工程材料课后答案
工程材料 习题及答案
工程材料作业答案作业1 材料结构基础1.实际金属晶体中存在哪些晶体缺陷?它们对性能有什么影响?实际金属晶体存在点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷。
（1）点缺陷使周围晶格发生畸变，提高晶体内能量，降低电导率，提高强度；（2）线缺陷越多，其运动越困难，材料的强度、硬度越高，脆性越大，塑性越差；（3）面缺陷越多，晶粒越细，强度越高，塑性也越好；（4）体缺陷：孔洞影响材料的力学、光学、热学性能；裂纹影响材料的力学性能；夹杂影响材料的力学、光学、电学性能。
2.金属常见的3种晶体结构是什么？画出结构示意图。
（1）体心立方（bcc）（2）面心立方（fcc）（3）密排六方（hcp）3.按价键结构对材料进行分类，简述各类材料的性能特点。
种类价键结构性能特点金属材料金属键有光泽、塑性、导电、导热、较高强度和刚度无机非金属材料离子键、共价键耐高温、高强、脆、无塑性高分子材料共价键、分子键密度小、热胀性大、耐磨耐腐、易老化复合材料取决于组成物结合键比强度和比模量搞、抗疲劳、高温减震性能好4.简述构成材料的5种化学键及其对一般性能的影响。
离子键，共价键，金属键，范德华力，氢键。
（1）离子键组成的离子晶体硬度高，强度高，脆性大，绝缘，塑性差；（2）由共价键组成的晶体熔点高，强度高，脆性大；（3）由金属键组成的金属有：a.良好的导电、导热性；b.良好的塑性变形能力；c.不透明、呈现金属光泽；d.电阻随温度升高而增大；（4）由分子键组成的材料熔点低、硬度低、绝缘；（5）有氢键的材料熔点沸点比分子晶体高。
5.简述钢的3种热力学平衡相。
（1）铁素体：碳溶于α-Fe中形成的间隙固溶体。
铁素体由于溶碳量小，力学性能与纯铁相似。
塑性、冲击韧性较好，强度、硬度较低；（2）奥氏体：碳溶于γ-Fe中所形成的间隙固溶体。
奥氏体的强度、硬度较低，但有良好的塑性；（3）渗碳体：铁碳组成的具有复杂斜方结构的间隙化合物。
渗碳体硬度高，塑性和韧性很低。
6.什么是钢的珠光体、屈氏体、索氏体、贝氏体、马氏体、残余奥氏体？珠光体：铁素体和渗碳体组成的机械混合物。
工程材料学课后习题答案
第一章钢的合金化基础1、合金钢是如何分类的？1) 按合金元素分类：低合金钢，含有合金元素总量低于5%；中合金钢，含有合金元素总量为5%-10%；中高合金钢，含有合金元素总量高于10%。
2) 按冶金质量S、P含量分：普通钢，P≤0.04%,S≤0.05%;优质钢，P、S均≤0.03%；高级优质钢，P、S均≤0.025%。
3) 按用途分类：结构钢、工具钢、特种钢2、奥氏体稳定化，铁素体稳定化的元素有哪些？奥氏体稳定化元素, 主要是Ni、Mn、Co、C、N、Cu等铁素体稳定化元素, 主要有Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si、B、Nb、Zr等3、钢中碳化物形成元素有哪些（强-弱），其形成碳化物的规律如何？1) 碳化物形成元素：Ti、Zr、Nb、V、Mo、W、Cr、Mn、Fe等(按形成的碳化物的稳定性程度由强到弱的次序排列) ，在钢中一部分固溶于基体相中，一部分形成合金渗碳体, 含量高时可形成新的合金碳化物。
2) 形成碳化物的规律a) 合金渗碳体—— Mn与碳的亲和力小，大部分溶入α-Fe或γ-Fe中，少部分溶入Fe3C中，置换Fe3C中的Fe而形成合金渗碳体（Mn,Fe）3C; Mo、W、Cr少量时，也形成合金渗碳体b) 合金碳化物——Mo、W 、Cr含量高时，形成M6C(Fe2Mo4C Fe4Mo2C),M23C6(Fe21W2C6 Fe2W21C6)合金碳化物c) 特殊碳化物——Ti 、V 等与碳亲和力较强时i. 当rc/rMe<0.59时，碳的直径小于间隙，不改变原金属点阵结构，形成简单点阵碳化物（间隙相）MC、M2C。
