工程材料学庞国星课后习题答案
以下仅本人鄙见、收集整理，有错之出请斧正，仅作参考
宋井科2016年10月
1-1由拉伸试验可以得出哪些力学性能指标？在工程上这些指标是怎样定义的？
答：由拉伸试验可以得出弹性、强度、塑性等指标。
弹性极限：材料产生完全弹性变形时所能承受的最大应力值。
屈服强度：材料开始产生明显塑性变形时的最低应力值，
抗拉强度：试样拉断前所能承受的最大应力值。
塑性：材料在断裂前发生不可逆永久变形的能力。指标为断面伸长率和断面收缩率。
断后伸长率：指试样拉断后标距长度的残余伸长与原始标距之比的百分率。
断面收缩率：指断裂后试样横截面积的最大收缩量与原始横截面积之的百分率比。
1-2．有一d0=10mm，L0=50m m的低碳钢比例试样，拉伸试验时测得F s=20.5k N，F b=31.5k N，d1=6.25m m,L1=66mm,试确定此钢材的σs、σb、、ψ、δ。
1．解：σs=F s/A0，A0=π/4×d02=78.5mm2，
σs=20.5×1000／π/4×100
=261M p a；
σb=F b/A0，A0=π/4×d02，
σb=31.5×1000／π/4×100
=401M p a；
δ=(L1－L0)/L0×100%
=（66－50）／50×100%
=32%；
ψ=(A0－A1)/A0×100%，A1=π/4×d12=30.7m m2
=（78.5－30.7）／78.5×100%
=61%
1-3下列各种工件应该采用何种硬度试验方法来测定其硬度？
（1）锉刀（2）黄铜轴套（3）硬质合金刀片
（4）供应状态的各种碳钢钢材（5）耐磨工件的表面硬化层
锉刀：H R C，黄铜轴套：H B、供应状态的各种非合金钢材：H B、硬质合金刀片：H V：、耐磨工件的表面硬化层：H R C（H R A）、调质态的机床主轴：H B、H R C、H R B。
1-4有四种材料，它们的硬度分别为45H R C.95H R B.850H V.220H B W.比较这四种材料的硬度高低
解：800H V>45H R C>240H B S>90H R B
1-5当某一材料的断裂韧度K I c＝62M P a?m1/2，2a＝5.7mm时，要使裂纹失稳扩展而导致断裂，需要多大的应力？（设Y=√π）解：K I c=Yσ√a，所以σ=K l c/√π√a=？自己代入算，
1-6工程材料有哪些物理性能和化学性能
物理性能是指材料固有的属性，金属的物理性能包括密度、熔点、电性能、热性能、磁性能等。化学性能:耐蚀性、抗氧化性
1-7什么是材料的工艺性能
解:见书14面倒数第一投
2-1试计算面心立方晶格的致密度
解：4r=√2a，所以r=√2a/4，致密度=（4πr3/3*4）/a3=74%
2-2已知γ-F e的晶格常数大于α-F e的晶格常数，但为什么γ-F e冷却到9120C转变为α-F e时体积反而增加?
答：因为γ-F e为面心立方晶格，一个晶胞含4个原子；γ-F e冷却到912C后转变为α-F e后，变成体心立方晶格，一个晶胞含2个原子，尽管γ-F e的晶格常数大于α-F e的晶格常数，但多的体积部分抵不上因原子排列不同γ-F e变成α-F e体积增大的变化部分。故γ-F e冷却到0912C后转变为α-F e时体积反而增加。
2-3什么是过冷度？过冷度与冷速有何关系？过冷度对金属结晶后的晶粒大小有何影响？
答：（1）理论结晶温度与实际结晶温度之差称过冷度。（2）1、冷却速度越快，材料的过冷度也会相应的增加，可以通俗的理解为随着冷却速度的增加，材料的结晶形核过程会有相应的时间滞后性，就会造成过冷度增加。随着冷却速度的增大，则晶体内形核率和长大速度都加快，加速结晶过程的进行，但当冷速达到一定值以后则结晶过程将减慢，因为这时原子的扩散能力减弱。（3）过冷度增大，ΔF大，结晶驱动力大，形核率和长大速度都大，且N的增加比G增加得快，提高了N与G的比值，晶粒变细，但过冷度过大，对晶粒细化不利，结晶发生困难。
2-4晶粒大小对金属材料的机械性能有何影响？结晶时哪些因素影响晶粒度的大小？如何影响？采取哪些方法可以细化晶粒？
答：一般情况下，晶粒愈小，其强度、塑形、韧性也愈高；晶体的长大速度、形核速度影响晶粒的大小。若结晶时有较大地过冷度、
形核率的增加比晶核的长大速度快则晶粒愈细；细化晶粒：(1)提高结晶时的冷却速度、增加过冷度。(2)进行变质处理。(3)在液态金属结晶时采用机械振动，超声波振动，电磁搞拌等。
2.5什么是固溶体？固溶体有何晶格特性和性能特点？何为固溶强化？
所谓固溶体是指溶质原子溶入金属溶剂的晶格中所组成的合金相。两组元在液态下互溶，固态也相互溶解，且形成均匀一致的物质。形成固溶体时，含量大者为溶剂，含量少者为溶质；溶剂的晶格即为固溶体的晶格。
按溶质原子在晶格中的位置不同可分为置换固溶体和间隙固溶体。
1、置换固溶体溶质原子占据溶剂晶格中的结点位置而形成的固溶体称置换固溶体。当溶剂和溶质原子直径相差不大，一般在15％以内时，易于形成置换固溶体。铜镍二元合金即形成置换固溶体，镍原子可在铜晶格的任意位置替代铜原子。
2、间隙固溶体溶质原子分布于溶剂晶格间隙而形成的固溶体称间隙固溶体。间隙固溶体的溶剂是直径较大的过渡族金属，而溶质是直径很小的碳、氢等非金属元素。其形成条件是溶质原子与溶剂原子直径之比必须小于0.59。如铁碳合金中，铁和碳所形成的固溶体――铁素体和奥氏体，皆为间隙固溶体。
另外，按溶质元素在固溶体中的溶解度，可分为有限固溶体和无限固溶体。但只有置换固溶体有可能成为无限固溶体。
当溶质元素含量很少时，固溶体性能与溶剂金属性能基本相同。但随溶质元素含量的增多，会使金属的强度和硬度升高，而塑性和韧性有所下降，这种现象称为固溶强化。置换固溶体和间隙固溶体都会产生固溶强化现象。
2.6什么是金属化合物？金属化合物有何晶格特征和性能特点？何为弥散强化？
合金组元件发生相互作用而形成一种具有金属特性的物质称为金属化合物。金属化合物的组成一般可用化学式表示。金属化合物的晶格类型不同于任一组元，一般具有复杂的晶格结构。其性能特点是熔点高、硬度高、脆性大。
当合金中出现金属化合物时，通常能提高合金的硬度和耐磨性，但塑性和韧性会降低。金属化合物是许多合金的重要组成相。
若合金中的第二相依以细小弥散的微粒均匀分布在基体上，则可显著提高合金的强度，称为弥散强化。如果这种微粒是通过过饱和固溶体的时效处理而沉淀析出来的，则成为沉淀强化或时效强化。这种强化的主要原因是细小弥散的微粒与位错的相互作用，阻碍了位错的运动，从而提高了塑性变形抗力。
2.7判断下列情况是否有相变：
液态金属结晶；同素异晶转变
液态金属结晶：从液相变成固相
同素异晶转变：金属在固态下随温度的变化，由一种晶格变为另一种晶格的现象，这种是固态下的相变。碳有金刚石和石墨两相；a铁、β铁、γ铁和δ铁是铁的4个固相；冰有7个固相。
2-8现有A、B两元素组成如图所示的二元匀晶相图，试分问：
（1）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,为什么？（2）固溶体合金结晶时，由于结晶过程中成分是变化的，因此，在平衡状态下固溶体的成分是否均匀？为什么？
答：
（1）在同一温度下做温度线，分别与固液相交于一点，过交点，做垂直线可以看出与固相线交点处B含量冥想高于另一点。
（2）是：虽然结晶出来成份不同，但平衡液体中成份是平衡的。
2.9比较下列名词的异同
1）α-F e，α相与铁素体
α-F e是指F e在912℃下以体心立方晶格方式存在；碳溶入α-F e中形成的间隙固溶体称为铁素体，这种存在形式也称为α相。
2）γ-F e，γ相与奥氏体
γ-F e是指F e在1394-912℃下以面心立方晶格方式存在；碳溶入γ-F e中形成的间隙固溶体称为奥氏体，这种存在形式也称为γ相。
3）F e3C I，F e3C共晶，F e3C I I,F e3C共析，F e3C I I I
从Wc%>2.11%的铁碳合金中在温度从1227℃冷却到1148℃过程中，逐渐析出的片状的F e3C，称为一次渗碳体，即F e3C I；Wc%＝2.11%的共晶成分铁碳合金中在温度冷却到1148℃以下时，形成了F e3C共晶；当Wc%>077%的铁碳合金中在温度从1148℃冷却到727℃过程中，不断析出网状的F e3C，即F e3C I I；当Wc%＝0.77%的共析成分铁碳合金中在温度冷却到727℃以下时，形成铁素体和F e3C的复相组织，称为珠光体，F e3C共析则表示在共析成
