(整理)工程材料课后作业及答案
工程材料作业习题及答案全

1、下列各种工件应该采用何种硬度实验方法来测定其硬度?锉刀、黄铜轴套、供应状态的各种非合金钢材、硬质合金刀片、耐磨工件的表面硬化层、调质态的机床主轴。
2、已知Cu(f.c.c)的原子直径为2.56A,求Cu的晶格常数a,并计算1mm3Cu中的原子数。
3、已知金属A(熔点600℃)与金属B(熔点500℃)在液态无限互溶;在固态300℃时A溶于B的最大溶解度为30%,室温时为10%,但B不溶于A;在300℃时,含40%B的液态合金发生共晶反应。
求:①作出A-B合金相图(请用尺子等工具,标出横纵座标系,相图各区域名称,规范作图)②写出共晶反应式。
③分析20%A,45%A,80%A等合金的结晶过程,用结晶表达式表达。
4.一个二元共晶反应如下:L(75%)←→α(15%B)+β(95%B)(1)计算含50%B的合金完全凝固时①初晶α与共晶(α+β)的重量百分数。
②α相和β相的重量百分数。
③共晶体中的α相和β相的重量百分数。
(2)若显微组织中,测出初晶β相与(α+β)共晶各占一半,求该合金的成分。
5.有形状,尺寸相同的两个Cu-Ni合金铸件,一个含Ni90%,另一个含Ni50%,铸件自然冷却,问哪个铸件的偏析严重,为什么?1.何谓铁素体,奥氏体,渗碳体,珠光体和莱氏体,它们的结构,组织形态,性能等各有何特点?2.分析含碳量为0.3%,1.3%,3.0%和5.0%的铁碳合金的结晶过程和室温组织。
3.指出下列名词的主要区别:一次渗碳体,二次渗碳体,三次渗碳体,共晶渗碳体和共析渗碳体。
4.写出铁碳合金的共晶反应式和共析反应式。
5.根据铁碳相图:①分析0.6%C的钢室温下的组织,并计算其相对量。
②分析1.2%C的钢室温下的相组成,并计算其相对量。
③计算铁碳合金中二次渗碳体和三次渗碳体的最大含量。
6.对某退火碳素钢进行金相分析,其组织为珠光体+网状渗碳体,其中珠光体占93%,问此钢的含碳量大约为多少?7.依据铁碳相图说明产生下列现象的原因:①含碳量为1.0%的钢比含碳量为0.4%的钢硬度高。
工程材料作业及答案汇总 (1)

1.1 4.简答及综合分析题(1)金属结晶的基本规律是什么?条件是什么?简述晶粒的细化方法。
(2) 什么是同素异构转变?(1)金属结晶的基本规律:形核、长大;条件是具有一定的过冷度;液态金属晶粒的细化方法:增大过冷度、变质处理、附加振动;固态金属晶粒的细化方法:采用热处理、压力加工方法。
(2)金属同素异构性(转变):液态金属结晶后获得具有一定晶格结构的晶体,高温状态下的晶体,在冷却过程中晶格发生改变的现象。
1.2 4.简答及综合分析题(4)简述屈服强度的工程意义。
(5)简述弹性变形与塑性变形的主要区别。
(4)答:屈服强度是工程上最重要的力学性能指标之—。
其工程意义在于:①屈服强度是防止材料因过最塑性变形而导致机件失效的设计和选材依据;②根据屈服强度与抗拉强度之比(屈强比)的大小,衡量材料进一步产生塑性变形的倾向,作为金属材料冷塑性变形加工和确定机件缓解应力集中防止脆性断裂的参考依据。
(5) 答:随外力消除而消失的变形称为弹性变形。
当外力去除时,不能恢复的变形称为塑性变形。
1.3 4.简答题(6)在铁碳相图中存在三种重要的固相,请说明它们的本质和晶体结构(如,δ相是碳在δ-Fe中的固溶体,具有体心立方结构)。
α相是;γ相是;Fe3C相是。
(7)简述Fe—Fe3C相图中共晶反应及共析反应,写出反应式,标出反应温度。
(9)在图3—2 所示的铁碳合金相图中,试解答下列问题:图3—2 铁碳合金相图(1)标上各点的符号;(2)填上各区域的组成相(写在方括号内);(3)填上各区域的组织组成物(写在圆括号内);(4)指出下列各点的含碳量:E( )、C( )、P( )、S( )、K( );(5)在表3-1中填出水平线的温度、反应式、反应产物的名称。
表3-1(6)答:碳在α-Fe中的固溶体,具有体心立方结构;碳在γ—Fe中的固溶体,具有面心立方结构;Fe和C形成的金属化合物,具有复杂结构。
(7)答:共析反应:冷却到727℃时具有S点成分的奥氏体中同时析出具有P点成分的铁素体和渗碳体的两相混合物。
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(最新整理)

(1)铜比低碳钢容易被锯割。 硬度 (2)锯条易被折断,而铁丝不易折断。 塑性
P15 1-4 甲、乙、丙、丁四种材料的硬度分别为45HRC、90HRB、800HV、240HBS,
试比较这四种材料硬度的高低。
答: 45HRC HV
HV 2 106 (112 HRC)2
、 、 01 、 、 、 、
b1-1. 下列情况分别是因为哪一个力学性能指标达不到要求?
