Mg(ZL106) Al-SiMg(Fe) —LM24 A-S7G AC4B 328.1 ZAlSi7Cu4(ZL107) Al-Si6Cu4 G-AlSi6Cu4 LM21 —AC2B 319.2 ZAlSi12Cu2Mg1 Al-Si12Cu G-AlSi12(Cu) LM13 A-S13 AC3A 383.2 (ZL108) ZAlSi12Cu1Mg1Ni1 Al-Si12Cu G-AlSi12(Cu) LM13 A-S13 AC3A A413 (ZL109) ZAlSi5Cu6Mg(ZL110) Al-Si6Cu4 G-AlSi6Cu4 LM21 ——308 ZAlSi9Gu2Mg(ZL111) Al-Si10Mg G-AlSi8Cu3 LM2 A-S9G AC4B 354 ZAlSi7Mg1A(ZL114A) Al-Si7Mg(Fe) G-AlSi7Mg LM25 A-S7G-03 AC4C 357
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
1、热处理：将固态金属或合金在一定介质中加热、保温和冷却，以改变材料整体或表面组织，从而获得所需性能的工艺过程。 2、45钢经不同热处理后的性能及组织（可能出应用题） 组织：退火：P+F；正火：S+F；淬火+低回：M回；淬火+高回：S回 性能总结强度硬度：低温回火>高温回火>正火>退火 韧性塑性：高温回火>正火>退火>低温回火 抗冲击能力：高温回火>正火>退后>低温回火 3、热处理的三大要素：加热、保温、冷却 4.常规热处理：退火、正火、淬火及回火 5.预备热处理和最终热处理 预备热处理：零件加工过程中的一道中间工序(也称为中间热处理)，其目的是改善锻、铸毛坯件组织、消除应力，为后续的机加工或进一步的热处理作准备。 最终热处理：零件加工的最终工序，其目的是使经过成型工艺达到要求的形状和尺寸后的零件的性能达到所需要的使用性能。 6、奥氏体：C在γ-Fe中的固溶体 7、奥氏体转变的阻力与驱动力：新相形成，会增加表面能和克服弹性能，需要由相变释放 的自由能和系统内能量起伏来补充——自由能差 8、奥氏体的形成机理：扩散方式、非扩散方式基本过程都是形核与长大 9、奥氏体的形成过程：(很重要） （1）、奥氏体晶核的形成（2）、奥氏体晶核的长大 （3）、剩余渗碳体的溶解（4）、奥氏体成分的均匀化 10、为何A晶核优先在F与Fe3C相界产生？ F和Fe3C界面两边的C浓度差最大，有利于为A晶核的形成创造浓度起伏条件； F和Fe3C界面上原子排列较不规则，有利于提供A形核所需的结构起伏和能量起伏条件。 F 和Fe3C 界面本来已经存在，在此界面形核时只是将原有界面变为新界面，总的界面能变 化较小。 11、非工析钢与共析钢的相同点与不同点？ 亚共析钢与过共析钢的珠光体加热转变为奥氏体过程与共析钢转变过程是一样的，即在Ac1温度以上加热无论亚共析钢或是过共析钢中的P均要转变为A。不同的是还有亚共析钢的F的转变与过共析钢的Fe3CⅡ的溶解。更重要的是F的完全转变要在Ac3以上， Fe3CⅡ的完全溶解要在温度Accm以上。即亚共析钢加热后组织全为奥氏体需在Ac3以上，对过共析钢要在Accm 以上。 12、为什么在奥氏体转变初期和转变后期，转变速度都不大，而在转变达50%左右时转变速度最大？
第一章 一、填空题 1．工程材料按成分特点可分为金属材料、非金属材料、复合材料；金属材料又可分为有色金属和黑色金属两类；非金属材料主要有无机非金属、有机非金属；复合材料是指。 2．金属材料的力学性能主要包括强度、硬度、塑性、韧性等；强度的主要判据有屈服点和抗拉强度，强度和塑性可以用拉伸试验来测定；洛氏硬度测量方法简便、不破坏试样，并且能综合反映其它性能，在生产中最常用。 3．理解静拉伸试验过程和应力-应变曲线图。 二、判断题材料所受的应力小于屈服点σs时，是不可能发生断裂的。（×） 第二章 1 名词解释 晶体：指其原子（原子团或离子）按一定的几何形状作有规律的重复排列的物体 过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度 变质处理：有意地向液态金属中加入某些变质剂以细化晶粒和改善组织达到提高材料性能的目的。 各向异性：在晶体中，由于各晶面和各晶向上的原子排列密度不同，因而导致在同一晶体的不同晶面和晶向上的各种性能的不同形核率：在单位时间内，单位体积中所产生的晶核 2 填空 三种常见的金属晶格体心立方，面心立方，密排六方。 晶体缺陷的形式包括点缺陷，线缺陷，面缺陷。 3 问答 1 简述形过冷度和难熔杂质对晶体的影响。 答：过冷度影响：金属结晶石，形核率和长大速度决定于过冷度。在一般的液态金属的过冷范围内，过冷度愈大，形核率愈高，则长大速度相对较小，金属凝固后得到的晶粒就愈细；当缓慢冷却时，过冷度小，晶粒就粗大。 难熔杂质的影响：金属结晶过程中非自发形核的作用王伟是主要的。所以某些高熔点的杂质，特别是当杂质的晶体结构与经书的晶体结构有某些相似时将强烈的促使非自发形核，大大提高形核率。 