材料工程基礎(chǔ)總復(fù)習(xí)題及部分參考答案(修正版)(編輯修改稿)
2025-06-26 18:47 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 有很高的質(zhì)量，這是因?yàn)椋孩黉撝袣怏w含量少②有害雜質(zhì)元素磷、硫的含量較低；脫磷率為90~95%，脫硫率70~80%。③殘余元素和非金屬夾雜物含量低④機(jī)械性能好：冷加工性、抗時效性、鍛造和焊接性能都較好 特別適宜于吹煉低碳和超低碳鋼種電弧爐鋼與轉(zhuǎn)爐鋼、平爐鋼相比，質(zhì)量有什么特點(diǎn)？電弧爐煉鋼與轉(zhuǎn)爐和平爐鋼相比，其質(zhì)量總體均優(yōu)于后兩種，主要表現(xiàn)在：a)電弧爐鋼能最大限度地去除磷和硫b)電弧爐煉鋼夾雜物很少c)電弧爐冶煉成分易控制磷和硫?qū)︿撚心男┪：Γ繉懗雒摿缀兔摿虻姆磻?yīng)式。磷的危害：a）磷使鋼的偏析嚴(yán)重b）磷含量高時鋼會發(fā)生冷脆c）磷促進(jìn)鋼的回火脆性，還使鋼的焊接性能變壞硫的危害：a）惡化鋼的熱加工性能——熱脆b）使鋼的鑄造性能和焊接性能變壞c）降低鋼的使用性能脫磷的反應(yīng)式：反應(yīng)：2[P]+5(FeO)=P2O5+5[Fe]P2O5+4(CaO)=(4CaOP2O5)或P2O5+3(CaO)=(3CaOP2O5)總式：2[P]+5(FeO)+4(CaO)=(4CaOP2O5)+5[Fe]或2[P]+5(FeO)+3(CaO)=(3CaOP2O5)+5[Fe]脫硫的反應(yīng)式：①爐渣脫硫反應(yīng)式：利用渣中足夠的CaO，把鋼液中FeS去除：[FeS]+(CaO)→(FeO)+(CaS)Q生成的CaS渣不熔于鋼液，且比其輕，浮在鋼液表面： (FeS)+(CaO)→(FeO)+(CaS)Q②氣化脫硫反應(yīng)式：[S]+2[O] → SO2氣[S]+O2 → SO2氣[S]+2(FeO) → SO2氣+2[Fe]試分析煉鋼過程中脫磷和脫硫的基本條件。在何種條件下出現(xiàn)回磷現(xiàn)象？應(yīng)如何防止？脫磷的基本條件：較低的爐溫；較高的爐渣堿度（3~4）；形成較高氧化鐵濃度（15%~30%）的氧化性爐渣和造成氧化性爐內(nèi)氣氛，增大渣量或多次換渣操作。脫硫的基本條件:高的爐溫；高的爐渣堿度；還原渣?；亓赚F(xiàn)象條件：a)在煉鋼后期，當(dāng)金屬液溫度太高時，爐渣中(FeO)與脫氧劑作用，金屬液中的部分硅被氧化成SiO2，不僅降低了爐渣的氧化作用，更重要的是渣中的SiO2增加，爐渣堿度降低。b）渣中(3CaOP2O5)和(P2O5)與脫氧劑[Mn]、[Si]、[Al]作用，使磷還原，返回鋼液。c)渣中(3CaOP2O5)與爐襯中SiO2作用，使渣中的游離(P2O5)量增加，產(chǎn)生回磷。防止回磷的方法 ：在煉鋼后期控制鋼液溫度不過高；減少鋼液在鋼包中的停留時間；提高鋼包中的渣層堿度，用堿性爐襯鋼包。1將Φ5mm的共析鋼加熱到760℃并保溫足夠時間，問采用何種冷卻方式可得到如下組織：珠光體、索氏體、屈氏體＋馬氏體、馬氏體，并在CCT曲線上繪制出冷卻曲線。