(1)紧固螺栓使用后发生塑性变形。 屈服强度 (2)齿轮正常负荷条件下工作中发生断裂。 疲劳强度 (3)汽车紧急刹车时,发动机曲轴发生断裂。 冲击韧度 (4)不锈钢圆板冲压加工成圆柱杯的过程中发生裂纹。 塑性 (5)齿轮工作在寿命期内发生严重磨损。 硬度
、、、
、 、 04a 、 - 、 、 、
F 1. 所有的合金元素都能提高钢的淬透性。
F 2. 合金元素对钢的强化效果主要是固溶强化。
、、、 1. 除Co、Al外,几乎所有的合金元素都使Ms点 下降 。
2. 20钢属于 优质碳素结构 或 渗碳 钢, 可制造 冲 压、焊接件 或 小型渗碳件 。
3. Q345 (16Mn) 是 低合金高强度结构 钢,可制造 桥梁 。
F 2. 室温下,金属晶粒越细,则强度越高、塑性越低。
、、、
b 1. 金属结晶时,冷却速度越快,其实际结晶温度将:
a. 越高 b. 越低 c. 越接近理论结晶温度
b 2. 为细化晶粒,可采用:
a. 快速浇注 b. 加变质剂
c. 以砂型代金属型
c 3. 晶体中的位错属于:
a. 体缺陷 b. 面缺陷
c. 线缺陷
4. 40Cr 是 合金调质 钢,可制造 车床齿轮 。
工程材料课后习题答案

⼯程材料课后习题答案参考答案第1章机械⼯程对材料性能的要求思考题与习题P201.3、机械零件在⼯作条件下可能承受哪些负荷?这些负荷对零件产⽣什么作⽤?p4⼯程构件与机械零件(以下简称零件或构件)在⼯作条件下可能受到⼒学负荷、热负荷或环境介质的作⽤。
有时只受到⼀种负荷作⽤,更多的时候将受到两种或三种负荷的同时作⽤。
在⼒学负荷作⽤条件下,零件将产⽣变形,甚⾄出现断裂;在热负荷作⽤下,将产⽣尺⼨和体积的改变,并产⽣热应⼒,同时随温度的升⾼,零件的承载能⼒下降;环境介质的作⽤主要表现为环境对零件表⾯造成的化学腐蚀,电化学腐蚀及摩擦磨损等作⽤。
1.4 整机性能、机械零件的性能和制造该零件所⽤材料的⼒学性能间是什么关系?p7机器的整机性能除与机器构造、加⼯与制造等因素有关外,主要取决于零部件的结构与性能,尤其是关键件的性能。
在合理⽽优质的设计与制造的基础上,机器的性能主要由其零部件的强度及其它相关性能来决定。
机械零件的强度是由结构因素、加⼯⼯艺因素、材料因素和使⽤因素等确定的。
在结构因素和加⼯⼯艺因素正确合理的条件下,⼤多数零件的体积、重量、性能和寿命主要由材料因素,即主要由材料的强度及其它⼒学性能所决定。
在设计机械产品时,主要是根据零件失效的⽅式正确选择的材料的强度等⼒学性能判据指标来进⾏定量计算,以确定产品的结构和零件的尺⼨。
1.5常⽤机械⼯程材料按化学组成分为⼏个⼤类?各⾃的主要特征是什么?p17机械⼯程中使⽤的材料常按化学组成分为四⼤类:⾦属材料、⾼分⼦材料、陶瓷材料和复合材料。
提⽰:强度、塑性、化学稳定性、⾼温性能、电学、热学⽅⾯考虑回答。
1.7、常⽤哪⼏种硬度试验?如何选⽤P18?硬度试验的优点何在P11?硬度试验有以下优点:●试验设备简单,操作迅速⽅便;●试验时⼀般不破坏成品零件,因⽽⽆需加⼯专门的试样,试验对象可以是各类⼯程材料和各种尺⼨的零件;●硬度作为⼀种综合的性能参量,与其它⼒学性能如强度、塑性、耐磨性之间的关系密切,由此可按硬度估算强度⽽免做复杂的拉伸实验(强韧性要求⾼时则例外);●材料的硬度还与⼯艺性能之间有联系,如塑性加⼯性能、切削加⼯性能和焊接性能等,因⽽可作为评定材料⼯艺性能的参考;●硬度能较敏感地反映材料的成分与组织结构的变化,故可⽤来检验原材料和控制冷、热加⼯质量。
