机械工程材料期末考试复习资料.doc
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机械工程材料
期末考试复习资料
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目录
填空............................................................2
一、晶体结构.............................................................2
二、合金..................................................................2
三、铁碳相图..............................................................2
四．热处理................................................................3
五、塑性变形..............................................................3
六、合金钢................................................................3
七、铸铁..................................................................4
判断............................................................4
一、合金钢及铸铁..........................................................4
二、塑性变形.............................................................5
三、铁碳相图..............................................................5
四、热处理................................................................5
五、晶体结构..............................................................6
六、合金..................................................................6
选择............................................................6
一、塑性变形..............................................................6
二、铁碳相图..............................................................7
三、晶体结构..............................................................8
四、合金..................................................................8
五、热处理及铸铁..........................................................9
名词解释........................................................9
一、性能..................................................................9
二、晶体结构.............................................................10
三、合金.................................................................10
四、塑性变形.............................................................10
五．铁碳相图.............................................................11
六、热处理...............................................................11
七、合金钢...............................................................12
八、铸铁.................................................................12
简述...........................................................12
一、晶体结构、合金.......................................................12
二、塑性变形.............................................................13
三、铁碳相图.............................................................13
四、热处理...............................................................14
五、合金钢...............................................................16
六、铸铁.................................................................16
综述...........................................................16
参考资料一.....................................................18
参考资料二.....................................................20
期末考试模拟试题...............................................33
期末考试模拟试题答案...........................................36
填空
一、晶体结构
1．常见的金属晶格类型有（体心立方晶格）、（面心立方晶格）和（密排六方晶格）。
2．晶体缺陷，按几何特征可分为（点缺陷）、（线缺陷）和（面缺陷）三种类型。
3.．晶界和亚晶界属于（面）缺陷，位错属于（线）缺陷。
4．纯铁从液态冷却至室温的结晶过程中，．在l394℃其晶体结构将由（体心立方品格）向（面心立方晶格）转变，这种转变称为（同素异构转变）。
5．金属的实际结晶温度总是（低于）理论结晶温度，这种现象称为（过冷）。
6．金属结晶的必要条件是（过冷），其结晶过程要进行（形核）和（长大）两个过程。
二、合金
1．在合金中具有（同一）化学成分、（同一）结构且与其他部分隔开的均匀组成部分叫做相。
2．按合金的相结构分，铁碳合金中的铁索体属于（固溶体），渗碳体属于（金属化合物）。
3．原子在溶剂品格中的分布不同，可将固溶体分为（间隙）固溶体和（置换）固溶体。
4.．碳原子溶入Y-Fe形成（间隙固溶体）固溶体，是（面心立方）晶格。
5．合金中的金属化合物具有明显的（金属）特性，其晶体结构（与任一组元都不相同），机械性能特点是（硬、脆的）。
6．常见的金属化合物有（正常价化合物）、（电子化合物）和（间隙化合物）三种类型。
7．合金相图是在（平衡）条件下表示合金的（化学成分、温度和相（组织））之间关系的图形。
8．液态合金发生共晶反应，其条件是温度（一定）、化学成分（一定），获得的组织是由（两个成分固定的）相组成的。
9.晶内偏析又称为（枝晶偏析），其形成条件是（快速冷却），消除方法是（扩散退火）。
三、铁碳相图
1．Fe-Fe3C相图中，五个相是（液相）、（δ-固溶体（高温铁素体））、（奥氏体）、（铁索体）和（渗碳体）。
2．在平衡状态下，一次渗碳体、二次渗碳体、高温莱氏体，、低温莱氏体及珠光体的含碳量依次为（6.69%）、（6.69%）、（4.3%）、（4.3%）、（0.77%）:
3．从Fe-Fe3C相图可知，工业纯铁、碳钢及自口铸铁的含碳量依次在（<=0.0218%）、（0.0218%~2.11%）及（>=2.11%）范围内。
4．从Fe-Fe3C相图中看出，纯铁结晶冷至G点，发生（同索异构）转变，由（γ-Fe）转变为（α-Fe）。
5．共析钢结晶时，从液态冷至室温的过程中首先发生（匀晶）反应（转变），其反应式是（L---A）；然后发生（共析）反应（转变）,其反应式是（727℃下As—P）；其室温组织为（片状珠光体）。
6．共晶白口铸铁从液体冷至室温的平衡结晶过程中，依次发生（共晶）、（二次结晶或次生相析出）及（共析）反应（转变），其室温的相组成为（铁素体+渗碳体），室温组织为（低温莱氏体）。
7．Fe-Fe3C相图中，三个恒温反应的反应式为（1495℃,δH+LB=AJ）、（1148℃，Lc=AE、+Fe3C）及（;727℃,AS=F+Fe3C）.
