工程材料小测

二、是非题（正确的画“√”，错误的画“×”） 1、马氏体是碳在α-Fe中的过饱和固溶体。（ √ ）
2、不论碳含量高低，马氏体硬度都很高，脆性都很大。（ × ）
3、高合金钢既有良好的淬透性，也具有良好的淬硬性。 （ × ） 4、经退火后再高温回火，获得回火索氏体组织，具有良好的综合
机械性能。（ × ）
2015年3 月 11 日1
• 一、填空练习 • 1、材料常用的塑性指标有（延伸率 ）和（断面收率 ）两种。 2、检验淬火钢成品的硬度一般用（ HRC ），而布氏硬度是用于测定 （铸铁，有色金属、 退火、正火、调质处理钢原材料，毛坯）材料 的硬度。 • 3、零件的表面加工质量对其（ 疲劳强度 ）性能有很大影响。 • 二、选择题 • 1、在设计拖拉机缸盖螺钉时，应选用的强度指标是（ A ） • A．σs b．σb c．σ-1 • 2、有一碳钢支架刚性不足，解决办法是（ C ） • A．用热处理方法强化 b．另选合金钢 c．增加截面积 • 3、在图纸上出现下硬度技术条件标注，其中哪种是正确的？（ B ） • A．HB500 b．HRC60 c．HRC18
作业1解答
• 计算和作图题 一个二元共晶反应如下： L（75%B）—α（15% B）+β（95% B） 含50%B的合金凝固后， 求（1）初晶α与共晶体（α+β）的质量百分数 （2）α相与β相的质量百分数 （3）若共晶反应后，β初晶和（α+β）共晶各 占一半，求该合金的成分。
L（75%B）—α（15% B）+β（95% B）
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在缓慢冷却条件下，含碳0.8%的钢比含碳1.2%的钢硬度（低），强度（ 高 ）。
7、在实际生产中，若将钢热锻或热轧时，必须把钢加热到（A ）状态。 二、是非题（正确的画“√”，错误的画“×”） 1、20钢比T12钢的含碳量要高。（ × ） 在退火状态，45钢比20钢的硬度和强度都高。（ √ ） 3、在铁碳合金平衡结晶过程中，只有成分为4.3%的铁碳合金才发生共晶反应（ × ）。 4、在铁碳合金中，只有过共析钢的平衡组织中才有二次渗碳体存在。（ × ）
5、钢的正常淬火温度，亚共析钢是（A3_30-50 ），过共析钢是（A1-30-50 ） 6、钢热处理确定其加热温度是依据（铁碳相图），确定过冷奥氏体转变产物是依据（C曲线）。 7、淬火钢进行回火的目的是（ 在M强化的基础上调整钢塑韧性 ），回火温度愈高，钢的强度、
硬度（越低 ）。
8、索氏体和回火索氏体在形态上的区别是（ 前者渗碳体呈片状，后者渗碳体呈球状 ）， 在性能上的区别是（后者韧性更好）。
状态），按照下表加热处理后，请填写处理后的组织：
钢号/工艺
850℃加热， 850℃加热， 水冷 空冷 M 粗M+A’ 细P（S或T） 细P（S或T）
760℃加热， 水冷 F+M M+A’+未溶Cm
720℃加热， 水冷 F+P P
四、杠杆定理计算
（1）计算45、T8、T12三种钢，室温下组织组成物 和相的相对量？ 45 组织:F+P 相:F,Cm T8 组织:P 相:F,Cm T12 组织:P+CmⅡ, 相:F,Cm
45钢：室温下：组织：F+P W P% = （0.45-0）/（0.77-0）% = 58% WF% = （100-58）%=42% 相：F，Fe3C WF% = （6.69-0.45）/（6.69-0）% = 93% WFe3C% = （100-93）%= 7% T8钢：室温下组织：P = 100% 相：F，Fe3C WF%= （6.69-0.8）/（6.69-0.02）% = 5.89/6.67% = 88% WFe3C=（100-88）%= 12% T12钢室温下组织：P+ Fe3CⅡ Wp% = （6.69-1.2）/（6.69-0.77）% = 5.49/5.92% = 93% WFe3C%=（100-93）% = 7% 相：F，Fe3C WF%=（6.69-1.2）/（6.69-0）%=5.49/6.69%=82% WFe3C%=（100-82）%=18%
• 2、已知A组元（熔点600℃）与B组元（熔点500℃） • 在液态无限互溶，在300℃时，含40%B的液态合金发生共 晶反应。在固态时，A在B中最大溶解度为30%，室温时为 10%，但B在固态和室温时均不溶于A， • 试作出该A-B合金相图，并分析含20%A，45%A，80%A合 金的结晶过程。
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2015年3 月18 日3
