工程材料第四章作业参考答案
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工程材料第四章作业一、名词解释1、固溶强化2、相组成物、组织组成物3、晶内偏析二、填空1、合金中的基本相结构, 有______和_______两类。
2、固溶体中含量较多的元素称为______, 含量较少的元素称为_____, 固溶体的晶格与______元素的晶格相同。
3、按_____原子在_____晶格中所处位置不同, 可将固溶体分为_____和______两类。
4、二元合金相图中最多可有相平衡共存,在相图中表现为线。
5、二元合金相图中的恒温转变包括_____反应、_____反应和_____反应。
三、判断( ) 1、间隙固溶体一定是无限固溶体。
( ) 2、固溶强化的本质是溶质原子的溶入使溶剂晶格发生了畸变所致。
( ) 3、物质从液态到固态的转变过程称为“结晶”。
( ) 4、合金中的相构成了组织,组织决定了合金的性能。
( ) 5、固溶体合金平衡结晶过程中,由于不同温度结晶出来的固溶体成份不同,因而结晶后所得的固溶体成份也是不均匀的。
( ) 6、合金中的相、相的成分和相对量、组织形态、晶粒大小都可在相图上反映出来。
四、选择1、合金中成分、结构和性能相同的均匀组成部分称为( )。
A、组元;B、相;C、组织2、若A、B两组元形成化合物相, 则该相晶体结构( )。
A、与A相同;B、与B相同;C、与A、B不同3、当非金属原子与金属原子直径比( )时, 将形成间隙相。
A、<.0.59;B、>0.59;C、>0.614、二元相图的杠杆定律用于确定两相区中两相的( )。
A、成份;B、相对重量;C、晶体结构7、两组元在液、固态都无限互溶所构成的相图是( )相图。
A、匀晶;B、共晶;C、包晶8、共折转变的产物属于( )。
A、单相固溶体;B、机械混合物;C、金属化合物9、固溶体合金中产生晶内偏析是因为( )。
A、冷却较快, 原子扩散来不及充分进行;B、结晶时无限缓慢冷却, 使高熔点组元过早结晶;C、结晶过程的温度变化范围太大。
1、何为冷变形、热变形和温变形?冷变形:温度低于回复温度,变形过程只有加工硬化无回复和再结晶。
热变形:温度在再结晶温度以上,变形产生的加工硬化被再结晶抵消,变形后具有再结晶等轴晶粒组织,而无加工硬化痕迹。
温变形:金属材料在高于回复温度但低于再结晶开始温度的温度范围内进行的塑性变形过程。
2、简述金属的可锻性及其影响因素。
可锻性:指金属材料在压力加工时,能改变形状而不产生裂纹的性能。
它包括在热态或冷态下能够进行锤锻,轧制,拉伸,挤压等加工。
可锻性的好坏主要与金属材料的化学成分有关。
(1)内在因素(a)化学成分:不同化学成分的金属其可锻性不同;(b)合金组织:金属内部组织结构不同,其可锻性差别很大。
(2)外在因素(a)变形温度:系指金属从开始锻造到锻造终止的温度范围。
温度过高:过热、过烧、脱碳和严重氧化等缺陷。
温度过低:变形抗力↑-难锻,开裂(b)变形速度:变形速度即单位时间内的变形程度(c)应力状态:金属在经受不同方法进行变形时,所产生的应力大小和性质(压应力或拉应力)不同。
3、自由锻和模锻的定义及其特点是什么?自由锻造是利用冲击力或压力使金属在上下砧面间各个方向自由变形,不受任何限制而获得所需形状及尺寸和一定机械性能的锻件的一种加工方法,简称自由锻。
1、自由锻锻件的精度不高,形状简单,其形状和尺寸一般通过操作者使用通用工具来保证,主要用于单件、小批量生产。
2、对于大型机特大型锻件的制造,自由锻仍是唯一有效的方法。
3、自由锻对锻工的技术水平要求高,劳动条件差,生产效率低。
模锻是指在专用模锻设备上利用模具使毛坯成型而获得锻件的锻造方法。
模锻具有如下特点:(1)生产效率高。
劳动强度低。
(2)锻件成形靠模膛控制,可锻出形状复杂、尺寸准确,更接近于成品的锻件,且锻造流线比较完整,有利于提高零件的力学性能和使用寿命。
(3)锻件表面光洁,尺寸精度高,加工余量小,节约材料和切削加工工时。
(4)操作简便,质量易于控制,生产过程易实现机械化、自动化。
工程材料作业(4)答案1.解释下列现象:(1) 在相同含碳量下,除了含Ni和Mn的合金钢外,大多数合金钢的热处理加热温度都比碳钢高。
奥氏体形成分为形核、长大、残余渗碳体溶解,奥氏体均匀化4阶段。
多数合金元素减缓A形成,Cr、Mo、W、V等强碳化物形成元素与碳亲和力大,形成的合金元素的碳化物稳定、难溶解,会显著减慢碳及合金元素的扩散速度。
但为了充分发挥合金元素的作用,又必须使其更多的溶入奥氏体中,合金钢往往需要比含碳量相同的碳钢加热到更高的温度,保温更长时间。
Co、Ni等部分非碳化物形成元素,因增大碳的扩散速度,使奥氏体的形成速度加快。
而Al、Si、Mn等合金元素对奥氏体形成速度的影响不大。
阻碍晶粒长大,合金钢需要更高的加热温度,更长的保温时间,才能保证奥氏体均匀化。
(加热温度升高了,但一般不会引起晶粒粗大:大多数合金元素都有阻碍奥氏体晶粒长大的作用。
碳化物形成元素的作用最明显,因其形成的碳化物高温下稳定性高,很难完全溶入奥氏体,未溶的细小碳化物颗粒,分布在奥氏体晶界上,有效的阻止晶粒长大,起到细化晶粒的作用。
所以,合金钢虽然热处理加热温度高,但一般不用担心晶粒粗大。
强烈阻碍晶粒长大的元素:V、Ti、Nb、Zr;中等阻碍的:W、Mo、Cr;影响不大的:Si、Ni、Cu;促进晶粒长大的:Mn、P、B)(2) 在相同含碳量下,含碳化物形成元素的合金钢比碳钢具有较高的回火稳定性。
回火过程一般分为:马氏体分解、残余奥氏体转变、碳化物类型转变和碳化物长大。
合金元素在回火过程中,推迟马氏体的分解和残余奥氏体的转变(即在较高温度才出现分解和转变),提高铁素体的再结晶温度,使碳化物难以聚集长大而保持较大的弥散度。
因此,提高了钢对回火软化的抗力,即提高了钢的回火稳定性。
使得合金钢在相同温度下回火时,比同样质量分数的碳钢具有更高的硬度和强度(对工具钢,耐热钢更重要),或在保证相同强度的条件下,可在更高的温度下回火,而韧性更好(对结构钢更重要。
第四章普通混凝土及砂浆一、填空题1.普通混凝土由(水泥)、(砂)、(石)、(水)以及必要时掺入的(外加剂)组成。
2.普通混凝土用细骨料是指(粒径小于4.75㎜)的岩石颗粒。
细骨料砂有天然砂和(人工砂)两类,天然砂按产源不同分为(河砂)、(海砂)和(山砂)。
3.普通混凝土用砂的颗粒级配按(0.6)mm筛的累计筛余率分为(1)、(2)和(3)三个级配区;按(细度)模数的大小分为(粗砂)、(中砂)和(细砂)。
4.普通混凝土用粗骨料石子主要有(天然卵石)和(人工碎石)两种。
