工程材料复习题
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第四章工程材料复习题一、填空题1、金属的力学性能主要包括强度、硬度、塑性、韧性、疲劳强度等指标,其中衡量金属材料在静载荷下机械性能的指标有强度、硬度、塑性。
衡量金属材料在交变载荷和冲击载荷作用下的指标有疲劳强度和冲击韧性。
2、钢以铁、碳为主要元素,其中碳的质量分数为小于2.11%,铸铁是含碳质量分数大于2.11%的铁碳合金。
3、钢按用途分为结构钢、工具钢和特殊性能钢。
4、普通质量的结构钢主要用于工程结构和机械零件方面。
5、金属分为黑色金属和有色金属。
6、碳钢的编号为:碳素结构钢采用拼音字母Q和数字表示其屈服强度;优质碳素结构钢用两位数字表示钢中平均碳的质量分数的万分之几,如45钢;碳素工具钢用字母T表示;铸造碳钢用ZG代表铸钢二字汉语拼音首位字母。
7、合金钢的编号为:低低合金高强度结构钢由代表屈服点的汉语拼音字母Q;合金结构钢如40Cr表示平均碳的质量分数ωc= 0.40%,平均铬的质量质量分数ωCr<1.5%;滚动轴承在牌号前加G。
8、合金钢是为了改善钢的性能,在钢中加入其他合金元素。
9、合金钢分为合金结构钢、合金工具钢和特殊性能钢。
10、铸铁可分为灰铸铁、球墨铸铁和可锻铸铁。
11、灰铸铁的断口呈浅白色,其牌号用符号HT和数字表。
12、球墨铸铁的牌号用符号QT和数字表示。
13、机械零件需要强度、塑性和韧性都较好的材料,应选用中碳钢。
14、碳的质量分数在0.30%~0.55%之间的属于中碳钢。
15、钢的普通热处理(也叫整体热处理)有退火、正火、淬火和回火,钢的表面热处理有表面淬火热处理和化学热处理。
16、降低钢的硬度,改善切削加工性能常用的热处理有退火和正火,若是高碳钢或是高合金钢要采用退火处理。
17、钢淬火常用的冷却介质有水和油,淬火处理的目的是提高工件的强度、强度和耐磨性。
淬火后钢的硬度主要取决于钢的含碳量高低。
18、淬火和高温回火结合的处理称为调质,处理后钢的性能特点是有良好的综合性能,适合轴和齿轮类零件的热处理。
⼯程材料复习题复习要点⼀、名词解释:晶格(空间点阵),同素异构现象(多形性)/同素异构转变(多形性转变),致密度,配位数,单晶体,多晶体,过冷现象/过冷度,⾃发形核,⾮⾃发形核,变质处理,合⾦,固溶体(置换固溶体,间隙固溶体,⾦属化合物/中间相),固溶强化,铁碳合⾦,铁素体,奥素体,渗碳体,莱⽒体,珠光体,热处理(完全退⽕,球化退⽕,正⽕,淬⽕,回⽕)⼆、⽐较异同点:晶体—⾮晶体,凝固与结晶,相—组织组成物,共晶反应—共析反应,淬透性/可淬性—淬硬性/可硬性,表⾯淬⽕—化学热处理,结晶—再结晶三、单⼀选择题1. T10A钢室温下的平衡组织为。
(a) F+ Fe3C (b) P+ Fe3C II(c)F+P (d) P+Fe3C2. 下列材料中不能锻造的材料是( );(a)灰⼝铸铁; (b)钢材; (c)铜合⾦; (d)铝合⾦3. 形变铝合⾦的强韧化措施是()。
(a) 淬⽕+回⽕ (b) 钠盐变质处理 (c) 固溶处理 (d) 淬⽕+时效4. 可选择()材料制造化⼯管道。
(a) 尼龙 (b) 聚四氟⼄烯 (c) 聚碳酸脂 (d) 聚苯⼄烯5. ⽐较45、40Cr和40CrNi三种牌号结构钢淬透性时,下列说法有误的是()。
(a) 40CrNi钢淬透性最好 (b) 45钢淬透性最差(c) 40CrNi钢淬透性最差 (d) 40CrNi钢淬透性优于40Cr钢6. 卧式铣床加⼯齿轮时,分度⼿柄转⼀周,则⼯件转( )(a)40周; (b)1/40周; (c)1周; (d) 10周7. 车床钻孔时,其主运动是( );(a)⼯件的旋转; (b)钻头的旋转; (c)钻头的纵向运动;(d) ⼯件的纵向运动8. 普通车床C6136中数字36表⽰( );(a)最⼤车削直径的1/10; (b)最⼤车削半径的1/10;(c)最⼤车削长度的1/10;(d) 最⼤车削直径9.减速机壳体是灰⼝铸铁制造的,它的⽑坯⽣产⽅式是( );(a)砂型铸造; (b)⾃由锻造; (c)模锻; (d)冲压10.⽤10mm厚度的钢板焊接⼀个压⼒容器,应选择( );(a)氧-⼄炔焊; (b)交流弧焊; (c)钎焊; (d)缝焊11.关于低碳钢正⽕⽬的说法错误的是。
