工程材料与热加工复习资料
工程材料与热加工
复习资料
第1章材料的力学性能
一、选择题
1．金属材料在静载荷作用下，抵抗变形和破坏的能力称为__C____。
A. 塑性
B. 硬度
C. 强度
D. 弹性
2．在测量薄片工件的硬度时，常用的硬度测试方法的表示符号是___C___。
A. HBS
B. HRC
C. HV
D. HBW
3．做疲劳试验时，试样承受的载荷为__B_____。
A. 静载荷
B. 交变载荷
C. 冲击载荷
D. 动载荷
二、填空题
1．金属塑性的指标主要有断后伸长率和断面收缩率两种。
2．金属的性能包括物理性能、化学性能、工艺性能和力学性能。
3．常用测定硬度的方法有压入法、刻划法和回跳法测试法。
4．材料的工艺性能包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性、热处理性等。5．零件的疲劳失效过程可分为疲劳裂纹产生、疲劳裂纹扩展、瞬时断裂三个阶段。三、判断题
1．用布氏硬度测试法测量硬度时，压头为钢球，用符号HBS表示。( √) 2．材料的断裂韧度大于材料的应力场强度因子的，材料的宏观裂纹就会扩展而导致材料的断裂。( ×)
四、概念及思考题
1．硬度，硬度的表示方法。
答：（1）硬度：材料在表面局部体积内抵抗变形（特别是塑性变形）、压痕或刻痕的能力；（2）硬度的表示方法：①布氏硬度：HBS(钢头：淬火钢球)或HBW（钢头：硬质合金球）②洛氏硬度：HR ③维氏硬度:HV
2．韧性，冲击韧性。3．疲劳断裂4．提高疲劳强度的途径。
第2章金属的晶体结构与结晶
一、名词解释
晶体：是指原子（离子、分子）在三维空间有规则地周期性重复排列的物体；
晶格：是指原子（离子、分子）在空间无规则排列的物体；
晶胞：通常只从晶格中选取一个能完全反应晶格特征的、最小的几何单元来分析晶体中原子的排列规律，这个最小的几何单元成为晶胞；
晶粒：多晶体中每个外形不规则的小晶体；
晶界：晶粒与晶粒间的界面；
共晶转变：在一定温度下，由一定成分的液相同时结晶出成分一定的两个固相的过程；
结晶：原子从排列不规则的液态转变为排列规则的晶态的过程。
二、问答题
1．金属中常见的晶体结构有哪几种？
答：（1）体心立方晶格（2）面心立方晶格（3）密排六方晶格
2．实际晶体的晶体缺陷有哪几种类型？
答：（1）点缺陷（2）线缺陷(3)面缺陷
3．固溶体的类型有哪几种?
答：（1）间隙固溶体（2）置换固溶体
4．纯金属的结晶是由哪两个基本过程组成的?
答：（1）晶核的形成（2）晶核的长大
5．何谓过冷现象和过冷度? 过冷度与冷却速度有何关系？
答：（1）过冷现象：金属的实际结晶温度低于理论结晶温度；
过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度的差；
（2）结晶时冷却速度越大，过冷度就越大，金属的实际结晶温度就越低。
6．晶粒大小对金属的力学性能有何影响? 细化晶粒的常用方法有哪几种?
答：（1）一般情况下，晶粒越细，金属的强度、塑性和韧性就越好；
（2）①增加过冷度②变质处理③振动或搅拌
7．什么是共析转变？共晶转变与共析转变有何异同？
答：（1）共析转变：在恒定的温度下，由一个特定成分的固相同时分解成两个成分和结构均不同的新固相的转变
（2）①共晶反应母相是液相，而共析反应的是固相；②共析反应较共晶反应需要更大的过冷度：③共析反应常出现母相与子相的比容不同而产生容积的变化，从而引起大的内应力。
第3章铁碳合金状态图（重点熟悉铁碳合金状态图）
一、名词解释
1．同素异构转变：金属在固态下随温度的改变，由一种晶格转变为另一种晶格的现象2.铁素体（F）：铁素体是碳在α-Fe中形成的间隙固溶体，体心立方晶格。性能与纯铁相近，塑性、韧性好，强度、硬度低。它在钢中一般呈块状或片状。
奥氏体（A）：奥氏体是碳在γ-Fe中形成的间隙固溶体，面心立方晶格。因其晶格间隙尺寸较大，故碳在γ-Fe中的溶解度较大，有很好的塑性。
渗碳体（Fe
C）：铁和碳相互作用形成的具有复杂晶格的间隙化合物。渗碳体具有很高的
3
硬度，但塑性很差，延伸率接近于零。在钢中以片状存在或网络状存在于晶界。在莱氏体中为连续的基体，有时呈鱼骨状。
珠光体（P）：由铁素体和渗碳体组成的机械混合物。铁素体和渗碳体呈层片状。珠光体有较高的强度和硬度，但塑性较差。
莱氏体（Ld）：由奥氏体和渗碳体组成的机械混合物。莱氏体中，渗碳体是连续分布的相，奥氏体呈颗粒状分布在渗碳体基体上。由于渗碳体很脆，所以莱氏体是塑性很差的组织。
二、填空题
1．珠光体是由铁素体和渗碳体组成的机械混合物共析组织)。
2．莱氏体是由奥氏体和渗碳体组成的机械混合物(共晶组织)。
3．奥氏体在1148℃时碳的质量分数可达2.11%，在727℃时碳的质量分数为0.77%。
4. 根据室温组织的不同，钢可分为亚共析钢、共析钢和过共析钢。．共析钢的室温
组织为珠光体；亚共析钢的室温组织为铁素体+珠光体；过共析钢的室温组织为珠光
体+Fe
3C
Ⅱ
。
6．碳的质量分数为0.77%的铁碳合金称为共析钢，其奥氏体冷却到S点(727℃)时会发生共析转变，从奥氏体中同时析出铁素体和渗碳体的混合物，称为珠光体。
7．奥氏体和渗碳体组成的共晶产物称为莱氏体，其碳的质量分数为6.69%。
8．亚共晶白口铸铁碳的质量分数为2.11%~4.3%，其室温组织为P+Fe3CⅡ+Ld‘。
9．过共晶白口铸铁碳的质量分数为4.3%~6.69%，其室温组织为Ld’+Fe3CⅠ。
10．过共析钢碳的质量分数为0.77%~2.11%，其室温组织为P+Fe3CⅡ。
11．亚共析钢碳的质量分数为0.0218%~0.77%，其室温组织为F+P。
三、选择题
1．铁素体为____A____晶格，奥氏体为__B_____晶格。
A. 体心立方
B. 面心立方
C. 密排六方
D. 复杂的
2．Fe-Fe3C状态图上的ES线，用代号__B____表示，PSK线用代号__A___表示。
A. A1
B. A cm
C. A3
3．Fe-Fe3C状态图上的共析线是____C______，共晶线是____A_____。
A. ECF线
B. ACD线
C. PSK线
四、判断题
1．金属化合物的特性是硬而脆，莱氏体的性能也是硬而脆，故莱氏体属于金属化合物。( ×) 2．渗碳体中碳的质量分数为6.69%。( √) 3．Fe-Fe3C状态图中，A3温度是随碳的质量分数增加而上升的。( ×) 4．碳溶于α-Fe中所形成的间隙固溶体称为奥氏体。( ×)
第4章钢的热处理（重点掌握C曲线中各区域和温度点的意义）
1．何谓钢的热处理？常用的热处理工艺有哪些？
答：（1）将固态金属或合金采用适当的方式进行加热、保温和冷却，以获得所需要的组织与性能的工艺。（2）①整体热处理：退火、正火、淬火和回火;②表面热处理:感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火和激光加热表面淬火；③化学热处理：渗碳、渗氮、碳氮共渗等
2．简述共析钢加热时奥氏体形成的过程。
答：共析钢加热时奥氏体的形成过程可分为以下4个阶段：①奥氏体晶核的形成②奥氏体的长大③残余渗碳体的溶解④奥氏体成分的均匀化
3．为什么要控制奥氏体晶粒大小？如何控制奥氏体晶粒的大小？
答：（1）奥氏体晶粒的大小将影响冷却形成后钢的组织和性能（2）①钢在加热过程中，加热温度和保温时间必须限制在一定的范围内，以获得更细小而均匀的奥氏体晶粒；②快速加热和短时间保温
4．解释下列名词：
?(1) 索氏体、托氏体、贝氏体、马氏体；
索氏体：在650~600℃温度范围内形成层片较细的珠光体。
托氏体：在600~550℃温度范围内形成片层极细的珠光体。
贝氏体：在含碳量过饱和的α相基体上弥散分布的细小的碳化物亚稳组织；
马氏体：奥氏体以大于ν
c 的冷却速度冷却时，过冷奥氏体直接冷却到M
s
线以下，
奥氏体就转变为了马氏体。
?(2) 过冷奥氏体、残余奥氏体；
过冷奥氏体：当温度降到A
1
以下的时候，处于过冷状态的奥氏体
残余奥氏体：M
f
转变结束后剩余的奥氏体。
?
