工程材料及成型技術(shù)基礎(chǔ)考試題目

1、工程材料及成型技術(shù)基礎(chǔ)考試題目填空1、 常見(jiàn)的金屬晶體結(jié)構(gòu)：體心立方品格、面心立方品格、密排六方品格2、晶體缺陷可分為：點(diǎn)缺陷、線(xiàn)缺陷、面缺陷3、點(diǎn)缺陷包括：空位、間隙原子、置換原子。線(xiàn)缺陷包括：位錯(cuò)。位錯(cuò)的最基本的形式是：刃型位錯(cuò)、螺型位錯(cuò)面缺陷包括：品界、亞品界。4、合金的相結(jié)構(gòu)可分為：固溶體、化合物。5、彈性極限： 仝 屈服極限： 竺 抗拉強(qiáng)度：6彈性模量：E6、低碳鋼的應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)有四個(gè)變化階段：彈性階段、屈服階段、抗拉階段（強(qiáng)化階段）頸縮階段。7、 洛氏硬度 HRC壓印頭類(lèi)型：120 °金剛石圓錐 、總壓力：1471N或150kg8、疲勞強(qiáng)度表示材料經(jīng)無(wú)數(shù)次 交變載荷作用而

2、不致引起斷裂的最大應(yīng)力值。9、沖擊韌度用在沖擊力作用下材料破壞時(shí)單位面積所吸收的能量來(lái)表示。10、過(guò)冷度影響金屬結(jié)晶時(shí)的形核率和長(zhǎng)大速度。11、 以純鐵為例 a - Fe為體心立方品格（912 C以下）Y - Fe為面心立方品格（心94C以下）、S - Fe為體心立方品格（心38C以下）12、熱處理中，冷卻方式有兩種，一是連續(xù)冷卻,二是等溫冷卻。13、單晶體的塑性變形主要通過(guò)滑移和滑生兩種方式進(jìn)行。14、利用再結(jié)晶退火消除加工硬化現(xiàn)象。15、冷變形金屬在加熱時(shí)的組織和性能發(fā)生變化、將依次發(fā)生復(fù)、再結(jié)晶和晶粒長(zhǎng)大。16、 普通熱處理分為： 退火、正火、淬火、回火。17、退火可分為：完全退火、球化

3、退火、撒退火、去應(yīng)力退火。18、調(diào)質(zhì)鋼 含碳量一般為 中碳、熱處理為 淬火+高溫回火。19高速鋼的淬火溫度一般不超過(guò)1300 C、高速鋼的淬火后經(jīng) 550570 C三次回火。三次回火的目的：提高耐回火性，為鋼獲得高硬度和高熱硬性提供了保證。高速鋼的淬火回火后的組織是：回火馬氏體、合金碳化物、少量殘余奧氏體20、鑄鐵的分類(lèi)及牌號(hào)表示方法。P142分類(lèi)石墨形狀鑄鐵組織鑄鐵牌號(hào)及表示方法基體石墨由代號(hào)加數(shù)字構(gòu)成。H、Q Ru灰鑄鐵片狀F或F+P或P片狀HTK、T分別為灰、球、蠕、可、球墨鑄鐵球狀F或F+P或P球狀QT鐵的漢語(yǔ)拼音字首，第一組數(shù)嚅墨鑄鐵蠕蟲(chóng)狀F或F+P或P蠕蟲(chóng)狀RuT字表示最低抗拉強(qiáng)度

4、，第二組可鍛鑄鐵團(tuán)絮狀P或F團(tuán)絮狀KTH(z)二、名詞解釋1點(diǎn)缺陷：是一種在三維空間各個(gè)方向上尺寸都很小，尺寸范圍約為一個(gè)或幾個(gè)原子間距的缺陷。包括空位、間隙原子、置換原子等。2、線(xiàn)缺陷：是指三維空間中在兩維方向上尺寸較小，在另一維方向尺寸相對(duì)較大的缺陷。屬于這類(lèi)型缺陷的主要是各種類(lèi)型的位錯(cuò)3、面缺陷：是指三維空間中在一維方向上尺寸很小，另外兩維方向上尺寸很大的缺陷。常見(jiàn)的面缺陷是金屬中的晶界、亞晶土4、相：所謂相是指合金中具有相同的物理、化學(xué)性能，弁與該系統(tǒng)的其余部分以界面分開(kāi) 的物理部分。5、同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變：同種金屬體材料中，不同類(lèi)型晶體結(jié)構(gòu)之間的轉(zhuǎn)變稱(chēng)為同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。6、勻晶相圖：兩組元在