⼯程材料复习题⼯程材料复习题简答题:1.按照晶体中原⼦排列不规则区域的尺⼨⼤⼩,将晶体缺陷分为哪三种?点缺陷、线缺陷、⾯缺陷2常见⾦属的晶体结构?体⼼⽴⽅晶格、⾯⼼⽴⽅晶格、密排⽴⽅晶格3.点缺陷主要是指?点缺陷是指以⼀个点为中⼼,在它的周围造成原⼦排列不规则,产⽣晶格畸变和内应⼒的晶体缺陷。
主要有间隙原⼦、置换原⼦、晶格空位三种。
4.钢的普通热处理主要包括?退⽕、正⽕、淬⽕、回⽕5固溶体的种类?间隙固溶体(⽆序固溶体)、置换固溶体(有序固溶体)6.⼆元相图最基本的类型?匀晶相图、共晶相图、包晶相图、其它相图7.⾦属结晶时,过冷度与晶粒⼤⼩有何关系?增加过冷度会使结晶后的晶粒变⼩。
8.纯⾦属结晶和合⾦结晶有何异同?9从组织的⾓度看,钢铁的主要区别?10.晶体的结晶过程?⾦属结晶的过程包括成核和长⼤两个基本过程。
11.珠光体,莱⽒体的含碳量?12.铁碳合⾦各点的含碳量,各线的温度,名称?13.常⽤的淬⽕⽅法?单液淬⽕、双液淬⽕、马⽒体分级淬⽕、贝⽒体等温淬⽕14.灰⼝铸铁第三阶段⽯墨化程度与最终基体组织的关系?第三阶段的⽯墨化常因铸铁成分及冷却速度不同⽽得到不同组织,如F+G,F+P+G,P+G。
15.淬透性与淬硬性的区别与联系?淬硬性与淬透性的含义是不同的,淬硬性⾼的钢。
其淬透性不⼀定⾼,⽽淬硬性低的钢,其淬透性也不⼀定低。
16常⽤⾮⾦属材料主要包括?主要有⾼分⼦材料、陶瓷材料和复合材料17.塑料的组成?树酯、添加剂18.镇静钢锭的宏观组织由表及⾥可分为哪三个区?19.根据⼆元铝合⾦的⼀般相图,可以将铝合⾦分为哪两类?根据⼆元铝合⾦的⼀般相图,可以将铝合⾦分为变形铝合⾦和铸造铝合⾦。
问答题:1、晶粒⼤⼩对⾦属的⼒学性能有何影响?根据结晶时的形核和长⼤规律,简述影响晶粒⼤⼩的因素,并说明在⼯业⽣产中可以采⽤哪些⽅法细化晶粒。
2.试分析碳钢的成分、组织与性能间的关系。
3.常⽤的淬⽕⽅法有哪些?各得到什么组织?1单液淬⽕法2双液淬⽕法3分级淬⽕发4等温淬⽕法。
第二章材料的性能、解释下列名词:⑴强度和刚度⑵塑性和韧性⑶屈强比⑷冷脆转变温度⑸断裂韧度⑹疲劳强度⑺蠕变⑻应力松弛⑼高周疲劳和低周疲劳⑽耐磨性2、拉伸试样的原标距为50mm,直径为10mm,拉伸试验后,将已断裂的试样对接起来测量,若断后的标距为79mm,缩颈区的最小直径为4.9mm,求该材料的伸长率和断面收缩率的值。
3、用45号钢制成直径为30mm的主轴,在使用过程中,发现该轴的弹性弯曲变形量过大,问是否可改用合金钢40Cr或通过热处理来减小变形量?为什么?4、下列各种工件应该采用何种硬度试验方法来测定其硬度?(1)锉刀(2)黄铜轴套(3)硬质合金刀片(4)供应状态的各种碳钢钢材(5)耐磨工件的表面硬化层5、一根钢筋试样,其弹性模量E=210GPa, 比例极限бP=210 MPa, 在轴向力FP的作用下,测得轴向线应变ε=0.001,试求此时钢筋横截面上的正应力。
如果继续增加拉力,使试样的轴向线应变达到0.08,然后再逐渐卸除载荷,测得残余线应变为0.075,试问未卸载时钢筋横截面上的正应力为多大?6、当某一材料的断裂韧度K Ic=62MPa•m1/22a=5.7mm时,要使裂纹失稳扩展而导致断裂,需要多大的应力?(设Y=)7、为什么疲劳裂纹对机械零件潜在着很大危险?8、有两位工程师讨论疲劳破坏。
一位说疲劳破坏是脆性的,而另外一位说疲劳破坏是韧性的,试讨论这两种观点的是与非。
第四章二元合金1.比较固溶体、金属间化合物和机械混合物的晶格特征与性能特征。
