工程材料第二版復(fù)習(xí)總結(jié)

1、名次解釋間隙固溶體:再 結(jié) 晶:淬透 性:枝晶偏析:時(shí)效強(qiáng)化: 同素異構(gòu)性:溶質(zhì)原子分布于溶劑的晶格間隙中所形成的固溶體。金屬發(fā)生重新形核和長(zhǎng)大而不改變其晶格類型的結(jié)晶過程。 鋼淬火時(shí)獲得馬氏體的能力。金屬結(jié)晶后晶粒內(nèi)部的成分不均勻現(xiàn)象。固溶處理后鋁合金的強(qiáng)度和硬度隨時(shí)間變化而發(fā)生顯著提高的現(xiàn)象。 同一金屬在不同溫度下具有不同晶格類型的現(xiàn)象。臨界冷卻速度：鋼淬火時(shí)獲得完全馬氏體的最低冷卻速度。熱硬 性 二次硬化 共晶轉(zhuǎn)變 比重偏析 置換固溶體 變質(zhì)處理晶體各向異性:指金屬材料在高溫下保持高硬度的能力。淬火鋼在回火時(shí)硬度提高的現(xiàn)象。具有一定成分的液態(tài)合金,在一定溫度下，同時(shí)結(jié)晶出兩種不同的固相的

2、轉(zhuǎn)變。因初晶相與剩余液相比重不同而造成的成分偏析。溶質(zhì)原子溶入溶質(zhì)晶格并占據(jù)溶質(zhì)晶格位置所形成的固溶體。在金屬澆注前添加變質(zhì)劑來改變晶粒的形狀或大小的處理方法。晶體在不同方向具有不同性能的現(xiàn)象。固溶 強(qiáng)化：因溶質(zhì)原子溶入而使固溶體的強(qiáng)度和硬度升高的現(xiàn)象。形變 強(qiáng)化：隨著塑性變形程度的增加， 金屬的強(qiáng)度硬度提高，而塑性韌性下降的現(xiàn)象。殘 余 奧氏體：指淬火后尚未轉(zhuǎn)變，被迫保留下來的奧氏體。 調(diào)質(zhì) 處理：指淬火及高溫回火的熱處理工藝。淬 硬性：鋼淬火時(shí)的硬化能力。過冷奧氏體：將鋼奧氏體化后冷卻至 A1溫度之下尚未分解的奧氏體。 本 質(zhì)晶粒 度：指奧氏體晶粒的長(zhǎng)大傾向。線：線:體:過冷奧氏體的等溫冷

3、卻轉(zhuǎn)變曲線。 過冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線。 含碳過飽和的a固溶體。熱塑性塑料 熱固性塑料 回火穩(wěn)定性 可逆回火脆性:加熱時(shí)軟化融融，冷卻又變硬，并可反復(fù)進(jìn)行的塑料。首次加熱時(shí)軟化并發(fā)生交連反應(yīng)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，再加熱時(shí)不軟化的塑料。 鋼在回火時(shí)抵抗硬度下降的能力。又稱第二類回火脆性，發(fā)生的溫度在400650C，當(dāng)重新加熱脆性消失后，應(yīng)迅速冷卻，不能在400650C區(qū)間長(zhǎng)時(shí)間停留或緩冷，否則會(huì)再次發(fā)生催化現(xiàn)象。過 冷度：金屬的理論結(jié)晶溫度與實(shí)際結(jié)晶溫度之差。屈服強(qiáng) 度: 斷后伸長(zhǎng)率: 疲勞強(qiáng)度: 晶胞:過冷 度: 固 溶 體: 等溫轉(zhuǎn)變:淬 透 性: 沸 騰 鋼:試樣產(chǎn)生0.2%的殘余伸長(zhǎng)變形時(shí)所

4、對(duì)應(yīng)的應(yīng)力為條件屈服強(qiáng)度試樣拉斷后標(biāo)距的伸長(zhǎng)量與原標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度的百分比。材料在循環(huán)的應(yīng)力作用下承受無數(shù)次循環(huán)而不斷裂的最大應(yīng)力值。從晶格中選取一個(gè)能夠完全反映晶格特征的，最小的幾何單元來分析晶體 中原子排列的規(guī)律。這個(gè)最小的幾何單元稱為晶胞。理論結(jié)晶溫度與實(shí)際結(jié)晶溫度之差。溶質(zhì)元子溶解在溶劑晶格中仍保持溶劑晶格類型的金屬晶體。鋼經(jīng)奧氏體化后冷卻到相變點(diǎn)以下的溫度區(qū)間內(nèi)等溫保持時(shí)，過冷奧氏體 發(fā)生的轉(zhuǎn)變。以在規(guī)定條件下鋼試樣淬硬溫度和改變分布表征的材料特性稱為淬透性。 脫氧不完全，在冷卻時(shí) CO氣泡產(chǎn)生，鋼液有明顯的沸騰現(xiàn)象。調(diào) 質(zhì)：淬火后，緊接著進(jìn)行高溫回火的熱處理方法。鍛造：對(duì)坯料施加壓力，使其