5.石子的压碎指标值越大,则石子的强度越(小)。
6.根据《混凝土结构工程施工及验收规范》(GBJ50204)规定,混凝土用粗骨料的最大粒径不得大于结构截面最小尺寸的(1/4),同时不得大于钢筋间最小净距的(3/4);对于实心板,可允许使用最大粒径达(1/3)板厚的骨料,但最大粒径不得超过(40)mm。
7.石子的颗粒级配分为(连续级配)和(间断级配)两种。
采用(连续)级配配制的混凝土和易性好,不易发生离析。
8.混凝土拌合物的和易性包括(流动性)、(粘聚性)和(保水性)三个方面的含义。
其测定采用定量测定(流动性),方法是塑性混凝土采用(坍落度)法,干硬性混凝土采用(维勃稠度)法;采取直观经验评定(粘聚性)和(保水性)。
9.混凝土拌合物按流动性分为(流动性混凝土)和(干硬性混凝土)两类。
10.混凝土的立方体抗压强度是以边长为(150)mm的立方体试件,在温度为(20±2)℃,相对湿度为(95%)以上的潮湿条件下养护(28)d,用标准试验方法测定的抗压极限f)表示,单位为(MPa)。
强度,用符号(cc11.混凝土的强度等级是按照其(立方体抗压强度标准值)划分,用(C)和(立方体抗压强度标准)值表示。
有(C7.5)、(C10)、(C15)、(C20)、(C25)、(C30)、(C35)、(C40)、(C45)、(C50)、(C55)、(C60)、(C65)、(C70)、(C75 )、(C80)共16个强度等级。
题目:建筑上常用的石膏,其主要生产原料是()
选项A:天然二水石膏
选项B:熟石灰
选项C:熟石膏
选项D:生石灰
答案:天然二水石膏
题目:石膏的品种很多,虽然各品种的石膏在建筑中均有应用,但是用量最多、用途最广的是
()
选项A:模型石膏
选项B:高强度石膏
选项C:建筑石膏
选项D:低强度石膏
答案:建筑石膏
题目:熟石灰粉颗粒愈细,有效成分愈多,其品质()
选项A:不能确定
选项B:不变
选项C:愈差
选项D:愈好
答案:愈好
题目:下列关于石灰应用说法有误的一项是()
选项A:在石灰的储存和运输中必须注意,生石灰要在干燥环境中储存和保管选项B:若储存期过长必须在密闭容器内存放
选项C:运输中要有防雨措施
选项D:磨细生石灰粉在干燥条件下储存期一般不超过一年
答案:磨细生石灰粉在干燥条件下储存期一般不超过一年
题目:下列有关水玻璃的性质说法有误的一项是()
选项A:水玻璃硬化形成SiO2空间网状骨架,因此具有良好的耐热性能
选项B:水玻璃硬化后具有较高的粘结强度、抗拉强度和抗压强度
选项C:硬化后的水玻璃,其主要成分为SiO2,所以它的耐碱性能很高
选项D:以镁质耐火材料为骨料配制水玻璃混凝土,其使用温度可达1100℃
答案:硬化后的水玻璃,其主要成分为SiO2,所以它的耐碱性能很高
题目:下列环境条件最有利于水玻璃凝结硬化的是()
选项A:温度低,湿度大
选项B:温度高,湿度大
选项C:温度高、湿度小
选项D:温度低,湿度小
答案:温度高、湿度小。
单选题(本大题共23小题,每小题1分,共23分)1. 影响钢的冷脆性的主要元素是( )。
A.SB.PC.MnD.Si2. 20CrMnTi钢根据其所含的碳量和合金元素,在工业上主要作为一种()使用。
A.合金渗碳钢B.合金弹簧钢C.合金调质钢D.滚动轴承钢3. 大多数合金元素均在不同程度上有细化晶粒的作用,其中细化晶粒作用最为显著的有()。
A.Mn,PB.Mn,TiC.Ti,VD.V,P4. 除()元素外,其它合金元素溶于奥氏体后,均能增加过冷奥氏体的稳定性。
A.CoB.CrD.Ti1. 20CrMnTi钢中Ti元素的主要作用是。
A.强化铁素体B.提高淬透性C.细化晶粒D.提高回火稳定性2. 合金渗碳钢渗碳后必须进行热处理。
A.淬火+高温回火B.淬火+中温回火C.淬火+低温回火D.淬火+退火3. 要制造一批锉刀,请选择合适的材料。
A.45B.9Mn2VC.T12D.7Cr174. 下列材料中淬硬性高的是。
A.18CrNi3B.9Mn2VC.40Cr1. 下列材料中油淬临界直径最大的是。
A.25Cr2Ni4WB.20MnVBC.40CrD.65Mn2. 钢中强碳化物形成元素是()A.Fe、MnB.Cr、CoC.V、TiD.Si、Mn3. 影响钢的热脆性的主要元素是()A.SB.PC.MnD.Si4. 制造手用锯条应当选用()A.T12钢经淬火和低温回火B.Cr12Mo钢经淬火低温回火C.65钢淬火后中温回火1. 二次硬化是指()的硬化现象。
A.渗碳处理后的二次淬火B.某些钢在回火后硬度进一步提高C.变形过程中强度、硬度升高D.某些钢在淬火后硬度提高2. 40MnVB钢中V元素的主要作用是()A.强化铁素体B.细化晶粒C.提高回火稳定性D.提高淬透性3. 40Cr钢根据其所含的碳量和合金元素,在工业上主要作为一种()使用。
A.滚动轴承钢B.合金弹簧钢C.合金调质钢D.合金渗碳钢4. 对形状复杂,截面变化大的零件进行淬火时,应选用()A.高淬透性钢B.中淬透性钢C.低淬透性钢D.对淬透性能没有要求1. 60Si2Mn钢根据其所含的碳量和合金元素,在工业上主要作为一种()使用。
第四章 光学系统中的光束限制1.设照相物镜的焦距等于75mm ,底片尺寸为55×55㎜2,求该照相物镜的最大视场角等于多少?解:3.假定显微镜目镜的视角放大率Γ目=15⨯,物镜的倍率β=2.5⨯,求物镜的焦距和要求的通光口径。
如该显微镜用于测量,问物镜的通光口径需要多大(u =-︒3.42y =8mm 显微镜物镜的物平面到像平面的距离为180mm )? 解: (1)5.2'-==ll β mm l 428.51-=180'=-l l mm l 57.128'=‘物f l l 111'=- mm f 73.36=‘物 在此情况下,物镜即为显微镜的孔径光阑︒-=3.4u mm tg ltgu D 734.73.4428.5122=⨯⨯==︒物(2)用于测量时,系统中加入了孔径光阑,目镜是视场光阑 由于u 已知,根据u 可确定孔径光阑的大小 mm tg tgu L OM A 8668.33.4428.51=︒⨯=⋅=OA PA OM D A ’‘孔=2L 目-目fL ‘Zmm OM L f L D A 52.58668.357.12873.3657.12822'=⨯-⨯=⨯-⨯=∴’‘物孔在中M M B B '∆ OA P AB A O M B A D B ‘‘’‘’‘孔=++21 mm y 1045.2'=⨯= mm O M B 863.7=∴ mm D 726.15=物答:物镜的焦距为36.73mm ,物镜的孔径为7.734mm ,用于测量时物镜孔径为15.726mm 。
