《工程材料》第二階段練習(xí)

工程材料》第二階段練習(xí)一、名詞解釋滑移、加工硬化、再結(jié)晶、球化退火、淬硬性、淬透性、回火脆性、回火穩(wěn)定性、調(diào)質(zhì)處理、固溶處理二、填空題TOC\o"1-5"\h\z在過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物中，珠光體與屈氏體的主要相同點(diǎn)是 不同點(diǎn)是 。用光學(xué)顯微鏡觀察，上貝氏體的組織特征呈 狀，而下貝氏體則呈 狀。馬氏體的顯微組織形態(tài)主要有 、 兩種。其中 韌性較好。鋼的淬透性越高，則其C曲線的位置越 ，說明臨界冷卻速度越 。亞共析鋼的正常淬火溫度范圍是 ，過共析鋼的正常淬火溫度范圍是 。除、 麻廠幾乎所有的合金元素都使Ms、Mf點(diǎn)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 ，使鋼的硬度 。三、 是非題滑移變形不會引起金屬晶體結(jié)構(gòu)的變化。因為B.B.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。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。再結(jié)晶過程是有晶格類型變化的結(jié)晶過程5?馬氏體是碳在的a-Fe中的過飽和固溶體。當(dāng)奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變時，體積要收縮。當(dāng)原始組織為片狀珠光體的鋼加熱奧氏體化時，細(xì)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。當(dāng)共析成分的奧氏體在冷卻發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變時，溫度越低，其轉(zhuǎn)變產(chǎn)物組織越粗。高合金鋼既具有良好的淬透性，也具有良好的淬硬性。經(jīng)淬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(jī)械性能。表面淬火既能改變鋼的表面組織，也能改善心部得組織和性能。四、 選擇題奧氏體向珠光體的轉(zhuǎn)變是擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變 b.非擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變 c.半擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變40某鋼的淬透性為40某鋼的淬透性為J*0,其含義是：a.15鋼的硬度為40HRC b.該鋼離試樣末端15mm處的硬度為40HRCc.該鋼離試樣末端40mm處的硬度為15HRC

3．對形狀復(fù)雜，截面變化大的零件淬火時，應(yīng)選用c.低淬透性鋼c.淬火后進(jìn)行ac.低淬透性鋼c.淬火后進(jìn)行4．鋼的回火處理是在a.退火后進(jìn)行 b.正火后進(jìn)行5．鋼的淬透性主要取決于a.碳含量 b.冷卻介質(zhì) c.合金元素6．鋼的淬硬性主要取決于a.碳含量 b.冷卻介質(zhì) c.合金元素7．若合金元素能使C曲線右移,剛的淬透性將:a.降低 b.提高 c.不改變8.直徑為10cm的40鋼的常規(guī)淬火溫度大約c.920Cc.過共析鋼750°C b.850°Cc.920Cc.過共析鋼9．完全退火主要適用于a.亞共析鋼 b.共析鋼10．20鋼的滲碳溫度范圍a.600C--650a.600C--650C800C--820C900C--950C五、綜合分析題1．