工程材料与成形技术基础习题(含答案)

工程材料与成形技术基础习题(含答案)
工程材料与成形技术基础习题(含答案)

一、填空

1、屈服强度是表示金属材料抵抗微量塑性变形的能力。

3、α —Fe的晶格类型为体心立方晶格。

4、γ —Fe的晶格类型为面心立方晶格。

5、随着固溶体中溶质原子含量增加,固溶体的强度、硬度__升高__。

6、

7、

8、

9、

10、

11、

12、碳溶解在

13、碳溶解在

14、

15、

16、

17、在室温平衡状态下,碳钢随着其含碳量的增加,韧、塑性下降。

19、在铁碳合金的室温平衡组织中,渗碳体相的含量是随着含碳量增加而增加。

20、在退火态的20钢、45钢、T8钢、T13钢中,δ 和α K值最高的是 20 钢。

21、共析钢加热到奥氏体状态,冷却后获得的组织取决于钢的_冷却速度__。

22、共析钢过冷奥氏体在(A1~680)℃温度区间等温转变的产物是珠光体(或P) 。

23、共析钢过冷奥氏体在680~600℃温度区间等温转变的产物是索氏体(细珠光体)。

24、共析钢过冷奥氏体在(600~550)℃温度区间等温转变的产物是托氏体(或极细珠光

体)。

25、共析钢过冷奥氏体在550~350℃温度区间等温转变的产物是B 上(或上贝氏体)。

26、共析钢过冷奥氏体在(350~230)℃温度区间等温转变的产物是下贝氏体(或B 下)。

27、亚共析钢的正常淬火温度范围是 Ac3 + 30~50℃ 。

28、过共析钢的正常淬火温度范围是 Ac1 + 30~50℃ 。

29.钢经__等温___淬火可获得下贝氏体组织,使钢具有良好的__强度和韧性_性能。

30、淬火钢的回火温度越高,钢的抗拉强度和硬度越低。

31、淬火+高温回火称调质处理。

32、

33、

34、

34

36、

37、

脆性。

38、

39、

40、

45、60

46、40Cr

47、38CrMoAlA

42CrMo中碳的平均含量为 0.42% 。

48、为使45钢获得良好的强韧性,应采用的热处理是调质。

49、弹簧钢淬火后采用中温回火,可以得到回火__屈氏体__组织。

50、GCr15中碳的平均含量约为 1% 。

51、GCr15中铬的平均含量约为 1.5% 。

52、滚动轴承钢GCr9中碳的铬含量约为 0.9%左右。

53、T8中碳的平均含量约为 0.8% 。

54、为了改善碳素工具钢的切削加工性能,通常采用的预备热处理是球化退火。

55、T10钢锉刀,通常采用的最终热处理为淬火+ 低温回火

57、1Cr13中铬的平均含量约为 13% 。

58、3Cr13钢牌号中“3”的含义是钢的含碳量为0.3%。

59、钢的耐热性是指钢在高温下兼有抗氧化性与高温强度的综合性能。

60、HT200中“200”表示铸铁的最低抗拉强度为200MPa 。

61、QT600—3牌号中“3”的含义是最小延伸率为3% 。

62、KTZ700—02牌号中,“700”的含义是最低抗拉强度为700MPa 。

63、KTZ700—02牌号中,“KTZ”的含义是珠光体可锻铸铁。

64、黄铜是由铜和锌组成的合金。

二、选择题(单选)

1、下列力学性能指标中,对组织不敏感的是( B )

A. 硬度

B.刚度

C.塑性

D. 抗拉强度

2、金属材料抵抗塑性变形的能力主要取决于材料的( D )

A.冲击韧性

B. 弹性

C. 塑性

D.强度

3、现有一碳钢支架刚性不足,可有效解决此问题的方法是( D )

A.改用合金钢

B.改用另一种碳钢

C.进行热处理改性

D.改变该支架的截面与结构形状尺寸。

4、在金属材料的力学性能指标中,“200HBW”是指( A )

A.硬度

B. 弹性

C. 强度

D.塑性 5、常见金属铜室温下的晶格结构类型

( C )

A.与Zn相同

B. 与δ -Fe相同

C.与γ -Fe相同

D. 与α -Fe相同

6、金属锌室温下的晶格类型为( D )

A.体心立方晶格

B. 面心立方晶格

C.体心六方晶格

D.密排六方晶格

7、间隙固溶体与间隙化合物的( D )

A.结构相同、性能不同

B.结构不同、性能相同

C.结构和性能都相同

D.结构和性能都不相同

8、固溶强化的基本原因是( D )

A.晶格类型发生变化

B.晶粒变细

C.晶格发生滑移

D.晶格发生畸变

9、固溶体和它的纯金属组元相比( B )

A.强度高,塑性也高些

B.强度高,但塑性低些

C.强度低,塑性也低些

D.强度低,但塑性高些

10、间隙相的性能特点是( C )

A.硬度高、熔点低

B. 熔点高、硬度低

C.硬度高、熔点高

D.硬度低、熔点低

11、间隙相与间隙化合物的( B )

A.结构相同,性能不同

B.结构不同,性能相同

C.结构和性能都相同

D.结构和性能都不相同

12、实际晶体的线缺陷表现为( B )

A.晶界

B.位错

C. 空位和间隙原子

D.亚晶界

13、晶体中的间隙原子属于( D )

A.面缺陷

B.体缺陷

C.线缺陷

D. 点缺陷

14、晶体中的位错属于( C )

A.体缺陷

B.点缺陷

C.线缺陷

D.面缺陷

15、晶界、亚晶界是实际晶体材料晶体缺陷中的( A )

A.面缺陷

B.体缺陷

C.线缺陷

D.点缺陷

16、过冷度是金属结晶的驱动力,它的大小主要取决于( B )

A.化学成分

B. 冷却速度

C.晶体结构

D. 加热温度

17、同素异构转变伴随着体积的变化,其主要原因是( D )

A.晶粒度发生变化

B. 过冷度发生变化

C. 晶粒长大速度发生变化

D. 致密度发生变化

18、利用杠杆定律可以计算合金中相的相对质量,杠杆定律适用于( B )

A.单相区

B. 两相区

C. 三相区

D. 所有相区

19、共晶反应是指( A )

A.液相→ 固相1+固相2

B. 固相→ 固相1+固相2

C. 从一个固相内析出另一个固相

D. 从一个液相内析出另一个固相

20、共析成分的合金在共析反应γ →(α +β )刚结束时,其相组分为( B )

A.(α +β )

B.α +β

C. γ +α +β

D.γ +(α +β )

21、具有匀晶型相图的单相固溶体合金( C )

A.铸造性能好

B. 焊接性能好

C. 锻造性能好

D. 热处理性能好

22、在912℃以下具有体心立方晶格的铁称为( C )

A.γ —Fe

B. δ —Fe

C. α —Fe

D. β —Fe

23、具有面心立方晶格的铁称为( A )

A.γ —Fe

B.β —Fe

C. α —Fe

D.δ —Fe

25、下列组织中,硬度最高的是( B )

A.铁素体

B.渗碳体

C.珠光体

D.奥氏体

26、铁素体的力学性能特点是( D )

A.强度高,塑性好,硬度高

B.强度低,塑性差,硬度低

C.强度高,塑性好,硬度低

D.强度低,塑性好,硬度低

27、碳在铁素体中的最大溶解度为( A )

A.0.0218 %

B. 2.11 %

C. 0.77 %

D.4.3 %

28、碳在奥氏体中的最大溶解度为( C )

A.0.77 %

B. 0.0218 %

C.2.11 %

D.4.3 %

29、奥氏体是( A )

A.C在 Fe中的间隙固溶体

B.C在 Fe中的间隙固溶体

C.C在 Fe中的无限固溶体

D.C在 Fe中的无限固溶体

30、渗碳体的力学性能特点是( B )

A.硬而韧

B.硬而脆

C.软而韧

D.软而脆

31、下列组织中,硬度最高的是( A )

A.渗碳体

B. 珠光体

C.铁素体

D.奥氏体

32、铁碳合金中,共晶转变的产物称为( D )。

A.铁素体

B.珠光体

C. 奥氏体

D.莱氏体 33、共析反应是指( B ) A.液相→ 固相1+固相2 B.固相→ 固相1+固相2

C.从一个固相内析出另一个固相

D.从一个液相内析出另一个固相

34、一次渗碳体是从( D )

A.奥氏体中析出的

B.铁素体中析出的

C. 珠光体中析出的

D. 钢液中析出的

35、二次渗碳体是从( C )

A.铁素体中析出的

B. 钢液中析出的

C.奥氏体中析出的

D.珠光体中析出的

36、珠光体是一种( A )

A.两相混合物

B. 单相固溶体

C.Fe与C的化合物

D.金属间化合物 37、亚共析钢的含碳量越高,其平衡组织中的珠光体量( A )。

A.越多

B.越少

C.不变

D.无规律

38、下列材料中,平衡状态下强度最高的是( A )

A.T9

B. Q195

C. 45

D.T7

平衡状态下抗拉强度最高的材料是( A )

A.T9

B.65

C.20

D.45

39、下列碳钢在平衡状态下,硬度最高的材料是( A )

A.T10

B.T8

C.45

D.20

平衡状态下硬度最高的材料是( B )

A.20

B.T12

C.Q235

D.65

40、下列碳钢在平衡状态下,硬度最低的材料是( C )

A.T7

B.T12

C.15钢

D.45钢

平衡状态下硬度最低的材料是( A )

A.Q235

B.T9

C.45

D.T13

41、下列碳钢在平衡状态下,塑性最差的材料是( B )

A. 25

B.T12

C. T9

D. 65

平衡状态下塑性最差的材料是( C )

A. 60

B.45

C.T10

D. 20

42、下列碳钢在平衡状态下,塑性最好的材料是(C )

A.T9

B.T12

C.15

D.65 下列材料中,平衡状态下塑性最好的

材料是( C )。

A.45

B.T8

C.20

D.T12

43、平衡状态下冲击韧性最好的材料是( A )

A.Q195

B.T7

C. T10

D. 45

44、下列碳钢在平衡状态下,韧性最差的材料是(B )

A.Q215

B.T12

C.30

D.T8 下列碳钢在平衡状态下,韧性最差的

材料是( B )

A.40

B.T12

C.Q215

D.T8

45、下列材料中,平衡状态下冲击韧性最差的材料是( B )