ii. 当rc/rMe>0.59时，碳的直径大于间隙，原金属点阵变形，形成复杂点阵碳化物。
★4、钢的四种强化机制如何？实际提高钢强度的最有效方法是什么？1) 固溶强化：溶质溶入基体中形成固溶体能够强化金属；2) 晶界强化：晶格畸变产生应力场对位错运动起到阻碍达到强化，晶格越细，晶界越细，阻碍位错运动作用越大，从而提高强度；3) 第二相强化：有沉淀强化和弥散强化，沉淀强化着眼于位错运动切过第二相粒子；弥散强化着眼于位错运动绕过第二相粒子；4) 位错强化：位错密度越高则位错运动越容易发生相互交割形成割阶，引起位错缠结，因此造成位错运动困难，从而提高了钢强度。
工程材料第二版习题(1-2)章答案
塑性变形的的物理本质： 塑性变形的的物理本质： 滑移和孪生共同产生的塑性变形。 滑移和孪生共同产生的塑性变形。 P24 滑移是晶体的一部分相对另一部分做整 体刚性移动。孪生是在切应力的作用下， 体刚性移动。孪生是在切应力的作用下，晶 体的一部分相对另一部分沿着一定的晶面 孪生面） （孪生面）产生一定角度的切变
2-13、晶粒大小对金属性能有何影响？细化 13、晶粒大小对金属性能有何影响？ 晶粒方法有哪些？ 晶粒方法有哪些？ p17 答： 在一般情况下,晶粒愈小,则金属的强度. 在一般情况下,晶粒愈小,则金属的强度.塑 性和韧性愈好. 性和韧性愈好. 细化晶粒是提高金属性能的重要途径之一， 细化晶粒是提高金属性能的重要途径之一， 晶粒愈细，强度和硬度愈高， 晶粒愈细，强度和硬度愈高，同时塑性韧性 愈好。 愈好。 细化晶粒方法有： 细化晶粒方法有： 增大过冷度； 2.变质处理 变质处理； 3.附加振 增大过冷度； 2.变质处理； 3.附加振 动或搅动等方法； 动或搅动等方法；
5、晶粒 p11 晶粒---每个小晶体具有不规则的颗粒状外形。 ---每个小晶体具有不规则的颗粒状外形 晶粒---每个小晶体具有不规则的颗粒状外形。 何谓空间点阵、晶格、晶体结构和晶胞？ 2-2、何谓空间点阵、晶格、晶体结构和晶胞？ 常用金属的晶体结构是什么？划出其晶胞， 常用金属的晶体结构是什么？划出其晶胞， 并分别计算起原子半径、配位数和致密度？ 并分别计算起原子半径、配位数和致密度？ 1、空间点阵 p9 空间点阵-----为了便于分析各种晶体中的原子 空间点阵---为了便于分析各种晶体中的原子 排列及几何形状, 排列及几何形状,通常把晶体中的原子假想为 几何结点,并用直线从其中心连接起来,使之 几何结点,并用直线从其中心连接起来, 构成一个空间格子。 构成一个空间格子。
工程材料课后答案(部分)
热固性: 聚合物加热加压成型固化后，不能再加热熔化和软化，称为热固性。
柔性: 在拉力作用下，呈卷曲状或线团状的线型大分子链可以伸展拉直，外力去除后，又缩回到原来的卷曲状和线团状。这种能拉伸、回缩的性能称为分子链的柔性。
解: r原子=34a=34×2.87×10-10≈1.24×10-10(m)
43πr3原子×2a3=43π34a3×2a3≈0.68=68%
(5) 在常温下,已知铜原子的直径d=2.55×10-10m，求铜的晶源自常数。 解: r原子=24a
(4) γ-Fe的一个晶胞内的原子数为（4个) .
(5) 高分子材料大分子链的化学组成以（C、H、O）为主要元素，根据组成元素的不同，可分为三类，即（碳链大分子) 、 (杂链大分子）和（元素链大分子) .
