工程材料第四版答案

1、工程材料習(xí)題1、材料的結(jié)構(gòu)與性能特點1.2 填空題(1) 同非金屬相比，金屬的主要特性是( 熱和電的良導(dǎo)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) -Fe的一個晶胞內(nèi)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(jié)構(gòu)： a.與溶劑相同 b與溶質(zhì)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）、AI、Cu、Ni、V、Mg

2、、Zn各屬何種晶體結(jié)構(gòu)？ 答： 體心立方：、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(zhì)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2.2填空題(1) 結(jié)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(dāng)對金屬液體進行變質(zhì)處理時，變質(zhì)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(jié)晶時，結(jié)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(jié)晶溫度 -

3、 開始結(jié)晶溫度)，其表示符號為( )。(5) 典型鑄錠結(jié)構(gòu)的三個晶區(qū)分別為( 表面細晶區(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。(8) 一合金發(fā)生共晶反應(yīng)，液相L生成共晶體()。共晶反應(yīng)式為( L（+）)，共晶反應(yīng)的特點是( 在恒溫下進行，三相共存 )。(9) 一塊純鐵在912發(fā)生轉(zhuǎn)變時，體積將( 收縮 )。(10) 珠光體的本質(zhì)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)e3C最多的合金成分點為( 2.11%C )，含Le最多的 合金成分點為(

4、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?jǐn)?shù)為80%，則此鋼的碳的質(zhì)量 分?jǐn)?shù)為( 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(zhì)是( 位錯的運動 )。(16) 變形金屬的最低再結(jié)晶溫度與熔點的關(guān)系是( T再=(0.350.4)T熔 )。(17) 再結(jié)晶后晶粒度的大小主要取決于( 加熱溫度 )和( 預(yù)先變形度 )。(18)在過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物中，珠光體和屈氏體的主要相同點是( F+Fe3C的兩相混合物

5、),不同點是 （ 屈氏體的片層間距小 ）。(19) 用光學(xué)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 ）、（ 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+50 )，過共析鋼的正常淬火溫度范圍是（ AC1以上30+50 ）。(26) 淬火鋼進行回火的目的是( 消除應(yīng)力 )，回火溫度越高，鋼的強度與硬

6、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(zhì)量分?jǐn)?shù)的合金鋼與碳鋼相比，殘余奧氏體（ 多 ），使鋼的硬度（下降）。2.3是非題(1) 凡是由液體凝固成固體的過程都是結(jié)晶過程。 （ × ）(2) 室溫下，金屬晶粒越細，則強度越高、塑性越低。 （ × ）(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(dǎo)的作用。 （ × ）(4) 當(dāng)形成樹枝狀晶體時，枝晶的各次晶軸將具

7、有不同的位向，故結(jié)晶后形成的枝晶是 一個多晶體。 （ × ）(5) 晶粒度級數(shù)的數(shù)值越大，晶粒越細。 （ ）(6) 平衡結(jié)晶獲得的Ni質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20的Cu-Ni合金比Ni質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40的Cu-Ni合金的硬度和強度要高。 （ × ）(7)一個合金的室溫組織為+（），它由三相組成。 （ × ）(8)鐵素體的本質(zhì)是碳在-Fe中的間隙相。 （ × ）(9)20鋼比T12鋼的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)要高。 （ × ）(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。 （ × ）(11)在鐵碳含金平衡結(jié)晶過程中，只有碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.3的鐵碳合金

8、才能發(fā)生共晶反應(yīng)。 （ × ）(12)滑移變形不會引起金屬晶體結(jié)構(gòu)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。 （ × ） (14)孿生變形所需要的切應(yīng)力要比滑移變形時所需的小得多。 （ × ）(15)金屬鑄件可以通過再結(jié)晶退火來細化晶粒。 （ × ）(16)再結(jié)晶過程是有晶格類型變化的結(jié)晶過程。 （ × ）(21)當(dāng)原始組織為片狀珠光體的鋼加熱奧氏體化時，細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。 （ ）(22)當(dāng)共析成分的奧氏體在冷卻發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變時，