2.现有A、B两组元,其熔点B>A,组成二元匀晶相图,试分析以下说法是否正确:(1)A、B两组元的晶格类型可以不同,但原子大小一定要相等;(2)其中任一合金K,在结晶过程中由于固相成分沿固相线变化,故结晶出来的固溶体中的含B量始终高于原液相中的含B量;(3)固溶体合金按匀晶相图平衡结晶时,由于不同温度下结晶出来的固溶体成分和剩余液相成分都不相同,3.一个二元共晶反应如下:Lα0.15%B+β0.95B,求:(1)含0.50B的合金凝固后,α初和(α+β)共晶的相对量;α相与β相的相对量;(2)共晶反应后若β初和(α+β)共晶各占一半,问该合金成分如何?4.已知A(熔点600℃)与B(熔点500℃)在液态下无限互溶;在固态300℃时A溶于B 的最大溶解度为30%,室温时为10%,但B不溶于A;在300℃时含B40%的液态合金发生共晶反应。
一、判断题1、材料的密度一定高于其表观密度。
2、水泥的体积安定性不合格可以降低等级使用。
3、硅酸盐水泥不适用于有防腐要求的混凝土工程。
4、材料的吸水性用含水率来表示。
5、有抗渗性要求的混凝土不宜选用矿渣硅酸盐水泥。
6、混凝土的流动性用沉入度来表示。
7、相对湿度越大,混凝土的碳化速度就越快。
8、混凝土的强度平均值和标准差,都是说明混凝土质量的离散程度的。
9、在混凝土中掺入适量减水剂,不减少用水量,则可改善混凝土拌合物的流动性。
10、计算混凝土水灰比时,要考虑使用水泥的实际强度。
11、砂浆的保水性用沉入度表示,沉入度愈小表示保水性愈好。
12、烧结空心砖可以用于六层以下的承重墙。
13、烧结普通砖的质量等级是采用10块砖的强度试验评定的。
14、石灰爆裂就是生石灰在砖体内吸水消化时产生膨胀,导致砖收到内应力破坏。
15、烧结多孔砖和烧结空心砖都具有自重较小,绝热性较好的优点,故它们均适合用来砌筑建筑物的承重内外墙。
16、烧砖时窑内为氧化气氛制得青砖,还原气氛制得红砖。
17、砂浆的分层度越大,保水性越好。
18、钢材的伸长率表明钢材的塑性变形能力,伸长率越大,钢材的塑性越好。
19、建筑钢材根据屈服点和抗拉强度确定牌号。
20、冷拉是指在低温条件下对钢筋进行拉伸处理,以提高其屈服强度。
21、钢材的腐蚀主要是化学腐蚀,其结果使钢材表面生成氧化铁或硫化铁等而失去金属光泽。
22、钢结构设计时,对直接承受动荷载的结构应选用沸腾钢。
23、与沸腾钢比较,镇静钢的冲击韧性和焊接性较差,特别是低温冲击韧性的降低更为显著。
24、δ5是表示钢筋拉伸至变形达5%时的伸长率。
25、钢材中含磷较多呈冷脆性,含硫较多呈热脆性。
二、填空题1、石灰浆体在空气中硬化,是由___作用和___作用同时进行的过程来完成,故石灰属于___胶凝材料。
2、硅酸盐水泥的矿物组成(4种)___、___、___和___。
3、目前我国广泛使用水泥品种(6种)___、___、___、___、___和___。
习题一.是非题(判断对还是错)1.材料有延性破坏转变为脆性破坏的上限温度称为韧-脆转折温度。
2.断裂韧性是材料固有的力学性能指标,是强度和韧度的综合体现,与裂纹的大小、形状、应力等无关。
3.材料内的应力不再增大,但应变却继续增大是弹性变形的主要特点。
4.一般金属材料构件都是在弹性状态下工作的,不允许发生塑性变形。
5.金属材料的工艺性能是指为了保证机械零件、设备、结构件等能正常工作,材料所具有的性能。
6.稳定化处理的工艺条件是:将工件加热到1050℃~1150℃,保持足够长的时间后,快冷。
7.固溶处理的目的是为了强化奥氏体不锈钢。
8.影响低温用钢低温脆性的因素很多,其中以合金元素的影响最为显著。
9.钢在热处理过程中加热保温一段时间的目的,是为了把工件烧透,使其芯部达到与表面相同的温度。
10金属材料的铸造、焊接、热处理、压力加工、切削加工等方面的性能称为工艺性能。
11.钢的含碳量越低,其组织中铁素体的含量就越多,塑性和韧性越差,强度和硬度越高。
12.低碳钢拉伸试验中,材料失去抵抗继续变形的能力,应力不再增加,但应变却继续增大的阶段称为屈服阶段。
