工程材料復(fù)習(xí)思考題參考答案

1、PAGE PAGE 97工程材料復(fù)習(xí)思考題參考答案第一章 金屬的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶1解釋下列名名詞點(diǎn)缺陷，線缺陷陷，面缺陷，亞亞晶粒，亞晶晶界，刃型位位錯(cuò)，單晶體體，多晶體，過(guò)冷度，自發(fā)形形核，非自發(fā)發(fā)形核，變質(zhì)質(zhì)處理，變質(zhì)質(zhì)劑。答：點(diǎn)缺陷：原原子排列不規(guī)規(guī)則的區(qū)域在在空間三個(gè)方方向尺寸都很很小，主要指指空位間隙原子、置置換原子等。線缺陷：原子排排列的不規(guī)則則區(qū)域在空間一個(gè)個(gè)方向上的尺尺寸很大，而而在其余兩個(gè)個(gè)方向上的尺尺寸很小。如如位錯(cuò)。面缺陷：原子排排列不規(guī)則的的區(qū)域在空間間兩個(gè)方向上上的尺寸很大大，而另一方方向上的尺寸寸很小。如晶晶界和亞晶界界。亞晶粒：在多晶晶體的每一個(gè)個(gè)晶粒內(nèi)，晶晶格位向

2、也并并非完全一致致，而是存在在著許多尺寸寸很小、位向向差很小的小小晶塊，它們們相互鑲嵌而而成晶粒，稱稱亞晶粒。亞晶界：兩相鄰鄰亞晶粒間的的邊界稱為亞亞晶界。刃型位錯(cuò)：位錯(cuò)錯(cuò)可認(rèn)為是晶晶格中一部分分晶體相對(duì)于于另一部分晶晶體的局部滑滑移而造成?；撇糠峙c未未滑移部分的的交界線即為為位錯(cuò)線。如如果相對(duì)滑移移的結(jié)果上半半部分多出一一半原子面，多多余半原子面面的邊緣好像像插入晶體中中的一把刀的的刃口，故稱稱“刃型位錯(cuò)”。單晶體：如果一一塊晶體，其其內(nèi)部的晶格格位向完全一一致，則稱這塊晶體體為單晶體。多晶體：由多種種晶粒組成的的晶體結(jié)構(gòu)稱稱為“多晶體”。過(guò)冷度：實(shí)際結(jié)結(jié)晶溫度與理理論結(jié)晶溫度度之差稱為

3、過(guò)過(guò)冷度。自發(fā)形核：在一一定條件下，從從液態(tài)金屬中中直接產(chǎn)生，原原子呈規(guī)則排排列的結(jié)晶核核心。非自發(fā)形核：是是液態(tài)金屬依依附在一些未未溶顆粒表面面所形成的晶晶核。變質(zhì)處理：在液液態(tài)金屬結(jié)晶晶前，特意加加入某些難熔熔固態(tài)顆粒，造造成大量可以以成為非自發(fā)發(fā)晶核的固態(tài)態(tài)質(zhì)點(diǎn)，使結(jié)結(jié)晶時(shí)的晶核核數(shù)目大大增增加，從而提提高了形核率率，細(xì)化晶粒粒，這種處理理方法即為變變質(zhì)處理。變質(zhì)劑：在澆注注前所加入的的難熔雜質(zhì)稱稱為變質(zhì)劑。2.常見(jiàn)的金屬屬晶體結(jié)構(gòu)有有哪幾種？-Fe 、- Fe 、Al 、CCu 、Nii 、 Pbb 、 Crr 、 V 、Mg、ZZn 各屬何何種晶體結(jié)構(gòu)構(gòu)？答：常見(jiàn)金屬晶晶體結(jié)構(gòu)：體體

4、心立方晶格格、面心立方方晶格、密排排六方晶格；Fe、Crr、V屬于體體心立方晶格格；Fe 、AAl、Cu、NNi、Pb屬屬于面心立方方晶格；Mg、Zn屬于于密排六方晶晶格；3.配位數(shù)和致致密度可以用用來(lái)說(shuō)明哪些些問(wèn)題？答：用來(lái)說(shuō)明晶晶體中原子排排列的緊密程程度。晶體中中配位數(shù)和致致密度越大，則則晶體中原子子排列越緊密密。4.晶面指數(shù)和和晶向指數(shù)有有什么不同？答：晶向是指晶晶格中各種原原子列的位向向，用晶向指指數(shù)來(lái)表示，形形式為；晶面面是指晶格中中不同方位上上的原子面，用用晶面指數(shù)來(lái)來(lái)表示，形式式為。5.實(shí)際晶體中中的點(diǎn)缺陷，線線缺陷和面缺缺陷對(duì)金屬性性能有何影響響？答：如果金屬中中無(wú)晶體缺陷陷

5、時(shí)，通過(guò)理理論計(jì)算具有有極高的強(qiáng)度度，隨著晶體體中缺陷的增增加，金屬的的強(qiáng)度迅速下下降，當(dāng)缺陷陷增加到一定定值后，金屬屬的強(qiáng)度又隨隨晶體缺陷的的增加而增加加。因此，無(wú)無(wú)論點(diǎn)缺陷，線線缺陷和面缺缺陷都會(huì)造成成晶格崎變，從從而使晶體強(qiáng)強(qiáng)度增加。同同時(shí)晶體缺陷陷的存在還會(huì)會(huì)增加金屬的的電阻，降低低金屬的抗腐腐蝕性能。6.為何單晶體體具有各向異異性，而多晶晶體在一般情情況下不顯示示出各向異性性？答：因?yàn)閱尉w體內(nèi)各個(gè)方向向上原子排列列密度不同，造造成原子間結(jié)結(jié)合力不同，因因而表現(xiàn)出各各向異性；而而多晶體是由由很多個(gè)單晶晶體所組成，它它在各個(gè)方向向上的力相互互抵消平衡，因因而表現(xiàn)各向向同性。7.過(guò)冷度與

6、冷冷卻速度有何何關(guān)系？它對(duì)對(duì)金屬結(jié)晶過(guò)過(guò)程有何影響響？對(duì)鑄件晶晶粒大小有何何影響？答：冷卻速度度越大，則過(guò)過(guò)冷度也越大大。隨著冷卻速速度的增大，則則晶體內(nèi)形核核率和長(zhǎng)大速速度都加快，加加速結(jié)晶過(guò)程程的進(jìn)行，但但當(dāng)冷速達(dá)到到一定值以后后則結(jié)晶過(guò)程程將減慢，因因?yàn)檫@時(shí)原子子的擴(kuò)散能力力減弱。過(guò)冷度增大大，F(xiàn)大，結(jié)晶晶驅(qū)動(dòng)力大，形形核率和長(zhǎng)大大速度都大，且且N的增加比比G增加得快快，提高了NN與G的比值值，晶粒變細(xì)細(xì)，但過(guò)冷度度過(guò)大，對(duì)晶晶粒細(xì)化不利利，結(jié)晶發(fā)生生困難。8.金屬結(jié)晶的的基本規(guī)律是是什么？晶核核的形成率和和成長(zhǎng)率受到到哪些因素的的影響？答：金屬結(jié)晶晶的基本規(guī)律律是形核和核核長(zhǎng)大。受到過(guò)

7、冷度度的影響，隨隨著過(guò)冷度的的增大，晶核核的形成率和和成長(zhǎng)率都增增大，但形成成率的增長(zhǎng)比比成長(zhǎng)率的增增長(zhǎng)快；同時(shí)時(shí)外來(lái)難熔雜雜質(zhì)以及振動(dòng)動(dòng)和攪拌的方方法也會(huì)增大大形核率。9.在鑄造生產(chǎn)產(chǎn)中，采用哪哪些措施控制制晶粒大??？在生產(chǎn)中如如何應(yīng)用變質(zhì)質(zhì)處理？答：采用的方方法：變質(zhì)處處理，鋼模鑄鑄造以及在砂砂模中加冷鐵鐵以加快冷卻卻速度的方法法來(lái)控制晶粒粒大小。變質(zhì)處理：在液態(tài)金屬屬結(jié)晶前，特特意加入某些些難熔固態(tài)顆顆粒，造成大大量可以成為為非自發(fā)晶核核的固態(tài)質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)，使結(jié)晶時(shí)時(shí)的晶核數(shù)目目大大增加，從從而提高了形形核率，細(xì)化化晶粒。機(jī)械振動(dòng)、攪攪拌。第二章 金金屬的塑性變變形與再結(jié)晶晶1解釋下列名名詞：