4. 在本章第二节中的双目望远镜系统中,假定物镜的口径为30mm ,目镜的通光口径为20mm ,如果系统中没有视场光阑,问该望远镜最大的极限视场角等于多少?渐晕系数k =0.5的视场角等于多少? 解:(1)151018108=++x xmm x 252=1081825218252108181815+++=+++=x x y714286.10=y︒=33.112目ω (2)0793651.0181081021=+=+=’目‘物目f f D tg ω ︒︒==∴08.932492‘’‘ω答:极限视场角等于11.33︒渐晕系数为0.5的视场角为9.08︒。
1.滑移和孪晶的变形机制有何不同?为什么在一般条件下进行塑性变形时锌中容易出现孪晶,而纯铁中容易出现滑移带?主要的不同:(1)晶体位向在滑移前后不改变,而在孪生前后晶体位向改变,形成镜面对称关系。
(2)滑移的变形量为滑移方向原子间距的整数倍,而孪生过程中的位移量正比于该层至孪晶面的距离。
(3)孪生是一部分晶体发生了均匀的切变,而滑移是不均匀的。
锌的晶体结构为密排六方,密排六方金属滑移系少,所以容易出现孪晶,而纯铁为体心立方结构,滑移系多,所以容易出现滑移带。
2.多晶体塑性变形与单晶体塑性变形有何不同?多晶体的每一晶粒滑移变形的规律与单晶体相同,但由于多晶体中存在晶界,且各晶体的取向也不相同,多晶体的塑性变形具有以下特点:(1)各晶粒不同同时变形;(2)各晶粒变形的不均匀性;(3)各变形晶粒相互协调。
3.什么是滑移、滑移线、滑移带和滑移系?滑移线和滑移带是如何在金属表面形成的?列举金属中常见晶体结构最重要的滑移系,并在其晶胞内画出一个滑移系。
哪种晶体的塑性最好?哪个次之?为什么?所谓滑移是指在切应力的作用下,晶体的一部分相对于另一部分沿一定的晶面和晶向发生相对滑动,滑动后原子处于新的稳定位置。
晶体材料的滑移面与晶体表面的交线称为滑移线。
由数目不等的滑移线或滑移台阶组成的条带称为滑移带。
一个滑移面和该面上的一个滑移方向组成一个滑移系。
滑移线是由于晶体的滑移变形使试样的抛光表面产生高低不一的台阶所造成的;相互靠近的小台阶在宏观上反映的是一个大台阶,所以形成了滑移带。
滑移系越多,金属发生滑移的可能性越大,塑性就越好。
滑移方向对滑移所起的作用比滑移面大,所以面心立方晶格金属比体心立方晶格金属的塑性更好。
密排六方由于滑移少,塑性最差。
4.简述一次再结晶与二次再结晶的驱动力,并说明如何区分冷、热加工。
动态再结晶与静态再结晶后的组织结构的主要区别是什么?一次再结晶的驱动力是冷变形所产生的储存能的释放。
二次再结晶的驱动力是由于界面能变化引起的。
1、隧道衬砌的类型及适用条件(1)整体式混凝土衬砌:按照工程类比、不同的围岩类别采用不同的衬砌厚度,其形式有直墙式衬砌和曲墙式衬砌两种。
○ 1 直墙式衬砌,适应于地质条件良好,以垂直围岩压力为主而水平围岩压力较小的情况,主要适用于Ⅰ~Ⅲ级围岩;○2曲墙式衬砌,适应于地质较差,有较大水平围岩压力的情况,主要适用于Ⅳ级及以上的围岩,或Ⅲ级围岩双线。
多线隧道也采用曲墙有仰拱的衬砌。
( 2)装配式衬砌:适用于盾构法施工的城市地下铁道和水底隧道中,在铁路、公路隧道中由于装配式衬砌要求有一定的机械化设备,施工工艺复杂,衬砌的整体性及抗渗性差而未能推广使用。
( 3)锚喷式衬砌:锚喷式衬砌内轮廓线应比整体式衬砌适当加大,除考虑施工误差和位移量外,应再预留10cm 作为必要时补强用。
当遇到地下水发育或大面积淋水地段,能造成衬砌腐蚀或特殊膨胀性围岩地段,最冷月平均气温低于-5 o C 地区的冻害地段等情况是不宜采用锚喷衬砌。
( 4)复合式衬砌:适用于围岩稳定性差、地下水发育地段,推荐采用复合式衬砌。
2、洞门有何作用,有哪些洞门形式,适用于什么地质条件?洞门的作用有以下几个方面:(1)减少洞口土石方开挖量;( 2)稳定边、仰坡;( 3)引离地表流水;( 4)装饰洞口洞门的形式:(1)洞口环框:当洞口石质坚硬稳定,且地形陡峻无排水要求时,可修建洞口环框(2)端墙式(一字式)洞门:适用于地形开阔、石质较稳定的地区( 3)翼墙式(八字式)洞门:适用于洞口地质较差的IV 级及以上围岩,山体纵向推力较大时的地区( 4)柱式洞门:用于地形较陡(Ⅳ级围岩),仰坡有下滑的可能性,又受到地形或地质条件限制,不能设置翼墙的时候,柱式东门比较美观,适于城市附近、风景区或长大隧道的洞口(5)台阶式洞门:当洞门位于傍山侧坡地区,洞门一侧边仰坡较高,为提高靠山侧仰坡起坡点,减少仰坡高度,可设置台阶式洞门(6)斜交式洞门:当隧道洞口线路与地面等高线斜交时,为了缩短隧道长度,减少挖方数量,可采用平行于等高线与线路呈斜交的洞口( 7)喇叭口式洞门:适用于高速铁路隧道,用以缓和高速列车的空气动力学效应3、什么是明洞?试述明洞的结构类型、受力特点和适用条件?隧道埋深较浅,上覆岩( 土)体较薄,难采用暗挖法时,则应采用明挖法来开挖隧道。
第四章水泥混凝土4-1.普通混凝土的组成材料有哪几种?在混凝土硬化前后各起何作用?答:(1)普通混凝土的主要组成材料有水泥、细骨料、砂、粗骨料、石和水。
另外还常加入适量的掺合料和外加剂。
(2)在混凝土中,水泥与水形成水泥浆,水泥浆包裹在骨料表面并填充其空隙。
在混凝土硬化前水泥浆起润滑作用。
赋予拌合物一定的流动性、粘聚性便于施工。
在硬化后则起到了将砂、石胶结为一个整体的作用,使混凝土具有一定的强度、耐久性等性能。
砂、石在混凝土中起骨架作用,可以降低水泥用量,减小干缩、提高混凝土的强度和耐久性。
4-2.何谓骨料级配?如何判断某骨料的级配是否良好?答:(1)骨料级配是指骨料中不同粒径颗粒的组配情况。
(2)骨料级配良好的标准是骨料空隙率及总表面面积均较小;在W/C一定时,达到相同和易性,最省水及水泥的骨料级配。
4-3.对混凝土用砂为何要提出级配和细度要求?两种砂的细度模数相同,其级配是否相同?反之,如果级配相同,其细度模数是否相同?答:(1)级配是为了保证各粒级都有合适的颗粒搭配,降低孔隙率。
良好的级配指粗颗粒的空隙恰好由中颗粒填充,中颗粒的空隙恰好由细颗粒填充,如此逐级填充使砂形成最密致的堆积状态,空隙率达到最小值,堆积密度达最大值。
这样可达到节约水泥,提高混凝土综合性能的目标。
(2)细度是为了混凝土和易性。
比表面积小,但是孔隙率大,需要较多的水泥浆填充,流动性差。
太细的话,比表面积大,需要大量的水泥浆来包裹砂子颗粒,水泥用量多,粘性大,流动性不好。
水泥最终使用是要加水硬化的,如果太粗则水化程度不完全,如果太细则水化速度太快而且造成混凝土早期强度太快,会产生裂缝或后期强度不够等。