8．亚共析钢、共析钢及过共析钢韵室温平衡组织依次为（F+P）、（P）及（P+二次Fe3C）其三者的相组成物依次为（F+Fe3C）、（F+Fe3C）及（F+Fe3C）。
9．相图的各组织或相中，硬度最高的是（渗碳体），强度最高的是（珠光体），塑性最好的是（奥氏体）。
10．在平衡状态下，45、T8及T12钢中，塑性最好的是（45）钢，硬度最高的是（T12）钢，强度最高的是（T8）锉刀常用（45）钢，制造调质零件常用（45钢）
11．-按含碳量分，20、30、50Mn、T7、T9钢分别属于（低碳钢，中碳钢，中碳钢，高碳钢，高碳钢）
12．碳钢中常存的杂质元素有（硅）、（锰）、（磷）及（硫）；其中（磷，硫）为有害杂质元素。
四、热处理
1．影响奥氏体晶粒长大的因素有（加热条件），（钢的化学成分及组织）
2．钢的热处理工艺是由（加热）、（保温）和（冷却）三个步骤组成的；热处理基本不改变钢件的（尺寸、形状），只能改变钢件的（组织）和（性能）。
3．完全退火适用于（亚共析成分的碳钢和合金钢）钢，其加热温度为（Ac3+30~50℃），冷却速度（缓慢），得到（铁素体十珠光体）组织。
4．球化退火又称为（不完全）退火，其加热温度在（Acl）+20-30℃，保温后（等温或缓冷）冷却，获得（球状珠光体）组织；这种退火常用于高碳工具钢等。
5．珠光体有（片）状和（球）状，（球）状珠光体切削加工性能较好。
6．淬火钢件回火，其温度范围是：
低温回火为（150~200）℃，中温回火为（350-500）℃，高温回火为（500-650）℃；其中以（低）温回火履组织的硬度最高。
7．中碳钢淬火后，再经低温回火后的组织为（回火马氏体），经中温回火后的组织组（回火屈氏体），经高温回火后的组织为（回火索氏体）；淬火高温回火后具有（良好的综合机械）性能。
8．常规加热条件下，亚共析钢随含碳量的增加，其C曲线向（右）移，过共析钢随含碳量的增加其C曲线向（左）移。
碳钢中以（共析）钢的C曲线最靠右。
故其淬透性（最高）。
五、塑性变形
1．常见的金属的塑性变形方式有（滑移）和（孪生）两种类型。
2．滑移是在（分切）力作用下，．晶体中一部分沿着（原子排列最密的）晶面、（原子排列最密的）晶向与晶体的另一部分产生滑动。
3．金属的晶粒愈细小，则金属的强度、硬度愈（高）、塑性韧性愈（好），这种现象称为（细晶）强化。
4．金属随塑性变形程度的增加，其强度、硬度（提高），塑性、韧性（降低），这种现象称为（加工硬化）。
5．再结晶过程是（形核，长大）过程，再结晶前后的金属晶体结构（不变）。
6．钢的锻造温度高于（再结晶）温度，故属于（热）加工。
六、合金钢
1．按用途分，合金钢可分为（结构）钢、（工具）钢、（特殊性能）钢。
2．按合金元素总含量分，合金钢可分为（低合金）钢、（中合金）钢、（高合金）钢。
3.40Cr钢中铬的平均含量约为（1%），GCr9钢中铬的平均含量约为（0.9%）。
4．指出下列钢中碳的平均含量：
35CrMo约为（35%），9SiCr约为（0.9%），W18Cr4V约为（0.7%--0.8%），CrWMn约为（>=1%）。
5．指出下列钢的质量级别：
16Mn为（普通）钢，35SiMn为（优质）钢，20Cr2Ni4A为（高级优质）钢。
6．为了改善钢的切削加工性能，在易切削结构钢中通常加入的合金元素有（硫）、（铅）和（钙）等。
7．写出下列合金钢的名称：
35CrMnMo为（熟锻模）钢，60Si2Mn为（弹簧）钢,GCr15为（滚动轴承）钢。
8．写出下列合金钢的名称：
16Mn为（普通低合金）钢+，Y12为（易切削结构）钢，Cr12MoV为（冷作模具）钢。
9．写出下列各类钢的一个常用钢号：
马氏体不锈钢（1Cr13）合金渗碳钢（20Cr），合金弹簧钢（60Si2Mn）．冷作模具钢（Cr12MoV）
10．写出下列各类钢的一个常用钢号：
普通低合金结构钢（16Mn）调质钢（40Cr），滚动轴承钢（GCr15），耐磨钢（ZGMn13）。
11．写出下列各类钢的一个常用钢号：
高速钢（W18Cr4V），合金调质钢（;40CrNiMo），热作模具钢（5CrMnMo），易切削结构钢（Y12）。
