工程材料學(xué)學(xué)期期末考試試題(A)及詳解答案分解重點

1、匚程材料學(xué)學(xué)期期末考試試題（A）及詳解答案共5頁 第1頁、名詞解釋：（每小題2分，共10分） 珠光體:過冷度:合金:本質(zhì)晶粒度:調(diào)質(zhì):、填空題：（每空0.5分，共20分）1.為了改善切削加工性能,20鋼應(yīng)進行.熱處理,T12鋼應(yīng)進行.熱處理。2.aFe 是.晶體結(jié)構(gòu)，設(shè)a為晶格常數(shù)，其晶胞原子數(shù)為.，原子半徑為.配位數(shù)是.3.晶體中的線缺陷是指各種類型的;面缺陷指.4.液態(tài)金屬進行鑄造時，為達到細化晶粒的目的而加入其它物質(zhì)作為人工晶核的處理方法稱5.金屬材料的強化機制有.、和共5頁第7頁6.金屬塑性變形的基本方式有兩種。7.冷變形金屬經(jīng)重新加熱時，根據(jù)組織與性能的變化，大體可以分為別和.三個階

2、段。8.L fa+ P 是.轉(zhuǎn)變，而 丫 a+ P是.轉(zhuǎn)變。9.鐵碳合金中的基本相有S鐵素體、五種。10.碳鋼中常存的雜質(zhì)元素中，有益的元素是.,有害的兀素是11.45鋼調(diào)質(zhì)和正火兩種熱處理工藝所得到的組織分別為,而淬硬性好的鋼是.12. 20CrMnTi鋼和T10鋼淬火后比較，淬透性好的鋼是.13. 16Mn鋼中的Mn元素主要作用是.GCr15鋼中的Cr元素的主要作用是.14. HT300中“ HT”的含義是“ 300”的含義是.，其基體組織是.15.2A12 （L 丫 1 2）材料的類別是TC4材料的類別是1分，共10分）1.工程中常用布氏硬度測量硬材料的硬度。判斷題：（在題后括號內(nèi)將正確

3、的劃2,錯誤的劃X。每小題2.3.固溶體的晶體結(jié)構(gòu)與組成它的溶劑元素的晶體結(jié)構(gòu)相同。晶體缺陷使晶格產(chǎn)生畸變，所以缺陷越多對材料的性能危害越大。4.由液體冷卻凝固成固體的過程都是結(jié)晶過程。5.杠桿定律只適用于兩相區(qū)。6.移。7.共析轉(zhuǎn)變時溫度不變，且三相的成分也是確定的。8. 熱加工與冷加工的主要區(qū)別在于是否對變形金屬加熱。9. 過共析鋼為消除網(wǎng)狀滲碳體應(yīng)進行正火處理。10. 可鍛鑄鐵能夠進行鍛造。四、簡答題（每小題5分，共20分）1. 在圖1中分別畫出純鐵的（011）、（iTi）晶面和011、171晶向。并指出在室溫下對純鐵進行拉伸試驗時，滑移將沿以上的哪個晶面及晶向進行?金屬晶體中，原子排列

4、最緊密的晶面間的距離最小，結(jié)合力大，所以這些晶面間難以發(fā)生滑2. 為什么鉗工鋸T10，T12等鋼料時比鋸10，20鋼費力，鋸條容易磨鈍?五、八、3. 奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕是怎樣產(chǎn)生的？如何防止?4. 低碳鋼滲碳表面化學(xué)熱處理的溫度范圍是多少？溫度選擇的主要理由是什么?請用直線將下列材料牌號與典型應(yīng)用零件及熱處理工藝連接起來。（每小題2分，共10分）材料牌號應(yīng)用零件熱處理工藝HT250彈簧調(diào)質(zhì)+氮化Cr12MoV飛機起落架固溶+時效7A04 (LC9)機車曲軸自然時效（退火）65Mn冷沖模淬火+中溫回火38CrMoAI機床床身淬火+低溫回火某工廠倉庫積壓了許多退火狀態(tài)的碳鋼，由于鋼材混雜，不知

5、道鋼的化學(xué)成分，現(xiàn)找出其中一根，經(jīng)金相分析后，發(fā)現(xiàn)其組織為珠光體 +鐵素體，其中鐵素體占80%，回答以下問題：（每小題4分，共12 分）求該鋼的含碳量;計算該鋼組織中各相組分的相對百分含量;畫出其組織示意圖，并于圖中標出各組織組分的名稱。七、車床主軸要求軸頸部位的硬度為5658HRC,其余地方的硬度為2024HRC,制訂的加工工藝路線如下：鍛造正火機加工 T軸頸表面淬火 T低溫回火 T磨削。請說明：（每小題2分，共10分）(1)該主軸應(yīng)選用何種材料;正火的目的及其大致工藝;表面淬火的目的及大致處理工藝;低溫回火的目的及大致工藝;(5)軸頸部位的表面組織和其余地方的組織。八.將ffimm勺T8鋼