2 简述铸锭的组织结构特点。 答：铸锭是由柱状晶粒和等轴晶粒组成的，组织部均匀，不同形状的晶粒对性能由不同的影响。 3．凝固过程中晶粒度大小的控制。 答：主要有两种方法：1增大过冷度，2变质处理 第三章 1.金属塑性变形是在什么应力作用下产生的？金属的塑性变形有哪几种基本方式？它们之间有何区别 金属的塑性形变是在切应力的作用下产生的。金属的塑性形变有滑移和孪生两种形式。它们之间的区别是：1滑移是金属键一个个断裂，而孪生是孪生面上的键同时发生断裂；2孪生之后，虽然晶体结构为改变，但孪生的晶体的晶格位向已经发生改变。 2.塑性变形对金属的组织、结构和性能有哪些影响？ 组织结构影响：当工件的外形被拉长或者压扁时其内部的晶粒的形状也被拉长或压扁。 性能影响：强硬度提高，塑韧性降低，电阻增加，耐腐蚀性降低 3.什么叫再结晶？再结晶前、后组织和性能有何变化？ 当变形金属加热至较高温度，原子具有较大扩散能力时，会在变形最激烈的区域自发的形成新的细小等轴晶粒称为再结晶。再结晶前后组织上的变化是，在形变激烈能量高的地方形核。性能上的变
第一章工程研究方法 1、（Z10-11）。流体流动的压强降Δp是速度v，密度ρ，线性尺度l、l1、l2，重力加速度g。粘滞系数μ，表面张力ζ，体积弹性模量E的函数。即 ΔP＝F（v、ρ、l、l1、l2、g、u、ζ、E） 取v、ρ、l作为基本物理量，利用因次分析法，将上述函数写成无因次式。 2、已知固体颗粒在流体中以等速u沉降，且u与粒径d，颗粒密度ρm(流体密度ρ)，动力粘度μ和重力加速度g，试用π定律发和矩阵法求揭示该颗粒沉降的无量纲乘积。 3、试分别用瑞利法和π定理法将压差ΔP、速度w、重度r和重力加速度g组合成无量纲乘积。 4、试证明直径为d的小球在密度为ρ，动力粘度为μ的流体中，以相对速度w运动时流动粘性阻力为： 5、请根据纳维斯托克斯（N-S）方程，分别用量纲分析法和方程分析法得出相似准则数，并写出准则方程。 6、（L5-1）。气流通过一等直径管道，拟用1／4缩小的透明模型中通过水故流的办法进行试验。已知：气体的ρ气＝1.2kg/m3。v气＝0.15cm2/s；水的ρ水＝1000kg/m3，v水＝0．01cm2/s。实物的气流速度为24m/s，试确定： 1）相应的模型中之水流速度。
2）若测得模型单位管长的压力降为13.8kN/m2，则原型中单位管长的压力降应为若干？ 第二章工程流体力学 1、（L 1-7）。质量为5kg，面积为40×45cm2的—收木板，沿着涂有滑油的斜面等速向下运动。已知v＝1m/s，δ＝1mm(油膜厚度)，求滑油的粘度。 2、（L 1-9）。一套筒长H＝20 cm，内径D＝5.04cm，重量G＝6.8N，套在直径d＝5cm的立轴上，如图所示。当套筒与轴之间充以甘油（μ＝8P）时求套筒在自重作用下将以多大速度沿立轴下滑？不计空气阻力。 3、（L 2-2）。图示的容器中，水和气达到下平衡状态，求容器内气体的压强，接触大气液面上为标准大气压，水的重度γ＝9807N／m3。
60-1锡黄铜 77-2铝黄铜 60-1-1铝黄铜 58-2锰黄铜 59-1-1铁黄铜 80-3硅黄铜 4-3锡青铜 4-4-2.5锡青铜 4-4-4锡青铜 6.5～0.1锡青铜 4～0.3锡青铜 五号防锈铝 廿一号防锈铝 一号硬铝 三号硬铝 十一号硬铝 十二号硬铝 十四号硬铝 二号锻铝 四号锻铝 五号锻铝 八号锻铝 九号锻铝 4-1铸锌铝合金 锡 铅板 工业镍 15-20锌白铜 43-0.5锰白铜 40-1.5锰白铜 28-2.5-1.5镍铜合金9镍铬合金 锡基轴承合金 铅基轴承合金 钨 铌 锇 锑 镉 钡8.45 8.6 8.2 8.5 8.5 8.6 8.8 8.79 8.9 8.8 8.9 2.65 2.73 2.75 2.73 2.84 2.8 2.8 2.69 2.65 2.75 2.8 2.8 6.9 7.3～7.5 11.37 8.9 8.6 8.89 8.90 8.8 8.72 7.34～7.75 9.33～10.67 19.3 8.57 22.5 6.62 8.64 3.5 5-5-5铸锡青铜 6-6-3铸锡青铜 5铝青铜 7铝青铜 9-2铝青铜 9-4铝青铜 10-3-1.5铝青铜 2铍青铜 3-1硅青铜 铝板 二号防锈铝 二号锻铝 四号超硬铝 五号铸造铝合金 六号铸造铝合金 七号铸造铝合金 十三号铸造铝合金 十五号铸造铝合金 工业镁 锌板 铸锌 10-5锌铝合金 4-3铸锌铝合金 钴 钛 3钨钴合金 6钨钴合金 8钨钴合金 5钨钴钛合金 15钨钴钛合金 汞 锰 铬 钒 钼 银 金 铂 钾 钠 8.8 8.82 8.2 7.8 7.63 7.6 7.5 8.23 8.47 2.73 2.67 2.8 2.8 2.55 2.60 2.65 2.67 2.95 1.74 7.2 6.86 6.3 6.75 8.9 4.51 14.9～15.3 14.6～15.0 14.4～14.8 12.3～13.2 11.0～11.7 13.6 7.43 7.19 6.11 10.20 10.5 19.3 21.4 0.86 0.97
