工程材料練習參考答案

1、工程材料第2次測練試題參考答案班級 姓名 學號 成績 相圖和碳鋼一、填空題1共晶反應的特征是 具有一定成分的液體（Le）在一定溫度（共晶溫度）下同時結晶兩種成分的固溶體（m +n），其反應式為 Le （m +n） 。2共析反應的特征是 具有一定成分的固溶體（e）在一定溫度（共析溫度）下同時析出兩種成分的固溶體（m +n），其反應式為 e （m +n） 。3接近共晶成分的合金，其 鑄造 性能較好；但要進行壓力加工的合金常選用 固溶體 的合金。4在生產中，若要將鋼進行軌制或鍛壓時，必須加熱至 奧氏體 相區(qū)。5在退火狀態(tài)的碳素工具鋼中，T8鋼比T12鋼的硬度 低 ，強度 高 。6奧氏體是 碳 在 -

2、Fe 的間隙固溶體，它的晶體結構是 面心立方晶格 。7鐵素體是 碳 在 -Fe 的間隙固溶體，它的晶體結構是 體心立方晶格 。8珠光體是 鐵素體 和 滲碳體 的機械混合物。 9碳鋼按相圖分為 共析鋼 、 亞共析鋼 、 過共析鋼 。10鐵碳合金的室溫顯微組織由 固溶體 和 金屬間化合物 兩種基本相組成。二、判斷題1共晶反應和共析反應的反應相和產物都是相同的。 （ ）2鑄造合金常選用共晶或接近共晶成分的合金。 （ ）3合金中凡成分相同、晶體結構相同，并有界面與其他部分分開的均勻組成部分叫做相。 （ ）4在鐵碳合金中，只有共析成分點的合金在結晶時才能發(fā)生共析反應。 （ ）5退火碳鋼的硬度與強度隨（C

3、）的增高而不斷增高。 （ ）6鋼材的切削加工性隨（C）增加而變差。 （ ）7碳鋼進行熱壓力加工時都要加熱到奧氏體區(qū)。 （ ）8鋼鉚釘一般用低碳鋼制成。 （ ）9鉗工鋸T10、T12鋼料時比鋸10、20鋼費力，且鋸條容易磨鈍。 （ ）10鋼適宜于通過壓力加工成形，而鑄鐵適宜于通過鑄造成形。 （ ）三、選擇題1二元合金中，共晶成分的合金（ A ）。 A、鑄造性能好 B、鍛造性能好 C、焊接性能好 D、熱處理性能好2鐵素體的機械性能特點是具有良好的（ C ）。 A、硬度與強度 B、綜合機械性能 C、塑性和韌性 D、切削性和鑄造性3建筑用鋼筋宜選用（ A ）。 A、低碳鋼 B、中碳鋼 C、高碳鋼 D、

4、工具鋼4裝配工使用的銼刀宜選用（ C ）。 A、低碳鋼 B、中碳鋼 C、高碳鋼 D、過共晶白口鐵5在下述鋼鐵中，切削性能較好的是（ B ）。 A、工業(yè)純鐵 B、45 C、白口鑄鐵 D、T12A四、問答題1根據(jù)鐵碳相圖，說明產生下列現(xiàn)象的原因：（1）在1100，（C）=0.4%，的鋼能進行鍛造，而（）=4.0%的生鐵則不能鍛造；答：在1100，（C）=0.4%鋼的組織為單相奧氏體，塑性較好，適合鍛造，而（）=4.0%生鐵的組織為奧氏體加萊氏體，塑性較差，不適宜鍛造。（2）綁扎物件一般采低碳鋼絲，而起重機吊重物時則采用（C）=0.600.75%的鋼絲繩；答：綁扎物件鐵絲要求塑性好，因此應選擇含鐵素

5、體多的低碳鋼制造；而起重機吊重物用的鋼絲繩要求承受較大的載荷的同時，又應具有一定的韌性，防止沖擊斷裂，因此采用（C）=0.600.75%的鋼；（3）用做汽車擋板的材料與用做銼刀的材料為什么不同。答：用做汽車擋板的材料要求塑性好，便于壓力加工成型，因此，應選擇含鐵素體多的低碳鋼制造；而用做銼刀的材料要求硬度高，保證耐磨性能，因此，采用（C）=1.2%的高碳鋼制造；2根據(jù)Fe-Fe3C相圖，從相和組織上解釋以下現(xiàn)象：（1）T8鋼比40鋼的強度、硬度高，塑性、韌性差。答：由于T8的含碳量（0.8%C）比40鋼（0.4%C）含碳量高，其鐵素體含量低，滲碳體含量高，因此，T8鋼比40鋼的硬度高，而塑性、

6、韌性差；又由于T8鋼中含珠光體量高，因此，其強度比40鋼的強度高。（2）T12鋼比T8鋼的硬度高，但強度反而低。答：這是由于T12鋼中的Fe3C連成網狀，導致晶界強度下降，而T8鋼中的Fe3C呈短桿狀，起第二相強化作用。五、計算題按鐵碳合金相圖分類，40和T12A為何種鋼？試分析它們的結晶過程，并計算其相組成物和組織組成物的相對量？答：1）按鐵碳合金相圖分類，40鋼為亞共析鋼，T12A為過共析鋼；2）結晶過程：40鋼的結晶過程 T12A的結晶過程 3）40鋼的相組成物和組織組成物的相對量： （1）40鋼的相組成物：F和Fe3C。QF =94% QFe3C = 1-QF=1-94%=6%（2）4

7、0鋼的組織組成物：F和P。QF =48.1% QP= 1-QF=1-48.1% =51.9%4）40鋼的相組成物和組織組成物的相對量： （1）T12A鋼的相組成物：F和Fe3C。QF =82.1% QFe3C = 1-QF=1-82.1% =17.9%（2）T12A鋼的組織組成物：P和Fe3C。QP =92.7% QFe3C= 1-QP=1-92.7% =7.3%金屬的塑性變形一、試分析汽車半軸在模鍛成形過程中，其組織和機械性能有何變化？答:微裂紋、氣孔等焊合，材料致密度提高；碳化物被破碎和基體晶粒發(fā)生再結晶被細化；雜質分布均勻，偏析減少）；雜質或第二相沿金屬流變方向分布，形成纖維組織。因此，

8、機械性能全面提高，且具有明顯的方向性，沿纖維方向的性能高于橫纖維方向的性能。二、試分析汽車車身在壓力成形過程中，其組織和機械性能有何變化？1）組織結構變化： (1) 形成纖維組織：金屬經塑性變形時，沿著變形方向晶粒被拉長,形成纖維組織。 (2) 形成形變織構：在變形量很大時，金屬中各晶粒的取向趨于一致的組織叫形變織構。 (3) 晶粒碎化：晶粒尺寸10-210-4 或10-6 cm；亞結構細化。(4) 位錯密度隨著變形量的增加。3）機械性能的變化：(1) 呈現(xiàn)明顯的各向異性：由于形成了纖維組織和變形織構。(2) 產生加工硬化：隨著變形量的增加，位錯密度升高，導致位錯纏結和定軋，對位錯的滑移產生巨大的阻礙作用，可使金屬的變形抗力顯著升高。（3）產生大量殘余應力。三、什么是回復和再結晶？簡述它們的主要作用？1)回復是指是指冷變形后的金屬在加熱溫度較低時，發(fā)生組織和性能變