A.T7

B.T13

C.35

D.Q195 下列材料中,平衡状态下冲击韧性最低

的是( A )。

A.T10

B.20

C.45

D.T8

46、共析钢奥氏体化后,在A1~680℃范围内等温,其转变产物是(D )。

A. 上贝氏体

B.屈氏体

C. 索氏体

D.珠光体当共析碳钢过冷奥氏体的转变

产物为珠光体型组织,则其等温温度范围内为( A )。

A.A1~550℃

B.550℃~350℃

C.350℃~Ms

D.低于Ms

47、珠光体的转变温度越低,则( A )。

A.珠光体片越细,硬度越高

B.珠光体片越细,硬度越低

C.珠光体片越粗,硬度越高

D.珠光体片越粗,硬度越低

47、共析钢的过冷奥氏体在550~350℃温度区间等温转变时,所形成的组织是( C)

A.下贝氏体

B. 索氏体

C.上贝氏体

D.珠光体

48、共析钢的过冷奥氏体在300℃左右等温转变时,所形成的组织是( B )。

A.上贝氏体

B.下贝氏体

C. 索氏体

D.珠光体

49、上贝氏体和下贝氏体的力学性能相比较( B )。

A.上贝氏体的强度和韧性高

B.下贝氏体的强度和韧性高

C.两者都具有高的强度和韧性

D.两者都具有低的强度和韧性 50、生产中采用等温淬火是为了获得( C )。

A.马氏体组织

B.珠光体组织

C.下贝氏体组织

D.上贝氏体组织 51、马氏体的硬度取决于( D )。

A.奥氏体的晶粒度

B. 淬火冷却速度

C.合金元素的含量

D.马氏体的含碳量 52、

影响碳钢淬火后残余奥氏体量的主要因素是( D )。

A.钢中碳化物的含量

B.钢中铁素体的含量

C.钢材本身的含碳量

D.钢中奥氏体的含碳量 53、亚共析钢常用的退火方法是(A )。

A. 完全退火

B. 球化退火

C.等温退火

D.均匀化退火

54、为使高碳钢便于机械加工,常预先进行( C )。

A.淬火

B.正火

C.球化退火

D.回火

为改善过共析钢的切削加工性,应采用( C )

A.完全退火

B.去应力退火

C.球化退火

D.均匀化退火

55、精密零件为了提高尺寸稳定性,在冷加工后应进行( D )。

A.再结晶退火

B.完全退火

C.均匀化退火

D.去应力退火

56、将碳钢缓慢加热到500~600℃,保温一段时间,然后缓冷的工艺叫( A )

A.去应力退火

B. 完全退火

C. 球化退火

D.等温退火

57、对硬度在160HBS以下的低碳钢、低合金钢,为改善其切削加工性能,应采用的热处

理工艺是( D )

A.调质

B.渗碳

C. 球化退火

D.正火

为了改善低碳钢的切削加工性能,通常采用的预备热处理是( D ) 58、35钢锻坯切削加工前,应进行的预备热处理是( B )。

A.去应力退火

B.正火

C.球化退火

D.淬火 59、为消除过共析钢中的网状渗

碳体,应采用的热处理工艺是( B )

A. 调质

B.正火

C. 球化退火

D.渗碳

A. 去应力退火

B. 完全退火

C. 球化退火

D.正火

60、为消除碳素工具钢中的网状渗碳体而进行正火,其加热温度是( A )。

A.Ac cm+(50~70)℃

B.Ar cm+(50~70)℃

C.Ac1+(50~70)℃

D.Ac3+(50~70)℃

61、过共析钢正常的淬火加热温度是( A )。

A.Ac1+30~70℃

B.Ac cm+30~70℃

C.Ac3+30~70℃

D.Ac1-30~70℃

62、钢的回火处理是在( C )

A.退火后进行

B.正火后进行

C.淬火后进行

D.淬火前进行

63、淬火+高温回火的组织是( C )

A.回火马氏体

B.回火屈氏体

C.回火索氏体

D. 珠光体钢经调质处理后获得的

组织是( C )

A.回火马氏体

B. 珠光体

C.回火索氏体

D. 回火屈氏体

钢经调质处理后获得的组织是( C )

A.回火马氏体

B.回火屈氏体

C.回火索氏体

D.下贝氏体

64、淬火钢在(300~400)℃ 回火时,可达到最高值的机械性能是(B )

A.抗拉强度

B. 弹性极限

C. 屈服强度

D. 塑性

65、淬火钢回火时,随着回火温度的升高( C )。

A.强度和硬度升高,塑性和韧性升高

B.强度和硬度升高,塑性和韧性降低

C.强度和硬度降低,塑性和韧性升高

D.强度和硬度降低,塑性和韧性降低

66、钢的淬硬性主要取决于( A )

A.碳含量

B. 合金元素

C. 冷却介质

D.杂质元素

67、钢的淬透性主要决定于( B )。

A.含碳量

B.合金元素

C.冷却速度

D.尺寸大小 69、多晶体的晶粒越细,则其( A )。

A.强度越高,塑性越好

B.强度越高,塑性越差

C.强

度越低,塑性越好 D.强度越低,塑性越差 70、冷塑性

变形使金属( A )。

A.强度增大,塑性减小

B.强度减小,塑性增大

C.强度增大,塑性增大

D.强度减小,塑性减小 71、加工硬化现象的最主要原因是( B )。

A.晶粒破碎细化

B.位错密度增加

C.晶粒择优取向

D.形成纤维组织

72、某厂用冷拉钢丝绳吊运出炉热处理工件去淬火,钢丝绳承载能力远超过工件的重量,但在工件吊运过程中,钢丝绳发生断裂,其断裂原因是由于钢丝绳( D )。

A. 产生加工硬化

B. 超载

C.形成带状组织

D.发生再结晶

74、冷变形金属再结晶后( D )

A.形成柱状晶,强度升高;

B.形成柱状晶,塑性下降;

C.形成等轴晶,强度增大;

D.形成等轴晶,塑性增大; 75、为消除金属在冷变形后的加工硬化现象,,需进行的热处理为( C )。

A. 扩散退火

B.球化退火

C.再结晶退火

D. 完全退火 76、为改善冷变形金属塑性变形的能力,可采用( B )。

A.低温退火

B.再结晶退火

C.二次再结晶退火

D.变质处理

77、从金属学的观点来看,冷加工和热加工的温度界限区分是( B )

A. 相变温度

B.再结晶温度

C. 结晶温度

D.25℃

79、20CrMnTi钢锻坯切削加工之前应进行的预备热处理是( D )

A. 球化退火

B.调质

C. 完全退火

D.正火 82、60Si2Mn钢制造板簧时。其最终热处理为( A )。

A. 淬火+中温回火

B. 调质

C.正火

D.淬火+低温回火

83、GCr15轴承钢, 通常采用的最终热处理为( C )

A. 调质

B. 去应力退火

C.淬火+低温回火

D.淬火+中温回火 84、T10钢锻坯切削加工前,应进行的预备热处理是(C )。

A.去应力退火

B. 完全退火

C.球化退火

D. 再结晶退火 85、T8钢的最终热处理是( B )。

A.球化退火

B.淬火+低温回火

C.调质

D.渗碳工具钢的最终热处理是( B )

A.球化退火

B.淬火+低温回火

C.调质

D.渗碳

86、制造手用丝锥,常选用的材料是( C )

A.20Cr

B. 60

C.9SiCr

D.Q235

87、为了改善高速钢铸态组织中的碳化物不均匀性,应进行( D )。

A.完全退火

B.正火

C.球化退火

D.锻造加工

88、制造热锻模,常采用的材料是( C)。

A.W18Cr4V

B. GCr15

C.5CrMnMo

D.T9A

91、量具的最终热处理一般为( D )

A.淬火

B.淬火+高温回火

C.中温淬火

D.淬火+低温回火 37、制造

92、4Cr13钢制医疗手术刀,要求较高的硬度,最终热处理应为( A )

A.淬火+低温回火

B.调质

C.氮化

D.渗碳

93、灰口铸铁与钢相比较,机械性能相近的是( C )。

A.冲击韧性

B.塑性

C.抗压强度

D.抗拉强度 94、制造承受低载荷的支架

(铸坯),应选用的材料是( D )

A.35

B.40Cr

C. QT600—3

D. HT100

95.关于球墨铸铁,下列叙述中错误的是( C )。

A.可以进行调质,以提高机械性能

B.抗拉强度可优于灰口铸铁

C.塑性较灰口铸铁差

D.铸造性能不及灰口铸铁

96.在下列铸造合金中,适宜制造大型曲轴的是( C )。

A.灰口铸铁

B.白口铸铁

C.球墨铸铁

D.可锻铸铁

97、在可锻铸铁的显微组织中,石墨的形态是( D )。

A.片状的

B.球状的

C.蠕虫状的

D.团絮状的

98、汽车变速箱齿轮常选用的材料是( B )

A. GCr15

B.20CrMnTi

C. 45

D.9SiCr 三、简答题

1、金属晶体的常见晶格有哪三种?α -Fe、γ -Fe各是什么晶格?

体心、面心、密排六方α -Fe:体心立方结构γ -Fe:面心立方结构

2、什么是固溶强化?造成固溶强化的原因是什么?

溶质原子使固溶体的强度和硬度升高的现象称固溶强化。

固溶强化的原因是晶格畸变。晶格畸变增大位错运动的阻力,使金属的滑移变形更加困难,

提高了金属的强度和硬度。

3、实际金属晶体中存在哪些晶体缺陷?它们对性能有什么影响?

实际金属晶体中存在点缺陷(空位、间隙原子、置换原子)、线缺陷(位错)、面缺陷(晶界、亚晶界)三类晶体缺陷。

点缺陷造成晶格畸变,使材料强度增加。

位错密度增加,材料强度增加。

晶界越多,晶粒越细,金属强度越高,同时塑性越好。

4、Fe—C合金中基本相有哪些?基本组织有哪些?

基本相:铁素体(F)、渗碳体(Fe3C)、奥氏体(A)

基本组织:铁素体(F)、渗碳体(Fe3C)、奥氏体(A)、珠光体(P)、莱氏体(L d)

5、简述钢的硬度、强度、塑性、韧性与含碳量的关系。

随着钢中含碳量的增加,塑性、韧性下降,硬度增加。当含碳量小于0.9%时,含碳量增加,钢的强度增加。而当含碳量大于0.9%时,渗碳体以网状分布于晶界或以粗大片状存在,使得强度随之下降。

6、M有何特征?它的硬度取决于什么因素?低碳M有何特征?

M是碳在α -Fe中的过饱和固溶体。

它的硬度主要取决于M的含碳量,含碳越高,M的强度、硬度越高。低碳M是板条状M,它具有良好的塑性和韧性,较高的断裂韧度和较低的韧脆转变温度。

7、进行退火处理的目的是什么?

(1)降低钢的硬度以便于进行切削加工;

(2)消除残余应力,以稳定钢件尺寸,并防止其变形和开裂;

(3)使化学成分均匀,细化晶粒,改善组织,提高钢的力学性能。

(4)改善组织,为最终热处理作好组织准备

8、淬火钢中的残余奥氏体对工件性能有何影响?如何防止?