8、加工硬化、回復(fù)復(fù)、再結(jié)晶、熱熱加工、冷加加工。答：加工硬化：隨著塑性變變形的增加，金金屬的強(qiáng)度、硬硬度迅速增加加；塑性、韌韌性迅速下降降的現(xiàn)象?；貜?fù)：為了消除除金屬的加工工硬化現(xiàn)象，將將變形金屬加加熱到某一溫溫度，以使其其組織和性能能發(fā)生變化。在在加熱溫度較較低時(shí)，原子子的活動(dòng)能力力不大，這時(shí)時(shí)金屬的晶粒粒大小和形狀狀沒(méi)有明顯的的變化，只是是在晶內(nèi)發(fā)生生點(diǎn)缺陷的消消失以及位錯(cuò)錯(cuò)的遷移等變變化，因此，這這時(shí)金屬的強(qiáng)強(qiáng)度、硬度和和塑性等機(jī)械械性能變化不不大，而只是是使內(nèi)應(yīng)力及及電阻率等性性能顯著降低低。此階段為為回復(fù)階段。再結(jié)晶：被加熱熱到較高的溫溫度時(shí)，原子子也具有較大大的活動(dòng)能力力，使晶粒的的

9、外形開(kāi)始變變化。從破碎碎拉長(zhǎng)的晶粒粒變成新的等等軸晶粒。和和變形前的晶晶粒形狀相似似，晶格類型型相同，把這這一階段稱為為“再結(jié)晶”。熱加工：將金屬屬加熱到再結(jié)結(jié)晶溫度以上上一定溫度進(jìn)進(jìn)行壓力加工工。冷加工：在再結(jié)結(jié)晶溫度以下下進(jìn)行的壓力力加工。2產(chǎn)生加工硬硬化的原因是是什么？加工工硬化在金屬屬加工中有什什么利弊？答：隨著變形形的增加，晶晶粒逐漸被拉拉長(zhǎng)，直至破破碎，這樣使使各晶粒都破破碎成細(xì)碎的的亞晶粒，變變形愈大，晶晶粒破碎的程程度愈大，這這樣使位錯(cuò)密密度顯著增加加；同時(shí)細(xì)碎碎的亞晶粒也也隨著晶粒的的拉長(zhǎng)而被拉拉長(zhǎng)。因此，隨隨著變形量的的增加，由于于晶粒破碎和和位錯(cuò)密度的的增加，金屬屬的塑性

10、變形形抗力將迅速速增大，即強(qiáng)強(qiáng)度和硬度顯顯著提高，而而塑性和韌性性下降產(chǎn)生所所謂“加工硬化”現(xiàn)象。金屬的加工工硬化現(xiàn)象會(huì)會(huì)給金屬的進(jìn)進(jìn)一步加工帶帶來(lái)困難，如如鋼板在冷軋軋過(guò)程中會(huì)越越軋?jiān)接?，以以致最后軋不不?dòng)。另一方方面人們可以以利用加工硬硬化現(xiàn)象，來(lái)來(lái)提高金屬?gòu)?qiáng)強(qiáng)度和硬度，如如冷拔高強(qiáng)度度鋼絲就是利利用冷加工變變形產(chǎn)生的加加工硬化來(lái)提提高鋼絲的強(qiáng)強(qiáng)度的。加工工硬化也是某某些壓力加工工工藝能夠?qū)崒?shí)現(xiàn)的重要因因素。如冷拉拉鋼絲拉過(guò)模?？椎牟糠郑捎捎诎l(fā)生了加加工硬化，不不再繼續(xù)變形形而使變形轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移到尚未拉拉過(guò)?？椎牟坎糠?，這樣鋼鋼絲才可以繼繼續(xù)通過(guò)?？卓锥尚?。3劃分冷加工工和熱加工的的主要條件

11、是是什么？答：主要是再結(jié)結(jié)晶溫度。在在再結(jié)晶溫度度以下進(jìn)行的的壓力加工為為冷加工，產(chǎn)產(chǎn)生加工硬化化現(xiàn)象；反之之為熱加工，產(chǎn)產(chǎn)生的加工硬硬化現(xiàn)象被再再結(jié)晶所消除除。4與冷加工比比較，熱加工工給金屬件帶帶來(lái)的益處有有哪些？答：（1）通過(guò)過(guò)熱加工，可可使鑄態(tài)金屬屬中的氣孔焊焊合，從而使使其致密度得得以提高。（2）通過(guò)熱加加工，可使鑄鑄態(tài)金屬中的的枝晶和柱狀狀晶破碎，從從而使晶粒細(xì)細(xì)化，機(jī)械性性能提高。（3）通過(guò)熱加加工，可使鑄鑄態(tài)金屬中的的枝晶偏析和和非金屬夾雜雜分布發(fā)生改改變，使它們們沿著變形的的方向細(xì)碎拉拉長(zhǎng)，形成熱熱壓力加工“纖維組織”（流線），使使縱向的強(qiáng)度度、塑性和韌韌性顯著大于于橫向。如

12、果果合理利用熱熱加工流線，盡盡量使流線與與零件工作時(shí)時(shí)承受的最大大拉應(yīng)力方向向一致，而與與外加切應(yīng)力力或沖擊力相相垂直，可提提高零件使用用壽命。5為什么細(xì)晶晶粒鋼強(qiáng)度高高，塑性，韌韌性也好？答：晶界是阻礙礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的的，而各晶粒粒位向不同，互互相約束，也也阻礙晶粒的的變形。因此此，金屬的晶晶粒愈細(xì)，其其晶界總面積積愈大，每個(gè)個(gè)晶粒周圍不不同取向的晶晶粒數(shù)便愈多多，對(duì)塑性變變形的抗力也也愈大。因此此，金屬的晶粒愈愈細(xì)強(qiáng)度愈高高。同時(shí)晶粒粒愈細(xì)，金屬屬單位體積中中的晶粒數(shù)便便越多，變形形時(shí)同樣的變變形量便可分散在更更多的晶粒中中發(fā)生，產(chǎn)生生較均勻的變變形，而不致致造成局部的的應(yīng)力集中，引引起裂紋的

13、過(guò)過(guò)早產(chǎn)生和發(fā)發(fā)展。因此，塑性，韌性也越好。6金屬經(jīng)冷塑塑性變形后，組組織和性能發(fā)發(fā)生什么變化化？答：晶粒沿變變形方向拉長(zhǎng)長(zhǎng)，性能趨于于各向異性，如如縱向的強(qiáng)度度和塑性遠(yuǎn)大大于橫向等；晶粒破碎，位位錯(cuò)密度增加加，產(chǎn)生加工工硬化，即隨隨著變形量的的增加，強(qiáng)度度和硬度顯著著提高，而塑塑性和韌性下下降；織構(gòu)現(xiàn)象的的產(chǎn)生，即隨隨著變形的發(fā)發(fā)生，不僅金金屬中的晶粒粒會(huì)被破碎拉拉長(zhǎng)，而且各各晶粒的晶格格位向也會(huì)沿沿著變形的方方向同時(shí)發(fā)生生轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)結(jié)果金屬中中每個(gè)晶粒的的晶格位向趨趨于大體一致致，產(chǎn)生織構(gòu)構(gòu)現(xiàn)象；冷壓力加工工過(guò)程中由于于材料各部分分的變形不均均勻或晶粒內(nèi)內(nèi)各部分和各各晶粒間的變變形不均勻

14、，金金屬內(nèi)部會(huì)形形成殘余的內(nèi)內(nèi)應(yīng)力，這在在一般情況下下都是不利的的，會(huì)引起零零件尺寸不穩(wěn)穩(wěn)定。 7分析加工硬硬化對(duì)金屬材材料的強(qiáng)化作作用？答：隨著塑性變變形的進(jìn)行，位位錯(cuò)密度不斷斷增加，因此此位錯(cuò)在運(yùn)動(dòng)動(dòng)時(shí)的相互交交割、位錯(cuò)纏纏結(jié)加劇，使使位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的的阻力增大，引引起變形抗力力的增加。這這樣，金屬的的塑性變形就就變得困難，要要繼續(xù)變形就就必須增大外外力，因此提提高了金屬的的強(qiáng)度。8已知金屬鎢鎢、鐵、鉛、錫錫的熔點(diǎn)分別別為33800、1538、327、232，試計(jì)算這這些金屬的最最低再結(jié)晶溫溫度，并分析析鎢和鐵在11100下的加工、鉛鉛和錫在室溫溫（20）下的加工工各為何種加加工？答：T再=0.