分点形成的F e3C；当Wc%<0.77%的铁碳合金中在温度从727℃冷却到600℃的过程中，过剩地碳以不断地以颗粒状F e3C形式析出（含量较少），称为F e3C I I I。
F e3C I从液相中析出，F e3C I I从奥氏体中析出，F e3C I I I从铁素体中析出。
4）结晶，重结晶，再结晶
物质由液态转变为固态，并形成了晶体，称为结晶。金属的同素异晶转变是金属从一种晶格类型的固态转变为另一种晶格类型固态的转变。它也是一个结晶过程，只不过这个结晶是在固态下进行的，因此把这种固态转固态的结晶称为重结晶或二次结晶。，γ-F e转变为α-F e时，铁的体积会膨胀约1%，产生内应力，严重时导致工件变形和开裂。经冷变形后的金属加热到再结晶温度时，在原来的变形组织中重新产生了无畸变的新晶粒而性能也发生明显变化，并恢复到完全软化状态，这个过程称之为再结晶。
5）相成分与组织成分、高温莱氏体与变态莱氏低
相是指在金属或合金中具有相同化学成分、相同结构并以界面分开的各个均匀的组成部分。相与相之间在指定条件下有明显的界面，一个相可以是均匀的，但不一定只含一种物质。组织是指用肉眼或显微镜所观察到的不同相或者相的形状、分布及各相之间的组合状态。
莱氏体是液态铁碳合金发生共晶转变形成的奥氏体和渗碳体所组成的共晶体，其含碳量为ωc＝4.3％。，它分为高温莱氏体和低温莱氏体两种。当温度高于727℃时，奥氏体和渗碳体组成的机械混合物称高温莱氏体，用符号L d或（A+F e3C）表示。由于其中的奥氏体属高温组织，因此高温莱氏体仅存于727℃以上。高温莱氏体冷却到727℃以下时，将转变为珠光体和渗碳体机械混合物（P+F e3C）,称低温莱氏体，又称为变态莱氏体，用L d'表示。莱氏体含碳量为4.3%。由于莱氏体中含有的渗碳体较多，故性能与渗碳体相近，硬度高，塑性很差，即极为硬脆。
2-10默画出F e-F e 3C相图。埴写各区域的相组分和组织组分。分析碳的质量分数分别为0.4%、0.77%、1.2%的结晶过程。指出这三种钢在1400℃、1100℃、800℃时奥氏体中碳的质量分数。
Wc＝0.4%
Wc＝0.77%
室温组织:F+P，
500×
室温组织:层片状P (F+共析F e3C)500×
P31图2-20，注意若求727℃时各质量分数，F%的坐标取值不为0，取0.0218，其它一样。
1400℃1100℃800℃室温下Wc＝0.4%
Wc＝0.4%
A
Wc＝0.4%
A
<0.4%，F+A
所以A氏体中含碳量为：
：
沿着G S变化，则为0.45%
89%*0.45%+11%*0.01%≈0.4%
F和A碳溶解度不同。
各相的相对量：
各组织组成物的相对量：
Wc＝0.77%
Wc＝0.77%，
A
Wc＝0.77%
A
Wc＝0.77%
A
各相的相对量：
各组织组成物的相对量：
100%P（F+F e3C）
Wc＝1.2%
Wc＝<1.2%，L+A
所以A氏体中含碳量为：
Wc＝1.2%
A
Wc<1.2%，A+F e3C I I
：所以A氏体中含碳量为：
：
沿着S E线变化，Wc%≈0.99%
96%*0.98%+4%*6.69%≈1.2%
各相的相对量：
各组织组成物的相对量：P+F e3C I I
Wc ＝1.2%
2.11设珠光体的硬度为200H B S ，伸长率＝20%；铁素体硬度为80H B S ，伸长率＝50%.计算W C ＝0.45%碳钢的硬度与伸长率。
W C ＝0.45%在室温下为F +P ，则有：
则有W C ＝0.45%的硬度和分别为：
硬度为：H B S
伸长率为：2-12根据F e -F e 3C 相图，解释下列现象：
1）在室温下，Wc =0.8%的碳钢比Wc =0.4%碳钢硬度高，比Wc =1.2%的碳钢强度高？答：因为Wc =0.8%的碳钢比Wc =0.4%的渗碳体多，因而Wc =0.8%的
碳钢比Wc =0.4%碳钢硬度高。同时Wc =1.2%的含渗碳体高于Wc =0.8%，使得钢脆性增加，强度下降，因而比Wc =1.2%的强度
高。
2）钢铆钉一般用低碳钢制造？
答：因为低碳钢的含碳量低塑性比较好。
3）绑扎物件一般用铁丝（镀锌低碳钢丝），而起重机吊重物时都用钢丝绳（用60钢、65钢等制成）。
答：因为铁丝含碳量低，所以塑性好适应于绑扎。同理钢丝绳强度
高和耐磨性好适用于掉重物。
4）在1000o C 时，Wc =0.4%的钢能进行锻造，而Wc =4.0%的铸铁不能进行锻造。答：其韧性和强度在正常锻造比例情况下可以锻造，Wc =4.0%
是铸铁
室温组织:P+F e 3C I I 4
00
×
的含碳量，高于可锻性铸铁的含碳量，可锻性铸铁的含碳量一般不高于1.4%，因此Wc=0.4%的钢能进行锻造，而Wc=4.0%的铸铁不能进行锻造。
5）钳工锯削T8、T10、T12等退火钢材比锯削10钢、20钢费力，且锯条易磨钝。
答：因为锯削T8、T10、T12等退火钢材属于低碳钢，比较软。而锯
削10钢、20钢比较硬，因此锯条易磨钝且费力。
6）钢适宜压力加工成形，而铸铁适宜成形。
答：因为钢含碳量在0.0218～2.11%之间，塑性比较大，抗拉性能比
较好，而流动性不好。铸铁含碳量在2.11～6.69%脆性比较大，抗压性能比较好，而抗拉强度很小，但流动性很好，所以说钢适宜压力加工成型而铸铁适宜铸造成型。
工程材料作业第三章答案
3-1、比较下列名词
（2）比较索氏体和回火索氏体
正火组织：索氏体S:属于细珠光体，
其中渗碳体呈片状。回火组织,淬火后高温回火,碳化物从过饱和F中析出,称为回火索氏体S回，呈粒状渗碳体，塑、韧性更好
淬火组织:马氏体:过饱和F回火组织:淬火后低温回火，碳化物开始从M中析出，成为M回。保持高硬度，消除内应力，改善脆性。
3-2、判断下列说法是否正确：
（1）钢在奥氏体化后，冷却时形成的组织主要取决于钢的加热温度。
错误，钢在奥氏体化后，冷却时形成的组织主要取决于钢的冷却速度。
（2）低碳钢与高碳钢工件为了便于切削加工，可预先进行球化退火。
错误，低碳钢工件为了便于切削加工，预先进行热处理应进行正火（提高硬度）或完全退火。而高碳钢工件则应进行球化退火（若网状渗碳体严重则在球化退火前增加一次正火），其目的都是为了将硬度调整到H B200左右并细化晶粒、均匀组织、消除网状渗碳体。
（3）钢的实际晶粒度主要取决于钢在加热后的冷却速度。
错误，钢的实际晶粒度主要取决于钢的加热温度。
（4）过冷奥氏体冷却速度快，钢冷却后的硬度越高
错误，钢的硬度主要取决于含碳量。
（5）钢中合金元素越多，钢淬火后的硬度越高
错误，钢的硬度主要取决于含碳量。
（6）同一钢种在相同加热条件下，水淬比油淬的淬透性好，小件比大件的淬透性好。
正确。同一钢种，其C曲线是一定的，因此，冷速快或工件小容易淬成马氏体。
（7）钢经过淬火后是处于硬脆状态。
基本正确，低碳马氏体韧性要好些，而高碳马氏体硬而脆。
（8）冷却速度越快，马氏体的转变点M s和M f越低。
正确。
（9）淬火钢回火后的性能主要取决于回火后的冷却速度。
错误，淬火钢回火后的性能主要取决于回火温度。
（10）钢中的含碳量就等于马氏体的含碳量
错误，钢中的含碳量是否等于马氏体的含碳量，要看加热温度。完全奥氏体化时，钢的含碳量等于奥氏体含碳量，淬火后即为马氏体含碳量。如果是部分奥氏体化，钢的含碳量一部分溶入奥氏体，一部分是未溶碳化物，从而可以减轻马氏体因含碳量过高的脆性，也能细化晶粒，此时马氏体含碳量要低于钢的含糖碳量。
3-4、什么是钢的回火？钢的回火有哪些过程？。。。
淬火碳钢回火过程中的组织转变对于各种钢来说都有代表性。回火过程包括马氏体分解，碳化物的析出、转化、聚集和长大，铁素体回复和再结晶，残留奥氏体分解等四类反应。
第一阶段回火（250℃以下）马氏体在室温是不稳定的，填隙的碳原子可以在马氏体内进行缓慢的移动，产生某种程度的碳偏聚。随着回火温度的升高，马氏体开始分解，在中、高碳钢中沉淀出ε-碳化物（图2），马氏体的正方度减小。高碳钢在50～100℃回火后观察到的硬度增高现象，就是由于ε-碳化物在马氏体中产生沉淀硬化的结果（见脱溶）。ε-碳化物具有密排六方结构，呈狭条状或细棒状，和基体有一定的取向关系。初生的ε-碳化物很可能和基体保持共格。在250℃回火后，马氏体内仍保持含碳约0.25%。含碳低于0.2%的马氏体在200℃以下回火时不发生ε-碳化物沉淀，只有碳的偏聚，而在更高的温度回火则直接分解出渗碳体。回火