系别：__________ 班次：____________ 姓名：___________ 学号：____________ 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。装。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。订。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。线。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 2008—2009学年第一学期 《工程材料》期末考试试卷(A) 注意：本试卷共四大题，总分100分，考试时间120分钟。本试卷适用于07模具班，共需印制61份。 1. 碳素工具钢的含碳量一般是在以下哪个范围之内（ ） A. 0.3% - 0.5% B. 0.5% - 0.7% C. 0.7% - 1.3% D. 1.3% - 1.6% 2. 以下那种元素是9Mn2V 里不含的 （ ） A. C 元素 B. Ni 元素 C. Si 元素 D. Mn 元素 3. Cr12是以下哪种冷作模具钢的典型钢种 （ ） A. 高碳高铬冷作模具钢 B. 空淬冷作模具钢 C. 油淬冷作模具钢 D. 基体钢 4. 以下哪种模具钢的抗压强度、耐磨性及承载能力居冷作模具钢之首 （ ） A. 碳素工具钢 B. 火焰淬火冷作模具钢 C. 高速钢 D. DT 合金 5. 以下哪种钢号不属于热作模具钢的类型 （ ） A. 5CrNiMo B. 3Cr2W8V C. 4Cr5MoSiV D. 9SiCr 6. 高韧性热作模具钢的含碳量在以下哪个范围之内 （ ） A. 0.3% - 0.5% B. 0.5% - 0.7% C. 0.7% - 1.3% D. 1.3% - 1.6% 7. 以下哪个钢种属于冷热兼用的模具钢 （ ） A. GR 钢 C.HD 钢 C. 012Al D.PH 钢 8. 以下哪个选项的塑料模具钢已列入了国家标准 （ ） A. 3Cr2Mo 和CrWMn B. CrWMn 和Cr12MoV C. 3Cr2Mo 和3Cr2MnNiMo D. 3Cr2MnNiMo 和Cr12MoV 9. SM50属于以下哪种塑料模具钢 （ ） A. 预硬型塑料模具钢 B. 碳素塑料模具钢 C. 渗碳型塑料模具钢 D. 时效硬化型塑料模具钢 10. 以下哪种表面工程技术改变了技术表面的化学成分 （ ） A. 表面改性 B. 表面处理 C. 表面涂覆 D. 电镀技术 1.按照工作条件可将模具分为 、 、 。 2.塑料模具按其成型固化可分为 、 。 3.模具的失效形式主要有 、 、 、 、 。 4.塑料模具用钢系列有七大类，分别是 、 、 、 、 、 、 。 5.表面工程技术有三类，分别是 、 、 。 6.热作模具钢的主要失效形式是 、 。 7.铁碳合金相图中三种基本相是 、 、 。 1．硬度 2.模具失效 3. 延伸率 4. 二次硬化 5. 时效 一、选择题：请将唯一正确答案的编号填入答卷中，本题共10小题，每题2分，共20分。 三、名词解释：本题共5小题，每空3分，共15分。 二、填空题：本题每空1分，共25分。
材料工程基础复习要点 第一章粉体工程基础 粉体：粉末质粒与质粒之间的间隙所构成的集合。 *粉末：最大线尺寸介于0.1～500μm的质粒。 *粒度与粒径：表征粉体质粒空间尺度的物理量。 粉体颗粒的粒度及粒径的表征方法： 1.网目值表示——（目数越大粒径越小）直接表征，如果粉末颗粒系统的粒径相等时 可用单一粒度表示。 2.投影径——用显微镜测试，对于非球形颗粒测量其投影图的投影径。 ①法莱特（Feret）径D F：与颗粒投影相切的两条平行线之间的距离 ②马丁（Martin）径D M：在一定方向上将颗粒投影面积分为两等份的直径 ③克伦贝恩（Krumbein）径D K：在一定方向上颗粒投影的最大尺度 ④投影面积相当径D H：与颗粒投影面积相等的圆的直径 ⑤投影周长相当径D C：与颗粒投影周长相等的圆的直径 3.轴径——被测颗粒外接立方体的长L、宽B、高T。 ①二轴径长L与宽B ②三轴径长L与宽B及高T 4.球当量径——把颗粒看做相当的球，并以其直径代表颗粒的有效径的表示方法。（容 易处理） *粉体的工艺特性：流动性、填充性、压缩性和成形性。 *粉体的基本物理特性： 1.粉体的能量——具备较同质的块状固体材料高得多的能量。 分体颗粒间的作用力——高表面能，固相颗粒之间容易聚集（分子间引力、颗粒间异性静电引力、固相侨联力、附着水分的毛细管力、磁性力、颗粒表面不平滑引起的机械咬合力）。 3.粉体颗粒的团聚。 第二章粉体加工与处理 粉体制备方法： 1.机械法——捣磨法、切磨法、涡旋磨法、球磨法、气流喷射粉碎法、高能球磨法。 ①脆性大的材料：捣磨法、涡旋磨法、球磨法、气流喷射粉碎法、高能球磨法 ②塑性较高材料：切磨法、涡旋磨法、气流喷射粉碎法 ③超细粉与纳米粉：气流喷射粉碎法、高能球磨法 2.物理化学法 ①物理法（雾化法、气化或蒸发-冷凝法）：只发生物理变化，不发生化学成分的 变化，适于各类材料粉末的制备 ②物理-化学法：用于制备的金属粉末纯度高，粉末的粒度较细 ③还原法：可直接利用矿物或利用冶金生产的废料及其他廉价物料作原料，制的 粉末的成本低 ④电解法：几乎可制备所有金属粉末、合金粉末，纯度高 3.化学合成法——指由离子、原子、分子通过化学反应成核和长大、聚集来获得微细 颗粒的方法