15、4T熔；鎢T再=0.4*（3380+2273）-273=1188.2; 鐵T再=0.4*（1538+2273）-273=451.44; 鉛T再=0.4*（327+2773）-2273=-33; 錫T再=0.4*（232+2773）-2273=-71.由于鎢T再為1188.21100，因此屬于于熱加工；鐵鐵T再為451.441100，因此屬于于冷加工；鉛鉛T再為-3320，屬于冷加工；錫T再為-7120，屬于冷加工。9在制造齒輪輪時(shí)，有時(shí)采采用噴丸法（即即將金屬丸噴噴射到零件表表面上）使齒齒面得以強(qiáng)化化。試分析強(qiáng)強(qiáng)化原因。答：高速金屬丸丸噴射到零件件表面上，使使工件表面層層產(chǎn)生塑性變變形，形成一

16、一定厚度的加加工硬化層，使使齒面的強(qiáng)度度、硬度升高高。第三章 合金金的結(jié)構(gòu)與二二元狀態(tài)圖1解釋下列名名詞：合金，組元，相相，相圖；固固溶體，金屬屬間化合物，機(jī)機(jī)械混合物；枝晶偏析，比比重偏析；固固溶強(qiáng)化，彌彌散強(qiáng)化。答：合金：通過(guò)過(guò)熔煉，燒結(jié)結(jié)或其它方法法，將一種金金屬元素同一一種或幾種其其它元素結(jié)合合在一起所形形成的具有金金屬特性的新新物質(zhì)，稱為為合金。組元：組成合金金的最基本的的、獨(dú)立的物物質(zhì)稱為組元元。相：在金屬或合合金中，凡成成分相同、結(jié)結(jié)構(gòu)相同并與與其它部分有有界面分開(kāi)的的均勻組成部部分，均稱之之為相。相圖：用來(lái)表示示合金系中各各個(gè)合金的結(jié)結(jié)晶過(guò)程的簡(jiǎn)簡(jiǎn)明圖解稱為為相圖。固溶體：合金

17、的的組元之間以以不同的比例例混合，混合合后形成的固固相的晶格結(jié)結(jié)構(gòu)與組成合合金的某一組組元的相同，這這種相稱為固固溶體。金屬間化合物：合金的組元元間發(fā)生相互互作用形成的的一種具有金金屬性質(zhì)的新新相，稱為金金屬間化合物物。它的晶體體結(jié)構(gòu)不同于于任一組元，用用分子式來(lái)表表示其組成。 機(jī)械混合物：合合金的組織由由不同的相以以不同的比例例機(jī)械的混合合在一起，稱稱機(jī)械混合物物。枝晶偏析：實(shí)際際生產(chǎn)中，合合金冷卻速度度快，原子擴(kuò)擴(kuò)散不充分，使使得先結(jié)晶出出來(lái)的固溶體體合金含高熔熔點(diǎn)組元較多多，后結(jié)晶含含低熔點(diǎn)組元元較多，這種在晶粒粒內(nèi)化學(xué)成分分不均勻的現(xiàn)現(xiàn)象稱為枝晶晶偏析。比重偏析：比重重偏析是由組組成相

18、與溶液液之間的密度度差別所引起起的。如果先先共晶相與溶溶液之間的密密度差別較大大，則在緩慢慢冷卻條件下下凝固時(shí)，先先共晶相便會(huì)會(huì)在液體中上上浮或下沉，從從而導(dǎo)致結(jié)晶晶后鑄件上下下部分的化學(xué)學(xué)成分不一致致，產(chǎn)生比重重偏析。固溶強(qiáng)化：通過(guò)過(guò)溶入某種溶溶質(zhì)元素形成成固溶體而使使金屬的強(qiáng)度度、硬度升高高的現(xiàn)象稱為為固溶強(qiáng)化。彌散強(qiáng)化：合金金中以固溶體體為主再有適適量的金屬間間化合物彌散散分布，會(huì)提提高合金的強(qiáng)強(qiáng)度、硬度及及耐磨性，這這種強(qiáng)化方式式為彌散強(qiáng)化化。2指出下列名名詞的主要區(qū)區(qū)別：1）置換固溶體體與間隙固溶溶體；答：置換固溶體體：溶質(zhì)原子子代替溶劑晶晶格結(jié)點(diǎn)上的的一部分原子子而組成的固固溶體稱

19、置換換固溶體。間隙固溶體：溶溶質(zhì)原子填充充在溶劑晶格格的間隙中形形成的固溶體體，即間隙固固溶體。2）相組成物與與組織組成物物；相組成物：合金金的基本組成成相。組織組成物：合合金顯微組織織中的獨(dú)立組成部分。3下列元素在在-Fe 中中形成哪幾種種固溶體?Si、C、N、Cr、Mn答：Si、Crr、Mn形成置換換固溶體；CC、N形成間隙固固溶體。4試述固溶強(qiáng)強(qiáng)化、加工強(qiáng)強(qiáng)化和彌散強(qiáng)強(qiáng)化的強(qiáng)化原原理,并說(shuō)明明三者的區(qū)別別.答：固溶強(qiáng)化：溶質(zhì)原子溶溶入后，要引引起溶劑金屬屬的晶格產(chǎn)生生畸變，進(jìn)而而位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)時(shí)時(shí)受到阻力增增大。彌散強(qiáng)化：金屬屬化合物本身身有很高的硬硬度，因此合合金中以固溶溶體為基體再再有適量

20、的金金屬間化合物物均勻細(xì)小彌散散分布時(shí)，會(huì)提高合合金的強(qiáng)度、硬硬度及耐磨性性。這種用金金屬間化合物物來(lái)強(qiáng)化合金金的方式為彌彌散強(qiáng)化。加工強(qiáng)化：通過(guò)過(guò)產(chǎn)生塑性變變形來(lái)增大位位錯(cuò)密度，從從而增大位錯(cuò)錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻力，引引起塑性變形形抗力的增加加，提高合金金的強(qiáng)度和硬硬度。區(qū)別：固溶強(qiáng)化化和彌散強(qiáng)化化都是利用合合金的組成相相來(lái)強(qiáng)化合金金，固溶強(qiáng)化化是通過(guò)產(chǎn)生生晶格畸變，使使位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻阻力增大來(lái)強(qiáng)強(qiáng)化合金；彌彌散強(qiáng)化是利利用金屬化合合物本身的高高強(qiáng)度和硬度度來(lái)強(qiáng)化合金金；而加工強(qiáng)強(qiáng)化是通過(guò)力力的作用產(chǎn)生生塑性變形，增增大位錯(cuò)密度度以增大位錯(cuò)錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻力來(lái)來(lái)強(qiáng)化合金；三者相比，通通過(guò)固溶強(qiáng)化化得到的強(qiáng)度度、硬度

21、最低低，但塑性、韌韌性最好，加加工強(qiáng)化得到到的強(qiáng)度、硬硬度最高，但但塑韌性最差差，彌散強(qiáng)化化介于兩者之之間。5固溶體和金金屬間化合物物在結(jié)構(gòu)和性性能上有什么么主要差別？答：在結(jié)構(gòu)上：固溶體的晶體體結(jié)構(gòu)與溶劑劑的結(jié)構(gòu)相同同，而金屬間間化合物的晶晶體結(jié)構(gòu)不同同于組成它的的任一組元，它它是以分子式式來(lái)表示其組組成。 在性能上：形成固溶體體和金屬間化化合物都能強(qiáng)強(qiáng)化合金，但但固溶體的強(qiáng)度度、硬度比金金屬間化合物物低，塑性、韌韌性比金屬間間化合物好，也也就是固溶體體有更好的綜綜合機(jī)械性能能。6. 何謂共晶晶反應(yīng)、包晶晶反應(yīng)和共析析反應(yīng)?試比比較這三種反反應(yīng)的異同點(diǎn)點(diǎn).答：共晶反應(yīng)：指一定成分分的液體合金