第二阶段回火（200～300℃）残留奥氏体转变。回火到200～300℃的温度范围，淬火钢中原来没有完全转变的残留奥氏体，此时将会发生分解，形成贝氏体组织。在中碳和高碳钢中这个转变比较明显。含碳低于0.4%的碳钢和低合金钢，由于残留奥氏体量很少，所以这一转变基本上可以忽略不计。
第三阶段回火（200～350℃）马氏体分解完成，正方度消失。ε-碳化物转化为渗碳体(F e3C）。这一转化是通过ε-碳化物的溶解和渗碳体重新形核长大方式进行的。最初形成的渗碳体和基体保持严格的取向关系。渗碳体往往在ε-碳化物和基体的界面上、马氏体界面上、高碳马氏体片中的孪晶界上和原始奥氏体晶粒界上形核（图3）。形成的渗碳体开始时呈薄膜状，然后逐渐球化成为颗粒状的F e3C。回
火
第四阶段回火（350～700℃）渗碳体球化和长大，铁素体回复和再结晶。渗碳体从400℃开始球化，600℃以后发生集聚性长大。过程进行中，较小的渗碳体颗粒溶于基体，而将碳输送给选择生长的较大颗粒。位于马氏体晶界和原始奥氏体晶粒间界上的碳化物颗粒球化和长大的速度最快，因为在这些区域扩散容易得多。
铁素体在350～600℃发生回复过程。此时在低碳和中碳钢中，板条马氏体的板条内和板条界上的位错通过合并和重新排列，使位错密度显著降低，并形成和原马氏体内板条束密切关联的长条状铁素体晶粒。原始马氏体板条界可保持稳定到600℃；在高碳钢中，针状马氏体内孪晶消失而形成的铁素体，此时也仍然保持其针状形貌。在600～700℃间铁素体内发生明显的再结晶，形成了等轴铁素体晶粒。此后，F e3C颗粒不断变粗，铁素体晶粒逐渐长大。
3-5、
（1）哪个温度的试件淬火后晶粒粗大。900℃粗大，处于完全奥氏体化区，对于过共析钢易造成晶粒粗大。
（2）哪个温度的试件淬火后未溶碳化物较少。900℃，处于完全奥氏体化区。
（3）哪个温度的试件淬火后马氏体的含碳量较多。900℃，处于完全奥氏体化区，奥氏体的含碳量即为马氏体含碳量。
（4）哪个温度的试件淬火后残余奥氏体量多。900℃，奥氏体的含碳量越高，M s和M f就越低，残余奥氏体量就越多。
（5）哪个试件的淬火温度较为合理，为什么？760℃，处于部分奥氏体化区，加热组织为奥氏体+未溶碳化物（阻碍晶粒长大），晶粒细小。同时控制了奥氏体含碳量，也就控制了马氏体含碳量，降低了马氏体脆性。淬火组织：马氏体+未溶碳化物+残余奥氏体，保证了强度、硬度。
3-6、45钢调质后的硬度为240H B S，若再进行200℃回火，硬度能否提高?为什么?
该钢经淬火和低温回火后硬度57H R C，若再进行高温回火，其硬度可否降低，为什么?
45钢调质后的硬度为240H B S，若再进行200℃回火，不能提高硬度。因为，回火温度越高，硬度下降越多，而调质工艺就是淬火+高温回火，碳化物已经析出，铁素体回复，硬度已经下降了，不能再升高。
该钢经淬火和低温回火后硬度57H R C，若再进行高温回火，硬度可以。因为，回火温度越高，硬度下降越多。该钢经低温回火，组织是回火马氏体，碳化物还未析出，存在过饱和，因此，可继续提高回火温度，使得硬度降低。这也是为何经低温回火处理的碳素工具钢，不能使用很高的切削速度的原因。高速切削，摩擦生热，切削温度高于低于回火温度后，就相当于继续回火。
3-7、T12钢经760℃加热后，按照图3-26所示的冷却方式进行冷却。问它们各获得何种组织？并比较它们的硬度。（图3-26：庞国星教材P70）
冷速1：相当于水冷，组织：马氏体+未溶碳化物+残余奥氏体，硬度：H R C60
冷速2：相当于油冷，组织：索氏体+未溶碳化物+马氏体+残余奥氏体，硬度：不均匀。
冷速3：相当于炉冷，组织：索氏体+未溶碳化物（二次渗碳体）硬度：H R C20-30
冷速4：同冷速3。已经通过转变完成线，保温时间的延长，不影响组织，但可能晶粒粗大。
3-8、一根直径为6m m的45钢棒，先经860℃淬火，160℃低温回火后的硬度55H R C，然后从一端加热，使钢棒各点达到如图3-27，所示温度，问：（图3-27：庞国星教材P70）45钢棒，先经860℃淬火，160℃低温回火后的硬度55H R C，组织：回火马氏体
（1）各点的组织是什么？
150℃点：低于160℃，组织不变，回火马氏体
550℃点：高于160℃，低于A1线，相当于高温回火，组织：回火索氏体。
750℃点：高于A1线，相当于重新加热，部分奥氏体化，组织：奥氏体+铁素体。
840℃点：高于A3线，完全奥氏体化，组织：奥氏体。
950℃点：高于A3线，完全奥氏体化，组织：粗大奥氏体。
（2）从各点的图示温度缓冷到室温后的组织是什么？
150℃点：低于160℃，缓冷到室温后，组织不变，回火马氏体
550℃点：高于160℃，低于A1线，相当于高温回火，缓冷到室温后，组织：回火索氏体。
750℃点：高于A1线，相当于重新加热，部分奥氏体化，缓冷到室温后，组织：珠光体+铁素体。
840℃点：高于A3线，完全奥氏体化，组织：奥氏体。缓冷到室温后，组织：珠光体+铁素体。
950℃点：高于A3线，完全奥氏体化，组织：粗大奥氏体。缓冷到室温后，组织：珠光体+铁素体。
（3）从各点的图示温度水冷到室温后的组织是什么？
150℃点：低于160℃，水冷到室温后，组织不变，回火马氏体。
550℃点：高于160℃，低于A1线，相当于高温回火，水冷到室温后，组织：回火索氏体。
750℃点：高于A1线，相当于重新加热，部分奥氏体化，水冷到室温后，组织：马氏体+铁素体。
840℃点：高于A3线，完全奥氏体化，组织：奥氏体。水冷到室温后，组织：马氏体
950℃点：高于A3线，完全奥氏体化，组织：粗大奥氏体。水冷到室温后，组织：粗大马氏体3-9、
（1）20钢齿轮，要求齿面耐磨，心部强韧，。
锻造→正火→机加工→渗碳，淬火，低温回火→精加工
（2）40钢齿轮
锻造→完全退火→机加工→整体调质（淬火+高温回火）→齿面高频表面淬火，低温回火→精加工（磨齿）
3-10、用T12钢制造锉刀和用45钢制造较重要的螺栓，工艺路线均为：
锻造——热处理——机加工——热处理——精加工。对两工件：
（1）说明预备的工艺方法和作用
（2）制订最终热处理的工艺规范（加热温度、冷却介质），并指出最终热处理的显微组织和大致硬度。
T12钢制造锉刀：
锻造——球化退火——机加工——淬火+低温回火——精加工。
球化退火：消除网状渗碳体，细化晶粒，便于切削加工。
淬火（760℃）+低温回火（200℃），水冷，回火马氏体，H R C60。
45钢制造较重要的螺栓:
锻造——完全退火——机加工——淬火+高温回火——精加工。
完全退火：细化晶粒、均匀组织，便于切削加工。
淬火（860℃）+低温回火（600℃），水冷，回火索氏体，H R C20-25。
以上仅本人鄙见、收集、整理~~~有错之处望斧正~~
宋井科2016年10月13日
