【正文】 《工程材料》復(fù)習(xí)思考題第一章 金屬的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶1．解釋下列名詞點(diǎn)缺陷，線缺陷，面缺陷，亞晶粒，亞晶界，刃型位錯(cuò)，單晶體，多晶體，過冷度，自發(fā)形核，非自發(fā)形核，變質(zhì)處理，變質(zhì)劑。2． 常見的金屬晶體結(jié)構(gòu)有哪幾種？αFe 、γ Fe 、Al 、Cu 、Ni 、 Pb 、 Cr 、 V 、Mg、Zn 各屬何種晶體結(jié)構(gòu)？3． 配位數(shù)和致密度可以用來說明哪些問題？4． 晶面指數(shù)和晶向指數(shù)有什么不同？5． 實(shí)際晶體中的點(diǎn)缺陷，線缺陷和面缺陷對金屬性能有何影響？6． 為何單晶體具有各向異性，而多晶體在一般情況下不顯示出各向異性？7． 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？8． 金屬結(jié)晶的基本規(guī)律是什么？晶核的形成率和成長率受到哪些因素的影響？9． 在鑄造生產(chǎn)中，采用哪些措施控制晶粒大?。吭谏a(chǎn)中如何應(yīng)用變質(zhì)處理？第二章 金屬的塑性變形與再結(jié)晶1．解釋下列名詞加工硬化、回復(fù)、再結(jié)晶、熱加工、冷加工。2．產(chǎn)生加工硬化的原因是什么？加工硬化在金屬加工中有什么利弊？3．劃分冷加工和熱加工的主要條件是什么？ 4．與冷加工比較，熱加工給金屬件帶來的益處有哪些？5．為什么細(xì)晶粒鋼強(qiáng)度高，塑性，韌性也好？6．金屬經(jīng)冷塑性變形后，組織和性能發(fā)生什么變化？ 7．分析加工硬化對金屬材料的強(qiáng)化作用？8．已知金屬鎢、鐵、鉛、錫的熔點(diǎn)分別為3380℃、1538℃、327℃、232℃，試計(jì)算這些金屬的最低再結(jié)晶溫度，并分析鎢和鐵在1100℃下的加工、鉛和錫在室溫（20℃）下的加工各為何種加工？9．在制造齒輪時(shí)，有時(shí)采用噴丸法（即將金屬丸噴射到零件表面上）使齒面得以強(qiáng)化。試分析強(qiáng)化原因。第三章 合金的結(jié)構(gòu)與二元狀態(tài)圖1．解釋下列名詞合金，組元，相，相圖；固溶體，金屬間化合物，機(jī)械混合物；枝晶偏析，比重偏析；固溶強(qiáng)化，彌散強(qiáng)化。2．指出下列名詞的主要區(qū)別1）置換固溶體與間隙固溶體；2）相組成物與組織組成物。3．下列元素在αFe 中形成哪幾種固溶體?Si、C、N、Ni、Mn4．試述固溶強(qiáng)化、加工強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化的強(qiáng)化原理,并說明三者的區(qū)別.5．固溶體和金屬間化合物在結(jié)構(gòu)和性能上有什么主要差別？6. 何謂共晶反應(yīng)、包晶反應(yīng)和共析反應(yīng)?試比較這三種反應(yīng)的異同點(diǎn).7．二元合金相圖表達(dá)了合金的哪些關(guān)系？8．在二元合金相圖中應(yīng)用杠桿定律可以計(jì)算什么？9. 已知A（熔點(diǎn) 600℃）與B(500℃) 在液態(tài)無限互溶；在固態(tài) 300℃時(shí)A溶于 B 的最大溶解度為 30% ，室溫時(shí)為10%，但B不溶于A；在 300℃時(shí)，含 40% B 的液態(tài)合金發(fā)生共晶反應(yīng)?，F(xiàn)要求：1）作出AB 合金相圖；2）分析 20% A,45%A,80%A 等合金的結(jié)晶過程，并確定室溫下的組織組成物和相組成物的相對量。10．某合金相圖如圖所示。1）試標(biāo)注①—④空白區(qū)域中存在相的名稱；2）指出此相圖包括哪幾種轉(zhuǎn)變類型；3）說明合金Ⅰ的平衡結(jié)晶過程及室溫下的顯微組織。11．