工程材料及機械制造基礎(chǔ)習題及答案

第一章材料的種類與性能

1.強度；強度是指在外力作用下，材料反抗變形和斷裂的能力。

2.屈服強度：材料在外力作用下開始發(fā)生塑性變形的最低應力值。

3.彈性極限:產(chǎn)生的變形是可以恢復的變形的點對應的彈性變形階段最大應力稱為彈性極限。

4.彈性模量:材料在彈性變形范圍內(nèi)的應力與應變的比值稱為彈性模量。

5.抗拉強度：抗拉強度是試樣拉斷前所能承受的最大應力值。

6.塑性:斷裂前材料產(chǎn)生的塑性變形的能力稱為塑性。7.硬度：硬度是材料反抗硬物壓

入其表面的能力。8.沖擊韌度：沖擊韌度是材料反抗沖擊載荷的能力。

9.斷裂韌度：斷裂韌度是材料反抗裂紋擴展的能力。

10.疲勞強度：疲勞強度是用來表征材料反抗疲勞的能力。

11.黏著磨損:黏著磨損又稱咬合磨損，其實質(zhì)是接觸面在接觸壓力作用下局部發(fā)生黏著，在相對運

動時黏著處又分離，使接觸面上有小顆粒被拉拽出來，反復進行造成黏著磨損。

12.磨粒磨損：磨粒磨損是當磨擦副一方的硬度比另一方大的多時，或者在接觸面之間存在著硬質(zhì)

粒子是所產(chǎn)生的磨損。

13.腐蝕磨損：腐蝕磨損是由于外界環(huán)境引起金屬表面的腐蝕物剝落，與金屬表面之間的機械磨損

相結(jié)合而浮現(xiàn)的磨損。

14.功能材料：是具有某種特殊的物理性能，化學性能，生物性能以及某些功能之間可以相互轉(zhuǎn)化

的材料。

15.使用性能:是指在正常使用條件下能保證安全可靠工作所必備的性能，包括材料的力學性能，物

理性能,化學性能等。

16.工藝性能：是指材料的可加工性，包括可鍛性，鑄造性能，焊接性，熱處理性能及切削加工性。

17.交變載荷：大小，方向隨時間呈周期性變化的載荷作用。

18.疲勞：是機械零件在循環(huán)或者交變載荷作用下，經(jīng)過較長期的工作市發(fā)生斷裂的現(xiàn)象。

20.蠕變:固體材料在保持應力不變的條件下，應變隨時間延長而增加的現(xiàn)象。

21.脆斷:在拉應力狀態(tài)下沒有浮現(xiàn)塑性變形而驀地發(fā)生脆性斷裂的現(xiàn)象。

22.應力松弛:是指承受彈性應變的零件在工作過程中總變形量保持不變，但隨時間的延長，工作應

力自行逐漸衰減的現(xiàn)象.

23.腐蝕：材料因化學侵蝕而損壞的現(xiàn)象。

二、填空題。

1.工程材料通常分為金屬材料、高份子材料、無機非金屬材料、復合材料和功能材料。

2.金屬材料通常分為鋼鐵合金和非鐵合金材料。

3.高份子材料通常分為纖維、橡狡和塑料。

4.復合材料按其基體分為樹脂基復合材料、金屬基復合材料和陶瓷基復合材料。

5.塑料通常分為通用塑料、工程塑料、特種塑料和膠黏劑.

6工程材料的性能分為使用性能和工藝性能。

7.工程材料的使用性能包括力學性能、物理性能和化學性能.

8.金屬材料常用的力學性能指標有：6b表示抗拉強度；6s表示屈服強度；表示硬度；

伸長率b和斷面收縮率。表示塑性；ak表示沖擊韌性。

三、判斷題。

1.布氏硬度試驗的優(yōu)點氏壓痕面積大，數(shù)據(jù)穩(wěn)定，于是合用于成品及薄壁件檢驗。（X）

2.壓頭為硬質(zhì)合金球時，用HBW表示布氏硬度。（J）

3.壓頭為硬質(zhì)合金球時，用HBS表示布氏硬度.（X）

4.洛氏硬度的測定操作迅速，簡便，壓痕面積小，數(shù)據(jù)波動大，合用于半成品檢驗。（X）

四、問答題：見教材、習題集及補充題。

第二章材料的組織結(jié)構(gòu)

1.晶體：晶體是原了或者傷了在三維空間做有規(guī)律的周期性重復羅列的固體。

2.晶格：為便于理解和描述，常用一些假想的連線將各原子的中心連接起來，把原子看做一個點，

這樣形成的幾何圖形稱為晶格。

3.各向同性：

4.各向異性：

5.晶胞:晶格中的一個基本單元。

6.晶向：晶格中各原子列的位向.

7.單晶體：由原子羅列位向或者方式徹底一致的晶格組成的稱為單晶體c

8.晶體缺陷：偏離晶體完整性的微觀區(qū)域稱為晶體缺陷.

9.空位：是指未被原子占領(lǐng)的晶格節(jié)點。

間隙原子:是指位于晶格間隙中的原子。

11.晶面：在晶格中由一系列原子組成的平面C

12.位錯線：是指在晶體中,某處有一列或者若干列原子發(fā)生了某種有規(guī)律的錯排現(xiàn)象。

13.晶界：晶界是位向不同，相鄰晶粒之間的過渡層。

14.合金：是指由兩種或者兩種以上的金屬元素或者金屬元素與非金屬元素組成的，具有金屬特性

的物質(zhì)。

15.組元：組成合金最基本的獨立物質(zhì)。

16.合金系：一系列相同組員組成的不同成份的合金稱為合金系。

17.合金化：采用合金元素來改變金屬性能的方法稱為合金化。

12.相：合金中具有相同化學成份，相同晶體結(jié)構(gòu)和相同物理或者化學性能并與該系統(tǒng)其余部份以界

面相互隔開的均勻組成部份.