工程材料基础知识-课后习题及答案.docx

第一章工程材料基础知识参考答案1.金属材料的力学性能指标有哪些?各用什么符号表示?它们的物理意义是什么?答:常用的力学性能包括:强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度等。
强度是指金属材料在静荷作用下抵抗破坏(过量塑性变形或断裂)的性能。
强度常用材料单位面积所能承受载荷的最大能力(即应力。
,单位为Mpa)表示。
塑性是指金属材料在载荷作用下,产生塑性变形(永久变形)而不被破坏的能力。
金属塑性常用伸长率5和断面收缩率出来表示:硬度是指材料抵抗局部变形,特别是塑性变形、压痕或划痕的能力,是衡量材料软硬程度的指标,是一个综合的物理量。
常用的硬度指标有布氏硬度(HBS、HBW)、洛氏硬度(HRA、HRB、HRC等)和维氏硬度(HV)。
以很大速度作用于机件上的载荷称为冲击载荷,金属在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力叫做冲击韧性。
冲击韧性的常用指标为冲击韧度,用符号a k表示。
疲劳强度是指金属材料在无限多次交变载荷作用下而不破坏的最大应力称为疲劳强度或疲劳极限。
疲劳强度用。
-1表示,单位为MPa。
2.对某零件有力学性能要求时,一般可在其设计图上提出硬度技术要求而不是强度或塑性要求,这是为什么?答:这是由它们的定义、性质和测量方法决定的。
硬度是一个表征材料性能的综合性指标,表示材料表面局部区域内抵抗变形和破坏的能力,同时硬度的测量操作简单,不破坏零件,而强度和塑性的测量操作复杂且破坏零件,所以实际生产中,在零件设计图或工艺卡上一般提出硬度技术要求而不提强度或塑性值。
3.比较布氏、洛氏、维氏硬度的测量原理及应用范围。
答:(1)布氏硬度测量原理:采用直径为D的球形压头,以相应的试验力F压入材料的表面,经规定保持时间后卸除试验力,用读数显微镜测量残余压痕平均直径d,用球冠形压痕单位表面积上所受的压力表示硬度值。
实际测量可通过测出d值后查表获得硬度值。
布氏硬度测量范围:用于原材料与半成品硬度测量,可用于测量铸铁;非铁金属(有色金属)、硬度较低的钢(如退火、正火、调质处理的钢)(2)洛氏硬度测量原理:用金刚石圆锥或淬火钢球压头,在试验压力F的作用下,将压头压入材料表面,保持规定时间后,去除主试验力,保持初始试验力,用残余压痕深度增量计算硬度值,实际测量时,可通过试验机的表盘直接读出洛氏硬度的数值。
(完整版)工程材料课后答案

作业01力学性能b1-1. 下列情况分别是因为哪一个力学性能指标达不到要求?(1)紧固螺栓使用后发生塑性变形。
屈服强度(2)齿轮正常负荷条件下工作中发生断裂。
疲劳强度(3)汽车紧急刹车时,发动机曲轴发生断裂。
冲击韧度(4)不锈钢圆板冲压加工成圆柱杯的过程中发生裂纹。
塑性(5)齿轮工作在寿命期内发生严重磨损。
硬度b1-2 下列现象与哪一个力学性能有关?(1)铜比低碳钢容易被锯割。
硬度(2)锯条易被折断,而铁丝不易折断。
塑性作业02a金属结构与结晶判断题F1. 凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶过程。
2. 室温下,金属晶粒越细,则强度越高、塑性越低。