9、溫度越低，其轉(zhuǎn)變產(chǎn)物組織越粗。（ × ）(23)在碳鋼中，共析鋼的淬透性最好。 （ ）(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(jīng)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(diào)質(zhì)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(yīng)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。 （ ）(29)表面淬火既能改變鋼的表面組織，也能改善心部的組織和性能。 （ × ）

10、(30)所有的合金元素都能提高鋼的淬透性。 （ × ）(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。 （ × ）(33)60Si2Mn鋼比T12和40鋼有更好的淬透性和淬硬性。 （ × ）(34)所有的合金元素均使Ms、Mf下降。 （ × 2.4選擇正確答案(1)金屬結(jié)晶時，冷卻速度越快，其實際結(jié)晶溫度將 a越高 b越低 c. 越接近理論結(jié)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(zhì)劑 c以砂型代金屬型(3)在發(fā)生L()共晶反應(yīng)時，三相的成分： a相同 b確定 c.不定(4)共析

11、成分的合金在共析反應(yīng)()剛結(jié)束時，其組成相為 a+ b c.( )(5)奧氏體是： a碳在中的間隙固溶體 b. 碳在-Fe中的間隙固溶體 c碳在-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 cFe與C的化合物(7)T10鋼的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為： a0.1 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 b. 強度低、塑性差、硬度低 c強度低、塑性好、硬度低 (11)變形金屬再結(jié)晶后：a形成等軸晶，強度增大 b.形成柱狀晶，塑性下降c形成柱狀晶，強度升高 d.形成等軸晶，塑性升高 (12)奧氏體向珠光體的轉(zhuǎn)變是： a.擴散型轉(zhuǎn)變 b非擴散型轉(zhuǎn)變

12、c. 半擴散型轉(zhuǎn)變(13)鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后獲得的組織是： a.回火馬氏體 b回火屈氏體 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(zhuǎn)變時，所形成的組織是 a索氏體 b.下貝氏體 c上貝氏體 d.珠光體(15)若合金元素能使C曲線右移，鋼的淬透性將 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(zhuǎn)變溫度 c碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)(17)淬硬性好的鋼：a具有高的合金元素質(zhì)量分?jǐn)?shù) b. 具有高的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù) c具有低的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)(18)對形狀復(fù)雜，截面變化大的零件進行淬火時，應(yīng)選用： a高淬透性鋼 b中淬透性鋼 c低淬透性鋼(19)直徑

13、為10mm的40鋼的常規(guī)淬火溫度大約為： a750°C b850°C c920°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 a600650°C b. 800820°C c900950°C d. 10001050°C(24)鋼的淬透性主要取決于： a鋼中碳質(zhì)量分?jǐn)?shù) b. 冷卻介質(zhì) c.鋼

14、中合金元素種類和質(zhì)量分?jǐn)?shù)(25)鋼的淬硬性主要取決于： a鋼中碳質(zhì)量分?jǐn)?shù) b. 冷卻介質(zhì) c鋼中合金元素種類和質(zhì)量分?jǐn)?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?。?砂模澆注與金屬模澆注； 變質(zhì)處理與不變質(zhì)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(zhì)處理晶粒細小，原因是變質(zhì)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

15、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。答：a-單液淬火 M+A b-分級淬火 M+A c-油冷淬火 T+M+A d -等溫淬火 下B e-正火 S f-完全退火 P g-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(jīng)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(jié)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(

16、要求綜合機械性能好)； 60鋼彈簧；T12鋼銼刀。答：1)AC3+3050 高溫回火 回火S 2) AC3+3050 中溫回火 回火T 3) AC1+3050 低溫回火 回火M3.2填空題(1)20是( 碳素結(jié)構(gòu) )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

17、是( 滲碳后直接淬火、再低溫回火 )。(6)40Cr是( 調(diào)質(zhì) )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 )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( 鍛模 )(13)W18Cr4V是( 高速工具 )鋼，碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)是( 0.9-1.1%C )，w的主要作用是( 保證高的熱硬

18、性 )、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(fù)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