工程材料第四版答案

1、工程材料習題1、材料的結構與性能特點1.2. 空題(1)同非金屬相比，金屬的主要特性是(熱和電的良導體正的電阻溫度系數(shù)不透明、有金屬光澤塑性高、強韌性好)。(3)在立方晶系中，120晶面族包括(120)(102)(012)等晶面。(4)尸-Fe的一個晶胞內的原子數(shù)為(4)。1.3. 選擇正確答案(1)晶體中的位錯屬于：a.體缺陷b.面缺陷c.線缺陷d.點缺陷(4)固溶體的晶體結構：a.與溶劑相同b.與溶質相同c.與其他晶型相同(5)間隙相的性能特點是：a.熔點高、硬度低b.硬度高、熔點低.c硬度高、熔點高1.4. 綜合分析題(2)aFe、AI、Cu、Ni、V、Mg、Zn各屬何種晶體結構？答：體

2、心立方：a-Fe、V面心立方：Al、Cu、Ni密排六方：Mg、Zn(8)什么是固溶強化？造成固溶強化的原因是什么？答：固溶強化：形成固溶體使金屬強度和硬度提高的現(xiàn)象。固溶強化原因：溶質原子引起晶格畸變，使變形抗力增加。2金屬材料組織和性能的控制填空題(1)結晶過程是依靠兩個密切聯(lián)系的基本過程來實現(xiàn)的，這兩個過程是(形核)和(晶核長大)。(2)當對金屬液體進行變質處理時，變質劑的作用是(增加晶核數(shù)量，或阻礙晶粒長大)。(3)液態(tài)金屬結晶時，結晶過程的推動力是(能量差)，阻力是(表面能)。(4)過冷度是指(理論結晶溫度-開始結晶溫度)，其表示符號為(AT)。(5)典型鑄錠結構的三個晶區(qū)分別為(表面

3、細晶區(qū))、(柱狀晶區(qū))和(中心等軸晶)。(6)固溶體的強度和硬度比溶劑的強度和硬度(高)。(7)固溶體出現(xiàn)枝晶偏析后，可用(擴散退火)加以消除。一合金發(fā)生共晶反應，液相L生成共晶體(“十P)。共晶反應式為(L(a+3),共晶反應的特點是(在恒溫下進行，三相共存)。一塊純鐵在912c發(fā)生a-Fe一7-Fe轉變時，體積將(收縮)。(10)珠光體的本質是(鐵素體與滲碳體機械混合物)。(11)在鐵碳合金室溫平衡組織中，含F(xiàn)e3。最多的合金成分點為(2.11%C),含Le'最多的合金成分點為(4.3%C)。(12)用顯微鏡觀察某亞共析鋼，若估算其中的珠光體體積分數(shù)為80%,則此鋼的碳的質量分數(shù)為

4、(0.62%C)。(13)鋼在常溫下的變形加工稱為(冷)加工，而鉛在常溫下的變形加工稱為(熱)加工(14)造成加工硬化的根本原因是(位錯運動受阻，引起塑性變形抗力增加)。(15)滑移的本質是(位錯的運動)。(16)變形金屬的最低再結晶溫度與熔點的關系是(T再=(0.350.4)T熔)。(17)再結晶后晶粒度的大小主要取決于(加熱溫度)和(預先變形度)。(18)在過冷奧氏體等溫轉變產物中，珠光體和屈氏體的主要相同點是(F+Fe3C的兩相混合物),不同點是(屈氏體的片層間距小)。(19)用光學顯微鏡觀察，上貝氏體呈(羽毛)狀，下貝氏體呈(黑色針狀)狀。(20)馬氏體的顯微組織形態(tài)主要有(板條狀)、