?(3) 退火、正火、淬火、回火、表面淬火；
退火：将钢加热到适当的温度后，保温一定的时间，然后缓慢冷却，以获得近似平衡组织的热处理工艺；
正火：将工件加热到A
Cc3或A
Ccm
以上30~50℃，保温一定时间后从炉中取出在空气中冷却
的热处理工艺。
淬火：将钢加热到临界温度以上的适当温度，经保温后，以大于该钢的淬火临界冷却速度进行冷却，以获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺。
回火：将淬火钢重新加热到A
1
以下某一温度，保温后冷却到室温的热处理工艺。
表面淬火：通过对零件表面的快速加热，使其很快达到淬火温度，在热量尚未充分传到心部时立即进行淬火。
?(4)淬透性、淬硬性；
淬透性：钢在淬火后获得淬硬层深度大小的能力。
淬硬性：钢在淬火后获得最高硬度的能力。
?
5．珠光体类型组织有哪几种？它们的形成条件和性能方面有何特点？
答：（1）三种。分别是珠光体、索氏体和屈氏体。
（2）珠光体:是A
1
至650℃之间范围内等温转变所获得的粗层片状的渗碳体和铁素体构成的共析体；
索氏体：是在650~600℃温度之间等温转变所得的层片较细的珠光体。
屈氏体：是在600~550℃温度范围内形等温转变所获得的更细的层片状珠光体。
珠光体片间距越小，相界面积越多，塑性变形的抗力越大，即强度、硬度越高，同时，塑性和韧性也有所改善。
6．简述贝氏体的性能特点。
答：上贝氏体：强度、硬度较高，较易引起脆断；
下贝氏体：强度、硬度、塑性和韧性均高于上贝氏体，具有良好的综合力学性能7．生产中常用的退火方法有哪几种？各适用于什么场合？
答：（1）生产上常用的退火操作有完全退火、等温退火、球化退火、扩散退火和去应力退火。
（2）①完全退火和等温退火用于亚共析钢成分的碳钢和合金钢的铸件、锻件及热轧型材；有时也用于焊接结构。②球化退火主要用于共析或过共析成分的碳钢及合金钢。③扩散退火主要用于合金钢铸锭和铸件；④去应力退火主要用于消除铸件、锻件、焊接件、冷冲压件（或冷拔件）及机加工的残余内应力。
8．举例说明钢的淬透性、淬硬深度和淬硬性三者之间的区别。
9．回火的目的是什么？淬火钢在回火过程中显微组织发生哪些变化?
答：（1）回火的目的是降低淬火钢的脆性，减少或消除内应力，使组织趋于稳定并获得所需要的性能。（2）①马氏体的分解（200℃以下）②残余奥氏体的转变（200~300℃）
③碳化物的转变（300~450℃）④渗碳体的长大和铁素体的再结晶（450℃-A
）
c1 10．什么叫回火脆性？生产中如何防止回火脆性?
答：（1）回火脆性：在某些温度范围内回火时，钢的韧性不仅没有提高，反而显著下降的脆化现象；（2）第一类回火脆性不可避免，只能在第二回火脆性中采取措施防止，即提高钢的纯度；小截面工件回火后采用快冷（油冷或水冷）；大截面工件加入一定量的钨和钼。
11．以下说法是否正确。
(1) 钢的淬火冷却速度愈快，所获得的硬度愈高，淬透性也愈好。（×）
(2) 钢的合金元素越多，淬火后的硬度越高。（×）
(3) 淬火钢回火后的性能主要取决于回火后的冷却速度。（×）
12．何谓表面热处理？表面淬火的目的是什么? 常用的表面淬火有哪几种？
（1）表面热处理：仅对工件表层进行热处理，以改变表层组织和性能的工艺。
（2）表面淬火的目的是使工件表层得到强化，使它具有较高的强度，硬度，耐磨性及疲劳极限，而心部为了能承受冲击载荷的作用，应具备足够的塑性与韧性。
（3）常用的表面淬火方法有：1.感应加热表面淬火；2.火焰加热表面淬火3.激光加热表面热处理；4.电接触加热表面热处理。
13．渗碳的主要目的是什么？
答：主要目的：为了使零件表面具有高的硬度、耐磨性和耐疲劳性，以及心部具有较高的塑性、韧性和足够的强度。
14．渗氮后的性能特点是什么？
答：钢渗氮后可以获得极高的硬度、高的耐磨性、高的疲劳强度、一定的耐腐蚀性和抗热性以及热处理变形小等性能特点
第5章工业用钢
一、杂质元素与合金元素在钢中的作用
二、钢的分类
三、指出下列各钢牌号的名称及各符号的含义
08 45 65Mn T12A ZG230-450 Q235A Q345 40Cr 20CrMnTi 60Si2Mn GCr9 CrWMn 9SiCr Cr12MoV W6Mo5Cr4V2 3Cr2Mo 1Cr13 0Cr19Ni9
4Cr9Si2 ZGMn13
3．含碳量对钢的性能影响很大，低碳钢、中碳钢和高碳钢的含碳量分别为w c≤0.25%、
w
c =0.25%~0.60%、w
c
＞0.60%。
4．钢中常存的杂质元素为锰、硅、硫、磷，钢的质量等级主要以含硫量和含磷量的
多少划分。
5．合金钢按主要用途可分为工程结构用工具钢、机械结构用工具钢、合金工具钢三大类。
五、问答题
1. 合金元素在钢中的存在形式有哪些？
答：（1）固溶体（2）金属化合物
2. 刃具钢有哪些类型；高速钢的主要性能要求是什么？
答：（1）①碳素工具钢②低合金刃具钢③高速工具钢
（2）①红硬性高②硬度和耐磨性高
③淬透性优良④高速钢强度比碳素工具钢高30%~50%
5. 模具钢有哪些类型；冷作模具钢和热作模具钢的性能要求有什么不同？
答：（1）冷作模具钢；热做模具钢；塑料模具钢
（2）冷作模具钢较刃具钢需要更高的耐磨性、更高的强韧性，而且要求淬透性高，热处理变形应尽可能小。
热作模具钢的性能要求：①良好的综合力学性能②高的热疲劳抗力和耐磨性③淬透性高④导热性好，减少热应力并避免行腔表面温度过高。
第6章铸铁
一、填空题
1．铸铁与钢相比，具有铸造性能好、减摩性能好、缺口敏感性低、耐磨性能好和价格低廉等优点。
2．碳在铸铁中主要有游离化合物和石墨_两种存在形式。
3．影响石墨化的因素是化学成分和冷却速度。
四、简答题
1．什么是铸铁? 它与钢相比有什么优点?
答：（1）铸铁：是指一系列主要由铁、碳和硅组成的合金的总称；（2）铸造性能、减摩性能、吸振性能和切削加工性好，缺口敏感性低，铸件生产工艺简单、价格低廉，经合金化后还具有良好的耐热性和耐腐蚀性等
2．白口铸铁、麻口铸铁、灰口铸铁的概念。
答：白口铸铁：指碳主要是以游离碳化物形式出现的铸铁，断口呈白色；
麻口铸铁：指碳部分以游离碳化物、部分以石墨形式出现的铸铁，断口呈灰白相间；
灰口铸铁：指碳主要是以石墨形式出现的铸铁，断口呈灰色，
3．灰口铸铁有哪些类型。
答：（1）灰口铸铁（2）可锻铸铁（3）球墨铸铁（3）蠕墨铸铁
4．影响铸铁石墨化的因素有哪些?
答：（1）化学成分（2）冷却速度
5．球墨铸铁与相同基体的灰铸铁相比，其突出性能特点是什么?
答：（1）其突出的性能特点是：具有高的强度和良好的塑性与韧性；（2）还具有灰铸铁的减震性、减摩性和小的缺口敏感性等优良性能。
6．下列牌号各表示什么铸铁? 牌号中的数字表示什么意义?