13.奥氏体不锈钢在晶间析出碳化物,在腐蚀介质作用下常发生应力腐蚀开裂。
14.奥氏体不锈钢具有面心立方晶格所特有的性能,不出现低温脆性,所以可作为低温用钢,但不能作为高温钢使用。
15.低合金耐热钢按材料显微组织分为珠光体和奥氏体。
16.奥氏体不锈钢的焊缝组织主要为奥氏体+少量珠光体。
17.晶格缺陷使金属材料的强度、硬度降低。
18.碳钢的同素异构转变温度为:1394℃和912℃。
19.包晶反应、共晶反应以及共析反应是铁碳合金状态图中的三个反应。
20.淬火就是获得马氏体的过程。
21.硬度与强度有一定的关系,一般情况下,硬度高的材料其强度也高,所以可以通过测试硬度来估算材料强度。
22.碳钢和低合金钢去应力退火是将工件加热到450~500℃,保持一段时间后在空气中冷却的热处理工艺。
工程材料复习题一、填空1、屈服强度是表示金属材料抵抗微量塑性变形的能力.3、α—Fe的晶格类型为体心立方晶格。
4、γ—Fe的晶格类型为面心立方晶格。
5、随着固溶体中溶质原子含量增加,固溶体的强度、硬度__升高__。
6、金属的结晶包括形核和长大两个基本过程.7、金属的实际结晶温度___低于_其理论结晶温度,这种想象称为过冷。
8、理论结晶温度与实际结晶温度之差△T称为___过冷度___。
9、金属结晶时,冷却速度越快,则晶粒越__细小__.10、铁素体的力学性能特点是塑性、韧性好。
11、渗碳体的力学性能特点是硬度高、脆性大 .12、碳溶解在_γ—Fe__中所形成的间隙固溶体称为奥氏体。
13、碳溶解在_α—Fe__中所形成的间隙固溶体称为铁素体。
14、珠光体的本质是铁素体和渗碳体的机械混合物。
15、共析钢的室温平衡组织为 P(或珠光体)。
共析钢的退火组织为 P(或珠光体).16、亚共析钢的含碳量越高,其室温平衡组织中的珠光体量越多。
17、在室温平衡状态下,碳钢随着其含碳量的增加,韧、塑性下降。
19、在铁碳合金的室温平衡组织中,渗碳体相的含量是随着含碳量增加而增加.20、在退火态的20钢、45钢、T8钢、T13钢中,δ和αK值最高的是 20 钢.21、共析钢加热到奥氏体状态,冷却后获得的组织取决于钢的_冷却速度__。
22、共析钢过冷奥氏体在(A1~680)℃温度区间等温转变的产物是珠光体(或P)。
23、共析钢过冷奥氏体在680~600℃温度区间等温转变的产物是索氏体(细珠光体)。
24、共析钢过冷奥氏体在(600~550)℃温度区间等温转变的产物是托氏体(或极细珠光体).25、共析钢过冷奥氏体在550~350℃温度区间等温转变的产物是B上(或上贝氏体)。
26、共析钢过冷奥氏体在(350~230)℃温度区间等温转变的产物是下贝氏体(或B下).27、亚共析钢的正常淬火温度范围是 Ac3 + 30~50℃。
28、过共析钢的正常淬火温度范围是 Ac1 + 30~50℃.29.钢经__等温___淬火可获得下贝氏体组织,使钢具有良好的__强度和韧性_性能。
一、填空题:1、金属材料一般可分为(黑色)金属和(有色)金属两类。
2、工程材料的性能包括(使用)性能和(工艺)性能。
3、工程材料的使用性能包括(力学)性能、(物理)性能和(化学)性能。
4、疲劳断裂的过程包括(裂纹产生)、(裂纹扩展)和(疲劳断裂)。
5、填出下列力学性能指标的符号:屈服强度(σs)、抗拉强度(σb)、断后伸长率(δ)、断面收缩率(φ)、冲击韧度(αK)。
6、常用的三种硬度表示为(布氏硬度HB)、(洛氏硬度HR)和(维氏硬度HV)。
7、晶体与非晶体的根本区别是(原子排列是否有规律)。
8、金属晶格的基本类型有(体心立方晶格)、(面心立方晶格)和(密排六方晶格)三种。
9、实际金属的晶体缺陷有(点缺陷)、(线缺陷)和(面缺陷)三类。
10、实际晶体中主要存在三类缺陷,其中点缺陷有(空位)和(间隙原子)等;线缺陷有(位错);面缺陷有(晶界)等。
11、合金相的结构分为(固溶体)和(金属化合物)两大类。
