工程材料復(fù)習(xí)習(xí)題課201112

1、一、 名詞解釋（5個(gè)×3分, 共15分） 1. 相2. 變質(zhì)處理 3. 加工硬化 4.淬透性 5.回火脆性 二、單項(xiàng)選擇題（20個(gè)×1分,共20分）1.體心立方晶格原子密度最大的晶面和晶向分別是 。（B）A111、<110> B110、<111> C100、<111>2. BCC 金屬與FCC 金屬在塑性上的的差別，主要是由于兩者的(B) 。A滑移系數(shù)目不同 B滑移方向數(shù)不同C滑移面數(shù)不同 D滑移面和滑移方向的指數(shù)不同3、 評(píng)價(jià)阻止裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展能力的力學(xué)性能的指標(biāo)為（ B ）。A、 沖擊韌性 B、 斷裂韌性 C、 屈服極限 D、延伸率4、

2、金屬的（ B）越好，其鍛造性能就越好。A、 硬度 B、 塑性 C、 彈性 D、 強(qiáng)度5、二次硬化屬于（D ）A、固溶強(qiáng)化       B、細(xì)晶強(qiáng)化     C、位錯(cuò)強(qiáng)化     D、第二相強(qiáng)化6、合金元素對(duì)奧氏體晶粒長(zhǎng)大的影響是 （D）A、均強(qiáng)烈阻止奧氏體的長(zhǎng)大         B、均強(qiáng)烈促進(jìn)奧氏體的長(zhǎng)大      C、無(wú)影響&

3、#160;     D、以上說(shuō)法都不全面 7. 一個(gè)存在嚴(yán)重網(wǎng)狀二次滲碳體的T12 鋼鍛件，其正確的預(yù)先熱處理工藝為_(kāi)C_。A. 球化退火 B. 擴(kuò)散退火 C. 正火+球化退火845 鋼調(diào)質(zhì)處理后硬度偏低，補(bǔ)救的方法是 （C ）A. 適當(dāng)提高溫度，再一次回火 B. 適當(dāng)降低溫度，再一次回火C. 重新加熱淬火后，選用低一點(diǎn)溫度回火9. 對(duì)球墨鑄鐵進(jìn)行熱處理，是通過(guò)改變（C ）來(lái)改善性能的。A. 石墨形態(tài) B. 石墨數(shù)量 C. 基體組織D. 基體組織以及石墨的形態(tài)和數(shù)量10. 鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，得到的組織是（D）。A. 大片狀珠光體 B. 索氏體C. 回火托氏

4、體 D. 回火索氏體11、合金元素含量低于5%的合金鋼，叫做(A)A、低合金鋼      B、低碳鋼     C、高合金鋼     D、中合金鋼12、9SiCr中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（含碳量）約為(A)A、0.9%      B、0.09%        C、9%       D、0.009%13

5、、從鐵碳合金相圖中可知，亞共析鋼所得到的室溫平衡組織為（B）A、珠光體    B、鐵素體+珠光體    C、低溫萊氏體   D、鐵素體14、若合金元素能使C曲線右移，鋼的淬透性將（ B） A.降低； B. 提高；C. 不改變; D.降低或提高都有可能15、GCr15鋼中的Cr的平均含量為（B ）A、15%     B、1.5%     C、0.15%     D、沒(méi)有表示出來(lái)16、汽車、拖拉機(jī)的齒

6、輪要求表面高耐磨性，中心有良好的強(qiáng)韌性，常常選用滲碳鋼，下列可以作為生產(chǎn)該類零件的材料是（A ）A、20CrMnMo     B、65Mn     C、Cr12MoV   D、T817、實(shí)際金屬結(jié)晶時(shí)，在長(zhǎng)大速度一定的前提下，形核速率越大，結(jié)晶后所獲得的晶粒(A)A、越細(xì)小     B、越粗大   C、大小不受影響   D、變化不確定18、共晶成分的鐵碳合金發(fā)生共晶反應(yīng)時(shí)，其反應(yīng)式為( C )： A：L+FÞ

