机械工程材料复习题

第1章材料的性能

二、填空

1.金属材料的机械性能是指在载荷作用下其抵抗（变形）或（破坏）的能力。

2.金属塑性的指标主要有（伸长率）和（断面收缩率）两种。

4.常用测定硬度的方法有（布氏硬度测试法）、（洛氏硬度测试法）和维氏硬度测试法。

5.疲劳强度是表示材料经（无数次应力循环）作用而（不发生断裂时）的最大应力值。

三、填空题

2. 晶体缺陷主要可分为（点缺陷）,（线缺陷）和面缺陷三类。

3. 晶体缺陷中的点缺陷除了置换原子还有（间隙原子）和（空位）。

4. 面缺陷主要指的是（晶界）和（亚晶界）；最常见的线缺陷有（刃型位错）和（螺型位错）。

5. 每个面心立方晶胞在晶核中实际含有（ 4）原子，致密度为（ 0.74），原子半径为（2½a/4）。

6. 每个体心立方晶胞在晶核中实际含有（ 2）原子，致密度为（ 0.68），原子半径为（3½a/4）。

7. 每个密排六方晶胞在晶核中实际含有（ 6）原子，致密度为（ 0.74），原子半径为（ a/2 ）。

第3章材料的凝固

A 纯金属的结晶

一、是非题

3. 在金属的结晶中，随着过冷度的增大，晶核的形核率N和长大率G都增大，在N/G增大的情况下晶粒细化。是

4. 液态金属结晶时的冷却速度越快，过冷度就越大，形核率和长大率都增大，故晶粒就粗大。非（晶粒都会细化）

5. 液态金属冷却到结晶温度时，液态金属中立即就有固态金属结晶出来。非（要到理论结晶温度以下才会有）

二、填空题

1.随着过冷度的增大，晶核形核率N（增大），长大率G（增大）。

2.细化晶粒的主要方法有（a、控制过冷度b、变质处理c、振动、搅拌）。

3.纯铁在1200℃时晶体结构为（γ-Fe），在800℃时晶体结构为（α-Fe）。

四、简答题

1.影响金属结晶过程的主要因素是什么？答：晶核形核率和长大率

2.何谓金属的同素异构转变？并以纯铁来说明。

答：有些物质在固态下其晶格类型会随温度变化而发生变化，这种现象称为同素异构转变。

纯铁在固态下的冷却过程中有两次晶体结构变化：δ-Fe ⇌γ-Fe ⇌α-Feδ-Fe、γ-Fe、α-Fe是铁在不同温度下的同素异构体，其中δ-Fe和α-Fe都是体心立方晶格，分别存在于熔点到1394℃之间及912℃以下，γ-Fe是面心立方晶格，存在于1394℃到912℃之间。

