第7章 金属材料复习题
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金属腐蚀理论及腐蚀控制复习题第一章 绪论 思考题1.举例说明腐蚀的定义,腐蚀定义中的三个基本要素是什么,耐蚀性和腐蚀性概念的区别。
答:腐蚀的定义:工程材料和周围环境发生化学或电化学作用而遭受的破坏 举例:工程材料和周围环境发生相互作用而破坏三个基本要素:腐蚀的对象、腐蚀的环境、腐蚀的性质。
耐蚀性:指材料抵抗环境介质腐蚀的能力。
腐蚀性:指环境介质对材料腐蚀的强弱程度。
2.金属腐蚀的本质是什么,均匀腐蚀速度的表示方法有哪些?答:⑴金属腐蚀的本质:金属在大多数情况下通过发生化学反应或是电化学反应后,腐蚀产物变为化合物或非单质状态;从能量观点看,金属与周围的环境组成了热力学上不稳定的体系,腐蚀反应使体系能量降低。
⑵均匀腐蚀速度的表示方法:深度:年腐蚀深度 (p V )V P =t h ∆=8.76d -V △h 是试样腐蚀后厚度的减少量,单位mm;V -代表失重腐蚀速度; t 是腐蚀时间,单位y ;d 是金属材料的密度;V P 所以的单位是mm/y 。
失重:失重腐蚀速度(-V )-V = StW -∆=St W W 10- W0代表腐蚀前金属试样的质量,单位g ; W1代表腐蚀以后经除去腐蚀产物处理的试样质量,单位g ;S 代表试样暴露的表面积,单位m 2; t 代表腐蚀的时间,单位h 。
计算题计算题1. 根据表1中所列数据分别计算碳钢和铝两种材料在试验介质中的失重腐蚀速度V- 和年腐蚀深度Vp ,并进行比较,说明两种腐蚀速度表示方法的差别。
表1解:由题意得:(1)对碳钢在30%HNO 3( 25℃)中有: V ˉ=△W ˉ/st=(18.7153-18.6739)/45×2×(20×40+20×3+40×30)×0.000001=0.4694 g/㎡∙h又d=m/v=18.7154/20×40×0.003=7.798g/cm2∙hVp=8.76Vˉ/d=8.76×0.4694/7.798=0.53mm/y(25℃)中有:对铝在30%HNO3Vˉ=△Wˉ铝/st=(16.1820-16.1347)/2×(30×40+30×5+40×5)×45×10-6=0.3391g/㎡∙h/v=16.1820/(30×40×5×0.001)=2.697g/cm3d=m铝说明:碳钢的Vˉ比铝大,而Vp比铝小,因为铝在腐蚀的时候产生的是点腐蚀( 25℃)有:(2)对不锈钢在20%HNO3表面积S=2π×0.0152+2π×0.015×0.004=0.00179 m2Vˉ=△Wˉ/st=(22.3367-22.2743)/0.00179×400=0.08715 g/ m2∙h 试样体积为:V=π×1.52×0.4=2.827 cm3d=W/V=22.3367/2.827=7.901 g/cm3Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.08715/7.901=0.097mm/y对铝有:表面积S=2π×0.022+2π×0.02×0.005=0.00314 m2Vˉ=△Wˉ/st=(16.9646-16.9151)/0.00314×20=0.7882 g/ m2∙h试样体积为:V=π×22×0.5=6.28 cm3d=W/V=16.9646/6.28=2.701 g/cm3Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.7882/2.701=2.56mm/y试样在98% HNO3(85℃)时有:对不锈钢:Vˉ=△Wˉ/st=(22.3367-22.2906)/0.00179×2=12.8771 g/ m2∙hVp=8.76Vˉ/d=8.76×12.8771/7.901=14.28mm/y对铝:Vˉ=△Wˉ/st=(16.9646-16.9250)/0.00314×40=0.3153g/ m2∙hVp=8.76Vˉ/d=8.76×0.3153/2.701=1.02mm/y说明:硝酸浓度温度对不锈钢和铝的腐蚀速度具有相反的影响。
《建筑材料》复习资料《建筑材料》知识点第一章建筑材料的基本性质1、多孔材料的密度在干燥和潮湿环境下哪个更大?解答:其密度在两种环境下一样大。