22、金，在一定溫溫度下，同時(shí)時(shí)結(jié)晶出成分分和晶格均不不相同的兩種種晶體的反應(yīng)應(yīng)。 包晶反應(yīng)：指一定成分分的固相與一一定成分的液液相作用，形形成另外一種種固相的反應(yīng)應(yīng)過(guò)程。共析反應(yīng)：由特特定成分的單單相固態(tài)合金金，在恒定的的溫度下，分分解成兩個(gè)新新的，具有一一定晶體結(jié)構(gòu)構(gòu)的固相的反反應(yīng)。共同點(diǎn)：反應(yīng)都都是在恒溫下下發(fā)生，反應(yīng)應(yīng)物和產(chǎn)物都都是具有特定定成分的相，都都處于三相平平衡狀態(tài)。不同點(diǎn)：共晶反反應(yīng)是一種液液相在恒溫下下生成兩種固固相的反應(yīng)；共析反應(yīng)是是一種固相在在恒溫下生成成兩種固相的的反應(yīng)；而包包晶反應(yīng)是一一種液相與一一種固相在恒恒溫下生成另另一種固相的的反應(yīng)。 7二元合金相相圖表達(dá)了合合金的

23、哪些關(guān)關(guān)系？答：二元合金相相圖表達(dá)了合合金的狀態(tài)與與溫度和成分分之間的關(guān)系系。8在二元合金金相圖中應(yīng)用用杠桿定律可可以計(jì)算什么么？答：應(yīng)用杠桿定定律可以計(jì)算算合金相互平衡衡兩相的成分分和相對(duì)含量量。9. 已知A（熔熔點(diǎn) 6000）與B(5000) 在液態(tài)態(tài)無(wú)限互溶；在固態(tài) 3300時(shí)A溶于 B 的最大溶解解度為 300% ，室溫溫時(shí)為10%，但B不溶于A；在 3000時(shí)，含 440% B 的液態(tài)合金金發(fā)生共晶反反應(yīng)?，F(xiàn)要求求：1）作出A-BB 合金相圖圖；2）分析 200% A,45%A,80%A 等合金的的結(jié)晶過(guò)程，并并確定室溫下下的組織組成成物和相組成成物的相對(duì)量量。答：（1） （2）20

24、%AA合金如圖： 合金金在1點(diǎn)以上上全部為液相相，當(dāng)冷至11點(diǎn)時(shí)，開(kāi)始始從液相中析析出固溶體，至至2點(diǎn)結(jié)束，223點(diǎn)之間合合金全部由固溶體所組組成，但當(dāng)合合金冷到3點(diǎn)點(diǎn)以下，由于于固溶體的濃度超過(guò)過(guò)了它的溶解解度限度，于于是從固溶體體中析出二次次相A，因此最終終顯微組織：+A 相組組成物: +A A=（90-880/90）*100%=11% =1-A%=89% 455%A合金如如圖：合金在1點(diǎn)以上上全部為液相相，冷至1點(diǎn)點(diǎn)時(shí)開(kāi)始從液液相中析出固溶體，此此時(shí)液相線成成分沿線BEE變化，固相相線成分沿BBD線變化，當(dāng)當(dāng)冷至2點(diǎn)時(shí)時(shí)，液相線成分到到達(dá)E點(diǎn)，發(fā)生共共晶反應(yīng)，形形成（A+）共晶體，合合金

25、自2點(diǎn)冷冷至室溫過(guò)程程中，自中析析出二次相AA，因而合金金室溫組織：A+(AA+) 相組成物:AA+組織：A=（70-555）/70*1100%=221% =1- A=79% A+=（700-55）/(70-400）*1000%=50%相：A=（900-55）/90*1000%=500% =1-A%=50%80%A合金如如圖：合金在1點(diǎn)以上上全部為液相相，冷至1點(diǎn)點(diǎn)時(shí)開(kāi)始從液液相中析出AA，此時(shí)液相相線成分沿AAE線變化，冷冷至2點(diǎn)時(shí)，液液相線成分到到達(dá)點(diǎn)，發(fā)生生共晶反應(yīng)，形形成(A+)共晶體，因因而合金的室溫組織織：A+ (A+) 相組成物：A+組織：A=（440-20）/40*1100%=

26、550% A+=1-A%=50%相： A=（990-20）/90*1000%=788% =1-A%=22%10某合金相相圖如圖所示示。1）試標(biāo)注空白區(qū)域域中存在相的的名稱；2）指出此相圖圖包括哪幾種種轉(zhuǎn)變類型；3）說(shuō)明合金的平衡結(jié)晶晶過(guò)程及室溫溫下的顯微組組織。答：(1)：L+ : + : +(+) : + (2)勻勻晶轉(zhuǎn)變；共共析轉(zhuǎn)變 (3)合金金在1點(diǎn)以上上全部為液相相,冷至1點(diǎn)點(diǎn)時(shí)開(kāi)始從液液相中析出固溶體至22點(diǎn)結(jié)束,223點(diǎn)之間間合金全部由由固溶體所組組成,3點(diǎn)以以下,開(kāi)始從從固溶體中析析出固溶體,冷冷至4點(diǎn)時(shí)合合金全部由固溶體所組組成,455之間全部由由固溶體所組組成,冷到55點(diǎn)以下

27、,由由于固溶體的濃濃度超過(guò)了它它的溶解度限限度,從中析出第二二相固溶體,最最終得到室穩(wěn)穩(wěn)下的顯微組組織: +11有形狀、尺寸相同的的兩個(gè) Cuu-Ni 合合金鑄件，一一個(gè)含 900% Ni ，另一個(gè)含含 50% Ni,鑄后后自然冷卻，問(wèn)問(wèn)哪個(gè)鑄件的的偏析較嚴(yán)重重？答：含 50% Ni的Cu-Nii 合金鑄件件偏析較嚴(yán)重重。在實(shí)際冷冷卻過(guò)程中，由由于冷速較快快，使得先結(jié)結(jié)晶部分含高高熔點(diǎn)組元多多，后結(jié)晶部部分含低熔點(diǎn)點(diǎn)組元多，因因?yàn)楹?500% Ni的的Cu-Nii 合金鑄件件固相線與液液相線范圍比比含 90% Ni鑄件件寬，因此它所所造成的化學(xué)學(xué)成分不均勻勻現(xiàn)象要比含含 90% Ni的Cu-N

28、ii 合金鑄件件嚴(yán)重。第四章 鐵碳合金1何謂金屬的的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變？試畫出出純鐵的結(jié)晶晶冷卻曲線和和晶體結(jié)構(gòu)變變化圖。答：由于條件（溫溫度或壓力）變變化引起金屬屬晶體結(jié)構(gòu)的的轉(zhuǎn)變，稱同同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變變。2為什么-Fe 和- Fe 的的比容不同？一塊質(zhì)量一一定的鐵發(fā)生生（-Fe -Fe ）轉(zhuǎn)變時(shí)，其其體積如何變變化？答：因?yàn)?FFe和- Fe原子排排列的緊密程程度不同，-Fe的致密度度為74%,- Fe的致密密度為68%，因此一塊塊質(zhì)量一定的的鐵發(fā)生（-Fe -Fe ）轉(zhuǎn)變時(shí)體體積將發(fā)生膨脹。3.何謂鐵素體體（F）,奧奧氏體（A），滲碳體體（Fe3C），珠光體體（P）,萊氏氏體（Ld）？它們的結(jié)構(gòu)

29、構(gòu)、組織形態(tài)態(tài)、性能等各各有何特點(diǎn)？答：鐵素體（FF）：鐵素體是碳碳在中形成的的間隙固溶體體，為體心立立方晶格。由由于碳在中的的溶解度很很小，它的性性能與純鐵相相近。塑性、韌韌性好，強(qiáng)度度、硬度低。它在鋼中一般呈塊狀或片狀。奧氏體（A）：奧氏體是碳碳在中形成的的間隙固溶體，面心心立方晶格。因其晶格間隙尺寸較大，故碳在中的溶解度較大。有很好的塑性。滲碳體（Fe33C）：鐵和碳相互互作用形成的的具有復(fù)雜晶晶格的間隙化化合物。滲碳碳體具有很高高的硬度，但但塑性很差，延延伸率接近于于零。在鋼中中以片狀存在在或網(wǎng)絡(luò)狀存存在于晶界。在萊氏體中為連續(xù)的基體，有時(shí)呈魚骨狀。珠光體（P）：由鐵素體和和滲碳體組成