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510%；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≤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、、、C、N、等 铁素体稳定化元素, 主要有、、W、V、、、、B、、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：、、、V、、W、、、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——与碳的亲和力小，大部分溶入α或γ中，少部分溶入3C中，置换3C中的而形成合金渗碳体（）3C; 、W、少量时，也形成合金渗碳体 b) 合金碳化物——、W 、含量高时，形成M6C(24C 42C)23C6(21W2C6 2W21C6)合金碳化物 c) 特殊碳化物——、V 等与碳亲和力较强时 i. 当<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）、M2C。 . 当>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。 有效方法：淬火+回火，钢淬火形成马氏体，马氏体中溶有过饱和C和元素，产生很强的固溶强化效应，马氏体形成时还产生高密度位错，位错强化效应很大；是形成许多极细小的取向不同的马氏体，产生细晶强化效应。因此淬火马氏体具有很高强度，但脆性很大，淬火后回火，马氏体中析出碳化物粒子，间隙固溶强化效应虽然大大减小，但产生很强的析出强化效应，由于基体上保持了淬火时细小晶粒，较高密度的位错及一定的固溶强化作用，所以回火马氏体仍具有很高强度，并且因间隙固溶引起的脆性减轻，韧性得到改善。 ★5、固溶强化、二次硬化、二次淬火、回火稳定性的含义。 1) 固溶强化：当溶质原子溶入基体金属形成固溶体能强化金属。 2) 二次硬化：在含、W、V较多的钢中, 回火后的硬度随回火温度的升高不是单调降低, 而是在某一温度后硬度反而增加, 并在某一温度(一般为550℃左右)达到峰值。这种在一定回火温度下硬度出现峰值的现象称为二次硬化 3) 二次淬火：通过某种回火之后，淬火钢的硬度不但没有降低，反而有所升高，这种现象称为二次淬火。
东北大学学期考试《工程材料学基础》考核作业
东北大学继续教育学院 工程材料学基础试卷（作业考核线上2） A 卷（共 3 页）总分题号一二三四五六七八九十得分 一、填空（每空1分，共20分） 1.位错是（线）缺陷、晶界是（面）缺陷。 2.碳在-Fe中形成的间隙固溶体称为（铁素体），它具有（ BCC（或体心 立方））晶体结构。 3.材料在受外力时表现的性能叫做（力学性能），又叫（机械性能）。 4.铝合金的时效方法可分为（自然时效）和（人工时效）两种。 5.固态物质按照原子在空间的排列方式，分为（晶体）和（非晶体）。 6.多数材料没有明显的屈服点，因此规定拉伸时产生（0.2%）残余变形所对应的 应力为（屈服强度）。 7.BCC晶格中，原子密度最大的晶面是（110 ），原子密度最大的晶向是 （ <111> ）。 8.共析钢过冷奥氏体的高温分解转变产物为（），中温分解转变产物为 （）。 9.-Fe和-Fe的晶体结构分别为（）和（）。 10.含碳量为0.0218%~2.11%称为（），大于2.11%的称为（）。 二、判断题（每题2分，共20分） 1.所有金属材料都有明显的屈服现象。（）
2.伸长率的测值与试样长短有关。（） 3.凡是由液体转变为固体的过程都是结晶过程。（）。 4.材料的强度与塑性只要化学成分一定，就不变了。（） 5.晶体具有固定的熔点。（） 6.结晶的驱动力是过冷度。（） 7.珠光体的形成过程，是通过碳的扩散生成低碳的渗碳体和高碳的铁素体的过程。（） 8.铸铁在浇注后快速冷却，不利于石墨化，容易得到白口。（） 9.材料愈易产生弹性变形其刚度愈小。（） 10.各种硬度值之间可以进行互换。（） 三、选择题（每题2分，共20分） 1.钢的淬透性主要取决与（d ）。 （a）含碳量；（b）冷却介质；（c）冷却方法；（d）合金元素。 2.二元合金在发生L→+共晶转变时，其相组成是（ c ）。 (a) 液相；（b）单一固相；(c)三相共存；（d）两相共存 3.在面心立方晶格中，原子密度最大的晶面是（ c ）。 （a）（100）（b）（110）；(c)（111）；（d）（121） 4.材料刚度与（ a ）有关。 (a)弹性模量；(b)屈服点；(c)抗拉强度；（d）伸长率 5.晶体中的位错属于（ c ）。 （a）体缺陷；（b）面缺陷；(c)线缺陷；（d）点缺陷 6.珠光体是（a ）。 （a）二相机械混合物；（b）单相固溶体；(c)金属化合物； 7.45钢是（b ）。
工程材料学小抄版答案
固溶强化：固溶强化：通过溶入某种溶质元素形成固溶体而使金属强度、硬度升高的现象弥散强化：倘若脆性第二相颗粒呈弥散状均匀分布在基体相上，由于第二相粒子与位错的交互作用阻碍了位错运动从而提高了合金塑性变形抗力，则可显著提高合金的强度的现象 细晶强化：通过细化晶粒来同时提高金属的强度、硬塑性和韧性的方法 热加工：凡是在材料再结晶温度以上所进行的塑性变形加工叫做热加工 冷加工：凡是在再结晶温度以下所进行的塑性变形加工叫做冷加工 称过冷度。 过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度的差T0-Tn=T 枝晶偏析：由于固溶体结晶一般按树枝状长大，使这种晶内偏析也呈树枝状分布。 本质晶粒度：表示在一定加热条件下，奥氏体晶粒长大倾向性的高低。 加工硬化：随着变形量增大，由于晶粒破碎和位错密度增加，晶体塑性变形能力迅速增大，强度硬度明显升高，塑形和韧性下降。 回复：冷塑性变形的金属材料在加热温度较低时，其光学显微组织发生改变前晶体内部所产生的某些变化。 再结晶：这一过程也是一个形核和核长大的过程，因其新旧晶粒的晶格类型完全相同，只是晶粒形态发生了变化，所以称之为再结晶。 二次硬化：某些铁碳合金（如高速钢）须经许多次回火后，才进一步提高其硬度。这种硬化现象为二次硬化。 回火稳定性：淬火钢在回火时，抵抗强度、硬度下降的能力称为回火稳定性。 退火：将钢加热至适当温度保温，然后缓慢冷却（炉冷）的热处理工艺。 正火：亚共析钢加热到Ac3+30~ 50℃，共析钢加热到Ac1+30~50℃，过共析钢加热到Accm+30~ 50℃，保温后空冷的工艺。 淬火：淬火是将钢加热到临界点Ac1或Ac3以上，保温后以大于临界冷却速度Vk冷却，使奥氏体转变为M或B下的热处理工艺。 回火：回火是指将淬火钢加热到Ac1以下的某温度保温后冷却的工艺。 冷处理：将淬火钢继续冷却到-70～-80℃（或更低温度），并保持一段时间，使残余奥氏体在继续冷却中转变为马氏体。 调质处理：淬火后高温回火的热处理方法称为调质处理。 淬透性：淬透性指钢在淬火时获得M的能力，其大小是用规定条件下淬硬层深度来表示。淬硬性：表示钢淬火时的硬化能力，用淬成马氏体可能得到的最高硬度表示。 回火脆性：在某些温度范围内回火时，淬火钢会出现冲击韧度显著下降的现象。第一类回火脆性：低温回火脆，火钢在250-350℃回火时出现的脆性。第二类回火脆性：高温回火脆，淬火钢在500-650℃范围内回火后缓冷时出现的脆性。 不锈钢晶间腐蚀：晶间腐蚀是沿晶粒周界发生腐蚀的现象。它是不锈钢某一温度下加热或冷却，Cr23C6析出于晶界，使晶界附近Cr含量降低，在介质作用下发生强烈腐蚀。 共晶反应：恒温下，某一成分液相同时结晶出两个成分不同的固相的反应。 共析反应：一定成分的固相，某一恒温下同时分解成两个成分与结构均不相同的固相反应。临界淬火冷却速度：获得全部马氏体组织的最小冷却速度。
工程材料学基础复习题
工程材料学基础复习题 一、填空 1. 位错是（线）缺陷、晶界是（面）缺陷。 2. 碳在-Fe 中形成的间隙固溶体称为（铁素体），它具有（BCC（或体心立方））晶体结构。 3. 材料在受外力时表现的性能叫做（力学性能），又叫（机械性能）。 4. 铝合金的时效方法可分为（自然时效）和（人工时效）两种。 5. 固态物质按照原子在空间的排列方式，分为（晶体）和（非晶体）。 6. 多数材料没有明显的屈服点，因此规定拉伸时产生（0.2% ）残余变形所对应的应力为（屈服强 度）。 7. BCC 晶格中，原子密度最大的晶面是（（110 ）），原子密度最大的晶向是 （<111> ）。 二、判断题 1. 所有金属材料都有明显的屈服现象。（） 2. 伸长率的测值与试样长短有关。（） 3. 凡是由液体转变为固体的过程都是结晶过程。（）。 4. 材料的强度与塑性只要化学成分一定，就不变了。（） 5. 晶体具有固定的熔点。（） 6. 结晶的驱动力是过冷度。（） 7. 珠光体的形成过程，是通过碳的扩散生成低碳的渗碳体和高碳的铁素体的过程。（）三、选择题1. 钢的淬透性主要取决与（D ）。 （a）含碳量；（b）冷却介质；（c）冷却方法；（d）合金元素。 2. 二兀合金在发生L T +共晶转变时，其相组成是（C ）。 （a）液相；（b）单一固相；（c）三相共存；（d）两相共存 3. 在面心立方晶格中，原子密度最大的晶面是（C ）。 （a）（100）（b）（110）；（c）（111）；（d）（121） 4. 材料刚度与（A ）有关。 （a）弹性模量；（b）屈服点；（c）抗拉强度；（d）伸长率 5. 晶体中的位错属于（C ）。 （a）体缺陷；（b）面缺陷；（c）线缺陷；（d）点缺陷 6. 珠光体是（A ）。 （a）二相机械混合物；（b）单相固溶体；（c）金属化合物； 7. 45 钢是（B ） （a）碳素结构钢；（b）优质碳素结构钢；（c）碳素工具钢；（d ）碳素铸钢 四、名词解释 同素异构：有些物质在固态下其晶格类型会随温度发生变化，这种现象叫做同素异构。 晶体缺陷：陷。断裂韧 实际应用的材料中，总是不可避免地存在着一些原子偏离规则排列，叫做晶体缺材料抵抗内部裂纹失稳扩展的能力。 时效：固溶处理获得过饱和固溶体在室温或一定加热条件下放置一定时间，强度、硬度升高塑性、韧性降低，叫做时效。 塑性：材料受力破坏前承受最大塑性变形的能力。 五、计算题