(1) HT250：表示灰口铸铁，最低抗拉强度是250MPa;
(2) QT700-2:表示球墨铸铁，最低抗拉强度为700MPa，最低断后伸长率为2%；
(3) KTH330-08：表示黑心可锻铸铁，最低抗拉强度为330MPa，最低断后伸长率为
8%；
(4) KTZ450-06：表示珠光体可锻铸铁，最低抗拉强度为450MPa，最低断后伸长率
为6%；
(5) RuT420：表示蠕墨铸铁，最低抗拉强度为420MPa 。
第7章非铁金属
一、填空题
1．白铜是铜和镍金属组成的的合金。
2．青铜是除____锌_____和____镍_____元素以外，铜和其它元素组成的合金。
3、目前常用的滑动轴承合金组织有软基体硬质点组织和硬基体软质点组织两大类。
4．通用硬质合金又称___万能硬质合金___。在钨钴类硬质合金中，碳化钨的含量越多，钴的含量越少，则合金的硬度、红硬性及耐磨性越___高__，但强度和韧性越___低___
三、问答题
1．铝合金分为那两大类，变形铝合金有哪4类，常用的铸造铝合金有哪些类型。
答：（1）变形铝合金和铸造铝合金（2）变形铝合金分为：防锈铝合金、硬铝合金、超硬铝合金和锻铝合金（3）常用的铸造铝合金有：铝硅铸造合金、铝铜铸造合金、铝镁铸造合金和铝锌铸造合金
2．铜按化学成分分为哪3大类，铜合金牌号的表示方法。H62、QSn4-3、
ZCuSn10P1的含义。
答：（1）同按化学成分可分为：黄铜、青铜及白铜
（2）加工铜合金：
①加工黄铜：汉字+数字②加工青铜：“Q”+第一主加化学元素符号及含量+其他合
金元素含量
铸造铜合金：“Z”+铜元素化学符号+主加元素的化学符号及含量+其它合金元素符号及含量
（3）H62：表示质量分数为62%、余量为锌的加工黄铜；
QSn4-3：表示w
sn =4%、其他合金元素w
Zn
=3%、余量为铜的加工锡青铜。
ZcuSn10P1:表示锡含量为10%、含磷量为1%、余量为铜的铸造锡青铜
3．滑动轴承合金应具有怎样的性能和理想组织？
答：（1）应具有的性能：①良好的磨合性及较低的摩察系数：②足够的抗压强度、疲劳强度；③好的耐磨性；④足够的塑性和韧性；⑤良好的耐腐蚀性、导热性和小的热膨胀系数；⑥好的铸造性能。（2）应具有的理想组织：软基体硬质点组织和硬基体软质点组织
4．制作刃具的硬质合金材料有哪些类别？常用硬质合金刃具的牌号。
答：①钨钴类硬质合金（YG+w
Co ）②钨钴钛类硬质合金(YT+w
TiC
) ③通用硬质合金(YW+顺序号)
第9章铸造
一、名词解释
1. 铸造
2. 砂型铸造
3. 浇注系统
4. 流动性 4. 收缩性
5.分型面
6.起模斜度
二、填空题
1．收缩的三个阶段：液态收缩、凝固收缩、固态收缩。
2．型砂和芯砂主要由__砂__、粘结剂_和__水___组成。
3．造型材料应具备的性能有塑性、耐火性、透气性、退让性、溃散性等。
4．手工造型方法有：整模造型、分模造型、挖砂造型、假箱造型、活块造型、三箱造型和刮板造型等。
5．浇注系统由浇口杯、直浇道、横浇道、和内浇道组成。
三、问答题
1．铸造生产有哪些优缺点?
答：（1）较高的适应性；（2）具有良好的经济性；（3）铸件力学性能较差，质量不稳定。
2．选择铸件分型面时，应考虑哪些原则?
答：(1)应减少分型面的数量，最好使得铸件位于下型中；
(2)尽量采用平直面作为分型面，少采用曲面作为分型面
(3)尽量使铸件的主要加工面和加工基准面位于同一个沙箱中
(4)分型面一般都取在铸件的最大截面处，充分利用沙箱的高度，不要使模样在一箱
内过高。
3. 铸件上产生缩孔的根本原因是什么? 顺序凝固为什么能避免缩孔缺陷？
答：（1）金属的收缩（2）顺序凝固是指铸件按“薄壁→厚壁→冒口”的顺序进行凝固的过程。按照这个凝固顺序，使铸件各个部位均能得到金属液的充分补缩，最后将缩孔转移到冒口之中，即可得到无缩孔的致密铸件。
4. 冒口和冷铁有什么作用？如何设置冒口和冷铁？
答：（1）冒口是用以贮存补缩金属液的空腔；冷铁是用铸铁、钢或铜等金属材料制成的，用增大铸件局部冷却速度的激冷物；（2）①冒口的尺寸应保证冒口中的金属液比铸件需要补偿部位的凝固得晚，并有足够量的金属液；②冒口的数目应根据有效补缩距离和铸件上需要补缩部位的多少而定；③为增大冒口的有效补偿距离L，常与冷铁配合用，或采用补贴工艺。
第10章锻压
一、名词解释
1.冷变形强化
2. 再结晶 5. 可锻性 6. 锻造流线7. 锻造比
二、填空题
1．塑性与变形抗力是衡量锻造性优劣的两个主要指标，塑性愈高，变形抗力愈小，金属的可锻性就愈好。
２．随着金属冷变形程度的增加，材料的强度和硬度升高，塑料和韧性下降，使金属的可锻性变差。
３．金属塑性变形过程的实质就是位错面沿着滑移面运动的过程。随着变形程度的增加，位错密度增大，塑性变形抗力下降。
４．模锻分为：锤上模锻、胎模锻造。
三、判断题
1．细晶粒组织的可锻性优于粗晶粒组织。( √) 2．非合金钢(碳素钢)中碳的质量分数愈低，可锻性就愈差。( ×) 3．零件工作时的切应力应与锻造流线方向一致。( ×) 4．常温下进行的变形为冷变形，加热后进行的变形为热变形。( ×) 5．因锻造之前进行了加热，所以任何材料均可以进行锻造。( ×) 四、简答题
1．锻压加工的特点
答：（1）能够改善金属的内部组织，提高金属的力学能；（2）可以节约金属材料和机械加工工时，提高材料的利用率；（3）成本较高
2．为什么要“趁热打铁”？
答：金属材料的强度与温度有关，温度越高强度越低，所以锻造时要在高温下进行，温度低了，变形抗力太大，不容易产生塑性变形
3．冷变形强化对锻压加工有何影响？如何消除？
答：（1）冷变形强化会使金属材料的强度和硬度提高，但塑性、韧性则会下降
（2）可采用热处理予以消除
4．试比较自由锻、锤上模锻、胎模锻造的优缺点。
答：与自由锻相比，模锻件尺寸精度高，机械加工含量小。锻件的纤维组织分布更为合理。可进一步提高零件的使用寿命，模锻生产率高，操作简单，容易实现机械化和自动化。但设备投资大，锻模成本高，生产准备周期长，且模锻件的重量受模锻设备吨位的限制，因而适用于中、小型锻件（一般小于150kg）的成批和大量生产。
第11章焊接
1．焊接分为哪三大类？
（1）熔化焊接（2）压力焊接（3）钎接
2．手工电弧焊的工艺特点
答：优点：
（1）工艺灵活、适应性强；（2）接头质量好；（3）设备简单、操作方便；（4）
易于通过工艺调整来控制焊接变形和改善应力
缺点：
（1）对焊工要求高（2）工人劳动条件差（3）生产率低
3．焊条由药皮和焊芯两部分组成。
4．焊接电弧包括阳极区、阴极区和弧柱区三部分。
5．按焊条熔渣的碱度，可以将焊条分为酸性焊条和碱性焊条两大类。
6．焊接电源的种类：电源有交流和直流两类。
7．按照钎料的熔点不同，可以将钎焊分为硬钎焊和软钎焊两类。
、氩气)。
8．气体保护焊的保护气体有：(CO
2
9．常用的电阻焊方法有：(a) 对焊；(b) 点焊；(c) 缝焊
机械工程材料及热加工工艺试题及答案
一、名词解释： １、固溶强化：固溶体溶入溶质后强度、硬度提高，塑性韧性下降现象。 ２、加工硬化：金属塑性变形后，强度硬度提高的现象。 ２、合金强化：在钢液中有选择地加入合金元素，提高材料强度和硬度 ４、热处理：钢在固态下通过加热、保温、冷却改变钢的组织结构从而获得所需性能的一种工艺。５、细晶强化：晶粒尺寸通过细化处理，使得金属强度提高的方法。 二、选择适宜材料并说明常用的热处理方法 三、（20分）车床主轴要求轴颈部位硬度为HRC54—58，其余地方为HRC20—25，其加工路线为：
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
工程材料复习资料