5、產(chǎn)生塑性變形，改變尺寸，形狀及改善性能，用于制造機(jī)械零件，工件或毛坯的成形加工方法。焊接：通過加熱或加壓，或兩者并用，并且用或不用填充材料，使焊件達(dá)到原子結(jié)合的一種加工方法。一次滲碳體：當(dāng) Wc=（4.36.69） %時(shí)，從液體里結(jié)晶的滲碳體。變質(zhì) 處理：在澆鑄前向液體金屬中加入難溶質(zhì)點(diǎn)（變?nèi)苜|(zhì)）結(jié)晶時(shí)這些質(zhì)點(diǎn)將在液體中形成大量非自發(fā)晶核，使晶粒數(shù)目大大增加，從而達(dá)到晶粒細(xì)化的作用。鑄造：將熔化的金屬液澆注到制造的鑄型中，凝固后獲得一定形狀，尺寸和性能的毛金屬化合物；與組成元素晶體結(jié)構(gòu)均不相同的固相 固 鐵坯成形方法。溶強(qiáng)化；隨溶質(zhì)含量增加，固溶體的強(qiáng)度、硬度提高，塑性、韌性下降的現(xiàn)象。 素

6、體；碳在a-Fe中的固溶體加 工硬化；隨冷塑性變形量增加，金屬的強(qiáng)度、硬度提高，塑性、韌性下降的現(xiàn)象。球化退火；將工件加熱到 Ac1以上30 50攝氏度保溫一定時(shí)間后隨爐緩慢冷卻至600攝氏度后出爐空冷。金再枝正固屬鍵;結(jié)晶;晶偏析；金屬離子與自由電子之間的較強(qiáng)作用就叫做金屬鍵。 冷變形組織在加熱時(shí)重新徹底改組的過程 在一個(gè)枝晶范圍內(nèi)或一個(gè)晶粒范圍內(nèi)成分不均勻的現(xiàn)象?；?；是將工件加熱至 Ac3或Accm以上3050 C，保溫一段時(shí)間后，從爐中取出在空 氣中冷卻的金屬熱處理工藝。體：合金在固態(tài)時(shí)組元間會(huì)相互溶解，形成一種在某一組元晶格中包含有其他組元的新相，這種新相稱為固溶體簡(jiǎn)答1、晶體有那些特

7、性？ （ 4分）答:1）一般具有規(guī)則的外形。（1分）；2）有固定的熔點(diǎn)。（1分）；3）有各向異性。（1分）；4）解理性。（1分）2、陶瓷材料的主要性能特點(diǎn)是什么？ （ 5分）答：陶瓷材料性能特點(diǎn)：具有不可燃燒性；（1分）、高耐熱性、高化學(xué)穩(wěn)定性；（1分）不老化性；（1分）、高的硬度和良好的抗壓能力；（1分），但脆性很高，溫度急變抗力很低。3、簡(jiǎn)述珠光體、索氏體、屈氏體三者的異同點(diǎn)。（5分）答：珠光體、索氏體、屈氏體都是鐵素體與滲碳體片層交替的機(jī)械混合物。（2分）不同的是片層間距由寬到細(xì)，強(qiáng)度、硬度由低變高。（3分）4、鐵碳合金中基本相是那些？其機(jī)械性能如何？ （6分）答：基本相有：鐵素體、奧氏

8、體、滲碳體。鐵素體強(qiáng)度和硬度不高，但具有良好的塑性和韌性；奧氏體的硬度較低而塑性較高，易于鍛壓成型；滲碳體硬度很高而塑性和韌性幾乎為零，脆性大。5、金屬結(jié)晶的基本規(guī)律是什么？晶核的形成率和成長(zhǎng)率受到哪些因素的影響？P16答：結(jié)晶的基本過程一一晶核形成與晶核長(zhǎng)大結(jié)晶時(shí)的冷卻速度（即過冷度） 隨著過冷度的增大，晶核的形成率和成長(zhǎng)率都增大，但形成 率的增長(zhǎng)比成長(zhǎng)率的增長(zhǎng)快，同時(shí)液體金屬中難熔雜質(zhì)以及振動(dòng)和攪拌的方法也會(huì)增大形核 率6、手鋸鋸條、普通螺釘、車床主軸分別用何種碳鋼制造？答：手鋸鋸條：它要求有較高的硬度和耐磨性，因此用碳素工具鋼制造。如T9,T9A,T10,T10A,T11,T11A普通螺