有形狀、尺寸相同的兩個(gè) CuNi 合金鑄件，一個(gè)含 90% Ni ，另一個(gè)含 50% Ni,鑄后自然冷卻，問哪個(gè)鑄件的偏析較嚴(yán)重？第四章 鐵碳合金1．何謂金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變？試畫出純鐵的結(jié)晶冷卻曲線和晶體結(jié)構(gòu)變化圖。2．為什么γFe 和α Fe 的比容不同？一塊質(zhì)量一定的鐵發(fā)生（γFe →αFe ）轉(zhuǎn)變時(shí)，其體積如何變化？（F）,奧氏體（A），滲碳體（Fe3C），珠光體（P）,萊氏體（Ld）？它們的結(jié)構(gòu)、組織形態(tài)、性能等各有何特點(diǎn)？？在生產(chǎn)實(shí)踐中有何指導(dǎo)意義？又有何局限性？ FeFe3C 相圖，指出圖中 S 、C 、J、 H 、E 、P、N 、G 及 GS 、SE 、PQ 、PSK 各點(diǎn)、線的意義，并標(biāo)出各相區(qū)的相組成物和組織組成物。 FeFe3C 相圖中三個(gè)基本反應(yīng)：包晶反應(yīng),共晶反應(yīng)及共析反應(yīng)，寫出反應(yīng)式，標(biāo)出含碳量及溫度。？何謂白口鐵？兩者的成分組織和性能有何差別？、共析鋼和過共析鋼的組織有何特點(diǎn)和異同點(diǎn)。 % 、 % 、 % 、 % 的鐵碳合金從液態(tài)緩冷至室溫時(shí)的結(jié)晶過程和室溫組織.10．指出下列名詞的主要區(qū)別：1）一次滲碳體、二次滲碳體、三次滲碳體、共晶滲碳體與共析滲碳體；2） 熱脆與冷脆。11．根據(jù) FeFe3C 相圖，計(jì)算：1）室溫下，含碳 % 的鋼中珠光體和鐵素體各占多少；2）室溫下，含碳 % 的鋼中珠光體和二次滲碳體各占多少；3）鐵碳合金中，二次滲碳體和三次滲碳體的最大百分含量。12．某工廠倉庫積壓了許多碳鋼（退火狀態(tài)），由于鋼材混雜，不知道鋼的化學(xué)成分，現(xiàn)找出其中一根，經(jīng)金相分析后，發(fā)現(xiàn)其組織為珠光體+鐵素體，其中鐵素體占 80% ，問此鋼材的含碳量大約是多少？13．對某退火碳素鋼進(jìn)行金相分析，其組織的相組成物為鐵素體+滲碳體（粒狀），其中滲碳體占 18% ，問此碳鋼的含碳量大約是多少？14．對某退火碳素鋼進(jìn)行金相分析，其組織為珠光體+滲碳體（網(wǎng)狀），其中珠光體占 93% ，問此碳鋼的含碳量大約為多少？%C合金在700℃下各個(gè)相及其組分?jǐn)?shù)量和成分。16．根據(jù) FeFe3C 相圖，說明產(chǎn)生下列現(xiàn)象的原因：1）含碳量為 % 的鋼比含碳量為 % 的鋼硬度高；2）在室溫下，含碳 % 的鋼其強(qiáng)度比含碳 % 的鋼高；3）在 1100℃，含碳 % 的鋼能進(jìn)行鍛造，含碳 % 的生鐵不能鍛造；4）綁軋物件一般用鐵絲（鍍鋅低碳鋼絲），而起重機(jī)吊重物卻用鋼絲繩（用 60 、 65 、 70 、 75 等鋼制成）；5）鉗工鋸 T8 ， T10,T12 等鋼料時(shí)比鋸 10,20 鋼費(fèi)力，鋸條容易磨鈍；6）鋼適宜于通過壓力加工成形，而鑄鐵適宜于通過鑄造成形。？對鋼的性能有何影響？。、中碳鋼及高碳鋼是如何根據(jù)含碳量劃分的？分別舉例說明他們的用途？20．下列零件或工具用何種碳鋼制造：手鋸鋸條、普通螺釘、車床主軸。、符號、數(shù)字的含義、主要特點(diǎn)及用途： Q235AF、Q235C、Q195B、Q255D、4020R、20G、TT10A、T12A第五章 鋼的熱處理？鋼的熱處理操作有哪些基本類型？試說明熱處理同其它工藝過程的關(guān)系及其在機(jī)械制造中的地位和作用。：1）奧氏體的起始晶粒度、實(shí)際晶粒度、本質(zhì)晶粒度；2）珠光體、索氏體、屈氏體、貝氏體、馬氏體；3）奧氏體、過冷奧氏體、殘余奧氏體；4）退火、正火、淬火、回火、冷處理、時(shí)效處理（尺寸穩(wěn)定處理）；5）淬火臨界冷卻速度（Vk），淬透性,淬硬性；6）再結(jié)晶、重結(jié)晶；7）調(diào)質(zhì)處理、變質(zhì)處理。 