二、合金相图自主测试 二、判断题（本大题共37小题，每小题1分，共37分） 1. 在铁碳合金平衡结晶过程中，只有碳质量分数为4.3％的铁碳合金才能发生共晶反应。【X】 2. 合金元素在固态下彼此相互溶解或部分地溶解，而形成成分和性能均匀的固态合金称为金属化合物。【X】 3. 铁素体是碳溶解在α-Fe中所形成的置换固溶体。【X】 4. 铁素体是碳溶解在γ-Fe中所形成的间隙固溶体。【X】 5. 渗碳体是一种不稳定化合物，容易分解成铁和石墨。【X】 6. GS线表示由奥氏体冷却时析出铁素体的开始线，通称Acm线。【X】 7. 奥氏体是碳溶解在γ-Fe中所形成的间隙固溶体。【 】 8. ES线是碳在奥氏体中的溶解度变化曲线，通称Acm线。【 】 9. ES线是碳在奥氏体中的溶解度变化曲线，通称A1线。【X】 10. 奥氏体是碳溶解在γ-Fe中所形成的置换固溶体。【X】 11. 在Fe-Fe3C相图中的ES线是碳在奥氏体中的溶解度变化曲线，通常称为A3线。【X】 12. 共析钢结晶的过程是：L—L+A—A—P。【 】 13. GS线表示由奥氏体冷却时析出铁素体的开始线，通称A1线。【X】 14. 铸铁在室温下的相组成物是铁素体和渗碳体。【 】 15. 铁素体是碳溶解在α-Fe中所形成的间隙固溶体。【 】 16. 过共析钢缓冷到室温时，其平衡组织由铁素体和二次渗碳体组成。【X】 17. 过共析钢缓冷到室温时，其平衡组织由珠光体和二次渗碳体组成。【 】 18. 奥氏体是碳溶解在α-Fe中所形成的间隙固溶体。【X】 19. ES线表示由奥氏体冷却时析出铁素体的开始线，通称Acm线。【X】 20. GS线表示由奥氏体冷却时析出铁素体的开始线，通称A3线。【 】 21. 金属化合物的性能特点时硬度高，熔点低、脆性大。【X】 22. 在亚共析钢平衡组织中，随含碳量的增加，则珠光体量增加，而二次渗碳体量在减少【X】 23. 合金中各组成元素的原子按一定比例相互作用而生成的一种新的具有金属特性的物质称为固溶体。【X】 24. 在铁碳合金平衡结晶过程中，只有碳质量分数为0.77％的铁碳合金才能发生共析反应。【X】 25. 在亚共析钢中含碳量越多，则其组织中的珠光体量减少，而铁素体量在增多。【X】 26. 铁碳合金的室温的相组成为铁素体和渗碳体。【 】 27. 在过共析钢中含碳量越多，则其组织中的珠光体量减少，而铁素体量在增多。【X】 28. 一个合金的室温组织为α+ βⅡ+ (α+ β)，它由三相组成。【X】 29. 亚共析钢的冷却转变过程是：L→L+A→A→A+Fe3CⅡ→P+ Fe3CⅡ【X】 30. 45钢冷却过程中组织转变是：L→L+A→A→A+F→P+ F 【 】 31. 过共析钢结晶的过程是：L—→L+A—→A—→A+Fe3CⅡ—→P+ Fe3CⅡ。【 】 32. T12钢冷却过程中组织转变是：L—→L+A—→A—→A+Fe3CⅡ—→P+ Fe3CⅡ. 【 】 33. 莱氏体的含碳量为6.69％。【X】 34. 珠光体的含碳量为0.77％。【 】 35. 珠光体的含碳量为6.69％。【X】 36. 铁素体是碳在γ- Fe 中的间隙固溶体。【X】 37. 亚共析钢缓冷到室温时，其平衡组织由铁素体和二次渗碳体组成。【X】 三、实验题（本大题共2小题，每小题15分，共30分）
土木工程材料复习资料(全)
一.名词解释： 1.密度、表观密度、体积密度、堆积密度； 2.亲水性、憎水性； 3.吸水率、含水率； 4.耐水性、软化系数； 5.抗渗性； 6.抗冻性； 7.强度等级、比强度； 8.弹性、塑性； 9.脆性、韧性；10.热容量、导热性；11.耐燃性、耐火性；12.耐久性 二.填空题 1．材料的吸水性、耐水性、抗渗性、抗冻性、导热性分别用吸水率、软化系数、抗渗等级或抗渗系数、抗冻等级和导热系数表示。 2．当材料的孔隙率一定时，孔隙尺寸越小，材料的强度越高，保温性能越差，耐久性越好。 3．选用墙体材料时，应选择导热系数较小、热容量较大的材料，才能使室内尽可能冬暖夏凉。 4．材料受水作用，将会对其质量、强度、保温性能、抗冻性能及体积等性能产生不良影响。 5．材料的孔隙率较大时（假定均为开口孔），则材料的表观密度较小、强度较低、吸水率较高、抗渗性较差、抗冻性较差、导热性较差、吸声性较好。 6．材料的软化系数愈大表明材料的耐水性愈好。软化系数大于0.85 的材料被认为是耐水的。 7．评价材料是否轻质高强的指标为比强度，它等于抗压强度于体积密度的比值，其值越大，表明材料质轻高强。 8．无机非金属材料一般均属于脆性材料，最宜承受静压力。 9．材料的弹性模量反映了材料抵抗变形的能力。 10．材料的吸水率主要取决于孔隙率及空隙特征，孔隙率较大，且具有细微而又连通孔隙的材料其吸水率往往较大。 11．材料的耐燃性按耐火要求规定分为不燃材料、难燃材料和易燃材料类。材料在高温作用下会发生热变质和热变形两种性质的 变化而影响其正常使用。 12．材料在使用环境中，除受荷载作用外，还会受到物理作用、化学作用和生物作用等周围自然因素的作用而影响其耐久性。 13．材料强度试验值要受试验时试件的形状、尺寸、表面状态、含水率、加荷速度 和温度等的影响。 14．对材料结构的研究，通常可分为宏观、细观和微观三个结构层次 三.选择题（单选或多选） 1.含水率4%的砂100克，其中干砂重 C 克。 A. 96 B. 95.5 C. 96.15 D 97 2.建筑上为使温度稳定，并节约能源，应选用 C 的材料。 A.导热系数和热容量均小 B.导热系数和热容量均大 C.导热系数小而热容量大 D.导热系数大而热容量小 3.对于组成相同具有下列不同特性的材料一般应有怎样的孔隙结构（均同种材料）：⑴强度较高的应是BDF ；⑵吸水率小的应是BD ；⑶抗冻性好的应是BDF ；⑷
工程材料及热加工复习重点
第一章材料的性能及应用意义 1．使用性能、工艺性能（P．6） 2．力学性能（P．7）3．强度、屈服强度、抗拉强度（P．7）4．刚度，影响因素（P．9）5．塑性（P．11） 6．硬度：概念、优缺点。为什么一般工程图样上常标注材料的硬度，作为零件检验和验收的主要依据？（P．11） 7．硬度测试方法有哪几种？布氏、洛氏、维氏硬度的具体选择方法。（P．11）硬度测试有压入法和刻划法两大类。 8．冲击韧性（P．13）9．疲劳（P．15）10．磨损（P．17）11．工艺性能（P．21） 第二章材料的结构 1．晶体、非晶体（P．26）2．各向异性（P．27）3．典型晶体结构（P．28）4．晶体缺陷：点、线、面（P．30）
第三章材料的凝固与结晶组织 1．凝固、结晶（P．35）2．过冷、过冷度、过冷度与结晶速度的关系（P．36）3．结晶过程：形核与长大（P．37）4．变质处理、原因、机理（P．39）5．同素异构转变（P．40）6．合金、相（P．40）7．合金相结构（P．40）8．固溶体、固溶强化：原因（P．41）9．金属化合物：与固溶体相比有哪些性能特点（P．42）10．匀晶相图、匀晶转变（P．45）11．共晶转变、杠杆定律（P．47）12．共析转变（P．50） 第四章材料的变形断裂与强化机制 1．塑性转变、滑移（P．55）2．细晶强化：原因（P．58）3．冷塑性变形时的组织变化（P．58）4．加工硬化：原因（P．60）5．回复：现象、结果、性能变化（P．61）6．再结晶：现象、结果、性能变化（P．62）7．再结晶温度（P．62）