B 合金的结晶

一、填空题

1. 根据溶质原子在溶剂晶格中分布情况的不同，可将固溶体分为（置换固溶体）和（间隙固溶体）。

2. 相是指合金中（成分相同）与（结构相同）均匀一致的组成部分。

3. 合金的晶体结构大致可以有三种类型：（固溶体），金属化合物和（）。

4. 组成合金的（最简单），（最基本），（能够独立存在）的物质称为组元。

5．两种元素组成固溶体，则固溶体的晶体结构（与组成元素之一的晶体结构相同）。

C 铁碳合金相图

一、选择题

1. 铁素体是碳溶解在（A ）中所形成的间隙固溶体。 A．α-Fe B．γ-Fe C．δ-Fe D．β-Fe

2.奥氏体是碳溶解在（ B）中所形成的间隙固溶体。 A．α-Fe B．γ-Fe C．δ-Fe D．β-Fe

3.渗碳体是一种（C）。 A．稳定化合物 B．不稳定化合物 C．介稳定化合物 D．易转变化合物

4.在Fe-Fe3C相图中，钢与铁的分界点的含碳量为（C）。 A．2％ B．2.06％ C．2.11％ D．2.2％

5.莱氏体是一种（C）。 A．固溶体B．金属化合物 C．机械混合物 D．单相组织金属

6.在Fe-Fe3C相图中，ES线也称为（D）。 A．共晶线 B．共析线 C．A3线 D．Acm线

7.在Fe-Fe3C相图中，GS线也称为（C）。 A．共晶线 B．共析线 C．A3线 D．Acm线

8. 在Fe-Fe3C相图中，共析线也称为（A）。 A．A1线 B．ECF线 C．Acm线 D．PSK线

9.珠光体是一种（C）。 A．固溶体 B．金属化合物 C．机械混合物 D．单相组织金属

10.在铁－碳合金中，当含碳量超过（B）以后，钢的硬度虽然在继续增加，但强度却在明显下降。

A．0.8％ B．0.9％ C．1.0％ D．1.1％

12.在Fe-Fe3C相图中，PSK线也称为（B）。 A．共晶线 B．共析线 C．A3线 D．Acm线

13.Fe-Fe3C相图中，共析线的温度为（D）。A．724℃ B．725℃ C．726℃ D．727℃

14.在铁碳合金中，共析钢的含碳量为（B）A．0.67％ B．0.77％ C．0.8％ D．0.87％

7. 在Fe-Fe3C相图中，共晶转变温度是（ 1148℃），共析转变温度是（ 727℃）。

三、改正题

1. 在Fe-Fe3C相图中,GS斜线表示由奥氏体析出二次渗碳体的开始线，称为A3线。冷却时铁素体从奥氏体中析出开始、加热时铁素体向奥氏体转变终了的温度线

2. 在铁碳合金相图中，PSK线是一条水平线（727℃），该线叫共晶线，通称A1线。

3. 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。珠光体

4. 珠光体是由奥氏体和渗碳体所形成的机械混合物，其平均含碳量为0.77%。铁素体

5. 亚共晶白口铁缓冷到室温时，其平衡组织由铁素体，二次渗碳体和莱氏体组成。珠光体

6. 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。含碳量在0.0218%～0.77%范围内增加

7. 过共晶白口铁缓冷到室温时，其平衡组织由珠光体和莱氏体组成。一次渗碳体和低温莱氏体

8. 在铁碳合金相图中，钢的部分随含碳量的增加，内部组织发生变化，则其塑性和韧性指标随之提高。下降

9. 在铁碳合金相图中，奥氏体在1148℃时，溶碳能力可达4.3%。2.11%

10.碳溶解在α-Fe中可形成的间隙固溶体称为奥氏体，其溶碳能力在727℃时为0.0218%。铁素体

11.在铁碳合金相图中，铁素体在727℃时，溶碳能力可达2.11%。0.0218%

12.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。二次渗碳体

13.碳溶解在γ-Fe中所形成间隙固溶体称为铁素体，其溶碳能力在727℃时为0.77%。奥氏体

14.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。珠光体

15.奥氏体化的共析钢缓慢冷却到室温时，其平衡组织为莱氏体。珠光体

16.在铁碳合金相图中，ES线是碳在奥氏体中的溶解度变化曲线，通称A1线。γ-Fe Acm

四、简答题

1.铁碳合金中基本相有哪几相？室温下的基本相是什么？

答：基本相有液相L高温铁素体相δ、铁素体相α、奥氏体相γ和渗碳体相Fe3C

3.试分析含碳量为1.2%铁碳合金从液体冷却到室温时的结晶过程。

答：合金在1～2点转变为γ , 到 3 点, 开始析出Fe3C。从奥氏体中析出的Fe3C称二次渗碳体, 用Fe3CⅡ表示,其沿晶界呈网状分布。温度下降, Fe3CⅡ量增加。到4点，γ成分沿ES线变化到S点，余下的γ转变为P。P53

4.结合Fe-Fe3C相图指出A1、A3和Acm代表哪个线段，并说明该线段表示的意思。

答：A1为PSK水平线，即共析线，在该线温度（727℃）下发生共析转变

A3为GS线，即γ⇄α固溶体转变线 Acm为ES线，即碳在γ-Fe中的固溶线

5.简述碳钢中碳含量变化对机械性能的影响。

答：亚共析钢随含碳量增加，P 量增加，钢的强度、硬度升高, 塑性、韧性下降.