第二階段復習題含答案

《工程材料》第二階段復習題（請全面復習以下內(nèi)容，并任選3-5題作為書面作業(yè)）1．解釋下列概念或名詞：滑移系、形變強化（加工硬化、冷作硬化）、再結晶、冷變形、熱變形、纖維組織、熱處理、退火、正火、淬火、回火、淬透性、回火脆性、二次硬化、紅硬性?；葡担喊ɑ泼婧突品较??；埔话闶窃诰w的密排面上進行，該密排面稱為滑移面形變強化：隨塑性變形量的增大，晶體材料的強度不斷提高，塑性不斷下降的現(xiàn)象。（原因：位錯纏結，阻礙位錯運動，軟取向→硬取向。）再結晶：高溫加熱冷變形金屬（再結晶退火），使其形成無畸變等軸晶粒并完全替代原變形晶粒，各種性能恢復到冷變形前狀態(tài)的過程。冷變形：在再結晶溫度以下進行的塑性變形熱變形：在再結晶溫度以上進行的塑性變形纖維組織：變形后晶粒形狀和沿晶界分布的雜質(zhì)沿變形方向分布,材料呈現(xiàn)各向異性。熱處理：用加熱、保溫、冷卻的方法，改變材料的內(nèi)部組織，從而改變材料的性能。退火：加熱到一定溫度，保溫一定時間，緩慢冷卻（爐冷），獲得接近于平衡的組織。正火：加熱到一定溫度，適當保溫后在靜止的空氣中冷卻（空冷）。淬火：將鋼加熱奧氏體化后，迅速冷卻獲得馬氏體類型組織的熱處理工藝方法?；鼗穑簩⒋慊鸷蟮牧慵匦录訜嶂罙c1以下某個溫度，適當保溫，冷卻至室溫的熱處理工藝淬透性:鋼接受淬火時形成馬氏體的能力(淬硬性主要由碳含量決定，淬透性主要由合金元素決定)回火脆性：淬火鋼回火后出現(xiàn)韌性下降。二次硬化：某些鐵碳合金（如高速鋼）須經(jīng)多次回火后，才進一步提高其硬度。紅硬性：紅硬性是指材料在經(jīng)過一定溫度下保持一定時間后所能保持其硬度的能力。2．單晶體塑性變形主要有哪兩種方式？多晶體塑性變形有什么特點？什么是細晶強化？滑移與孿生。晶粒的軟硬取向?qū)λ苄宰冃斡杏绊?；晶界對塑性變形有影響（晶界阻礙位錯的通過，產(chǎn)生強化效果）。細晶強化：通過細化晶粒而使金屬材料力學性能提高的方法。3．金屬塑性變形為什么會產(chǎn)生加工硬化？給產(chǎn)生了塑性變形的金屬加熱，為什么會發(fā)生回復和再結晶現(xiàn)象？變形過程中位錯數(shù)量增加,位錯間的相互作用導致塑性變形困難。（課本原話：一方面金屬發(fā)生塑性變形時，位錯密度增加，位錯相互纏結，造成位錯運動阻力的增大，引起塑性變形變形抗力提高。另一方面，由于細晶破碎細化，使強度得以提高）金屬經(jīng)過一定程度冷塑性變形后，組織和性能都發(fā)生了明顯的變化，由于各種缺陷及內(nèi)應力的產(chǎn)生，導致金屬晶體在熱力學上處于不穩(wěn)定狀態(tài)，有自發(fā)向穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)化的趨勢。這時只要滿足一定條件，如加熱，就會發(fā)生轉(zhuǎn)化，即回復和再結晶。4．金屬塑性變形為什么會出現(xiàn)纖維組織？纖維組織在零件中應如何分布？隨著塑性變形量的增加，金屬中原來的等軸晶粒將沿最大變形方向伸長，當塑性變形量很大時，晶粒將變得模糊不清而呈現(xiàn)為細條狀，即纖維組織。變形后晶粒形狀和沿晶界分布的雜質(zhì)沿變形方向分布。5．