机械制造基础复习题答案

机械制造基础复习题
第1章材料的机械性能
1.掌握力学性能指标的基本概念、意义、测试方法
第2章金属的晶体结构与结晶
1.三种典型晶格结构是什么？
2.实际金属中存在那些晶体缺陷？它们的定义和举例，它们对金属性能的影响。

3. 纯金属结晶特点，金属铸锭中有哪三种组织？
第3章二元合金相图及合金相结构
1.掌握概念：组元、合金系、相、组织、固溶体、金属化合物、固溶强化
2.掌握概念：相图、晶内偏析、包晶偏析、Fe的同素异构转变
3.理解匀晶相图、共晶相图、包晶相图、共析相图和相组织组成物、组织组成物
4.应用杠杆定律计算相对含量
第4章铁碳相图与碳钢
1.默画铁碳相图，说明图中主要点、线的意义，填出各相区的组织。

2.何谓铁素体（Ｆ），奥氏体（Ａ），渗碳体（Ｃ），珠光体（Ｐ），莱氏体（Ld），低温
莱氏体（Ld’）？
3.理解0.4％C、0.77％C、1.2％C、2.3％C、
4.3％C及4.6％C合金的结晶过程。

4.说明Fe-Fe3C 相图中五种渗碳体名称及微观形貌。

5.说明含碳量对钢组织和性能的影响。

6.说明碳钢按含碳量和用途如何分类？
第5章金属的塑性变形与再结晶
1.掌握概念：滑移、加工硬化、回复、再结晶、冷加工、热加工
2.金属塑性变形有哪几种方式？了解滑移特点。

多晶体塑性变形的特点。

3.塑性变形对金属组织和性能的影响。

热加工对金属组织和性能的影响。

4.用冷拉钢丝绳吊装一大型工件如炉，并随工件一起加热到1000℃，加热完毕，再次吊
装工件时，钢丝绳发生断裂，分析原因。

5.为什么生产中一般应尽量避免在临界变形度这一范围内加工变形？
6.理解回复、再结晶和晶粒长大。

在回复和再结晶过程中金属的组织和性能有何变化？
去应力退火和再结晶退火。

第6章钢的热处理
1.掌握概念：钢的热处理、本质晶粒度、调质处理、表面淬火、化学热处理
2.理解Ac1、Ac3、Ac cm、Ar1、Ar3、Ar cm各相变点的意义。

3.钢在加热时的转变(奥氏体形核，奥氏体晶核长大，剩余渗碳体的溶解和奥氏体成分
均匀化)
4.掌握TTT和CCT曲线。

共析钢加热到奥氏体后，说明以各种速度连续冷却后的组织(图
5.17)。

5.马氏体的本质、转变特点和性能。

6.说明回火马氏体、回火索氏体、回火屈氏体、马氏体、索氏体、屈氏体、显微组织特
征。

7.退火与正火的主要区别是什么？哪种热处理工艺可以消除过共析钢中的网状碳化
物？
8.淬火的目的是什么？如何确定亚共析钢和过共析钢淬火加热温度
9.回火的目的、种类、回火后组织及性能。

10.淬透性和淬硬性的概念和影响因素。

11.一个工件原始组织中含有网状碳化物，预制作滚动轴承钢，请制订热处理工艺使最
终组织为回火马氏体和粒状碳化物。

12.回火脆性的定义、种类和解决措施。

为何不在250℃～350℃温度范围内进行回火？第7章合金钢
1.指出下列钢号的钢种、主要用途和常用热处理。

16Mn、20CrMnTi、40Cr、60Si2Mn、GCr15、9SiCr、W18Cr4V、1Cr18Ni9Ti
2.高速钢经铸造后为什么要经过反复锻造？锻造后切削前为什么要进行退火？淬火后
为什么需进行560℃三次回火？
3.什么是热硬性？
4.滚动轴承钢预备热处理和最终热处理的特点。

第8、9、11章铸铁
1.碳在铸铁中的三种存在形式？铸铁中石墨化过程三个阶段？结晶后铸铁的显微组织。

2.铸铁的分类和牌号。

3.铝合金分类及强化方式
4.失效的定义、失效形式分哪三种类型
1.材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力成为材料的强度
2.材料在载荷作用下，产生塑性变形而不被破坏的能力成为塑性。

3.材料抵抗更硬物体压入的能力称为硬度
4.材料在冲击载荷作用下抵抗变形和断裂的能力称为冲击韧度
5.点缺陷是指在三维尺度上都很小的，不超过几个原子直径的缺陷
6.线缺陷是指经体内沿某一条线，附近原子的排列偏离了完整晶格所形成的线形缺陷区
7.面缺陷是指二维尺度很大而第三维尺度很小的缺陷。