8．热加工、冷加工：区别（P．64）9．金属强化机制：四种（P．68） 第五章铁碳合金相图及应用 1．铁素体、奥氏体、渗碳体：特性（P．72）2．铁碳合金相图：关键点、线的温度与成分（P．73）3．铁碳合金分类（P．75）4．共析钢、亚共析钢、过共析钢的碳含量和室温组织（P．77）5．力学性能变化（P．82） 第六章钢的热处理 1．热处理工艺、三个阶段（P．85）2．相变点、A1、A3、A cm（P．85）3．共析钢奥氏体化过程（P．86）4．影响奥氏体形成的因素（P．87）5．晶粒度、起始晶粒度、实际晶粒度、（P．88）6．连续冷却、等温冷却（P．90）7．过冷奥氏体、过冷奥氏体等温转变曲线（P．90）8．过冷奥氏体等温转变的组织与性能：三大类（P．91）9．珠光体转变：产物、影响因素、片层间距对性能的影响（P．91）10．贝氏体：半扩散型、上下贝氏体形貌特征、性能特点、原因（P．92） 11．马氏体：两类马氏体形貌特征、性能特点、强化原因（为什么成分不变而强度提高）、亚结构、转变特点、残余奥氏体、冷处理（P．93） 12．影响奥氏体等温转变的因素（P．96）
工程材料复习资料
第一章材料得性能及应用意义 变形:材料在外力作用下产生形状与尺寸得变化。 强度:材料在外力作用下对变形与断裂得抵抗能力。（对塑性变形得抗力） 比例极限（Qp） 弹性极限2 e） 屈服点或屈服强度（os. 0 0. 2） 抗拉强度2 b） 比强度:各种强度指标与材料密度之比。 屈强比:材料屈服强度与抗拉强度之比。 塑性:指材料在外力作用下产生塑性变形而不破坏得能力，即材料断裂前得塑性变形得能力。硬度:反映材料软硬程度得一种性能指标，表示材料表而局部区域内抵抗变形或破裂得能力。韧性:材料强度与塑性得综合表现。 布氏硬度HBW 洛氏硬度HR （优点:操作迅速简便，压痕较小,几乎不损伤工件表面，故而应用最广。） 维氏硬度HV 疲劳断裂特点:①断裂时得应力远低于材料静载下得抗拉强度甚至屈服强度;②断裂前无论就是韧性材料还就是塑性材料均无明显得塑性变形。 疲劳过程得三个基本组成阶段:疲劳萌生、疲劳扩展、最后断裂 第二章材料得结构 键:在固体状态下，原子聚集堆枳在一起，苴间距足够近，它们之间便产生了相互作用力,即为原子间得结合力或结合键。 根据结合力得强弱，可把结合键分为两大类:强键（包括离子键、共价键、金属键）与弱键（即分子键）。 共价键晶体与离子键晶体结合最强，金属键晶体次之，分子键晶体最弱" 晶体:原子在三维空间中有规则得周期性重复排列得物质。 各向异性:晶体具有固建熔点且在不同方向上具有不同得性能。 晶格:晶体中原子（或离子、分子）在空间呈规则排列,规则排列得方式就称为晶体结构。 结点:将构成晶体得实际质点抽象成纯粹得几何点。 体心立方晶格:晶胞原子数2 面心立方晶格:晶胞原子数4 密排六方晶格:晶胞原子数6 晶体缺陷:原子得排列不可能像理想晶体那样规则完整，而就是不可避免地或多或少地存在一些原子偏离规则排列得区域，这就就是晶体缺陷。 晶体缺陷按几何特征可分为点缺陷、线缺陷（位错）与而缺陷（如晶界、亚晶界）三类。 点缺陷:空位、间隙原子、程换原子 线缺陷特征:两个方向得尺寸很小，在另一个方向得尺寸相对很大。 位错:晶体中有一列或若干列原子发生了有规律得错排现象。 实际金属晶体中存在得位错等晶体缺陷,晶体得强度值降低了 2-3个数量级。 面缺陷:晶界、亚晶界 第三章材料得凝固与结晶组织 凝固:物质从液态转化为固态得过程。 结晶:物质从液态转化为固态后，固态物质就是晶体，这种凝固得过程就就是结晶。 过冷:金属得实际结晶温度低于理论结晶温度得现象。二者之差称为过冷度（△T）,Z\T=Tm-Tn。过冷度越大,实际结晶温度越低。
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工程材料及热处理 一、名词解释（20分）8个名词解释 1.过冷度：金属实际结晶温度T和理论结晶温度、Tm之差称为过冷度△T，△T=Tm-T。 2.固溶体：溶质原子溶入金属溶剂中形成的合金相称为固溶体。 3.固溶强化：固溶体的强度、硬度随溶质原子浓度升高而明显增加，而塑、韧性稍有下降，这种现象称为固溶强化。 4.匀晶转变：从液相中结晶出单相的固溶体的结晶过程称匀晶转变。 5.共晶转变：从一个液相中同时结晶出两种不同的固相 6.包晶转变：由一种液相和固相相互作用生成另一种固相的转变过程，称为包晶转变。 7.高温铁素体：碳溶于δ-Fe的间隙固溶体，体心立方晶格，用符号δ表示。 铁素体：碳溶于α－Fe的间隙固溶体，体心立方晶格，用符号α或F表示。 奥氏体：碳溶于γ-Fe的间隙固溶体，面心立方晶格，用符号γ或 F表示。 8.热脆（红脆）：含有硫化物共晶的钢材进行热压力加工，分布在晶界处的共晶体处于熔融状态，一经轧制或锻打，钢材就会沿晶界开裂。这种现象称为钢的热脆。 冷脆：较高的含磷量，使钢显著提高强度、硬度的同时，剧烈地降低钢的塑、韧性并且还提高了钢的脆性转化温度，使得低温工作的零
件冲击韧性很低，脆性很大，这种现象称为冷脆。 氢脆：氢在钢中含量尽管很少，但溶解于固态钢中时，剧烈地降低钢的塑韧性增大钢的脆性，这种现象称为氢脆。 9.再结晶：将变形金属继续加热到足够高的温度，就会在金属中发生新晶粒的形核和长大，最终无应变的新等轴晶粒全部取代了旧的变形晶粒，这个过程就称为再结晶。 10.马氏体：马氏体转变是指钢从奥氏体状态快速冷却，来不及发生扩散分解而产生的无扩散型的相变，转变产物称为马氏体。 含碳量低于0.2%，板条状马氏体；含碳量高于1.0%，针片状马氏体；含碳量介于0.2%-1.0%之间，马氏体为板条状和针片状的混合组织。 11.退火：钢加热到适当的温度，经过一定时间保温后缓慢冷却，以达到改善组织提高加工性能的一种热处理工艺。 12.正火：将钢加热到3c A或ccm A以上30-50℃，保温一定时间，然后在空气中冷却以获得珠光体类组织的一种热处理工艺。 13.淬火：将钢加热到3c A或1c A以上的一定温度，保温后快速冷却，以获得马氏体组织的一种热处理工艺。 14.回火：将淬火钢加热到临界点1c A以下的某一温度，保温后以适当方式冷却到室温的一种热处理工艺。（低温回火-回火马氏体；中温回火-回火托氏体；高温回火-回火索氏体） 15.回火脆性：淬火钢回火时，其冲击韧性并非随着回火温度的升高而单调地提高，在250-400℃和450-650℃两个温度区间内出现明显下降，这种脆化现象称为钢的回火脆性。
汽车工程材料复习资料剖析
汽车工程材料总复习基本知识 ?五大通用塑料和五大工程塑料指？ 通用塑料:PE、PP、PVC、PS及ABS 工程塑料: PA、PC、POM、PPO、PBT ?四大合成纤维:涤纶、腈纶、丙纶、锦纶 ?常见聚合物的中文简介、英文缩写及结构式
?聚合物按用途，分五大类 塑料、橡胶、纤维、涂料、胶粘剂 ?常见塑料和橡胶的英文简写、中文简称及结构式 见上表 ?高分子分子量多分散性的表示 以分子量分布指数表示，即重均分子量与数均分子量的比值，Mw /Mn
?结晶对透明性和力学性能的影响 结晶度对聚合物性能的影响 结晶度提高，拉伸强度增加，而伸长率及冲击强度趋于降低；相对密度、熔点、硬度等物理性能也有提高。一般地说弹性模量也随结晶度的提高而增加。但冲击强度则不仅与结晶度有关，还与球晶的尺寸大小有关，球晶尺寸小，材料的冲击强度要高一些。 结晶对透明性的影响 物质折光率与密度有关，因此高聚物中晶区和非晶区折光率不同。光线通过结晶聚合物时，在晶区界面上必然发生折射和反射，故通常呈乳白色，不透明，如PE、PA 等。结晶度减小，透明度增加，完全非晶的高聚物，通常是透明的，如PMMA、PS。 通用塑料 ?通用塑料和工程塑料的概念 通用塑料：产量大、用途广、价格低，但性能一般，主要用于非结构材料 工程塑料：能承受一定外力作用，具有良好的机械性能和耐高、低温性能，可以用作工程结构的塑料，如PC、PA、POM、PPO、PBT ?LDPE、LLDPE和HDPE在制备方法、结构及性能上的差异？ 高密度聚乙烯（HDPE）：低温低压法 低密度聚乙烯（LDPE）：高温高压法 线性低密度聚乙烯(LLDPE):乙烯与α-烯烃共聚 LDPE：20~30个侧甲基/1000个主链C HDPE：5个侧甲基/1000个主链C LDPE含有更多的支链（乙基、丁基或更长的支链） ?聚丙烯的三种空间异构及其相应的性能 按结构分为等规、间规、无规三种 等规PP占到90%以上，熔点160-176℃ 无规PP呈粘稠状，不能用于塑料，只用于改性载体 间规PP属于高弹性塑料。 ?聚丙烯的缺陷、主要添加剂及改性方法。