12、在大多数情况下,溶质在溶剂中的溶解度随着温度升高而(增加)。
13、按照溶质原子在溶剂中位置的不同,固溶体分为(置换固溶体)和(间隙固溶体)。
14、固溶体按溶解度大小不同分为(有限固溶体)和(无限固溶体)。
15、金属结晶的过程是一个(晶核形成)和(晶粒长大)的过程。
16、金属结晶的必要条件是(过冷度)。
17、金属结晶时,(冷却速度)越大,过冷度越大,金属的(实际结晶)温度越低。
18、金属的晶粒越细小,其强度、硬度(越高),塑性韧性(越好)。
19、金属结晶时晶粒的大小主要决定于其(形核率)和(晶核的长大速度),一般可通过(增加过冷度法)或(变质处理)来细化晶粒。
20、铁有三种同素异构体,在912℃以下时为(体心立方α-Fe)晶格;在912℃以上,1394℃以下时为(面心立方γ-Fe)晶格;高于1394℃而低于熔点时为(体心立方δ-Fe)晶格。
21、铁碳合金的组织中,属于固溶体的有(F)和( A ),属于化合物的有( Fe3C ),属于机械混合物的有( P ) 和( L d)。
工程材料复习题一、判断题:(正确打“√”,错误打“X”)1、将某种含孔的材料置于不同湿度的环境中,分别测定其密度,其中以干燥条件下的密度为最小。
(×)2、石灰在水化过程中要吸收大量的热量,体积也有较大的收缩。
(×)3、按规定,硅酸盐水泥的初凝时间不迟于45分钟。
(×)4、在其它条件相同时,用卵石代替碎石配置混凝土,可使混凝土强度得到提高,但流动性减小。
(×)5、沥青的温度敏感性用软化点表示,软化点越高,则沥青的温度敏感性越大。
(×)6、气硬性胶凝材料一般只适用于地上或干燥环境,不宜用于潮湿环境,更不可用于水中。
(√)7、水硬性胶凝材料既适用于地上,也适用于地下或水中。
(√)8、水泥储存期不宜超过3个月。
(√)9、Q345是优质碳素结构钢。
(×)10、Q235q专用于焊接桥梁的钢。
(√)11、钢材锈蚀的类型主要有化学锈蚀和电化锈蚀。
(×)12、铸铁是含碳量小于2.11%的铁碳合金。
(×)13、钢的质量高低是按磷和硫的含量多少来分。
(√)14、石油沥青的牌号主要根据针入度、延度和软化点等指标确定的,并以针入度值表示。
(√)15、人造板材的种类有胶合板和纤维板两种。
(×)16、土工合成材料是应用于岩土工程的,以合成材料为原材料制成的各种产品的统称。
(√)17、客运专线选用外加剂应采用减水率高,坍落度损失小,适量引气,能明显发送或提高混凝土耐久性能的质量称定产品。
(√)18、Q235-BZ表示屈服强度为235MPa质量等级为B级的镇静钢。
(√)19、直径不小于6mm的是钢丝,直径小于6mm的是钢筋。
(×)20、热轧光圆钢筋的公称直径为6~22mm,而热轧带肋钢盘的公称直径为6~50mm。
(√)21、袋装水泥在存放时,就用木料垫高,高出地面约10cm就可以。
(×)22、某些材料虽然在受力初期表现为弹性,到达一定程度后表现出塑性特征,这类材料称为塑性材料。
工程材料复习题及答案一、判断题1、细化晶粒虽能提高金属的强度,但增大了金属的脆性。
(╳)2、结构钢的淬透性,随钢中碳含量的增大而增大。
(╳)3、普通低合金结构钢不能通过热化处理进行强化。
(√)4、置换固溶体必是无限固溶体。
(╳)5、单晶体必有各向异性。
(√)6、普通钢和优质钢是按其强度等级来区分的。
(╳)7、过热钢经再结晶退火后能显著细化晶粒。
(╳)8、奥氏体耐热钢也就是奥氏体不锈钢。
(╳)9、马氏体的晶体结构和铁素体的相同。
(√)10、面心立方金属的塑性比体心立方金属的好。
(√)11、铸铁是含碳量小于2.11%的铁碳合金。
(×)12、晶界是金属晶体的常见缺陷。
(√)13、渗碳体是钢中常见的固溶体相。
(╳)14、金属的塑性变形主要通过位错的滑移进行。
(√)15、金属在进行热加工时,不会产生加工硬化现象。
(√)16、比重偏析不能通过热处理来消除。
17、上贝氏体的韧性比下贝氏体好。