• • • • • • • • 一、填空练习 1、在金属学中，通常把金属从液态过渡为固体晶态的转变称为（ 凝固 ） ，而把金属从一种固体晶态过渡为另一种固体晶态的转变成为（ 结晶 ）。 2、过冷度是指（ 理论结晶温度与实际结晶温度的差 ），其表示符号为 （ △T ）。 3、过冷是结晶的（ 必要条件 ）条件。 二、是非题（正确的画“√”，错误的画“×” 1、金属由液态转变为固态的结晶过程，是短程有序状态向长程有序状态转变 的过程。（√ ） 2、当晶核长大时，随着过冷度增大，晶核的长大速度增大。但当过冷度很大 时，晶核长度速度很快减小。（ √ ） 三、选择题 1、金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将（ b ） A．越高 b.越低 c.越接近理论结晶温度 2、从液态转变为固态时，为了细化晶粒，可采用（ b ） a. 快速浇注 b. 加变质剂 c. 以砂型代替金属型
二、依据铁碳相图分析产生下列现象的原因： （1）含碳量为1.0%的钢比含碳量为0.5%的钢硬度高。 钢的硬度取决于渗碳体的含量，钢的含碳量越高，渗碳体含量越多，硬
度越高。因此，1.0%C的钢渗碳体含量高，硬度高。
（2）在室温下，含碳量0.8%的钢的强度比含碳量1.2%的钢高。 钢的强度是受钢的组织形态影响的，退火状态的钢，珠光体含量越高，强度越高，
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三、选择题 1、珠光体是一种（ b ） a.单相固溶体 b.两相混合物 c.Fe与C的化合物 2、T10钢的平均含碳量为（ b ） a.0.1% b.1.0% c.10% 3、下列能进行锻造的铁碳合金是（ a ） a. 亚共析钢 b.共晶白口铁 c.亚共晶白口铁
习题二 铁碳相图
0.8%C的钢，100%为珠光体组织，而1.2%C钢则出现了网状渗碳体，强度降低。
（3）在1100℃，含碳为0.4%的钢能进行锻造，而含碳为4.0%的白口铁不能进行锻造。 0.4%C的碳钢1100℃处在单相A区，A是FCC的固溶体，塑性好，适合锻造。 而4.0%C的铸铁，1100℃主要为莱氏体组织，是共晶组织，脆而硬，不适合于锻造这种 性加工。
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2015年 月 日4
• 一、填空练习 • 1、合金的相结构有（ 固溶体）和（化合物）两大类，其中前者具有 较高的（ 强韧性）性能，适宜做（ 基体相），后者具有较高的（硬 度），适宜做（ 强化相 ）。 • 2、能提高金属材料强度和硬度的同时，又不显著降低其塑性和韧性 的强化方法称为（ 细化晶粒/细晶强化 ）。 • 二、是非题（正确的画“√”，错误的画“×”） • 1、在共晶相图中，从液体中析出的β相与从α相中析出的βⅠ相，具有 相同的晶体结构。（ √ ） • 一个合金的室温组织为α+βⅠ+（α+β），它是由三相组成。（ × ） • 三、选择题 • 1、在固溶体合金结晶过程中，产生枝晶偏析的原因是由于（d ） • a. 液固相线间距很小，冷却缓慢 b. 液固相线间距很小，冷却速度大 • c. 液固相线间距很大，冷却缓慢 d. 液固相线间距很大，冷却速度大 • 2、二元合金中，铸造性能最好的合金是（ b ） • a. 固溶体合金 b. 共晶合金 c.共析合金 d.包晶合金
械混合物 F+Fe3C）不同点是（F+Fe3C的片间距不同,屈氏体更细）。
2、钢的淬透性越高，则C曲线的位置越（ 右移），说明临界冷却速度越（越慢 ）。 3、钢的热处理工艺是由（加热）（保温 ）（冷却 ）三阶段组成，一般来讲，它不改变零件的 （成分），但改变其（ 组织 ）。
4、球化退火的主要目的是（ 消除网状渗碳体，获得球状P ），它适合于（ 共析,过共析钢 ）钢。
5、表面淬火既能改变钢的表面化学成分，也能改善心部的组织和 性能。（ × ）
三、工艺路线改错
20钢，汽车变速齿轮，表面硬度HRC60，心部硬度 HRC25 锻造—完全退火—粗加工—调质处理—表面淬火+低温回火—精加工 正确：锻造—正火—粗加工——渗碳—淬火+低温回火—精加工
习题3热处理
2、依据铁碳相图，结合实验，45钢和T8钢（原始状态退火
应用举例
建筑结构用钢 桥梁，容器罐，水箱
优质碳素结构钢
优质碳素结构钢
0.45
0.65
车床主轴
弹簧，裁纸刀
碳素工具钢
碳素工具钢
0.8
1.2
手动工具，如手工锯条
手动工具，如锉刀
零件名称 手工锯条 普通螺钉 车床主轴
选择材料牌号 T8，碳素工具钢 Q235，普通碳素结构钢 45，优质碳素结构钢
练习6
一、填空练习 1、在过冷奥氏体等温转变产物中，珠光体与屈氏体的主要相同点是（都是铁素体和渗碳体的
2015年 3月16日2
• • • • 一、填空练习 1、晶体与非晶体的根本区别是（ 晶体是否规则排列 ）。 2、晶体缺陷有（ 空位,间隙原子 ）（位错 ）和（ 晶界 ）。 3、位错分为两种，一种是（ 刃型），另一种是（螺型 ），多 余半个原子面是（ 刃型 ）位错所特有的。 4、γ-Fe，α-Fe的一个晶胞内的原子数分别为（4 ）和（2 ）。 二、是非题（正确的画“√”，错误的画“×”） 1、单晶体各向异性的，所以实际应用的金属材料在各个方向上 的性能也是不相同的。（ × ） 2、金属多晶体是由许多结晶方向相同的单晶体组成的。（ ×） 3、金属理想晶体的强度比实际晶体的强度高。（ √ ） 4、晶体缺陷的共同之处是它们都引起晶格畸变。（ √） 5、位错就是原子排列有规则的错排现象。（ √ ）