(3)细度模数M=[(A2+A3+A4+A5+A6)-5A1]/(100-A1),A1、A2、A3、A4、A5、A6是累计筛余百分数,沙的级配是由累计筛余百分数确定的,所以级配相同,细度模数相同。
反之细度模数相同,级配未必相同。
q 2qa a a a
A C
D
B
第四章 弯曲内力习题
一、填空题
1、如果一段梁内各横截面上的剪力Q 为零,而弯矩M 为常量,则该段梁的弯曲称为 ;如果该梁各横截面上同时存在剪力Q 和弯矩M ,则这种弯曲为 。
二、计算题
1、作下列两梁的弯矩图。
求出支座处的约束反力、弯矩的最大绝对值,并把该值标注在弯矩图上。
2、作下列梁的弯矩图。
求出支座处的约束反力、弯矩的最大绝对值,并把该值标注在弯矩图上。
3、下列梁的弯矩图。
第四章 弯曲内力习题答案
一、填空题
1 纯弯曲 横力弯曲(或剪切弯曲)
二、计算题
1、 图4.2.2 图4.2.4.1 图4.2.4.2
图4.2.4.3 Pa
25
6q a 22
3q a
2、
3、
22m ax 22B B ql R ql M ql M === 15.75kN 20.25kN 41kN.m
A D m ax R =R =M =m ax A
B R R P M P a
===⨯2m ax 716656A B R qa R qa M qa ==-
= 22q l。
第四章思考题4.1 何谓单向板?何谓双向板?如何判别?P85.86答:在板面均布荷载作用下,从板中沿支座正交方向取出的矩形板单元,只有一个方向受弯,成为单向板;而在板面均布荷载作用下,荷载沿两个方向传递到周边的支座,故称为双向板。
对四变支撑213l l ≥的板按单向板计算,对212l l ≤的板按双向板计算;当213l l <时,宜按双向板计算。
4.2 结构平面布置的原则是什么?板、次梁、主梁的常用跨度是多少?P86答:单向板肋梁楼盖由板、次梁和主梁组成。
其中,次梁的间距决定了板的跨度;主梁的间距决定了次梁的跨度;柱或墙的间距决定了主梁的跨度。
单向板、次梁、主梁的常用跨度如下:单向板:4m ≤,荷载较大时取小值。
次梁:4~6m 。
主梁:5~8m 。
4.3 单向板中有哪些受力钢筋何构造钢筋?各起什么作用?如何设置?P94.95答:板中受力钢筋分为承受负弯矩板面负筋和承受正弯矩板底正筋,对于绑扎钢筋,当板厚150mm ≤时,间距不宜大于200mm ;板厚150h mm >,不宜大于1.5h ,且不宜大于250mm 。
钢筋间距也不宜小于70mm 。
在支梁支座处或连续板端支座及中间支座处,下部正钢筋伸入支座的长度不应小于5d 。
板中构造钢筋及其作用和设置:1.分布钢筋:分布钢筋布置在受力钢筋的内侧,其作用时与受力钢筋组成钢筋网,便于施工中固定受力钢筋的位置;承受由于温度变化和混凝土收缩所产生的内力;承受并分布板上局部荷载产生的内力;对四边支撑板,可承受在计算中未计及但实际存在的长跨方向的弯矩。
2.沿墙边和墙角处设置板面附加钢筋,承受板上部拉应力,钢筋直径不小于8mm ,间距不大于200mm ,伸出墙边长度大于等于07l 。
3.垂直于主梁的板面附加钢筋:承受主梁边缘处板面产生的支座负弯矩,在主梁上部的板面配置,数量不小于,且主梁单位长度内的总截面面积不小于板中单位宽度内受力钢筋截面积的13;4.板角附加短钢筋:两边嵌入砌体墙内的板内的板角部分,应在板面双面配置附加的短负钢筋。
工程材料第一章金属的晶体结构与结晶1.解释以下名词点缺陷:原子排列不规那么的区域在空间三个方向尺寸都很小,主要指空位间隙原子、置换原子等.线缺陷:原子排列的不规那么区域在空间一个方向上的尺寸很大,而在其余两个方向上的尺寸很小.如位错.面缺陷:原子排列不规那么的区域在空间两个方向上的尺寸很大,而另一方向上的尺寸很小.如晶界和亚晶界.亚晶粒:在多晶体的每一个晶粒内,晶格位向也并非完全一致,而是存在着许多尺寸很小、位向差很小的小晶块,它们相互镶嵌而成晶粒,称亚晶粒.亚晶界:两相邻亚晶粒间的边界称为亚晶界.刃型位错:位错可认为是晶格中一局部晶体相对于另一局部晶体的局部滑移而造成.滑移局部与未滑移局部的交界线即为位错线.如果相对滑移的结果上半局部多出一半原子面,多余半原子面的边缘好似插入晶体中的一把刀的刃口,故称“刃型位错〞.单晶体:如果一块晶体,其内部的晶格位向完全一致,那么称这块晶体为单晶体.多晶体:由多种晶粒组成的晶体结构称为“多晶体〞.过冷度:实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度.自发形核:在一定条件下,从液态金属中直接产生,原子呈规那么排列的结晶核心.非自发形核:是液态金属依附在一些未溶颗粒外表所形成的晶核.变质处理:在液态金属结晶前,特意参加某些难熔固态颗粒,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,从而提升了形核率,细化晶粒,这种处理方法即为变质处理.变质剂:在浇注前所参加的难熔杂质称为变质剂.2.常见的金属晶体结构有哪几种a -Fe、丫- Fe、Al、Cu、Ni、Pb、Cr、V、Mg、Zn各属何种晶体结构答:常见金属晶体结构:体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格;a— Fe、Cr、V属于体心立方晶格;丫一Fe、Al、Cu、Ni、Pb属于面心立方晶格;Mg、Zn属于密排六方晶格;3.配位数和致密度可以用来说明哪些问题答:用来说明晶体中原子排列的紧密程度.晶体中配位数和致密度越大,那么晶体中原子排列越紧密.4.晶面指数和晶向指数有什么不同答:晶向是指晶格中各种原子列的位向,用晶向指数来表示,形式为uvw ;晶面是指晶格中不同方位上的原子面,用晶面指数来表示,形式为hkl.5.实际晶体中的点缺陷,线缺陷和面缺陷对金属性能有何影响答:如果金属中无晶体缺陷时,通过理论计算具有极高的强度,随着晶体中缺陷的增加,金属的强度迅速下降,当缺陷增加到一定值后,金属的强度又随晶体缺陷的增加而增加.因此,无论点缺陷,线缺陷和面缺陷都会造成晶格崎变,从而使晶体强度增加.同时晶体缺陷的存在还会增加金属的电阻,降低金属的抗腐蚀性能.6.为何单晶体具有各向异性,而多晶体在一般情况下不显示出各向异性答:由于单晶体内各个方向上原子排列密度不同,造成原子间结合力不同,因而表现出各向异性;而多晶体是由很多个单晶体所组成,它在各个方向上的力相互抵消平衡,因而表现各向同性.7.过冷度与冷却速度有何关系它对金属结晶过程有何影响对铸件晶粒大小有何影响答:①冷却速度越大,那么过冷度也越大.②随着冷却速度的增大,那么晶体内形核率和长大速度都加快, 加速结晶过程的进行,但当冷速到达一定值以后那么结晶过程将减慢,由于这时原子的扩散水平减弱.