為什么細(xì)晶粒鋼強(qiáng)度高，塑性、韌性也好？2．金屬塑性變形后組織和性能會有什么變化？3.直徑為10mm的共析鋼小試樣加熱到變相點(diǎn)A1以上30C，用如圖1所示冷卻曲線進(jìn)行冷卻，分析其所得到的組織，說明各屬于什么熱處理方法。o o Mf 一時間$圖1說明直徑為10mm的45鋼試樣分別經(jīng)下列溫度加熱：700C,760C,840C,1100C,保溫后在水中冷卻得到的室溫組織。指出下列工件的淬火及回火溫度,并說明回火后獲得的組織。45鋼小軸(要求綜合機(jī)械性能好)；60鋼彈簧；T12鋼銼刀。甲，乙兩廠生產(chǎn)同一零件，均選用45鋼，硬度要求220HB?250HB，甲采用正火,乙采用調(diào)質(zhì)處理，均能達(dá)到硬度要求，試分析甲，乙兩廠產(chǎn)品的組織和性能差別。7．試述固溶強(qiáng)化，加工硬化和彌散強(qiáng)化的強(qiáng)化機(jī)理。8．什么是鋼的回火脆性？如何避免？9．為什么說得到馬氏體隨后回火處理是鋼的最經(jīng)濟(jì)又最有效的強(qiáng)韌化方法？一、名詞解釋滑移：晶體在切應(yīng)力作用下，晶體的一部分沿一定的晶面（滑移面）上的一定方向（滑移方向）相對于另一部分發(fā)生滑動。加工硬化：金屬發(fā)生塑性變形，隨變形度的增大，金屬的強(qiáng)度和硬度顯著提高，塑性和韌性明顯下降。再結(jié)晶：變形后的金屬在較高溫度加熱時，由于原子擴(kuò)散能力增大，被拉長、壓扁或破碎的晶粒通過重新生核，長大變成新的、均勻細(xì)小的等軸晶，稱為再結(jié)晶。球化退火：將過共析鋼加熱到略高于Acl,保溫較長時間，然后隨爐冷卻，使鋼中碳化物球狀化的熱處理工藝。淬硬性：鋼淬火后硬度會大幅度提高，能夠達(dá)到的最高硬度。淬透性：鋼淬火時形成馬氏體的能力?；鼗鸱€(wěn)定性：淬火鋼在回火時，抵抗強(qiáng)度、硬度下降的能力稱為回火穩(wěn)定性。調(diào)質(zhì)處理：淬火+高溫回火的熱處理工藝。固溶處理：固溶處理系指將材料升溫至固溶體單相區(qū)一段時間，以便讓溶質(zhì)全部溶入溶劑而成單一a相；然后迅速冷卻以得飽和固溶體。二、填空題都是鐵素體與滲碳體的兩相混合物、層間距不同。羽毛，黑色針狀。馬氏體的顯微組織形態(tài)主要有針狀、板條狀兩種。其中板條狀韌性較好。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低。亞共析鋼的正常淬火溫度范圍是Ac3+30?50°C，過共析鋼的正常淬火溫度范圍是人際+30?50°C。除Co、Al外,幾乎所有的合金元素都使Ms、Mf點(diǎn)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，殘余奧氏體增多，使鋼的硬度降低。三、是非題12345678910VXXXXVXXVX四、選擇題12345678910abaccabbac

五、綜合分析題1．為什么細(xì)晶粒鋼強(qiáng)度高，塑性、韌性也好？(1)金屬晶粒越細(xì)，晶界越多，變形抗力越大，金屬的強(qiáng)度就越大。晶粒越細(xì)，金屬的變形越分散，減少了應(yīng)力集中，推遲裂紋的形成和發(fā)展，使金屬在斷裂前可發(fā)生較大的塑性變形，因此使金屬的塑性提高。由于細(xì)晶粒金屬的強(qiáng)度較好，內(nèi)部缺陷也較少，單位可吸收沖擊功變大，所以韌性也較好。2．金屬塑性變形后組織和性能會有什么變化？答：(1)金屬塑性變形組織的變化：纖維組織形成。亞結(jié)構(gòu)形成。形變結(jié)構(gòu)形成。(2)金屬塑性變形對性能的影響：金屬發(fā)生塑性變形，隨變形度的增大，金屬的強(qiáng)度和硬度顯著提高。塑性和韌性明顯下降。由于纖維組織和受形結(jié)構(gòu)的形成使金屬的性能產(chǎn)生各向異性。