19.固溶體:是指溶質(zhì)組員溶入溶劑晶格中而形成的單一的均勻固體。

20.置換固溶體：置換固溶體是指溶質(zhì)原子取代了溶劑晶格中某些節(jié)點上的原子。

21.間隙固溶體：間隙固溶體是溶質(zhì)原子嵌入溶劑晶格間隙中，不占領(lǐng)晶格節(jié)點位置。

22.有限固溶體:在一定條件下，溶質(zhì)組員在固體中有一定的限度，超過這個限度就再也不溶解了。

23.無限固溶體：若溶質(zhì)可以任意比例融入溶劑，即溶質(zhì)的的溶解度可達％100,則固溶體稱為無限

固溶體。

24.固溶強化：固溶體中溶質(zhì)原子的溶入引起晶格畸變，使晶體處于高能狀態(tài)，從而提高合金的強度

和硬度。

25.金屬化合物：兩組元A和B組成合金時,除了可形成以A或者以B為基的固溶體外，還可能相互

作用化和形成新相，這種新相通常是化合物，普通可用AmBn表示.

26.晶體相：晶體相是一些以化合物或者以化合物為基的固溶體，是決定陶瓷材料物理，化學和力學

性能的主要組成物。

27.玻璃相：P12

28.氣相：氣象是指陶瓷材料中的氣孔。29.單體：可以聚合成大份子鏈的小份子化合物稱為單體。

30.聚合度：衡量聚合物份子大小的指標。

31.結(jié)晶溫度：金屬結(jié)晶時都存在著一個平衡結(jié)晶溫度Tm,液體中的原子結(jié)晶到晶體上的數(shù)目，等

于晶體上的原子溶入液體中的數(shù)目。

32.過冷度:實際結(jié)晶溫度與平衡結(jié)晶溫度Tm之差稱為過冷度.

33.細晶強化:金屬的強度，塑性和韌性都隨晶粒的細化而提高，稱為細晶強化.

34.同素異構(gòu)：P17

35.同分異構(gòu)：化學成份相同而份子中原子羅列不同的現(xiàn)象稱為同分異構(gòu)。

36.共晶反應:共晶反應是指從某種成份固定的合金溶液中，在恒溫下同時結(jié)晶出兩種成份和結(jié)構(gòu)皆

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不相同的固相反應。

37.共析反應：共析反應是指由種固相在恒溫(共析溫度)下同時轉(zhuǎn)變成兩種新的固相。

38.鐵素體：是碳在a-Fe中形成的間隙固溶體。

39.奧氏體:是碳在Y—Fe中形成的間隙固溶體。

40.滲碳體：是鐵和碳的金屬化合物:Fe3C),其碳的質(zhì)量分數(shù)為6。69%。

41.珠光體：是鐵素體與滲碳體的機械混合物.

42.萊氏體：

43.工業(yè)純鐵：

44.共析鋼：碳的質(zhì)量分數(shù)為0o77%,組織是珠光體.

45.亞共析鋼：碳的質(zhì)量分數(shù)小于0。77%,組織是珠光體和鐵素體。

46.過共析鋼：碳的質(zhì)量分數(shù)大于0o77%,組織是珠光體和二次滲碳體.

47.共晶鑄鐵：碳的質(zhì)量分數(shù)為4.3%,組織是萊氏體。

48.亞共晶鑄鐵：碳的質(zhì)量分數(shù)小于4.3%,組織是萊氏體'珠光體和二次滲喋體.

49.過共晶鑄鐵：碳的質(zhì)量分數(shù)大于4。3%,組織是萊氏體和一次滲碳體。

二、填空題。

1.實際金屬中存在著的晶體缺陷有基一缺陷、線缺陷和面_缺陷。

2.世界金屬中晶體的點缺陷分為-空位___和間隙原子兩種。

3.常見合金中存在的相可以歸納為固溶體和金屬化合物兩大類.

4.固溶體按照溶質(zhì)原子在溶劑原子中的位置可以分為_固溶體和.間隙_固溶體。

5.固溶體按照溶解度的大小可以分為有限固溶體和無限固溶體。

6.固溶體按溶質(zhì)原子在溶劑晶格中分布的特點分為無序固溶體和有序固溶體。

7.線型無定型高聚物隨溫度不同可處于二￡1就口高強定型黏流態(tài)。

8.實際結(jié)晶溫度總是低于平衡結(jié)晶溫度,兩者之差稱為過冷度°

9.共析鋼隨溫度下降至727C時發(fā)生共析反應，有奧氏體中析出一珠光體和三次滲碳體。

1C.共晶鑄鐵隨溫度下降至1148c時發(fā)生共晶反應，有液體中同時析出萊氏體和珠光體.

11.典型的金屬晶體結(jié)構(gòu)有體心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格一三種。

12.純鐵具有同素異構(gòu)性，當加熱到912C時，出由體心立方晶格的a-Fe轉(zhuǎn)奪為面心立方

晶格的Y—Fe,加熱到1394C時，又由面心立方晶格的Y-Fe轉(zhuǎn)變?yōu)轶w心立

方晶格的b-Fe。

13.液態(tài)金屬冷卻到平衡結(jié)晶溫度以下才開始結(jié)晶的現(xiàn)象稱為有效結(jié)晶現(xiàn)象。

14.金屬的平衡結(jié)晶溫度與實際結(jié)晶溫度之差,稱為過冷度。

15.實際金屬結(jié)晶時，其行核方式有自發(fā)行核和非自發(fā)行核兩種,其中，非自發(fā)行核

又稱為變質(zhì)處理.16.金屬結(jié)晶后的晶粒越細小，強度、塑性和韌性越高。

17.合金是由兩種或者兩種以上的金屬元素或者金屬元素與非金屬元素組成的具有金屬特

性的物質(zhì),組成合金最基本的獨立物鈿為組員.18.由于構(gòu)成合金各組員之間的相互作用不

同，合金的結(jié)構(gòu)有固溶體和金屬化合物兩大類。19.鐵碳合金是由鐵和碳組成的二元合

金，其基本組織有鐵素體、滲碳體、奧氏體、珠光體、萊氏體.