AAAcm； ACAC Accm ； ArArArcm 各臨界點(diǎn)的意義。？本質(zhì)細(xì)晶粒鋼的奧氏體晶粒是否一定比本質(zhì)粗晶粒鋼的細(xì)？？它們在形成條件、組織形態(tài)和性能方面有何特點(diǎn)？？它們在形成條件、組織形態(tài)和性能方面有何特點(diǎn)？？它們在形成條件、晶體結(jié)構(gòu)、組織形態(tài)、性能有何特點(diǎn)？馬氏體的硬度與含碳量關(guān)系如何？？試?yán)L出奧氏體這兩種冷卻方式的示意圖。9．為什么要對鋼件進(jìn)行熱處理？。 Vk 的大小受哪些因素影響？它與鋼的淬透性有何關(guān)系？162。5mm的T8鋼加熱至760℃并保溫足夠時(shí)間，問采用什么樣的冷卻工藝可得到如下組織：珠光體，索氏體，屈氏體，上貝氏體，下貝氏體，屈氏體+馬氏體，馬氏體+少量殘余奧氏體；在C曲線上描出工藝曲線示意圖。13．退火的主要目的是什么？生產(chǎn)上常用的退火操作有哪幾種？指出退火操作的應(yīng)用范圍。 ？為什么過共析鋼必須采用球化退火而不采用完全退火？，并指出退火目的及退火后的組織：1）經(jīng)冷軋后的15鋼鋼板，要求降低硬度；2）ZG35的鑄造齒輪3）鍛造過熱后的60鋼鍛坯；4）具有片狀滲碳體的T12鋼坯；？生產(chǎn)中應(yīng)如何選擇正火及退火？：（1）20鋼齒輪 （2）45鋼小軸 （3）T12鋼銼刀（尺寸Φ15*10mm），因其組織、晶粒大小不均勻，需采用退火處理。擬采用以下幾種退火工藝；（1）緩慢加熱至700℃，保溫足夠時(shí)間，隨爐冷卻至室溫；（2）緩慢加熱至840℃，保溫足夠時(shí)間，隨爐冷卻至室溫；（3）緩慢加熱至1100℃，保溫足夠時(shí)間，隨爐冷卻至室溫； 問上述三種工藝各得到何種組織？若要得到大小均勻的細(xì)小晶粒，選何種工藝最合適？19. 淬火的目的是什么？亞共析碳鋼及過共析碳鋼淬火加熱溫度應(yīng)如何選擇？試從獲得的組織及性能等方面加以說明。？說明它們的主要特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍。（Φ10mm）經(jīng)下列溫度加熱、保溫并在水中冷卻得到的室溫組織：700℃，760℃，840℃，1100℃。%的碳鋼薄試樣，分別加熱到780℃和860℃并保溫相同時(shí)間，使之達(dá)到平衡狀態(tài)，然后以大于VK的冷卻速度至室溫。試問：（1）哪個(gè)溫度加熱淬火后馬氏體晶粒較粗大？（2）哪個(gè)溫度加熱淬火后馬氏體含碳量較多？（3）哪個(gè)溫度加熱淬火后殘余奧氏體較多？（4）哪個(gè)溫度加熱淬火后未溶碳化物較少？（5）你認(rèn)為哪個(gè)溫度加熱淬火后合適？為什么？，并說明其回火后獲得的組織和大致的硬度：（1）45鋼小軸（要求綜合機(jī)械性能）；（2）60鋼彈簧；（3）T12鋼銼刀。，有的甚至開裂？減小變形及防止開裂有哪些途徑？？影響鋼淬透性的因素有哪些？影響鋼制零件淬硬層深度的因素有哪些？？用什么方法測定結(jié)構(gòu)鋼的淬透性？怎樣表示鋼的淬透性值。？常用的回火操作有哪幾種？指出各種回火操作得到的組織、性能及其應(yīng)用范圍。：（1）索氏體與回火索氏體；（2）屈氏體與回火屈氏體；（3）馬氏體與回火馬氏體。？常用的表面淬火方法有哪幾種？比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用范圍。并說明表面淬火前應(yīng)采用何種預(yù)先熱處理。？常用的化學(xué)熱處理方法有哪幾種？，并說明其技術(shù)條件的標(biāo)注方法。？說明氮化的主要特點(diǎn)及應(yīng)用范圍。、滲碳、氮化熱處理工藝在用鋼、性能、應(yīng)用范圍等方面的差別。