塑性加工性能包括哪些方面？影響塑性加工性能的因素有哪些？塑性與變形抗力(強度)。影響因素有：金屬的本質(zhì):化學成分、金屬組織；加工條件：變形溫度、變形速度、應力狀態(tài)。6．熱處理在零件加工制造過程中有哪些作用？怎樣對熱處理工藝進行分類？預備熱處理能改變材料的加工工藝性能，為后續(xù)工序作好組織和性能的準備；最終熱處理能用來保證材料的使用性能。普通熱處理：退火、正火、淬火、回火；表面熱處理：表面淬火（火焰加熱、感應加熱等）與化學熱處理（滲碳、滲氮、滲金屬等）；其他熱處理：形變熱處理、超細化熱處理、真空熱處理等。7．退火工藝的目的是什么？包括哪些主要退火工藝方法？降低硬度，消除應力，調(diào)整組織。完全退火、球化退火（不完全退火）、擴散退火（均勻化退火）、去應力退火。8．正火工藝的目的是什么？亞共析鋼和過共析鋼正火后各得到什么樣的組織？1對亞共析鋼：細化晶粒，適當提高硬度2對過共析鋼：消除網(wǎng)狀二次滲碳體。3改善切削加工性能，提高硬度分別得到F(鐵素體）+S（索氏體）與S+二次滲碳體。9．淬火的冷卻過程有什么特點？鋼淬火后得到什么組織？性能上有什么特點？鋼淬火后為什么要及時回火？需要合理選擇淬火冷卻介質(zhì)，淬火冷卻速度必須大于臨界冷卻速度。特別是在過冷奧氏體最不穩(wěn)定區(qū)域要快冷，防止其分解為珠光體。淬火后得到馬氏體組織，提高硬度。避免工件在淬火后放置的過程中因內(nèi)應力發(fā)生變形和開裂。10．淬火冷卻方式有哪幾種？回火的目的是什么？低溫回火、中溫回火、高溫回火各得到什么組織？性能上有什么特點？適用于什么樣的工件？冷卻方法如：單介質(zhì)淬火法、雙介質(zhì)淬火法、馬氏體分級淬火法、貝氏體等溫淬火法、冷處理?；鼗鸬哪康氖牵合龖?、穩(wěn)定組織、調(diào)整性能。低溫回火：回火馬氏體。高硬度、高耐磨性。適用于各種工具與其他耐磨零件。中溫回火：回火托（屈）氏體。高彈性極限和屈服強度。適用于彈簧與鍛模等。高溫回火：回火索氏體。良好的綜合力學性能。適用于軸類、齒輪等重要零件。11．碳素鋼與合金鋼相比在淬透性方面有什么差別？它如何影響零件設計中的選材？合金鋼的淬透性比碳素鋼的好，因為添加了合金元素，除Co外，所有合金元素都提高鋼的淬透性。淬透性好的材料可做大截面和形狀復雜的機械零件；承受彎曲和扭轉(zhuǎn)力的軸類、齒輪類零件時，則一般使用淬透性較低的鋼。12．化學熱處理有哪些主要方法？為什么要進行表面淬火或化學熱處理？滲碳，滲氮，碳氮共滲，滲硼，滲金屬等。有些零件表面要求具有高強度、高硬度、耐磨性好和耐疲勞等性能，而心部要求具有足夠的塑性和韌性。13．熱處理工藝對零件結構有什么要求？避免尖角；厚度均勻；封閉、對稱。14．金屬材料表面改性有哪些常用方法？轉(zhuǎn)化膜處理有哪兩種常用方法？轉(zhuǎn)化膜處理、電鍍、噴涂、涂裝等。氧化處理與磷化處理。15．按化學成分或冶金質(zhì)量如何給工業(yè)用鋼分類？碳鋼和合金鋼如何編號？按化學成分：碳素鋼（低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼）與合金鋼；按冶金質(zhì)量：普通鋼、優(yōu)質(zhì)鋼、高級優(yōu)質(zhì)鋼、特級優(yōu)質(zhì)鋼。