7、;A B：AÞF+Fe3C C：LÞA+Fe3C D：AÞP 19、 正火是將工件加熱到一定溫度，保溫一段時(shí)間，然后采用的冷卻方式是（C ）。  A隨爐冷卻   B在油中冷卻  C在空氣中冷卻  D在水中冷卻 20、 主要用于各種彈簧淬火后的處理。 (B) A： 低溫回火 B： 中溫回火 C： 高溫回火 D： 調(diào)質(zhì) 三、判斷對(duì)錯(cuò)題（錯(cuò)誤的填“F”，并說(shuō)明理由（1分），正確的填“T”（1分），可不說(shuō)明理由，每題1分, 共10分）。1 材料斷裂韌性（KIC）受到材料的成分和組織結(jié)構(gòu)以及構(gòu)件的裂紋尺寸和幾何形狀的影響。 （ F），

8、 KIC是材料的一種固有特性，與裂紋本身的大小、形狀、外加應(yīng)力等無(wú)關(guān)，而與材料本身的成分、熱處理及加工工藝有關(guān)。2 凡是由液體凝固成固體的過(guò)程都是結(jié)晶過(guò)程。（ F ，只有獲得晶體的凝固過(guò)程才是結(jié)晶）3 結(jié)晶驅(qū)動(dòng)力是要有一定的過(guò)冷度T 。（T，結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力是有體系的自由能差小于零,但是我覺(jué)得說(shuō)是過(guò)冷度T也沒(méi)錯(cuò)）4 金屬材料的沖擊韌性與測(cè)試溫度無(wú)關(guān)5 熱加工是在再結(jié)晶溫度以上的加工方法，也會(huì)引起加工硬化。（F），熱加工不會(huì)引起加工硬化。6 亞共析鋼室溫下的平衡組織是鐵素體和珠光體。過(guò)共析鋼室溫下的平衡組織是奧氏體和一次滲碳體。 （F，亞共析鋼室溫下的平衡組織是鐵素體和珠光體。過(guò)共析鋼室溫下的平衡組

9、織是珠光體和二次滲碳體。 ）7 化學(xué)熱處理既改變工件表面的化學(xué)成分，又改變其表面組織。（T）8 平衡狀態(tài)的鐵碳二元合金在室溫下都是由F+Fe3C 兩個(gè)基本相組成，含碳量不同，只是這兩個(gè)相的數(shù)量、形態(tài)和分布不同而已。（T）9 在平衡結(jié)晶條件下，由于勻晶轉(zhuǎn)變?cè)谡麄€(gè)結(jié)晶過(guò)程中，固相的成分沿著固相線變化，因此，結(jié)晶完成后，得到固體的成分是不均勻的。（ F， 得到固體的成分是均勻的 ）10 可鍛鑄鐵是可以鍛造的鑄鐵（F，可鍛鑄鐵是形態(tài)為團(tuán)絮狀的鑄鐵）四、簡(jiǎn)答題 （50分）1、簡(jiǎn)述鋼的奧氏體過(guò)程？為什么要控制奧氏體的晶粒度？（7）答：加熱時(shí)由鐵素體+滲碳體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體的過(guò)程。包括形核、長(zhǎng)大、滲碳體完全溶解

10、、碳的均勻化幾個(gè)過(guò)程。奧氏體晶粒均勻細(xì)小,熱處理后鋼的力學(xué)性能提高；粗大的奧氏體晶粒在淬火時(shí)容易引起工件產(chǎn)生較大的變形甚至開(kāi)裂。2下面是45鋼和T12鋼經(jīng)退火(加熱到一定溫度，保溫一定時(shí)間，然后緩慢冷卻以獲得接近平衡組織的熱處理工藝)處理，進(jìn)一步磨制拋光并腐蝕后用顯微鏡系統(tǒng)照到的金相照片。 45鋼T12鋼請(qǐng)計(jì)算與分析： 1）45鋼中白色灰黑色是什么組織，并且根據(jù)Fe-Fe3C相圖計(jì)算其相對(duì)重量是多少？ 2）T12鋼中片層塊體和網(wǎng)狀物分別是什么組織，并且根據(jù)Fe-Fe3C相圖計(jì)算其相對(duì)重量是多少？ 3）有人測(cè)試了兩種材料的硬度和延伸率，發(fā)現(xiàn)45鋼的硬度低但延伸率大，而T12鋼的硬度高但延伸率小，