(╳)18、对过共析钢工件进行完全退火可消除渗碳体网。
(╳)19、对低碳低合金钢进行正火处理可提高其硬度。
(√)20、淬火获得马氏体的必要条件之一是其淬火冷却速度必须小于Vk。
(╳)21、氮化件的变形远比渗碳件的小。
(√)22、工件渗碳后直接淬火其开裂倾向比一次淬火的要小。
(√)23、高锰钢在各种条件下均能表现出良好的耐磨性。
(╳)24、无限固溶体必是置换固溶体。
(√)25、金属的晶粒越细小,其强度越高,但韧性变差。
(╳)26、所谓临界冷却速度就是指钢能获得完全马氏体组织的最小冷却速度。
(√)27、钢进行分级淬火的目的是为了得到下贝氏体组织。
(╳)28、对奥氏体不锈钢进行固溶处理的目的是为了提高其强度。
(╳)29、弹簧钢的最终热处理应是淬火+低温回火。
(╳)30、凡单相固溶体均能进行形变强化。
(√)31、陶瓷组织中的气相能起到一定的强化作用。
(╳)32、热塑性塑料一般具有链状或支链状分子结构。
(√)33、凡间隙固溶体必是有限固溶体。
工程材料整理1、金属中的晶体结构,以及对塑性的影响。
答:晶体结构:晶格、晶胞、晶格常数。
常见金属的晶体结构:体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格。
在其它条件相同时,金属晶体中滑移系越多或滑移方向越多,该金属的塑性越好。
金属的塑性:面心立方晶格>体心立方晶格>密排六方晶格2、塑性变形方式答:1)滑移:当作用在晶体上的切应力达到一定数值后,晶体一部分沿一定的晶面,向着一定的方向,与另一部分之间作相对移动,这种现象叫滑移。
2)孪生:在切应力作用下晶体的一部分相对于另一部分沿一定晶面(孪生面)和晶向(孪生方向)发生切变的变形过程。
滑移和孪生都是发生在单个晶粒内部的变形,称为晶内变形。
3)晶间变形:多晶体的变形方式除晶粒本身的滑移和孪生外,还有在外力作用下晶粒间发生的相对移动和转动而产生的变形。
3、冷变形金属在加热时发生的三个过程。
答:冷变形金属在加热时发生的三个过程依次为回复、再结晶和晶粒长大。
4、合金元素对回火转变的影响。
答:提高回火稳定性,产生二次硬化,增大回火脆性。
5、铸铁牌号的含义答:1)灰铸铁牌号:HT+бbHT表示灰铁,бb的数字表示最低抗拉强度,单位是MPa。
例:HT200的含义是抗拉强度大于等于200MPa的灰铸铁。
2)球墨铸铁牌号:QTбb-δ0QT表示球墨,бb的数字表示最低抗拉强度,单位是MPa,δ0的数字表示最低断后伸长率,用百分数表示。
例:QT600-2的含义是抗拉强度大于等于600MPa,断后伸长率大于等于2%的球墨铸铁。
3)可锻铸铁牌号:KTZ(B,H)бb-δ0KT表示可锻铸铁,Z代表珠光体基体,B代表白心,H表示黑心。
бb的数字表示最低抗拉强度,单位是MPa,δ0的数字表示最低断后伸长率,用百分数表示。
例:KTH150-5表示抗拉强度大于等于150MPa,断后伸长率大于等于5%的黑心可锻铸铁。
KTB220-16表示抗拉强度大于等于220MPa,断后伸长率大于等于16%的白心可锻铸铁。
KTZ200-8表示抗拉强度大于等于200MPa,断后伸长率大于等于8%的珠光体基体可锻铸铁。
6奥氏体形成的四个步骤。
答:1、奥氏体的形核2、奥氏体的长大3、残余碳化物的溶解4、奥氏体的均匀化7、马氏体有哪些形态,力学性能有什么区别?答:片状马氏体,板条状马氏体。
片状马氏体具有高强度高硬度,但韧性很差,其特点是硬而脆。
在具有相同屈服强度的条件下,板条马氏体比片状马氏体的韧性好很多,即在具有较高强度、硬度的同时,还具有相当高的韧性和塑性。
8、变形铝合金热处理特点。
答:热处理强化,固溶强化、时效强化、细化组织强化。
9、陶瓷组织的基本相答:气相、玻璃相、晶相。
10、阻碍石墨化的因素答:化学成分、冷却速度。
11、晶体有哪些缺陷?答:1)点缺陷:空位、间隙原子。
2)线缺陷:刃型错位、螺型错位。
3)面缺陷:晶界、亚晶界。
