金屬工藝學試題及答案

題1．將鐘表發(fā)條拉直是彈性變形還是塑性變形？怎樣判別它的變形性質？2．下列符號表示的力學性能指標的名稱和含義是什么？σ3．什么是同素異構轉變?試畫出純鐵的冷卻曲線，分析曲線中出現“平臺”的原因。室溫和1100℃時的純鐵晶格有σ4．金屬結晶的基本規(guī)律是什么？晶核的形成率和成長速度受到哪些因素的影響？5．常用的金屬晶體結構有哪幾種？它們的原子排列和晶格常數各有什么特點？α-Fe、γ-Fe、Al、Cu、Ni、Pb、Cr、6．什么是固溶強化？造成固溶強化的原因是什么？7．將20kg純銅與30kg純鎳熔化后緩慢冷卻到如圖所示溫度T1，求此時： (1)兩相的成分；(2)兩相的重量比；量量(4)各相的重量。 (3)各相的相對重標出(1)-(3)區(qū)域中存在的相；(2)標出(4)、(5)區(qū)域中的組織；(3)相圖中包括哪幾種轉變？寫出它們的反應式。9.今有兩個形狀相同的銅鎳合金鑄件，一個含Ni90％，一個含Ni50％，鑄后自然冷卻，問凝固后哪個鑄件的偏析較件件，示意地繪出合金的相圖，并填出各區(qū)域的分，以及畫出合金的力學性能與該相圖的關系10.按下面所設條設C、D兩組元在液態(tài)時能互相溶解，D組元熔點是C組元的4/5，在固態(tài)時能形成共晶，共晶溫度是C組元熔點DCDC組織組成物及其百分含量。11．分析在緩慢冷卻條件下，45鋼和T10鋼的結晶過程和室溫的相組成和組織組成。并計算室溫下組織的相對量。12.試比較索氏體和回火索氏體，托氏體和回火托氏體，馬氏體和回火馬氏體之間在形成條件、組織形態(tài)、性能上的索氏體6索氏體650~600℃細片狀珠光體形成條件組織形態(tài)淬火后高溫回火500形成條件組織形態(tài)由已再結晶的鐵素體和均勻分布的細粒狀滲碳體所組成。F失去原M形態(tài)，成為多邊形顆粒狀，同時滲碳體聚集長大強度強度和硬度較高(25~保持較高的強度和硬度(25~35HRC)韌性。30HRC)，塑性和韌性較好氏體形成條件600~550韌性。30HRC)，塑性和韌性較好氏體組織形態(tài)性能極細片狀組織形態(tài)性能體所組成。形態(tài)仍為淬火M的片狀或板條狀強度和硬度高(30~40HRC)，獲得較高的屈強比，硬度(35~45HRC)塑性和韌性好塑性和韌性好形成條件230~－50℃淬火后低溫回火150~250℃以上組織形態(tài)性能碳在α－Fe中過飽和的固溶由過飽和的α相與其共格的ε－Fe2.4C組成，形態(tài)保留原M形組織形態(tài)性能高碳片狀M，硬度(64~由于需低溫淬火的都為高碳鋼，故保持淬火M的高硬度(58~62HRC)66HRC)、脆性大，塑性、韌高耐磨性，降低淬火應力和脆性。性差。低碳板條狀M，硬度(30~50HRC)，塑性韌性較高(1)直徑為10mm的某鋼小試樣過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉變動力學曲線如下圖所示，用圖中所示的冷卻曲線進行冷卻，分析其所得到的組織。8008003AAFPA00V1AB500V1AB溫400MsV20AMA0V3V6VV3V6V4時間(S)(2)直徑為10mm的某鋼小試樣的過冷奧氏體等溫轉變動力學曲線如下圖所示，用圖中所示的冷卻曲線進行冷卻，分析其所得到的組織。(1)請根據鐵碳合金相圖，畫出合金從液態(tài)冷卻到室溫的溫度-時間曲線，并寫出各個階段的組織轉變過程；(2)請分別選擇大批或小批生產小軸零件兩種合適的熱處理方案；(3)在TTT曲線上畫出這兩種熱處理方案的工藝曲線，并分別標出其室溫時的組織狀態(tài)；(2)力學性能軸零件，采用正；處理方案。因呈片狀，高溫回索氏體呈顆粒狀，力學性能比正火索氏體好。(3)V1為正火熱處理方案，其室溫組織為F+SV2為調質熱處理中的淬火，然后高溫回火；其室溫組織為回火索氏體。15．確定下列鋼件的退火方法，并指出退火的目的及退火的組織。(1)經冷軋后的15鋼鋼板，要求降低硬度；(2)ZG35的鑄造齒輪；(3)鑄造過熱的60鋼鍛坯；(4)改善T12鋼的切削加工性能。