F选择题1. 金属结晶时,冷却速度越快,其实际结晶温度将:ba. 越高b. 越低c. 越接近理论结晶温度2. 为细化晶粒,可采用:ba. 快速浇注b. 加变质剂c. 以砂型代金属型3. 晶体中的位错属于:ca. 体缺陷b. 面缺陷c. 线缺陷d. 点缺陷问答题将20kg纯铜和30kg纯镍熔化后慢冷至T1温度,求此时:(1) 液、固两相L和α的化学成分(2) 两相的相对重量(3) 两相的质量答:整个合金含Ni的质量分数为:X = 30/(20+30) = 60%(1)两相的化学成分:w L(Ni)= 50%wα(Ni)= 80%(2)两相的相对重量为:液相m L= (80-60)/(80-50)≈67%固相mα= 1-67% = 33%a b c(2)两相的质量为:液相M L= 50×67% ≈33(kg)固相mα= 50 -33 = 17(kg)作业02c Fe-C相图判断题1. 铁素体的本质是碳在α-Fe中的间隙相。
F2. 珠光体P实质上是由铁素体F和渗碳体Fe3C两个相组成。
T3. 在铁碳合金平衡结晶过程中,只有碳含量为4.3%的铁碳合金F才能发生共晶反应。
4. 退火状态(接近平衡组织)的亚共析钢中,碳含量为0.45%F比0.20%的塑性和强度都高。
工程材料课后题答案

第一章6、实际金属晶体中存在哪些缺陷?它们对性能有什么影响?答:点缺陷:空位、间隙原子、异类原子。
点缺陷造成局部晶格畸变,使金属的电阻率、屈服强度增加,密度发生变化。
线缺陷:位错。
位错的存在极大地影响金属的机械性能。
当金属为理想晶体或仅含极少量位错时,金属的屈服强度σs很高,当含有一定量的位错时,强度降低。
当进行形变加工时,为错密度增加,σs将会增高。
面缺陷:晶界、亚晶界。
亚晶界由位错垂直排列成位错墙而构成。
亚晶界是晶粒内的一种面缺陷。
在晶界、亚晶界或金属内部的其他界面上,原子的排列偏离平衡位置,晶格畸变较大,位错密度较大(可达1016m-2以上)。
原子处于较高的能量状态,原子的活性较大,所以对金属中的许多过程的进行,具有极为重要的作用。
晶界和亚晶界均可提高金属的强度。
晶界越多,晶粒越细,金属的塑性变形能力越大,塑性越好。
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。
固溶体随着溶质原子的溶入晶格发生畸变。
晶格畸变随溶质原子浓度的提高而增大。
晶格畸变增大位错运动的阻力,使金属的滑移变形变得更加困难,从而提高合金的强度和硬度。
9、间隙固溶体和间隙相有什么不同?答:合金组元通过溶解形成一种成分和性能均匀的,且结构与组元之一相同的固相称为间隙固溶体。
间隙固溶体中溶质原子进入溶剂晶格的间隙之中。
间隙固溶体的晶体结构与溶剂相同。
间隙相是间隙化合物中的一种,其晶体结构不同于组成它的任意元素的晶体结构,一般是较大金属元素的原子占据晶格的结点位置,半径较小的非金属元素的原子占据晶格的间隙位置,晶体结构简单,间隙相一般具有高熔点、高硬度,非常稳定,是合金的重要组成相。
第二章1、金属结晶的条件和动力是什么?答:液态金属结晶的条件是金属必须过冷,要有一定的过冷度。
液体金属结晶的动力是金属在液态和固态之间存在的自由能差(ΔF)。
2、金属结晶的基本规律是什么?答:液态金属结晶是由生核和长大两个密切联系的基本过程来实现的。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
作业:第一章1 解释概念晶体结构:构成晶体的基元在三维空间的具体的规律排列方式。
固溶体:溶质原子完全溶于固态溶剂中,并能保持溶剂元素的晶格类型的合金相。