，工藝路線為：鍛造—熱處理—機(jī)加工—熱處理—磨加工（1） 試寫出各熱處理工序的名稱并指出各熱處理工序的作用；（2） 指出最終熱處理后的顯微組織及大致硬度；（3） 制定最終熱處理工藝規(guī)定（溫度、冷卻介質(zhì)），并編寫簡明的工藝路線（各零件均選用鍛造毛坯，并且鋼材具有足夠的淬透性）：（1）某機(jī)床變速箱齒輪（模數(shù)m=4），要求齒面耐磨，心部強(qiáng)度和韌性要求不高，材料選用45鋼；（2）某機(jī)床主軸，要求有良好的綜合機(jī)械性能，軸徑部分要求耐磨（HRC 5055），材料選用45鋼；（3）鏜床鏜桿，在重載荷下工作，精度要求極高，并在滑動(dòng)軸承中運(yùn)轉(zhuǎn)，要求鏜桿表面有極高的硬度，心部有較高的綜合機(jī)械性能，材料選用38CrMoALA。，要求凸輪表面有高的硬度（HRC50），而心部具有良好的韌性（Ak40J），原采用45鋼調(diào)質(zhì)處理再在凸輪表面進(jìn)行高頻淬火，最后低溫回火，現(xiàn)因工廠庫存的45鋼已用完，只剩15鋼，擬用15鋼代替。試說明：（1）原45鋼各熱處理工序的作用；（2）改用15鋼后，應(yīng)按原熱處理工序進(jìn)行能否滿足性能要求？為什么？（3）改用15鋼后，為達(dá)到所要求的性能，在心部強(qiáng)度足夠的前提下采用何種熱處理工藝？、乙兩種鋼，同時(shí)加熱至 1150 ℃，保溫兩小時(shí)，經(jīng)金相顯微組織檢查，甲鋼奧氏體晶粒度為 3 級，乙鋼為 6 級。由此能否得出結(jié)論：甲鋼是本質(zhì)粗晶粒鋼，而乙鋼是本質(zhì)細(xì)晶粒鋼？ Ti ， Zr ， V ， Nb, W 等合金元素的鋼都是本質(zhì)細(xì)晶粒鋼？奧氏體晶粒大小對轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的機(jī)械性能有何影響？？與鋼的珠光體相變及貝氏體相變比較，馬氏體相變有何特點(diǎn)？ C 曲線各個(gè)區(qū),各條線的物理意義，并指出影響 C 曲線形狀和位置的主要因素。 20 鋼及 60 鋼同時(shí)加熱至 860 ℃，并保溫相同時(shí)間，問哪種鋼奧氏體晶粒粗大些？第六章 合金鋼1． 為什么比較重要的大截面的結(jié)構(gòu)零件如重型運(yùn)輸機(jī)械和礦山機(jī)器的軸類，大型發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子等都必須用合金鋼制造？與碳鋼比較，合金鋼有何優(yōu)缺點(diǎn)？2． 合金元素Mn、Cr、W、Mo、V、Ti、Zr、Ni對鋼的C曲線和MS點(diǎn)有何影響？將引起鋼在熱處理、組織和性能方面的什么變化？3． 合金元素對回火轉(zhuǎn)變有何影響？4． 解釋下列現(xiàn)象：（1） 在相同含碳量情況下，除了含Ni和Mn的合金鋼外，大多數(shù)合金鋼的熱處理加熱溫度都比碳鋼高；（2） 在相同含碳量情況下，含碳化物形成元素的合金鋼比碳鋼具有較高的回火穩(wěn)定性；（3） 含碳量≥%、含鉻12%的鉻鋼屬于過共析鋼，%、含鉻12%的鋼屬于萊氏體鋼；（4） 高速鋼在熱鍛或熱軋后，經(jīng)空冷獲得馬氏體組織。？為什么調(diào)質(zhì)鋼的含碳量均為中碳？合金調(diào)質(zhì)鋼中常含哪些合金元素？它們在調(diào)質(zhì)鋼中起什么作用？℃，若以一般工具鋼Ac1+3050℃常規(guī)方法來確定淬火加熱溫度，在最終熱處理后能否達(dá)到高速切削刃具所要求的性能？為什么？W18Cr4V鋼刀具在正常淬火后都要進(jìn)行560℃三次回火，又是為什么？第七章 鑄 鐵1. 白口鑄鐵、灰口鑄鐵和鋼，這三者的成分、組織和性能有何主要區(qū)別？2. 化學(xué)成分和冷卻速度對鑄鐵石墨化和基體組織有何影響？3. 試述石墨形態(tài)對鑄鐵性能的影響。第八章 有色金屬及其合金1. 不同鋁合金可通過哪些途徑達(dá)到強(qiáng)化目的？2. 何謂硅鋁明？它屬于哪一類鋁合金？為什么硅鋁明具有良好的鑄造性能？在變質(zhì)處理前后其組織及性能有何變化？這類鋁合金主要用在何處？《工程材料》復(fù)習(xí)思考題參考答案第一章 金屬的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶1．