5、液態(tài)和固態(tài)中均為無(wú)限互溶最后形成單相固溶體的相圖稱(chēng)為勻晶相圖。女口 Cu Au、AuAg、Fe Cr和 W Mo等合金系相圖都是勻晶相圖。（Lfa）7、共晶相圖：兩組元在液態(tài)無(wú)限互溶，在固態(tài)有限溶解（或不溶），弁在結(jié)晶時(shí)發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變所構(gòu)成的相圖稱(chēng)為二元共晶相圖。（LAa+ ?8、包晶相圖：兩組元在液態(tài)下無(wú)限互溶，在固態(tài)有限溶解，弁在結(jié)晶時(shí)發(fā)生包晶轉(zhuǎn)變的相圖，稱(chēng)為包晶相圖。（L+ afp9、冷作硬化：金屬經(jīng)過(guò)冷態(tài)下的塑性變形后其性能發(fā)生很大的變化，最明顯的特點(diǎn)是強(qiáng)度 隨變形程度的增大而大為提高，其塑性卻隨之有較大的降低，這種現(xiàn)象稱(chēng)為 形變強(qiáng)化。（加工硬化、冷作硬化）10、熱處理：是金屬材料在固態(tài)

6、下，通過(guò)適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行加熱、保溫和冷卻，改變材料內(nèi)部 組織結(jié)構(gòu)，從而改善材料性能的一種工藝方法，也稱(chēng)之為金屬材料的改性處理。11退火：是將鋼加熱到預(yù)定溫度，保溫一定時(shí)間后緩慢冷卻（通常隨爐冷卻），獲得接近于平衡組織的熱處理工藝。12、正火：正火是將鋼加熱到 Ac3 （亞共析鋼）或 Accm （共析鋼和過(guò)共析鋼）以上3050 C,保溫適當(dāng)時(shí)間后在靜止空氣中冷卻的熱處理工藝。13、淬火：是將鋼加熱到 Ac3或Ac1以上30 50 C,經(jīng)過(guò)保溫后在冷卻介質(zhì)中迅速冷卻的 熱處理工藝。14、回火；就是把經(jīng)過(guò)淬火的零件重新加熱到低于Ac1的某一溫度，適當(dāng)保溫后，冷卻的室溫的熱處理工藝。15、調(diào)質(zhì)處理：淬火

7、和高溫回火相結(jié)合的熱處理方法稱(chēng)為調(diào)質(zhì)處理。16、鑄造：是將液態(tài)金屬或合金澆注到與零件的形狀，尺寸相適應(yīng)的鑄型內(nèi)，待其冷卻凝固 后，獲得毛坯或零件的方法。17、塑性加工：利用金屬材料在外力作用下所產(chǎn)生的塑性變形，獲得所需產(chǎn)品的加工方法稱(chēng)為塑性加工。18、焊接：是一種永久性連接金屬材料的工藝方法，焊接過(guò)程的實(shí)質(zhì)是利用加熱或加壓等手段，借助金屬原子的結(jié)合與擴(kuò)散作用，使分離的金屬材料牢固地連接起來(lái)。三、問(wèn)答題1、晶粒大小如何控制？答：方法有三種增加過(guò)冷度變質(zhì)處理機(jī)械振動(dòng)、超聲波振動(dòng)、電磁攪拌等。2、過(guò)冷奧氏體的轉(zhuǎn)變可分為哪幾種基本類(lèi)型？各種類(lèi)型的組織分別是什么？答：過(guò)冷奧氏體的轉(zhuǎn)變可分三種珠光體型轉(zhuǎn)變