9、釘：它要保證有一定的機(jī)械性能，用普通碳素結(jié)構(gòu)鋼制造，如Q195,Q215,Q235車床主軸：它要求有較高的綜合機(jī)械性能，用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，如30，35, 40，45，507、金屬經(jīng)冷塑性變形后，組織和性能發(fā)生什么變化？答：1晶粒沿變形方向拉長(zhǎng),性能趨于各向異性,向的強(qiáng)度和塑性遠(yuǎn)大于橫向等。2晶粒破碎，位錯(cuò)密度增加，產(chǎn)生加工硬化，即隨著變形量的增加，強(qiáng)度和硬度顯著提高，而 塑性和韌性下降，3織構(gòu)現(xiàn)象的產(chǎn)生，即隨著變形的發(fā)生不僅金屬中晶粒會(huì)被破碎拉長(zhǎng)， 而且各晶粒的晶格位向也會(huì)沿著變形的方向同時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)果金屬中每個(gè)晶粒的晶格位向趨于大體一致，產(chǎn)生織構(gòu)現(xiàn)象，4冷壓力加工過程中由于材料各部分的

10、變形不均勻或 晶粒內(nèi)各部分和各晶粒間的變形不均勻，金屬內(nèi)部會(huì)形成殘余的內(nèi)應(yīng)力，這在一般情況下都是不利的，會(huì)引起零件尺寸不穩(wěn)定。8、固溶體和金屬間化合物在結(jié)構(gòu)和性能上有什么主要差別？答：在結(jié)構(gòu)上：固溶體的晶體結(jié)構(gòu)與溶劑的結(jié)構(gòu)相同，而金屬間化合物的晶體結(jié)構(gòu)不同于組成它的任一組元，它是以分子式來表示其組成。在性能上：形成固溶體和金屬件化合物都能強(qiáng)化合金，但固溶體的強(qiáng)度，硬度比金屬間化合物低，塑性，韌性比金屬間化合物好，也就是固溶體有更好的綜合機(jī)械性能。9、實(shí)際晶體中的點(diǎn)缺陷，線缺陷和面缺陷對(duì)金屬性能有何影響？答：如果金屬中無晶體缺陷時(shí)，通過理論計(jì)算具有極高的強(qiáng)度，隨著晶體中缺陷的增加，金屬的強(qiáng)度迅速

11、下降，當(dāng)缺陷增加到一定值后，金屬的強(qiáng)度又隨晶體缺陷的增加而增加。因此，無論點(diǎn)缺陷，線缺陷和面缺陷都會(huì)造成晶格畸變，從而使晶體強(qiáng)度增加。同時(shí)晶體缺陷的存在還會(huì)增加金屬的電阻，降低金屬的抗腐蝕性能。10、簡(jiǎn)述鑄造過程中縮孔形成的原因。答：金屬液在鑄模中冷卻和凝固時(shí)，由于液態(tài)收縮和凝固收縮所縮減的容積得不到補(bǔ)充，則會(huì)在鑄件的厚大部位及最后凝固部位形成尺寸較大而集中分布的孔洞。11、簡(jiǎn)述消除沖壓制品表面出現(xiàn)呂德斯帶的措施。答：利用應(yīng)變時(shí)效理論解決這一問題。將薄板在沖壓之前進(jìn)行一道微量冷軋工序（12%的壓下量），或向鋼中加入少量的 Ti或Al，C，N等間隙原子形成化合物，以消除屈服點(diǎn)，隨 后再進(jìn)行冷壓成