残余奥氏体降低钢的硬度和耐磨性;工件使用过程中,由于残余奥氏体发生转变,使工件尺寸发生变化,从而降低工件的尺寸精度。

将淬火工件冷却到室温后,随即放到零下温度的冷却介质中冷却,即进行冷处理;回火处理。

9、为什么亚共析钢经正火后,可获得比退火高的强度和硬度。

亚共析钢退火后的组织为大量的F+少量P,而亚共析钢经正火后的组织是数量较多且细小的珠光体组织。由于珠光体的强度和硬度比铁素体高,因此亚共析钢正火后可获得比退火高的强度和硬度。

10、亚共析钢、过共析钢正火加热温度范围是什么?低碳钢切削加工前和高碳钢球化退火

前正火的目的是什么?

亚共析钢正火加热温度:Ac3+50~70℃。过共析钢正火加热温度:Ac cm+50~

70℃。

低碳钢切削加工前正火目的:增加珠光体含量,使钢的硬度提高,便于切削加工。

高碳钢球化退火前正火目的:消除过共析钢中的网状二次渗碳体。

11、亚共析钢的淬火加热温度是什么?加热温度过高或过低会产生哪些问题?

加热温度为AC3+(30~70)℃

加热温度过高:A晶粒粗化,使淬火后M组织粗大;且氧化脱碳严重。

加热温度过低:淬火组织中将有F,使淬火硬度下降。

12、共析钢淬火加热温度范围是什么?如加热温度过高会产生哪些有害影响?

应为727 +(30~70)℃。如加热温度过高,有下列危害:

(1)、奥氏体晶粒粗化,淬火后M粗大,脆性增大。

(2)、氧化、脱碳倾向增大,表面质量降低。

(3)、淬火应力大,工件变形、裂纹倾向增大。

13、过共析钢淬火加热温度范围是什么?如加热温度过高会产生哪些有害影响?应为Ac1

+(30~70)℃。

如加热温度过高,超过Acm,有下列危害:

(1)、Fe3C完全溶入奥氏体,使奥氏体含碳量增加,Ms降低。淬火后残余奥氏体量增加,降

低钢的硬度和耐磨性。

(2)、奥氏体晶粒粗化,淬火后M粗大,脆性增大。

(3)、氧化、脱碳倾向增大,钢的表面质量降低。

(4)、淬火应力大,增加了工件变形、裂纹的倾向。

14、水作为淬火介质有何优缺点?

水作为淬火介质的优点是具有较强的冷却能力,价格低廉。

其主要缺点是:

①在需要快冷的650~500℃范围内(碳钢过冷奥氏体最不稳定区域),它的冷却能力低;

②在300~200℃需要慢冷时,它的冷却能力太强,易使零件产生变形,甚至开裂;

③水温对水的冷却能力影响大。

15、为什么通常碳钢在水中淬火,而合金钢在油中淬火?若合金钢在水中淬火会怎样?

碳钢件淬火时难以使马氏体转变充分,而水的冷却能力强,使钢易于获得马氏体。

合金钢淬透较好,在油中冷却能获得马氏体。

合金刚导热能力差,若在水中淬火,会使工件产生裂纹和变形。

16、淬火钢进行回火的目的是什么?

得到所需要的组织与性能通过适当回火可改变淬火组织,调整和改善钢的性能。

稳定工件尺寸回火使不稳定的淬火组织转变为稳定组织。

消除或减少淬火内应力

17、钢经淬火后为何一定要回火?钢的性能与回火温度有何关系?钢经淬火后回火有如下

目的:(1)获得工件所需的组织和性能

(2)稳定组织,稳定工件尺寸

(3)消除、减少淬火应力随着回火温度的提高,钢的强度指标(σ b、σ s)和硬度逐渐下降,塑性指标(Ψ、δ )与韧性指标逐渐提高。而回火温度在300~400℃附近,弹性极限出现峰值。

18、什么是钢的回火脆性?如何避免?

随着回火温度的升高,通常强度、硬度下降,而塑性、韧性提高。但某些温度范围内回火,钢的韧性不但没有提高,反而显著下降,这种脆化现象称回火脆性。

300℃左右回火产生的回火脆性是第一类回火脆性,它是不可逆的。一般不在此温度范围

内回火。含有Cr、Ni、Mn等合金元素的合金钢,在450~650℃回火或经更高温度回火后

缓慢冷却通过该温度区间时,产生第二类回火脆性。它是可逆的。防止办法:尽量减少钢中

杂质元素含量;加入W或Mo等能抑制晶界偏析的元素;对中小件,可通过回火后快冷来抑制回火脆性。

19、为什么高频淬火零件的表面硬度、耐磨性及疲劳强度均高于一般淬火?

由于高频感应加热速度快、时间短,使得加热后所获得的A晶粒细小而均匀,淬火后可在

表层获得极细的马氏体或隐针马氏体,因而表面硬度、耐磨性高于一般淬火。

一般淬火工件的表面存在残余拉应力,而高频淬火后工件表层存在残余压应力。残余压应

力能抵消在变动载荷作用下产生的拉应力,因此高频淬火零件的疲劳强度均高于一般

淬火。

四、工艺分析题

4、汽车半轴要求具有良好的强韧性,且杆部、花键处硬度要求≥52HRC。现选用40Cr钢制造,其工艺路线如下:下料(棒料)→锻造毛坯→热处理①→校直→粗加工→热处理②→精加工

→热处理③、④→磨削。指出其工艺过程路线中应选用的热处理方法及目的,并说明杆部、花键处的最终热处理组织。

热处理①:正火。其目的为:消除锻造应力;调整锻后的硬度,改善切削性能;细化晶粒,

为淬火作好组织准备。

热处理②:调质。其目的为:获得良好的强韧性,即良好的综合力学性能。

热处理③:表面淬火。其目的是:获得M,提高杆部、花键处表面硬度。

热处理③:低温回火。其目的为:消除表面淬火应力及脆性,得到高的硬度和耐磨性

表层为回火M,心部为索氏体(S)

5、一般精度的GCr15滚动轴承套圈,硬度60-65HRC。

(1)压力加工成形后、切削加工之前应进行什么预备热处理?其作用是什么?

(2)该零件应采用何种最终热处理?有何作用? P162

(1)球化退火降低硬度,球化Fe3C,以利于切削,并为淬火作好组织准备。

(2)淬火+低温退火

淬火:获得高硬度M 低温退火:去除脆性、应力,稳定组织。

6、用W18Cr4V W6Mo5Cr4V2Al钢制造铣刀,其加工工艺路线为:下料→锻造毛坯→热处

理①→ 机械加工→去应力退火→热处理②、③→磨削。

请指出其工艺过程路线中热处理方法、目的及组织。热处理①为球化退火:消除锻造应力;降低硬度,利于切削加工;为淬火作组织准备。

组织:S+粒状碳化物

热处理②为淬火:获得M。组织: M+未溶细粒状碳化物+大量残余A

热处理③为高温回火(多次):消除淬火内应力,降低淬火钢脆性;减少残余A含量;具有

二次硬化作用,提高热硬性。

最终组织:回火M+粒状合金碳化物+少量残余A

7、机床床头箱传动齿轮,45钢,模锻制坯。要求齿部表面硬度52~56HRC,齿轮心部应具

有良

好的综合机械性能。其工艺路线为:下料→锻造→热处理①→机械粗加工→热处理②→机械

精加工→齿部表面热处理③+低温回火→精磨。

指出热处理①、②、③的名称及作用

热处理①:正火。消除锻造应力;调整锻后的硬度,改善切削加工性能; 细化晶粒,为淬

火作好组织准备。组织:S

热处理②:调质(或淬火加高温回火)。获得良好的综合机械性能。组织:回火S

热处理③:齿部表面淬火。获得M。

11、用20CrMnTi钢制造汽车齿轮,要求齿面硬度为58~62HRC,心部硬度为35~40HRC。其工艺路线为:下料→锻造→热处理①→机械加工→热处理②、③、④→喷丸→磨削

(1)指出热处理①、②、③、④的名称及作用

(2)齿轮表层和心部的最终组织是什么?P263

用 20CrMnTi 钢制造汽车变速箱齿轮,齿轮要求强韧性好,齿面硬度要求 62~64HRC,心部硬

度为 35~40HRC。其工艺路线如下:下料→锻造→热处理①→切削加工→热处理②、③、④

→磨削。指出其工艺过程路线中应选用的热处理方法及目的,并说明齿轮的最终热处理组织。

热处理①为正火。其目的为:消除锻造应力,调整锻后的硬度,改善切削加工性能;

组织:S+少量F

热处理②为渗碳。其目的为:使低碳钢件表面得到高碳。

热处理③为淬火。其目的为:获得表面高硬度、高耐磨性;而心部仍保持一定强度及

较高的塑性、韧性。

表层组织:M + 碳化物 + 残余A。

心部组织:低碳M +铁素体

热处理④为低温回火。其目的为:消除表面淬火内应力和脆性,得到高的硬度。表层最终组织:针状回火M + 粒状碳化物 + 少量残余A。

心部最终组织:回火低碳M + 铁素体。

12、普通车床主轴要求具有良好的强韧性,轴颈处硬度要求48~52HRC。现选用45钢制

造,其工艺路线如下:下料→锻造→热处理①→粗切削加工→热处理②→精切削加工→轴颈热

处理③、④→磨削

指出其工艺过程路线中应选用的热处理方法及目的,并说明轴颈处的最终热处理组织。P265 热处理①:正火。其目的为:消除锻造应力;调整锻后的硬度,改善切削加工性能。

组织:S

热处理②:调质(或淬火加高温回火)。其目的为:获得良好的强韧性。组织:S 热处理

③:高频表面淬火。获得M,提高轴颈表面硬度。

热处理④:低温回火。其目的为:消除表面淬火内应力和脆性。轴颈处的最终热处理组织:表层为回火M,心部为索氏体(S)。

13、用T10钢制造形状简单的车刀,其工艺路线为:锻造—热处理①—机加工—热处理②、

③ —

磨削加工。写出其中热处理工序的名称及作用及最终组织。

热处理①:球化退火:消除锻造应力,降低硬度,改善切削性能,并为淬火作组织准备。

组织:球状P

热处理②:淬火:为获得高的硬度组织:M+粒状碳化物+残余A

热处理③:低温回火:为稳定组织,降低脆性,消除淬火应力。

组织:回火马氏体+细粒渗碳体+少量残余奥氏体

最终组织:回火马氏体+细粒渗碳体+少量残余奥氏体。

14、用T10A钢制造小尺寸手工丝锥,刃部硬度要求59~62HRC,柄部硬度要求30~

45HRC。

其工艺路线如下:下料→热处理①→切削加工→热处理②、③→柄部热处理④→切削加工指出其工艺过程路线中应选用的热处理方法及目的,并说明刃部、柄部的最终热处理组织。

热处理①:球化退火。其目的为:降低硬度,改善切削性能,并为淬火作组织准备。

组织:球状P

热处理②:淬火。其目的为:获得M。组织:M + 碳化物 + 残余A。

热处理③:低温回火。其目的为:消除淬火应力及脆性,得到高的硬度和耐磨性

组织:针状回火M + 粒状碳化物 + 少量残余A。

热处理④为高温回火。其目的为:保证柄部具有良好的综合机械性能

组织:回火S 15、用T10A钢制造钻头,硬度要求为59~62HRC,其工艺流程为:

锻造→预先热处理→切削加工→淬火+低温回火→精加工。该钢经检验,证明锻造后

组织有网状碳化物。

(1)指出其工艺过程路线中预先热处理方法及作用。

(2)指出钻头制成后的最终组织。

(1).预先热处理:正火+球化退火正火作用:消除网状碳化物。正火组织:P 球化

退火作用:获得球状珠光体组织,改善切削加工性能,并为淬火作组织准备。

组织:球状P

(2)最终组织为回火马氏体。回火M+粒状碳化物+少量残余A

1.将下列各种材料牌号前的字母标号,分别填入备选材料种类前的括号中。

A.KTH350-10

B.Cr12

C.40MnB

D.Q195

E.3Cr13

F.60Si2Mn

材料种类:

( D )碳素结构钢( A )可锻铸铁( B )冷作模具钢:

( F )合金弹簧钢( E )不锈钢( C )合金调质钢

2.将下列各材料牌号前的字母,分别填入备选材料种类前的括号中

A、KTH300-06

B、40Cr

C、Q235

D、ZG200-400

E、60Si2Mn

F、Cr12MoV 材料种类:

( B )合金调质钢( D )碳素铸钢( F )冷作模具钢

( C )碳素结构钢( A )可锻铸铁( E )合金弹簧钢

3.将下列各材料牌号前的字母,分别填入备选材料种类前的括号中

A. Q195

B.45Mn2

C.ZL101

D.ZGMn13

E.Cr06

F. 20CrMnTi、20Cr

材料种类:

( C )铸造铝合金( F )合金渗碳钢(A )碳素结构钢

( B )合金调质钢( E )合金刃具钢( D )耐磨钢

4. 将下列各材料牌号前的字母,分别填入备选材料种类前的括号中

A. Cr2

B. Q345

C. T8

D. ZGMn13

E. ZL201

F. 20Cr

材料种类:

( A )合金刃具钢( C)碳素工具钢( E )铸造铝合金

( F )合金渗碳钢( B )低合金高强度结构钢( D)耐磨钢

5、将下列各材料牌号前的字母,分别填入备选材料种类前的括号中

A.GCr15

B.Q215

C.HT250

D.65Mn

E.W18Cr4V

F.H90

材料种类:

( B )碳素结构钢( F )普通黄铜( F )灰口铸铁

( A )滚动轴承钢(E )高速钢( D)弹簧钢

6、将下列各材料牌号前的字母,分别填入备选材料种类前的括号中

A.CrWMn

B.T10

C.35CrMo

D.ZL101

E.20Cr

F.QT500-7

工程材料学习题集答案整理最终版

工程材料习题集 第一章钢得合金化基础 1合金元素在钢中有哪四种存在形式? ①溶入α(铁素体)、γ(奥氏体)、M(马氏体),以溶质形式存在形成固溶体; ②形成强化相:碳化物、金属间化合物; ③形成非金属夹杂物; ④以游离状态存在:Cu、Ag。 2写出六个奥氏体形成元素,其中哪三个可无限溶解在奥氏体中?哪两个铁素体形成元素可无限溶解在铁素体中? ①奥氏体形成元素:Mn、Co、Ni、Cu、C、N(锰、钴、镍、铜、碳、氮),其中Mn、Co、Ni(锰、钴、镍)可无限溶解在奥氏体中,Cu、C、N(铜、碳、氮)为有限溶解; ②Cr、V(铬、钒)可无限溶解在铁素体中,其余为有限溶解。 3写出钢中常见得五种非碳化物形成元素。 ①非碳化物形成元素:Ni、Si、Al、Cu、Co 4按由强到弱得顺序写出钢中常见得八种碳化物形成元素。按碳化物稳定性由弱到强得顺序写出钢中常见得四种碳化物得分子式。 ①碳化物由强到弱排列:(强)Ti、Nb、V、(中强)W、Mo、Cr、(弱)Mn、Fe ②碳化物稳定性由弱到强得顺序:Fe3C→M23C6→M6C→MC 5为什么高镍奥氏体钢易于冷变形,而高锰奥氏体钢难于冷变形,容易加工硬化?奥氏体层错能高与低时各形成什么形态得马氏体? ①镍就是提高奥氏体层错能得元素,锰就是降低奥氏体层错能得元素,层错能越低,越有利于位错扩展而形成层错,使交滑移困难,加工硬化趋势增大。 ②奥氏体层错能越低,形成板条马氏体,位错亚结构。如Cr18-Ni8钢;奥氏体层错能越高,形成片状马氏体,孪晶亚结构。如Fe-Ni合金。 6钢得强化机制得出发点就是什么?钢中常用得四种强化方式就是什么?其中哪一种方式在提高强度得同时还能改善韧性?钢中得第二相粒子主要有哪两个方面得作用? ①强化机制得出发点就是造成障碍,阻碍位错运动。 ②钢中常用得四种强化方式:固溶强化、晶界强化(细晶强化)、第二相强化、位错强化(加工硬化)。 ③晶界强化(细晶强化)在提高强度得同时还能改善韧性。 ④钢中得第二相粒子主要作用:细化晶粒、弥散/沉淀强化。 7钢中常用得韧性指标有哪三个?颈缩后得变形主要取决于什么? α、平面应变断裂韧度K IC、韧脆转变温度T k。 ①韧性指标:冲击韧度 k ε表示,主要取决于微孔坑或微裂纹形成得难易程度。 ②颈缩后得变形用P 8晶粒大小对极限塑性有什么影响?为什么?为了改善钢得塑性,钢中碳化物应保持什么形态? ①细化晶粒对改善均匀塑性(εu)贡献不大,但对极限塑性(εT)却会有一定好处。因为随着晶粒尺寸得减少,使应力集中减弱,推迟了微孔坑得形成。 ②为了改善钢得塑性,充分发挥弥散强化得作用,钢中得碳化物(第二相)应为球状、细小、均匀、弥散地分布。 9改善延性断裂有哪三个途径?改善解理断裂有哪两种方法?引起晶界弱化得因素有哪两

最新工程材料题库及答案

工程材料及成形技术作业题库 一. 名词解释 1.间隙固溶体:溶质原子溶入溶剂晶格间隙所形成的固溶体。 2.过冷度:理论结晶温度与实际结晶温度之差。 3.同素异构性:同一合金在不同温度下晶格类型不同的现象。 4.晶体的各向异性:金属各方向的具有不同性能的现象。 5.枝晶偏析:结晶后晶粒内成分不均匀的现象。 6.本质晶粒度:奥氏体晶粒长大的倾向。 7.淬透性:钢淬火时获得淬硬层深度的能力。 8.淬硬性:钢淬火时得到的最大硬度。 9.临界冷却速度:奥氏体完全转变成马氏体的最低冷却速度。 10.热硬性:钢在高温下保持高硬度的能力。 11.时效强化:经固溶处理后随着时间的延长强度不断提高的现象。 12.形变强化:由于塑性变形而引起强度提高的现象。 13.调质处理:淬火+高温回火得到回火索氏体的热处理工艺。 14.变质处理:在浇注是向金属液中加入变质剂,使其形核速度升高长大速度减低,从而实现细化晶粒的处理工艺。 15.顺序凝固原则:铸件时使金属按规定从一部分到另一部分逐渐凝固的原则。 16.孕育铸铁:经过孕育处理的铸铁。 二. 判断正误并加以改正 1.细化晶粒虽能提高金属的强度,但增大了金属的脆性.(×) 2.结构钢的淬透性,随钢中碳含量的增大而增大. (×) 3.普通低合金结构钢不能通过热处理进行强化。(√) 4. 单晶体必有各向异性. (√) 5. 普通钢和优质钢是按其强度等级来区分的. (×) 6. 过热钢经再结晶退火后能显著细化晶粒. (×) 7. 奥氏体耐热钢也就是奥氏体不锈钢。(√) 8. 马氏体的晶体结构和铁素体的相同. (×) 9. 面心立方金属的塑性比体心立方金属的好. (√) 10. 铁素体是置换固溶体. (×) 11. 晶界是金属晶体的常见缺陷. (√) 12. 渗碳体是钢中常见的固溶体相. (×) 13. 金属的塑性变形主要通过位错的滑移进行.(√) 14. 金属在进行热加工时,不会产生加工硬化现象. (√) 15. 上贝氏体的韧性比下贝氏体的好 . (×) 16. 对过共析钢工件进行完全退火可消除渗碳体网. (×) 17. 对低碳低合金钢进行正火处理可提高其硬度. (√) 18. 淬火获得马氏体的必要条件之一是其淬火冷却速度必须小于Vk. (×) 19. 高锰钢在各种条件下均能表现出良好的耐磨性. (×) 20. 无限固溶体必是置换固溶体. (√) 21. 金属的晶粒越细小,其强度越高,但韧性变差. (×) 22. 所谓临界冷却速度就是指钢能获得完全马氏体组织的最小冷却速度. (√)

工程材料课后答案

1-5在下面几种情况下,该用什么方法来测试硬度?写出硬度符号。(1)检查锉刀、钻头成品硬度;(2)检查材料库中钢材硬度;(3)检查薄壁工件的硬度或工件表面很薄的硬化层;(4)黄铜轴套;(5)硬质合金刀片; (1)检查锉刀、钻头成品硬度采用洛氏硬度试验来测定,硬度值符号HRC。 (2)检查材料库中钢材硬度采用布氏硬度试验来测定,硬度值符号HBW。 (3)检查薄壁工件的硬度或工件表面很薄的硬化层硬度采用洛氏硬度试验来测定,硬度值符号HRC。 (4)黄铜轴套硬度采用布氏硬度试验来测定,硬度值符号HBW。(5)硬质合金刀片采用洛氏硬度试验来测定,硬度值符号HRC。 2-4单晶体和多晶体有何差别?为什么单晶体具有各向异性,多晶体具有各项同性? 单晶体是由原子排列位向或方式完全一致的晶格组成的;多晶体是由很多个小的单晶体所组成的,每个晶粒的原子位向是不同的。因为单晶体内各个方向上原子排列密度不同,造成原子间结合力不同,因而表现出各向异性;而多晶体是由很多个单晶体所组成,它在各个方向上的力相互抵消平衡,因而表现各向同性。 2-5简述实际金属晶体和理想晶体在结构与性能上的主要差异。 理想晶体中原子完全为规则排列,实际金属晶体由于许多因素的影响,使这些原子排列受到干扰和破坏,内部总是存在大量缺陷。如果金属中无晶体缺陷时,通过理论计算具有极高的强度,随着晶体中缺陷的增加,金属的强度迅速下降,当缺陷增加到一定值后,金属的强度又随晶体缺陷的增加而增加。因此,无论点缺陷,线缺陷和面缺陷都会造成晶格崎变,从而使晶体强度增加。同时晶体缺陷的存在还会增加金属的电阻,

降低金属的抗腐蚀性能。 2-6简述间隙固溶体和间隙化合物的异同点。 间隙固溶体和间隙化合物都是溶质原子嵌入晶格间隙形成的。间隙固溶体的晶体结构与溶剂的结构相同,而间隙化合物的晶体结构不同于组成它的任一组元,它是以分子式来表示其组成。 3-3常用的管路焊锡为成分w(Pb=50%)、w(Sn=50%) 的Pb-Sn合金。若该合金以及慢速度冷却至室温,求合金显微组织中相组成物和组织组成物的相对量。

工程材料习题集及参考答案.