点缺陷:在空间三维方向上的尺寸很小,约为几个原子间距,又称零维缺陷。
线缺陷:各种类型的位错,是指晶体中的原子发生了有规律的错排现象。
面缺陷:晶界、亚晶界、相界、孪晶界、表面和层错都属于面缺陷。
离子键:由于正离子和负离子间的库仑引力而形成的。
共价键:共用价电子对产生的结合键叫共价键。
金属键:贡献出价电子的原子成为正离子,与公有化的自由电子间产生静电作用而结合起来。
这种结合力就叫做金属键。
空间点阵:阵点在空间呈周期性规则排列并具有完全相同的周围环境,这种由它们在三维空间规则排列的阵列称为空间点阵,简称点阵。
晶界:晶体结构相同但位向不同的晶粒之间的界面,称为晶粒间界,简称晶界。
位错:晶体中的原子发生的有规律的错排现象。
2 实际晶体中存在哪几类缺陷。
P32(9)点缺陷包括空位,置换原子和间隙原子;线缺陷主要由位错组成,包括刃位错和螺位错;面缺陷包括外表面、相界、晶界、孪晶界和堆垛层错。
3常见的金属晶格类型有哪几种?α-Fe、γ-Fe、Al、Cu、Ni、Cr、V、Mg、Zn各属何种晶体结构?体心立方:α-Fe、Cr、V面心立方:γ-Fe、Al、Cu、Ni密排六方:Mg、Zn第二章1 理解下列术语和基本概念:组织组成物:显微组织中独立的组成部分。
相:合金中具有同一聚集状态、相同的晶体结构,成分和性能均一,并由相界隔开的组成部分。
碳钢:0.0218%< w(C)≤2.11%的铁碳合金。
铸铁:含碳量大于2.11%的铁碳合金。
铁素体:碳固溶于α-Fe(或δ-Fe)中形成的间隙固溶体。
奥氏体:γ相常称奥氏体, 用符号A或γ表示, 是碳在γ-Fe 中的间隙固溶体, 呈面心立方晶格。
渗碳体:Fe与C的一种具有复杂结构的间隙化合物, 通常称为渗碳体。
莱氏体:共晶反应的产物是奥氏体与渗碳体的共晶混和物, 称莱氏体, 以符号Ld表示珠光体:共析反应的产物是铁素体与渗碳体的共析混合物, 称珠光体, 以符号P表示。
过冷-纯金属的实际结晶温度总是低于其熔点,这种现象称为过冷。
相图:是用图解的方法表示不同成分、温度下合金中相的平衡关系。
变质处理:往液体金属中加入难熔的固态粉末(变质剂),促进非均匀形核,细化晶粒。
2 默画Fe-Fe3C相图,填出各相区的平衡相,并分析含0.3%C、0.77%C、1.2%C合金的固态相变过程。
Fe-Fe3C相图:略。
成分为0.3%C的铁碳合金:GS线以上,完全为单相奥氏体;GS线以下,共析线以上,单相奥氏体中析出单相铁素体;共析线上剩余奥氏体发生共析反应,析出铁素体与渗碳体的机械混合物即珠光体;共析线以下相和组织不发生转变。
室温组成相:F+Fe3C。
室温组织组成物为F+P成分为0.77%C的铁碳合金:共析线以上,完全为单相奥氏体,共析线上奥氏体发生共析反应,析出铁素体与渗碳体的机械混合物即珠光体;共析线以下相和组织不发生转变。
室温组成相:F+Fe3C。
室温组织组成物为P。
成分为1.2%C的铁碳合金:ES线以上,完全为单相奥氏体;ES线以下,共析线以上,单相奥氏体中析出二次渗碳体;共析线上剩余奥氏体发生共析反应,析出铁素体与渗碳体的机械混合物即珠光体;共析线以下相和组织不发生转变。
室温组成相:F+Fe3C。
组织组成物为Fe3C II+P。
3 比较下列名词(1)Fe3CⅠ、Fe3CⅡ、Fe3CⅢ、Fe3C共晶、Fe3C共析Fe3CⅠ是直接从液相中析出的一次渗碳体。
Fe3CⅡ是指当温度低于碳在奥氏体中的溶解度曲线时,将从奥氏体中析出二次渗碳体。