工程材料及热处理复习资料
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。（√） 6、普通钢和优质钢是按其强度等级来区分的。（╳） 改正：普通钢和优质钢是按钢中有害杂质硫、磷的含量来划分的。 7、过热钢经再结晶退火后能显著细化晶粒。（╳） 改正：过热钢经正火后能显著细化晶粒。 8、奥氏体耐热钢也就是奥氏体不锈钢。（╳） 改正：奥氏体耐热钢不是奥氏体不锈钢。 9、马氏体的晶体结构和铁素体的相同。（√） 10、面心立方金属的塑性比体心立方金属的好。（√） 11、铁素体是置换固溶体。（╳） 改正：铁素体是碳溶于α-Fe中形成的间隙固溶体体。 12、晶界是金属晶体的常见缺陷。（√） 13、渗碳体是钢中常见的固溶体相。（╳） 改正：渗碳体是钢中常见的金属化合物相。 14、金属的塑性变形主要通过位错的滑移进行。（√） 15、金属在进行热加工时，不会产生加工硬化现象。（√） 16、比重偏析不能通过热处理来消除。 17、上贝氏体的韧性比下贝氏体好。（╳） 改正：上贝氏体的韧性比下贝氏体差。 18、对过共析钢工件进行完全退火可消除渗碳体网。（╳） 改正：对过共析钢工件进行正火可消除渗碳体网。 19、对低碳低合金钢进行正火处理可提高其硬度。（√） 20、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。（╳） 改正：淬火获得马氏体的必要条件之一是其淬火冷却速度必须大于Vk。 21、氮化件的变形远比渗碳件的小。（√） 22、工件渗碳后直接淬火其开裂倾向比一次淬火的要小。（√） 23、高锰钢在各种条件下均能表现出良好的耐磨性。（╳） 改正：高锰钢只有在受到强烈的冲击和压力的条件下才能表现出良好的耐磨性。 24、无限固溶体必是置换固溶体。（√） 25、金属的晶粒越细小，其强度越高，但韧性变差。（╳） 改正：一般地说，在室温下，金属的晶粒越细小，其强度和韧性越高。 26、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。（√） 27、钢进行分级淬火的目的是为了得到下贝氏体组织。（╳）改正：钢进行分级淬火的目的是为了减小淬火应力，防止工件变形和开裂。 28、对奥氏体不锈钢进行固溶处理的目的是为了提高其强度。
【建筑工程管理】工程材料复习资料
一、名词解释： 1、表观密度、堆积密度、含水率、吸湿性、孔隙率、空隙率、抗渗性、软化系数、耐久性 2、气硬性胶凝材料、石灰陈伏、水硬性胶凝材料、细度、初凝时间、终凝、体积安定性、水泥石腐蚀、碱－骨料反应 3、颗粒级配、细度模数、砂率、水灰比、最佳砂率、混凝土拌合物和易性、混凝土的强度等级、混凝土立方体抗压强度标准值、混凝土徐变、混凝土配制强度 4、Q235－AZ、钢材的屈强比、时效敏感性 5、石油沥青的粘滞性、温度稳定性、塑性；沥青混合料 二、判断题： 同一种材料，其表观密度越大，则其孔隙率越大。× 材料的抗冻性与材料的孔隙率有关，与孔隙中的水饱和程度无关× 材料的孔隙率越大，表示材料的吸水率越高× 脆性材料的抗压强度与抗拉强度均较小× 材料的密度一定高于其表观密度。× 软化系数表示材料的抗渗性，软化系数大的材料，其耐水性差。× 孔隙率大的材料，其吸水性率不一定高。√ 气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，而水硬性胶凝材料只能在水中硬化× 生石灰熟化时，石灰浆流入储灰池中需要“陈伏”两周以上。其主要目的是为了制得和易性很好的石灰膏，以保证施工质量。×
建筑石膏最突出的技术性质是凝结硬化慢，并且在硬化时体积略有膨胀。× 建筑石膏的分子式是CaSO4·2H2O。× 石灰是气硬性胶凝材料，所以由熟石灰配制的灰土和三合土均不能用于受潮的工程中。× 建筑石膏制品有一定的防火性能。× 硅酸盐水泥水化在28d内由C3S 起作用，1年后C2S与C3S 发挥同等作用。×用沸煮法可以全面检验硅酸盐水泥的体积安定性是否良好。× 硅酸盐水泥的细度越细越好。× 水泥的体积安定性不合格可以降低等级使用。 生产水泥时掺入适量石膏的目的是调节凝结时间。 强度不合格的水泥应作废品处理×。 硅酸盐水泥不适用于有防腐要求的混凝土工程。 生产水泥时掺入石膏的目的是为了延缓凝结时间，掺量越大，作用越大。 抗渗性要求高的混凝土工程可以选用矿渣水泥。 用沸煮法检查水泥试饼，未发现放射状裂纹，就可判定该水泥为体积安定性合格。影响混凝土拌合物流动性的主要因素归根结底是总用水量的多少，主要采用多加水的办法。× 混凝土制品采用蒸汽养护的目的，在于使其早期和后期强度都得提高。 混凝土拌合物中若掺入加气剂，则使混凝土密实度降低，使混凝土抗冻性变差。× 流动性大的混凝土比流动性小的混凝土强度低×。 在常用水灰比范围内，水灰比越小，混凝土强度越高，质量越好。×
工程材料及热处理期末A
班级（学生填写） ： 姓名： 学号： 命题： 审题： 审批： ----------------------------------------------- 密 ---------------------------- 封 --------------------------- 线 ------------------------------------------------------- （答题不能超出密封线）
班级（学生填写）： 姓名： 学号： ------------------------------------------------ 密 ---------------------------- 封 --------------------------- 线 ------------------------------------------------ （答题不能超出密封线） 9. 碳钢的塑性和强度都随着含碳量的增加而降低。 ( ) 10. 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。( ) 三、选择题：(每题1分，共10分) 1. 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（ ） A 、增大VK B 、增加淬透性 C 、减小其淬透性 D 、增大其淬硬性 2. 高碳钢淬火后回火时，随回火温度升高其（ ） 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 3. 常见的齿轮材料20CrMnTi 的最终热处理工艺应该是（ ） A 、调质 B 、淬火+低温回火 C 、渗碳 D 、渗碳后淬火+低温回火 4. 某工件采用单相黄铜制造，其强化工艺应该是（ ） A 、时效强化 B 、固溶强化 C 、形变强化 D 、热处理强化 5. 下列钢经完全退火后，哪种钢可能会析出网状渗碳体（ ） A 、Q235 B 、45 C 、60Si2Mn D 、T12 6. 下列合金中，哪种合金被称为巴氏合金（ ） A 、铝基轴承合金 B 、铅基轴承合金 C 、铜基轴承合金 D 、锌基轴承合金 7. 下列钢经淬火后硬度最低的是（ ） A 、Q235 B 、40Cr C 、GCr15 D 、45钢 8. 高速钢淬火后进行多次回火的主要目的是（ ） A 、消除残余奥氏体，使碳化物入基体 B 、消除残余奥氏体，使碳化物先分析出 C 、使马氏体分解，提高其韧性 D 、消除应力，减少工件变形 9. 过共析钢因过热而析出网状渗碳体组织时，可用下列哪种工艺消除（ ） A 、完全退火 B 、等温退火 C 、球化退火 D 、正火 10. 钢的淬透性主要决定于其（ ）