12、形，便可保證工件表面平滑光潔。12、說明本體聚合與懸浮聚合的異同？答：相同點(diǎn)：聚合都在單體相中進(jìn)行不同點(diǎn)：懸浮聚合的單體分散為無數(shù)個(gè)小液滴，易散熱13、陶瓷表面施釉的作用有那些？燒鈾后釉面出現(xiàn)裂紋或陶瓷表面發(fā)生翹曲時(shí)，應(yīng)如何解 決？答：作用：在陶瓷上形成玻璃狀物質(zhì)使其表面具有光亮、美觀、致密絕緣、不吸水、不透水及化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)良性能改變鈾料成分，降低其熱膨脹系數(shù)14、奧氏體形成的四個(gè)步驟是什么？ （4分）答：（1）奧氏體晶核的形成；（1分）（2）奧氏體晶核的長(zhǎng)大；（1分）（3）殘余滲碳體的溶 解；（1分）（4）奧氏體成分的均勻化。（1分）15、高分子材料的主要性能特點(diǎn)是什么？（6分）答：高分

13、子材料性能特點(diǎn)：具有高彈性和粘彈性；（1分）強(qiáng)度低，比強(qiáng)度高；（1分）耐磨減磨性能好；（1分）絕緣、絕熱、絕聲；（1分）耐熱性不高，耐蝕性能好； （1分）存在老 化問題。（1分）16、 提高金屬耐蝕性的途徑是什么？不銹鋼中最主要的合金元素是哪一個(gè)元素？（4分） 答：（1 ）提高金屬的電極電位；（1分）（2）使金屬易于鈍化，形成致密、完整、穩(wěn)定的與 鋼基體結(jié)合牢固的鈍化膜；（1分）（3）形成單相組織。（1分）不銹鋼中最主要的合金元素 是Cr。（ 1分）17、說明下列符號(hào)各是什么指標(biāo)？各代表什么意思？ （5分）（1） E（2） （TS（3） 2（4） ak （5）HRC答：（1） E:彈性模量；剛

14、度指標(biāo)（1分）（2） d s：屈服點(diǎn)（強(qiáng)度） ；強(qiáng)度指標(biāo) （1分）（3） 2 :斷面收縮率； 塑性指標(biāo) （1分）（4） a k :沖擊韌度；韌性指標(biāo)（1分）（5） HRC :洛氏硬度；硬度指標(biāo)（1分）18某過共析鋼工件因終鍛溫度過高，其組織中出現(xiàn)了網(wǎng)狀滲碳體，對(duì)工件的機(jī)性有何影響？采 用何種工藝可將之削除答：某過共析鋼工件因終鍛溫度過高，其組織中出現(xiàn)了網(wǎng)狀滲碳體 ，將使工件的強(qiáng)度下降，力學(xué)性能變壞?？梢圆捎谜鸬臒崽幚矸椒▉硐?。19某T12鋼工件退火時(shí)，誤當(dāng)作45鋼而進(jìn)行了完全退火，其組織和性能會(huì)發(fā)生什么變化，因該 工件切削加工困難，應(yīng)采用什么熱處理工藝來改善之.答：某T12鋼工件退火時(shí)，誤

15、當(dāng)作45鋼而進(jìn)行了完全退火，其組織中出現(xiàn)了網(wǎng)狀滲碳體 ，將使 工件的強(qiáng)度下降，力學(xué)性能變壞?？梢圆捎谜鸬臒崽幚矸椒▉硐?。20.試說明淬火鋼中出現(xiàn)殘余奧氏體的原因是什么，對(duì)其性能有何影響，采用工藝能將之消除. 答：淬火鋼中出現(xiàn)殘余奧氏體的原因是：馬氏體轉(zhuǎn)變是在一定溫度范圍內(nèi)（Ms-Mf ）,連續(xù)冷卻的任何停頓和減慢， 都增大奧氏體的穩(wěn)定性和殘余奧氏體的量；另外馬氏體形成時(shí)體積膨脹，對(duì)未轉(zhuǎn)變的奧氏體構(gòu)成大的壓應(yīng)力，也使馬氏體轉(zhuǎn)變不能進(jìn)行到底，而總要保留一部分不能轉(zhuǎn)變的（殘余）奧氏體。殘余奧氏體存在馬氏體之間可改善鋼的韌性。采用回火工藝能將之消除。21試說明為什么亞共析鋼必須進(jìn)行完全淬火，而過共