三、判斷題。

1.晶體具有各向異性的特點。(V)

2.非晶體具有各向異性的特點.(X各向同性)

3.金屬的實際晶體結(jié)果是多晶體。(V)

4.金屬是多晶體結(jié)構(gòu),具有晶體的各向異性特點。(X各向同性)

5.晶體缺陷的存在可以提高金屬的強度。(V)

6.晶體缺陷的存在可以提高金屬的耐腐蝕性能。：X降低耐腐蝕性)

第項

7.金屬化合物的晶格類型與組元的晶格徹底不同。（V）

8.金屬化合物普通具有高熔點，高硬度，高韌性。（X低韌性，即高脆性）

9.金屬化合物普通具有高熔點，高硬度，脆性大的特點.（，）

10.陶瓷材料通常熔點高，硬度高，耐腐蝕，塑性差的特點。（V）

11.陶瓷材料是多晶體，同金屬一樣具有各向異性的特點。（X各向同性）

12.陶瓷材料是多晶體，同金屬一樣具有晶界面。（V）

13.陶瓷材料中氣相所占比例增加時，使強度增加.（X強度減?。?/p>

14.陶瓷材料中氣相所占比例增加時，陶瓷密度減小，絕熱性好。（J）

15.線型無定型高聚物處于黏流態(tài)是其工作狀態(tài)。（X是其加工的工藝狀態(tài)）

16.線型無定型高聚物處于黏流態(tài)是加工成形的工藝狀態(tài)。（V）

17.高份子材料在熱、光、化學、生物和輻射等的作用下，性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)不變。

（X結(jié)構(gòu)和性能變化很大）

18.許多橡膠在空氣中氧的作用下會發(fā)牛進一步的交聯(lián)而變硬.變脆失夫彈性，（J）

19.普通情況下，金屬的強度,塑性和韌性隨晶粒的細化而降低。（X增強）

20.具有同素異構(gòu)特點的金屬材料可以應用熱處理的方法改變性能。（V）

21.共晶成份的鑄鐵的鑄造性能較差。（X較好）

22.鐵碳合金隨著碳的質(zhì)量分數(shù)的增加，硬度高的滲碳體增多，硬度增高。（V）

23.鐵碳合金隨著碳的質(zhì)量分數(shù)的增加，硬度低的鐵素體增多，硬度減少。（X硬度增強）

24.亞共析鋼的強度與組織的細密度有關(guān)，組織越細密則強度越高.（V）

25.鐵碳合金的塑性隨碳的質(zhì)量分數(shù)的增加而提高。（義減?。?/p>

26.鐵碳合金的沖擊韌性對組織及其形態(tài)最為敏感。（J）

27.鐵碳合金的沖擊韌度隨碳的質(zhì)量分數(shù)增加而提高.（X減?。?/p>

四、問答題：見教材、習題集及補充題。

1.簡述金屬三種典型晶體結(jié)構(gòu)的特點.

答：體心立方晶格:在立方體的8個頂角上和立方體中心各有1個原子；

面心立方晶格:在立方體的8個頂角上和6個面的中心各有1個原子；

密排六方晶格：在六棱柱的上、下六角形面的頂角上和面的中心各有1個原子，在六棱柱體的

中間有3個原子。

2.金屬的實際晶體中存在哪些晶體缺陷？它們對性能有什么影響？

答：金屬的實際晶體中存在三種晶體缺陷：點缺陷-一空位和間隙原子；線缺陷-一位錯線；

面缺陷----晶界；

影響：普通情況下，晶體缺陷的存在可以提高金屬的強度,而且金屬缺陷往往降低金屬的耐

腐蝕性能，可以通過腐蝕觀察金屬的各種缺陷。

3.合金元素在金屬中的存在形式有哪幾種？它們各自具有什么特性？

答：合金元素在金屬中的存在形式有兩種：固溶體和金屬化合物

特性：固溶體，保持溶劑的晶格結(jié)構(gòu)，但會引起溶劑晶格不同程度的畸變，試晶體處于高能狀

態(tài)，從而提高合金個強度和硬度。

金屬化合物，普通都具有高熔點、高硬度，但很脆，可提高合金的強度、硬度及耐磨性

能。

4.什么事固溶強化？造成固溶強化的原因是什么？

答：固溶強化:固溶體中溶質(zhì)原子的溶入引起晶格畸變，使晶體處于高能狀態(tài),從而合金的強度和硬

度，即為固溶強化。

5、6、7（略，為第2.2節(jié)非金屬內(nèi)容）

8。金屬結(jié)晶的基本規(guī)律是什么？

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答：結(jié)晶時首先是從液體中形成一些旅之為晶核的細小晶體開始的，然后已形成的晶核按各自不同

的位向不斷長大。同時，在液體中有產(chǎn)生新的晶核并逐漸長大，直至液體全部消失，形成由許

多位向不同、外形不規(guī)則的晶粒圻組成的多晶體。

9。如果其他條件相同，試比較下列鑄造條件下，鑄件晶粒的大小

(1)金屬型澆注與砂型澆注(2)鑄成薄件與鑄成厚件(3)澆注時采用振動與不采用振動

答：砂型澆注比金屬型澆注的晶粒?。阂驗樯靶蜐沧⒅杏须s質(zhì)滲入，形成晶粒細化；

鑄成薄件比鑄成厚件的晶粒?。阂詾楸〖睦鋮s速度快,冷卻度大，使得晶粒細化；

澆注時采用振動比不采用振動的晶粒?。阂驗闈沧r振動具有細化晶粒的作用o

10.過冷度與冷卻速度有何關(guān)系？它對金屬結(jié)晶過程有何影響?對鑄件晶粒大小有何影響？

答：冷卻速度越快，冷卻度越大。使晶核生成速度大于晶粒長大速度，于是使晶粒細化.