2、软化系数的取值范围,软化系数大小同耐水性的关系?0.75和0.80的所对应的构件?解答:软化系数的范围波动在0~1之间。
软化系数=压强度材料在干燥状态下的抗的抗压强度材料在吸水饱和状态下位于水中和经常处于潮湿环境中的重要构件,须选用软化系数不低于0.75的材料。
软化系数大于0.80的材料,通常可认为是耐水性。
3、密度、表观密度、近似密度、堆积密度的定义?计算公式?相互大小关系?解答:密度:密度是材料在绝对密实状态下,单位体积的质量,又称比重。
(材料的密度)ρ=Vm下的体积)(材料在绝对密实状态(干燥材料的质量)表观密度:表观密度是材料在自然状态下单位体积的质量,俗称容量。
V0ρ0体积)(材料在自然状态下的(材料的质量)(材料的表观密度)m 近似密度:材料在近似密实状态时单位体积的质量。
所谓近似密实状态下的体积,是指包括材料内部闭口孔隙体积和固体物质实体积。
堆积密度:堆积密度是指粉状材料(如水泥)或粒状材料(如砂,石)在堆积状态下,单位体积的质量。
(堆积密度)0ρ'V'(0(材料的堆积体积)材料的质量)m 密度>表观密度>近似密度>堆积密度4、堆积密度和空隙率的关系,堆积密度越大,空隙率如何变?孔隙率如何变?孔隙率和强度的关系?解答:两种表观密度相同的散粒材料,按同样的方法测得他们的堆积密度,则堆积密度越大的材料与堆积密度小的材料相比,其空隙率越小。
孔隙率同堆积密度没有绝对对应关系,主要是考试孔隙率和空隙率的区别。
孔隙是材料强度的主要有害因素,因此孔隙率越大,强度越低。
相反,孔隙率越小,强度越高。
5、材料抗渗性的定义,评价指标?材料耐水性的定义,评价指标?解答:在压力水作用下,材料抵抗水渗透的性能称为抗渗性(或不透水性)。
材料的抗渗性可用渗透系数表示。
金属材料学习题与思考题第七章铸铁1、铸铁与碳钢相比,在成分、组织和性能上有什么区别?(1)白口铸铁:含碳量约2.5%,硅在1%以下白口铸铁中的碳全部以渗透碳体(Fe3c)形式存在,因断口呈亮白色。
故称白口铸铁,由于有大量硬而脆的Fe3c,白口铸铁硬度高、脆性大、很难加工。
因此,在工业应用方面很少直接使用,只用于少数要求耐磨而不受冲击的制件,如拔丝模、球磨机铁球等。
大多用作炼钢和可锻铸铁的坯料(2)灰口铸铁;含碳量大于4.3%,铸铁中的碳大部或全部以自由状态片状石墨存在。
断口呈灰色。
它具有良好铸造性能、切削加工性好,减磨性,耐磨性好、加上它熔化配料简单,成本低、广泛用于制造结构复杂铸件和耐磨件。
(3)钢的成分要复杂的多,而且性能也是各不相同钢是含碳量在0.04%-2.3%之间的铁碳合金。
我们通常将其与铁合称为钢铁,为了保证其韧性和塑性,含碳量一般不超过1.7%。
钢的主要元素除铁、碳外,还有硅、锰、硫、磷等,而且钢还根据品质分类为①普通钢(P≤0.045%,S≤0.050%)②优质钢(P、S均≤0.035%)③高级优质钢(P≤0.035%,S≤0.030%)按照化学成分又分①碳素钢:.低碳钢(C≤0.25%).中碳钢(C≤0.25~0.60%).高碳钢(C≤0.60%)。
②合金钢:低合金钢(合金元素总含量≤5%).中合金钢(合金元素总含量>5~10%).高合金钢(合金元素总含量>10%)。
2、C、Si、Mn、P、S元素对铸铁石墨化有什么影响?为什么三低(C、Si、Mn低)一高(S高)的铸铁易出现白口?(1)合金元素可以分为促进石墨化元素和阻碍石墨化元素,顺序为:Al、C、Si、Ti、Ni、P、Co、Zr、Nb、W、Mn、S、Cr、V、Fe、Mg、Ce、B等。
其中,Nb为中性元素,向左促进程度加强,向右阻碍程度加强。
C和Si是铸铁中主要的强烈促进石墨化元素,为综合考虑它们的影响,引入碳当量CE = C% + 1/3Si%,一般CE≈4%,接近共晶点。
单项选择题:(每一道题1分)第1章原子结构与键合1.高分子材料中的C-H化学键属于。
(A)氢键(B)离子键(C)共价键2.属于物理键的是。
(A)共价键(B)范德华力(C)氢键3.化学键中通过共用电子对形成的是。
(A)共价键(B)离子键(C)金属键第2章固体结构4.面心立方晶体的致密度为 C 。
(A)100% (B)68% (C)74%5.体心立方晶体的致密度为 B 。
(A)100% (B)68% (C)74%6.密排六方晶体的致密度为 C 。
(A)100% (B)68% (C)74%7.以下不具有多晶型性的金属是。