12．写出下列各类钢的一个常用钢号：
奥氏体不锈钢（.1Cr18Ni9）合金渗碳钢（20CrMnTi），合金工具钢（量具、刃具钢）（9SiCr）耐热钢（15CrMo）。
13．60si2Mn钢制载重汽车板簧y其常规热处理为（淬火+中温回火），最终组织为（回火屈氏体），硬度大致为（HRC4'0）。
七、铸铁
1．根据（碳的存在形式）划分，铸铁可分为白口铸铁、灰口铸铁、麻口铸铁；根据（石墨形态）划分，铸铁可分为灰铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁，蠕墨铸铁。
2.铁碳合金为双重相图，即（铁一渗碳体）相图和（铁一石墨）相图。
3．球墨铸铁的生产过程是首先熔化铁水，其成分特点是（高碳、高硅、低硫）；然后在浇注以前进行（球化）和（墨化（孕育））处理，才能获得球墨铸铁。
4．与铸钢相比，普通灰豳铸铁具有以下优异的使用性能：
（减磨性）、（减震性）和（缺口敏感性低），但是（强度、塑性、韧性）差。
5．与碳钢相比，铸铁的化学成分特点是（含碳量大于2.11%）、（高硅、高锰）以及（硫、磷较多）。
6．可锻铸铁的生产过程是首先铸成（白口）铸件，然后再经过（可锻化退火），使其组织中的（大部分渗碳体）转变成为（团絮状石墨）。
判断
一、合金钢及铸铁
l．溶入奥氏体中的所有合金元素，都能降低钢的淬火临界冷却速度。
（V）
2．对调质钢来说，淬透性是主要的热处理工艺性能。
（×）
3．GCr15钢可用于制造精密的零件、量具和冷作模具。
（×）
4．9SiCr钢适宜制造要求热处理变形小、形状复杂的低速薄刃刀具，如板牙、铰刀。
（V）
5．耐磨钢ZGMnl3经水韧处理后，其金相组织是马氏体，因此硬度高、耐磨。
（×）
6．保持量具的高精度，除正确选用材料外，还必须进行淬火、冷处理、低温回火和人工时效处理。
（V）
7.20CrMnTi为合金渗碳钢，42CrMo为合金调质钢，55Si2Mn为合金弹簧钢。
（V）
8．同一牌号的普通灰网铸铁铸件，薄壁和厚壁处的抗拉强度值是相等的。
（×）
9．可锻铸铁由于具有较好的塑性，故可以进行锻造。
（×）
10.普通灰曰铸铁中的碳、硅含量愈高，则强度愈低，铸造性能愈差。
（×）
二、塑性变形
1．金属晶体的滑移是在正应力作周下产生的。
（V）
2，经塑性变形后，．金属的晶粒变细，故金属的强度、硬度升高。
（×）
3．冷变形金属在再结晶过程中会改变英晶体结构。
（×）
4．按照在塑性变形中是否产生组织转变来区分冷加工与热加工。
（×）
5．铸件、锻件、冲压件都可以通过再结晶退火，来消除加工硬化，降低硬度。
（×）
6.退火状态的45、T8、T12A钢的机械性能相比较，45钢塑性最高，T12钢强度最高，T8钢硬度最高。
（×）
三、铁碳相图
1．铁碳合金室温平衡组织均由铁索体与渗碳体两个基本相组成。
（V）
2．珠光体是铁碳合金电的一个常见相。
（×）
3．在平衡态下，各种碳钢及白口铸铁的室温组织组成物不同，故其相组成物也不同。
（×）
4．25钢、45钢、65钢的室温平衡态的组织组成物及相组成物均相。
（×）
5．铁碳合金在共析转变过程中，奥氏体、铁素体及渗碳体三相的化学成分和相对量保持恒定不变。
（×）
6．铁碳合金在共晶转变过程中，奥氏体和渗碳体两相化学成分及相对量都保持不变。
（×）
7．在室温平衡状态下，20、45、T8及T12钢，其含碳量依次增加，故其硬度、强度依次升高，丽塑性、韧性依次降低。
（V）
8．铸铁可铸造成形；钢可锻压成形，但不可铸造成形。
（×）
9．对同类合金来说，其共析体比共晶体组织要细，所以莱氏体比珠光体细。
（×）
四、热处理
1．Acl表示奥氏体向珠光体平衡转变的临界点。
（×）
2．正常热处理条件下，过共析钢随含碳量增加，其过冷奥氏体的稳定性也增加。
（×）
3．临界淬火冷却速度（Vk或Vc）越大，钢的淬透性越高。
（×）
4．退火与正火在工艺上的主要区别是正火的冷却速度大于退火。
（V）
5．球化退火可使过共析钢中严重连续网状二次渗碳体及片状共析渗碳体得以球状化。