工程材料习题集 一.名词解释题 间隙固溶体:溶质原子分布于溶剂的晶格间隙中所形成的固溶体。 再结晶:金属发生重新形核和长大而不改变其晶格类型的结晶过程。 淬透性:钢淬火时获得马氏体的能力。 枝晶偏析:金属结晶后晶粒内部的成分不均匀现象。 时效强化:固溶处理后铝合金的强度和硬度随时间变化而发生显著提高的现象。 同素异构性:同一金属在不同温度下具有不同晶格类型的现象。 临界冷却速度:钢淬火时获得完全马氏体的最低冷却速度。 热硬性:指金属材料在高温下保持高硬度的能力。 二次硬化:淬火钢在回火时硬度提高的现象。 共晶转变:指具有一定成分的液态合金,在一定温度下,同时结晶出两种不同的固相的转变。比重偏析:因初晶相与剩余液相比重不同而造成的成分偏析。 置换固溶体:溶质原子溶入溶质晶格并占据溶质晶格位置所形成的固溶体。 变质处理:在金属浇注前添加变质剂来改变晶粒的形状或大小的处理方法。 晶体的各向异性:晶体在不同方向具有不同性能的现象。 固溶强化:因溶质原子溶入而使固溶体的强度和硬度升高的现象。 形变强化:随着塑性变形程度的增加,金属的强度、硬度提高,而塑性、韧性下降的现象。残余奥氏体:指淬火后尚未转变,被迫保留下来的奥氏体。 调质处理:指淬火及高温回火的热处理工艺。 淬硬性:钢淬火时的硬化能力。 过冷奥氏体:将钢奥氏体化后冷却至A1温度之下尚未分解的奥氏体。 本质晶粒度:指奥氏体晶粒的长大倾向。 C曲线:过冷奥氏体的等温冷却转变曲线。 CCT曲线:过冷奥氏体的连续冷却转变曲线。 马氏体:含碳过饱和的α固溶体。 热塑性塑料:加热时软化融融,冷却又变硬,并可反复进行的塑料。 热固性塑料:首次加热时软化并发生交连反应形成网状结构,再加热时不软化的塑料。 回火稳定性:钢在回火时抵抗硬度下降的能力。 可逆回火脆性:又称第二类回火脆性,发生的温度在400~650℃,当重新加热脆性消失后,应迅速冷却,不能在400~650℃区间长时间停留或缓冷,否则会再次发生催化现象。 过冷度:金属的理论结晶温度与实际结晶温度之差。 二.判断正误并加以改正 1、细化晶粒虽能提高金属的强度,但增大了金属的脆性。(╳) 改正:细化晶粒不但能提高金属的强度,也降低了金属的脆性。 2、结构钢的淬透性,随钢中碳含量的增大而增大。(╳) 改正:结构钢的淬硬性,随钢中碳含量的增大而增大。 3、普通低合金结构钢不能通过热化处理进行强化。(√) 4、置换固溶体必是无限固溶体。(╳) 改正:置换固溶体有可能是无限固溶体。 5、单晶体必有各向异性。(√)

最新工程材料习题及答案

1.什么是应力?什么是应变? 答:应力是试样单位横截面的拉力;应变是试样在应力作用下单位长度的伸长量。 2.缩颈现象:在拉伸实验中当载荷超过拉断前所承受的最大载荷时,试样上有部分开始变细,出现了“缩颈”。 不是,塑性变形在产生缩颈现象前就已经发生,如果没有出现缩颈现象也不表示没有出现塑性变形。 3.布氏硬度法和洛氏硬度法各有什么优缺点?下列材料或零件通常采用哪种方法检查其硬度(库存钢材、硬质合金刀头、锻件、台虎钳钳口)? 答:洛氏硬度法测试简便,缺点是测量费时,且压痕较大,不适于成品检验。 布氏硬度法测试值较稳定,准确度较洛氏硬度法高。;迅速,因压痕小,不损伤零件,可用于成品检验。其缺点是测得的硬度值重复性较差,需在不同部位测量数次。 硬质合金刀头,台虎钳钳口用洛氏硬度法检验。 库存钢材和锻件用布氏硬度法检验。 4.金属型铸造能不能取代砂型铸造? 答:金属型铸造成本高,周期长,工艺要求严格,铸件易出现浇不足、冷隔、裂纹等缺陷,易产生白口现象,所以金属型铸造不宜生产铸铁件,而广泛应用于铜、铝合金铸件的大批量生产,故它不能取代砂型铸造。

5、为什么用金属型生产灰铸件常出现白口现象?该如何预防和消除其白口组织? 答:因为金属型导热快,故灰铸件中易出现白口组织。 预防措施:铸型预热;合适的出型时间;采用高碳、高硅铁水。 消除白口组织的措施:利用出型时铸件的自身余热及时退火。 6、压力铸造有何优缺点?它与熔模铸造的使用范围有何不同? 答:压力铸造的优点:(1)铸件的精度高(IT11~IT 13),表面粗糙度值低(Ra6.3~1.6um),铸件不经机加工可直接使用;(2)可压铸形状复杂的薄壁件、小孔、螺纹、齿轮等;(3)铸件在高压下快速冷却成型,晶粒层致密,力学性能高4)在铸造行业,生产率最高。 压力铸造的缺点:(1)设备昂贵,生产成期长,成本高;(2)压铸高熔点合金如铜、钢、铸铁等压型寿命很低;(3)压型速度极快,型腔中气体很难逸出,铸件中容易产生气孔,缩松;(4)不能用热处理方法提高力学性能。 应用:低熔点有色金属,如铝、镁、锌合金。 7、什么是离心铸造?它在圆筒形或圆环形铸件生产中有哪些优越性?成形铸件采用离心铸造有什么好处? 答:将液态合金浇入高速旋转的铸型,使金属液在离心力作

工程材料课后答案

第一章 2.图1-79为五种材料的应力-应变曲线:①45钢,②铝青铜,③35钢,④硬铝,⑤纯铜。试问: (1)当外加应力为300MPa时,各材料处于什么状态? (2)有一用35钢制作的杆,使用中发现弹性弯曲较大,如改用45钢制作该杆,能否减少弹性变形? (3)有一用35钢制作的杆,使用中发现塑性变形较大,如改用45钢制作该杆,能否减少塑性变形? 答:(1)①45钢:弹性变形②铝青铜:塑性变形③35钢:屈服状态④硬铝:塑性变形⑤纯铜:断裂。 (2)不能,弹性变形与弹性模量E有关,由E=σ/ε可以看出在同样的条件下45钢的弹性模量要大,所以不能减少弹性变形。 (3)能,当35钢处于塑性变形阶段时,45钢可能处在弹性或塑性变形之间,且无论处于何种阶段,45钢变形长度明显低于35钢,所以能减少塑性变形。 4.下列符号表示的力学性能指标的名称和含义是什么? σb 、σs、σ0.2、σ-1、δ、αk、HRC、HBS、HBW 答:σb抗拉强度,是试样保持最大均匀塑性的极限应力。 σs屈服强度,表示材料在外力作用下开始产生塑性变形时的最低应力。 σ0.2条件屈服强度,作为屈服强度的指标。 σ-1疲劳强度,材料循环次数N次后达到无穷大时仍不发生疲劳断裂的交变应力值。 δ伸长率,材料拉断后增加的变形长度与原长的比率。 HRC洛氏硬度,表示用金刚石圆锥为压头测定的硬度值。 HBS布氏硬度,表示用淬硬钢球为压头测定的硬度值。 HBW布氏硬度,表示用硬质合金为压头测定的硬度值。 7.常见的金属晶体结构有哪几种?α-Fe 、γ- Fe 、Al 、Cu 、Ni 、Pb 、Cr 、V 、Mg、Zn 各属何种晶体结构? 答:常见金属晶体结构:体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格; α-Fe、Cr、V属于体心立方晶格; γ-Fe 、Al、Cu、Ni、Pb属于面心立方晶格;

工程材料习题及答案

第一部分 一、判断:(每题1.5分,共30分) 1、 Vk表示临界冷却速度。() 2、σb和σS都是判定材料强度的性能指标。() 3、铁素体(F)和奥氏体(A)都属于固溶体。() 4、共析钢的Wc=2.11%。() 5、高速钢不需要进行三次回火。() 6、灰铸铁中碳主要以片状石墨的形态存在。() 7、大多数的合金元素加入钢中均使“C”曲线右移,淬透性提高。() 8、 HBS210-240为布氏硬度的正确标注方法。() 9、正火与退火的主要区别是加热温度的不同。() 10、淬火后的钢必须立即进行回火。() 11、20钢的碳含量低于40钢。() 12、钢的质量高低是按磷和硫的含量多少来分。() 13、渗碳用钢一般属于中碳钢。() 14、金属由液态变为固态的过程称为结晶。() 15、铁素体的塑性高于渗碳体。() 16、在Fe-Fe3C相图中,PSK线为共晶转变线。() 17、晶粒越细小,钢的力学性能能越好。() 18、合金钢的力学性能低于非合金钢,且价格也低于非合金钢。() 19、球墨铸铁可以用热处理来强化。() 20、铸造主要用于内腔较简单的零件。() 二、填空 1、热处理主要分___________、___________和___________三个阶段。 2、珠光体是___________和___________的机械混合物。 3、在相图中,AECF线是___________、ES线是___________线。 4、若按含碳量来分,碳钢可分为___________________钢___________钢和___________钢。 三、作图(10分) 将常见的淬火方法画在“C”曲线示意图中并注明各属于哪中淬火。 四、填表 材料名称Wc(%)主要用途材料名称σb或σsMPa主要用途