③过冷度增大,A F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.8.金属结晶的根本规律是什么晶核的形成率和成长率受到哪些因素的影响答:①金属结晶的根本规律是形核和核长大.②受到过冷度的影响,随着过冷度的增大,晶核的形成率和成长率都增大,但形成率的增长比成长率的增长快;同时外来难熔杂质以及振动和搅拌的方法也第2页共50页会增大形核率.9.在铸造生产中,采用哪些举措限制晶粒大小在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限制晶粒大小.②变质处理:在液态金属结晶前, 特意参加某些难熔固态颗粒,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,从而提升了形核率,细化晶粒.③机械振动、搅拌.第二章金属的塑性变形与再结晶1.解释以下名词:加工硬化、回复、再结晶、热加工、冷加工.答:加工硬化:随着塑性变形的增加,金属的强度、硬度迅速增加;塑性、韧性迅速下降的现象.回复:为了消除金属的加工硬化现象,将变形金属加热到某一温度,以使其组织和性能发生变化.在加热温度较低时,原子的活动水平不大,这时金属的晶粒大小和形状没有明显的变化,只是在晶内发生点缺陷的消失以及位错的迁移等变化,因此,这时金属的强度、硬度和塑性等机械性能变化不大,而只是使内应力及电阻率等性能显著降低.此阶段为回复阶段.再结晶:被加热到较高的温度时,原子也具有较大的活动水平,使晶粒的外形开始变化.从破碎拉长的晶粒变成新的等轴晶粒.和变形前的晶粒形状相似,晶格类型相同,把这一阶段称为“再结晶〞.热加工:将金属加热到再结晶温度以上一定温度进行压力加工.冷加工:在再结晶温度以下进行的压力加工.2.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升,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,来提升金属强度和硬度,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升钢丝的强度的.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局部,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.3.划分冷加工和热加工的主要条件是什么答:主要是再结晶温度.在再结晶温度以下进行的压力加工为冷加工,产生加工硬化现象;反之为热加工,产生的加工硬化现象被再结晶所消除.4.与冷加工比拟,热加工给金属件带来的益处有哪些答:(1)通过热加工,可使铸态金属中的气孔焊合,从而使其致密度得以提升.(2)通过热加工,可使铸态金属中的枝晶和柱状晶破碎,从而使晶粒细化,机械性能提升.(3)通过热加工,可使铸态金属中的枝晶偏析和非金属夹杂分布发生改变,使它们沿着变形的方向细碎拉长,形成热压力加工“纤维组织〞(流线),使纵向的强度、塑性和韧性显著大于横向.如果合理利用热加工流线,尽量使流线与零件工作时承受的最大拉应力方向一致,而与外加切应力或冲击力相垂直,可提升零件使用寿命.5.为什么细晶粒钢强度高,塑性,韧性也好答: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开展.因此,塑性,韧性也越好.6.金属经冷塑性变形后,组织和性能发生什么变化答:①晶粒沿变形方向拉长,性能趋于各向异性,如纵向的强度和塑性远大于横向等;②晶粒破碎,位错密度增加,产生加工硬化,即随着变形量的增加,强度和硬度显著提升,而塑性和韧性下降;③ 织构现象的产生,即随着变形的发生, 不仅金属中的晶粒会被破碎拉长,而且各晶粒的晶格位向也会沿着变形的方向同时发生转动,转动结果金属中每个晶粒的晶格位向趋于大体一致,产生织构现象;④冷压力加工过程中由于材料各局部的变形不均匀或晶粒内各局部和各晶粒间的变形不均匀,金属内部会形成剩余的内应力,这在一般情况下都是不利的,会引起零件尺寸不稳定.7.分析加工硬化对金属材料的强化作用答:随着塑性变形的进行,位错密度不断增加,因此位错在运动时的相互交割、位错缠结加剧,使位错运动的阻力增大,引起变形抗力的增加.这样,金属的塑性变形就变得困难,要继续变形就必须增大外力,因此提升了金属的强度.8.金属鸨、铁、铅、锡的熔点分别为3380C、1538C、327C、232 C ,试计算这些金属的最低再结晶温度,并分析鸨和铁在1100c下的加工、铅和锡在室温(20C)下的加工各为何种加工答:T 再=0.4T 熔;鸨T 再=[0.4* (3380+273)卜273=1188.2 C ;铁T 再=[0.4* (1538+273) ]-273=451.4 C ;铅T 再=[0.4* (327+273) ]-273=-33 C ;锡T 再=[0.4* (232+273)卜273=-71 C .由于鸨T 再为1188.2 C> 1100C,因此属于热加工;铁T再为451.4CV 1100C,因此属于冷加工;铅T再为-33CV20C,属于冷加工;锡T再为-71V20C,属于冷加工.9.在制造齿轮时,有时采用喷丸法(即将金属丸喷射到零件外表上)使齿面得以强化.试分析强化原因.答:高速金属丸喷射到零件外表上,使工件外表层产生塑性变形,形成一定厚度的加工硬化层,使齿面的强度、硬度升高.第三章合金的结构与二元状态图1.解释以下名词:合金,组元,相,相图;固溶体,金属间化合物,机械混合物;枝晶偏析,比重偏析;固溶强化, 弥散强化.答:合金:通过熔炼,烧结或其它方法,将一种金属元素同一种或几种其它元素结合在一起所形成的具有金属特性的新物质,称为合金.组元:组成合金的最根本的、独立的物质称为组元.相:在金属或合金中,凡成分相同、结构相同并与其它局部有界面分开的均匀组成局部,均称之为相.相图:用来表示合金系中各个合金的结晶过程的简明图解称为相图.固溶体:合金的组元之间以不同的比例混合,混合后形成的固相的晶格结构与组成合金的某一组元的相同,这种相称为固溶体.金属间化合物:合金的组元间发生相互作用形成的一种具有金属性质的新相,称为金属间化合物.它的晶体结构不同于任一组元,用分子式来表示其组成.机械混合物:合金的组织由不同的相以不同的比例机械的混合在一起,称机械混合物.枝晶偏析:实际生产中,合金冷却速度快,原子扩散不充分,使得先结晶出来的固溶体合金含高熔点组元较多,后结晶含低熔点组元较多,这种在晶粒内化学成分不均匀的现象称为枝晶偏析.