(6) 大分子链的几何形状主要为（线型) 、 (支化型）和（体型) 。热塑性聚合物主要是（线型和支化型）分子链，热固性聚合物主要是（体型）分子链。
答: ab段为右螺型位错。
bc段为刃型位错，半原子面过bc线且垂直于纸面，在纸面外。
cd段为混合位错。
de段为左螺型位错。
ea段为刃型位错，半原子面过ea线且垂直于纸面，在纸面里。 (8) 什么是固溶强化？造成固溶强化的原因是什么？
答: 形成固溶体使金属强度和硬度提高的现象称为固溶强化。
(7) 高分子材料的凝聚状态有（晶态) 、 (部分晶态）和（非晶态）三种。
(8) 线型非晶态高聚物在不同温度下的三种物理状态是（玻璃态) 、 (高弹态）和（粘流态) .
(9) 与金属材料比较，高分子材料的主要力学性能特点是强度（低) 、弹性（高) 、弹性模量（低）等。
工程材料课后答案
1-5在下面几种情况下，该用什么方法来测试硬度？写出硬度符号。
（1）检查锉刀、钻头成品硬度；（2）检查材料库中钢材硬度；（3）检查薄壁工件的硬度或工件表面很薄的硬化层；（4）黄铜轴套；（5）硬质合金刀片；（1）检查锉刀、钻头成品硬度采用洛氏硬度试验来测定，硬度值符号HRC。
（2）检查材料库中钢材硬度采用布氏硬度试验来测定，硬度值符号HBW。
（3）检查薄壁工件的硬度或工件表面很薄的硬化层硬度采用洛氏硬度试验来测定，硬度值符号HRC。
（4）黄铜轴套硬度采用布氏硬度试验来测定，硬度值符号HBW。
（5）硬质合金刀片采用洛氏硬度试验来测定，硬度值符号HRC。
2-4单晶体和多晶体有何差别？为什么单晶体具有各向异性，多晶体具有各项同性？单晶体是由原子排列位向或方式完全一致的晶格组成的；多晶体是由很多个小的单晶体所组成的，每个晶粒的原子位向是不同的。
因为单晶体内各个方向上原子排列密度不同，造成原子间结合力不同，因而表现出各向异性；而多晶体是由很多个单晶体所组成，它在各个方向上的力相互抵消平衡，因而表现各向同性。
2-5简述实际金属晶体和理想晶体在结构与性能上的主要差异。
理想晶体中原子完全为规则排列，实际金属晶体由于许多因素的影响，使这些原子排列受到干扰和破坏，内部总是存在大量缺陷。
如果金属中无晶体缺陷时，通过理论计算具有极高的强度，随着晶体中缺陷的增加，金属的强度迅速下降，当缺陷增加到一定值后，金属的强度又随晶体缺陷的增加而增加。
因此，无论点缺陷，线缺陷和面缺陷都会造成晶格崎变，从而使晶体强度增加。
同时晶体缺陷的存在还会. 专业.专注.增加金属的电阻，降低金属的抗腐蚀性能。
2-6简述间隙固溶体和间隙化合物的异同点。
间隙固溶体和间隙化合物都是溶质原子嵌入晶格间隙形成的。
间隙固溶体的晶体结构与溶剂的结构相同，而间隙化合物的晶体结构不同于组成它的任一组元，它是以分子式来表示其组成。
3-3常用的管路焊锡为成分w(Pb=50%)、w(Sn=50%) 的Pb-Sn合金。
工程材料力学性能 第三版课后题答案(束德林)
工程材料力学性能课后题答案第三版（束德林）第一章单向静拉伸力学性能1、解释下列名词。
（1）弹性比功：金属材料吸收弹性变形功的能力，一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。
（2）滞弹性：金属材料在弹性范围内快速加载或卸载后，随时间延长产生附加弹性应变的现象称为滞弹性，也就是应变落后于应力的现象。
（3）循环韧性：金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力称为循环韧性。
（4）包申格效应：金属材料经过预先加载产生少量塑性变形，卸载后再同向加载，规定残余伸长应力增加；反向加载，规定残余伸长应力降低的现象。
（5）解理刻面：这种大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。
（6）塑性：金属材料断裂前发生不可逆永久（塑性）变形的能力。
脆性：指材料在外力作用下(如拉伸、冲击等)仅产生很小的变形即断裂破坏的性质。
韧性：指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。