(A)铜(B)锰(C)铁8.面心立方晶体的孪晶面是。
(A){112} (B){110} (C){111}9.fcc、bcc、hcp三种单晶材料中,形变时各向异性行为最显著的是。
(A)fcc (B)bcc (C)hcp10.在纯铜基体中添加微细氧化铝颗粒不属于一下哪种强化方式?(A)复合强化(B)弥散强化(C)固溶强化11.与过渡金属最容易形成间隙化合物的元素是。
(A)氮(B)碳(C)硼12.以下属于正常价化合物的是。
(A)Mg2Pb (B)Cu5Sn (C)Fe3C第3章晶体缺陷13.刃型位错的滑移方向与位错线之间的几何关系?(A)垂直(B)平行(C)交叉14.能进行攀移的位错必然是。
(A)刃型位错(B)螺型位错(C)混合位错15.在晶体中形成空位的同时又产生间隙原子,这样的缺陷称为。
(A)肖特基缺陷(B)弗仑克尔缺陷(C)线缺陷16.原子迁移到间隙中形成空位-间隙对的点缺陷称为(A)肖脱基缺陷(B)Frank缺陷(C)堆垛层错17.以下材料中既存在晶界、又存在相界的是(A)孪晶铜(B)中碳钢(C)亚共晶铝硅合金18.大角度晶界具有____________个自由度。
(A)3 (B)4 (C)5第4章固体中原子及分子的运动19.菲克第一定律描述了稳态扩散的特征,即浓度不随变化。
(A)距离(B)时间(C)温度20.在置换型固溶体中,原子扩散的方式一般为。
课题一:金属材料的的性能1、金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫(强度、硬度、塑性、弹性)。
P35、当应力超过材料的屈服极限,零件会发生塑性变形。
2、要求耐磨的零件,应选择(塑性、硬度、疲劳极限、强度)好的材料。
3、材料的耐磨性与什么力学性能(塑性、硬度、疲劳极限、强度)关系密切4、在交变载荷工作条件下的零件材料要考虑的主要的力学性能指标为什么?(塑性、硬度、疲劳极限、强度)。
P96、各种硬度之间存在着一定的关系,因此各种硬度值之间是可以换算吗?错(各种硬度值之间无直接换算关系,只是相对比较)7、拉伸试验可以测定金属材料的弹性、强度和塑性等多项指标数据。
所以拉伸试验是机械性能试验的重要方法。
对的P3-5。
补充:低碳钢拉伸实验中,应力超过屈服点后不会立刻在局部形成缩颈是因为已变形的部分得到了形变强化而比未变形的部分强度高。
8、退火、正火后的零件用一般用HBS硬度表示,淬火后的零件一般用HRC硬度表示。
P8表1-2(HBS、HRC、HRA、HV)P6、P79、硬度根据测定方法的不同,分为布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
10、在有关工件的图样上,出现了以下几种硬度标注方法,问是否正确,如不正确应如何修改?HBW210~300 HRC5~15?HV300 800~900HV前三个标注均不正确,应修改如下:HBW210~300应改为210~300HBW;HRC5~15 HRC的测量范围在:20~70HRC;HV300 应改为300HV;800~900HV标注是正确的。
补充:金属的晶体结构与结晶1、普通玻璃、沥青、松香、食盐哪种是晶体。
食盐是晶体2、对金属材料来说,晶粒越细小,则力学性能怎样?力学性能越高3、空位是点缺陷,位错是面缺陷,晶界是线缺陷吗?(参考)不对,正确的是:空位是点缺陷,位错是线缺陷,晶界是面缺陷。
4、根据晶体几何特征,晶体缺陷一般分为以下哪三类?•分为点缺陷、线缺陷、面缺陷。
(参考)5、工业上将通过细化晶粒以提高材料强度的方法叫做什么?细晶强化细晶强化:细晶强化能使材料强度和硬度提高,塑性和韧性也提高;形变强化(即冷变形强化或加工硬化):金属材料在再结晶温度以下塑性变形时能使材料强度和硬度提高,但塑性和韧性降低。
图1 钢合金化原理、主线、核心和设计思路2、结构钢复习小结表1 典型结构钢的特点、应用及演变横向图2 材料成分、工艺、组织、性能间的关系3、合金工具钢复习小结表2 典型工具钢的特点、应用及演变图2 铸铁成分、工艺、组织、性能关系图3 铝合金分类和性能特点总复习提要一、主线、核心和“思想”主线:零件服役条件→技术要求→选择材料→强化工艺→组织结构→最终性能→应用、失效。
寻求最佳方案,充分发掘材料潜力。
(1)同一零件可用不同材料及相应工艺。