12、塑料王、铝硅明、巴氏合金、淬透性、临界冷却度、变质处理、调质处理、淬硬性、回火脆性、过冷度。
答:塑料王:聚四氟乙烯,几乎不受任何化学药剂的腐蚀,即使高温下在强酸、强碱及强氧化环境中也都很稳定,故有塑料王之称。
铝硅明:Al-Si系铸造铝合金,具有较好的铸造性,线收缩性好,热裂倾向小,还有高气密性及优良耐蚀性,是应用最多的铸造铝合金系列。
巴氏合金:锡基巴氏合金是在Sn-Sb合金基础上添加Cu、Pb等元素组成的合金;铅基巴氏合金是在Sn-Sb合金基础上添加Sn和Cu元素组成的合金。
变质处理:在液态金属中加入变质剂(难熔金属或合金),以增加形核率,达到细化晶粒、改善组织的目的。
调质处理:淬火后高温回火的热处理方法。
淬硬性:指钢在淬火时硬化能力。
淬透性:钢淬火时形成马氏体的能力。
回火脆性:是指淬火钢回火后出现韧性下降的现象。
临界冷却速度:奥氏体化后的钢在连续冷却过程中,只发生马氏体转变的最小冷却速度,称为临界冷却速度。
过冷度:理论结晶温度Tm与实际结晶温度Tm的差值,称为过冷度。
13:在铸铁生产中,采用哪些措施控制晶粒的大小?再生产中如何应用变质处理?答:①采用的方法:变质处理,钢模铸造以及在砂模中加冷铁以加快冷却速度的方法来控制晶粒大小。
②变质处理:在液态金属结晶前,特意加入某些难熔固态颗粒,造成大量可以成为非自发晶核的固态质点,使结晶时的晶核数目大大增加,从而提高了形核率,细化晶粒。
③机械振动、搅拌。
14、为什么细晶粒钢强度高,塑性,韧性好?答:晶界是阻碍位错运动的,而各晶粒位向不同,互相约束,也阻碍晶粒的变形。
因此,金属的晶粒愈细,其晶界总面积愈大,每个晶粒周围不同取向的晶粒数便愈多,对塑性变形的抗力也愈大。
因此,金属的晶粒愈细强度愈高。
同时晶粒愈细,金属单位体积中的晶粒数便越多,变形时同样的变形量便可分散在更多的晶粒中发生,产生较均匀的变形,而不致造成局部的应力集中,引起裂纹的过早产生和发展。
因此,塑性,韧性也越好。
15、何为共晶反应、包晶反应和共析反应?试比较三种反应的异同点?答:共晶反应:指一定成分的液体合金,在一定温度下,同时结晶出成分和晶格均不相同的两种晶体的反应。
包晶反应:指一定成分的固相与一定成分的液相作用,形成另外一种固相的反应过程。
共析反应:由特定成分的单相固态合金,在恒定的温度下,分解成两个新的,具有一定晶体结构的固相的反应。
共同点:反应都是在恒温下发生,反应物和产物都是具有特定成分的相,都处于三相平衡状态。
不同点:共晶反应是一种液相在恒温下生成两种固相的反应;共析反应是一种固相在恒温下生成两种固相的反应;而包晶反应是一种液相与一种固相在恒温下生成另一种固相的反应。
16、产生加工硬化的原因是什么?加工硬化在金属加工中有什么利弊?答:①随着变形的增加,晶粒逐渐被拉长,直至破碎,这样使各晶粒都破碎成细碎的亚晶粒,变形愈大,晶粒破碎的程度愈大,这样使位错密度显著增加;同时细碎的亚晶粒也随着晶粒的拉长而被拉长。
因此,随着变形量的增加,由于晶粒破碎和位错密度的增加,金属的塑性变形抗力将迅速增大,即强度和硬度显著提高,而塑性和韧性下降产生所谓“加工硬化”现象。
②金属的加工硬化现象会给金属的进一步加工带来困难,如钢板在冷轧过程中会越轧越硬,以致最后轧不动。
另一方面人们可以利用加工硬化现象,来提高金属强度和硬度,如冷拔高强度钢丝就是利用冷加工变形产生的加工硬化来提高钢丝的强度的。
加工硬化也是某些压力加工工艺能够实现的重要因素。
如冷拉钢丝拉过模孔的部分,由于发生了加工硬化,不再继续变形而使变形转移到尚未拉过模孔的部分,这样钢丝才可以继续通过模孔而成形。
17、共析钢的连续冷却曲线的分析答:以共析钢为例,用若干组共析钢的小圆片试样,经同样奥氏体化以后,每组试样各以一个恒定速度连续冷却,每隔一段时间取出一个试样淬入水中,将高温分解的状态固定到室温,然后进行金相测定,求出每种转变的开始温度、开始时间和转变量。