工程材料学习题集答案整理
页眉 工程材料习题集 钢的合金化基础第一章 1合金元素在钢中有哪四种存在形式？（马氏体），以溶质形式存在形成固溶体；、γ（奥氏体）、M①溶入α（铁素体）形成强化相：碳化物、金属间化合物；②形成非金属夹杂物；③。、以游离状态存在：CuAg④ 其中哪三个可无限溶解在奥氏体中？哪两个铁素体形成元素可写出六个奥氏体形成元素，2 无 限溶解在铁素体中？，其中（锰、钴、镍、铜、碳、氮）C、NCo、Ni、Cu、①奥氏体形成元素：Mn、（铜、碳、氮）为有限溶NC、、Co、Ni（锰、钴、镍）可无限溶解在奥氏体中，CuMn、解；（铬、钒）可无限溶解在铁素体中，其余为有限溶解。、V②Cr 写出钢中常见的五种非碳化物形成元素。3Co 、、Cu、Si、Al①非碳化物形成元素：Ni按碳化物稳定性由弱到强的顺序按由强到弱的顺序写出钢中常见的八种碳化物形成元素。4 写出钢中常见的四种碳化物的分子式。Fe Mn、Cr、（弱）、、V、（中强）W、MoNb①碳化物由强到弱排列：（强）Ti、C→MC→MFeC→MC②碳化物稳定性由弱到强的顺序：63623容易加工硬化？奥氏体层而高锰奥氏体钢难于冷变形，5为什么高镍奥氏体钢易于冷变形，错能高和低时各形成什么形态的马氏体？越有层错能越低，镍是提高奥氏体层错能的元素，锰是降低奥氏体层错能的元素，①利于位错扩展而形成层错，使交滑移困难，加工硬化趋势增大。钢；奥氏体层错Cr18-Ni8 奥氏体层错能越低，形成板条马氏体，位错亚结构。如②合金。能越高，形成片状马氏体，孪晶亚结构。如Fe-Ni钢的强化机制的出发点是什么？钢中常用的四种强化方式是什么？其中哪一种方式在提6 高强度的同时还能改善韧性？钢中的第二相粒子主要有哪两个方面的作用？①强化机制的出发点是造成障碍，阻碍位错运动。、第二相强化、位错钢中常用的四种强化方式：固溶强化、晶界强化（细晶强化）②强化（加工硬化）。晶界强化（细晶强化）在提高强度的同时还能改善韧性。③沉淀强化。钢中的第二相粒子主要作用：细化晶粒、弥散④/ 钢中常用的韧性指标有哪三个？颈缩后的变形主要取决于什么？7韧性指标：冲击韧度①? TK、韧脆转变温度、平面应变断裂韧度。ICk k颈缩后的变形用?表示，主要取决于微孔坑或微裂纹形成的难易程度。②P钢中碳化物应保持什么形晶粒大小对极限塑性有什么影响？为什么？为了改善钢的塑性，8 态？细化晶粒对改善均匀塑性(εu) 贡献不大，但对极限塑性(εT)却会有一定好处。因为① 随着晶粒尺寸的减少，使应力集中减弱，推迟了微孔坑的形成。应为球状、钢中的碳化物（第二相）充分发挥弥散强化的作用，②为了改善钢的塑性，细小、均匀、弥散地分布。页脚 页眉 9改善延性断裂有哪三个途径？改善解理断裂有哪两种方法？引起晶界弱化的因素有哪两个？ ①改善延性断裂有三个途径：（1）减少钢中第二相的数量：尽可能减少第二相数量，特别是夹杂物的数量。细化、球化第二相颗粒。（2）提高基体组织的塑性：宜减少基体组织中固溶强化 效果大的元素含量。（3）提高组织的均匀性：目的是防止塑性变形的不均匀性，以减少应力集中；碳化物强化相呈细小弥散分布，而不要沿晶界分布。 ②改善解理断裂有两种方法：（1）细化晶粒；（2）加入Ni元素降低钢的T。k③引起晶界弱化的因素有两个：（1）溶质原子(P、As、Sb、Sn)在晶界偏聚，晶界能r下降，裂纹易于沿晶界形成和扩展。（2）第二相质点(MnS、Fe3C)沿晶界分布，微裂纹g易于在晶界形成，主裂纹易于
西华大学工程材料学习题答案新模板
第一章材料的性能 一、解释名词 疲劳强度屈服强度抗拉强度冲击韧性延伸率断面收缩率 疲劳强度: 当材料承受的交变应力低于某一值时, 虽经无数次循环, 材料都不会产生疲劳断裂, 这个应力值, 即材料的疲劳强度(疲劳极限)。 屈服强度: 表示材料抵抗起始塑性变形或产生微量塑性变形的能力。 二、判断正误 1、× 2、× 3、√ 4、× 5、× 第二章金属的晶体结构 一、解释名词 组织晶格晶体结构晶体空位 组织: 在显微镜下观察到的金属内部的微观形貌, 如组成相及晶粒的种类、大小、形态和分布。 晶格: 为了便于研究, 常把原子抽象为几何点, 并用许多假象的直线连接起来, 形成的三维空间的几何格架。 晶体: 原子或分子在三维空间按照一定的规则作周期性重复排列的物质。 二、判断正误 1、× 2、× 3、× 4、× 5、× 三、选择题
1、ｃ 2、d 四、填空 1、__点___、__线____、___面___, __线_ 、__面_ 2、刃( 型) 位错和螺( 型) 位错, __刃( 型) ___ 3、体心立方、面心立方、密排六方。｛１１０｝、｛１１１｝、｛０００１｝ 第三章金属的结晶 一、解释名词 过冷度 过冷度: 实际结晶温度与理论结晶温度之差。 二、判断正误 1、× 2、× 3、√ 4、√ 三、选择题 1、c 4、ｂ 四、填空 1、____α－Ｆｅ_____、___γ－Ｆｅ_____和δ－Ｆｅ 2、_大__, 细( 小) , __高__, __好__。 3、晶核的形成( 形核) 和晶体的长大( 长大) 4、增大过冷度、变质( 孕育) 处理和振动或搅拌 第四章合金结构与相图 一、解释名词
工程材料学习题集答案整理最终版
工程材料习题集 第一章钢得合金化基础 1合金元素在钢中有哪四种存在形式？ ①溶入α(铁素体)、γ(奥氏体)、M(马氏体),以溶质形式存在形成固溶体; ②形成强化相:碳化物、金属间化合物; ③形成非金属夹杂物; ④以游离状态存在:Cu、Ag。 2写出六个奥氏体形成元素,其中哪三个可无限溶解在奥氏体中？哪两个铁素体形成元素可无限溶解在铁素体中？ ①奥氏体形成元素:Mn、Co、Ni、Cu、C、N(锰、钴、镍、铜、碳、氮),其中Mn、Co、Ni(锰、钴、镍)可无限溶解在奥氏体中,Cu、C、N(铜、碳、氮)为有限溶解; ②Cr、V(铬、钒)可无限溶解在铁素体中,其余为有限溶解。 3写出钢中常见得五种非碳化物形成元素。 ①非碳化物形成元素:Ni、Si、Al、Cu、Co 4按由强到弱得顺序写出钢中常见得八种碳化物形成元素。按碳化物稳定性由弱到强得顺序写出钢中常见得四种碳化物得分子式。 ①碳化物由强到弱排列:(强)Ti、Nb、V、(中强)W、Mo、Cr、(弱)Mn、Fe ②碳化物稳定性由弱到强得顺序:Fe3C→M23C6→M6C→MC 5为什么高镍奥氏体钢易于冷变形,而高锰奥氏体钢难于冷变形,容易加工硬化？奥氏体层错能高与低时各形成什么形态得马氏体？ ①镍就是提高奥氏体层错能得元素,锰就是降低奥氏体层错能得元素,层错能越低,越有利于位错扩展而形成层错,使交滑移困难,加工硬化趋势增大。 ②奥氏体层错能越低,形成板条马氏体,位错亚结构。如Cr18-Ni8钢;奥氏体层错能越高,形成片状马氏体,孪晶亚结构。如Fe-Ni合金。 6钢得强化机制得出发点就是什么？钢中常用得四种强化方式就是什么？其中哪一种方式在提高强度得同时还能改善韧性？钢中得第二相粒子主要有哪两个方面得作用？ ①强化机制得出发点就是造成障碍,阻碍位错运动。 ②钢中常用得四种强化方式:固溶强化、晶界强化(细晶强化)、第二相强化、位错强化(加工硬化)。 ③晶界强化(细晶强化)在提高强度得同时还能改善韧性。 ④钢中得第二相粒子主要作用:细化晶粒、弥散/沉淀强化。 7钢中常用得韧性指标有哪三个？颈缩后得变形主要取决于什么？ α、平面应变断裂韧度K IC、韧脆转变温度T k。 ①韧性指标:冲击韧度 k ε表示,主要取决于微孔坑或微裂纹形成得难易程度。 ②颈缩后得变形用P 8晶粒大小对极限塑性有什么影响？为什么？为了改善钢得塑性,钢中碳化物应保持什么形态？ ①细化晶粒对改善均匀塑性(εu)贡献不大,但对极限塑性(εT)却会有一定好处。因为随着晶粒尺寸得减少,使应力集中减弱,推迟了微孔坑得形成。 ②为了改善钢得塑性,充分发挥弥散强化得作用,钢中得碳化物(第二相)应为球状、细小、均匀、弥散地分布。 9改善延性断裂有哪三个途径？改善解理断裂有哪两种方法？引起晶界弱化得因素有哪两