工程材料习题集与答案

土木工程材料习题集与参考答案 1 土木工程材料的基本性质 2.试述材料密度、表观密度、孔隙率的定义、测定方法及相互关系。密度与视密度的区别何在? 参考答案:密度ρ:是指材料在密实状态下单位体积的质量。测定方法:将材料磨细成粒径小于0.25mm 的粉末,再用排液法测得其密实体积。用此法得到的密度又称“真密度”。 表观密度0ρ:是指材料在自然状态下单位体积的质量。测定方法:对于外形规则的块体材料,测其外观尺寸就可得到自然体积。对于外观不规则的块体材料,将其加工成规则的块体再测其外观尺寸,或者采用蜡封排液法。 孔隙率P :材料中的孔隙体积与总体积的百分比。 相互关系:%10010????? ??-=ρρP 密度与视密度区别:某些散粒材料比较密实,其部仅含少量微小、封闭的孔隙,从工程使用角度来 说,不需磨细也可用排液法测其近似的密实体积,这样测得的密度称为“视密度”。 3.孔隙率及孔隙特征对材料的表观密度、强度、吸水性、抗渗性、抗冻性、导热性等性质有何影响? 参考答案:对表观密度的影响:材料孔隙率大,在相同体积下,它的表观密度就小。而且材料的孔隙在自 然状态下可能含水,随着含水量的不同,材料的质量和体积均会发生变化,则表 观密度会发生变化。 对强度的影响:孔隙减小了材料承受荷载的有效面积,降低了材料的强度,且应力在孔隙处的分布会 发生变化,如:孔隙处的应力集中。 对吸水性的影响:开口大孔,水容易进入但是难以充满;封闭分散的孔隙,水无法进入。当孔隙率 大,且孔隙多为开口、细小、连通时,材料吸水多。 对抗渗性的影响:材料的孔隙率大且孔隙尺寸大,并连通开口时,材料具有较高的渗透性;如果孔隙 率小,孔隙封闭不连通,则材料不易被水渗透。 对抗冻性的影响:连通的孔隙多,孔隙容易被水充满时,抗冻性差。 对导热性的影响:如果材料微小、封闭、均匀分布的孔隙多,则导热系数就小,导热性差,保温隔热 性能就好。如果材料孔隙较大,其空气会发生对流,则导热系数就大,导热性好。 4.材料的耐水性、吸水性、吸湿性、抗冻性、导热性、热容、抗渗性的含义是什么? 参考答案:耐水性: 材料抵抗水破坏作用的能力称为耐水性,即材料经水浸泡后,不发生破坏,同时强

工程材料课后习题参考题答案

工程材料 第一章金属的晶体结构与结晶 1.解释下列名词 点缺陷:原子排列不规则的区域在空间三个方向尺寸都很小,主要指空位间隙原子、置换原子等。 线缺陷:原子排列的不规则区域在空间一个方向上的尺寸很大,而在其余两个方向上的尺寸很小。 如位错。 面缺陷:原子排列不规则的区域在空间两个方向上的尺寸很大,而另一方向上的尺寸很小。如晶界和亚晶界。 亚晶粒:在多晶体的每一个晶粒内,晶格位向也并非完全一致,而是存在着许多尺寸很小、位向差很小的小晶块,它们相互镶嵌而成晶粒,称亚晶粒。 亚晶界:两相邻亚晶粒间的边界称为亚晶界。 刃型位错:位错可认为是晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体的局部滑移而造成。滑移部分与未滑移部分的交界线即为位错线。如果相对滑移的结果上半部分多出一半原子面,多余半 原子面的边缘好像插入晶体中的一把刀的刃口,故称“刃型位错”。 单晶体:如果一块晶体,其内部的晶格位向完全一致,则称这块晶体为单晶体。 多晶体:由多种晶粒组成的晶体结构称为“多晶体”。 过冷度:实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度。 自发形核:在一定条件下,从液态金属中直接产生,原子呈规则排列的结晶核心。 非自发形核:是液态金属依附在一些未溶颗粒表面所形成的晶核。 变质处理:在液态金属结晶前,特意加入某些难熔固态颗粒,造成大量可以成为非自发晶核的固态质点,使结晶时的晶核数目大大增加,从而提高了形核率,细化晶粒,这种处理方法即 为变质处理。 变质剂:在浇注前所加入的难熔杂质称为变质剂。 2.常见的金属晶体结构有哪几种?α-Fe 、γ- Fe 、Al 、Cu 、Ni 、Pb 、Cr 、V 、Mg、Zn 各属何种晶体结构?

工程材料_试题及答案

工程材料试题及答案 一、判断题 1、合金渗碳钢经最终热处理后的组织全部是回火马氏体。(×) 2、热加工与冷加工的主要区别在于是否有加工强化现象产生。(×) 3、铸铁是含碳量小于2.11%的铁碳合金。(×) 4、二元共晶相图是指合金两组元在液态和固态均能无限互溶所构成的相图。(×) 5、感应加热表面淬火一般只改变钢件表面层的组织,而不改变心部组织。(√) 6、一个合金的室温组织为α+β11 +(α+β),则它由三相组成。(×) 7、将金属加热到再结晶温度以上时,金属将发生回复、再结晶及晶粒长大等变化。(√) 8、金属在塑性变形后产生的纤维组织能使金属具有各向异性。(√) 9、碳钢的塑性和强度都随着含碳量的增加而降低。(×) 10、金属的再结晶转变,也要经历形核与晶核长大的过程。(√) 二、选择适宜材料并说明常用的热处理方法(30分) 路线为: 下料锻造正火机加工调质机加工(精) 轴颈表面淬火低温回火磨加工 指出:1、主轴应用的材料:45钢 2、正火的目的和大致热处理工艺细化晶粒,消除应力;加热到Ac3+50℃保温一段

时间空冷 3、调质目的和大致热处理工艺强度硬度塑性韧性达到良好配合淬火+高温回火 4、表面淬火目的提高轴颈表面硬度 5.低温回火目的和轴颈表面和心部组织。去除表面淬火热应力,表面M+A’心部S 回 四、选择填空(20分) 1、合金元素对奥氏体晶粒长大的影响是(d) (a)均强烈阻止奥氏体晶粒长大(b)均强烈促进奥氏体晶粒长大 (c)无影响(d)上述说法都不全面 2、适合制造渗碳零件的钢有(c)。 (a)16Mn、15、20Cr、1Cr13、12Cr2Ni4A (b)45、40Cr、65Mn、T12 (c)15、20Cr、18Cr2Ni4WA、20CrMnTi 3、要制造直径16mm的螺栓,要求整个截面上具有良好的综合机械性能,应选用(c ) (a)45钢经正火处理(b)60Si2Mn经淬火和中温回火(c)40Cr钢经调质处理4、制造手用锯条应当选用(a ) (a)T12钢经淬火和低温回火(b)Cr12Mo钢经淬火和低温回火(c)65钢淬火后中温回火 5、高速钢的红硬性取决于(b ) (a)马氏体的多少(b)淬火加热时溶入奥氏体中的合金元素的量(c)钢中的碳含量6、汽车、拖拉机的齿轮要求表面高耐磨性,中心有良好的强韧性,应选用(c ) (a)60钢渗碳淬火后低温回火(b)40Cr淬火后高温回火(c)20CrMnTi渗碳淬火后低温回火 7、65、65Mn、50CrV等属于哪类钢,其热处理特点是(c ) (a)工具钢,淬火+低温回火(b)轴承钢,渗碳+淬火+低温回火(c)弹簧钢,淬火+中温回火 8、二次硬化属于(d) (a)固溶强化(b)细晶强化(c)位错强化(d)第二相强化 9、1Cr18Ni9Ti奥氏体型不锈钢,进行固溶处理的目的是(b) (a)获得单一的马氏体组织,提高硬度和耐磨性 (b)获得单一的奥氏体组织,提高抗腐蚀性,防止晶间腐蚀(c)降低硬度,便于切削加工 10、推土机铲和坦克履带板受到严重的磨损及强烈冲击,应选择用(b ) (a)20Cr渗碳淬火后低温回火(b)ZGMn13—3经水韧处理(c)W18Cr4V淬火后低温回火 11、位错是一种。(①) ①线缺陷②点缺陷③面缺陷 12、纯铁在850℃时为晶格。(①) ①体心立方②面心立方③密排六方 13、有些金属在固态下会发生晶体结构的变化,这种变化可以称为。(③) ①等温转变②变温转变③同素异构转变 14、共析钢过冷奥氏体在连续冷却时,有如下转变。(②) ①只有贝氏体和马氏体转变,而没有珠光体型转变 ②只有珠光体型和马氏体转变,而没有贝氏体转变 ③只有珠光体型和贝氏体转变,而没有马氏体转变

工程材料习题答案

工程材料习题 <习题一> 1、抗拉强度:是材料在破断前所能承受的最大应力。屈服强度:是材料开始产生明显塑性变形时的最低 应力。刚度:材料抵抗弹性变形的能力。疲劳强度:经无限次循环而不发生疲劳破坏的最大应力。冲击 韧性:材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力。断裂韧性:材料抵抗裂纹扩展的能力。 2、材料的弹性模量与塑性无关。 3、由大到小的顺序,抗拉强度:2、1、3、4。屈服强度:1、3、2、4。刚度:1、3、 2、4。塑性: 3、2、 4、1。 4、布氏、洛氏、维氏和显微硬度。由于各种硬度测试方法的原理不同,所以测岀的硬度值不能直接进行比较。 5、(1)洛氏或维氏硬度(2 )布氏硬度(3)布氏硬度(4)洛氏或维氏硬度(5)显微硬度 6、冲击功或冲击韧性。由于冲击功或冲击韧性代表了在指定温度下,材料在缺口和冲击载荷共同作用下脆化的趋势及其程度,所以不同条件下测得的这种指标不能进行比较。冲击韧性是一个对成分、组织、结构极敏感的参数,在冲击试验中很容易揭示岀材料中的某些物理现象,如晶粒粗化、冷脆、热脆和回火脆性等,故目前常用冲击试验来检验冶炼、热处理以及各种加工工艺的质量。此外,不同温度下的冲击试验可以测定材料的冷脆转变温度。同时,冲击韧性对某些零件(如装甲板等)抵抗少数几次大能量冲击的设计有一定的参考意义。 7、产生疲劳断裂的原因一般认为是由于在零件应力集中的部位或材料本身强度较低的部位,如原有裂纹、软点、脱碳、夹杂、刀痕等缺陷,在交变应力的作用下产生了疲劳裂纹,随着应力循环周次的增加,疲劳 裂纹不断扩展,使零件承受载荷的有效面积不断减小,当减小到不能承受外加载荷的作用时,零件即发生突然断裂。 可以通过以下途径来提高其疲劳抗力。改善零件的结构形状以避免应力集中;提高零件表面加工光洁度; 尽可能减少各种热处理缺陷(如脱碳、氧化、淬火裂纹等);采用表面强化处理,如化学热处理、表面淬火、 表面喷丸和表面滚压等强化处理,使零件表面产生残余压应力,从而能显著提高零件的疲劳抗力。 8断裂韧性表示材料抵抗裂纹扩展的能力。 断裂韧性的实用意义在于:只要测岀材料的断裂韧性,用无损探伤法确定零件中实际存在的缺陷尺寸, 就可以判断零件在工作过程中有无脆性开裂的危险;测得断裂韧性和半裂纹长度后,就可以确定材料的实际 承载能力。所以,断裂韧性为设计、无损伤探伤提供了定量的依据。 <习题二> 1、略 2、金属键,大量自由电子,良好导电导热性,又因金属键的饱和性无方向性,结构高度对, 故有良好 的延展性。 离子键,正负离子的较强电吸引,导致高硬度,高熔点,高脆性,因无自由电子,固态导电性差。 共价键,通过共用电子对实现搭桥联系,键能高,高硬度,高熔点,高介电性。分子键,因其结合键能低,低熔点,低强度,高柔顺性。 3、有体心立方,面心立方,密排六方三种,其排列特点见表2-1 a -Fe,3 -Fe,Cr,V 属体心,