30、成的機(jī)械混合合物。鐵素體體和滲碳體呈呈層片狀。珠珠光體有較高高的強(qiáng)度和硬硬度，但塑性性較差。萊氏體（Ld）：由奧氏體和滲碳體組成的機(jī)械混合物。在萊氏體中，滲碳體是連續(xù)分布的相，奧氏體呈顆粒狀分布在滲碳體基體上。由于滲碳體很脆，所以萊氏體是塑性很差的組織。4.Fe-Fee3C合金相圖有有何作用？在在生產(chǎn)實(shí)踐中中有何指導(dǎo)意意義？又有何何局限性？答：碳鋼和鑄鑄鐵都是鐵碳碳合金，是使使用最廣泛的的金屬材料。鐵鐵碳合金相圖圖是研究鐵碳碳合金的重要要工具，了解解與掌握鐵碳碳合金相圖，對(duì)對(duì)于鋼鐵材料料的研究和使使用，各種熱熱加工工藝的的制訂以及工工藝廢品原因因的分析等方方面都有重要要指導(dǎo)意義。為選材提供成分

31、依據(jù)：相圖描述了鐵碳合金的組織隨含碳量的變化規(guī)律，合金的性能決定于合金的組織，這樣根據(jù)零件的性能要求來(lái)選擇不同成分的鐵碳合金；為制定熱加工工藝提供依據(jù)：對(duì)鑄造，根據(jù)相圖可以找出不同成分的鋼或鑄鐵的熔點(diǎn)，確定鑄造溫度；根據(jù)相圖上液相線和固相線間距離估計(jì)鑄造性能的好壞。對(duì)于鍛造：根據(jù)相圖可以確定鍛造溫度。對(duì)焊接：根據(jù)相圖來(lái)分析析碳鋼焊縫組組織，并用適適當(dāng)熱處理方方法來(lái)減輕或或消除組織不不均勻性；對(duì)對(duì)熱處理：相相圖更為重要要，如退火、正正火、淬火的的加熱溫度都都要參考鐵碳碳相圖加以選選擇。由于鐵碳相相圖是以無(wú)限限緩慢加熱和和冷卻的速度度得到的，而而在實(shí)際加熱熱和冷卻通常常都有不同程程度的滯后現(xiàn)現(xiàn)象。

32、5.畫出 Fee-Fe3C 相圖，指指出圖中 SS 、C 、E 、P、N 、G 及 GGS 、SE 、PQ 、PSK 各各點(diǎn)、線的意義，并并標(biāo)出各相區(qū)區(qū)的相組成物物和組織組成成物。答: C：共晶點(diǎn)11148 4.30%C，在這一一點(diǎn)上發(fā)生共共晶轉(zhuǎn)變，反反應(yīng)式：，當(dāng)當(dāng)冷到11448時(shí)具有C點(diǎn)點(diǎn)成分的液體體中同時(shí)結(jié)晶晶出具有E點(diǎn)點(diǎn)成分的奧氏氏體和滲碳體體的兩相混合合物萊氏體E：碳在中的最最大溶解度點(diǎn)點(diǎn)1148 22.11%CCG：同素異構(gòu)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變點(diǎn)（A33）912 0%CH：碳在中的最最大溶解度為為1495 0.09%CJ：包晶轉(zhuǎn)變點(diǎn)點(diǎn)1495 0.17%C 在這這一點(diǎn)上發(fā)生生包晶轉(zhuǎn)變，反反應(yīng)式：當(dāng)

33、冷冷卻到14995時(shí)具有B點(diǎn)點(diǎn)成分的液相相與具有H點(diǎn)點(diǎn)成分的固相相反應(yīng)生成具具有J點(diǎn)成分分的固相A。N：同素異構(gòu)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變點(diǎn)（A44）1394 00%CP：碳在中的最最大溶解度點(diǎn)點(diǎn) 0.00218%CC 7227S：共析點(diǎn)7227 0.77%C 在這一點(diǎn)上上發(fā)生共析轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變，反應(yīng)式式：，當(dāng)冷卻卻到727時(shí)從具有SS點(diǎn)成分的奧奧氏體中同時(shí)時(shí)析出具有PP點(diǎn)成分的鐵鐵素體和滲碳碳體的兩相混混合物珠光體PP（）ES線：碳在奧奧氏體中的溶溶解度曲線，又又稱Acm溫溫度線，隨溫溫度的降低，碳碳在奧化體中中的溶解度減減少，多余的的碳以形式析析出，所以具具有0.777%2.111%C的鋼鋼冷卻到Accm線與PSSK

34、線之間時(shí)時(shí)的組織，從從A中析出的的稱為二次滲滲碳體。GS線：不同含含碳量的奧氏氏體冷卻時(shí)析析出鐵素體的的開(kāi)始線稱AA3線，GP線線則是鐵素體體析出的終了了線，所以GGSP區(qū)的顯顯微組織是。PQ線：碳在鐵鐵素體中的溶溶解度曲線，隨隨溫度的降低低，碳在鐵素素體中的溶解解度減少，多多余的碳以形形式析出，從從中析出的稱為為三次滲碳體體，由于鐵素體體含碳很少，析析出的很少，一一般忽略，認(rèn)認(rèn)為從7277冷卻到室溫溫的顯微組織織不變。PSK線：共析析轉(zhuǎn)變線，在在這條線上發(fā)發(fā)生共析轉(zhuǎn)變變，產(chǎn)物（PP）珠光體，含含碳量在0.026.69%的鐵碳合金金冷卻到7227時(shí)都有共析析轉(zhuǎn)變發(fā)生。6.簡(jiǎn)述 Fee-Fe3C

35、 相圖中三三個(gè)基本反應(yīng)應(yīng)：包晶反應(yīng)應(yīng),共晶反應(yīng)應(yīng)及共析反應(yīng)應(yīng)，寫出反應(yīng)應(yīng)式，標(biāo)出含含碳量及溫度度。答：共析反應(yīng)：冷卻到7277時(shí)具有S點(diǎn)成成分的奧氏體體中同時(shí)析出出具有P點(diǎn)成成分的鐵素體體和滲碳體的的兩相混合物物。0.8F0.02+FFe3C6.69包晶反應(yīng)：冷卻卻到14955時(shí)具有B點(diǎn)點(diǎn)成分的液相相與具有H點(diǎn)點(diǎn)成分的固相相反應(yīng)生成具具有J點(diǎn)成分分的固相A。 L0.5+0.10.16共晶反應(yīng)：11148時(shí)具有C點(diǎn)點(diǎn)成分的液體體中同時(shí)結(jié)晶晶出具有E點(diǎn)點(diǎn)成分的奧氏氏體和滲碳體體的兩相混合合物。 L4.32.14+ Fe3C6.697.何謂碳素鋼鋼？何謂白口口鐵？?jī)烧叩牡某煞纸M織和和性能有何差差別？

36、答：碳素鋼：含含有0.022%2.114%C的鐵鐵碳合金。白口鐵：含大于于2.14%C的鐵碳合合金。碳素鋼中亞共析析鋼的組織由由鐵素體和珠珠光體所組成成，其中珠光光體中的滲碳碳體以細(xì)片狀狀分布在鐵素素體基體上，隨著含碳量的增加，珠光體的含量增加，則鋼的強(qiáng)度、硬度增加，塑性、韌性降低。當(dāng)含碳量達(dá)到0.8%時(shí)就是珠光體的性能。過(guò)共析鋼組織由珠光體和二次滲碳體所組成，含碳量接近1.0%時(shí)，強(qiáng)度達(dá)到最大值，含碳量繼續(xù)增加，強(qiáng)度下降。由于二次滲碳體在晶界形成連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致鋼的脆性增加。白口鐵中由于其其組織中存在在大量的滲碳碳體，具有很很高的硬度和和脆性，難以以切削加工。8.亞共析鋼、共共析鋼和過(guò)共共析

37、鋼的組織織有何特點(diǎn)和和異同點(diǎn)。答：亞共析鋼的的組織由鐵素素體和珠光體體所組成。其其中鐵素體呈呈塊狀。珠光光體中鐵素體體與滲碳體呈呈片狀分布。共析鋼的組織由珠光體所組成。過(guò)共析鋼的組織由珠光體和二次滲碳體所組成，其中二次滲碳體在晶界形成連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)狀。 共同點(diǎn)：鋼的組織中中都含有珠光光體。不同點(diǎn)點(diǎn)：亞共析鋼鋼的組織是鐵鐵素體和珠光光體，共析鋼鋼的組織是珠珠光體，過(guò)共共析鋼的組織織是珠光體和和二次滲碳體體。9.分析含碳量量分別為 00.20% 、 0.660% 、 0.80% 、 1.0% 的鐵鐵碳合金從液液態(tài)緩冷至室室溫時(shí)的結(jié)晶晶過(guò)程和室溫溫組織.答：0.80%C:在122點(diǎn)間合金按按勻晶轉(zhuǎn)變結(jié)結(jié)