11。何謂共晶反應、勻晶反應和共析反應?試比較三種反應的異同點。

答：共晶反應：指從某種成份固定的合金溶液中'在恒溫下同時結(jié)晶出兩種成份和結(jié)構(gòu)皆不相同的

固相的反應；

勻晶反應：從液相中結(jié)晶出固溶體的反應；共析反應：由一種固相在恒溫下同時轉(zhuǎn)變成兩種新的

固相.

12?見P19圖13。仿照圖2—16

14.為什么鑄造合金常選用接近共晶成份的合金？為什么要進行壓力加工的合金常選用單相固溶體成

分的合金？

答:鑄造合金常選用接近共晶成份的合金是因為接近共晶成份的合金熔點低，結(jié)晶范圍小,流動性好，

具有良好的鑄造性能。進行壓力加工的合金常選用單相固溶體成份的合金是因為單相固溶體成份的

合金有良好的塑性，變形抗力小，具有良好的可鍛性。

何謂a、丫、F\C、P、A、L,(L；)?它們的結(jié)構(gòu)、組織形態(tài)、力學性能有何特點？

答：a-鐵素體：°為體心立務域構(gòu)，因溶碳能力差，故強度、硬度不高,塑性、韌性良好；

Y、A—奧氏體:為面心立方結(jié)構(gòu)，有一定的溶碳能力,普通硬度較低而塑性較高；

Fe3c一滲碳體：為鐵和碳的金屬化合物，硬度高，脆性大，塑性和韌性幾乎為零；

P-云光體：鐵素體和滲碳體的機械混合物，因滲碳體的強化作用，故具有良好的力學性能；

L,(L；)-萊氏體(低溫萊氏體)：萊氏體為奧氏體和滲碳體的化合物，低溫萊氏體為珠光體和

滲碳體的產(chǎn)物，二者因滲碳體較多，屬脆性組織。

16。碳鋼、鑄鐵兩者的成份、組織和性能有何差別?并說明原因.

答：碳鋼：嫉的質(zhì)量分數(shù)0.02%—2。11%的鐵碳合金，

組織為:亞共析鋼(3<0<,77%)、共析鋼(3=0<,77%)、過共析鋼(3>0o77%),

性能：具有良好的塑包和韌性，宜于鍛造；C

鑄鐵:碳的質(zhì)量分數(shù)大于2.11%的鐵碳合金，

組織：亞共晶鑄鐵(3J4。3%)、共晶鑄鐵(3=4O3%)、過共晶鑄鐵(314。3%)

性能：具有較強高的強旋和硬度，有良好的鑄造在能。

17.分析碳的質(zhì)量分數(shù)分別為0.20%.0。60舟、0o80%、1.0舟的鐵碳合金從液態(tài)緩冷至室溫時的結(jié)

晶過程和室溫組織。指出這四種成份組織與性能的區(qū)別。

答:w=0.20%時，結(jié)晶過程：A-A+F—F-F+FeC室溫組織為：F+feC

33III

3c=0.60%時，結(jié)晶過程：A—A+F—F+P

室溫組織為:F+P

O

室溫組織為：P+FeC

3c=0o80%時,結(jié)晶過程:A-A+Fe3c-P+Fe3CH

室溫組織為：P+Fe'c1

3,=1.0%時，結(jié)晶過程：A-A+Fe3cFeC

3)(3II

A—奧氏體：為面心立方結(jié)構(gòu)，有一定的溶碳能力，普通硬度較低而塑性較高;

F-鐵素體：為體心立方結(jié)構(gòu)，因溶碳能力差，故強度、硬度不高塑性、韌性良好；

P—珠光體：鐵素體和滲碳體的機械混合物，因滲碳體的強化作用，故具有良好的力學性能;

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Fe^C-滲碳體：為鐵和碳的金屬化合物，硬度高，脆性大，塑性和韌性幾乎為零；

18?滲康體有哪5種基本形態(tài)，它們的來源和形態(tài)有何區(qū)別？

答：(1)一次滲碳體：從液體中直接析出，呈長條狀；

(2)二次滲碳體:從奧氏體中析出，沿晶界呈網(wǎng)狀；

(3)三次滲碳體:從鐵素體中析出，沿晶界呈小片或者粒狀；

(4)共晶滲碳體：同奧氏體相關(guān)形成，在萊氏體中為連續(xù)的基體；

(5)共析滲碳體：同鐵素體交互形成，呈交替片狀.