智慧树知到《材料工程基础》章节题答案 第1章单元测试 1、高炉炼铁时，炉渣具有重要作用。下面哪项不属于炉渣的作用? 答案：添加合金元素 2、常用的脱氧剂有锰铁、硅铁、( ) 答案：铝 3、为什么铝的电解在冰晶石的熔盐中进行? 答案：降低电解温度 4、冰铜的主要成分是( ) 答案：FeS和Cu2S 5、( )是炼钢的最主要反应 答案：脱碳 第2章单元测试 1、通过高压雾化介质，如气体或水强烈冲击液流或通过离心力使之破碎、冷却凝固来实现的粉末的方法称为( ) 答案：雾化法 2、粉末颗粒越小，流动性越好，颗粒越容易成形。 答案：错 3、国际标准筛制的单位“目数”是筛网上( )长度内的网孔数 答案：1英寸
4、粉体细化到纳米粉时会表现出一些异常的功能，主要是由于粉体的总表面积增加所导致的结果。 答案：对 5、雾化法制粉增大合金的成分偏析，枝晶间距增加。 答案：错 第3章单元测试 1、高分子材料之所以具备高强度、高弹性、高粘度、结构多样性等特点，是由( )结构所衍生出来的。 答案：长链 2、高分子聚合时，用物理或化学方法产生活性中心，并且一个个向下传递的连续反应称为( ) 答案：连锁反应 3、悬浮聚合的主要缺点是( ) 答案：产品附有少量分散剂残留物 4、聚合物聚合反应按反应机理分为加聚和缩聚反应。 答案：错 5、工业上悬浮聚合对于悬浮分散剂一般的要求是( ) 答案：聚合后都可以清洗掉 第4章单元测试 1、将液态金属或半液态金属浇入模型内，在高压和高速下充填铸型，并在高压下结晶凝固获得铸件的方法是( ) 答案：压力铸造
2、铸铁的充型能力好于铸钢。 答案：对 3、在易熔模样表面包覆若干层耐火材料，待其硬化干燥后，将模样熔去制成中空型壳，经浇注而获得铸件的一种成形工艺方法是( ) 答案：熔模铸造 4、下列不属于铸造缺陷的是( ) 答案：收缩 5、熔融合金的液态收缩和凝固收缩表现为液体体积减小，是应力形成的主要原因。 答案：错 第5章单元测试 1、冷变形过程中，材料易产生( ) 答案：加工硬化 2、轧辊的纵轴线相互平行，轧制时轧件运动方向、延伸方向与轧辊的纵轴线垂直，这种轧制方法为( ) 答案：纵轧 3、挤压变形时，( ) 答案：金属在变形区处于三向压应力状态 4、缩尾是挤压工艺容易出现的缺陷，它出现在挤压过程的哪个阶段? 答案：终了挤压
炼铁：还原过程，使铁在铁的的氧化物中还原，并使还原出的铁与脉石分离。炼钢：氧化过程，以生铁为原料，通过冶炼降低生铁中的碳及其他杂质元素的含量。 炼铁原料（1）铁矿石的要求a：含铁量愈高愈好b：还原性要好c：粒度大小合适d：脉石成分SiO2，Al2O3、CaO、MgO e：杂质含量要少。（2）溶剂的作用：a降低脉石熔点b去硫（3）燃料：焦炭作用：作为发热剂提供热量；还原剂；高炉料柱的骨架。要求：含碳量要高，确保它有高的发热量和燃烧温度；有害杂事硫、磷及水分、灰分、挥发分的含量要低；在常温及高温下有足够的机械强度；气孔率要大，粒度要均匀，以保证高炉的有良好的透气性。 高炉冶炼的理化过程1燃料的燃烧2氧化铁的还原3铁的增碳4非铁元素的还原5去硫6造渣 减少生铁中硫的措施：采取优质炉料，基本措施；提高炉温和炉渣的碱度。生铁铸造生铁：含硅量高（2.75~3.25%）碳以石墨形式存在灰口生铁；炼钢生铁：含碳量高（4~4.4%）含硅量较低碳以fe3c形式存在白口生铁炼钢过程的物理化学原理：1脱碳2硅、锰的氧化3脱磷和回磷过程4脱硫5脱氧 脱磷的基本条件：低温；适量增加渣中CaO的含量；渣中必须含有足够数 1
量的FeO。 回磷现象：在炼钢过程中的某一时期，当脱磷的基本条件得不到满足时，则已氧化进入渣中的的磷会重新被还原，并返回到钢液中，称此为回磷过程。经常发生在炼钢炉内假如铁合金或出钢的过程中。防止措施：控制炼钢后期的钢液的温度；减少钢液在盛钢桶内的停留时间，向盛钢桶中炉渣加石灰提高碱度，采用碱性衬层的盛钢桶。 脱硫：[FeS]+(CaO)=（CaS）+（FeO）（吸热）必须在碱性炉内冶炼脱硫剂：石灰或石灰石生产中采取的措施：1在渣内加入碱；2增加石灰或石灰石的量；3扒掉含硫量高的初期渣，造成无硫的新渣；4加入CaP2、MnO 等能降低炉渣粘度的造渣材料，提高炉渣的流动性；5搅拌钢液，以增加钢液与炉渣的接触面积。 当钢中杂质元素被除去到规定要求后，应采取一定方法来降低钢液中的氧含量。称为脱氧，脱氧是炼钢过程的量后过程，在很大程度上影响着钢的质量。脱氧剂：硅铁、锰铁、铝 脱氧方式：扩散脱氧（硅铁和炭粉）、沉淀脱氧（锰铁、硅铁、铝），加在渣面 沉淀脱氧与扩散脱氧相结合：用锰铁进行沉淀预脱氧；用碳粉和硅铁进行扩散脱氧；用硅进行沉淀脱氧。 镇静钢：经过充分脱氧处理的钢；沸腾钢：未经完全脱氧处理的钢；半镇静 2