5、(針狀)兩種。其中(板條馬氏體)的韌性較好。(21)鋼的淬透性越高，則其C曲線的位置越(靠右)，說明臨界冷卻速度越(小)(24)球化退火的主要目的是(降低硬度)，它主要適用于(過共析鋼)鋼。(25)亞共析鋼的正常淬火溫度范圍是(AC3以上30+50C),過共析鋼的正常淬火溫度范圍是(AC1以上30+50C)。(26)淬火鋼進行回火的目的是(消除應力)，回火溫度越高，鋼的強度與硬度越(低)。(27)合金元素中，碳化物形成元素有(Mo,W,V,Nb,Ti)。(28)促進晶粒長大的合金元素有(Mn,P,B)。(29)除(Co)、(Al)外，幾乎所有的合金元素都使Ms、Mf,點下降，因此淬火后相同碳質

6、量分數(shù)的合金鋼與碳鋼相比，殘余奧氏體(多)，使鋼的硬度(下降)。是非題(1)凡是由液體凝固成固體的過程都是結晶過程。(X)(2)室溫下，金屬晶粒越細，則強度越高、塑性越低。(X)(3)在實際金屬和合金中，自發(fā)生核常常起著優(yōu)先和主導的作用。(X)(4)當形成樹枝狀晶體時，枝晶的各次晶軸將具有不同的位向，故結晶后形成的枝晶是一個多晶體。(X)(5)晶粒度級數(shù)的數(shù)值越大，晶粒越細。(，)(6)平衡結晶獲得的Ni質量分數(shù)為20%的Cu-Ni合金比Ni質量分數(shù)為40%的Cu-Ni合金的硬度和強度要高。(X)(X)一個合金的室溫組織為a+Pn+(a+P),它由三相組成。(8)鐵素體的本質是碳在a-Fe中的

7、間隙相。(X)(9)20鋼比T12鋼的碳質量分數(shù)要高。(X)(10)在退火狀態(tài)(接近平衡組織)45鋼比20鋼的塑性和強度都高。(X)(11)在鐵碳含金平衡結晶過程中，只有碳質量分數(shù)為4.3%的鐵碳合金才能發(fā)生共晶反應。(X)(12)滑移變形不會引起金屬晶體結構的變化。(，)(13)因為B.C.C晶格與F.C.C晶格具有相同數(shù)量的滑移系，所以兩種晶體的塑性變形能力完全相同。(X)(14)攣生變形所需要的切應力要比滑移變形時所需的小得多。(X)(15)金屬鑄件可以通過再結晶退火來細化晶粒。(X)(16)再結晶過程是有晶格類型變化的結晶過程。(X)(21)當原始組織為片狀珠光體的鋼加熱奧氏體化時，細

8、片狀珠光體的奧氏體化速度要比粗片狀珠光體的奧氏體化速度快(V)(22)當共析成分的奧氏體在冷卻發(fā)生珠光體轉變時，溫度越低，其轉變產物組織越粗。(X)(23)在碳鋼中，共析鋼的淬透性最好。(，)(X)(24)高合金鋼既具有良好的淬透性，也具有良好的淬硬性。(25)經退火后再高溫回火的鋼，能得到回火索氏體組織，具有良好的綜合機械性能。(26)調質得到的回火索氏體和正火得到的索氏體形貌相似，滲碳體形態(tài)一樣。(27)在同樣淬火條件下，淬透層深度越大，則鋼的淬透性越好。(28)感應加熱過程中，電流頻率愈大，電流滲入深度愈小，加熱層也愈薄。(X)(X)(29)表面淬火既能改變鋼的表面組織，也能改善心部的組

9、織和性能。(X)(30)所有的合金元素都能提高鋼的淬透性。(X)(31)合金元素Mn、Ni、N可以擴大奧氏體區(qū)。(，：(32)合金元素對鋼的強化效果主要是固溶強化。(X)(33)60Si2Mn鋼比T12和40鋼有更好的淬透性和淬硬性。(X)(34)所有的合金元素均使Ms、Mf下降。(X選擇正確答案(1)金屬結晶時，冷卻速度越快，其實際結晶溫度將a.越高b.越低c.越接近理論結晶溫度(2)為細化鑄造金屬的晶粒，可采用：a.快速澆注b.加變質劑c以砂型代金屬型(3)在發(fā)生L(口+P)共晶反應時，三相的成分：a.相同b.確定c.不定(4)共析成分的合金在共析反應¥一(口+P)剛結束時，其組