机械工程材料与热加工工艺-(1)
机械工程材料与热加工工艺 -⑴ 第一章金属材料的力学性能 1.什么是应力？什么是应变？ 2.缩颈现象在力一拉伸图上哪一点？如果没有出现缩颈现象，是否表示该试样 没发生塑性变形？ 3.将钟表发条拉直是弹性变形还是塑性变形？怎样判断它的变形性质？ 4.布氏和洛氏硬度各有什么优缺点？下列情况采用哪种硬度法来检查其硬度： 库存钢材，硬质合金刀头，锻件，台虎钳钳口。 5.下列符号所代表的力学性能指标的名称和含义是什么： E, 6,6,6.2,二」，、,'一，:k,HRC, HBS,HBW ,HV . 洛氏硬度的测试规范 标尺压头 总载荷 / N 适用测 试材料 有效值 HRA 1200金刚石 圆锥体 600 硬质合 金，表面 淬火钢 70-85
HRB?1.588mm 淬火 钢球1000 退火钢， 非铁合金25-100 HRC 120°金刚石 圆锥体 1500 般淬 火钢件 20-67第二章金属及合金的结构与结晶 1.名词解释：金属键，晶体，晶格，配位数，致密度，单晶体，多晶体，晶体 缺陷，相，固溶体，金属化合物，相图。 2.简述金属的结晶过程。 3.金属的晶粒粗细对其力学性能有什么影响。 4.典型金属铸锭组织有哪几部分组成？影响金属铸锭组织的因素有哪些？
第三章铁碳合金相图 1.什么是同素异构转变？室温和110C°C时纯铁晶格有什么不同? 填表： 3■试绘简化的铁碳合金状态图中钢的部分，标出各特性点的符号，填写各区相和组织名称。 4.分析在缓慢冷却条件下，45钢和T10钢的结晶过程和室温组织。 5.含碳量对碳钢组织与性能有哪些影响？ 第四章钢的热处理 1.什么叫热处理？常用热处理的方法大致分为哪几类？ 2.简述钢在加热时奥氏体的形成过程，影响奥氏体晶粒长大的因素有哪些？ 3.简述过冷奥氏体等温转变产物的组织和性能？影响过冷奥氏体转变的因素 有哪些？ 4.在连续冷却转变中如何应用过冷奥氏体等温转变？ 5.什么叫退火？什么叫正火？两者的特点和用途有什么不同？ 6.亚共析钢的淬火为何是A c「(30 -50 C) ?过高或过低有什么弊端? 7.什么叫钢的淬透性和淬硬性？影响钢的淬透性的因素有哪些？ &碳钢在油中淬火的后果如何？为什么合金钢可以在油中淬火？ 9.钢在淬火后为什么要回火？三种类型回火的用途有什么不同？汽车发动机
工程材料复习资料
1.说明45钢试样（φ10mm）经下列温度加热、保温并在水中冷却得到的室温组织：700℃，760℃，840℃，1100℃。 答：700℃：因为它没有达到相变温度，因此没有发生相变，组织为铁素体和珠光体。760℃：它的加热温度在ac1～ac3之间，因此组织为铁素体、马氏体和少量残余奥氏体。840℃：它的加热温度在ac3以上，加热时全部转变为奥氏体，冷却后的组织为马氏体和少量残余奥氏体。 1100℃：因它的加热温度过高，加热时奥氏体晶粒粗化，淬火后得到粗片状马氏体和少量残余奥氏体。 2.有两个含碳量为1.2%的碳钢薄试样，分别加热到780℃和860℃并保温相同时间，使之达到平衡状态，然后以大于vk的冷却速度至室温。试问： （1）哪个温度加热淬火后马氏体晶粒较粗大？ 答;因为860℃加热温度高，加热时形成的奥氏体晶粒粗大，冷却后得到的马氏体晶粒较粗大。 （2）哪个温度加热淬火后马氏体含碳量较多？ 答；因为加热温度860℃已经超过了accm，此时碳化物全部溶于奥氏体中，奥氏体中含碳量增加，而奥氏体向马氏体转变是非扩散型转变，所以冷却后马氏体含碳量较多。 （3）哪个温度加热淬火后残余奥氏体较多？ 答：因为加热温度860℃已经超过了accm，此时碳化物全部溶于奥氏体中，使奥氏体中含碳量增加，降低钢的ms和mf点，淬火后残余奥氏体增多。 （4）哪个温度加热淬火后未溶碳化物较少？ 答：因为加热温度860℃已经超过了accm，此时碳化物全部溶于奥氏体中，因此加热淬火后未溶碳化物较少 （5）你认为哪个温度加热淬火后合适？为什么？ 答：780℃加热淬火后合适。因为含碳量为1.2%的碳钢属于过共析钢，过共析碳钢淬火加热温度ac1+（30～50℃），而780℃在这个温度范围内，这时淬火后的组织为均匀而细小的马氏体和颗粒状渗碳体及残余奥氏体的混合组织，使钢具有高的强度、硬度和耐磨性，而且也具有较好的韧性。 4. 说明下列牌号所属的种类、数字及字符的意义 Q235 ②45 ③GCr15 ④HT200 ⑤500HBW5/750 ⑥ZQSn10 答：①Q235：最低的屈服强度为235MPa的碳素结构钢。 ②45：为含碳量为0.45%的优质碳素结构钢。 ③GCr15：含Cr量为1.5%左右的滚动轴承。 ④HT200:为最低抗拉强度为200MPa的灰铁。 ⑤500HBW5/750：用直径5mm的硬质合金球压头在7.35KN（750Kgf）试验载荷作用下保持10～15s（不标注）测得的布氏硬度值为500。 ⑥ZQSn10：含锡质量分数为10%的铸造锡青铜。 5.何谓碳钢中的铁素体、渗碳体、珠光体？他们的力学性能各有何特点？ 铁素体——碳在α-Fe中的间隙固溶体，软而韧。 渗碳体——碳与铁形成的间隙化合物，硬而脆。 珠光体——铁素体与渗碳体形成的层片状交替排列的机械混合物，良好的综合力学性能。
工程材料与热处理第3章作业题参考答案
1.置换固溶体中，被置换的溶剂原子哪里去了 答：溶质把溶剂原子置换后，溶剂原子重新加入晶体排列中，处于晶格的格点位置。 2.间隙固溶体和间隙化合物在晶体结构与性能上的区别何在举例说明之。 答：间隙固溶体是溶质原子进入溶剂晶格的间隙中而形成的固溶体，间隙固溶体的晶体结构与溶剂组元的结构相同，形成间隙固溶体可以提高金属的强度和硬度，起到固溶强化的作用。如：铁素体F是碳在α-Fe中的间隙固溶体，晶体结构与α-Fe相同，为体心立方，碳的溶入使铁素体F强度高于纯铁。 间隙化合物的晶体结构与组元的结构不同，间隙化合物是由H、B、C、N等原子半径较小的非金属元素（以X表示）与过渡族金属元素（以M表示）结合，且半径比r X/r M＞时形成的晶体结构很复杂的化合物，如Fe3C间隙化合物硬而脆，塑性差。 3.现有A、B两元素组成如图所示的二元匀晶相图，试分析以下几种说法是否正确为什么 （1）形成二元匀晶相图的A与B两个相元的晶格类型可以不同，但是原子大小一定相等。 （2）K合金结晶过程中，由于固相成分随固相线变化，故已结晶出来的固溶体中含B 量总是高于原液相中含B量. （3）固溶体合金按匀晶相图进行结晶时，由于不同温度下结晶出来的固溶体成分和剩余液相成分不相同，故在平衡态下固溶体的成分是不均匀的。 答：（1）错：Cu-Ni合金形成匀晶相图，但两者的原子大小相差不大。 （2）对：在同一温度下做温度线，分别与固相和液相线相交，过交点，做垂直线与成分线AB相交，可以看出与固相线交点处B含量高于另一点。 (3)错：虽然结晶出来成分不同，由于原子的扩散，平衡状态下固溶体的成分是均匀的。 4.共析部分的Mg-Cu相图如图所示：
《工程材料和热加工工艺基础》基础题