材料工程基础 1.材料科学与材料工程研究的对象有何异同？ 材料科学侧重于发现和揭示组成与结构、性能、使用效能，合成与加工等四要素之间的关系，提出新概念、新理论。而材料工程指研究材料在制备过程中的工艺和工程技术问题，侧重于寻求新手段实现新材料的设计思想并使之投入使用，两者相辅相成。 2.材料的制备技术或方法主要有哪些？ 金属：铸造（砂型铸造、特种铸造、熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造、离心铸造、连续铸造、消失模铸造），塑性加工（锻造、板料冲压、轧制和挤压、拉拔），热处理，焊接（熔化焊、压力焊、钎焊） 橡胶：塑炼、混炼、压延、压出、硫化五部分 高分子：挤制成型、干压成型、热压铸成型、注浆成型、轧膜成型、等静压成型、热压成型和流延成型 3.如何区分传统材料与先进材料？ 传统材料指已经成熟且已经在工业批量生产的材料，如水泥、钢铁，这些材料量大，产值高，涉及面广，是很多支柱产业的基础，先进材料是正在发展，具有优异性能和应用前景的一类材料。二者没有明显界限，传统材料采用新技术，提高技术含量、性能，大幅度增加附加值成为先进材料；先进材料长期生产应用后成为传统材料，传统材料是发展先进材料和高技术基础，先进材料推动传统材料进一步发展。
4.纳米材料与纳米技术的异同？它们对科技发展的作用？ 纳米材料指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围或由它们作为基本单元构成的材料。纳米技术：能操作细小到1-100nm物件的一类新发展的高技术。作用：对于高端的技术，如在超导的应用方面，集成电路的发展方面纳米技术有重要作用。 5.简述芯片的主要制备工艺步骤？ 步骤如下：1、氧化；2、光刻；3、浸蚀；4、扩散；5、离子注入； 6、互连； 7、封装； 8、装配。 6.简述熔体法生长单晶的特点以及主要方法？ 答：特点：液相是均匀的单相熔体，熔点以下不发生相变。方法：提拉法，坩埚下降法，水平区熔法，浮区法，尖端形核法。 7.为什么纤维通常具备高强度、高模量且韧性好的特点？ 当纤维材料制成时，拉伸强度变大是因为物体愈小，表面和内部包含一个能导致其脆性断裂的危险裂纹的可能性越小。对高聚物材料，在成纤过程中高分子链沿纤维轴向高度取向，而强度大大减少。 8.简述纤维的主要制备方法？ 抽丝：使高聚物熔体或是高聚物溶液通过一个多孔的喷丝头并使之冷却或通过凝固浴凝固形成细丝。 牵挂：将丝轴向拉伸形成纤维。 定型：使合成纤维在某一温度下作极短时间的处理，使纤维具有良好的柔软性和弹性。
材料科学基础第一章习题答案 1. (P80 3-3) Calculate the atomic radius in cm for the following: (a) BCC metal with a 0=0.3294nm and one atom per lattice point; and (b) FCC metal with a 0=4.0862? and one atom per lattice point. Solution: (a) In BCC structures, atoms touch along the body diagonal, which is 3a 0 in length. There are two atomic radii from the center atom and one atomic radius from each of the corner atoms on the body diagonal, so 340r a = 430a r ==0.14263nm=1.4263 810-?cm (b) In FCC structures, atoms touch along the face diagonal of the cube, which is
02a in length. There are four atomic radii along this length —two radii from the face-centered atom and one radius from each corner, so 240r a =, 420 a r ==1.44447 ?=1.44447810-?cm 2.(P80 3-4) determine the crystal structure for the following: (a) a metal with a0=4.9489?, r=1.75?, and one atom per lattice point; and (b) a metal with a0=0.42906nm, r=0.1858nm, and one atom per lattice point. Solution: We know the relationships between atomic radii and lattice parameters are 430 a r =