（V）
6．为了保证淬硬，碳钢和合金钢都应该在水中淬火。
（V）
7．马氏体的含碳量越高，其正方度a/c也越大。
（V）
8．亚共析钢一，过共析钢，正常淬火后所得马氏体的含碳量均等于钢的含碳量。
（×）
9．回火索氏体具有良好的强韧性，因此它比回火屈氏体的强度、韧性均高。
（×）
10．40钢比40Cr钢的淬透性、淬硬性和回火稳定性均低。
（×）
11．用同一钢料制造的截面不同的两个零件，．在相同条件下进行淬火，小件比大件的淬硬层深，故钢的淬透性好。
（×）
12．碳钢的淬透性低：
因此需在水中淬火，以提高其淬透性。
（×）
13．感应加热表面淬火时厂电辣：
频率越高，淬硬层越深。
（×）
14．钢的表面淬火既能改变钢表面的化学成分，又能改善心部的组织和性能。
（×）
15．渗碳工艺多用于低碳结构钢。
（×）
16．930℃下，碳原子容易渗入钢的表面，是因为在该温度下，钢具有体心立方晶格、溶碳量大。
（×）
五、晶体结构
1．金属具有良好的导电性、导热性、塑性等，是由于金属键造成的。
（V）
2．与面心立方晶格的（111}晶面相比，体心立方晶格的{1lO}晶面上的原予排列比较紧密。
（V）
3．纯铁发生同素异构转变时必然伴随着体积和尺寸的变化。
（V）
4．只要是晶体（单晶体或多晶体），其性能必然呈现各向异性。
（V）
5．不论在什么条件下，金属晶体缺陷总是使金属强度降低。
（×）
6．工业上常用的金属，其中原子排列是完整的、规则的，晶格位向也是完全一致的。
（×）
7．面心立方晶格中原子排列最密的晶面是．[110），原子排列最密的晶向是<111>。
（V）
8．位错是晶体中常见的缺陷，在常见的工业金属中位错密度愈小，其强度愈高。
（×）
9．在金属结晶过程中，晶体成长常以树枝状方式进行的，但结晶以后一般情况下看不到树枝状晶体。
（×）
10.对于金属来说，冷却曲线上的水平台就是该金属的理论结晶温度。
（V）
l1.金属的晶粒愈细小，则其强度、硬度愈高，塑性、韧性愈低。
（×）
12．工业金属大多为单晶体。
（×）
六、合金
1．只要组成合金的两组元的原子直径差达到一定值，便可形成无限圆溶体。
（×）
2．金属化合物都遵守原予价规律，其成分固定并可用化学式表示。
（×）
3．间隙固溶体的机械性能和间隙化合物的机械性能是相似的。
（×）
4．由固溶体（基体）和金属化合物（第二相）构成的合金，适量的金属化合物在合金中起强化相作用。
（V）
5．金属化合物以细小粒或片状均匀分布在固溶体中会使强度提高，化合物愈细小、分布愈均匀其强度愈高，这种现象称细晶强化。
（V）
6．与固溶体相比，金属化合物具有高硬度、低塑性。
（V）
7．形成圆溶体合金的结晶过程是在一定温度范围进行的，．结晶温度范围愈大，铸造性能愈好。
（×）
8．同一种囤相，它的初生相和次生相在化学成分、晶体结构上是不同的。
（×）
选择
一、塑性变形
1．欲使冷变形金属的硬度降低塑性提高，应进行（B）。
A，去应力退火B再结晶遐火C，完全退火D，重结晶退火
2.实测的晶体滑移需要的临界分切应力值比理论计算的小，这说明晶体滑移机制是（B）。
A，滑移面的刚性移动、B位错在滑移面上运动C空位、间隙原予迁移D晶界迁移
3．疲劳强度是表示材抵抗（B）破坏的能力。
A，冲击力B变应力C，压力D内应力
4．为满足钢材切削加工要求，一般要将其硬度范围处理到（A）左右。
A200HBS（HB200）:
B,HRC35C,HRB30D,HRA60
5．冷变形是在（C）进行的塑性变形：
A、室溢B、再结晶温度以上C再结晶温度以下D、零度以下
6．用金属板冲压杯状零件，出现明显的‘制耳’现象，这说明金属板中存在着（A）
A形变织构B，位错密度太高.C，过多的亚晶粒D，流线（纤维组织）
7，为了提高零件的机械性能，通常将热轧圆钢中的流线（纤维组织）通过（C）o
A，热处理消除B，切削来切断C锻造使其分布合理D，锻造来消除
二、铁碳相图
1.铁素体体是碳在a-Fe中的（A）固溶体
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