一章、力学性能 一、填空： 1.材料的硬度分为布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度，其符号分别是HBW 、HR和 HV。 2.金属抗拉强度的符号是Rm ，塑性的指标主要有断后伸长率和断面收缩率。 3.大小、方向或大小和方向都随时发生周期性变化的载荷称为交变载荷。（考证真题） 二、选择： 1.500HBW5/750表示直径为 5 mm的硬质合金压头、在750 Kgf 载荷作用下、保持1~15 S测的硬度值为 500。（考证真题） 2.拉伸试验可测定材料的AC。 A.强度 B.硬度 C.塑性 D.韧性 3.下列力学性能中，C适于成品零件的检验，可不破坏试样。 A. b σ B.A k C.HRC 4.疲劳实验时，试样承受的载荷为 B 。（考证真题） A.静载荷 B.交变载荷 C.冲击载荷 D.动载荷 5.常用塑性的判断依据是 A 。（考证真题） A.断后伸长率和断面收缩率 B.塑性和韧性 C.断面收缩率和塑性 D.断后伸长率和塑性 6.适于测试硬质合金、表面淬火钢及薄片金属硬度的方法是C。（考证真题） A.布氏硬度 B.洛氏硬度 C.维氏硬度 D.以上都可以 7.不适于成品与表面薄片层硬度测量的方法是A。（考证真题） A.布氏硬度 B.洛氏硬度 C.维氏硬度 D.以上都不宜 8.用金刚石圆锥体作为压头可以用来测试B。（考证真题） A.布氏硬度 B.洛氏硬度 C.维氏硬度 D.以上都可以 9.表示金属抗拉强度的符号是C。 A.R eL B.R s C.R m D. 1- σ
10.金属在静载荷作用下，抵抗变形和破坏的能力称为C。 A.塑性 B.硬度 C.强度 D.弹性 三、判断 1.塑性变形能随载荷的去除而消失。（错） 2.所有金属在拉伸实验时都会出现屈服现象。（错） 3.一般情况下，硬度高的材料耐磨性好。（对） 4.硬度测试时，压痕越大（深）,材料硬度越高。（错） 5.材料在受力时，抵抗弹性变形的能力成为刚度。（对） 四、计算 某厂购入一批40钢，按标准规定其力学性能指标为：R eL ≥340MPa，Rm≥540MPa，A ≥19%，Z≥45%。验收时取样制成d 0=10mm L =100mm的短试样进行拉伸试验，测得 F eL =31.4KN，Fm=41.7KN，L 1 =62mm，d 1 =7.3mm。请判断这批钢材是否合格。 屈服强度R eL =4F eL /πd 2 抗拉强度Rm=4Fm/πd 2 断后伸长率A=（L ―L 1 ）/L 断面收缩率Z=(S ―S 1 )/S =(d 2-d 1 2)/d 2 二章、金属的晶体结构与结晶 一、解释 晶体：晶格：晶胞： 二、填空、选择、 1.金属常见的晶格有体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格三种类型。 2.晶体的内部晶格位相完全一致的晶体称为单晶体。外形成多面体的小晶体称为 晶粒；晶粒与晶粒间的界面称为晶界；由许多晶粒组成的晶体称为多晶体。 3.实际属的金晶体缺陷有点缺陷、线缺陷与面缺陷三类。（考证真题） 4.单位体积中包含位错线的总长度称为位错密度。（考证真题） 5.金属结晶过程是一个晶核形成和长大的过程。 6.金属晶粒越细，其力学性能越好。 7.常温下晶粒尺寸越大，金属的变形抗力越差。（考证真题） 8.细化晶粒的办法有提高过冷度、调质处理、附加振动三种。
工程材料复习资料答案版
一、判断题 1.金属铸件不可通过再结晶退火来细化晶粒。（√） P48 只有工业纯铁、钢和铝及铝合金可以进行再结晶退火过程 2.细晶强化可以提高金属的强度降低其韧性。（X） P176细晶强化可以提高金属强度和韧度 3.凡由液体凝固成固体的过程都是结晶。（X） P62 凝固的产物可以是晶体和非晶体，由液体转变为晶体的过程才称为结晶 4.共析钢加热为奥氏体后，冷却时所形成的组织主要取决于钢的加热温度。（X） P93取决于钢的冷却速度 5.奥氏体不锈钢不能淬火强化。（√） 淬火的定义：将钢件加热到奥氏体化温度并保持一定时间，然后以大于临界冷却速度冷却，以获得非扩散型转变组织，如马氏体、贝氏体和奥氏体等的热处理工艺 P227 6.Ti，V， Zr等元素主要是提高钢的淬透性。（X）P169钢中的弥散分布的特殊碳化物，将显著提高钢的强度、硬度和耐磨性，而不降低其韧度 7.铸铁都是硬而脆的。P239（X） 8.T12与20CrMnTi相比，淬透性与淬硬性都较高。（X） P185、P189 T12为碳素工具钢，优点是容易锻造、加工性能良好，而且价格便宜；缺点是淬透性低，Si、Mn含量略有改变，就会对淬透性产生较大的影响。20CrMnTi为中淬透性渗碳钢，其淬透性和力学性能均较高 9.拖拉机齿轮，用45钢调质，以获得心部韧性，再表面淬火以获得表面的耐磨。（X） P185 进行调质处理，以得到强度与韧度良好配合的综合力学性能 10.某弹簧，用60钢制造，淬火＋中温回火。（√） P185 热成形弹簧一般要进行淬火（~850°C）及中温回火（350°C~500°C）处理。耐磨件则进行淬火（~850°C）及低温回火（200°C~250°C）处理 11.热加工后的显微组织是纤维组织。（X ） P42 冷变形加工（塑性变形）后会出现纤维组织和织构现象，强度、硬度提高，塑性韧度下降12.金属结晶时，冷速愈大，则晶粒愈细。（√） P67 冷却速度愈大，则金属的实际结晶温度愈低，因而过冷度愈大。为了获得细晶组织，主要采用提高金属的过冷度和进行变质处理 13.当冷却速度非常缓慢时，不要过冷也可以结晶。（X ） P63 结晶的充分必要条件是液态金属具有一定的过冷度 14.钢的实际晶粒度取决于钢的加热温度。（√）P69用较低的浇注温度，减慢铸型温度升高的速度，使铸型温度不致升高太快，以获得较大的过冷度，进而得到较细的晶粒。 15.合金元素不能提高钢的回火稳定性。（X ） P174 合金元素对回火转变的影响有：1、提高回火稳定性 2、产生二次硬化 3、增大回火脆性 16.高速钢淬火后硬度较其它工具钢高，故能高速切削。（X ） P185、P206、P209 高速钢的硬度为62~65HRC 其他工具钢的硬度为60~65HRC，高速钢区别于其他工具钢的显著优点是它具有良好的热硬性。高速钢能比低合金工具钢具有更高的切削速度而不至于很快破坏，固有高速钢之称；其切削时能长期保持刃口锋利，俗称锋钢。 17.铸铁经热处理改变了其基体和石墨形态，从而改变了性能。（X ） P242热处理不能改变石墨的形状和分布，对提高铸铁的力学性能作用不大，热处理可以改变其基体，不同基体的铸铁，性能差别很大。 要求表面耐磨的凸轮，用45钢淬火、回火HRC60～63。HRC54~58 （X ）
工程材料及机械制造基础复习(热加工工艺基础) (1)
工程材料及机械制造基础复习（Ⅱ） ——热加工工艺基础 铸造 1．1 铸造工艺基础 (1)液态金属的充型能力 液态金属充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力，称为液态金属充填铸型的能力。 充型能力好，易获得形状完整、尺寸准确、轮廓清晰的铸件，有利于排气和排渣，有利于补缩。 充型能力不好，铸件易产生浇不足、冷隔、气孔、渣孔等缺陷。 影响液态金属充型能力的因素是： 1)合金的流动性 液态金属的充型能力主要取决于合金的流动性，即合金本身的流动能力。流动性的好坏用螺旋线长度来表示。螺旋线长度越长，流动性越好；反之，则流动性越差。 共晶成分的合金流动性最好，离共晶成分越远，流动性越差。 2)浇注条件 ①浇注温度：浇注温度越高，则充型能力越好。因为浇注温度高，金属液的黏度低，同时，因金属液含热量多，能保持液态的时间长，由于过热的金属液传给铸型的热量多，在结晶温度区间的降温速度缓慢。但在实际生产中，常用“高温出炉，低温浇注”的原则，因为浇注温度越高，金属收缩量增加，吸气增多，氧化也严重，铸件容易产生缩孔、缩松、粘砂、气孔等缺陷。 ②充型压头。 ③浇注系统的结构。 3)铸型填充条件：包括铸型材料、铸型温度和铸型中的气体等。 (2)合金的收缩 1)基本概念 铸件在冷却、凝固过程中，其体积和尺寸减少的现象叫做收缩。铸造合金从浇注温度冷到室温的收缩过程包括液态收缩、凝固收缩和固态收缩三个互相联系的阶段。 总收缩；液态收缩+凝固收缩+固态收缩 ∨↓ 体积变化尺寸变化 ↓↓ 产生缩孔、缩松的基本原因产生应力、变形、裂纹的基本原因 影响收缩的因素是： ①化学成分：凡是促进石墨化的元素增加，收缩减少，否则收缩率增大。 ②浇注温度：T浇↑→过热度↑→液态收缩↑→总收缩↑。