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5. 杠杆定律只适用于两相区。 ( ) 6. 金属晶体中，原子排列最紧密的晶面间的距离最小，结合力大，所以这些晶面间难以发生滑移。 ( ) 7. 共析转变时温度不变，且三相的成分也是确定的。 ( ) 8. 热加工与冷加工的主要区别在于是否对变形金属加热。 ( ) 9. 过共析钢为消除网状渗碳体应进行正火处理。 ( ) 10. 可锻铸铁能够进行锻造。 （ ） 四、简答题（每小题5分,共20分） 1． 在图1中分别画出纯铁的)011(、)111(晶面和]011[、]111[晶向。并指出在室 温下对纯铁进行拉伸试验时，滑移将沿以上的哪个晶面及晶向进行？ 图1 2．为什么钳工锯 T10，T12 等钢料时比锯 10，20 钢费力，锯条容易磨钝？
3．奥氏体不锈钢的晶间腐蚀是怎样产生的？如何防止？ 4．低碳钢渗碳表面化学热处理的温度范围是多少？温度选择的主要理由是什么？ 五、请用直线将下列材料牌号与典型应用零件及热处理工艺连接起来。（每小题2 分,共10分） 材料牌号应用零件热处理工艺 HT250 弹簧调质+氮化 Cr12MoV 飞机起落架固溶+时效 7A04（LC9）机车曲轴自然时效（退火） 65Mn 冷冲模淬火+中温回火 38CrMoAl 机床床身淬火+低温回火 六、某工厂仓库积压了许多退火状态的碳钢，由于钢材混杂，不知道钢的化学成分， 现找出其中一根，经金相分析后，发现其组织为珠光体+铁素体，其中铁素体占80% ，回答以下问题：（每小题4分,共12分） ①求该钢的含碳量；
1、材料主要分为金属、陶瓷、高分子和复合材料四类。T 2、冶金和冶炼没有区别。F 3、地壳中的金属大多以氧化物的形式存在。t 4、冶金主要分为火法冶金和湿法冶金。F 5、铁是地壳中含量最高的金属。F 6、高炉炼铁主要有还原过程、造渣过程、传热及渣铁反应过程三个主要阶段。T 7、富铁矿石的含铁量在50%以上。T 8、高炉炼铁的主要燃料为焦炭。T 9、碳含量在2.11%以上为生铁。T 10、一般来讲，硫化铜矿采用火法冶炼；氧化铜矿采用湿法冶炼。F 11、单晶材料的生长也要满足形核生长理论。 12、陶器和瓷器的最大区别在于烧结温度不一样。F 13、制粉的方法主要分为物理方法、化学方法和机械制粉三大类。T 14、纳米银呈银白色、有金属光泽。F 15、进行球磨制粉时最好是符合动能准则和碰撞几率准则。T 16、进行球磨时转速越大越好。F 17、在表征粉体村料的粒径时，除球体以外的任何形状的颗粒并没有一个绝对的粒径值，描述它的大小必须要同时说明依据的规则和测量的方法。T 18、颗粒表面粗糙度越大则颗粒间摩擦力越大，从而体系流动性越小，球形颗粒的流动性最好。F 19、烧结是指在高温作用下，坯体发生一系列物理化学变化，由松散状态逐渐致密化，且机械强度大大提高的过程。T 20、烧结的驱动力一般为体系的表面能和缺陷能。T 21、材料的连接分可拆卸和永久性两种。T 22、钎焊一般采用比母材熔点低的金属材料作焊料。T 23、焊接后的工件可以进行热处理来减少由于焊接产生的应力。 24、粘接是借助于一层非金属的中间体材料(胶粘剂)产生的机械结合力、物理吸附力和化学键合力将两个物体紧密连接起来的工艺方法。 F 25、镁合金的常规热处理主要有退火、正火、淬火、回火四种。F 26、热处理是将金属材料以一定的速度加热到预定温度并保持预定的时间，再以预定的冷却速度进行冷却的综合工艺方法。T 27、常规热处理主要包含加热和冷却两个阶段。T 28、钢铁热处理过程中，其相变过程遵循铁碳相图，并在平衡态附近会出现滞后现象。T 29、加热过程氧化和脱碳对村料有害。T 30、冷却方式的不同可以得到不同组织。T 31、退火的主要目的是为了让材料硬化。F 32、球化退火一般加热到A1温度附近。T 33、正火的目的是得到珠光体。T 34、回火是针对淬火钢的一种热处理工艺。T 35、高温回火脆性一般由于回火后冷却速度过慢。T 36、时效的过程实质是固溶或淬火后溶质原子平衡化的过程。T 37、复合材料是指采用物理或化学的方法，使两种或两种以上的材料在相态与性能相互独立的形式下共存于一体之中，以达到提高材料的某些性能、或互补其缺点、或获得新的性能的目的。T 38、陶瓷材料具有耐高温、耐腐蚀、强度高 等优点，但往往较脆，易脆裂。F 39、陶瓷材料中加入颗粒、晶须或纤维等进 行复合，可大量提高其韧性以及性能的稳定 性。T 40、外电流通过电极和溶液界面时，阳极电 位向正值方向移动，阴极电位向负值方向移 动，这种现象叫电极极化。T 1、焦碳是炼铁生产中必不可缺的吗？请说 明。 不可缺少的。作用：a)燃料。燃烧后发 热，产生冶炼所需热量。B)还原剂。焦炭中 的固定碳和它燃烧后生成的CO都是铁矿石 还原所需的还原剂。C)料柱骨架。高炉内是 充满着炉料和熔融渣、铁的一个料柱，焦炭 约占料柱体积的1/3~1/2，对料柱透气性具有 决定性的影响。 