10、成相為a.+,£-Pb二、c.(二、",)a.碳在F-Fe中的間隙固溶體b.碳在-Fe中的間隙固溶體c.碳在0-Fe中的有限固溶體(6)珠光體是一種：a.單相固溶體b兩相混合物(7)T10鋼的碳質量分數(shù)為：a.0.1%b.1.0%c.10%(8)鐵素體的機械性能特點是a.強度高、塑性好、硬度低c.強度低、塑性好、硬度低c.Fe與C的化合物b.強度低、塑性差、硬度低(11)變形金屬再結晶后：a.形成等軸晶，強度增大c.形成柱狀晶，強度升高b.形成柱狀晶，塑性下降d.形成等軸晶：塑，件升高(12)奧氏體向珠光體的轉變是:a.擴散型轉變b.非擴散型轉變(13)鋼經調質處理后獲得的

11、組織是：a.回火馬氏體b.回火屈氏體c.半擴散型轉變c.回火索氏體(14)共析鋼的過冷奧氏體在550350C的溫度區(qū)間等溫轉變時，所形成的組織是a.索氏體b.下貝氏體c.卜貝氏體d.珠光體(15)若合金元素能使C曲線右移，鋼的淬透性將(5)奧氏體是:a.降低b.提高c.不改變d.降低還是提高不確定(16)馬氏體的硬度取決于a.冷卻速度b.轉變溫度c.碳質量分數(shù)(17)淬硬性好的鋼：a.具有高的合金元素質量分數(shù)b.具有高的碳質量分數(shù)c.具有低的碳質量分數(shù)(18)對形狀復雜，截面變化大的零件進行淬火時，應選用：a.高淬透性鋼b.中淬透性鋼c.低淬透性鋼(19)直徑為10mm的40鋼的常規(guī)淬火溫度大

12、約為：a.750°Cb.850Cc.920°C(20)直徑為10mm的40鋼在常規(guī)淬火溫度加熱后水淬后的顯微組織為a.馬氏體b.鐵素體+馬氏體c.馬氏體+珠光體(21)完全退火主要適用于a.亞共析鋼b.共析鋼c.過共析鋼(22)鋼的回火處理是在：a.退火后進行b.正火后進行c.淬火后進行(23)20鋼的滲碳溫度范圍是a.600650Cb.800820Cc.900950Cd.10001050°C(24)鋼的淬透性主要取決于：a.鋼中碳質量分數(shù)b.冷卻介質c.鋼中合金元素種類和質量分數(shù)(25)鋼的淬硬性主要取決于：a.鋼中碳質量分數(shù)b.冷卻介質c.鋼中合金元素種類和質

13、量分數(shù)2.5綜合分析題(4)如果其他條件相同，試比較在下列鑄造條件下鑄件晶粒的大?。荷澳沧⑴c金屬模澆注；變質處理與不變質處理；鑄成厚件與鑄成薄件；澆注時采用震動與不采用震動。答：(1)金屬模澆注晶粒尺寸小于砂模澆注，原因是金屬模冷卻速度大，過冷度大，核率高。(2)變質處理晶粒細小，原因是變質處理增加了非自發(fā)形核率，促進形核；(3)鑄成薄件晶粒細小，原因是薄件散熱速度大，增加形核率；(4)采用振動晶粒細小，振動打碎粗大枝晶，促進非均勻形核。(27)直徑為6mm的共析鋼小試樣加熱到相變點A1以上30°C,用圖1-4所示的冷卻曲線進行冷卻，試分析其所得到的組織，說明各屬于什么熱處理方法。