工程材料学习题集答案整理最终版
工程材料习题集 第一章钢的合金化基础 1合金元素在钢中有哪四种存在形式？ ①溶入α（铁素体）、γ（奥氏体）、M（马氏体），以溶质形式存在形成固溶体； ②形成强化相：碳化物、金属间化合物； ③形成非金属夹杂物； ④以游离状态存在：Cu、Ag。 2写出六个奥氏体形成元素，其中哪三个可无限溶解在奥氏体中？哪两个铁素体形成元素可无限溶解在铁素体中？ ①奥氏体形成元素：Mn、Co、Ni、Cu、C、N（锰、钴、镍、铜、碳、氮），其中Mn、Co、Ni（锰、钴、镍）可无限溶解在奥氏体中，Cu、C、N（铜、碳、氮）为有限溶解； ②Cr、V（铬、钒）可无限溶解在铁素体中，其余为有限溶解。 3写出钢中常见的五种非碳化物形成元素。 ①非碳化物形成元素：Ni、Si、Al、Cu、Co 4按由强到弱的顺序写出钢中常见的八种碳化物形成元素。按碳化物稳定性由弱到强的顺序写出钢中常见的四种碳化物的分子式。 ①碳化物由强到弱排列：（强）Ti、Nb、V、（中强）W、Mo、Cr、（弱）Mn、Fe ②碳化物稳定性由弱到强的顺序：Fe3C→M23C6→M6C→MC 5为什么高镍奥氏体钢易于冷变形，而高锰奥氏体钢难于冷变形，容易加工硬化？奥氏体层错能高和低时各形成什么形态的马氏体？ ①镍是提高奥氏体层错能的元素，锰是降低奥氏体层错能的元素，层错能越低，越有利于位错扩展而形成层错，使交滑移困难，加工硬化趋势增大。 ②奥氏体层错能越低，形成板条马氏体，位错亚结构。如Cr18-Ni8钢；奥氏体层错能越高，形成片状马氏体，孪晶亚结构。如Fe-Ni合金。 6钢的强化机制的出发点是什么？钢中常用的四种强化方式是什么？其中哪一种方式在提高强度的同时还能改善韧性？钢中的第二相粒子主要有哪两个方面的作用？ ①强化机制的出发点是造成障碍，阻碍位错运动。 ②钢中常用的四种强化方式：固溶强化、晶界强化（细晶强化）、第二相强化、位错强化（加工硬化）。 ③晶界强化（细晶强化）在提高强度的同时还能改善韧性。 ④钢中的第二相粒子主要作用：细化晶粒、弥散/沉淀强化。 7钢中常用的韧性指标有哪三个？颈缩后的变形主要取决于什么？ α、平面应变断裂韧度K IC、韧脆转变温度T k。 ①韧性指标：冲击韧度 k ε表示，主要取决于微孔坑或微裂纹形成的难易程度。 ②颈缩后的变形用P 8晶粒大小对极限塑性有什么影响？为什么？为了改善钢的塑性，钢中碳化物应保持什么形态？ ①细化晶粒对改善均匀塑性(εu)贡献不大，但对极限塑性(εT)却会有一定好处。因为随着晶粒尺寸的减少，使应力集中减弱，推迟了微孔坑的形成。 ②为了改善钢的塑性，充分发挥弥散强化的作用，钢中的碳化物（第二相）应为球状、细小、均匀、弥散地分布。
东北大学《工程材料学基础》在线平时作业2满分答案
东北大学《工程材料学基础》在线平时作业2满分答案 1 3、当残余奥氏体比较稳定．在较高温度回大加热保温时来发生分解：而在随后冷却时转变为马氏体。这种 在回火冷却时残余奥氏体转变为马氏体的现象称为（）。 A 二次硬化 B 回火抗性 C 二次淬火 答案：C 2 12、T12钢的正常淬火组织是（）。 A A 马氏体残余奥氏体球状碳化物 B 马氏体球状碳化物 C 马氏体 答案：A 3 7、亚共析钢的正常淬火加热温度是（）。 A Ac1+30~50℃ B Ac3+30~50℃ C Accm+30~50℃ 答案：B 4 12、T12钢的正常淬火组织是（）。 A 马氏体残余奥氏体球状碳化物 B 马氏体球状碳化物 C 马氏体 答案：A 5 2、对于亚共折钢，适宜的淬火加热温度一般为（），淬火后的组织为均匀的马氏体。 A Ac1+30~50℃ B Acm+30~50℃ C Ac3+30~50℃ 答案：C 1 31、热处理只适用于固态下发生相变的材料。（） A 错误 B 正确 答案：B 2 1、合金中凡成分相同、结构相同并与其它部分有界面分开的、物理化学性能均匀的组成部分叫相。 A 错误 B 正确 答案：B
3 17、金属钛具有同素异构转变。（） A 错误 B 正确 答案：B 4 6、时效强化是指由于形成固溶体而使强度、硬度升高的现象。（） A 错误 B 正确 答案：A 5 12、材料的刚度可以弹性模量值来反映，可通过热处理改变组织的方法来提高材料的刚度。 A 错误 B 正确 答案：A 6 13、铸件的壁厚越薄，越容易出现白口。（） A 错误 B 正确 答案：B 7 5、金属理想晶体的强度比实际晶体强度稍高一些。 A 错误 B 正确 答案：A 8 22. 钢中铁素体与奥氏体的本质区别在于含碳量不同。（） A 错误 B 正确 答案：A 9 17. T10和T12钢如其淬火温度一样，那么它们的淬火后残余奥氏体的含量也是一样的。（） A 错误 B 正确 答案：A 10 19、断裂韧性和强度的单位是相同的。 A 错误 B 正确 答案：A 11 12、铸件的冷却速度越快，越容易石墨化。（） A 错误 B 正确
工程材料学总结(2020)
工程材料学总结(2020) 第一部分：晶体结构与塑性变形 一、三种典型的金属晶体结构 1、bcc、fcc、hcp的晶胞结构、内含原子数，致密度、配位数。 2、立方晶系的晶向指数[uvw]、晶面指数(hkl)的求法和画法。 3、晶向族〈…〉/晶面族{…}的意义（原子排列规律相同但方向不同的一组晶向/晶面，指数的数字相同而符号、顺序不同），会写出每一晶向族/晶面族包括的全部晶向/晶面。 4、bcc、fcc晶体的密排面和密排方向。 密排面密排方向 fcc {111} <110>bcc {110} <111> 二、晶体缺陷 1、点缺陷、线缺陷、面缺陷包括那些具体的晶体缺陷。如：位错是线缺陷，晶界（包括亚晶界）是面缺陷 三、塑性变形与再结晶 1、滑移的本质：滑移是通过位错运动进行的。 2、滑移系 =滑移面 + 其上的一个滑移方向。滑移面与滑移方向就是晶体的密排面和密排方向。 3、强化金属的原理及主要途径：阻碍位错运动，使滑移进行困难，提高了金属强度。主要途径是细晶强化（晶界阻碍）、固
溶强化（溶质原子阻碍）、弥散强化（析出相质点阻碍）、加工硬化（因塑变位错密度增加产生阻碍）等。 4、冷塑性变形后金属加热时组织性能的变化过程：回复→再结晶→晶粒长大。性能变化：回复：不引起硬度大的变化；再结晶：硬度大幅度降低 5、冷、热加工的概念冷加工：在再结晶温度以下进行的加工变形，产生纤维组织和加工硬化、内应力。热加工：在再结晶温度以上进行的加工变形，同时进行再结晶，产生等轴晶粒，加工硬化、内应力全消失。 6、热加工应使流线合理分布，提高零件的使用寿命。第二部分：金属与合金的结晶与相图 一、纯金属的结晶 1、为什么结晶必须要过冷度？ 2、结晶是晶核形成和晶核长大的过程。 3、细化晶粒有哪些主要方法？（三种方法） 二、二元合金的相结构与相图 1、固溶体和金属化合物的区别。（以下哪一些是固溶体，哪一些是金属化合物：α-Fe、γ-Fe、 Fe3 C、 A、 F、 P、L’d、 S、 T、 B上、B下、M片、M条？）
工程材料学期末考试试题及答案
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5. 杠杆定律只适用于两相区。 ( ) 6. 金属晶体中，原子排列最紧密的晶面间的距离最小，结合力大，所以这些晶面间难以发生滑移。 ( ) 7. 共析转变时温度不变，且三相的成分也是确定的。 ( ) 8. 热加工与冷加工的主要区别在于是否对变形金属加热。 ( ) 9. 过共析钢为消除网状渗碳体应进行正火处理。 ( ) 10. 可锻铸铁能够进行锻造。 （ ） 四、简答题（每小题5分,共20分） 1． 在图1中分别画出纯铁的)011(、)111(晶面和]011[、]111[晶向。并指出在室 温下对纯铁进行拉伸试验时，滑移将沿以上的哪个晶面及晶向进行？ 图1 2．为什么钳工锯 T10，T12 等钢料时比锯 10，20 钢费力，锯条容易磨钝？