19.根據(jù)Fe-FeC相圖，說明產(chǎn)生下列現(xiàn)象的原因

(1)碳的質(zhì)量4數(shù)為1。0%的鋼比碳的質(zhì)量分數(shù)為0.5%的鋼硬度高；

(2)低溫萊氏體的塑性比珠光體的塑性差；

(3)捆扎物體普通用鐵絲(鍍鋅的/鋼絲)，而起重機起吊重物卻用鋼絲繩(用60、65、70、75

等鋼制成)；

(4)普通要把剛才加熱的高溫(約10007250℃)下進行熱軋或者鍛造；

(5)鋼適宜于通過壓力加工成形，而鑄鐵適宜通過鑄造成形。

答：⑴U)=1o0%的鋼成份是F+P,而3=0o5%的鋼成份是P+Fe0(0Fe^C硬度高，脆性大，而F

因;容碳能力差，強度、硬度低.所以碳的質(zhì)量分數(shù)為1o0%而嬴捻的質(zhì)量分數(shù)為0o5%的

鋼硬度高；

(2)低溫萊氏體為珠光體和滲碳體的混合物，因為滲碳體硬度高,脆性大,所以比珠光體的塑性

差；

(3)鐵絲中含有較多的珠光體和滲碳體，強度高，但質(zhì)脆.而鋼絲中含有鐵素體和滲碳體，非但

強度滿足要求，還具有較好的韌性；

(4)把剛才加熱的高溫(約1000—1250℃)時，其內(nèi)部組織轉(zhuǎn)化為奧氏體，塑性較高，易于塑

性成形,適合進行熱軋或者鍛造；

(5)鋼含有較多的鐵素體，含碳量較低，塑性和韌性好，所以宜于通過壓力加工成形，而鑄鐵含有

較多的珠光體和滲碳體，熔點低，結(jié)晶范圍小，具有良好的鑄造性能。

五、選擇題：

1.珠光體是下述(C)的產(chǎn)物。

A.共晶反應Bo勻晶反應C.共析反應D.二次析出

2.過共析鋼在冷卻過程中遇到ES線時，將發(fā)生的反應是(A)。

A.共析反應Bo勻晶反應C.二次析出D.共晶反應

3.Fe-FeC相圖中的GS線是(A)。

A.冷卻時從3A析出F的開始線B.冷卻時從A析出Fe3c的開始線

Co加熱時從A析出F的開始線Do加熱時從A溶入F的開始線

第三章金屬熱處理及表面改性

1.熱處理:通過加熱、保溫和冷卻改變金屬內(nèi)部組織或者表面組織，從而獲得所需性能的工藝方法;

2.過熱：熱處理中，實際加熱的臨界溫度和相圖的平衡臨界溫度相比存在一定的滯后，即為過熱；

3.奧氏體：熱處理中，把鋼件加熱到臨界溫度Ac港以上，其內(nèi)部組織轉(zhuǎn)變成新的組織即為奧氏體；

4.等溫轉(zhuǎn)變：指過冷奧氏體在不同過冷溫度下的’等溫過程中進行組織轉(zhuǎn)變；

5.索氏體：按照組織中層片的尺寸，把在650—600℃之間的溫度轉(zhuǎn)變的組織稱為索氏體；

6.托氏體：按照組織中層片的尺寸，把在600—550℃之間的溫度轉(zhuǎn)變的組織稱為托氏體；

7.貝氏體：按照組織中層片的尺寸，把在550—230℃之間的溫度轉(zhuǎn)變的組織稱為貝氏體；

8.馬氏體：在230℃時過冷奧氏體轉(zhuǎn)變成的組織即為馬氏體；

9.高碳馬氏體：碳的質(zhì)量分數(shù)大于判時得到的馬氏體；

10.低碳馬氏體：碳的質(zhì)量分數(shù)小于0o2%時得到的馬氏體；

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11.連續(xù)冷卻：將已奧氏體化的鋼冷卻，使其在溫度連續(xù)下降的過程中發(fā)生組織轉(zhuǎn)變，稱為連續(xù)冷

卻；

12。退火：將偏離平衡狀態(tài)的金屬或者合金，先加熱到適當?shù)臏囟?，保持一定時間，然后緩慢冷卻,

以達到接近平衡狀態(tài)的熱處理工藝稱為退火；

13,正火：將鋼加熱到Ac或者Ac線以上30-50℃,適當保溫后在空氣中冷卻至室溫，得到珠光體

類

型的組織,這種熱處理工日稱為走火.

14.徹底退火：徹底退火是將鋼加熱到AC3線以上30-50℃,保溫一段時間，再緩慢冷卻下來。

15.不徹底退火：不徹底退火是將鋼加熱到AC1線以上20-30℃,經(jīng)適當保溫后緩慢冷卻。

16.去應力退火：將鋼加熱到AC1線以下某一溫度，保溫后緩慢冷卻.

17.球化退火：過共析鋼的不徹底退火又稱球化退火。

18.淬火:將鋼加熱到AC3或者AC1線以上30-50℃,保溫一段時間，再快速冷卻，以獲得馬氏體、

貝氏體等非平衡組織的熱處理工藝。

19.回火：淬火后的鋼先加熱到AC1先以下某一溫度，保溫一定時間，然后冷卻到室溫的熱處理工

藝。

20.高溫回火：高溫回火的加熱溫度為500-650℃,,

21.中溫回火：中溫回火的加熱溫度為250—500^Co

22.低溫回火:低溫回火的加熱溫度為150-250℃。

23.調(diào)質(zhì)處理:生產(chǎn)中把淬火和高溫回火相結(jié)合的熱處理工藝稱為調(diào)質(zhì)。

24.淬透性：鋼的淬透性是指鋼在淬火時獲得馬氏體的能力。

25.淬硬性：鋼的淬硬性是指鋼在淬火時所能獲得的最高硬度.

26.表面淬火：通過快速加熱，在零件表面很快達到淬火溫度而內(nèi)部還沒有達到臨界冷卻溫度時迅

速冷卻使零件表面獲得馬氏體組織而心部仍保持塑性、韌性較好的原始組織的局部淬火方法。

27.表面化學熱處理：將工件放在一定的活性介質(zhì)中加熱保溫，使介質(zhì)中的活性原子滲入工件表層，

從而改變表層的化學成份、組織和性能的工藝方法。

28.滲碳：滲碳是向工件表面層滲入碳原子。

29.滲氮：滲碳是向工件表面層滲入氮原子，形成富氮的表面硬化層的過程。

30.碳氮共滲:碳氮共滲是將碳、氮原子同時滲入工件表層，形成碳氮共滲層的化學熱處理。

31.氧化處理：把鋼鐵工件再沸騰的含濃堿和氧化劑（亞硝酸鈉或者硝酸鈉）溶液中加熱，使其

表面形成一層約0.5—1。5pm致密的氧化膜。

32.磷化處理:將鋼鐵零件浸入磷酸鹽溶液中，在其表面形成一層575vlm厚的磷化膜。

33.鈍化處理:經(jīng)陽極氧化或者化學氧化方法等處理后的金屬零件，由活潑狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴换顫姞顟B(tài)的

過程，簡稱鈍化.

34.電火花表面強化：電火花表面強化是通過電火花放電的作用，把一種導電材料涂敷熔滲到另一

種導電材料的表面,從而改變后者表面物理和化學性能的工藝方法.