1鋼淬火后為什么要回火？不同回火溫度分別得到什么組織？ 1什么叫正火？正火的目的是什么？ 1畫出T8鋼的TTT圖和CCT圖，并在TTT圖上畫出等溫淬火、分級淬火、單介質(zhì)淬火、雙介質(zhì)淬火的冷卻曲線。1分別說明生產(chǎn)滾動軸承、彈簧和曲軸所采用的熱處理工藝，并說明原因。1在生產(chǎn)中提高液態(tài)金屬的充型能力的措施有那些？ 正確選擇合金成分和采用合理的熔煉工藝調(diào)整鑄型的性質(zhì)改善澆注條件1減少鑄件中氣體和非金屬夾雜物的措施有那些？ 1砂型鑄造對型（芯）砂的性能有那些要求？常用的型（芯）砂有哪幾類？型（芯）砂性能要求：①應(yīng)具有一定的強(qiáng)度②應(yīng)具有良好的透氣性③型砂具有一定的耐火度和化學(xué)穩(wěn)定性，以保證在高溫液態(tài)金屬下不軟化、不融化、不與液態(tài)金屬發(fā)生反應(yīng)，使鑄件不易粘砂和不產(chǎn)生過量氣體④應(yīng)具有良好的退讓性⑤應(yīng)具有良好的工藝性能，即在造型時不粘模，具有好的流動性和可塑性，使鑄型有清晰的輪廓，從而保證鑄件有精確的輪廓尺寸。常用的型（芯）砂種類：粘土型砂、水玻璃砂和有機(jī)粘結(jié)劑砂三類。1試說明影響金屬可鍛性的因素。金屬本質(zhì)的影響1）金屬的化學(xué)成分：化學(xué)成分不同，塑性不同，可鍛性不同。2）金屬的組織狀態(tài)：組織結(jié)構(gòu)不同，可鍛造性不同；單一固溶體組成的合金，塑性好，可鍛性好；鑄態(tài)柱狀組織和粗晶結(jié)構(gòu)不如細(xì)小均勻的晶粒結(jié)構(gòu)；金屬內(nèi)部有缺陷也不一樣。 金屬的變形條件1）變形溫度：溫度升高，塑性上升，降低變形抗力，易于鍛造；但溫度過高也會產(chǎn)生相應(yīng)的缺陷，如氧化，脫碳、過熱和過燒等。故要嚴(yán)格控制鍛造溫度范圍。2）變形速度：(應(yīng)變速率）指金屬在鍛壓加工過程中單位時間內(nèi)的相對變形量。變形速度的影響較復(fù)雜：一方面變形速度增大，冷變形強(qiáng)化現(xiàn)象嚴(yán)重，變形抗力增大，可鍛性變壞；另一方面變形速度很大時產(chǎn)生的熱能使金屬溫度升高，提高塑性，降低變形抗力，可鍛性變好。3）變形時的應(yīng)力狀態(tài)：不同壓力加工方法，金屬內(nèi)部的應(yīng)力狀態(tài)是不同的。在金屬塑性變形時，壓應(yīng)力數(shù)目越多，其塑性變形越好，因?yàn)閴簯?yīng)力使滑移面緊密結(jié)合，防止產(chǎn)生裂紋；拉應(yīng)力則使塑性變形降低，應(yīng)為它使缺陷擴(kuò)大，使滑移面分離。但壓應(yīng)力時變形抗力增大。故必須綜合考慮塑性和變形抗力。粉末材料的模壓成型前原料準(zhǔn)備時為什么要進(jìn)行退火處理？ 2試說明塑料模壓成形的工藝過程？ 模壓成型過程：安放嵌件、加料、閉模、排氣、固化、脫模、模具清理 成型材料的預(yù)處理：預(yù)壓、預(yù)熱參數(shù)主要包括: 成型溫度、成型壓力和成型時間。