m17．指出下列工件淬火及回火溫度，并說明回火后獲得的組織：(1)45鋼小軸(要求綜合力學性能好)；(2)60鋼彈簧；(3)T12鋼銼刀。18．試述滲碳鋼和調質鋼的合金化及熱處理特點。19．有兩種高強度螺栓，一種直徑為10mm，另一種直徑為30mm，都要求有較高的綜合力學性能：σb≥800MPa，αk≥600KJ/m2。試問應選擇什么材料及熱處理工藝。20．為什么合金彈簧鋼以硅為重要的合金元素？為什么要進行中溫回火？22．簡述高速鋼的成分，熱處理和性能特點，并分析合金元素的作用。23．合金元素提高鋼的回火穩(wěn)定性的原因何在？24．不銹鋼的固溶處理與穩(wěn)定化處理的目的各是什么？1.材料的抗拉強度是指材料達到允許變形程度前的最大應力。()。()3.HRA是測定硬質合金、淬火鋼、表面淬火層的洛氏硬度測試方法。()4.低應力脆斷是材料在低溫下發(fā)生脆性所引起5.結晶時成核速率愈小，生長速率愈小，則結晶后合金的力學性能愈好。()6.置換固溶體中溶質原子和溶劑原子半徑相差愈小則溶解度愈小。()7.球化退火為了得到在珠光體基體上均勻分布的球狀滲碳8.水淬后，過共析鋼得到的是板狀馬氏體組)三、單項選擇題1.金屬材料的沖擊韌度用符號ak表示，其計算單位為()(1)N/mm2(2)J/cm2(3)kgf.m/mm2(4)Pa/mm22.金屬在疲勞試驗時，試樣承受的載荷為()(1)靜載荷(2)動載荷(3)沖擊載荷(4)交變載荷3.固溶強化的基本原因是()(1)晶格類型發(fā)生變化(2)晶粒變細(3)晶格發(fā)生滑移(4)晶格發(fā)生畸變4.碳的質量分數為%的碳鋼，當加熱至Ac1~Accm時，其組織應為()(1)F+A(2)P+A(3)A+Fe3CII(4)P+Fe3CII5.A1、Ar1、Ac1、A3之間的關系為()(1)A1>Ar1>Ac1>A3(2)Ar1<A1<Ac1<A3(3)Ar1>A1>Ac1>A3(4)A3<Ac1<A1<Ar16.過冷奧氏體轉變前所停留的時間稱為()(1)孕育期(2)轉變期(3)過渡期(4)停留期7.與鋼相比，鑄鐵工藝性能的突出特點是()(1)焊接性能好(2)鍛造性能好(3)吸振性能好(4)熱處理性能好8.T12鋼做銼刀，其最終熱處理一般為()(1)淬火(2)淬火+高溫回火(3)中溫淬火(4)淬火+低溫回火9.60鋼可以制造下列工件()(1)游標卡尺(2)齒輪(3)塞規(guī)(4)銼刀1.硬度指標包括以下幾種()()()()()(1)HBW(2)HBS(3)HRD(4)HRC(5)HV2.工具鋼包括()()()()()(1)模具鋼(2)刃具鋼(3)耐熱鋼(4)量具鋼(5)高速鋼3.高速鋼具有()()()()()(1)淬透性(2)高塑性(3)導電性(4)紅硬性(5)回火穩(wěn)定性4.鋼的淬透性主要取決于過冷奧氏體的穩(wěn)定性，使C曲線右移，顯著提高鋼的淬透性的合金元素有()()()()()(1)Mn(2)Ni(3)Co(4)Cr(5)V5.鋼正火的目的是()()()()()(1)提高硬度、強度(2)消除網狀二次滲碳體(3)降低硬度以利切削加工(4)提高鋼綜合力學性能(5)消除內應力6.按石墨形態(tài)分，鑄鐵可分為()()()()()(1)普通灰口鑄鐵(2)孕育鑄鐵(3)可鍛鑄鐵(4)球墨鑄鐵(5)白口鑄鐵五、綜合題1．附圖所示為四種不同材料的應力-應變曲線(1~4)，試比較這四種材料的抗拉強度、屈服強度(屈服點)、剛度ω=70%，溫度為1360℃時，液相成分為ω=64%，固相成分為ω=76%。請：BBB1)說明該合金相圖為何類相圖？2)繪出該二元合金相圖，其中相界線上必須有六個點的位置正確。3.畫出T8鋼的過冷奧氏體等溫轉變曲線。為獲得以下組織，應采用什么冷卻方式：并在等溫轉變曲線上畫出冷卻曲線示意圖。(1)索氏體(2)屈氏體+馬氏體+殘余奧氏體(3)全部下貝氏體(4)屈氏體+馬氏體+下貝氏體+殘余奧氏體(5)馬氏體+殘余奧氏體而心部具有良好的韌性(Ak>40J