碳鋼：碳素結構鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼、碳素工具鋼、一般工程用鑄造碳鋼；合金鋼：低合金高強度結構鋼、合金結構鋼、合金工具鋼、特殊性能鋼16．合金元素在鋼中有哪些存在方式？對鐵碳相圖有什么影響？固溶體和金屬間化合物。使奧氏體相區(qū)擴大(Ni,Mn,C,N)或縮??；使E點、S點左移。17．合金元素對鋼的熱處理過程有什么影響？1、對鋼在加熱時奧氏體化的影響對奧氏體形成速度的影響：除Co、Ni外都減慢奧氏體形成速度；Ti、Nb、V、W、Mo、Cr等都阻礙奧氏體晶粒長大，Mn、P促進奧氏體晶粒長大。2、對過冷奧氏體分解的影響：改變Ｃ曲線的形狀和位置，除Co外都使Ｃ曲線右移。增加奧低體的穩(wěn)定性，降低臨界冷卻速度，提高淬透性，但殘余奧氏體增加。3、對回火轉(zhuǎn)變的影響：提高耐回火性、產(chǎn)生二次硬化；Cr、Mn、Ni鋼具有第二類回火脆性（高溫回火脆性）。18．結構鋼、工具鋼在性能要求上有什么不同？如何通過成分和熱處理來滿足性能上的要求？結構鋼：高硬度，高韌性，良好的冷成型和焊接性能，良好的耐蝕性；成分要求：低碳，加入以錳為主的合金元素；熱處理工藝：工具鋼：高硬度，高耐磨性，高熱硬性；成分要求：高碳；加入Cr（提高淬透性），W,Mo（保證高的紅硬性），V等合金元素；熱處理工藝：對于低合金工具鋼球化退火+淬火+低溫回火；對于高速鋼；球化退火+兩次淬火+兩次回火19．掌握下列材料牌號（屬于什么材料，成分，用途，熱處理等）45鋼，T8A鋼，T10鋼，40Cr，30CrMnSi，20CrMnTi，38CrMoAl，Q235-AF，ZG200-400，Q345C，60Si2Mn，5CrMnMo，2Cr13，ZGMn13，1Cr18Ni9Ti，W18Cr4V，40CrNiMoA，18Cr2Ni4WA，L2，LG1，T2，2A12（LY12）,9SiCr45鋼：碳素鋼；碳含量0.45%；（萬分之45）無合金元素；淬火+低溫回火獲得馬氏體T8A鋼：碳素工具鋼；碳含量0.8%；A為高級優(yōu)質(zhì)鋼；制造各種刃具量具模具T10鋼：碳素工具鋼；碳含量1%（千分之10）；可制造刃具和冷作模具；淬火+低溫回火獲得馬氏體40Cr：合金調(diào)質(zhì)鋼；碳含量0.4%；綜合力學性能好可制作齒輪，連桿，螺栓；淬火+高溫回火獲得回火索氏體；30CrMnSi:合金調(diào)制鋼；碳含量0.3%；淬火+高溫回火20CrMnTi：滲碳鋼；碳含量0.2%；淬透性較高，可制作抗沖擊和耐磨損的零件；淬火+低溫回火38CrMoAl：調(diào)制鋼；0.38%；高級氮化鋼，做重要絲杠，主軸，高壓閥門；淬火+高溫回火Q235-AF：碳素鋼；屈服強度235Mpa；鋼筋，鋼板；ZG200-400：鑄鋼；可制作機座，變速箱殼；Q345C：碳素鋼；屈服強度345Mpa；60Si2Mn：彈簧鋼；碳含量：0.6%；彈簧鋼的含碳量一般在0.5%-0.7%；淬火+中溫回火獲得回火屈氏體；5CrMnMo: 熱作模具鋼；淬火+高溫回火2Cr13：馬氏體型不銹鋼；熱處理與合金結構鋼相同ZGMn13：高錳鋼；錳13%；高硬度1Cr18Ni9Ti：奧氏體型不銹鋼；具體看課