3．奥氏体不锈钢的晶间腐蚀是怎样产生的？如何防止？ 4．低碳钢渗碳表面化学热处理的温度范围是多少？温度选择的主要理由是什么？ 五、请用直线将下列材料牌号与典型应用零件及热处理工艺连接起来。（每小题2 分,共10分） 材料牌号应用零件热处理工艺 HT250 弹簧调质+氮化 Cr12MoV 飞机起落架固溶+时效 7A04（LC9）机车曲轴自然时效（退火） 65Mn 冷冲模淬火+中温回火 38CrMoAl 机床床身淬火+低温回火 六、某工厂仓库积压了许多退火状态的碳钢，由于钢材混杂，不知道钢的化学成分， 现找出其中一根，经金相分析后，发现其组织为珠光体+铁素体，其中铁素体占80% ，回答以下问题：（每小题4分,共12分） ①求该钢的含碳量；
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 W 0.04%,S < 0.05%质钢，P、S均W 0.03%高级优质钢，P、S 均W 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）合金渗碳体一一Mn与碳的亲和力小，大部分溶入a Fe或丫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）合金碳化物一一Mo 、W 、Cr 含量高时，形成 M6C（Fe2Mo4C Fe4Mo2C）,M23C6（Fe21W2C6 Fe2W21C6）合金碳化物 c）特殊碳化物一一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。 有效方法：淬火+回火，钢淬火形成马氏体，马氏体中溶有过饱和C和Fe元素，产生很 强的固溶强化效应，马氏体形成时还产生高密度位错，位错强化效应很大；R-M是形成许 多极细小的取向不同的马氏体，产生细晶强化效应。因此淬火马氏体具有很高强度，但脆性很大，淬火后回火，马氏体中析出碳化物粒子，间隙固溶强化效应虽然大大减小，但产生很强的析出强化效应，由于基体上保持了淬火时细小晶粒，较高密度的位错及一定的固溶强化 作用，所以回火马氏体仍具有很高强度，并且因间隙固溶引起的脆性减轻，韧性得到改善。 ★5、固溶强化、二次硬化、二次淬火、回火稳定性的含义。 1）固溶强化：当溶质原子溶入基体金属形成固溶体能强化金属。 2） 二次硬化：在含Mo、W、V较多的钢中，回火后的硬度随回火温度的升高不是单调降低 ，
工程材料学习题集答案整理
第一章钢的合金化基础 1合金元素在钢中有哪四种存在形式？ ①溶入a （铁素体）、丫（奥氏体）、M （马氏体），以溶质形式存在形成固溶体； ②形成强化相：碳化物、金属间化合物； ③形成非金属夹杂物； ④以游离状态存在：Cu、Ag。 2写出六个奥氏体形成元素，其中哪三个可无限溶解在奥氏体中？哪两个铁素体形成元素可无限溶解在铁素体中？ ①奥氏体形成元素：Mn、Co、Ni、Cu、C、N （锰、钴、镍、铜、碳、氮），其中 Mn、Co、Ni （锰、钴、镍）可无限溶解在奥氏体中，Cu、C、N （铜、碳、氮）为有限溶 解； ②Cr、V （铬、钒）可无限溶解在铁素体中，其余为有限溶解。 3写出钢中常见的五种非碳化物形成元素。 ①非碳化物形成元素：Ni、Si、Al、Cu、Co 4按由强到弱的顺序写出钢中常见的八种碳化物形成元素。按碳化物稳定性由弱到强的顺序 写出钢中常见的四种碳化物的分子式。 ①碳化物由强到弱排列：（强）Ti、Nb、V、（中强）W、Mo、Cr、（弱）Mn、Fe ②碳化物稳定性由弱到强的顺序：Fe3C^M 23C 6^M 6C T MC 5为什么高镍奥氏体钢易于冷变形，而高锰奥氏体钢难于冷变形，容易加工硬化？奥氏体层 错能高和低时各形成什么形态的马氏体？ ①镍是提高奥氏体层错能的元素，锰是降低奥氏体层错能的元素，层错能越低，越有 利于位错扩展而形成层错，使交滑移困难，加工硬化趋势增大。 ②奥氏体层错能越低，形成板条马氏体，位错亚结构。如Cr18-Ni8钢；奥氏体层错 能越高，形成片状马氏体，孪晶亚结构。如Fe-Ni合金。 6钢的强化机制的出发点是什么？钢中常用的四种强化方式是什么？其中哪一种方式在提 高强度的同时还能改善韧性？钢中的第二相粒子主要有哪两个方面的作用？ ①强化机制的出发点是造成障碍，阻碍位错运动。 ②钢中常用的四种强化方式：固溶强化、晶界强化（细晶强化）、第二相强化、位错 强化（加工硬化）。 ③晶界强化（细晶强化）在提高强度的同时还能改善韧性。 ④钢中的第二相粒子主要作用：细化晶粒、弥散/沉淀强化。 7钢中常用的韧性指标有哪三个？颈缩后的变形主要取决于什么？ ①韧性指标：冲击韧度k、平面应变断裂韧度K IC、韧脆转变温度T k。 ②颈缩后的变形用P表示，主要取决于微孔坑或微裂纹形成的难易程度。 8晶粒大小对极限塑性有什么影响？为什么？为了改善钢的塑性，钢中碳化物应保持什么形 态？ ①细化晶粒对改善均匀塑性（￡ U）贡献不大，但对极限塑性（￡ T）却会有一定好处。因为随着晶粒尺寸的减少，使应力集中减弱，推迟了微孔坑的形成。 ②为了改善钢的塑性，充分发挥弥散强化的作用，钢中的碳化物（第二相）应为球状、细小、均匀、弥散地分
复习资料 工程材料学 金属热处理习题与答案详解
一.选择题（10分，每题1分）二.填空题（20分，每空1分） 1.奥氏体转变速度的影响因素 A形成时，T↗（或过热度△T ↗），始终有利于A的形成。 ∴T↗，A形成速度↗ 影响奥氏体转变速度的因素：温度的影响：T↗，I ↗，G↗，且I ↗> G↗奥氏体起始晶粒度越小。各种因素中，T的影响作用最强烈 原始组织的影响：片状P转变速度>球状P薄片较厚片转变快 碳含量的影响：C％↗，A形成速度↗ 合金元素的影响：改变临界点位置，影响碳在A 中的扩散系数 合金碳化物在A中溶解难易程度的牵制，对原始组织的影响 合金钢需要更长均匀化时间 2.马氏体的转变、亚结构及影响Ms的因素 亚结构：位错 板条马氏体的亚结构主要为高密度的位错，位错形成位错网络（缠结），位错密度随含碳量增加而增大，常为(0.3～0.9) ×1012㎝/cm3。故称位错马氏体。 一般情况下残余奥氏体对钢性能的影响很小，精密的零件就不同了，残余奥氏体在常温下仍然可以继续变成马氏体，而马氏体的比容大，会引起零件的体积变大，所以Ms低一些比较好，这时残余奥氏体较少，超高精度的零件可采用低温处理，将残余奥氏体全部会谈为马氏体，以使零件尺寸稳定。 Ms点下降，说明钢的马氏体转变温度降低，钢就越容易得到马氏体组织，钢的淬火硬度就高；反之，Ms点上升，说明钢的马氏体转变温度升高，钢就不容易得到马氏体组织。 3.渗碳后的热处理 钢的渗碳：将钢件在碳的活性介质中加热并保温，使碳原子渗入表层的一种表面化学热处理工艺。 目的：提高零件的表面硬度、耐磨性；高的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度；心部保持良好的塑性与韧性。 渗碳后常用热处理方法： 1、直接淬火 渗碳后，预冷到一定温度，立即进行淬火冷却，这种方法适合于气体或液体渗碳，固体渗碳不适合。 2、一次淬火法 工件渗碳后随炉冷却到室温，然后再重新加热到淬火温度，经保温后淬火。 3、两次淬火法 将渗碳缓冷到室温的工件进行两次加热淬火。 注意：淬火后需要进行低温回火。 4.球化退火的意义 球化退火的作用和目的有：提高钢材的塑性和韧性、改善切削加工性能、减少淬火加热时的过热倾向和变形开裂倾向，使钢件具有足够的强度、硬度、耐磨性、抗接触疲劳性和断裂韧性。 5.粒状P与片状P的区别 二.片状珠光体的转变机理 1、领先相 （a）形核位置：Fe3C形核于奥氏体晶界或奥氏体晶内未溶Fe3C粒子。珠光体优先在奥氏体晶界上或其他晶体缺陷处形核。？
工程材料学