比重偏析:比重偏析是由组成相与溶液之间的密度差异所引起的.如果先共晶相与溶液之间的密度差异较大,那么在缓慢冷却条件下凝固时,先共晶相便会在液体中上浮或下沉,从而导致结晶后铸件上下局部的化学成分不一致,产生比重偏析.固溶强化:通过溶入某种溶质元素形成固溶体而使金属的强度、硬度升高的现象称为固溶强化.弥散强化:合金中以固溶体为主再有适量的金属间化合物弥散分布,会提升合金的强度、硬度及耐磨性,这种强化方式为弥散强化.2.指出以下名词的主要区别:1〕置换固溶体与间隙固溶体;答:置换固溶体:溶质原子代替溶剂晶格结点上的一局部原子而组成的固溶体称置换固溶体.间隙固溶体:溶质原子填充在溶剂晶格的间隙中形成的固溶体,即间隙固溶体.2〕相组成物与组织组成物;相组成物:合金的根本组成相.组织组成物:合金显微组织中的独立组成局部.3.以下元素在a -Fe中形成哪几种固溶体Si、C、N、Cr、Mn答:Si、Cr、Mn形成置换固溶体;C、N形成间隙固溶体.4.试述固溶强化、加工强化和弥散强化的强化原理,并说明三者的区别.答:固溶强化:溶质原子溶入后,要引起溶剂金属的晶格产生畸变,进而位错运动时受到阻力增大.弥散强化:金属化合物本身有很高的硬度,因此合金中以固溶体为基体再有适量的金属间化合物均匀细小弥散分布时,会提升合金的强度、硬度及耐磨性.这种用金属间化合物来强化合金的方式为弥散强化.加工强化:通过产生塑性变形来增大位错密度,从而增大位错运动阻力, 引起塑性变形抗力的增加, 提升合金的强度和硬度.区别:固溶强化和弥散强化都是利用合金的组成相来强化合金,固溶强化是通过产生晶格畸变,使位错运动阻力增大来强化合金;弥散强化是利用金属化合物本身的高强度和硬度来强化合金;而加工强化是通过力的作用产生塑性变形,增大位错密度以增大位错运动阻力来强化合金;三者相比,通过固溶强化得到的强度、硬度最低,但塑性、韧性最好,加工强化得到的强度、硬度最高,但塑韧性最差,弥散强化介于两者之间.5.固溶体和金属间化合物在结构和性能上有什么主要差异答:在结构上:固溶体的晶体结构与溶剂的结构相同,而金属间化合物的晶体结构不同于组成它的任一组元,它是以分子式来表示其组成.在性能上:形成固溶体和金属间化合物都能强化合金,但固溶体的强度、硬度比金属间化合物低, 塑性、韧性比金属间化合物好,也就是固溶体有更好的综合机械性能.6.何谓共晶反响、包晶反响和共析反响式比拟这三种反响的异同点.答:共晶反响: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响.包晶反响: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响过程.共析反响: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响.共同点:反响都是在恒温下发生,反响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:共晶反响是一种液相在恒温下生成两种固相的反响;共析反响是一种固相在恒温下生成两种固相的反响;而包晶反响是一种液相与一种固相在恒温下生成另一种固相的反响.7.二元合金相图表达了合金的哪些关系答:二元合金相图表达了合金的状态与温度和成分之间的关系.8.在二元合金相图中应用杠杆定律可以计算什么答:应用杠杆定律可以计算合金相互平衡两相的成分和相对含量.9.A(熔点600C)与B(500C)在液态无限互溶;在固态300c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300c时,含40% B的液态合金发生共晶反响.现要求:1)作出A-B合金相图;2)分析20% A,45%A,80%A等合金的结晶过程,并确定室温下的组织组成物和相组成物的相对量.(2)20%A合金如图①:合金在1点以上全部为液相,当冷至1点时,开始从液相中析出“固溶体,至2点结束,2〜3点之间合金全部由a固溶体所组成,但当合金冷到3点以下,由于固溶体a的浓度超过了它的溶解度限度,于是从固溶体a中析出二次相A,因此最终显微组织:a +An相组成物:a +AA= (90-80/90) *100%=11%a =1-A%=89%45%A合金如图②:合金在1点以上全部为液相,冷至1点时开始从液相中析出a固溶体,此时液相线成分沿线BE变化,固相线成分沿BD线变化,当冷至2点时,液相线成分到达E点,发生共晶反响,形成(A+a)共晶体,合金自2点冷至室温过程中,自中析出二次相An,因而合金②室温组织:A n + a +(A+ a )相组成物:A+ a组织:An= (70-55) /70*100%=21% a =1- An =79%A+ a = (70-55) /(70-40) *100%=50%相:A= (90-55) /90*100%=50% a =1-A%=50%80%A合金如图③:合金在1点以上全部为液相, 冷至1点时开始从液相中析出A,此时液相线成分沿AE线变化, 冷至2点时,液相线成分到达点,发生共晶反响,形成(A+ a)共晶体,因而合金③的室温组织:A+ (A+ a ) 相组成物:A+ a组织:A= (40-20) /40*100%=50% A+ a =1-A%=50%相:A= (90-20) /90*100%=78% a =1-A%=22%10.某合金相图如下图.1)试标注①一④空白区域中存在相的名称;2)指出此相图包括哪几种转变类型;3)说明合金I的平衡结晶过程及室温下的显微组织.答:(1)①:L+丫②:丫+ B ③:B+( a + B )④:0 + an(2)匀晶转变;共析转变(3)合金①在1点以上全部为液相,冷至1点时开始从液相中析出丫固溶体至2点结束,2〜3点之间合金全部由T固溶体所组成,3点以下,开始从T固溶体中析出a固溶体,冷至4点时合金全部由a固溶体所组成,4〜5之间全部由a固溶体所组成,冷到5 点以下,由于a 固溶体的浓度超过了它的溶解度限度,从a中析出第二相B固溶体,最终得到室稳下的显微组织:a + B n11.有形状、尺寸相同的两个Cu-Ni合金铸件,一个含90% Ni ,另一个含50% Ni,铸后自然冷却,问哪个铸件的偏析较严重答:含50% Ni的Cu-Ni合金铸件偏析较严重.在实际冷却过程中,由于冷速较快,使得先结晶局部含高熔点组元多,后结晶局部含低熔点组元多,由于含50% Ni的Cu-Ni合金铸件固相线与液相线范围比含90% Ni铸件宽,因此它所造成的化学成分不均匀现象要比含90% Ni 的Cu-Ni合金铸件严重.第四章铁碳合金1.