8、（擴(kuò)撒型轉(zhuǎn)變）：普通片狀珠光體（P）、索氏體（S）托氏體（T ）。 貝氏體型轉(zhuǎn)變（過(guò)渡型或半擴(kuò)撒型轉(zhuǎn)變）：上貝氏體（B上）、下貝氏體（B下）。馬氏體型轉(zhuǎn)變（無(wú)擴(kuò)撒型轉(zhuǎn)變）：板條狀馬氏體、片狀馬氏體。（鋼中出現(xiàn)何種形態(tài)的馬氏 體主要取決于含碳量)3、球化退火的定義及主要適用于什么情況，主要目的是什么？答：(1)球化退火是將鋼加熱到 Ac1以上1030 C,保溫較長(zhǎng)時(shí)間后以及其緩慢的速度冷卻到600C以下，再出爐空冷的熱處理工藝。(2)主要適用于共析和過(guò)共析鋼及合金工具鋼的退火，使鋼中的網(wǎng)狀二次滲碳體和珠光體中的片狀滲碳體球化，降低材料硬度，改切削加工性能，并可減小最終淬火變形和開(kāi)裂，為以后的熱處

9、理做準(zhǔn)備。(3)目的是為了使珠光體中的滲碳體變?yōu)榍驙睿档陀捕?，提高塑性，大大有利于冷拔、冷沖壓等冷變形加工。4、亞共析鋼和過(guò)共析鋼淬火溫度為什么不能過(guò)高又為什么不能過(guò)低？答：(1)亞共析鋼的淬火溫度為 Ac3+ (30-50 )Co淬火后的組織為均勻細(xì)小的馬氏體。如果加熱溫度過(guò)高，將導(dǎo)致馬氏體晶粒粗大并引起工件變形；如果加熱溫度過(guò)低(<Ac3),淬火組織為馬氏體和鐵素體，嚴(yán)重影響淬火鋼的整體性能，造成強(qiáng)度和硬度不足。(2)過(guò)共析鋼的淬火溫度為 Ac1+ (30-50 )C o淬火后的組織為均勻細(xì)小的馬氏體和粒狀二次滲碳體，有利于增加鋼的硬度和耐磨性。如果加熱溫度過(guò)高，則二次滲碳體 將全

10、部溶入奧氏體，使馬氏體轉(zhuǎn)變溫度降低，淬火組織中殘余奧氏體增多，而粒狀 滲碳體減少，使鋼的硬度和耐磨性降低，并增加變形和開(kāi)裂的傾向。5、鑄鐵性能特點(diǎn)？ 答：(1)力學(xué)性能低，鑄鐵的抗拉強(qiáng)度和塑性都較低，這是由于石墨對(duì)鋼基體的割裂 作用和所引用的應(yīng)力集中效應(yīng)造成。(2)耐磨性和消振性好，是因?yàn)殍T鐵中的石墨有利于潤(rùn)滑及貯油。(3)工藝性能好， 由于鑄鐵含碳量高， 接近共晶成分， 熔點(diǎn)比鋼低， 因而鑄鐵流動(dòng)性好。6、 指出下列合金鋼的類(lèi)型、用途、碳和合金元素的主要作用及熱處理特點(diǎn)？(1) 40CrNiMo; ( 2) 60Si2Mn; ( 3) 9SiCr; ( 4) 65Mn.答：(1) 40CrN

11、iMo類(lèi)型：調(diào)質(zhì)鋼；用途：齒輪C:中碳大多在0.4%左右；含碳過(guò)低影響鋼的強(qiáng)度，過(guò)高則刃性不足。Cr、Ni :提高淬透性，耐回火性，強(qiáng)化基體，提高屈強(qiáng)比。Mo :阻止第二類(lèi)回火脆性。熱處理特點(diǎn)：采用調(diào)質(zhì)處理，將淬火和高溫回火相結(jié)合的熱處理方法，處理后的組織為回火索氏體，具有良好的綜合力學(xué)性能。(2) 60Si2Mn類(lèi)型：彈簧鋼；用途：機(jī)車(chē)板簧、測(cè)力彈簧等C:中高碳(0.45%0.85% )含碳量過(guò)高時(shí)，塑性、韌性降低，疲勞強(qiáng)度下降。Si、Mn：提高淬透性，耐回火性，強(qiáng)化基體，提高屈強(qiáng)比。熱處理特點(diǎn)：淬火加中溫回火，處理后的組織為回火托氏體。具有高高彈性極限、屈服點(diǎn)和屈強(qiáng)比，并具有足夠的韌性。(