（7）解理台阶：当解理裂纹与螺型位错相遇时，便形成一个高度为b的台阶。
（8）河流花样：解理台阶沿裂纹前端滑动而相互汇合,同号台阶相互汇合长大,当汇合台阶高度足够大时,便成为河流花样。
是解理台阶的一种标志。
（9）解理面：是金属材料在一定条件下，当外加正应力达到一定数值后，以极快速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂，因与大理石断裂类似，故称此种晶体学平面为解理面。
（10）穿晶断裂：穿晶断裂的裂纹穿过晶内，可以是韧性断裂，也可以是脆性断裂。
沿晶断裂：裂纹沿晶界扩展，多数是脆性断裂。
（11）韧脆转变：具有一定韧性的金属材料当低于某一温度点时，冲击吸收功明显下降，断裂方式由原来的韧性断裂变为脆性断裂，这种现象称为韧脆转变。
2、说明下列力学性能指标的意义。
答：（1）E（G）分别为拉伸杨氏模量和切边模量，统称为弹性模量表示产生100％弹性变所需的应力。
σ规定残余伸长应力，试样卸除拉伸力后，其标距部分的残余伸长达到规定的原始标距百分比时的应力。
（2）rσ名义屈服强度（点），对没有明显屈服阶段的塑性材料通常以产生0.2％的塑性形变对应的应力作为屈2.0服强度或屈服极限。
工程材料力学性能 第三版课后题答案(束德林)
工程材料力学性能课后题答案第三版（束德林）第一章单向静拉伸力学性能1、解释下列名词。
（1）弹性比功：金属材料吸收弹性变形功的能力，一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。
（2）滞弹性：金属材料在弹性范围内快速加载或卸载后，随时间延长产生附加弹性应变的现象称为滞弹性，也就是应变落后于应力的现象。
（3）循环韧性：金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力称为循环韧性。
（4）包申格效应：金属材料经过预先加载产生少量塑性变形，卸载后再同向加载，规定残余伸长应力增加；反向加载，规定残余伸长应力降低的现象。
（5）解理刻面：这种大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。
（6）塑性：金属材料断裂前发生不可逆永久（塑性）变形的能力。
脆性：指材料在外力作用下(如拉伸、冲击等)仅产生很小的变形即断裂破坏的性质。
韧性：指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。
（7）解理台阶：当解理裂纹与螺型位错相遇时，便形成一个高度为b的台阶。
（8）河流花样：解理台阶沿裂纹前端滑动而相互汇合,同号台阶相互汇合长大,当汇合台阶高度足够大时,便成为河流花样。
是解理台阶的一种标志。
（9）解理面：是金属材料在一定条件下，当外加正应力达到一定数值后，以极快速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂，因与大理石断裂类似，故称此种晶体学平面为解理面。
（10）穿晶断裂：穿晶断裂的裂纹穿过晶内，可以是韧性断裂，也可以是脆性断裂。
沿晶断裂：裂纹沿晶界扩展，多数是脆性断裂。
（11）韧脆转变：具有一定韧性的金属材料当低于某一温度点时，冲击吸收功明显下降，断裂方式由原来的韧性断裂变为脆性断裂，这种现象称为韧脆转变。
2、说明下列力学性能指标的意义。
答：（1）E（G）分别为拉伸杨氏模量和切边模量，统称为弹性模量表示产生100％弹性变所需的应力。
σ规定残余伸长应力，试样卸除拉伸力后，其标距部分的残余伸长达到规定的原始标距百分比时的应力。
（2）rσ名义屈服强度（点），对没有明显屈服阶段的塑性材料通常以产生0.2％的塑性形变对应的应力作为屈2.0服强度或屈服极限。
《工程材料》习题集参考答案
《工程材料》习题集参考答案一．判断题×√1、细化晶粒虽能提高金属的强度，但增大了金属的脆性。
（×）2、结构钢的淬透性，随钢中碳含量的增大而增大。
（×）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。