2橡膠制品（干膠）的生產(chǎn)過程包括哪幾個步驟？各起什么作用？橡膠制品是以生膠為基礎(chǔ)加入適量配合劑（硫化劑、硫化促進(jìn)劑、防老劑、填充劑、軟化劑、發(fā)泡劑、補(bǔ)強(qiáng)劑、著色劑等），經(jīng)塑煉(使生膠分子鏈斷鏈，使其由強(qiáng)韌的彈性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿彳?、具有可塑性的狀態(tài)，這種使彈性生膠轉(zhuǎn)變?yōu)榭伤軤顟B(tài))、混煉(使生膠煉制成制成質(zhì)量均勻的混煉膠)和硫化(使膠料分子交聯(lián)，成為具有高彈性的橡膠制品。橡膠變硬變韌)等工序成型獲得。2生膠與橡皮有什么區(qū)別？橡膠硫化的目的是什么？硫化程度是否愈高愈好？生膠是原材料，含橡膠量更多，彈性更明顯的半透明的顆粒膠；橡皮是硫化產(chǎn)品。生膠是指沒有經(jīng)過任何加工的橡膠。橡膠是一種可以或已被改性為基本不溶（但能溶脹）于苯、甲乙酮、乙醇甲苯共沸混合物等沸騰溶劑中的彈性體，膠皮膠面黏性不高，整體較軟及輕，彈性較強(qiáng)橡膠硫化的目的是使膠料分子交聯(lián)，成為具有高彈性的橡膠制品，橡膠變硬變韌，硫化是為了交聯(lián)，使生膠有實(shí)用價值硫化程度并非愈高愈好，一定的硫化溫度對應(yīng)有一定的正硫化時間，控制硫化時間來控制硫化程度2下列場合宜采用何種熱處理方法（不解釋原因）（1）提高低碳鋼的切削加工性能。（2）降低高碳工模具鋼的硬度，以便切削加工，且為最終淬火作組織準(zhǔn)備。（3）為表面淬火工件（要求芯部具有良好的綜合機(jī)械性能）作組織準(zhǔn)備。（4）糾正60鋼鍛造過熱的粗大組織，為切削加工作準(zhǔn)備。（5）降低冷沖壓件的硬度，提高塑性，以便進(jìn)一步拉伸。（6）為了得到下貝氏體組織。（7）去除因塑性變形加工、焊接等造成的殘余應(yīng)力。（8）滲氮前，為提高滲氮件心部的強(qiáng)韌性采用的熱處理方法。（9）消除過共析鋼的網(wǎng)狀二次滲碳體。2鋁合金熔煉的特征有哪些？1）熔化時間長：鋁的熔化潛熱大，比熱大，消耗熱量，熔速小。2）易吸氧：與氧生成Al2O3。該膜一旦破壞，進(jìn)入的氧氣很難去除。且Al2O3會隨熔體進(jìn)入鋁錠。減少氧化是鋁及其合金熔煉的重要問題。3）易吸氫：吸入的氫，在固相及液相兩者中的溶解度相差很大。結(jié)晶時，形成氣孔和疏松的氫化物，減少吸氫又是熔煉的另一種重要問題。4）易吸收金屬雜質(zhì)：鋁是高活性的合金元素，易吸收鐵質(zhì)坩鍋和工具中溶解的鐵，或從爐襯中的氧化物及熔劑的氯鹽中置換出鐵、硅、鋅等金屬雜質(zhì)。雜質(zhì)進(jìn)入鋁熔體中很難去除。并隨熔煉次數(shù)增多而增多，防雜質(zhì)污染是鋁熔煉的第三個重要問題。2簡述火法冶金和濕法冶金的基本工藝過程。火法冶金工藝過程：礦石準(zhǔn)備選礦、干燥、焙燒、球化或燒結(jié)冶
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