16、析鋼則只能進(jìn)行不完全淬火. 答：亞共析鋼必須在 AC3+30-50 C加熱，進(jìn)行完全淬火，并使淬火組織中保留一定數(shù)量的細(xì) 小彌散碳化物顆粒，以提高其耐磨性。而過共析鋼加熱到Ac1+30-50 C進(jìn)行不完全淬火，其原因在于：若碳化物完全熔入奧氏體中，馬氏體中將出現(xiàn)過多的殘余奧氏體，從而會(huì)造成多方面的害處，例如：碳含量過高，淬火后全部形成片狀馬氏體，脆性增加，且奧氏體增加， 硬度下降；組織中會(huì)失去硬而耐磨的碳化物顆粒，令耐磨性降低等；而且淬火后會(huì)得到粗針狀馬氏體，顯微裂紋增多，令鋼的脆性增大；同時(shí)會(huì)令淬火應(yīng)力增大， 加大工件變形開裂傾向。22高碳高合金鋼工件淬火時(shí)極易開裂，采取什么措施可有效防止其

17、開裂？答：（1）合理設(shè)計(jì)零件結(jié)構(gòu)；（2）淬火前進(jìn)行退火或正火，以細(xì)化晶粒并使組織均勻化，減 少淬火產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力；（3 ）淬火加熱時(shí)嚴(yán)格控制加熱溫度，防止過熱使奧氏體晶粒粗化，同 時(shí)也可減少淬火時(shí)的熱應(yīng)力；（4）采用適當(dāng)?shù)睦鋮s方法；（5）淬火后及時(shí)回火，以消除應(yīng)力， 提高工件的韌性。23確定下列工件的退火工藝，并說明其原因：（1）冷軋15鋼鋼板要求降低硬度.（2）正火態(tài)的T12 鋼鋼坯要求改善其切削加工性.（3）鍛造過熱的60鋼鍛坯要求細(xì)化晶粒答：（1）完全退火；（2）球化退火；（3）等溫退火。24.某40MnB 鋼主軸:要求整體有足夠的韌性，表面要求有較高的硬度和耐磨性 :采用何種熱處 理工藝

18、可滿足要求？簡(jiǎn)述理由答：采用正火、調(diào)質(zhì)（預(yù)備熱處理），以及淬火+低溫回火（最終熱處理）。（1）正火：主要為了消除毛坯的鍛造應(yīng)力，降低硬度以改善切削加工性，同時(shí)也均勻組 織，細(xì)化晶粒，為以后的熱處理做組織準(zhǔn)備（2）調(diào)質(zhì)：主要使主軸具有高的綜合力學(xué)性能。（3）淬火+低溫回火：提高表面的硬度和耐磨性，而心部具有足夠的韌性，其中低溫回火 的作用是消除淬火應(yīng)力及減少脆性。25金屬晶粒大小對(duì)金屬的性能有何影響？說明鑄造時(shí)細(xì)化晶粒的方法及其原理. 答：金屬晶粒越細(xì)，金屬的強(qiáng)度越高，塑性和韌性也越好，反之力學(xué)性能越差。 鑄造時(shí)細(xì)化晶粒的方法有：（1 ）增加過冷度：當(dāng)過冷度增大時(shí)，液態(tài)金屬的結(jié)晶能力增強(qiáng)，形核率

19、可大大增加，而長(zhǎng) 大速度增加較少，因而可使晶粒細(xì)化。（2） 變質(zhì)處理：在液態(tài)金屬結(jié)晶前，加入一些細(xì)小的變質(zhì)劑， 使金屬結(jié)晶時(shí)形核率 N增加， 因而可使晶粒細(xì)化。（3）振動(dòng)處理：在金屬結(jié)晶時(shí)，對(duì)液態(tài)金屬附加機(jī)械振動(dòng)、超聲波振動(dòng)或電磁振動(dòng)等措施使已生長(zhǎng)的晶粒因破碎而細(xì)化，同時(shí)破碎的晶粒尖端也起凈核作用，增加了形核率，使晶粒細(xì)化。26.T12鋼工件經(jīng)正常淬火后其表面硬度比60鋼低的原因是什么？如何進(jìn)一步提高其硬度？ 答：原因是：淬火加熱溫度過低、保溫時(shí)間不足、冷卻速度過低、工件表面脫碳或預(yù)先熱處 理不當(dāng)?shù)?。進(jìn)一步提高其硬度的方法是將工件退火或正火后重新進(jìn)行淬火。27畫出Fe-Fe3C相圖，注明各相區(qū)的相名稱，指出奧氏體和鐵素體的溶解度曲線 . 答：書P16圖1216。奧氏體和鐵素體的溶解度曲線分別是：ES線、PQ線。28.示意畫出鋼的 C曲線,并在C曲線上畫出等溫淬火和分級(jí)淬火的冷卻工藝曲線 . 答：書P40圖1311。29比較20鋼和T10鋼的退火，正火，淬火組織的異同.答：退火：20鋼：奧