8.表面细晶粒区、柱状晶粒区、中心等轴晶粒区
9.组成合金的最基本、独立的物质称为组元
10.由给定组元可按不同比例配制出一系列不同成分的合金，这一系列合金构成一个合金
系统简称合金系
11.材料中具有同一聚集状态、同一化学成分、同一结构并与其他部分有界面分开的均匀
组成部分称为相
12.合金在固态时组元互相溶解，形成在某一组元晶格中包含有其他组元院子的新相，这
种新相成为固溶体
13.当溶质的含量超过溶剂的溶解度时，溶质元素与溶剂元素相互作用形成一种不同于任
一组元晶格的新物质，叫金属化合物
14.随着碳质量分数Wc的增大碳钢的硬度持续增加，塑性和韧性连续降低，强度在
Wc<0.9%时也连续增加，但当wc>0.9%后，强度则不断下降。

15.单晶体金属塑性变形的基本方式是滑移和孪生。

滑移是晶体的一部分沿着一定的晶面
和晶向相对于另一部分产生相对滑动的过程。

滑移变形的特点：只能在切应力作用下发生；常沿晶体中原子密度最大的晶面和晶向发生。

16.回复是指当加热温度较低时，仅使金属的点缺陷和位错近距离运动而使晶格畸变减少，
内应力显著降低的过程
17.再结晶：当冷塑性变形金属加热到较高温度是，由于原子的活动能力加强，金属的组
织发生显著的变化，有破碎、较长的晶粒变为均与细小的等轴晶粒。

18.退火是把钢加热到适当的温度，经过一定时间的保温，然后缓慢冷却，以获得接近平
衡状态组织的热处理工艺。

对于有网状二次渗碳体的过共析钢，在球化退或之前应进行一次正火处理，以消除粗大的网状渗碳体，然后再进行球化退火。

19.低温回火淬火应力部分消除，纤维裂纹大部分填合，保持了高强度和良好的耐磨性又
是当提高了韧性。

高温回火保持较高强度又具有较好的塑性和韧性。

20.淬火钢回火时，总的变化趋势是随着回火温度的提高，碳钢的硬度、强度降低；塑性
提高，但回火温度太高塑性会有所下降；冲击韧度随着回火温度升高而增大，早250-400和450-650回火可能出现冲击韧度显著降低的现象称为钢的回火脆性。

21.化学热处理时将金属或合金置于一定温度的活性介质中保温，使一种火几种元素渗入
他的表面，改变其化学成分和组织，达到改进表面性能，满足技术要求的热处理工艺。

22.正火空冷淬火水冷退火炉冷
23.在铁碳合金中的碳除极少量固溶于铁素体之外以渗碳体和游离态的石墨存在
24.合金渗碳钢经渗碳、淬火和低温回火候，表面渗碳层硬度高，以保证有益的耐磨性和
接触疲劳抗力，同时具有适当的塑性和韧性。

25.滚动轴承钢的热处理工艺主要为球化退火、淬火和低温回火
26.高速钢在锻候进行球化退火，以降低硬度，消除锻造应力，便于切削加工，并为淬火
做好组织准备。

球化退火后的组织为球状珠光体。

27.热硬性（红硬性）指钢在高温下，仍能保持足够高的硬度和切削能力。

红硬性可以用
多次高温回火后在室温条件下测得的硬度值来表示。

高速钢在高温回火时，W、Mo、V的碳化物从马氏体中析出，呈弥散分布，使钢的硬度明显上升；同时残余奥氏体转变为马氏体，也使硬度提高，由此造成二次硬化现象，保证可钢的高硬度和热硬性。

W18Cr4V钢的二次硬化发生在550-570℃温度范围回火。

28.锻造是增加它的韧性，简单的讲就和揉面一个道理，越揉越有筋道。

退火是为了消除
锻造的应力和去除硬度，锻打时由于外围和心部冷却速度不一，工件会存在一定的内应力，通过退火可以消除。

高温淬火是高速钢的材质的特性所决定的，温度不达到它的晶体结构不会改变，也就不能提高硬度，达不到使用要求，多次回火是让材料晶体结构更加细化，得到更均匀的组织结构和消除淬火时存在的应力。

29.铸铁石墨化的三个阶段：包括铸铁液相冷至C’D’线时结晶出的一次石墨和在1154度通
过共晶反应形成的共晶石墨；1154-738度范围内奥氏体沿ES线析出二次石墨；738度通过共析转变析出共析石墨
30.铸铁的分类白口铸铁、灰铸铁、马口铸铁
31.铝合金分为变形铝合金(热处理能与不能强化铝合金)和铸造铝合金/不可热处理冷加工
方法进行形变强化；可形变强化也可热处理强化先固溶处理然后进行时效处理
32.零件完全破坏不能继续工作；虽然仍能安全工作但不能满意地起到预期的作用；零件
严重损伤继续工作不安全/变形失效与选材(弹性变形失效、塑性变形失效)断裂失效(塑性断裂、脆性断裂、疲劳断裂、蠕变断裂)表面损伤(磨损失效、表面疲劳、腐蚀失效)/零件设计、选材、加工工艺、安装及使用
共析反应的产物是铁素体和渗碳体的机械混合物即珠光体
共晶反应的产物是奥氏体与渗碳体的机械混合物即莱氏体。