塑性變形可以影響金屬的物理化學(xué)性能。由于金屬在發(fā)生屬性變形是，金屬內(nèi)部變形不均勻，似的錯空位等晶體缺陷增多，金屬內(nèi)部會產(chǎn)生殘余內(nèi)應(yīng)力。圖13.直徑為10mm的共析鋼小試樣加熱到變相點(diǎn)A1以上30°C，用如圖1所示冷卻曲線進(jìn)行冷卻，分析其所得到的組織，說明各屬于什么熱處理方法。圖1馬氏體+殘余奧氏體；淬火馬氏體+殘余奧氏體；分級淬火屈氏體+馬氏體+殘余奧氏體；淬火馬氏體+殘余奧氏體；淬火馬氏體+殘余奧氏體；分級淬火屈氏體+馬氏體+殘余奧氏體；淬火b.c.下貝氏體；等溫淬火索氏體；正火珠光體；退火珠光體；等溫退火4.說明直徑為10mm的45鋼試樣分別經(jīng)下列溫度加熱：700C，760C，840C，1100C,保溫后在水中冷卻得到的室溫組織。答：(1)700C加熱到700°C時未發(fā)生相變組織為F+P,水冷后還是F+P760C加熱到760C時組織為F+A,水冷后為F+M840C加熱到840C時組織為A,水冷后為M1100C加熱到1100C時組織為A,水冷后為M(粗大)5．指出下列工件的淬火及回火溫度,并說明回火后獲得的組織。45鋼小軸(要求綜合機(jī)械性能好)；60鋼彈簧；(3)T12鋼銼刀。答：(1)淬火Ac3+(30C-50C)高溫回火(500C—650C)S回淬火，Ac3+(30C-50C)中溫回火(350C—500C)T回淬火，Ac1+(30C-50C)低溫回火(130C—250C)M回+殘余A6.甲，乙兩廠生產(chǎn)同一零件，均選用45鋼，硬度要求220HB?250HB，甲采用正火，乙采用調(diào)質(zhì)處理，均能達(dá)到硬度要求，試分析甲，乙兩廠產(chǎn)品的組織和性能差別。答：正火組織為亞共析鋼F+S，調(diào)質(zhì)處理為回火索氏體。鋼調(diào)質(zhì)處理后的機(jī)械性能和正火相比，不僅強(qiáng)度高，而且塑性和韌性也較好。因為調(diào)質(zhì)得到的是回火索氏體，其滲碳體為粒狀；正火得到是索氏體+鐵素體，索氏體中的滲碳體為片狀，粒狀滲碳體對阻止斷裂過程的發(fā)展比片狀滲碳體有利。7．試述固溶強(qiáng)化，加工硬化和第二相強(qiáng)化的強(qiáng)化機(jī)理。答：固溶強(qiáng)化機(jī)理：晶格畸變增大位錯運(yùn)動的阻力，使金屬的滑移變形變得更加困難，從而提高合金的強(qiáng)度和硬度。加工硬化機(jī)理：金屬發(fā)生塑性變形時，位錯位錯密度增加，位錯間的交互作用增強(qiáng)，相互纏結(jié)，造成位錯運(yùn)動阻力增大，引起塑性變形抗力提高。另一方面由于亞晶界的增多，使強(qiáng)度得以提高。第二相強(qiáng)化機(jī)理：當(dāng)?shù)诙嘁约?xì)小彌散的微粒均勻分布于基體相中時，將阻礙位錯運(yùn)動，產(chǎn)生顯著的強(qiáng)化作用。如果第二相是從過飽和的固溶體體中析出的第二相(如細(xì)小的碳化物)，則稱為沉淀強(qiáng)化。如果第二相是以粉末冶金的方式加入并起強(qiáng)化作用，則稱為彌散強(qiáng)化。8．什么是鋼的回火脆性？如何避免？答：在250C?400C和450C?650C兩個溫度區(qū)間回火后，鋼的沖擊韌性下降。在250°C?400°C間的為第一類回火脆性，是由相變機(jī)制本身決定的，無法消除,只能避開。但加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%?3%的硅，可使其脆性區(qū)域移向較高溫度。在450C?650C間的為第二類回火脆性，這是一種可逆回火脆性?？刹扇、呕鼗鸷罂炖?2)加入Mo、W等元素。9．為什么說得到馬氏體隨后回火處理是鋼的最經(jīng)濟(jì)又最有效的強(qiáng)韌化方法？