例:调质钢符合淬透性原则可代用,柴油机连杆螺栓可用40Cr调质,也可用15MnVB;工模具钢,CrWMn、9SiCr、9Mn2V等钢在有些情况下也可考虑代用。
(2)同一材料,可采用不同的强化工艺。
例:60Si2Mn,有常规中温回火,也可等温淬火;T10钢,淬火方法有水、水-油、分级等。
根据不同零件的服役条件,考虑改进工艺,以达到提高零件寿命的目的。
强化工艺不同,组织有所不同,但都能满足零件的性能要求。
通过分析、试验,可得到最佳的强化工艺。
考虑问题不可呆板、机械、照搬书本,不要认为中C就是调质,低合金超高强度钢就是用低温回火工艺。
弹簧钢就是中温回火?其实,60Si2Mn有时也可用作模具。
某些低合金工具钢也可做主轴,GCr15也可制作量具、模具等。
要学活,思路要宽。
提出独特见解,怎样才能做到?核心:核心是合金化基本原理。
这是材料强韧化矛盾的主要因素,要真正理解“合金元素的作用,主要不在于本身的固溶强化,而在于对合金材料相变过程的影响,而良好的作用只有在合适的处理条件下才能得到体现。
”应该主要从强化机理和相变过程两个方面来考虑。
掌握了合金元素的作用,才能更好地理解各类钢的设计与发展,才能更好地采用热处理等强化工艺。
从钢厂出来,钢成分已定。
如何在这基础上充分优化材料的使用性能,关键就在于热处理等处理工艺。
企业中的许多问题都是因为在材料的加工过程中的工艺存在问题。
总结一下常用合金元素的作用、表现是很有必要的。
金属材料学复习思考题(2016.05)第一章钢的合金化原理1-1名词解释(1)合金元素;(2)微合金化元素;(3)奥氏体稳定化元素;(4)铁素体稳定化元素;(5)杂质元素;(6)原位析出;(7)异位析出;(8)晶界偏聚(内吸附);(9)二次硬化;(10)二次淬火;(11)回火脆性;(12)回火稳定性1-2 合金元素中哪些是铁素体形成元素?哪些是奥氏体形成元素?哪些能在α-Fe中形成无限固溶体?哪些能在γ-Fe 中形成无限固溶体?C相图的S、E点有什么影响?这种影响意味着什么?1-3简述合金元素对Fe-Fe31-4 为何需要提高钢的淬透性?哪些元素能显著提高钢的淬透性?(作业)1-5 能明显提高钢回火稳定性的合金元素有哪些?提高钢的回火稳定性有什么作用?(作业)1-6合金钢中V,Cr,Mo,Mn等所形成的碳化物基本类型及其相对稳定性。
1-7试解释含Mn和碳稍高的钢容易过热,而含Si的钢淬火温度应稍高,且冷作硬化率较高,不利于冷加工变形加工?(作业)1-8 V/Nb/Ti、Mo/W、Cr、Ni、Mn、Si、B等对过冷奥氏体P转变影响的作用机制。
1-9合金元素对马氏体转变有何影响?1-10如何利用合金元素来消除或预防第一次、第二次回火脆性?1-11如何理解二次硬化与二次淬火两个概念的异同之处?1-12钢有哪些强化机制?如何提高钢的韧性?(作业)1-13 为什么合金化基本原则是“复合加入”?试举两例说明复合加入的作用机理?(作业)1-14 合金元素V在某些情况下能起到降低淬透性的作用,为什么?而对于40Mn2和42Mn2V,后者的淬透性稍大,为什么?(作业)1-15 40Cr、40CrNi、40CrNiMo钢,其油淬临界淬透性直径分别为25~30 mm、40~60mm和60~100mm,试解释淬透性成倍增大的现象。
(作业)1-16在相同成分的粗晶粒和细晶粒钢中,偏聚元素的偏聚程度有什么不同?(作业)第二章工程结构钢2-1为什么普通低合金钢中基本上都含有不大于1.8%~2.0%的Mn?(作业)2-2试述碳及合金元素在低合金高强度工程结构钢中的作用,为什么考虑采用低碳?提高低合金高强度结构钢强韧性的途径是什么?2-3什么是微合金化钢?微合金化元素在微合金钢中的主要作用有哪些?2-4 V、Nb、Ti这三种微合金元素在低碳(微)合金工程结构钢中,作用有何不同?(作业)2-5针状铁素体钢的合金化、组织和性能特点?2-6低碳贝氏体钢的合金化有何特点?2-7汽车工业用的高强度低合金双相钢,其成分、组织和性能特点是什么?(作业)第三章机械制造结构钢3-1名词解释:1)液析碳化物;2)网状碳化物;3)水韧处理3-2 调质钢和非调质钢在成分、生产工艺、组织和性能方面的异同何在?3-3弹簧钢为什么要求较高的冶金质量和表面质量?为什么弹簧钢中碳含量一般在0.5%~0.75%之间?3-4GCr15钢用作滚动轴承钢时,其中的碳和铬的含量约为多少?