将各个冷速下的数据综合绘在“温度—时间对数”的坐标中,便得到共析钢的连续冷却C曲线,珠光体转变区由三条曲线构成,左边一条是转变开始线,右边一条是转变终了线,下面一条是转变中止线。
马氏体转变区则由两条曲线构成;一条是温度上限Ms线,另一条是冷速下线Vk′。
从图可以看出:①当冷却速度V< Vk′时,冷却曲线与珠光体转变开始线相交便发生γ→P,与终了线相交时,转变便告结束,形成全部的珠光体。
②当冷速Vk′<V< Vk 时,冷却曲线只与珠光体转变开始线相交,而不再与转变终了线相交,但会与中止线相交,这时奥氏体只有一部分转变为珠光体。
冷却曲线一旦与中止线相交就不再发生转变,只有一直冷却到Ms线以下才发生马氏体转变。
并且随着冷速V 的增大,珠光体转变量越来越少,而马氏体量越来越多。
③当冷速V> Vk 时,冷却曲线不再与珠光体转变开始线相交,即不发生γ→P,而全部过冷到马氏体区,只发生马氏体转变。
此后再增大冷速,转变情况不再变化。
由上面分析可见,Vk 是保证奥氏体在连续冷却过程中不发生分解而全部过冷到马氏体区的最小冷速,称为“上临界冷速”,通常也叫做“淬火临界冷速”。
Vk ′则是保证奥氏体在连续冷却过程中全部分解而不发生马氏体转变的最大冷速,称为“下临界冷速”。
④共析碳钢的连续冷却转变只发生珠光体转变和马氏体转变,不发生贝氏体转变,也就是说,共析碳钢在连续冷却时得不到贝氏体组织。
但有些钢在连续冷却时会发生贝氏体转变,得到贝氏体组织,例如某些亚共析钢、合金钢。
要注意的是,亚共析钢的连续冷却C曲线与共析钢的大不相同,主要是出现了铁素体的析出线和贝氏体转变区,还有Ms线右端降低等。
18、钢中常存在杂质有哪些?对钢的性能有何影响?答:磷对钢的影响是:当磷的含量偏高时,则钢有较高的冷脆性——即钢在低温下呈现的耐冲击值明显降低的现象。
硫当硫的含量偏高时,则钢会出现热脆性——即钢在较高温下呈现的耐冲击值明显降低的现象。
19、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?答:正火就是加热到相变温度后把工件放到空气冷却,退火是把工件加热到相变温度后关掉加热炉子的电源让它在炉子中慢慢冷却叫炉冷,正火的硬度相对退火要高一点。
生产中的话应该根据你冲压原材料是否需要用退火或者正火达到预定的硬度,如果正火和退火都能达到的话,就选择正火,正火是在空气冷却不占地方,可以大批量获得,而且退火是炉冷成本也是相当高的。
20、过冷度与冷却速度有何关系?他对金属结晶过程有何影响?对铸铁晶粒大小有何影响?答:1)、冷却速度越快,材料的过冷度也会相应的增加,可以通俗的理解为随着冷却速度的增加,材料的结晶形核过程会有相应的时间滞后性,就会造成过冷度增加。
2)、随着冷却速度的增大,则晶体内形核率和长大速度都加快,加速结晶过程的进行,但当冷速达到一定值以后则结晶过程将减慢,因为这时原子的扩散能力减弱。
3)、过冷度增大,ΔF大,结晶驱动力大,形核率和长大速度都大,且N的增加比G增加得快,提高了N与G的比值,晶粒变细,但过冷度过大,对晶粒细化不利,结晶发生困难。
21、金属丝冷塑性变形后组织和性能发生什么变化?答:(1)冷变形使金属的组织结构发生如下变化:1)单晶体塑性变形时,随着变形量的增加,位错密度增加,从而引起加工硬化;2)多晶体塑性变形是,随着变形量的增加,与单晶体一样,位错密度增加,但多晶体各晶粒既相互阻碍又相互促进,变形量到一定彻底出现位错胞状结构;3)冷塑性变形后自由能升高;4)晶粒外形、夹杂物和第二相的分布发生变化;5)性能上具有方向性:带状组织和纤维组织;6)形成形变结构;7)晶体可能被破坏,可能产生微裂纹,甚至宏观裂纹等;变形是不均匀的;存在残余内应力。
(2)冷变形对金属性能的变化体现在:1)强度指标增加,塑性指标降低,韧性也降低,产生力学性能的方向性;2)物理性能变化:由于在晶间和晶内产生围观裂纹和空隙以及点阵缺陷,因而密度降低,导热、导电、导磁性能降低。