35.噴丸表面強化：噴丸表面強化是將人量高速運動的彈丸噴射到零件表面，使其表面產(chǎn)生強烈的

塑性變形，從而獲得一定厚度的強化層表面。

1.鋼的普通熱處理分為退火、正火、淬火和回火.

2.鋼的退火根據(jù)材料與目的要求分為徹底退火、不徹底退火和去應力退火。

3.鋼的淬火分為單液淬火、雙介質(zhì)淬火、分級淬火和~貝氏體等溫淬火.

4.淬火后的鋼根據(jù)加熱溫度的不同，回火分為低溫回火、中溫回火和高溫回火.

5.常用的表面化學熱處理有滲摟一；—和碳氮共滲。

6.常用的表面熱處理可分為表面淬火和表面化學熱處理o

二、判斷題。

1.金屬熱處理就是加熱、冷卻改變金屬內(nèi)部組織火表面組織，從而獲得所需要

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所性能的工藝方法。（X）

2.熱處理中加熱冷卻速度較快，實際的臨界溫度和相圖中的平衡溫度相比存

在一定的滯后現(xiàn)象。（X）

3.奧氏體晶粒的大小對冷卻后鋼的組織和性能沒有很大影響。（X）

4.奧氏體晶粒的大小主要取決與加熱溫度和保溫時間。（V）

5.冷卻方式和冷卻速度對奧氏體的組織轉(zhuǎn)變及其鋼的最終性能沒有影響。（X）

6.索氏體與托氏體同為片層狀珠光體，他們之間的僅有厚薄的差別。（X）

7.徹底退火工藝合用于過共析鋼。（X）

8.球化退火工藝合用于亞共析鋼。（X）

9.徹底退火工藝合用于亞共析鋼。（V）

10.球化退火工藝合用于過共析鋼。（V）

11.低碳鋼為便于切削加工，豫備熱處理常用退火，以降低硬度.（J）

12.低碳鋼為便于切削加工，豫備熱處理常用正火.以適當提高踴席.（X）

13.鋼的淬透性就是鋼的淬硬性。（X）

14.鋼的淬透性是由鋼材本身的屬性所決定，所固有。（V）

15.鋼的淬透性取決于外部工藝條件的影響。（X）

16.鋼的淬硬性取決于鋼的含碳量，含碳量越高，硬度越高。（V）

17.臨界冷卻速度對鋼的淬透性無任何影響.（X）

18.感應加熱表面淬火工藝加熱快,生產(chǎn)率高，合用于單件少量生產(chǎn)。（X）

19.感應加熱表面淬火工藝加熱快，生產(chǎn)率高，合用于大批量生產(chǎn)。（V）

20.火焰加熱表面淬火設(shè)備簡單，合用于大批量生產(chǎn).（X）

21.火焰加熱表面淬火設(shè)備簡單，合用于單件或者小批量生產(chǎn).（V）

22.低碳鋼零件滲嫉后含碳量增加，碳度自動升高。（X）

23.低碳鋼零件滲碳后，僅表層含碳量增加，經(jīng)淬火后硬度才干升高。（V）

24.低碳鋼零件經(jīng)滲氮后，僅表層化學成份改變，硬度不變。（X）

25.滲氮處理的零件耐熱性好，耐磨性好。（X）

26.發(fā)黑處理主要消除內(nèi)應力。（V）

27.發(fā)黑處理形成的氧化膜，可以防止金屬腐蝕和機械磨損.（J）

28.發(fā)黑處理主要作為裝飾性加工工藝。（X）

29.磷化處理膜使金屬基體表層的吸附性，耐熱性和減磨性得到改善.（J）

三、問答題：見教材、習題集及補充題。

1.下述鋼中強度最高的是（D）.

A。T8鋼B.45鋼C.65鋼D.T13鋼

2.下述鋼中硬度最高的是（D）。

Ao40鋼Bo30CrMnSiC。T8鋼Do鑄鐵

3.Q235A屬于（B）

A.合金鋼Bo普通碳素結(jié)構(gòu)樞Co優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼Do工具鋼

4.T12A屬于（D）。

Ao合金鋼Bo工具鋼C.優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼Do高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼

5.40CrNiMo是一種合金結(jié)構(gòu)鋼，元素符號前面的40表示的是（B）。

Ao鋼中含碳量的千分數(shù)B.鋼中含碳量的萬分數(shù)Co鋼中含碳量的百分數(shù)

D.鋼中合金元素的中含量

6.9Mn2V是一種合金工具鋼，元素符號前面的數(shù)字9表示的是（B）。

A.鋼中含碳量的百分數(shù)B.鋼中含碳量的千分數(shù)

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Co鋼中含碳量的萬分數(shù)D.鋼中合金元素的總含量

第四章鋼鐵材料及其用途

1.低碳鋼：碳的質(zhì)量分數(shù)小于0。25%的碳鋼.

2.中碳鋼：碳的質(zhì)量分數(shù)為0o25%~0。60%的碳鋼。

3,高碳鋼：碳的質(zhì)量分數(shù)大于0o60$的碳鋼。

4.普通碳素結(jié)構(gòu)鋼：s的質(zhì)量分數(shù)30-050%,p的質(zhì)量分數(shù)30'045%

5.優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼:s的質(zhì)量分數(shù)和p的質(zhì)量分數(shù)均W0-035

6.高級優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼：s的質(zhì)量分數(shù)30?020%p的質(zhì)量分數(shù)30-030%

7.特級優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼：s的質(zhì)量分數(shù)W0?015%p的質(zhì)量分數(shù)W0?025%

8.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。

9.白口鑄鐵：白口鑄鐵中碳的絕大部份以滲碳體的形式存在，斷口呈銀白色

1C.灰口鑄鐵：碳的大部份或者是全部以片狀石墨形式存在，斷口呈暗灰色

11.石墨化：通常把鑄鐵中的石墨形成過程成為石墨化過程

常用材料牌號識別：

1.Q195：碳素結(jié)構(gòu)鋼，Q為屈服強度的“屈”字漢語拼音的第一個字母，195為屈服強度數(shù)值。

2.Q235：碳素結(jié)構(gòu)鋼，0為屈服強度的“屈”字漢語拼音的第一個字母,235為屈服強度數(shù)值。

3.Q235F:碳素結(jié)構(gòu)鋼,Q為屈服強度的“屈”字漢語拼音的第一個字母，235為屈服強度數(shù)值.F表示

沸騰鋼。

4.Q255Z：碳素結(jié)構(gòu)鋼，Q為屈服強度的“屈”字漢語拼音的第一個字母，255為屈服強度數(shù)值。Z

表示鎮(zhèn)靜鋼。

5.25:優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，25表示平均含碳量為0.25%。

6.35：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，35表示平均含碳量為0.35%.