碳和铬的主要作用分别是什么?对该钢的基本要求如何?该钢的碳化物不均匀性体现在哪几方面?有何危害,如何这种不均匀性?其预备热处理和最终热处理分别是什么?作用何在?(作业)3-5说明20Mn2钢渗碳后无法直接淬火的原因?高淬透性渗碳钢18Cr2Ni4W的常用热处理工艺(渗碳加淬火回火)有何特点?如何理解?(作业)3-6合金元素对渗碳钢和氮化钢的作用主要体现在哪几方面?Al对氮化钢的作用何在?3-7 钢的切削加工性与材料的组织和硬度之间有什么关系?为获得良好的切削性,中碳钢和高碳钢各自应经过怎样的热处理,得到什么样的金相组织?为什么直径25mm的40CrNiMo钢棒料,经过正火后难以切削?如何经济有效地改善其切削加工性能?3-8 高锰钢在平衡态、铸态、热处理态、使用态四种状态下各是什么组织?在何种情况下具有高耐磨性能?为什么ZGMn13型高锰钢在淬火时能得到全部的奥氏体组织,而缓冷却得到了大量的马氏体?(作业)3-9为什么说淬透性是评定结构钢性能的重要指标?(作业)3-10 用低淬透性钢制作中、小模数的中、高频感应加热淬火齿轮有什么优点?(作业)3-11 某精密镗床主轴采用38CrMoAl钢制造,某重型齿轮镗床主轴采用20CrMnTi钢制造,某普通车床主轴选用40Cr钢。
一、选择题1.下列物质中,既能发生氧化反应,又能发生加聚反应,还能发生水解反应的是A.CH2=CH2B.CH3CH2CHO C.CH3COOCH=CH2D.CH3CH(OH)CH3 2.乙烯的结构简式是A.C2H4B.CH2=CH2C.CH2CH2D.3.下列说法正确的是A.C240和C540互为同素异形体B.氕、氘、氚是氢元素的三种核素,其中子数相同C.CH3COOH与HCOOCH2CH3互为同系物D.C3H8的一氯取代物有3种4.某有机物的结构简式如图所示,下列各项性质中,它不可能具有的是()①可以燃烧②能使酸性高锰酸钾溶液褪色③能与NaOH溶液反应④能发生酯化反应⑤能发生聚合反应⑥能发生水解反应⑦能发生取代反应A.①④B.⑥C.⑤D.④⑤5.分子结构丰富多样。
下列分子呈正四面体结构的是A.乙醇B.乙烯C.甲烷D.乙酸6.下列关于有机物的说法中错误的是A.正丁烷和异丁烷的熔、沸点不相同B.乙烯、苯、乙酸分子中的所有原子都在同一平面上C.分子式为C4H10的烷烃,其一氯代物有4种D.乙烯和甲烷可用酸性高锰酸钾溶液鉴别7.下列有机物中不属于...烃类物质的是()A.乙烷B.乙烯C.乙酸D.苯8.用括号内的试剂和方法除去下列各物质中的少量杂质,不正确的是()A.苯中含有苯酚(浓溴水,过滤)B.乙酸钠中含有碳酸钠(乙酸、蒸发)C.乙酸乙酯中含有乙酸(饱和碳酸钠溶液、分液)D.溴乙烷中含有乙醇(水、分液)9.下列各组物质中,互为同位素的是()A.白磷和红磷B.冰和干冰C.正丁烷和异丁烷D.16O和18O10.下列实验中观察不到..颜色变化的是A.葡萄糖与新制的氢氧化铜悬浊液共热B.向氯化钠溶液中滴加硝酸银溶液C.氯气通入紫色石蕊试液D.二氧化碳通入稀氢氧化钠溶液二、填空题11.(1)下列几组物质中,互为同位素的是______,互为同素异形体的是______,互为同系物的是______,互为同分异构体的是______,属于同种物质的是______。
工程材料与热加工复习资料第1章材料的力学性能疲劳断口的三个区域。
疲劳源区、疲劳裂纹扩展区和最后断裂区三部分组成5.金属塑性的2个主要指标。
伸长率和断面收缩率6.金属的性能包括力学性能、_物理___性能、_化学_性能和__工艺_性能。
7.材料的工艺性能包括哪些?包括铸造性、焊接性、锻压性、切削性以及热处理性。
第2章金属的晶体结构与结晶二、问答题1.金属中常见的晶体结构有哪几种?(α-Fe、γ-Fe是分别是什么晶体结构)。
体心立方体晶格、面心立方体晶格、密排六方晶格。
α-Fe 是体心立方体晶格结构γ-Fe是面心立方体晶格结构晶体和非晶体的特点和区别。
2.实际晶体的晶体缺陷有哪几种类型?点缺陷、线缺陷、面缺陷。
3点缺陷分为:空位、间隙原子、置换原子4.固溶体的类型有哪几种?置换固溶体、间隙固溶体5.纯金属的结晶是由哪两个基本过程组成的?晶体的形成、晶体的长大6.何谓结晶温度、过冷现象和过冷度?纯金属液体在无限缓慢的冷却条件下的结晶温度,称为理论结晶温度金属的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的差叫做过冷度过冷度与冷却速度有何关系?结晶时冷却的速度越大,过冷度越大,金属的实际结晶温度就越低。