12、3) 9SiCr類(lèi)型：合金工具鋼； 用途：板牙、絲錐、絞刀、搓絲板、冷沖模C:高碳(0.65%1.35% )保證高硬度和高耐磨性，若要兼顧耐沖擊性能，含碳量取下限；若要強(qiáng)調(diào)耐磨性則含碳量取上限。Si、Cr：可提高鋼的淬透性和耐回火性，強(qiáng)化鐵素體。未溶碳化熱處理特點(diǎn)：正常淬火加低溫回火，熱處理后的組織為回火馬氏體、物和殘余奧氏體。具有高硬度、高耐磨性和一定的韌性。(4) 65Mn類(lèi)型：彈簧鋼 用途：彈簧、閥簧C:中高碳(0.45%0.85% )含碳量過(guò)高時(shí)，塑性、韌性降低，疲勞強(qiáng)度下降。Mn :提高淬透性，耐回火性，強(qiáng)化基體，提高屈強(qiáng)比。熱處理特點(diǎn)：淬火加中溫回火，處理后的組織為回火托氏體。具有

13、高高彈性極限、屈服點(diǎn)和屈強(qiáng)比，弁具有足夠的韌性。7、P160 (6-5)熱處理工序的主要作用？指出最終組織是什么？桿類(lèi)零件加工工藝路線(xiàn)：下料 t鍛造T退火T機(jī)加工T淬火+高溫回火t機(jī)加工答：退火的目的是為了改善鍛造組織，細(xì)化晶粒；降低硬度，便于切削加工，為調(diào)質(zhì)處理作組織準(zhǔn)備。在840+10 C加熱，油淬，經(jīng)(540+10 C)回火(水冷)防止第二次回火脆性；其組織為何火索氏體；硬度為3080HRC。四、看圖回答問(wèn)題1、鐵碳合金相圖 P4616OD200 -loo -Fv O. 53tK>(230P+Fe3(; n,r. I ” I . k * _ FejC.0 1.5 2. O 2. 5

14、 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.60x KM)(1 )、五個(gè)重要的成份點(diǎn)：P: 0.0218%、碳在a- Fe中的最大溶解度；S: 0.77%共析點(diǎn)；E: 2.11%、碳在Y - Fe中的最大溶解度；C: 4.3%、共晶點(diǎn)；K : 6.69%滲碳體。(2)、四條重要的線(xiàn)：ECF:共晶線(xiàn)ES: Acm線(xiàn)GS: A3線(xiàn)PSK:共析線(xiàn)又稱(chēng)A1線(xiàn)PQ:碳在鐵素鐵中的固溶線(xiàn)(3)、三個(gè)重要轉(zhuǎn)變：包品轉(zhuǎn)變反應(yīng)式：L+ SA共晶轉(zhuǎn)變反應(yīng)式：LA+ F&C共析轉(zhuǎn)變反應(yīng)式：AF + Fe3C(4)、二個(gè)重要溫度:ECF 1148 C、PSK727 C(5)、公式：F + Fe3C P(珠光體)A + Fe3C TLd(圖溫萊氏體)2工業(yè)純鐵鋼白口鑄鐵亞共析鋼共析鋼過(guò)共析鋼亞共晶白口鑄鐵共晶過(guò)共品白口鑄鐵。碳里<0.02180.02180.770.770.772.112.114.34.34.36.69平衡組織FP+FPP+Fe 3CnFe36 +P+Ld 'Ld 'Ld' +Fe3O2、共析碳鋼連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變P57 (圖2.45)V1爐冷PV2空