（×）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。
（×）7、过热钢经去应力退火后能显著细化晶粒。
（×）8、表面淬火主要用于高碳钢。
（×）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。
（×）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。
（×）14、金属的塑性变形主要通过位错的滑移进行。
（√）15、金属的晶粒越细小，其强度越高，其塑性越好。
（√）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。
（×）18、对过共析钢工件进行完全退火可消除渗碳体网。
（×）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。
（×）21、氮化件的变形远比渗碳件的小。
（√）22、马氏体转变是非扩散性转变。
（√）23、高锰钢在各种条件下均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。
（×）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。
（×）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。
（×）29、弹簧钢的最终热处理应是淬火+低温回火。
（×）30、凡单相固溶体均能进行形变强化。
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1—５在下面几种情况下,该用什么方法来测试硬度?写出硬度符号。
(1)检查锉刀、钻头成品硬度;(２)检查材料库中钢材硬度;(３)检查薄壁工件得硬度或工件表面很薄得硬化层;(4)黄铜轴套;(5)硬质合金刀片; (1)检查锉刀、钻头成品硬度采用洛氏硬度试验来测定,硬度值符号HＲC。
(２)检查材料库中钢材硬度采用布氏硬度试验来测定,硬度值符号HＢW。
(3)检查薄壁工件得硬度或工件表面很薄得硬化层硬度采用洛氏硬度试验来测定,硬度值符号HRC。
(4)黄铜轴套硬度采用布氏硬度试验来测定,硬度值符号ＨBW。
(5)硬质合金刀片采用洛氏硬度试验来测定,硬度值符号HRC。
２-4单晶体与多晶体有何差别?为什么单晶体具有各向异性,多晶体具有各项同性？单晶体就是由原子排列位向或方式完全一致得晶格组成得;多晶体就是由很多个小得单晶体所组成得,每个晶粒得原子位向就是不同得。
因为单晶体内各个方向上原子排列密度不同,造成原子间结合力不同,因而表现出各向异性;而多晶体就是由很多个单晶体所组成,它在各个方向上得力相互抵消平衡,因而表现各向同性、２-５简述实际金属晶体与理想晶体在结构与性能上得主要差异。
理想晶体中原子完全为规则排列,实际金属晶体由于许多因素得影响,使这些原子排列受到干扰与破坏,内部总就是存在大量缺陷、如果金属中无晶体缺陷时,通过理论计算具有极高得强度,随着晶体中缺陷得增加,金属得强度迅速下降,当缺陷增加到一定值后,金属得强度又随晶体缺陷得增加而增加、因此,无论点缺陷,线缺陷与面缺陷都会造成晶格崎变,从而使晶体强度增加。
同时晶体缺陷得存在还会增加金属得电阻,降低金属得抗腐蚀性能。
2—6简述间隙固溶体与间隙化合物得异同点。
间隙固溶体与间隙化合物都就是溶质原子嵌入晶格间隙形成得、间隙固溶体得晶体结构与溶剂得结构相同,而间隙化合物得晶体结构不同于组成它得任一组元,它就是以分子式来表示其组成、3－３常用得管路焊锡为成分ｗ(Ｐb=５０%)、w(Sｎ=５０％) 得Ｐb－Sn合金。
若该合金以及慢速度冷却至室温,求合金显微组织中相组成物与组织组成物得相对量、图3－1Pb－Ｓn合金相图图3-2 w(Ｐb=50%)Pb-Sn合金室温组织由相图(图3－1)可知,成分为w(Pb=50%)、w(Sｎ=5０％) 得Pb－Sn合金(亚共晶合金)以慢速度冷却至室温时发生得结晶过程为:先进行匀晶转变(L→α),匀晶转变剩余得液相再进行共晶转变、极慢冷却至室温后形成得组织为先共晶固溶体α与共晶组织(α+β)。