7.晶粒大小对金属的力学性能有何影响?在一般情况下,晶粒越细,金属的强度、塑性和韧性就越好。
细化晶粒的常用方法有哪几种?增加过冷度、变质处理、振动或搅拌8.什么是共析转变?在恒定温度下,有一特定成分的固相同时分解成两种成分和结构均不同的新固相的转变成为共析转变二、填空题1.珠光体是由___铁素体_____和____渗碳体_____组成的机械混合物(共析组织)。
2.莱氏体是由_____奥氏体___和____渗碳体_____组成的机械混合物(共晶组织)。
3.奥氏体在1148℃时碳的质量分数可达____2.11%______,在727℃时碳的质量分数为____0.77%___。
4. 根据室温组织的不同,钢可分为___共_____钢、____亚共____钢和____过共___钢。
安徽工业大学材料学院金属材料学复习题一、必考题1、金属材料学的研究思路是什么?试举例说明。
答:使用条件→性能要求→组织结构→化学成分↑生产工艺举例略二、名词解释1、合金元素:添加到钢中为了保证获得所要求的组织结构从而得到一定的物理、化学或机械性能的含量在一定范围内的化学元素。
(常用M来表示)2、微合金元素:有些合金元素如V,Nb,Ti, Zr和B等,当其含量只在%左右(如B %,V %)时,会显著地影响钢的组织与性能,将这些化学元素称为微合金元素。
3、奥氏体形成元素:使A3温度下降,A4温度上升,扩大γ相区的合金元素4、铁素体形成元素:使A3温度上升,A4温度下降,缩小γ相区的合金元素。
5、原位析出:回火时碳化物形成元素在渗碳体中富集,当浓度超过溶解度后,合金渗碳体在原位转变为特殊碳化物。
6、离位析出:回火时直接从过饱和α相中析出特殊碳化物,同时伴随有渗碳体的溶解。
7、二次硬化:在含有Mo、W、V等较强碳化物形成元素含量较高的高合金钢淬火后回火,硬度不是随回火温度的升高而单调降低,而是在500-600℃回火时的硬度反而高于在较低温度下回火硬度的现象。
8、二次淬火:在强碳化物形成元素含量较高的合金钢中淬火后残余奥氏体十分稳定,甚至加热到 500-600℃回火时仍不转变,而是在回火冷却时部分转变成马氏体,使钢的硬度提高的现象。
9、液析碳化物:钢液在凝固时产生严重枝晶偏析,使局部地区达到共晶成分。
当共晶液量很少时,产生离异共晶,粗大的共晶碳化物从共晶组织中离异出来,经轧制后被拉成条带状。
由于是由液态共晶反应形成的,故称液析碳化物。
10、网状碳化物:过共析钢在热轧(锻)后缓慢冷却过程中,二次碳化物沿奥氏体晶界析出呈网状分布,称为网状碳化物。
11、水韧处理:将高锰钢加热到高温奥氏体区,使碳化物充分溶入奥氏体中,并在此温度迅速水冷,得到韧性好的单相奥氏体组织的工艺方式。
12、晶间腐蚀:金属材料在特定的腐蚀介质中沿着材料的晶界发生的一种局部腐蚀。
第七章金属材料习题
一、名词解释
1钢材的屈强比:
2冷脆性:
3时效:
4冷加工强化:
5屈服点:
二、填空题
1低碳钢受拉直至破坏,经历了、、和 4个阶段。
2对冷加工后的钢筋进行时效处理,可用时效和时效两种方法。
3按标准规定,碳素结构钢分种牌号,即、、、和。
各牌号又按其硫和磷含量由多至少分四种质量等级。
4钢材的淬火是将钢材加热至723℃温度以上,经保温,冷的过程。
5Q235—AZ是表示。
616Mn钢表示。
7一般情况下在动荷载状态、焊接结构或严寒低温下使用的结构,往往限制使用钢。
8按冶炼时脱氧程度分类钢可以分成:、、和特殊镇静钢。
9随着钢材中含碳量的增加,则硬度提高、塑性、焊接性能。
10碳素钢按含碳量多少分为、、和。
建筑上多采用。
三、判断题
1在结构设计时,抗拉强度是确定钢材强度取值的依据。
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2由于合金元素的加入,钢材强度提高,但塑性却大幅下降。
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3钢材的品种相同时,其伸长率δ10>δ5。
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4硬钢无明显屈服点,因此无法确定其屈服强度大小。