2、简要说明炼钢所用原料、各自的作用以及 炼钢过程中发生的一系列主要冶金反应。 炼钢通常需要高炉铁水，废钢，铁合金，脱 氧剂等；高炉铁水提供原材料，废钢吹氧脱 碳，出钢，利用废钢作为炉料，可采用不氧 化法或返吹发进行冶炼，不仅能够大量回收 贵重合金元素，而且也能降低成本，缩短冶 炼时间，进而提高电炉的生产率。中间合金 常作为冶炼高温合金或精密合金的炉料。生 铁在电炉炼钢中一般被用来提高炉料货钢中 的碳含量，并可解决废钢来源不足的状况。 加入冷却剂来平衡热量；为了使钢具有所 需的力学性能，物理性能和化学性能，必须 向钢液中加入合金材料以满足钢的化学成分 和质量要求。 3、为什么不能直接电解铝盐溶液来生产铝？ 铝离子比氢离子活泼，电解时，氢离子先得 电子。生成氢气，得不到铝。 4、连铸、连铸连轧，钢锭的液芯轧制三者各 有何特点，试比较。 a,钢水不断地通过水冷结晶器，凝成硬壳后 从结晶器下方出口连续拉出，经喷水冷却， 全部凝固后切成坯料的铸造工艺过程。B,把 液态钢倒入连铸机中轧制出钢坯（称为连铸 坯），然后不经冷却，在均热炉中保温一定时 间后直接进入热连轧机组中轧制成型的钢铁 轧制工艺。轧制过程在钢锭凝固尚未完全结 束，芯部仍处于液态的条件下进行的轧制工 艺。 5、与钢、铁冶炼比较有色金属的冶炼有何特 点？请以AL、Cu为例说明。 冶炼铝可以用热还原法，但是成本太高。工 业上冶炼铝应用电解法，主要原理是霍尔- 埃鲁铝电解法：以纯净的氧化铝为原料采用电解制铝，因纯净的 氧化铝熔点高（约2045℃），很难熔化，所以工业上都用熔化的 冰晶石(Na3AlF6)作熔剂,使氧化铝在1000℃左右溶解在液态的冰 晶石中，成为冰晶石和氧化铝的熔融体，然后在电解槽中，用碳块 作阴阳两极，进行电解。铜的冶炼方法包括湿法冶炼和火法冶炼， 以火法冶炼为主。火法冶炼一般是先将含铜百分之几或千分之几的 原矿石，通过选矿提高到20－30％，作为铜精矿，在密闭鼓风炉、 反射炉、电炉或闪速炉进行造锍熔炼，产出的熔锍(冰铜)接着送入 转炉进行吹炼成粗铜，再在另一种反射炉内经过氧化精炼脱杂，或 铸成阳极板进行电解，获得品位高达99.9％的电解铜。现代湿法 冶炼有硫酸化焙烧－浸出－电积，浸出－萃取－电积，细菌浸出等 法，适于低品位复杂矿、氧化铜矿、含铜废矿石的堆浸、槽浸选用 或就地浸出。 6、什么是合金的充型能力及流动性?二者间有何联系与区别? 充型能力：液态金属充满铸型型腔，获得尺寸精确、轮廓清晰的成 型件的能力。合金的流动性是指合金本身的流动能力。液态合金充 满型腔，获得形状完整，轮廓清晰的铸件的能力称为充型能力。 合金的流动性是指合金本身的流动能力。合金的流动性影响合金 能力的内在因素，它主要与合金本身的性质有关。充型能力可以认 为是考虑铸型及其他工艺因素影响的液态合金的流动性。为提高 合金的充型能力应尽量选用共晶成分合金或结晶温度范围小的合 金，应尽量提高金属液的凝固质量，金属液愈纯净所含气体杂质愈 少，充型能力愈好。 7、简述铸件的收缩对铸件质量的影响及影响铸件收缩的因素。 因素:铸件结构方面的原因铸件结构方面的原因铸件结构方面的 原因铸件结构方面的原因; 熔炼方面的原因熔炼方面的原因熔炼 方面的原因熔炼方面的原因; 工艺设计的原因工艺设计的原因工 艺设计的原因工艺设计的原因; 作用：对铸件强度产生一定的影 响，降低强度，甚至导致铸件在使用过程中出现意外。 8、铸件产生翘曲变形的原因及变形规律是什么？如何来防止和 减小铸件变形。 铸件产生翘曲变形的原因是：1.铸件结构设计不合理，壁厚不均匀； 2.冷却不当，冷缩不均匀。 防止和减小铸件变形的措施有：1.改变结构，使结构尽可能对称， 壁厚尽量逐渐变化；2.改变冷却方法，尽量使各部位均匀冷却。 9、简述熔模铸造的特点及适用范围。 10、熔模铸件尺寸精度较高，表面光洁度也比较高，可以铸造各 种合金的复杂的铸件, 熔模铸造的适合各种合金，生产效率低，生 产成本高。 10、金属型铸造有何特点，为什么未能广泛取代砂型铸造？ 金属型生产的铸件，其机械性能比砂型铸件高。铸件的精 度和表面光洁度比砂型铸件高，而且质量和尺寸稳定; 铸件的工艺 收得率高，液体金属耗量减少，一般可节约15～30%；不用砂或 者少用砂，一般可节约造型材料80～100%。原因：(1) 金属型制 造成本高；(2) 金属型不透气，而且无退让性，易造成铸件浇不足、 开裂或铸铁件白口等缺陷;(3) 金属型铸造时，铸型的工作温度、合 金的浇注温度和浇注速度，铸件在铸型中停留的时间，以及所用的 涂料等，对铸件的质量的影响甚为敏感，需要严格控制。 11、什么是半固态合金？简述其主要制备方法和后续成形方法。 半固态成形即半固态合金成形，它是介于液态成形和固态成形之间