Fe3CⅢ是指当温度低于碳在铁素体中的溶解度曲线时,将从铁素体中析出三次渗碳体。
共晶产物中的渗碳体称之为Fe3C共晶,而共析产物中的渗碳体称之为Fe3C共析。
(2)α-Fe、铁素体α-Fe为纯铁的一种同素异构体,而铁素体即α相也称铁素体, 用符号F或α表示, 是碳在α-Fe中的间隙固溶体。
(3)共晶转变、共析转变共晶转变是指一定成分的液态在一定温度(共晶温度)下同时析出两种成分的固溶体。
共析转变是指由一种固相转变成完全不同的两种相互关联的固相。
4.说明含碳量对钢的组织与性能的影响。
碳钢在室温下的平衡组织皆由铁素体(F )和渗碳体(Fe3C)两相组成。
随着含碳量的增加,碳钢中铁素体的数量逐渐减少,渗碳体的数量逐渐增多,从而使得组织按下列顺序发生变化:F →F + P →P →P + Fe3CII随着含碳量升高,钢的强度、硬度增加,塑性下降。
当钢中的含碳量超过1.0%以后,钢的硬度继续增加,而强度开始下降,这主要是由于脆性的二次渗碳体沿奥氏体晶界呈网状析出所致。
5 。
P51第1题金属结晶的基本规律是:是晶核的不断形成和晶核不断长大的过程。
冷却速度越大,过冷度越大。
6.P51第2题在一个枝晶范围内成分不均匀的现象叫枝晶偏析,或晶内偏析。
在实际生产条件下,一般冷却速度都较快,固溶体中原子扩散过程不能充分进行。
因此先结晶的枝晶主轴含高熔点组元较多,后结晶的分枝含低熔点组元较多。
通常把具有晶内偏析的合金加热到高温进行长时间的保温,使合金元素进行充分的扩散来消除枝晶偏析,这种处理为扩散退火。
7. P51第4题镇静钢:钢液在浇注前用锰铁、硅铁和铝粉进行充分脱氧,使钢液在凝固时不析出一氧化碳,因而没有沸腾现象而得名。
沸腾钢:钢液在浇注前仅用锰脱氧,脱氧很不充分,钢液在凝固过程中碳和氧发生反应产生大量的一氧化碳,使钢液沸腾,因而得名。
镇静钢的宏观组织:表层细晶粒区,柱状晶粒区,中心等轴晶粒区以及致密的沉积锥体组成。
沸腾钢的宏观组织:表层细晶粒区,柱状晶粒区,中心等轴晶粒区以及大量的气泡组成。
第三章1.理解下列术语和基本概念弹性模量:材料在弹性变形阶段,应力与应变成正比关系,两者的比值称为弹性模量。
屈服强度:屈服时所对应的应力。
抗拉强度:试样能承受最大载荷除以试样原始截面积所得的应力。
塑性:断裂前材料发生塑性变形的能力。
伸长率:一种塑性指标,即试样拉伸过程中的伸长量与原始长度的比值。
显微硬度:维氏硬度的一种,用来测量组织中某一相的硬度。
冲击韧性:冲击功与试样缺口处截面积的比值。
屈服-在拉伸过程中,出现载荷不增加而试样还继续伸长的现象称为屈服。
强度:材料在载荷作用下抵抗变形和断裂的能力。
塑性:断裂前材料发生塑性变形的能力。
第五章1. 理解重要的术语和基本概念形变强化:金属材料经塑性变形后,其强度和硬度升高,塑性和韧性下降,这种现象称为形变强化(加工硬化)。
滑移:在切应力作用下,一部分晶体相对于另一部分沿着某一晶面和晶向发生相对滑动,这种变形方式称为滑移,滑移系:一个滑移面和其上的一个滑移方向组合成一个滑移系。
临界分切应力:晶体的滑移是在切应力作用下进行,而且只有当外力在某一滑移系中的应力达到一定的临界值时,在这一滑移系上晶体才发生滑移,称该临界值为滑移的临界分切应力。
取向因子:临界分切应力中的cosλcosφ称为取向因子孪生:当金属晶体滑移变形难以进行时,其塑性变形还可能以生成孪晶的方式进行,称为孪生。
纤维组织:金属经塑性变形时,沿着变形方向晶粒被拉长。