由于α固溶体得溶解度随温度变化较大,所以先共晶固溶体α中有点状βII析出(图３-2)。
相组成:先共晶α相得相对量为:1—(50－19、2)/(6１。
9-19。
2)=72。
13% 共晶组织中得α相占全部合金得相对量:45、5％＊7２.13%＝32、82％共晶组织中得β相相对量为１－3２、８2％=67、18％３—４请根据图３、44分析解答下列问题:分析合金1、2得平衡结晶过程,并会出冷却曲线;说明室温下1、2得相与组织就是什么,并计算相与组织得相对含量;如果希望得到得组织为:共晶组织与５%得ß初,求该合金得成分、解(1)(2):合金得冷却曲线如图3-３所示。
图3—3 合金I 得冷却曲线其结晶过程为:1以上,合金处于液相;1～2时,L→α,L 与α得成分分别沿液相线与固相线变化,到达２时,全部凝固完毕;２时,为单相α;2～3时,α→βIＩ、α→β室温下,I合金由两个相组成,即α与β相,其相对量为Mα＝(0。
90-0.20)/(0。
９0—0.05)＊100%=８2%Ｍβ＝1- Mα=18％I合金得组织为α+βII,其相对量与组成物相同。
ＩＩ合金得冷却曲线如图3-4所示、图３－４合金II得冷却曲线其结晶过程如下:1以上,合金处于均匀得液相;1~2时,进行匀晶转变L→β初;2时,两相平衡共存,Ｌ０.５0=＝β0。
9０;2～２,时,剩余液相发生共晶反应: Ｌ０。
５0=＝α0、20+β0、902~3时,发生脱溶转变,α→β∏室温下,II合金由两个相组成,即α相与β相,其相对量为:Mα＝(0.90—０。
８0)/(0.90-0、０5)*１0０%=12％Mβ=1－Mα=88％II合金得组织为:β初+(α+β)共晶;组织组成物得相对量为:ｍβ初=(０.80-0。
５0)/(0.９0—0、50)*10０%=７５%ｍ(α+β)共晶=1-mβ初=25%解(3):设合金得成分为wB=x,由题意知:mβ初=(ｘ-0。
５0)/(0、90—０。
5０)*100％=5%所以ｘ=0.５2,即该合金成分为ｗB=0。
52。
3-５画出相图,标出相区及各主要点得成分与温度,并回答下列问题: (1)45、60、T12钢得室温平衡组织分别就是什么？它们从高温也太平衡冷却到室温要经过哪些转变？45钢室温平衡组织: 铁素体ﻠ+珠光体P冷却过程:匀晶转变L0.４5→ Ｌ0。
5３+δ,包晶转变L0.5３+δ→ γ0.45,同素异晶转变γ0。
45→α ＋γ０。
77,共析转变γ0。
７7→ (α+Ｆe３Ｃ)、60钢室温平衡组织:铁素体ﻠ+ 珠光体P冷却过程:匀晶转变L0.60→Ｌ0。
53+ δ,包晶转变Ｌ0。
５3 ＋δ→ γ０。
6０,同素异晶转变γ0、60→ α+ γ０。
７7,共析转变γ０。
７7 → (α +Ｆｅ３C)。
T12钢室温平衡组织:珠光体P + 渗碳体Fe3C冷却过程:过共析钢在液态到室温得冷却过程中,首先进行匀晶转变,形成单相固溶体γ;当温度到达ES线以下时,过饱与得固溶体γ中析出渗碳体(二次渗碳体Fe3CIＩ),奥氏体γ得成分变到共析点S(０、77％C);共析转变γ０、7７→(α+Fe3Ｃ),形成珠光体P。
(2)画出纯铁４5钢Ｔ12钢得室温平衡组织,并标注其中得组织。
图3—345钢得室温平衡组织(铁素体ﻠ+ 珠光体P)图３-4 Ｔ12钢得室温平衡组织(珠光体Ｐ+ 渗碳体Ｆe３C)(３)计算室温下４5钢T1２钢得平衡组织中相组成与组织组成物得相对量。
应用杠杆定律计算4５钢中铁素体α与珠光体P得相对量,选择α +γ二相区,共析温度７27ºC。
Ｔ12钢得Qα＝(2、11—1。
2)/ (2、11-０.0２18)=３3.9% QP＝1—３3。
９%＝６6。
1%(4)计算鉄碳合金中二次渗碳体与三次渗碳体最大得相对量。
WFｅ3CⅡ＝(2。
1４-0。
８)／(６、6９－0。