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5钢材的屈强比越大,表示使用时的安全度越低。
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6某厂生产钢筋混凝土梁,配筋需用冷拉钢筋,但现有冷拉钢筋不够长,因此将此钢筋对接焊接加长使用。
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7所有钢材都会出现屈服现象。
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8钢材的牌号越大,其强度越高,塑性越好。
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9钢材冶炼时常把硫、磷加入作为脱氧剂。
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10一般来说,钢材钢材硬度愈高,强度也愈大。
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11所有钢材都是韧性材料。
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12与伸长率一样,冷弯性能也可以表明钢材的塑性大小。
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13钢含磷较多时呈热脆性,含硫较多时呈冷脆性。
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四、单项选择题
1.建筑钢材是在严格的技术控制下生产的材料,下面哪一条不属于它的优点?______。
A.品质均匀、强度高
B.防火性能好
C.可以焊接或铆接
D.有一定的塑性和韧性,具有承受冲击荷载和振动荷载的能力
2.一矩形钢筋混凝土梁截面尺寸为200mm×400mm,单排受力钢筋配有4φ20,浇筑梁混凝土石子的最大粒径为______mm。
A.62.5
B.25
C.33.3
D.50
3.钢是指含碳量小于2%的铁碳合金,而含碳量大于2%时,则称为______。
A.熟铁
B.生铁
C.含金铁
D.白口铁
4.下列有关钢材的知识,下列哪一项是正确的?______。
A.钢与生铁的区别在于钢的含碳量值应小于2.0%
B.钢材的耐火性好
C.低碳钢为含碳小于0.60%的碳素钢
D.沸腾钢的冲击韧性和可焊性较镇静钢好
5.我国钢铁牌号的命名,采用以下哪个方法?______。
A.采用汉语拼音字母
B.采用化学元素符号
C.采用阿拉伯数字、罗马数字
D.采用汉语拼音、化学元素符号、阿拉伯数字、罗马数字相结合
6.从便于加工、塑性和焊接性好的角度出发,应选择______。
A.Ⅰ级钢筋
B.Ⅱ级钢筋
C.Ⅲ级钢筋
D.Ⅳ级钢筋
7.衡量材料轻质高强性能的主要指标是______。
A.密度
B.体积密度
C.强度
D.比强度
8.材料在外力(荷载)作用下,抵抗破坏的能力称为材料的______。
A.刚度
B.强度
C.稳定性
D.几何可变性
9.钢材经冷加工时效处理后,会产生下列何种结果?______
A.弹性模量提高
B.屈服点提高
C.塑性提高
D.冲击韧性提高
10.钢的化学成分除铁、碳外,还含有其他元素,下列元素中哪些属于有害杂质?______。
Ⅰ.磷Ⅱ.锰Ⅲ.硫Ⅳ.氧
A.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ
B.Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ
C. Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ
D. Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ
11.钢筋混凝土结构中,要防止钢筋生锈,下列措施何者是错误的?______。
A.严格控制钢筋、钢丝的质量
B.确保足够的保护厚度
C.增加氯盐的掺量
D.掺入亚硝酸盐
12.窗用隔热膜是一种直接贴在玻璃上的新型防热片,它的主要功能中哪条有误?______。