7.45：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，45表示平均含碳量為0。45%。

8.65：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，65表示平均含碳量為0。65%。

9.T7:碳素工具鋼，T表示“碳”字的漢語拼音第一個字母，7表示平均含碳量為0.7%.

10.T8:碳素工具鋼，T表示“碳”字的漢語拼音第一個字母，8表示平均含碳量為0.8%。

11.T10：碳素工具鋼，T表示“碳”字的漢語拼音第一個字母,10表示平均含碳量為1o0%o

12.T13：碳素工具鋼，T表示“碳”字的漢語拼音第一個字母，13表示平均含碳量為1。3%。

13.T13A：碳素工具鋼，T表示“碳”字的漢語拼音第一個字母,13表示平均含碳量為1.3%,A表示

高級優(yōu)質(zhì)鋼。

14.T10A：碳素工具鋼，T表示“碳”字的漢語拼音第一個字母，10表示平均含碳量為1.0%,A表

示高級優(yōu)質(zhì)鋼.

15.ZGMn13：

162Cr13：將不銹鋼，2表示平均含碳量為0.2羯Cr為銘的元素符號，13表示含錨量為13%。

17.3Cr13：銘不銹鋼，3表示平均含碳量為0。2%,Cr為珞的元素符號，13表示含鋁量為13%。

1€.20CrMnTi：合金結(jié)構(gòu)鋼中的合金滲碳鋼.20表示平均含碳量為0。2%,Cr、Mn、Ti為合金元素

銘，猛，鈦的元素符號，其含量平均小于1O0%.

19.18Cr2Ni4WA：

20.40Cr:合金結(jié)構(gòu)鋼中的調(diào)質(zhì)鋼，40表示平均含碳量為0。40%,Cr為合金元素銘的元素符號，其

平均含量小于1。0%。

21.35CrMo：合金結(jié)構(gòu)鋼中的調(diào)質(zhì)鋼，35表示平均含碳量為0。35%,Cr、Mo為合金元素銘、銅的

元素符號，其平均含量小于1.0%。

22.40CrNiM。:合金結(jié)構(gòu)鋼中的調(diào)質(zhì)鋼，40表示平均含碳量為0.40%,Cr、Ni、Mo為合金元素珞、鎂、

鑰的元素符號，其平均含量小于1。0%。

第項

23.38CrMoAI:合金結(jié)構(gòu)鋼中的調(diào)質(zhì)鋼,38表示平均含碳量為0。38%,Cr、Mo、Al為合金元素將、鑰、

鋁的元素符號，:n平均含量小于1.0%。

24.65Mn：合金結(jié)構(gòu)鋼中的彈簧鋼，65表示平均含碳量為065乳Mn為合金元素鎰的元素符號，其平

均含量小于1.0%.

25.50CrVA：合金結(jié)構(gòu)鋼中的彈簧鋼，50表示平均含碳量為0。50%,Cr.V為合金元素鋁、鈿的元

素符號，其平均含量小于1.0%。A表示高級優(yōu)質(zhì)鋼.

