《机械工程材料》作业2016

第一章材料的结构与金属的结晶

1．解释下列名词：

变质处理、细晶强化、固溶强化

5．为什么单晶体具有各向异性，而多晶体在一般情况下不显示各向异性？

6．在实际金属中存在哪几种晶体缺陷？它们对力学性能有何影响？

7．金属结晶的基本规律是什么？铸造(或工业)生产中采用哪些措施细化晶粒？

第二章金属的塑性变形与再结晶

1．解释下列名词：。

加工硬化、再结晶、纤维组织

2．指出重结晶与再结晶主要区别

5．为什么常温下晶粒越细小，不仅强度、硬度越高，而且塑性、韧性也越好？

6．用冷拔铜丝制作导线，冷拔后应如何处理？为什么？

7．已知金属W、Fe、Cu、铅Pb、锡Sn的熔点分别为3380℃、1538℃、1083℃、327℃，试估算这些金属的再结晶温度。

9．用一冷拉钢丝绳(新的、无疵点)吊装一件大型工件入炉，并随工件一起被拉到1000℃，保温后再次吊装工件时，钢丝绳发生断裂，试分析原因。

10．说明Zn、α-Fe和Cu的塑性不同的原因。

15．金属铸件能否通过再结晶退火来细化晶粒？为什么？

17．经过冷拉拔工艺生产的铜导线，用作架空导线(要求一定的强度)和用作电灯花导线(要求较软)时，应分别采用什么样的最终热处理工艺？为什么？

外1．加工硬化的利弊有哪些？

第四章二元合金相图

1．解释下列名词：

相图、晶内偏析

2．试述固溶强化、加工硬化与弥散强化的强化原理，并说明三者的区别。

3．有尺寸和形状完全相同两个Ni-Cu合金铸件，一个含Ni10%，另一个含Ni50%，铸后缓冷，问固态铸件中哪个偏析严重？为什么？怎样消除偏析？

5．合金的工艺性能与相图的关系有哪些？

第五章铁碳合金

4．计算碳含量为ωC0.20%的碳钢在室温时珠光体和铁素体的相对量。

6．已知珠光体的硬度=180HBS，δ=20%，铁素体的硬度=80HBS，δ=50%，试计算含碳量为ωC0.45%碳钢的硬度和伸长率。

7．一块低碳钢，一块白口铁，它们的形状、大小一样，请说出有哪些简便的方法能把它们区分开来。

9．从流动性、收缩性和偏析倾向考虑，哪种成分的铁碳合金铸造性能最好？试分析碳含量为ωC0.45%的碳钢的铸造性能如何？

10．“高碳钢的质量比低碳钢的好”，这种说法对吗？碳钢的质量好坏主要按照什么标准确定？11．说明下列材料牌号的含义：Q235、45、T8A。

外1．从仓库找出一根积压的钢材，经金相分析后发现其组织为珠光体加铁素体，其中铁素体占80%，问此钢材的含碳量大约是多少?

第六章钢的热处理

1．解释下列名词：

冷处理、调质处理、钢的淬硬性

6．将Ф5mm的共析碳钢加热至760℃，保温足够长时间，问采

用什么热处理工艺可得到如下组织：P、S、T+M、B

、M+A’，

下

在C曲线上画出各热处理工艺的冷却曲线，注明热处理工艺

名称和所得组织。

8．某钢的等温转变曲线如右图所示，试说明该钢在300℃，经

不同时间等温后按(a)、(b)、(c)线冷却后得到的组织。

9．说明45钢试样(Ф10mm)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℃。

10．有两个碳含量为ωC1.2%的碳钢试样，分别加热到780℃

和860℃，并保温相同时间，使之达到平衡状态(其平

衡组织分别是A+Fe3C和A)，然后以大于υk的冷却速

度冷至室温。试问：

(1)哪个温度淬火后马氏体晶粒粗大？

(2)哪个温度淬火后马氏体含量较多？

(3)哪个温度淬火后残留奥氏体较多？

(4)哪个温度淬火后未溶碳化物较少？为什么？

(5)你认为哪个温度加热淬火合适？为什么？

14．以下说法是否正确？为什么？

(1)过冷奥氏体的冷却速度大于υk时，则冷却速度愈快，冷却后钢的硬度愈高；

(2)钢中合金元素越多，则淬火后硬度就越高；

(3)同一钢材在相同加热条件下，水淬比油淬的淬透性好，小件比大件的淬透性好；

(4)冷速愈快，马氏体转变点Ms、M f愈低；

(5)淬火钢回火后的性能主要取决于回火后的冷却速度；

(6)为了改善碳素工具钢的切削加工性，应采用完全退火。

(外1)本质细晶粒钢的晶粒总是比本质粗晶粒钢的晶粒细。

15．45钢经调质处理后硬度为240HBS，若再进行200℃回火，能否使其硬度提高？为什么？

又45钢经淬火、低温回火后硬度为57HRC，若再进行560℃回火，能否使其硬度降低？

为什么？

外1．淬火后的钢为什么必须经过回火处理才能使用？回火的目的是什么？

答：因为淬火后淬火内应力很大，组织中有少量残余奥氏体，如不经过回火直接使用，零件在使用中可能在内应力作用下产生变形或开裂，精密零件或密封性零件可能因残余奥氏体发生转变而失去精度。

回火目的：1)降低淬火钢的脆性，减少或消除内应力，防止工件变形或开裂；2)使不稳定的组织趋于稳定，以稳定工件的形状尺寸精度；3)获得所要求的组织和性能。

外2．下列钢件应采用什么退火方法，并说明退火的目的。

(1)亚共析钢(ωC=0.35%)铸造齿轮；

(2)锻造后产生过热组织(晶粒粗大)的亚共析钢(ωC=0.6%)锻造毛坯；

(3)具有片状渗碳体的钢坯(ωC=1.2%)。

第七章合金钢

1．什么中合金钢？按合金元素含量如何分类？

2．试分析说明铁素体钢、奥氏体钢、莱氏体钢的形成原因。

4．什么叫第一类、第二类回火脆性？其产生原因及防止方法如何？

6．指出下列合金钢的类别、用途及热处理工艺：

40Cr；60Si2Mn；1Cr18Ni9Ti。

8．为什么硬质合金采用粉末冶金生产？YG8、YT30的成分和用途有何不同？

外1．说明高速钢的热处理特点及各阶段的目的。

外2．钢的强化机制有哪些？

第八章铸铁

1．铸铁分为哪几类？其最基本的区别是什么？

2．影响石墨化的因素有哪些？是怎样影响的？

4．在铸铁石墨化的过程中，如果第一阶段、第二阶段都完全石墨化，第三阶段或完全石墨化，或未石墨化，或部分石墨化，问它们各得到什么组织？

5．为什么说球墨铸铁是“以铁代钢”的好材料？其生产工艺如何？

7．试指出下列铸件应采用的铸铁种类和热处理方式，为什么？

(1)机床床身；(2)柴油机曲轴。

第九章非铁(有色)金属及其合金

1．解释下列名词：

固溶处理，时效强化。

2．铝合金可通过哪些途径达到强化目的？

3．铝合金的强化热处理原理和工艺操作与钢的强化处理原理和工艺操作有什么异同？5．黄铜能否进行时效强化？一般采用何种强化方式？

7．轴承合金必须具有什么特性？其组织有什么要求？