工程材料 一．名词解释 1.石材：是由天然岩石开采的，用以工程建设的重要材料 2.岩石：是由一种或数种矿物组成的集合体 3.天然大理石：是石灰岩经过地壳内高温高压作用形成的变质岩 4.荒料：凡从矿体中分离出来的具有规则形状的石材 5.天然大理石板材：指从天然岩体中开采出来，并经加工形成的块状或板状用于建筑表面装饰和保护做的石材 6.60头毛板：指宽为60cm长根据需要可长可短（一般2cm左右）还有70 80 90 1M头等 7.毛石：亦称为块石或片石，为直接采伐石块毛石分为乱毛石与平毛石2类 8.胶凝材料：经过一系列的物理和化学变化，能够产生凝结硬化，将块状或粉状材料胶结起来，形成为一个整体的材料 9.水泥：呈粉状，它与适量水混合后，经过物理化学过程能由可塑性浆体变成坚硬的石状体，并能将散粒状材料胶结成混凝土整体，属于水硬性胶凝材料 10.硅酸盐水泥的定义：凡由硅酸盐水泥熟料，掺入0-5％石灰石成粒化高炉矿渣，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料 11.水泥的硬化：水泥中加入适量的水调成水泥浆后，经过一段时间，由于物理化学变化，会逐渐变稠，失去塑性，称为初凝，开始具有强度时，称为终凝，凝结后强度继续增长，称为硬化，凝结与硬化的总称为硬化过程 12.凝结时间：：指水泥加水搅拌合成泥浆后，逐步失去塑料的时间 13.初凝时间：自加水拌和至水泥净浆开始降低塑性的这段时间，初凝不得早于45分钟，一般1-3小时 14.终凝时间：自加水拌和至水泥净浆完全失去塑性的这段时间，终凝不得迟于12小时，一般5-8小时 15.水化热：水化作用是放出的热量 16.安定性：指水泥在凝结硬化过程中体现变化的均匀性 17.混凝土：由胶凝材料、、细骨料、粗骨料、水以及必要时掺入化学外加剂组成，经过胶凝材料凝结硬化后，形成具有一定强度和耐久性的人造石材 18.混凝土的强度：指的是混凝土的100-150mm立方体抗压强度标准，在28天龄期用标准试验方法测得具有95％保证率的抗压强度 19.混凝土的耐久性：抗渗压、抗冻性、抗侵蚀性、抗碳化性，以及方式碱骨料反应等的统称为--- 20.彩色硅酸盐水泥：A以白色硅酸盐水泥熟料和优质白色石膏在粉磨过程中掺入颜料外加剂防水剂保水剂增塑剂促硬剂等共同粉磨而成的一种水硬性彩色胶结材料 21.砂浆：是由胶凝材料、细骨料、掺加料和水按适当比例配置而成的建筑材料 22.水灰比：指砂浆中水泥和砂的体积比 23.砌筑砂浆：将砖石、石、砌块等块材经砌筑称为砌体的砂浆称为砌筑砂浆 24.抹面砂浆：凡涂抹在建筑物或建筑物件表面的砂浆称为抹面砂浆 25.装饰砂浆：是指用作建筑物饰面的砂浆，用于室内外装饰 26.特种砂浆：是为适用某种特殊功能要求而配制的砂浆 27.防水砂浆：是在普通砂浆中掺入一定的防水剂 28.烧结黏土砖：是指以粘土为主要材料，尺寸为240mm×115mm×53mm，无孔洞或孔隙率小于15％，经焙烧而成的实心砖 29.硅酸盐转（非烧结砖）：以硅质材料和石灰为主要原材料，必要时加入骨料和适量石膏，经压制成型后经蒸压蒸养制成的建筑用砖 30.灰砂砖：以石灰和砂为原料，经胚料制备后制成型蒸压养护而成实心砖 31.钢：由生铁冶炼而成，理论上凡含碳量为21.6以下，有害杂质较少的Te-C合金称为钢 32.热轧钢筋：经热轧成型并自然冷却的钢筋 33.钢绞线：由冷拉光圆钢丝制成，一般是由7根钢丝在绞线机上以一根钢丝为中心，其余6根围绕进行螺旋绞合，再经低温回火制成 34.钢丝：经直径2.5-5mm的钢筋混凝土用钢称为钢丝
(完整版)华科工程材料学习题(含答案)
工程材料学习题 绪论、第一章 一．填空题 1.纳米材料是指尺寸在0.1-100nm 之间的超细微粒，与传统固体材料具有一些特殊的效应，例如表面与界面效应、尺寸效应和量子尺寸效应。（体积效应、宏观量子隧道效应） 2.固体物质按其原子(离子、分子)聚集的组态来讲，可以分为晶体和非晶体两大类。 3.工程材料上常用的硬度表示有布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HR）、维氏硬度（HV）、肖氏硬度（HS）以及显微硬度等。 4.在工程材料上按照材料的化学成分、结合键的特点将工程材料分为金属材料、高分子材料、陶瓷材料以及复合材料等几大类。 5.结合键是指在晶体中使原子稳定结合在一起的力及其结
合方式 . 6.材料的性能主要包括力学性能、物理化学性能和工艺性能三个方面。 7.金属晶体比离子晶体具有较强的导电能力。 8.低碳钢拉伸试验的过程可以分为弹性变形、弹塑性变形和断裂三个阶段。 9.金属塑性的指标主要有伸长率和断面收缩率两种。 二．选择题 1.金属键的特点是B： A．具有饱和性 B. 没有饱和性 C. 具有各向异性D. 具有方向性 2.共价晶体具有 A ： A. 高强度 B. 低熔点 C. 不稳定结构 D. 高导电性
3.决定晶体结构和性能最本质的因素是 A ： A. 原子间的结合力 B. 原子间的距离 C. 原子的大小 D. 原子的电负性 4.在原子的聚合体中，若原子间距为平衡距离时，作规则排列，并处于稳定状态，则其对应的能量分布为：B A. 最高 B. 最低 C. 居中 D. 不确定 5.稀土金属属于 B ： A. 黑色金属 B. 有色金属 C. 易熔金属 D. 难熔金属 6.洛氏硬度的符号是 B ： A．HB B. HR C. HV D.HS 7. 表示金属材料屈服强度的符号是 B 。 A. σe B. σs C. σB. D. σ-1 8.下列不属于材料的物理性能的是 D ：
工程材料学知识要点
工程材料学知识点 第一章 材料是有用途的物质。一般将人们去开掘的对象称为“原料”，将经过加工后的原料称为“材料” 工程材料：主要利用其力学性能，制造结构件的一类材料。 主要有：建筑材料、结构材料 力学性能：强度、塑性、硬度 功能材料：主要利用其物理、化学性能制造器件的一类材料. 主要有：半导体材料（Si）磁性材料压电材料光电材料 金属材料：纯金属和合金 金属材料有两大类：钢铁（黑色金属）非铁金属材料（有色金属） 非铁金属材料：轻金属（Ni以前）重金属（Ni以后）贵金属（Ag，Au，Pt，Pd） 稀有金属（Zr，Nb，Ta）放射性金属（Ra，U） 高分子材料：由低分子化合物依靠分子键聚合而成的有机聚合物 主要组成：C，H，O，N，S，Cl，F，Si 三大类：塑料（低分子量）：聚丙稀 树脂（中等分子量）：酚醛树脂，环氧树脂 橡胶（高分子量）：天然橡胶，合成橡胶 陶瓷材料：由一种或多种金属或非金属的氧化物，碳化物，氮化物，硅化物及硅酸盐组成的无机非金属材料。 陶瓷：结构陶瓷 Al2O3， Si3N4，SiC等功能陶瓷铁电压电 材料的工艺性能：主要反映材料生产或零部件加工过程的可能性或难易程度。 材料可生产性：材料是否易获得或易制备 铸造性：将材料加热得到熔体，注入较复杂的型腔后冷却凝固，获得零件的能力 锻造性：材料进行压力加工(锻造、压延、轧制、拉拔、挤压等)的可能性或难易程度的度量焊接性：利用部分熔体，将两块材料连接在一起能力 第二章 （详见课本） 密排面密排方向 fcc {111} <110> bcc {110} <111> 体心立方bcc
面心立方fcc 密堆六方cph 点缺陷：在三维空间各方向上尺寸都很小，是原子尺寸大小的晶体缺陷。 类型： 空位：在晶格结点位置应有原子的地方空缺，这种缺陷称为“空位”。 间隙原子：在晶格非结点位置，往往是晶格的间隙，出现了多余的原子。它们可能是同类原子，也可能是异类原子。 异类原子：在一种类型的原子组成的晶格中，不同种类的原子占据原有的原子位置。 线缺陷：在三维空间的一个方向上的尺寸很大(晶粒数量级)，另外两个方向上的尺寸很小(原子尺寸大小)的晶体缺陷。其具体形式就是晶体中的位错（Dislocation） 形式：刃型位错螺型位错混合型位错 位错线附近的晶格有相应的畸变，有高于理想晶体的能量； 位错线附近异类原子浓度高于平均水平； 位错在晶体中可以发生移动，是材料塑性变形基本原因之一； 位错与异类原子的作用，位错之间的相互作用，对材料的力学性能有明显的影响。 面缺陷：在三维空间的两个方向上的尺寸很大(晶粒数量级)，另外一个方向上的尺寸很小(原子尺寸大小)的晶体缺陷。 形式：晶界面亚晶界面相界面 第三章 过冷：一般地，熔体自然冷却时，随时间延长，温度不断降低，但当冷却到某一温度Tn 时，开始结晶，此时随着时间的延长，出现一个温度平台，这一平台温度通常要低于理想的结晶温度T0，这样在低于理想结晶温度以下才能发生结晶的现象——过冷。 过冷度：实际结晶温度Tn与理想结晶温度T0之差T＝T0－Tn 称为过冷度。过冷度的大小随冷却速度的增加而增加