何谓金属的同素异构转变试画出纯铁的结晶冷却曲线和晶体结构变化图答:由于条件〔温度或压力〕变化引起金属晶体结构的转变,称同素异构转变.S4 3210987 654321时间2.为什么丫-Fe和a-Fe的比容不同一块质量一定的铁发生〔丫-Fe - a-Fe 〕转变时, 其体积如何变化答:由于丫-Fe和a-Fe原子排列的紧密程度不同,丫-Fe的致密度为74%,a-Fe的致密度为68%,因此一块质量一定的铁发生〔丫-Fe - a -Fe 〕转变时体积将发生膨胀.3.何谓铁素体〔F〕,奥氏体〔A〕,渗碳体〔FesC〕,珠光体〔P〕,莱氏体〔Ld〕 ?它们的结构、组织形态、性能等各有何特点答:铁素体〔F〕:铁素体是碳在Fe中形成的间隙固溶体,为体心立方晶格.由于碳在Fe中的溶解度、很小,它的性能与纯铁相近.塑性、韧性好,强度、第11页共50页硬度低.它在钢中一般呈块状或片状.奥氏体〔A〕:奥氏体是碳在片中形成的间隙固溶体,面心立方晶格.因其品格间隙尺寸较大,故碳在Fe中的溶解度较大.有很好的塑性.渗碳体〔FesC〕:铁和碳相互作用形成的具有复杂品格的间隙化合物.渗碳体具有很高的硬度,但塑性很差,延伸率接近于零.在钢中以片状存在或网络状存在于晶界.在莱氏体中为连续的基体,有时呈鱼骨状.珠光体〔P〕:由铁素体和渗碳体组成的机械混合物.铁素体和渗碳体呈层片状.珠光体有较高的强度和硬度,但塑性较差.莱氏体〔Ld〕:由奥氏体和渗碳体组成的机械混合物.在莱氏体中,渗碳体是连续分布的相,奥氏体呈颗粒状分布在渗碳体基体上.由于渗碳体很脆,所以莱氏体是塑性很差的组织.4.Fe-FesC合金相图有何作用在生产实践中有何指导意义又有何局限性答:①碳钢和铸铁都是铁碳合金,是使用最广泛的金属材料.铁碳合金相图是研究铁碳合金的重要工具,了解与掌握铁碳合金相图,对于钢铁材料的研究和使用,各种热加工工艺的制订以及工艺废品原因的分析等方面都有重要指导意义.②为选材提供成分依据:F Fe3c相图描述了铁碳合金的组织随含碳量的变化规律, 合金的性能决定于合金的组织,这样根据零件的性能要求来选择不同成分的铁碳合金;为制定热加工工艺提供依据:对铸造,根据相图可以找出不同成分的钢或铸铁的熔点,确定铸造温度;根据相图上液相线和固相线间距离估计铸造性能的好坏. 对于锻造:根据相图可以确定锻造温度.对焊接: 根据相图来分析碳钢焊缝组织,并用适当热处理方法来减轻或消除组织不均匀性;对热处理:F Fe3c相图更为重要,如退火、正火、淬火的加热温度都要参考铁碳相图加以选择.③由于铁碳相图是以无限缓慢加热和冷却的速度得到的,而在实际加热和冷却通常都有不同程度的滞后现象.5.画出Fe-Fe s C 相图,指出图中S、C、E、P、N、G 及GS、SE、PQ、PSK 各点、线的意义,并标出各相区的相组成物和组织组成物V1段.口1 0. Q. b 1. 2.0 2,143.0i. 0 4. 355 自.6. 69+ C的FeSC 1539140012001UQQHDU600C:共晶点1148c 4.30%C,在这一点上发生共晶转变,反响式:Lc A E Fe a C ,当冷到1148c时具有C点成分的液体中同时结晶出具有E点成分的奥氏体和渗碳体的两相混合物——莱氏体Le A E Fe3CE:碳在Fe中的最大溶解度点1148c2.11%CG:Fe Fe同素异构转变点〔A3〕912C 0%CH:碳在Fe中的最大溶解度为1495c 0.09%CJ:包品转变点1495c 0.17%C在这一点上发生包品转变,反响式:L BH A J当冷却到1495c时具有B点成分的液相与具有H点成分的固相6反响生成具有J 点成分的周相AN:FeFe同素异构转变点〔A4〕1394c 0%CP:碳在Fe中的最大溶解度点0.0218%C 727cS:共析点727c 0.77%C在这一点上发生共析转变,反响式:A s F p Fe3C ,当冷却到727c时从具有S点成分的奥氏体中同时析出具有P点成分的铁素体和渗碳体的两相混合物一一珠光体P 〔F p Fe3C〕ES线:碳在奥氏体中的溶解度曲线,又称Acm温度线,随温度的降低,碳在奥化体中的溶解度减少,多余的碳以Fe3c形式析出,所以具有0.77%〜2.11%C的钢冷却到Acm线与PSK线之间时的组织A Fe3C n ,从A中析出的Fe3c称为二次渗碳体.GS线:不同含碳量的奥氏体冷却时析出铁素体的开始线称A3线,GP线那么是铁素体析出的终了线,所以GSP区的显微组织是F AoPQ线:碳在铁素体中的溶解度曲线,随温度的降低,碳在铁素体中的溶解度减少, 多余的碳以Fe3c形式析出,从F中析出的Fe3c称为三次渗碳体Fe s Cw ,由于铁素体含碳很少,析出的FesCw很少,一般忽略,认为从727c冷却到室温的显微组织不变.PSK线:共析转变线,在这条线上发生共析转变A S F P Fe s C ,产物〔P〕珠光体,含碳量在0.02〜6.69%的铁碳合金冷却到727c时都有共析转变发生.6.简述Fe-Fe^C相图中三个根本反响:包晶反响,共晶反响及共析反响,写出反响式,标出含碳量及温度.答:共析反响:冷却到727c时具有S点成分的奥氏体中同时析出具有P点成分的铁素体和渗碳体的两相混合物.Y 0.8 727?F0.02+Fe3c6.69包品反响:冷却到1495c时具有B点成分的液相与具有H点成分的固相6反响生成具有J 点成分的固相Ao L0.5+ 6 0.11495? Y 0.16共晶反响:1148c时具有C点成分的液体中同时结晶出具有E点成分的奥氏体和渗碳体的两相混合物.L4.3 1147?2 2.14+ F63C6.697.何谓碳素钢何谓白口铁两者的成分组织和性能有何差异答:碳素钢:含有0.02%~2.14%C的铁碳合金.白口铁:含大于2.14%C的铁碳合金.碳素钢中亚共析钢的组织由铁素体和珠光体所组成,其中珠光体中的渗碳体以细片状分布在铁素体基体上,随着含碳量的增加,珠光体的含量增加,那么钢的强度、硬度增力口,塑性、韧性降低.当含碳量到达0.8%时就是珠光体的性能.过共析钢组织由珠光体和二次渗碳体所组成,含碳量接近 1.0%时,强度到达最大值,含碳量继续增加,强度下降.由于二次渗碳体在晶界形成连续的网络,导致钢的脆性增加.白口铁中由于其组织中存在大量的渗碳体,具有很高的硬度和脆性,难以切削加工.8.亚共析钢、共析钢和过共析钢的组织有何特点和异同点.答:亚共析钢的组织由铁素体和珠光体所组成.其中铁素体呈块状.珠光体中铁素体与渗碳体呈片状分布.共析钢的组织由珠光体所组成.过共析钢的组织由珠光体和二次渗碳体所组成,其中二次。
1 、什么是滑移与孪生?一般条件下进行塑性变形时,为什么在锌、镁中易出现孪晶? 而在纯铜中易产生滑移带?