（一） 1谈谈你对材料学科及材料四要素之间的关系的认识 2金属键与其它结合键有何不同，如何解释金属的某些特性？ 3说明空间点阵、晶体结构、晶胞三者之间的关系。 4晶向指数和晶面指数的标定有何不同？其中有何须注意的问题？ 5画出三种典型晶胞结构示意图，其表示符号、原子数、配位数、致密度各是什么? 6 画出立方晶系中（011）,（312）, [211],[ 211],[101],（101） 7, 画出六方晶系中（1120），（0110），（1012），（1100），（1012） 8. 原子间的结合键共有几种？各自特点如何？ 9. 在立方系中绘出｛110 ｝、｛111 ｝晶面族所包括的晶面，及（112 ）和（1 20）晶面。 标出具有下列密勒指数的晶面和晶向： a）立方晶系（421）, 123 , （130）, [2 11] , [311];
11 .计算面心立方结构（111 ）、（110 ）与（100 ）面的面密度和面间距。 12. 标出具有下列密勒指数的晶面和晶向： a）立方晶系（421），123，（130），［2 11］，［311］； b）六方晶系2111 ，1101 ，3212，［2111］，1213。 13在体心立方晶系中画出｛111｝晶面族的所有晶面。 14 画出＜110＞晶向族所有晶向 四.作图,在图中表吓出卜列晶面和晶向（10分） 立方晶系I1（2 0 3）（1 2 1）［2 1 3］ 10 .在立方系中绘出｛110 ｝、｛111 ｝晶面族所包括的晶面，及（112 ）和（1 20）晶面。
15. 写出密排六方晶格中的［0001］,（0001）, 1120 , 1100 , 1210 16. 在一个简单立方晶胞内画出一个（110）晶面和一个［112］晶向。 17. 标出具有下列密勒指数的晶面和晶向： 立方晶系（421），123，（130）, ［211］，［311］； 18. 计算晶格常数为a的体心立方结构晶体中八面体间隙的大小。 19. 画出面心立方晶体中（111）面上的［112］晶向。 20. 已知某一面心立方晶体的晶格常数为a,请画出其晶胞模型并分别计算该晶体 的致密度、｛111｝晶面的面密度以及｛110｝晶面的面间距。 21. 表示立方晶体的（123），［211］, 012 22. 写出密排六方晶格中1120 , 1100 , 1210 ［2 111］，1213 23. 画出密排六方晶格中的［0001］, , 0110 , 1010 ,［2110］,［1120］ 24在面心立方晶胞中的（1 1 1）晶面上画出［110］晶向 25指出在一个面心立方晶胞中的八面体间隙的数目，并写出其中一个八面体间隙的中心位置坐标。假设原子半径为r，计算八面体间隙的半径。 26. 画出密排六方晶格中的（0001）, 1120 , 1100 , 1210 27. 立方晶系中画出（010），（011），（111），（231），［231］,［321］29. 计算晶格常数为a的面心立方结构晶体中四面体间隙和八面体间隙的大小。（4 分） 30. 写出立方晶系110、123晶面族的所有等价面 31. 立方晶胞中画出以下晶面和晶向：102，（112），（213），［110］, & 32. 六方晶系中画出以下晶面和晶向：（2110），（1012），1210，0111 33. 写出立方晶系100、234晶面族的所有等价面 34. 画出立方晶胞内（111），［112］, 35. 画出六方晶胞内（1011），［1123］
工程材料期末考试题
一、填空题（每空1分，共20分） 1.机械设计时常用抗拉强度和屈服强度两种强度指标。 2.若退火亚共析钢试样中先共析铁素体占41.6％，珠光体58.4％，则此钢的含碳量为约0.46％。 3.屈强比是屈服强度与，抗拉强度之比。 4.一般工程结构用金属是多晶体，在各个方向上的性能相同，这就是实际金属的各向同性现象。 5.实际金属存在点缺陷、线缺陷和面缺陷三种缺陷。实际晶体的强度比理想晶体的强度低（高，低）得多。 6.根据组成合金的各组元之间的相互 2
作用不同，合金的结构可分为两大类： 固溶体和金属化合物。固溶体的晶格结构同溶剂，其强度硬度比纯金属的高。 7.共析钢加热至Ac1时将发生珠光体向奥氏体的转变，其形成过程包括四个阶段。 8.把两个45钢的退火态小试样分别加热到Ac1～Ac3之间和Ac3以上温度水冷淬火，所得到的组织前者为马氏体+铁素体+残余奥氏体，后者为马氏体＋残余奥氏体。 二、判断改错题（对打√，错打“×”并改错，每小题1分，共10分）（）1.随奥氏体中碳含量的增高，马氏体转变后，其中片状马氏体减少，板条状马氏体增多。(×，片状马氏体增多，板条马氏体减少) （）2.回火屈氏体、回火索氏体和过冷 3
奥氏体分解时形成的屈氏体、索氏体，只是形成过程不同，但组织形态和性能则是相同的。(×，组织形态和性能也不同) （）3.退火工件常用HRC标出其硬度， 淬火工件常用HBS标出其硬 度。(×，退火工件硬度用HBS 标出，淬火工件硬度用HRC标 出；) （）4.马氏体是碳在α－Fe中所形成的过饱和固溶体；当发生奥氏体向马氏体的转变时，体积发生膨胀。√； （）5.表面淬火既能改变工件表面的化学成分，也能改善其心部组织与性能。(5.×，表面淬火只能改变工件表面的组织与性能。) （√；）6.化学热处理既能改变工件表面的化学成分，也能改善其心部组织与性能。 （√）7.高碳钢淬火时，将获得高硬度 4