14、答：a-單液淬火M+A'b-分級淬火M+A'謫由冷淬火T+M+A'd-等溫淬火下Be-正火Sf-完全退火Pg-等溫退火P（29）確定下列鋼件的退火方法，并指出退火目的及退火后的組織：經冷軋后的15鋼鋼板，要求降低硬度；ZG35的鑄造齒輪；鍛造過熱的60鋼鍛坯；改善T12鋼的切削加工性能。答：（1）再結晶退火（2）擴散退火（3）完全退火（4）球化退火（32）指出下列工件的淬火溫度及回火溫度，并說出回火后獲得的組織。45鋼小軸（要求綜合機械性能好）；60鋼彈簧；T12鋼鋰刀。答：1）AC3+3050C高溫回火回火SAC3+3050C中溫回火回火TAC1+3050C低溫回火回

15、火M填空題（1）20是（碳素結構）鋼，可制造（軸，銷）。（2）T12是（碳素工具）鋼，可制造（扳牙，絲錐）。（3）按鋼中合金元素含量，可將合金鋼分為（低合金鋼），（中合金鋼）和（高合金鋼）幾類。（4）Q345（16Mn）是（低合金高強度）鋼，可制造（橋梁）。（5）20CrMnTi是（合金滲碳）鋼，Cr,Mn的主要作用是（提高淬透性），Ti的主要作用是（細化晶粒）熱處理工藝是（滲碳后直接淬火、再低溫回火）。（6）40Cr是（調質）鋼，可制造（齒輪，軸）。（7）60Si2Mn是（彈簧）鋼，可制造（汽車板簧）。（8）GCrl5是可制造（滾珠軸承）鋼，可制造（套圈、鋼球）（9）9SiCr是（低合金工具

16、）鋼，可制造（鉆頭，板牙）。（10）CrWMn是（量具用）鋼，可制造（量規(guī)）。（11）Crl2MoV是（冷作模具）鋼，可制造（冷沖壓模，冷擠壓模）（12）5CrMnMo是（熱作模具）鋼，可制造（鍛*H）（13）W18Cr4V是（高速工具）鋼，碳質量分數(shù)是（0.9-1.1%C）,w的主要作用是（保證高的熱硬性卜Cr的主要作用是（提高淬透性），V的主要作用是（細化晶粒，提高硬度及耐磨性）。熱處理工藝是（球化退火+淬火+三次回火），最后組織是（馬氏體+碳化物+殘余奧氏體）。（14）1Crl3是（馬氏體不銹）鋼，可制造（汽輪機葉片）。（15）0Crl8Ni9Ti是（奧氏體不銹）鋼，Cr的主要作用是（提

17、高基體電極電位），Ni的主要作用是（擴大A相區(qū)）,Ti的主要作用是（減輕晶界腐蝕）。（16）灰口鑄鐵中碳主要以（石墨）的形式存在，可用來制造（機床底座、端蓋、床身等）。（17）球墨鑄鐵中石墨的形態(tài)為（球狀），可用來制造（受力復雜的齒輪、曲軸、凸輪軸等）。（18）蠕墨鑄鐵中石墨的形態(tài)為（蠕蟲狀）,可用來制造（汽缸和缸蓋）。（19）影響石墨化的主要因素是（加熱溫度、冷卻速度）和（合金元素）。（20）球墨鑄鐵的強度、塑性和韌性均較普通灰口鑄鐵高，這是因為（球墨鑄鐵的石墨呈球狀）。（21）HT200牌號中“HT"表示（灰鑄鐵），數(shù)字"200"表示（最低抗拉強度為200MPa）。（22）生產球墨鑄鐵選用（稀土鎂）作為球化劑。是非題（1）T8鋼比T12和40鋼有更好的淬透性和淬硬性。（X）（2）調質鋼的合金化主要是考慮提高其熱硬性。（X）(3)高速鋼需要反復鍛造是因為硬度高不易成形。