38、晶出A，在在2點(diǎn)結(jié)晶結(jié)結(jié)束，全部轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體體。冷到3點(diǎn)點(diǎn)時(shí)（7277），在恒溫溫下發(fā)生共析析轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變變結(jié)束時(shí)全部部為珠光體PP，珠光體中中的滲碳體稱稱為共析滲碳碳體，當(dāng)溫度度繼續(xù)下降時(shí)時(shí)，珠光體中中鐵素體溶碳碳量減少，其其成分沿固溶溶度線PQ變變化，析出三三次滲碳體，它它常與共析滲滲碳體長(zhǎng)在一一起，彼此分分不出，且數(shù)數(shù)量少，可忽忽略。室溫時(shí)組織P。0.60% CC：合金在12點(diǎn)間按勻勻晶轉(zhuǎn)變結(jié)晶晶出A，在22點(diǎn)結(jié)晶結(jié)束束，全部轉(zhuǎn)變變?yōu)閵W氏體。冷冷到3點(diǎn)時(shí)開(kāi)開(kāi)始析出F，33-4點(diǎn)A成成分沿GS線線變化，鐵素素體成分沿GGP線變化，當(dāng)當(dāng)溫度到4點(diǎn)點(diǎn)時(shí)，奧氏體體的成分達(dá)到到S點(diǎn)成分（含含碳0.

39、8%），便發(fā)生生共析轉(zhuǎn)變，形形成珠光體，此此時(shí)，原先析析出的鐵素體體保持不變，稱稱為先共析鐵鐵素體，其成成分為0.002%C，所所以共析轉(zhuǎn)變變結(jié)束后，合合金的組織為為先共析鐵素素體和珠光體體，當(dāng)溫度繼繼續(xù)下降時(shí)，鐵鐵素體的溶碳碳量沿PQ線線變化，析出出三次滲碳體體，同樣量很很少，可忽略略。所以含碳0.440%的亞共共析鋼的室溫溫組織為：FF+P1.0% C：合金在12點(diǎn)間按勻勻晶轉(zhuǎn)變結(jié)晶晶出奧氏體，22點(diǎn)結(jié)晶結(jié)束束，合金為單單相奧氏體，冷冷卻到3點(diǎn)，開(kāi)開(kāi)始從奧氏體體中析出二次次滲碳體，沿奧氏體的的晶界析出，呈呈網(wǎng)狀分布，33-4間不斷斷析出，奧氏氏體成分沿EES線變化，當(dāng)當(dāng)溫度到達(dá)44點(diǎn)（72

40、77）時(shí)，其含含碳量降為00.77%，在在恒溫下發(fā)生生共析轉(zhuǎn)變，形形成珠光體，此此時(shí)先析出的的保持不變，稱稱為先共析滲滲碳體，所以以共析轉(zhuǎn)變結(jié)結(jié)束時(shí)的組織織為先共析二二次滲碳體和和珠光體，忽忽略。室溫組織為二次次滲碳體和珠珠光體。10指出下列列名詞的主要要區(qū)別：1）一次滲碳體體、二次滲碳碳體、三次滲滲碳體、共晶晶滲碳體與共共析滲碳體；答：一次滲碳體體：由液相中中直接析出來(lái)來(lái)的滲碳體稱稱為一次滲碳碳體。二次滲碳體：從從A中析出的的稱為二次滲滲碳體。三次滲碳體：從從中析出的稱為為三次滲碳體體。共晶滲碳體：經(jīng)經(jīng)共晶反應(yīng)生成成的滲碳體即即萊氏體中的滲滲碳體稱為共共晶滲碳體。共析滲碳體：經(jīng)經(jīng)共析反應(yīng)生成

41、成的滲碳體即即珠光體中的的滲碳體稱為為共析滲碳體體。2） 熱脆與冷冷脆。答：熱脆：S在在鋼中以FeeS形成存在在，F(xiàn)eS會(huì)會(huì)與Fe形成成低熔點(diǎn)共晶晶，當(dāng)鋼材在在10001200壓力加工時(shí)時(shí)，會(huì)沿著這這些低熔點(diǎn)共共晶體的邊界界開(kāi)裂，鋼材材將變得極脆脆，這種脆性性現(xiàn)象稱為熱熱脆。冷脆：P使室溫溫下的鋼的塑塑性、韌性急急劇降低，并并使鋼的脆性性轉(zhuǎn)化溫度有有所升高，使使鋼變脆，這這種現(xiàn)象稱為為“冷脆”。11根據(jù) FFe-Fe33C 相圖，計(jì)計(jì)算：1）室溫下，含含碳 0.66% 的鋼中中珠光體和鐵鐵素體各占多多少；2）室溫下，含含碳 1.22% 的鋼中中珠光體和二二次滲碳體各各占多少；3）鐵碳合金中中，

42、二次滲碳碳體和三次滲滲碳體的最大大百分含量。答：1）Wp=(0.6-0.02)/(0.88-0.022)*1000%=74% WW=1-744%=26%2）Wp=(22.14-11.2)/(2.14-0.8)*100%=70% WFee3C=1-70%=30%3）WFe3CC=(2.144-0.8)/(6.669-0.88)*1000%=23% W Fee3C=0.022/6.699*100%=33%12某工廠倉(cāng)倉(cāng)庫(kù)積壓了許許多碳鋼（退退火狀態(tài)），由由于鋼材混雜雜，不知道鋼鋼的化學(xué)成分分，現(xiàn)找出其其中一根，經(jīng)經(jīng)金相分析后后，發(fā)現(xiàn)其組組織為珠光體體+鐵素體，其其中鐵素體占占 80% ，問(wèn)此鋼材材

43、的含碳量大大約是多少？答：由于組織為為珠光體+鐵鐵素體，說(shuō)明明此鋼為亞共共析鋼。 W=880%=(00.8-WCC)/(0.8-0.002)*1000% WC=0.18%13對(duì)某退火火碳素鋼進(jìn)行行金相分析，其其組織的相組組成物為鐵素素體+滲碳體體（粒狀），其其中滲碳體占占 18% ，問(wèn)此碳鋼鋼的含碳量大大約是多少？答： WFe33C=18% =( WC-0.022)/(6.69-0.02)*1000% WC=1.222%14對(duì)某退火火碳素鋼進(jìn)行行金相分析，其其組織為珠光光體+滲碳體體（網(wǎng)狀），其其中珠光體占占 93% ，問(wèn)此碳鋼鋼的含碳量大大約為多少？答：Wp=933% =(22.14- WC

44、)/(2.14-0.8)*1000%=700% WWC=0.899%15.計(jì)算Fee-1.4%C合金金在700下各個(gè)相及及其組分?jǐn)?shù)量量和成分。答：含1.4%C合金屬于于過(guò)共析鋼，其其組織為珠光光體+二次滲碳體，相為為鐵素體和滲滲碳體。Wp=(2.114-1.44)/(2.14-0.8)*1000%=555% WFe3C=1-55%=45%W=（6.669-1.44）/（6.69-0.02）*1100%=779% WFe3C=1-79%=21%16根據(jù) FFe-Fe33C 相圖，說(shuō)說(shuō)明產(chǎn)生下列列現(xiàn)象的原因因：1）含碳量為 1.0% 的鋼比含碳碳量為 0.5% 的鋼鋼硬度高；答：鋼中隨著含含碳量的

45、增加加，滲碳體的的含量增加，滲滲碳體是硬脆脆相，因此含含碳量為 11.0% 的的鋼比含碳量量為 0.55% 的鋼硬硬度高。2）在室溫下，含含碳 0.88% 的鋼其其強(qiáng)度比含碳碳 1.2% 的鋼高；答：因?yàn)樵阡撝兄挟?dāng)含碳量超超過(guò)1.0%時(shí)，所析出出的二次滲碳碳體在晶界形形成連續(xù)的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)狀，使鋼鋼的脆性增加加，導(dǎo)致強(qiáng)度度下降。因此此含碳 0.8% 的鋼鋼其強(qiáng)度比含含碳 1.22% 的鋼高高。3）在 11000，含碳 00.4% 的的鋼能進(jìn)行鍛鍛造，含碳 4.0% 的生鐵不能能鍛造；答：在 11000時(shí)，含碳 00.4% 的的鋼的組織為為奧氏體，奧奧氏體的塑性性很好，因此此適合于鍛造造；含碳 44.