工程材料试题及答案

工程材料试题 一、填空题(1×20=20分) 1.常用的材料强度指标有抗拉强度和屈服强度两种强度指标。(6页) 2.金属结晶的必要条件是一定的过冷度。(28页) 3.屈强比是屈服强度与,抗拉强度之比。(6页) 4.一般工程结构用金属是多晶体,在各个方向上的性能相同,这就是实际金属的各向同性现象。(20页) 5.实际金属存在点缺陷、线缺陷和面缺陷三种缺陷。实际晶体的强度比理想晶体的强度低得多。(20-21页) 6.共析钢加热至Ac1时将发生珠光体向奥氏体的转变,其形成过程包括四个阶段。(51页) 7.碳在铸铁中可以两种形式存在渗碳体和石墨。(131页) 8.金属晶体通过滑移和孪生两种方式来发生塑性变形。(83页) 9.缩聚反应的实施方法主要有熔融缩聚和溶液缩聚两种。 二、单项选择题(在下列选项中选择一个正确答案,并将其序号填在括号内)(每题2分,共20分) 1.钢在淬火后所得的组织是(A ) A.淬火马氏体 B.回火索氏体 C.回火屈氏体 D.索氏体 2.在淬火钢中,当含碳量增加到0.6%以后,随含碳量的增加,硬度增加缓慢,这是因为( A ) A. 随含碳量的增加,残余奥氏体的量增多 B. 随含碳量的增加,片状马氏体的量增多 C. 随含碳量的增加,淬火内应力增大 D. 随含碳量的增加,非马氏体的量减少 3.若钢中加入的合金元素能使C曲线左移,则将使钢的淬透性(B ) A.提高 B.降低 C.不改变 D.对小试样堤高,对大试样则降低 4.下列钢铁材料中切削性能较好的是(B ) A.工业纯铁 B.45钢 C.白口铸铁 D.T12A钢 5.钢锭中的疏松可以能过下面哪种方法改善(B ) A.完全退火 B.足够变形量的锻轧 C.扩散退火 D.正火 6.正火T8钢与完全退火T8钢相比( B ) A.前者珠光体更细密,故强度要低些 B. 前者珠光体更细密,故强度要高些 C.前者珠光体更粗大,故强度要低些 D. 前者珠光体更粗大,故强度要高些 7.退火亚共析钢,随含碳量的增加( B ) A.HBS、σb值减小,δ、aK值增加 B. HBS、σb值增加,δ、aK值减小 C. HBS、σb值增加,δ、aK值增加 D. HBS、σb值减小,δ、aK值减小 8.碳含量为Wc=4.3%的铁碳合金具有良好的( D ) A. 可锻性 B. 切削加工性能 C. 可焊性 D. 铸造性能 9.建筑用钢筋宜选用( C ) A. 高碳钢 B.中碳钢 C. 低碳钢 D.工具钢 10.下述退火态钢中强度最高的是( D ) A.T13钢 B.45钢 C.65钢 D.T8钢 三、判断题(1×10=10分) 1、合金渗碳钢经最终热处理后的组织全部是回火马氏体。(×) 2、热加工与冷加工的主要区别在于是否有加工强化现象产生。(×) 3、铸铁是含碳量小于2.11%的铁碳合金。(×) 4、二元共晶相图是指合金两组元在液态和固态均能无限互溶所构成的相图。(×) 5、感应加热表面淬火一般只改变钢件表面层的组织,而不改变心部组织。(√) 6、一个合金的室温组织为α+β11 +(α+β),则它由三相组成。(×) 7、将金属加热到再结晶温度以上时,金属将发生回复、再结晶及晶粒长大等变化。(√) 8、金属在塑性变形后产生的纤维组织能使金属具有各向异性。(√) 9、碳钢的塑性和强度都随着含碳量的增加而降低。(×) 10、金属的再结晶转变,也要经历形核与晶核长大的过程。(√) 四、名词解释(3×6=18分) 1.屈服强度:是指当材料呈现屈服现象时,在试验期间达到塑性变形发生而力不增加的应力点。(6页) 2、断后伸长率:断后伸长率是指试样拉断后标距的伸长量与原标距长度的百分比。用符号δ表示。(7页) 3、晶胞:从晶格中选取一个能够完全反映晶格特征的,最小的几何单元来分析晶体中原子排列的规律。这个最小的几何单元称为晶胞。(18页) 4、过冷度:理论结晶温度与实际结晶温度之差。(28页) 5、固溶体:合金在固态时组元间会相互溶解,形成一种在某一组元晶格中包含有其他组元的新相,这种新相称为固溶体。(22页) 6、变质处理:在浇铸前向液体金属中加入难溶质点(变溶质)结晶时这些质点将在液体中形成大量非自发晶核,使晶粒数目大大增加,从而达到晶粒细化的作用。(30页) 四、问答题(4×8=32分) 1.什么是工程材料?按其组成主要分为哪些类型? 答:工程材料主要指用于机械工程和建筑工程等领域的材料。按其组成主要分为:金属材料、高分子材料、无机非金属材料、复合材料。(2页) 2、金属的实际晶体中存在哪些晶体缺陷?它们对性能有什么影响?(20-22页) 答:在实际金属中存在的缺陷有点缺陷(空位和间隙原子)、线缺陷(位错)和面缺陷(晶界)三种类型。一般情况下,晶体缺陷的存在可以提高金属的强度,但是晶体缺陷的存在常常降低金属的抗腐蚀性能。 3、淬火目的是什么?常用淬火方法有哪些?(65-66页) 答:淬火目的是提高钢的硬度和耐磨性,常用淬火方法有单介质淬火、双介质淬火、马氏体分

《工程材料》习题答案

第一份试题 1.判断下列说法是否正确: (1)钢在奥氏体化后,冷却时形成的组织主要取决于钢的加热温度。 错误,钢在奥氏体化后,冷却时形成的组织主要取决于钢的冷却速度。 (2)低碳钢与高碳钢工件为了便于切削加工,可预先进行球化退火。 错误,低碳钢工件为了便于切削加工,预先进行热处理应进行正火(提高硬度)或完全退火。而高碳钢工件则应进行球化退火(若网状渗碳体严重则在球化退火前增加一次正火),其目的都是为了将硬度调整到HB200左右并细化晶粒、均匀组织、消除网状渗碳体。钢的实际晶粒度主要取决于钢的加热温度。 (3)过冷奥氏体冷却速度快,钢冷却后的硬度越高 错误,钢的硬度主要取决于含碳量。 (4)钢中合金元素越多,钢淬火后的硬度越高 错误,钢的硬度主要取决于含碳量。 (5)同一钢种在相同加热条件下,水淬比油淬的淬透性好,小件比大件的淬透性好。 正确。同一钢种,其C曲线是一定的,因此,冷速快或工件小容易淬成马氏体。(6)钢经过淬火后是处于硬脆状态。 基本正确,低碳马氏体韧性要好些,而高碳马氏体硬而脆。 (7)冷却速度越快,马氏体的转变点Ms和Mf越低。 正确。 (8)淬火钢回火后的性能主要取决于回火后的冷却速度。 错误,淬火钢回火后的性能主要取决于回火温度。 (9)钢中的含碳量就等于马氏体的含碳量 错误,钢中的含碳量是否等于马氏体的含碳量,要看加热温度。完全奥氏体化时,钢的含碳量等于奥氏体含碳量,淬火后即为马氏体含碳量。如果是部分奥氏体化,钢的含碳量一部分溶入奥氏体,一部分是未溶碳化物,从而可以减轻马氏体因含碳量过高的脆性,也能细化晶粒,此时马氏体含碳量要低于钢的含糖碳量。 2、将含碳量为1.2%的两个试件,分别加热到760℃和900℃,保温时间相同,达到平衡状态后以大于临界冷速的速度快速冷却至室温。问: (1)哪个温度的试件淬火后晶粒粗大。900℃粗大,处于完全奥氏体化区,对于过共析钢易

工程材料复习题及参考答案

三、选择正确答案 1、为改善低碳钢的切削加工性应进行哪种热处理( A、等温退火 B 、完全退火 C、球化退火 D 、正火 2、钢中加入除Co之外的其它合金元素一般均能使其 C 曲线右移,从而(B ) A、增大VK B 、增加淬透性 C、减小其淬透性 D 、增大其淬硬性 3、金属的塑性变形主要是通过下列哪种方式进行的( C ) A、晶粒的相对滑动 B 、晶格的扭折 C、位错的滑移 D 、位错类型的改变 4、高碳钢淬火后回火时,随回火温度升高其(A ) A、强度硬度下降,塑性韧性提高 B、强度硬度提高,塑性韧性下降 C、强度韧性提高,塑性韧性下降 D、强度韧性下降,塑性硬度提高 5、过共析钢的正常淬火加热温度应该选择在( A ) A、Acl+30 —50C B 、Ac3+30 —50C C、Accm+30 —50C D 、T 再+30 —50C 6、常见的齿轮材料20CrMnTi 的最终热处理工艺应该是(D ) A、调质 B 、淬火+低温回火 C、渗碳 D 、渗碳后淬火+低温回火 7、常见的调质钢大都属于(B ) A、低碳低合金钢 B 、中碳低合金钢 C、高碳低合金钢 D 、低碳中合金钢 8 、某一中载齿轮决定用45 钢制造,其最终热处理采用下列哪种方案为宜( A、淬火+低温回火 B 、渗碳后淬火+ 低温回火