A.遮蔽阳光减少紫外线侵害
B.节约能源减少夏季阳光阳光入射
C.增进安全感,避免玻璃破碎伤人
D.能把透过玻璃的阳光反射出去,反射率高达50%~60%
13.钢结构设计时,碳素结构钢以______强度作为设计计算取值的依据。
A.σs
B.σb
C.σ0.2
D.σp
14.钢材的时效处理是将经过冷拉的钢筋于常温下存放15~20d,或加热到100~200℃并保持______左右。
A.1h;
B.2h;
C.3h;
D.4h;
15.钢材经冷加工时效处理后,会产生下列何种结果?______。
A.弹性模量提高
B.屈服点大幅度提高
C.塑性提高
D.冲击韧性提高
16.钢筋冷加工的目的是______。
A.提高材料的抗拉强度
B.提高材料的塑性
C.改善材料的弹性性能
D.改善材料的焊接性能
17.下列关于钢材性质的叙述。
哪一项不正确? ______。
A.使钢材产生热脆性的有害元素是硫;使钢材产生冷脆性的有害元素是磷
B.钢结构设计时,碳素结构钢以屈服强度作为设计计算的依据
C.碳素结构钢分为五个牌号:Q195、Q215、Q235、Q255、Q275 ,牌号越大
含碳量越多,钢的强度与硬度越高,但塑性和韧性越低
D.检测碳素结构钢时,必须做拉伸、冲击、冷弯及硬度试验
18.华北某厂需焊接一座露天需承受动荷载的钢支架,该厂已有三种碳素结构钢,厚度均为80 mm,Q235抗拉强度已可满足设计要求。
三种钢材的价格是Ⅰ<Ⅱ<Ⅲ。
应选用______。
A. Ⅰ、Q235A·F
B. Ⅱ、Q235A·b
C. Ⅲ、Q235C
五.多项选择题
1.钢筋经冷拉及时效处理后,其性质将产生变化的是___ ___。
A.屈服强度提高
B.塑性提高
C.冲击韧性降低
D.抗拉强度提高
E、塑性降低
2.建筑钢材中可直接用作预应力钢筋的有___ ___。
A.冷拔低碳钢丝
B.冷拉钢筋
C.热轧Ⅰ级钢筋
D.碳素钢丝
E、钢绞线;
3.Q275号钢,具有___ ___的性能。
A.强度较高
B.塑性、韧性较差
C.可焊接性差
D.易冷加工
E.多用于制造机械零件
3.低合金结构钢具有___ ___等性能。
A.较高的强度
B.较好塑性
C.较好的可焊性
D.较好抗冲击韧性
E.较好的冷弯性
4.HPB235级钢筋是用Q235碳素结构钢轧制而成的光圆钢筋,具有___ ___性能。
A.强度高
B.塑性好
C.伸长率高
D.便于弯折成型
E、容易焊接
5.混凝土配筋的防锈措施有___ ___。
A.提高混凝土的密实度
B.增加保护层的厚度
C.使用防锈剂
D.钢材表面涂油
E.限制氯盐外加剂掺量
6.钢材按化学成分可分为哪几种钢?___ ___。
A.碳素钢
B.结构钢
C.镇静钢
D.锰钢
E.合金钢
7.金属材料的力学性能主要有___ ___。
A.强度
B.冲击韧性
C.密度
D.耐疲劳性
E.硬度
8.金属材料的工艺性能主要有___ ___。
A.强度
B.冲击韧性
C. 冷弯性能
D.耐疲劳性
E. 可焊性
9.下列选项哪些属于冷弯试验意义?___ ___
A.能反映试件弯曲处的塑性变形
B.揭示钢材是否存在内部组织不均匀、内应力和夹杂物等缺陷
C.可反映钢材在均匀变形条件下的塑性变形能力
D.也能对钢材的焊接质量进行严格的检验,能揭示焊件受弯表面是否存在未熔
合,裂缝及夹杂物等缺陷
E.反映钢材在局部变形条件下的塑性变形能力
10.下列选项___ ___属于钢材热处理的方法。
A.淬火
B.回火
C. 退火
D.正火
六、简答题
1为什么用材料的屈服点而不是其抗拉强度作为结构设计时取值的依据?
2为什么将钢材的伸长率作为建筑用钢材的一个重要技术性能指标?
七、计算题
1. 从新进货的一批钢筋中抽样,并截取2根试样作拉伸实验,测得如下结果:屈服下限荷载分别为7
2.3KN和72.2KN,抗拉极限荷载分别为104.5KN和108.5KN,钢筋公称直径为16mm,试件标距长度为80mm,拉断后的标距长度分别为96mm和94.4mm。
试计算该钢筋的屈服强度,抗拉强度及断后伸长率。
并判断该钢筋为何牌号?其强度利用率和结构安定性如何?
2.现浇钢筋混凝土梁式楼梯,混凝土C25,楼梯截面最小尺寸160mm,钢筋最小净间距30mm,提供普通水泥42.5级和矿渣水泥42.5R,备有粒级为5~20mm碎石。
应怎样选用水泥?该碎石粒级是否适宜?。