46、0% 的的生鐵的組織織中含有大量量的滲碳體，滲滲碳體的硬度度很高，不適適合于鍛造。4）綁軋物件一一般用鐵絲（鍍鍍鋅低碳鋼絲絲），而起重重機(jī)吊重物卻卻用鋼絲繩（用用 60 、 65 、 70 、 75 等鋼鋼制成）；答：綁軋物件的的性能要求有有很好的韌性性，因此選用用低碳鋼有很好好的塑韌性，鍍鋅低碳鋼絲；而起重機(jī)吊重物用鋼絲繩除要求有一定的強(qiáng)度，還要有很高的彈性極限，而60 、 65 、 70 、 75鋼有高的強(qiáng)度和高的彈性極限。這樣在吊重物時(shí)不會(huì)斷裂。5）鉗工鋸 TT8 ， TT10,T112 等鋼料料時(shí)比鋸 110,20 鋼費(fèi)力，鋸鋸條容易磨鈍鈍；答：T8 ， T10,TT12屬于碳碳素工具

47、鋼，含含碳量為0.8%，1.0%，1.2%，因而而鋼中滲碳體體含量高，鋼鋼的硬度較高高；而10,20鋼為優(yōu)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)構(gòu)鋼，屬于低低碳鋼，鋼的的硬度較低，因因此鉗工鋸 T8 ， T10,TT12 等鋼鋼料時(shí)比鋸 10,200 鋼費(fèi)力，鋸鋸條容易磨鈍鈍。6）鋼適宜于通通過(guò)壓力加工工成形，而鑄鑄鐵適宜于通通過(guò)鑄造成形形。答：因?yàn)殇摰暮剂糠秶谠?.02%2.144%之間，滲滲碳體含量較較少，鐵素體體含量較多，而而鐵素體有較較好的塑韌性性，因而鋼適適宜于壓力加加工；而鑄鐵鐵組織中含有有大量以滲碳碳體為基體的的萊氏體，滲滲碳體是硬脆脆相，因而鑄鑄鐵適宜于通通過(guò)鑄造成形形。17.鋼中常存存雜質(zhì)有哪些

48、些？對(duì)鋼的性性能有何影響響？答：鋼中常存雜雜質(zhì)有Si、MMn、S、PP等。Mn：大部分溶溶于鐵素體中中，形成置換換固溶體，并并使鐵素體強(qiáng)強(qiáng)化：另一部部分Mn溶于于Fe3C中，形成合合金滲碳體，這這都使鋼的強(qiáng)強(qiáng)度提高，MMn與S化合合成MnS，能能減輕S的有有害作用。當(dāng)當(dāng)Mn含量不不多，在碳鋼鋼中僅作為少少量雜質(zhì)存在在時(shí)，它對(duì)鋼鋼的性能影響響并不明顯。Si：Si與MMn一樣能溶溶于鐵素體中中，使鐵素體體強(qiáng)化，從而而使鋼的強(qiáng)度度、硬度、彈彈性提高，而而塑性、韌性性降低。當(dāng)SSi含量不多多，在碳鋼中中僅作為少量量夾雜存在時(shí)時(shí)，它對(duì)鋼的的性能影響并并不顯著。S：硫不溶于鐵鐵，而以FeeS形成存在在，F(xiàn)

49、eS會(huì)會(huì)與Fe形成成共晶，并分分布于奧氏體體的晶界上，當(dāng)當(dāng)鋼材在100001200壓力加工時(shí)時(shí)，由于FeeS-Fe共共晶（熔點(diǎn)只只有989）已經(jīng)熔化化，并使晶粒粒脫開(kāi)，鋼材材將變得極脆脆。P：磷在鋼中全全部溶于鐵素素體中，雖可可使鐵素體的的強(qiáng)度、硬度度有所提高，但但卻使室溫下下的鋼的塑性性、韌性急劇劇降低，并使使鋼的脆性轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化溫度有所所升高，使鋼鋼變脆。18.試述碳鋼鋼的分類及牌牌號(hào)的表示方方法。答：分類：1）按按含碳量分類類低碳鋼：含碳量量小于或等于于0.25%的鋼，0.010.25%C 0.25%C中碳鋼：含碳量量為0.3000.555%的鋼 0.2550.6%C高碳鋼：含碳量量大于0.6

50、6%的鋼 0.611.3%C 0.66%C（2）按質(zhì)量分分類：即含有有雜質(zhì)元素SS、P的多少少分類：普通碳素鋼：SS0.0555% P0.0455%優(yōu)質(zhì)碳素鋼：SS、P0.03550.0440%高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素鋼鋼：S0.020.03%；P 0.0330.0335%（3）按用途分分類碳素結(jié)構(gòu)鋼：用用于制造各種種工程構(gòu)件，如如橋梁、船舶舶、建筑構(gòu)件件等，及機(jī)器器零件，如齒齒輪、軸、連連桿、螺釘、螺螺母等。碳素工具鋼：用用于制造各種種刀具、量具具、模具等，一一般為高碳鋼鋼，在質(zhì)量上上都是優(yōu)質(zhì)鋼鋼或高級(jí)優(yōu)質(zhì)質(zhì)鋼。牌號(hào)的表示方法法：（1）普通碳碳素結(jié)構(gòu)鋼：用Q+數(shù)字表示示，“Q”為屈服點(diǎn)，“屈”漢語(yǔ)拼音，

51、數(shù)數(shù)字表示屈服服點(diǎn)數(shù)值。若若牌號(hào)后面標(biāo)標(biāo)注字母A、BB、C、D，則則表示鋼材質(zhì)質(zhì)量等級(jí)不同同， A、BB、C、D質(zhì)質(zhì)量依次提高高，“F”表示沸騰鋼鋼，“b”為半鎮(zhèn)靜靜鋼，不標(biāo)“F”和“b”的為鎮(zhèn)靜靜鋼。（2）優(yōu)質(zhì)碳素素結(jié)構(gòu)鋼：牌號(hào)是采用兩位位數(shù)字表示的的，表示鋼中中平均含碳量量的萬(wàn)分之幾幾。若鋼中含含錳量較高，須須將錳元素標(biāo)標(biāo)出，（3）碳素工具具鋼：這類鋼的牌號(hào)是是用“碳”或“T”字后附數(shù)字字表示。數(shù)字字表示鋼中平平均含碳量的的千分之幾。若若為高級(jí)優(yōu)質(zhì)質(zhì)碳素工具鋼鋼，則在鋼號(hào)號(hào)最后附以“A”字。19.低碳鋼、中中碳鋼及高碳碳鋼是如何根根據(jù)含碳量劃劃分的？分別別舉例說(shuō)明他他們的用途？答：低碳鋼：

52、含含碳量小于或或等于0.225%的鋼；08、10、鋼，塑塑性、韌性好好，具有優(yōu)良良的冷成型性性能和焊接性性能，常冷軋軋成薄板，用用于制作儀表表外殼、汽車車和拖拉機(jī)上上的冷沖壓件件，如汽車車車身，拖拉機(jī)機(jī)駕駛室等；15、200、25鋼用用于制作尺寸寸較小、負(fù)荷荷較輕、表面面要求耐磨、心心部強(qiáng)度要求求不高的滲碳碳零件，如活活塞鋼、樣板板等。中碳鋼：含碳量量為0.3000.555%的鋼 ；30、355、40、445、50鋼鋼經(jīng)熱處理（淬淬火+高溫回回火）后具有有良好的綜合合機(jī)械性能，即即具有較高的的強(qiáng)度和較高高的塑性、韌韌性，用于制制作軸類零件件； 高碳鋼：含碳量量大于0.66%的鋼 ；60、655

53、鋼熱處理（淬淬火+高溫回回火）后具有有高的彈性極極限，常用作作彈簧。T77、T8、用用于制造要求求較高韌性、承承受沖擊負(fù)荷荷的工具，如如小型沖頭、鑿鑿子、錘子等等。T9、TT10、T111、用于制制造要求中韌韌性的工具，如如鉆頭、絲錐錐、車刀、沖沖模、拉絲模模、鋸條。TT12、T113、鋼具有有高硬度、高高耐磨性，但但韌性低，用用于制造不受受沖擊的工具具如量規(guī)、塞塞規(guī)、樣板、銼銼刀、刮刀、精精車刀等。 20下列零件件或工具用何何種碳鋼制造造：手鋸鋸條條、普通螺釘釘、車床主軸軸。答：手鋸鋸條：它要求有較較高的硬度和和耐磨性，因因此用碳素工工具鋼制造，如如T9、T9AA、T10、TT10A、T11