11、為什么？ （10分）6.69答： 1）根據(jù)杠桿定律，45鋼中F(白色)和P(灰黑色)的相對(duì)重量分別是42.7%和57.3%. 2）T12鋼中P(片層塊體)和Fe3CII (網(wǎng)狀物)的相對(duì)重量分別是92.7%和7.3%. 3）因?yàn)?5鋼中含有較多的鐵素體，所以硬度低但延伸率大；而T12鋼含碳量高，含有一定的二次滲碳體，所以硬度高但延伸率小3、淬火后為什么一定要進(jìn)行回火才可使用？按回火溫度的高低可將回火分為哪三類？各自的所對(duì)應(yīng)的回火組織是什么？（9分）答：A問(wèn) 3分（各1分）答：淬火鋼不能直接使用的原因主要有以下三點(diǎn)：（1）零件處于高應(yīng)力狀態(tài)，在室溫下放置或使用時(shí)很容易引起變形和開(kāi)裂；（2）淬火態(tài)

12、（M+A）是亞穩(wěn)定狀態(tài)，使用中會(huì)發(fā)生組織、性能和尺寸變化；（3）淬火組織中的片狀馬氏體硬而脆，不能滿足零件的使用要求。B問(wèn)3分（各1分）答：按回火溫度的高低可將回火分為以下三類：（1）高溫回火（500650）、（2）中溫回火（350500）、（3）低溫回火（150250）。C問(wèn)3分（各1分）答：各自對(duì)應(yīng)的組織從高溫回火到低溫回火分別是：（1）回火索氏體；（2）回火屈氏體；（3）回火馬氏體。4、指出下列牌號(hào)所代表材料的類別，并分別指出各符號(hào)及數(shù)字所代表的含義。（7）Q235    普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，屈服強(qiáng)度為235MPa40Cr    合

13、金調(diào)質(zhì)鋼，C%0.4%；T8    碳素工具鋼，C%0.8%；9SiCr   低合金刃具鋼 ，C%0.9%；20CrMnTi合金滲碳鋼，C%0.2%；0Cr18Ni9Ti-不銹鋼，C%0.07%；HT100-灰鑄鐵，抗拉強(qiáng)度為100MPa5、某廠倉(cāng)庫(kù)有20鋼、45鋼、T12鋼和白口鑄鐵，大小和形狀都一樣，根據(jù)所學(xué)知識(shí)，可用哪些簡(jiǎn)單方法把它們迅速區(qū)分開(kāi)？請(qǐng)說(shuō)明理由。（5分）答：方法一：硬度測(cè)試。硬度值大小順序是：白口鑄鐵>T12鋼>45鋼>20鋼。因?yàn)殍F碳合金的硬度隨含碳量的增加而升高；四種鐵碳合金的含碳量是：白口鑄鐵(大于2.

14、11%C）> T12鋼（1.2%C）>45鋼（0.45%）>20鋼（0.2%C）。方法二：金相組織觀察。分別制備四種材料的金相試樣，在金相顯微鏡上進(jìn)行顯微組織觀察。亞共析鋼組織為（FP），且亞共析鋼中隨含碳量增加鐵素體減少，珠光體增多；過(guò)共析鋼組織為（PFe3C），F(xiàn)e3C沿晶界呈網(wǎng)狀分布；白口鑄鐵的組織中有萊氏體。所以，組織為（FP）而鐵素體少的為20鋼、珠光體多的為45鋼；組織中有Fe3C沿晶界呈網(wǎng)狀分布的T12鋼，有萊氏體組織存在的是白口鑄鐵。方法三：看打磨飛屑/火花的顏色。6、寫出下列力學(xué)性能符號(hào)所代表的力學(xué)性能指標(biāo)的名稱和含義。（10分）se、ss 、s0.2 、sb 、d、y、ak、s-1、KIc、E答：se彈性極限 ss 屈服強(qiáng)度 s0.2 條件屈服強(qiáng)度sb 抗拉強(qiáng)度 d延伸率 y斷面收縮率ak沖擊韌性 s-1疲勞強(qiáng)度 KIc斷裂韌性 E 剛度/楊氏彈性模量五.綜合題(17分)現(xiàn)要設(shè)計(jì)一汽車發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸，要求凸輪表面要耐磨，凸輪軸要有足夠的韌性和剛度?？蛇x擇45鋼，并制備工藝路線：下料鍛造熱處理1粗車熱處理2精加工凸輪表面：熱處理3磨至尺寸。請(qǐng)回答以下問(wèn)題：（1）分析每個(gè)熱處理工序的作用及獲得的組織。（2）若你所選用的45鋼廠里缺貨，從下列材