6、（共析鋼）加熱至760C并保溫足夠時間，問采用什么樣的冷卻工藝可 得到如下組織：珠光體，索氏體，下貝氏體，馬氏體 +少量殘余奧氏體；在C曲線上畫出工藝曲線示意圖。（每小題2分，共8分）參考答案及評分標準、名詞解釋：（每小題2分，共10分） 珠光體：鐵素體和滲碳體成片層相間的機械混合物。過冷度：金屬的實際結(jié)晶溫度低于其理論結(jié)晶溫度，理論結(jié)晶溫度與實際結(jié)晶溫度的差值稱為過冷度。合金：通過熔煉，燒結(jié)或其它方法，將一種金屬元素同一種或幾種其它元素結(jié)合在一起所形成的具有金屬特性的新物質(zhì)，稱為合金。本質(zhì)晶粒度：在規(guī)定的加熱條件下，奧氏體晶粒長大的傾向性。 調(diào)質(zhì)處理：淬火后的高溫回火。二、填空題：（每空0.

7、5分，共20分）1.正火，球化退火。2.體心立方，2，3.4.位錯；晶界，亞晶界。變質(zhì)處理。8.9.5.6.固溶強化，彌散強化，細晶強化，形變強化。 滑移，孿生。7.回復(fù)，再結(jié)晶，晶粒長大。共晶轉(zhuǎn)變，共析轉(zhuǎn)變。奧氏體，鐵素體，滲碳體，液體。共4頁 第3頁10.硅（Si）,錳（Mn）；磷（P）, 硫（ S）。11. 回火索氏體（或S 回）,索氏體（或S）。12. 20CrMnT, T10。13 .強化鐵素體；提高淬透性。14 .灰口鑄鐵；最低抗拉強度300MPa,礫光體頁第2頁15 .硬鋁合金，a+P型鈦合金 三、判斷題：（每小題1分,共10分） 1. X， 2 . V， 3 . X， 4 .

8、X， 5 . V， 6 . X， 7 . V， 8 . X， 9 . V， 10 .X。四、簡答題（每小題5分，共20分）1.PllZ02 (HM純鐵在室溫下為體心立方晶體結(jié)構(gòu)，滑移系為110 XV 111，所以應(yīng)該沿上述（011）晶面的11晶向滑移。（1分，可不答理由）。晶面、晶向標注各1分。2.答：T10,T12屬于碳素工具鋼，含碳量為1.0%，1.2%，因而鋼中滲碳體含量高，鋼的 硬度較高；而10,20鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，屬于低碳鋼，鋼的硬度較低，因此鉗工鋸T10,T12等鋼料時比鋸10,20鋼費力，鋸條容易磨鈍。3.奧氏體不銹鋼在約600 oC工作時，從A體晶界析出Cr23C3碳化物，

9、造成晶界附近基體貧鉻，當貧鉻區(qū)含鉻量低于12%寸，電位顯著下降，造成晶間腐蝕。使鋼的強度和塑性急劇下降。（3分）防止晶間腐蝕的方法:1）降低鋼的含碳量，以盡可能少的形成 Cr23C6o（ 1 分）2）在鋼中加入強碳化物形成元素鈦、鈮，使鋼中的碳優(yōu)先形成TiC或NbC而不形成Cr23C6 o(1 分)4.低碳鋼滲碳處理的溫度在 900950C（或Ac3以上5080C）o （2分） 選擇的主要理由是應(yīng)在單相丫區(qū)，因為丫的碳的溶解度大，而 a相的碳的溶解度最大僅（2分）；但溫度也不能太高，否者易0.0218 o因此只有在單相丫區(qū)才能獲得較高的表面碳濃度形成粗大的奧氏體晶粒而降低力學(xué)性能（1分）。五、

10、伐U對一道連線1分,共10分）材料牌號應(yīng)用零件熱處理工藝HT2003eCrMoAl彈簧固溶+吋效Crl2MoV機車曲軸自然時效LC9淬火十中溫回火冷沖模機床床身調(diào)質(zhì)十氮化淬火十低溫回火六、解答：（每小題4分，共12 分）0.77%，因此: .根據(jù)珠光體含量求出該碳鋼室溫下的含碳量:室溫下鐵素體的含碳量可忽略不計，而珠光體的含碳量為含碳量 C=0.77%X 20%=0.154%.該碳鋼室溫下的相組成為F+Fe3CF=(6.69-0.154)/6.69=97.7%Fe3C=1-F=2.3%共 4頁 第4頁J珠光體CP）七、（每小題2分，共10 分）.45鋼（或其它中碳合金鋼）;.目的是為了獲得主軸整體所要求的硬度2024HRC及其他機械性能，并便于加工（1分）；工藝是：加熱到850r左右保溫，然后空冷。（1分） .目的是為了獲得軸頸部 5658HRC的硬度要求（1分）；工藝是采用高頻感應(yīng)加熱至830 r左右，然后迅速在水中冷卻（1分）。 .目的是降低淬火后工件的殘余應(yīng)力（1分）；工藝是在170200r加熱并保溫（1分）。.軸頸部為回火馬氏體（1分），其余地方為珠光體或索氏體（1分）。八、