８)*10０％=23％ﻫW Ｆe3CⅢ=0、02／6、69*1０0%＝３３%二次渗碳体得最大百分含量为２2.6%,三次渗碳体得最大百分含量为0、3３％(5)应用相图解释下列现象:①钢柳丁一般用低碳钢合成;钢柳丁一般要求具有良好得塑性与韧性,所以钢柳丁一般要求用低碳钢合成、②绑扎物件一般用铁丝(镀锌低碳钢丝),而起重机吊重物时却用钢丝绳(60钢６5钢70刚等组成);亚共析钢(碳得质量分数在0.0218%～０。
７7%)室温下得组织为铁素体加珠光体,低碳钢丝(碳得质量分数在0.021８%~0。
25％)组织中铁素体得比例大,所以低碳钢丝塑性、韧性好,绑扎物件时,易于操作;而６0钢、65钢、70钢等组织中珠光体得量多,所以强度,适于作起重机吊重物用得钢丝绳。
③T8钢得强度高于T12钢得强度。
强度〉Ｔ１２钢,因为强度就是一个组织敏感量,当含碳量超过0。
9％以后,二次渗碳体呈网状分布,将珠光体分割开,因此强度下降。
3－6现有两种鉄碳合金,其中一种合金得显微组织中珠光体量占75％,铁素体量占25％;另一种合金得显微,组织中珠光体量占92％,二次渗碳体量占８％,这两种合金各属于哪一类合金?其含碳量各为多少？答:第一种就是亚共析钢,含碳量为0.０２18％到0.77%之间,后面一种就是过共析钢碳含量为0.77％到2.１1%。
3－７现有形状尺寸完全相同得４块平衡状态得鉄碳合金,她们得含碳量分别为w(C)=0.2%、w(C)=０、4％、ｗ(C)=1.2％、w(C)=３。
５％。
根据您所学得知识,可用那些办法来区别她们?答:第一种:根据金相实验铁碳相图来区别它们:含碳量分别为w(C)=0.2％得鉄碳合金金相中全部就是单相得α相。
而含碳量分别为w(C)＝0。
4%得鉄碳合金金相由α相与珠光体(P)相组成;而含碳量分别为w(C)=1、2%得鉄碳合金金相由珠光体(P)相与二次渗碳体组成;而含碳量分别为w(C)=3、５%得鉄碳合金金相主要由变态莱氏体(Ld’)相与一次渗碳体相组成。
第二种:随着含碳量得增加,铁碳合金得硬度随之增加,分别测试其硬度,按照其硬度大小可得其含碳量得大小。
3-８简述晶粒大小对金属力学性能得影响,并列举几种实际生产中细化铸造晶粒得方法。
晶粒大小对金属力学性能与工艺性能有很大影响。
在一般情况下,晶粒愈细小,金属得强度、塑性、韧性及抗疲劳能力愈好,所以,细化晶粒就是强化金属材料得最重要途径之一。
为了细化铸件晶粒以改善其性能,常采用以下方法:增加过冷度;进行变质处理(孕育处理);振动与搅拌、3－9说明金属实际凝固时,铸锭得3种宏观组织得形成机制、金属铸锭凝固时,由于表面与中心得结晶条件不同,其结构就是不均匀得,整个体积中明显得分为三种晶粒状态区域:细等轴晶区、柱状晶区与粗等轴晶区。
(1)液体金属注入锭模时,由于锭模温度不高,传热快,外层金属受到激冷,过冷度大,生成大量得晶核、同时模壁也能起非自发晶核作用。
结果,在金属得表层形成一层厚度不大、晶粒很细得细晶区。
(2)细晶区形成得同时,锭模温度升高,液体金属得冷却速度降低,过冷度减小,生核速率降低,但此时长大得速度受到得影响较小,结晶过程进行得方式主要就是,优先长大方向与散热最快方向得反方向一致得晶核向液体内部平行长大,结果形成柱状晶区、(3)随着柱状晶区得发展,液体金属得冷却速度很快降低,过冷度大大减小,温度差不断降低,趋于均匀化,散热逐渐失去方向性,所以在某个时候,剩余液体中被推来得杂质及从柱状晶上被冲下来得晶枝碎块,可能成为晶核,向各个方向均匀长大,最后形成粗大得等轴晶区。
5－3过冷奥氏体在不同温度等温转变时,可得到哪些转变产物？试列表比较她们得组织与性能。
根据等温温度不同,其转变产物有珠光体型与贝氏体型两种、高温转变Ac1～６５０℃珠光体P 粗片状铁素体与渗碳体混合物HRC<２５;6５０～600℃索氏体S 600倍光学金相显微镜下才能分辨得细片状珠光体HRC为25~3５;６０0～550℃托氏体T 在光学金相显微镜下已无法分辨得极细片状珠光体HRC为35～40;中温转变550~３５0℃上贝氏体B上羽毛状组织ＨＲＣ4０～4５;3５0℃～Ｍs 下贝氏体Ｂ下黑色针状或称竹叶状组织HＲC ４5~55;5-4什么就是Ｖk？其主要影响因素有哪些？Vｋ就是指淬火临界冷却速度。