54、1、T111A。普通螺釘：它要要保證有一定定的機(jī)械性能能，用普通碳碳素結(jié)構(gòu)鋼制制造，如Q1195、Q2215、Q2235。車床主軸：它要要求有較高的的綜合機(jī)械性性能，用優(yōu)質(zhì)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼，如30、335、40、445、50。21.指出下列列各種鋼的類類別、符號(hào)、數(shù)數(shù)字的含義、主主要特點(diǎn)及用用途： Q235-AAF、Q2335-C、QQ195-BB、Q2555-D、400、45、008、20、220R、200G、T8、TT10A、T12A答：Q235-AF：普通通碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼，屈服強(qiáng)度度為235MPaa的A級(jí)沸騰鋼。Q235-C:屈服強(qiáng)度為為235MPaa的C級(jí)普通通碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼，Q195-B:

55、 屈服強(qiáng)度為為195MPPa的B級(jí)普普通碳素結(jié)構(gòu)構(gòu)鋼，Q255-D: 屈服強(qiáng)度為為255MPPa的D級(jí)普普通碳素結(jié)構(gòu)構(gòu)鋼，Q195、Q2235含碳量量低，有一定定強(qiáng)度，常扎扎制成薄板、鋼鋼筋、焊接鋼鋼管等，用于于橋梁、建筑筑等鋼結(jié)構(gòu)，也也可制造普通通的鉚釘、螺螺釘、螺母、墊墊圈、地腳螺螺栓、軸套、銷銷軸等等，QQ255鋼強(qiáng)強(qiáng)度較高，塑塑性、韌性較較好，可進(jìn)行行焊接。通常常扎制成型鋼鋼、條鋼和鋼鋼板作結(jié)構(gòu)件件以及制造連連桿、鍵、銷銷、簡(jiǎn)單機(jī)械械上的齒輪、軸軸節(jié)等。40:含碳量為為0.4%的的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)結(jié)構(gòu)鋼。45含碳量為00.45%的的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)結(jié)構(gòu)鋼。40、45鋼經(jīng)經(jīng)熱處理（淬淬火+高溫回回火

56、）后具有有良好的綜合合機(jī)械性能，即即具有較高的的強(qiáng)度和較高高的塑性、韌韌性，用于制制作軸類零件件。08：含碳量為為0.08%的優(yōu)質(zhì)碳素素結(jié)構(gòu)鋼。塑塑性、韌性好好，具有優(yōu)良良的冷成型性性能和焊接性性能，常冷軋軋成薄板，用用于制作儀表表外殼、汽車車和拖拉機(jī)上上的冷沖壓件件，如汽車車車身，拖拉機(jī)機(jī)駕駛室等。20：含碳量為為0.2%的的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)結(jié)構(gòu)鋼。用于于制作尺寸較較小、負(fù)荷較較輕、表面要要求耐磨、心心部強(qiáng)度要求求不高的滲碳碳零件，如活活塞鋼、樣板板等。20R：含碳量量為0.2%的優(yōu)質(zhì)碳素素結(jié)構(gòu)鋼，容容器專用鋼。20G：含碳量量為0.2%的優(yōu)質(zhì)碳素素結(jié)構(gòu)鋼，鍋鍋爐專用鋼。T8：含碳量為為0.8%的

57、的碳素工具鋼鋼。用于制造造要求較高韌韌性、承受沖沖擊負(fù)荷的工工具，如小型型沖頭、鑿子子、錘子等。T10A：含碳碳量為1.00%的高級(jí)優(yōu)優(yōu)質(zhì)碳素工具具鋼。用于制制造要求中韌韌性的工具，如如鉆頭、絲錐錐、車刀、沖沖模、拉絲模模、鋸條。T12A：含碳碳量為1.22%的高級(jí)優(yōu)優(yōu)質(zhì)碳素工具具鋼。具有高高硬度、高耐耐磨性，但韌韌性低，用于于制造不受沖沖擊的工具如如量規(guī)、塞規(guī)規(guī)、樣板、銼銼刀、刮刀、精精車刀。第五章 鋼鋼 的 熱 處 理1.何謂鋼的熱熱處理？鋼的的熱處理操作作有哪些基本本類型？試說(shuō)說(shuō)明熱處理同同其它工藝過(guò)過(guò)程的關(guān)系及及其在機(jī)械制制造中的地位位和作用。 答：（1）為了了改變鋼材內(nèi)內(nèi)部的組織結(jié)結(jié)

58、構(gòu)，以滿足足對(duì)零件的加加工性能和使使用性能的要要求所施加的的一種綜合的的熱加工工藝藝過(guò)程。 （2）熱處理理包括普通熱熱處理和表面面熱處理；普普通熱處理里里面包括 退火、正正火、淬火和和回火，表面面熱處理包括括表面淬火和和化學(xué)熱處理理，表面淬火火包括火焰加加熱表面淬火火和感應(yīng)加熱熱表面淬火，化化學(xué)熱處理包包括滲碳、滲滲氮和碳氮共共滲等。（3）熱處理是是機(jī)器零件加加工工藝過(guò)程程中的重要工工序。一個(gè)毛毛坯件經(jīng)過(guò)預(yù)預(yù)備熱處理，然然后進(jìn)行切削削加工，再經(jīng)經(jīng)過(guò)最終熱處處理，經(jīng)過(guò)精精加工，最后后裝配成為零零件。熱處理理在機(jī)械制造造中具有重要要的地位和作作用，適當(dāng)?shù)牡臒崽幚砜梢砸燥@著提高鋼鋼的機(jī)械性能能，延長(zhǎng)

59、機(jī)器器零件的使用用壽命。熱處處理工藝不但但可以強(qiáng)化金金屬材料、充充分挖掘材料料潛力、降低低結(jié)構(gòu)重量、節(jié)節(jié)省材料和能能源，而且能能夠提高機(jī)械械產(chǎn)品質(zhì)量、大大幅度延長(zhǎng)機(jī)機(jī)器零件的使使用壽命，做做到一個(gè)頂幾幾個(gè)、頂十幾幾個(gè)。此外，通通過(guò)熱處理還還可使工件表表面具有抗磨磨損、耐腐蝕蝕等特殊物理理化學(xué)性能。 2.解釋下列名名詞：1）奧氏體的起起始晶粒度、實(shí)實(shí)際晶粒度、本本質(zhì)晶粒度；答：（1）起始始晶粒度：是是指在臨界溫溫度以上，奧奧氏體形成剛剛剛完成，其其晶粒邊界剛剛剛接觸時(shí)的的晶粒大小。（2）實(shí)際晶粒粒度：是指在在某一具體的的熱處理加熱熱條件下所得得到的晶粒尺尺寸。（3）本質(zhì)晶粒粒度：根據(jù)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方

60、法法，在930010保溫足夠時(shí)時(shí)間（3-88小時(shí)）后測(cè)測(cè)定的鋼中晶晶粒的大小。2）珠光體、索索氏體、屈氏氏體、貝氏體體、馬氏體；答：珠光體：鐵鐵素體和滲碳碳體的機(jī)械混混合物。索氏體：在65506000溫度范圍內(nèi)內(nèi)形成層片較較細(xì)的珠光體體。屈氏體：在60005500溫度范圍內(nèi)內(nèi)形成片層極極細(xì)的珠光體體。貝氏體：過(guò)飽和和的鐵素體和和滲碳體組成成的混合物。馬氏體：碳在-Fe中的的過(guò)飽和固溶溶體。3）奧氏體、過(guò)過(guò)冷奧氏體、殘殘余奧氏體；答：奧氏體: 碳在中形成的的間隙固溶體.過(guò)冷奧氏體: 處于臨界點(diǎn)點(diǎn)以下的不穩(wěn)穩(wěn)定的將要發(fā)發(fā)生分解的奧奧氏體稱為過(guò)過(guò)冷奧氏體。殘余奧氏體：MM轉(zhuǎn)變結(jié)束后后剩余的奧氏氏體。