当变形量很大时,晶粒难以分辨,而呈现出一片如纤维丝状的条纹,称之为纤维组织。
形变织构:随着变形的发生,还伴随着晶粒的转动。
在拉伸时晶粒的滑移面转向平行于外力的方向,在压缩时转向垂直于外力方向。
故在变形量很大时,金属中各晶粒的取向会大致趋于一致,这种由于变形而使晶粒具有择优取向的组织叫形变织构。
回复:在回复阶段,由于温度升高,金属的屈服强度下降,在内应力的作用下将发生局部塑性变形,从而使第一内应力得以消除。
再结晶:冷变形的金属加热到一定温度,组织和性能会发生一系列的变化,其中在变形组织的基体上产生新的无畸变的晶核,并迅速长大形成等轴晶粒,逐渐取代全部变形组织的阶段。
热加工:在再结晶温度以上进行的压力加工称为热加工。
冷加工:在再结晶温度以下进行的压力加工称为冷加工。
固溶强化:溶质原子溶入金属基体而形成固溶体,使金属的强度、硬度升高,塑性、韧性有所下降的现象。
沉淀强化(时效强化):通过过饱和固溶体沉淀形成第二相微粒产生的强化。
弥散强化:第二相微粒通过粉末冶金法加入并起强化作用,称之为弥散强化。
固溶处理:当组元B含量大于Bo的合金加热到略低于固相线的温度,保温一定时间,使B组元充分溶解后,取出快速冷却,则B组元来不及沿CD线析出,而形成亚稳定的过饱和固溶体,这种处理称为固溶处理时效:经固溶处理的合金在室温或一定温度下加热保持一定时间,使过饱和固溶体趋于某种程度的分解,这种处理称为时效。
细晶强化:细化晶粒提高强度的方法。
形变强化:金属塑性变形后,强度、硬度升高,塑性、韧性降低的现象。
第二相强化:第二相以细小弥散的微粒均匀分布于基体相中,产生的强化作用。
2. 工程材料的基本强化方法有那些?形变强化,固溶强化,第二相强化(包括沉淀强化和弥散强化),细晶强化第六章1. 理解重要的术语和基本概念奥氏体:碳固溶于γ-Fe中形成的间隙固溶体。
晶粒度-晶粒的大小称为晶粒度,通常用晶粒的平均面积或平均直径来表示。
残余奥氏体:钢淬火至室温未转变的奥氏体。
珠光体:铁素体和渗碳体的机械混合物。
索氏体:只有在800倍以上光学显微镜下观察才能分辨出铁素体和渗碳体片层状组织形态。
屈氏体:在光学显微镜下已很难分辨出铁素体和渗碳体片层状组织形态。
马氏体:碳在α-Fe中的过饱和间隙固溶体。
贝氏体-是铁素体和渗碳体的混合物。
回火马氏体-当回火温度在100~200℃时,马氏体开始发生部分分解,钢的组织由有一定过饱和度的固溶体和与其有共格关系的ε碳化物所组成,这种组织称为回火马氏体回火屈氏体:在300~400℃之间, 由ε碳化物转变成与基体无共格关系的颗粒状渗碳体。
这一阶段转变完成后, 钢的组织由饱和的针状α相和细小粒状的渗碳体组成,这种组织称为回火屈氏体。
回火索氏体:当回火温度超过400℃以上后,在回火过程中也发生回复和再结晶过程。
α相由针状或板条状转变成无应变的、等轴状新晶拉。
同时渗碳体发生聚集和长大,有一定程度的粗化。
这一阶段转变完成后, 钢的组织由等轴的α相和粗粒状渗碳体组成,称为回火索氏体。
退火:钢加热到一定温度,保温后缓慢冷却的热处理工艺。
正火:将钢件加热到Ac3或Accm以上(Ac3或Accm +30~50℃),保温一定时间后,在空气中冷却得到索氏体或屈氏体(细片状珠光体)组织的热处理工艺。
正火与退火的明显差异是正火冷却速度稍快。
球化退火:使片状珠光体转变为球状珠光体的退火。
淬火:是将钢件加热到Ac1或Ac3以上保温一定时间后,快速冷却得到马氏体(或下贝氏体)组织的热处理工艺。