C、调质后表面淬火 D 、正火 9、某工件采用单相黄铜制造,其强化工艺应该是( C ) A、时效强化 B、固溶强化 C、形变强化 D、热处理强化 10 、在Fe-Fe3C 合金中,其平衡组织中含有二次渗碳量最多的合金的含碳量为( D ) A、0.0008% B 、0.021% C、0.77% D 、2.11% 11 、在Fe-Fe3C 合金的退火组织中,含珠光体量最多的合金的碳含量为( B ) A、0.02% B 、0.77% C、2.11% D 、4.3% 12 、下列钢经完全退火后,哪种钢可能会析出网状渗碳体( D ) A、Q235 B 、45 C、60Si2Mn D 、T12 13 、下列材料中不宜淬火的是(D ) A、GCr15 B 、W18Cr4V C、40Cr D 、YT15 14 、下列二元合金的恒温转变中,哪个是共析转变( C ) A、L+ a~^卩 B、L f a +卩 C、a +卩 D 、 a +宦丫 15 、下列合金钢中,耐蚀性最好的是(D ) A、20CrMnTi B 、40Cr B、W18Cr4V D 、1Cr18Ni9Ti 16 、下列合金中,哪种合金被称为巴氏合金(B )

工程材料题目及答案

1. 将同一棒料上切割下来的4块45#试样,同时加热到850°,然后分别在水、油、 炉和空气中冷却,说明:各是何种热处理工艺?各获得何种组织?排列一下硬度大小: 答: (1)水冷:淬火M (2)油冷:淬火M+T (3)炉冷:退火P+F (4)空冷:正火S+F 硬度(1)>(2)>(4)>(3) 2. 确定下列钢件的退火方法,并指出退火目的和退火后的组织: (1)经冷轧后的15号钢板,要求降低硬度。 (2)ZG的铸造齿轮; (3)锻造过热后的60钢锻坯; (4)改善T12钢的切削加工性能: 答: (1)再结晶退火:目的:细化晶粒,均匀组织,使变形晶粒重新转变为等轴晶粒,以消除加工硬化,降低了硬度,消除内应力,得到P(等轴)+F (2)去应力退火:目的:消除铸造内应力,得到P+F 3)完全退火:目的:细化晶粒,均匀组织,消除内应力,降低了硬度,改善切削加工性,得到P+F (4)球化退火:目的:使片状渗碳体装变为球状渗碳体,降低硬度,均匀组织,改善切削

性能,得到粒状P+Fe3C 3. 说明直径为10mm的45钢试样分别为下列温度加热:700°C、760°C、840°C、1100°C。保温后在水中冷却得到的室温组织 答: 温度加热后组织水冷后组织 700°C P+F P+F 760°C A+F M+F 840°C A M 1100°C A M 4.两个碳质量分数为1.2%的碳钢薄试样,分别加热到780°C和900°C,保温相同时间奥氏体化后,以大于淬火临界冷却速度的速度冷却至室温。试分析:

(1)哪个温度加热淬火后马氏体晶粒较粗大? (2)哪个温度加热淬火后马氏体碳含量较多? (3)哪个温度加热淬火后残余奥氏体较多? (4)哪个温度加热淬火后未溶渗碳体较多? (5)你认为哪个温度加热淬火合适?为什么? 答:(1)900°C(2)900°C(3)900°C(4)780°C(5)780°C,综上所述此温度淬火后得到的均匀细小的M+颗粒状Cm+AR的混合组织,使钢具有最大的硬度和耐磨性。 5.用T10钢制造形状简单的车刀,其工艺路线为:锻造—热处理—机加工—热处理—磨加工。 (1)写出其中热处理工序的名称及作用。 (2)制定最终热处理(磨加工前的热处理)的工艺规范,并指出车刀在使用状态下的显微组织和大致硬度。 答:(1)球化退火,作用:利于切削加工。得到球状珠光体,均匀组织,细化晶粒,为后面淬火处理作组织准备。淬火+低温回火,作用:使零件获得较高的硬度、耐磨性和韧性,消除淬火内应力,稳定组织和尺寸。 (2)工艺规范:760°C水淬+200°C回火; 显微组织:M回+Cm,大致硬度:60HRC. 6.如下图所示,T12钢加热到Ac1以上,用图示

工程材料习题详细解说

工程材料习题解说3 第一章土木工程材料的基本性质 1、试述材料成分、结构和构造对材料性质的影响? 参考答案:材料的成分对性质的影响:材料的组成及其相对含量的变化,不仅会影响材料的化学性质,还会影响材料的物理力学性质。材料的成分不同,其物理力学性质有明显的差异。值得注意的是,材料中某些成分的改变,可能会对某项性质引起较大的改变,而对其他性质的影响不明显。 材料的结构对性质的影响:材料的结构是决定材料物理性能的重要因素。可分为微观结构和细观结构。材料在微观结构上的差异影响到材料的强度、硬度、熔点、变形、导热性等性质,可以说材料的微观结构决定着材料的物理力学性能。 材料的构造对性质的影响:材料的构造主要是指材料的孔隙和相同或不同材料间的搭配。不同材料适当搭配形成的复合材料,其综合性能优于各个单一材料。材料的内部孔隙会影响材料的强度、导热性、水渗透性、抗冻性等。 总之,材料的组成、结构与构造决定了材料的性质。材料的组成、结构与构造的变化带来了材料世界的千变万化。 2、试述材料密度、表观密度、孔隙率的定义、测定方法及相互关系。密度与视密度的区别何在? 参考答案:密度ρ:是指材料在密实状态下单位体积的质量。测定方法:将材料磨细成粒径小于0.25mm的粉末,再用排液法测得其密实体积。用此法得到的密度又称“真密度”。 ρ:是指材料在自然状态下单位体积的质量。测定方法:对于外形规则的块表观密度 体材料,测其外观尺寸就可得到自然体积。对于外观不规则的块体材料,将其加工成规

则的块体再测其外观尺寸,或者采用蜡封排液法。 孔隙率P :材料中的孔隙体积与总体积的百分比。 相互关系:%10010???? ? ?? -=ρρP 密度与视密度区别:某些散粒材料比较密实,其内部仅含少量微小、封闭的孔隙,从工程 使用角度来说,不需磨细也可用排液法测其近似的密实体积,这样测得的密度称为“视密度”。 3、孔隙率及孔隙特征对材料的表观密度、强度、吸水性、抗渗性、抗冻性、导热性等性质有何影响? 参考答案:对表观密度的影响:材料孔隙率大,在相同体积下,它的表观密度就小。而且材 料的孔隙在自然状态下可能含水,随着含水量的不同,材料的质量 和体积均会发生变化,则表观密度会发生变化。 对强度的影响:孔隙减小了材料承受荷载的有效面积,降低了材料的强度,且应力在孔隙 处的分布会发生变化,如:孔隙处的应力集中。 对吸水性的影响:开口大孔,水容易进入但是难以充满;封闭分散的孔隙,水无法进入。当 孔隙率大,且孔隙多为开口、细小、连通时,材料吸水多。 对抗渗性的影响:材料的孔隙率大且孔隙尺寸大,并连通开口时,材料具有较高的渗透 性;如果孔隙率小,孔隙封闭不连通,则材料不易被水渗透。 对抗冻性的影响:连通的孔隙多,孔隙容易被水充满时,抗冻性差。 对导热性的影响:如果材料内微小、封闭、均匀分布的孔隙多,则导热系数就小,导热性差, 保温隔热性能就好。如果材料内孔隙较大,其内空气会发生对流,则 导热系数就大,导热性好。 4、材料的耐水性、吸水性、吸湿性、抗冻性、导热性、热容、抗渗性的含义是什么?

工程材料学习题集答案整理

工程材料习题集 第一章钢的合金化基础 1合金元素在钢中有哪四种存在形式? ①溶入α(铁素体)、γ(奥氏体)、M(马氏体),以溶质形式存在形成固溶体; ②形成强化相:碳化物、金属间化合物; ③形成非金属夹杂物; ④以游离状态存在:Cu、Ag。 2写出六个奥氏体形成元素,其中哪三个可无限溶解在奥氏体中?哪两个铁素体形成元素可无限溶解在铁素体中? ①奥氏体形成元素:Mn、Co、Ni、Cu、C、N(锰、钴、镍、铜、碳、氮),其中Mn、Co、Ni(锰、钴、镍)可无限溶解在奥氏体中,Cu、C、N(铜、碳、氮)为有限溶解; ②Cr、V(铬、钒)可无限溶解在铁素体中,其余为有限溶解。 3写出钢中常见的五种非碳化物形成元素。 ①非碳化物形成元素:Ni、Si、Al、Cu、Co 4按由强到弱的顺序写出钢中常见的八种碳化物形成元素。按碳化物稳定性由弱到强的顺序写出钢中常见的四种碳化物的分子式。 ①碳化物由强到弱排列:(强)Ti、Nb、V、(中强)W、Mo、Cr、(弱)Mn、Fe ②碳化物稳定性由弱到强的顺序:Fe3C→M23C6→M6C→MC 5为什么高镍奥氏体钢易于冷变形,而高锰奥氏体钢难于冷变形,容易加工硬化?奥氏体层错能高和低时各形成什么形态的马氏体? ①镍是提高奥氏体层错能的元素,锰是降低奥氏体层错能的元素,层错能越低,越有利于位错扩展而形成层错,使交滑移困难,加工硬化趋势增大。 ②奥氏体层错能越低,形成板条马氏体,位错亚结构。如Cr18-Ni8钢;奥氏体层错能越高,形成片状马氏体,孪晶亚结构。如Fe-Ni合金。 6钢的强化机制的出发点是什么?钢中常用的四种强化方式是什么?其中哪一种方式在提高强度的同时还能改善韧性?钢中的第二相粒子主要有哪两个方面的作用? ①强化机制的出发点是造成障碍,阻碍位错运动。 ②钢中常用的四种强化方式:固溶强化、晶界强化(细晶强化)、第二相强化、位错强化(加工硬化)。 ③晶界强化(细晶强化)在提高强度的同时还能改善韧性。 ④钢中的第二相粒子主要作用:细化晶粒、弥散/沉淀强化。 7钢中常用的韧性指标有哪三个?颈缩后的变形主要取决于什么? α、平面应变断裂韧度K IC、韧脆转变温度T k。 ①韧性指标:冲击韧度 k ε表示,主要取决于微孔坑或微裂纹形成的难易程度。 ②颈缩后的变形用P 8晶粒大小对极限塑性有什么影响?为什么?为了改善钢的塑性,钢中碳化物应保持什么形态? ①细化晶粒对改善均匀塑性(εu)贡献不大,但对极限塑性(εT)却会有一定好处。因为随着晶粒尺寸的减少,使应力集中减弱,推迟了微孔坑的形成。 ②为了改善钢的塑性,充分发挥弥散强化的作用,钢中的碳化物(第二相)应为球状、细小、均匀、弥散地分布。

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