26.W18Cr4V：合金工具鋼中的高合金工具鋼，其碳的質(zhì)量分數(shù)在0.7%~1。5%之間，W合金元素鴇

的元素符號，18表示鴇的平均含量為18%,Cr?合金元素銘的元素符號，4表示銘的平均含量為4.0%,V

為合金元素鈿的元素符號，其平均含量為小于1o0%。

27.HT250：最低抗拉強度為250的灰鑄鐵

28.HT200:最低抗拉強度為200的灰鑄鐵

29.HT150：最低抗拉強度為150的灰鑄鐵

30.KTH350-06：最低抗拉強用為350,最低延伸率為6%的可鍛黑心鑄鐵

31.KTZ450—06：最低抗拉強度為450的灰鑄鐵450,最低延伸率為6%的可鍛珠光體鑄鐵

32.QT400-18:最低抗拉強度為400,最低延伸率為18%的球墨鑄鐵

33.QT450—10：最低抗拉強度為450,最低延伸率為10%的球墨鑄鐵

34.QT500—7：最低抗拉強度為5C0,最低延伸率為7%的球墨鑄鐵

35.RuT420：最低抗拉強度為420的蠕墨鑄鐵,最低延伸率為0。75%

36.RuT340：最低抗拉強度為340的蠕墨鑄鐵

37.5CrMnMo：平均碳的質(zhì)量分數(shù)為0.5%,將、鎰、鉆的平均質(zhì)量分數(shù)均小于1%的合金工具鋼

38.LF5：5號防銹鋁合金鎂的質(zhì)量分數(shù)為4.5~5.5之間，鎰的質(zhì)量分數(shù)在0.3~0。6%之間

39.LF21：21防銹鋁合金，鎰的質(zhì)量分數(shù)為1.0~0。6%之間

40.LY1：1號硬鋁合金，銅的質(zhì)量分數(shù)在2.2~3。0%之間，鎂的質(zhì)量分數(shù)在0.4~0.8%之間，鑄質(zhì)量

分數(shù)在0.夕。8之間

41.LY12：12號硬鋁合金.銅的質(zhì)量分數(shù)在3.8~4。9%之間，鎂的質(zhì)量分在1.2~1.8%之間，鎰質(zhì)量

分數(shù)在0o3~0。9%

42.LC4:4號超硬鋁合金，銅含量在1<,4~2。0%之間，鎂含量在1。8~2.8%之間，鎰為0.2~0.6,

鋅為5~7

43.LC6:6號超硬鋁合金,銅含量2o2~2。8%,Mg為1。8*2.8%,Mn為0.2~0.5%,鋅為7.6~8.6

44.LD5：5號鍛鋁合金，銅含量1.826%,鎂為0。4*0.8%,銹為0。4*0.8%

45.LD10：10號鍛鋁合金，銅含量1.9~2。7%,鎂為1。4~1。8%,鎰為0。<1.0%

46.ZL101：鑄造鋁合金中的鋁硅合金.硅含量為6。5~7。5%,鎂含量為0.25^0.45%

47.ZL203：鑄造鋁合金中的鋁銅合金，銅含量為4~5%

48.ZL303：鑄造鋁合金中的鋁鎂合金，硅含量為0.8~3.3%,鎂含量為0.25~0。45%,鎰為0.C0o

4%

49.ZL401：鑄造鋁合金中的鋁鋅合金，硅含量為6~8樂鎂含量為0.1~0。3%,鋅為9~13%

50.H90：銅合金中黃銅,H為黃漢字的第一個拼音字母,90表示銅的含量為0.90%。

51.H62：銅合金中黃銅，H為黃漢字的第一個拼音字母，62表示銅的含量為0.62%。

52.HPb59-1：特殊黃銅中鉛黃銅，銅含量59%,鉛含量15,鋅含量40%

53.HMn58-2：特殊黃銅中鎰黃銅，銅含量58%,銃含量2%,鋅含量40%

54.ZHSi80-3：鑄造硅黃銅，銅含量80%,硅含量3%，鋅含量17%

55.ZQSnIO-1:錫青銅中鑄造錫青銅，錫含量10%,其他雜質(zhì)1%

56.QSn4-3:錫青銅，錫含量4%，鋅含量3%

57.QAI9-4：鋁青銅，鋁含量9%,鐵含量3%

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58.QBe2：鉞青銅，鍍含量2%,鎂含量0.2~0。5

59.TA1；純鈦，雜質(zhì)極微，退火狀態(tài)

60.TA4：a鈦合金，化學成份為TL3AI,鋁含量3%

61.TA6：Q鈦合金，化學成份為Ti'5Al,鋁含量5%

62.T2：碳素工具鋼,T表示“碳”字的漢語拼音第一個字母，2表示平均含碳量為0.2%。

63.TC2:a+B鈦合金，化學成份為6—3AI-1。5Mn

二、填空題

1.鋼按冶煉爐的不同，有平爐鋼、轉(zhuǎn)爐鋼、電爐鋼。

2.鋼按脫氧的方法不同分為通騰鋼一鎮(zhèn)靜鋼、半鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼。

3.鋼按碳的質(zhì)量分數(shù)不同分為高碳鋼、中碳鋼和低碳鋼。

4.鋼按含硫、磷雜質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)多少分為普通鋼、優(yōu)質(zhì)鋼、高級優(yōu)質(zhì)鋼和特級優(yōu)質(zhì)鋼。

5.碳素結(jié)構(gòu)鋼按用途不同分為_建造工程結(jié)構(gòu)用鋼和機械工程―結(jié)構(gòu)用鋼。

6.除心以外,所有溶入奧氏體中的合金元素都能增加過冷奧氏體的穩(wěn)定性.

7.表面硬化鋼按表面硬化方式不同分為合金滲碳鋼、合金滲氯鋼和合金蟀籥鋼.

8.根據(jù)鑄鐵組織中石墨存在形態(tài)的差異，灰口鑄鐵分為灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵和蠕墨鑄鐵。

9.灰鑄鐵按基體的不同分為珠光體灰鑄鐵、珠光體一鐵素體灰鑄鐵和鐵素體灰鑄鐵.

10.灰鑄鐵的性能除與基體組織有關(guān)外,最主要的是取決于石墨的_上態(tài).、數(shù)量、大小和分布。

11.可鍛鑄鐵按基體組織不同分為鐵素體（黑心）可鍛鑄鐵和珠光體（白心）可鍛鑄鐵。

三、判斷題.

1.碳素工具鋼用于創(chuàng)造量具、模具和低速切削刀具.（V）

2.碳素工具鋼用于創(chuàng)造量具、模具和高速切削刀具。（X）

3.合金鋼中合金元素越多質(zhì)量越好，碳鋼中硫磷質(zhì)量分數(shù)越多其質(zhì)量越好。（X）

4.碳鋼中硫磷的質(zhì)量分數(shù)越少，其質(zhì)量越好。（V）

5.合金元素溶于鐵素體中，配比適當時不僅能強化鐵素體,也能提高鋼的韌性。（V）

6.除Co以外，所有溶入奧氏體中的合金元素，都能降低過冷奧氏體的穩(wěn)定性.（X）

7.合金元素增加了合金鋼的回火穩(wěn)定性。（V）

8.合金元素使回火穩(wěn)定性增加，降低了回火溫度。（X）

9.合金工具鋼比碳素工具鋼有較好的紅硬性。（V）

1C.碳素工具鋼比合金工具鋼有更好的紅硬性。（X）

11.因高速鋼創(chuàng)造的工具比較鋒利，于是稱作鋒鋼。（J）

12.白口鑄鐵因其硬度高而廣泛用于機械工程中創(chuàng)造各類零件。（X）

13.白口鑄鐵因其硬度高無法加工，主要用作煉鋼的原料.（V）

14.對滲碳體進行長期高溫加熱時，滲碳體味分解為鐵和石墨。（V）

15.灰鑄鐵在機械工