金属材料考试复习资料

1.工程材料的主要性能分为（1）使用性能和（2）工艺性能。（1）又包括力学性能、物理性能和化学性能等。

2.金属的变形包括弹性变形和塑性变形。

3.通过拉伸试验可测得的强度指标主要有屈服强度和抗拉强度；可测得的塑性指标有延伸率和断面收缩率。

4.常见的金属晶格类型有体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格三种类型。α–Fe 属于体心立方晶格，γ–Fe属于面心立方晶格，δ–Fe属于体心立方晶格。

5.实际金属的晶体缺陷有点缺陷（空位或间隙原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界）。

6.金属的理论结晶温度与实际结晶温度之差称为过冷度。金属的冷却速度越快，过冷度越大，获得的晶粒越细。

7.细化金属材料的晶粒，可使金属的强度、硬度提高，塑性、韧性提高；在生产中常用的细化晶粒的方法有增大过冷度、变质处理、机械搅拌和振动；压力加工再结晶；热处理。

8.合金的晶体结构有固溶体和金属化合物，其中固溶体具有良好的塑性，金属化合物具有高的硬度和脆性。

9.在铁碳合金的基本组织中，珠光体属于复相结构，它由铁素体和渗碳体按一定比例组成，珠光体用符号P表示。

10.铁碳合金相结构中，属于固溶体的有铁素体和奥氏体；其中铁素体是碳在α–Fe中形成的固溶体。

11.铁碳合金的力学性能随含碳量的增加，其强度和硬度增高，而塑性和韧性降低。但当w C>1.0%时，强度随其含碳量的增加而降低。

12.铁碳合金中，共析钢w C为0.77%，室温平衡组织为P；亚共析钢w C为<0.77%，室温平衡组织为P+F；过共析钢w C为>0.77%，室温平衡组织为P+Fe3C；共晶白口生铁w C为4.3%，室温平衡组织为Ld'；亚共晶白口生铁w C为<4.3%，室温平衡组织为P+Fe3C II+Ld'；过共晶白口生铁w C为>4.3%，室温平衡组织为Fe3C I+Ld'。

13.按碳的质量分数的不同.碳素钢可分为高碳钢、中碳钢和低碳钢三类；钢硫、磷杂质质量分数的不同，钢可分为普通钢、优质钢、高级优质钢和特级优质钢三类。

二、简答题与应用题

1.材料的常用力学性能指标有那些？若某种材料的零件在使用过程中突然发生断裂，是由于那些力学性能指标不足所造成的？

(1)常用力学性能指标有:

强度、塑性、刚度、硬度、冲击韧性、疲劳强度。

(2) 零件在使用过程中突然发生断裂，是由于强度、塑性、冲击韧性、疲劳强度等力学性能指标不足所造成的。

2．画出低碳钢的应力-应变曲线，并简述拉伸变形的几个阶段。

oe段：弹性变形

esbk段：塑性变形

s点:屈服点

b点：最大应力点

k点：断裂点

3．图1-1所示为三种不同材料的拉伸载荷（拉力）-变形量（伸长量）曲线（试样尺寸相同），试比较这三种材料的抗拉强度、屈服强度和塑性的大小。

抗拉强度：2>1>3

屈服强度：1>3>2

塑性：3>2>1

5. 零件的失效形式有哪些？影响失效的基本因素有哪些？

（1）断裂、塑性变形、过量弹性变形、磨损、腐蚀等。

（2）设计因素、材质因素、工艺因素和安装使用不当。

6.什么是同素异晶转变？请绘出纯铁的冷却曲线，并指出同素异晶转变温度和晶格类型。1）固态下随着温度的变化，金属的晶体结构从一种晶格类型转变为另一种晶格类型的过程。

一、填空题

1．液态金属的充型能力主要取决于合金的流动性。流动性不好的合金铸件易产生浇不足和冷隔、气孔、夹渣等铸造缺陷。

2．影响液态合金流动性的主要因素有合金的化学成分、合金的物理性质、合金的温度、不溶杂质和气体等。合金的凝固温度范围越宽，其流动性越差。

3．任何一种液态金属注入铸型以后，从浇注温度冷却至室温都要经历三个相互联系的收缩阶段，即液态收缩、凝固收缩和固态收缩。导致铸件产生缩孔和缩松的根本原因是液态收缩和凝固收缩；导致铸件产生应力、变形、裂纹的原因是固态收缩。

4．铸件在凝固过程中所造成的体积缩减如得不到液态金属的补充，将产生缩孔或缩松。凝

固温度范围窄的合金，倾向于“逐层凝固”，因此易产生缩孔；而凝固温度范围宽的合金，倾向于“糊状凝固”，因此易产生缩松。

5．准确地估计铸件上缩孔可能产生的位置是合理安排冒口和冷铁的主要依据。生产中确定缩孔位置的常用方法有画等温线法、内切圆法和计算机模拟凝固法等。

6．顺序凝固原则主要适用于逐层凝固的合金，其目的是消除缩孔；同时凝固原则主要适用于糊状凝固的合金，其目的是减小应力。

7．铸件在冷却收缩过程中，因壁厚不均等因素造成铸件各部分收缩的不一致引起内应力，这种应力称之为热应力；铸件收缩受到铸型、型芯及浇注系统的机械阻碍而产生的应力称为机械应力。

8．砂型铸造制造铸型的过程，可分为手工造型和机器造型。各种机器造型机械按紧实型砂的特点不同分为震压造型、微震压实、高压造型、抛砂造型等。

9．特种铸造主要包括熔模铸造、金属型铸造、压力铸造和离心铸造等。

10．在大批量生产条件下，下列铸件宜选用的铸造方法是：

机床床身砂型铸造，铝活塞压力铸造，

铸铁污水管离心铸造，汽轮机叶片压力铸造

二、简答题与应用题：

1．什么是液态合金的充型能力？影响液态合金充型能力的因素有哪些？

1）液态合金的充型能力是液体金属充满铸型型腔，获得尺寸精确、轮廓清晰的成形件（铸件）的能力。

2）影响液态合金充型能力的因素有合金的流动性、浇注条件、铸型充填条件。

2．什么是合金的铸造性能？衡量合金铸造性能的主要指标是什么？其是如何影响的？（1）合金在铸造生产条件下，获得优质铸件的难易程度。

（2）流动性和收缩。合金的流动性越好、收缩越小，铸造性能越好。

一、填空题

1.单晶体的塑性变形是通过滑移和孪晶的方式完成的；多晶体的塑性变形包括晶内变形和晶间变形。

2.冷成形后的金属将产生加工硬化现象，表现为金属材料的强度和硬度提高，而塑性和韧性降低。

3.产生加工硬化的金属在加热到较高的温度时要发生回复和再结晶。

4.由于锻造流线的存在，金属的力学性能具有各向异性，一般平行锻造流线方向的抗拉强度、塑性和韧性比垂直方向要高。