答:滑移是指晶体的一部分沿一定的晶面和晶向相对于另一部分发生滑动位移的现象。
孪生是指晶体的一部分沿一定晶面和晶向相对于另一部分所发生的切变。
密排六方晶格金属滑移系少,常以孪生方式变形。
体心立方晶格金属只有在低温或冲击作用下才发生孪生变形。
面心立方晶格金属,一般不发生孪生变形,但常发现有孪晶存在,这是由于相变过程中原子重新排列时发生错排而产生的,称退火孪晶。
铜是面心立方,锌、镁是密排六方,故在锌、镁中易出现孪晶,而在纯铜中易产生滑移带。
2 、根据纯金属及合金塑性变形的特点,可以有几种强化金属性能的方式?
答:通过细化晶粒来同时提高金属的强度、硬度、塑性和韧性的方法称细晶强化。
单相固溶体合金组织与纯金属相同,其塑性变形过程也与多晶体纯金属相似。
但随溶质含量增加,固溶体的强度、硬度提高,塑性、韧性下降,称固溶强化。
当在晶内呈颗粒状弥散分布时,第二相颗粒越细,分布越均匀,合金的强度、硬度越高,塑性、韧性略有下降,这种强化方法称弥散强化或沉淀强化。
随冷塑性变形量增加,金属的强度、硬度提高,塑性、韧性下降的现象称加工硬化。
加工硬化是强化金属的重要手段之一,对于不能热处理强化的金属和合金尤为重要。
3 、用手来回弯折一根铁丝时,开始感觉省劲,后来逐渐感到有些费劲,最后铁丝被弯断。
试解释过程演变的原因?
答:用手来回弯折一根铁丝时,铁丝会发生冷塑性变形。
随着弯折的持续,铁丝的冷塑性变形量会增加,从而发生加工硬化,此时,铁丝的强度、硬度提高,塑性、韧性下降,故逐渐感到有些费劲。
进一步弯折时,铁丝会因为超过疲劳强度而被弯断。
4 、什么是变形金属的回复、再结晶?再结晶晶粒度受哪些因素的影响?
答:回复是指在加热温度较低时,由于金属中的点缺陷及位错近距离迁移而引起的晶内某些变化。
当变形金属被加热到较高温度时,由于原子活动能力增大,晶粒的形状开始发生变化,由破碎拉长的晶粒变为完整均匀的等轴晶粒。
这种冷变形组织在加热时重新彻底改组的过程称再结晶。
影响再结晶晶粒度的因素:1、加热温度和保温时间。
加热温度越高,保温时间越长,金属的晶粒越粗大,加热温度的影响尤为显著。
2、预先变形度。
预先变形度的影响,实质上是变形均匀程度的影响。
5 、当金属继续冷拔有困难时,可以通过什么热处理解决?为什么?
答:再结晶退火。
在对金属进行冷拔时,随冷塑性变形量的增加,金属会发生加工硬化,金属的强度、硬度提高,塑性、韧性下降,从而导致冷拔越来越困难。
此时,若对其进行再结晶退火处理,当变形金属被加热到较高温度时,由于原子活动能力增大,晶粒的形状开始发生变化,由破碎拉长的晶粒变为完整均匀的等轴晶粒。
由于再结晶后组织的复原,因而金属的强度、硬度下降,塑性、韧性提高,加工硬化消失。
此时再进行冷拔则容易的多。
6 、能否通过再结晶退火来消除粗大的铸造晶粒及组织? 为什么?
答:不能。
铸造是熔炼金属、制造铸型,并将熔融金属浇入铸型,凝固后获得具有一定形状、尺寸和性能金属零件毛坯的成型方法。
在铸造过程中,熔融金属因冷却而成形,并没有发生塑性变形。
而再结晶退火是将冷变形的金属加热到一定温度使其组织发生复原的一种工艺。
对于没有塑性变形的铸造物件,是不能通过再结晶退火来消除粗大的铸造晶粒及组织的。
7 、金属热加工与冷加工的区别?对金属组织和性能有何影响?
答:在金属学中,冷热加工的界限是以再结晶温度来划分的。
低于再结晶温度的加工称为冷加工,而高于再结晶温度的加工称为热加工。
冷加工时金属会发生加工硬化,它的强度、硬度会提高,但塑性、韧性会下降,且伴随有织构现象。
热加工时产生的加工硬化很快被再结晶产生的软化所抵消,因而热加工不会带来加工硬化效果。
热加工可使铸态金属与合金中的气孔或疏松焊合,使粗大的树枝晶或柱状晶破碎并结晶成等轴晶,使第二相、夹杂物等重新分布,从而使组织致密、成分均匀、晶粒细化,力学性能提高。
热加工也使铸态金属中的非金属夹杂物、第二相、偏析等沿变形方向拉长,形成彼此平行的宏观条纹,称作流线(热加工纤维组织)。
它使钢产生各向异性。
在制定加工工艺时,应使流线分布合理,尽量与拉应力方向一致。