机械工程材料总复习

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《机械工程材料》复习习题及答案

《机械工程材料》复习习题及答案

第一章材料的性能1.1 名词解释δb δb δsδ0.2 δ-1 a k HB HRC1.2 填空题1.材料常用的塑性指标有(延伸率)和(断面收缩率)两种,其中用(延伸率)表示塑性更接近材料的真实变形。

2.检验淬火钢成品件的硬度一般用( 洛氏)硬度,检测退火件、正火件和调质件的硬度常用(布氏)硬度,检验氮化件和渗金属件的硬度采用(维氏)硬度试验。

3.材料的工艺性能是指( 铸造)性能、(锻造)性能、(焊接)性能、(切削加工)性能和(热处理)性能。

4.工程上常用金属材料的物理性能有( 熔点)、(密度)、(导电性)、(磁性)和(热膨胀性)等。

5.表征材料抵抗冲击载荷能力的性能指标是(冲击韧性ak ),其单位是( J/cm2 )。

1.3 简答题2.设计刚性好的零件,应根据何种指标选择材料?采用何种材料为宜?3.常用的硬度方法有哪几种?其应用范围如何?这些方法测出的硬度值能否进行比较?1.4 判断1.金属的熔点及凝固点是同一温度。

( 错)2.导热性差的金属,加热和冷却时会产生内外温度差。

导致内外不同的膨胀或收缩,使金属变形或开裂。

( 对)3.材料的强度高,其硬度就高,所以刚度大。

( 错)4.所有的金属都具有磁性,能被磁铁所吸引。

( 错)5.钢的铸造性比铸铁好,故常用来铸造形状复杂的工件。

( 错)1.5 选择填空1.在有关零件图图纸上,出现了几种硬度技术条件的标注方法,正确的标注是( D )。

(a)HBS650—700 (b)HBS=250—300Kgf/mm2(c)HRCl5—20 (d) HRC 45—702.在设计拖拉机缸盖螺钉时应选用的强度指标是( a )。

(a) δb (b) δs(c) δ0.2(d) δp3.在作疲劳试验时,试样承受的载荷为( c )。

(a)静载荷(b)冲击载荷(c)交变载荷4.洛氏硬度C标尺使用的压头是( b )。

(a)淬硬钢球(b)金刚石圆锥体(c)硬质合金球5.表示金属密度、导热系数、导磁率的符号依次为( d )、( f )、( c )。

机械工程材料基础复习+答案

机械工程材料基础复习+答案

机械工程材料基础复习+答案机械工程材料基础复习题一、填空1.绝大多数金属的晶体结构都属于(体心立方)、(面心立方)和(密排六方)三种典型的紧密结构.2.液态金属结晶时,过冷度与其冷却速度有关。

冷却速度越快,金属的实际结晶温度越低。

此时,过冷度(更大)。

3(滑移)和(孪生)是金属塑性变形的两种基本方式4.形变硬化是一种非常重要的强化手段,特别是对那些不能用(热处理)方法来进行强化的材料.通过金属的(塑性变形)可使其(强度)、(硬度)显著提高.5.球化退火是钢中球化(渗碳体)的退火过程。

它主要用于(共析)和(过共析)钢。

其目的是(降低硬度)、改善(机加工)性能,并为后续(淬火)工艺做好准备6、大小不变或变化很慢的载荷称为静载荷,在短时间内以较高速度作用于零件上的载荷称为冲击载荷,大小和方向随时间发生周期性变化的载荷称为交变载荷。

7.变形一般分为弹性变形和塑性变形。

不能随着载荷的消除而消失的变形称为塑性变形。

8.填写以下机械性能指标符号:屈服点σ冲击韧性AK,疲劳极限σ-19、渗碳零件必须采用低碳钢或低碳合金钢材料。

10.铸铁是一种含碳量大于2.11%的铁碳合金。

根据石墨在铸铁中的存在和形状,铸铁可分为灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和蠕墨铸铁。

11、灰铸铁中,由于石墨的存在降低了铸铁的力学性能,但使铸铁获得了良好的铸造性、切削加工性、耐磨性、减抗冲击性和低缺口灵敏度。

12、高分子材料是(以高分子化合物为主要组分的材料)其合成方法有(加聚)和(缩聚)两种,按应用可分为(塑料)、(橡胶),(纤维),(粘合剂),(涂层)。

13、大分子链的几何形状为(线型)、(支链型)、(体型),热塑性塑料主要是(线型)、分子链.热固性塑料主要是(体型)分子链14、陶瓷材料分(玻璃)、(陶瓷)和(玻璃陶瓷)三类,其生产过程包括(原料的制备)、(坯料的成形)、(制品的烧结)三步15、可制备高温陶瓷的化合物是(氧化物)、(碳化物)、(氮化物)、(硼化物)和(硅化物),它们的作用键主要是(共价键)和(离子键)16、yt30是(钨钴钛类合金)、其成份由(wc)、(tic)、(co)组成,可用于制作(刀具刃部).17、木材是由(纤维素)和(木质素)组成,灰口铸铁是由(钢基体)和(石墨)组成的.18.在纤维增强复合材料中,性能较好的纤维主要是(玻璃纤维),(碳纤维),(硼纤维)和(碳化硅纤维)。

机械工程材料复习题

机械工程材料复习题

机械工程材料复习题选择题1.在设计拖沓机缸盖螺钉时应选用的强度指标是()。

A.σb B.σs C.σ0.2 D.σp2.有一碳钢支架刚性不足,解决的方法是()。

A.经由过程热处理强化B.选用合金钢C.增长横截面积D.在冷加工状况下应用3.材料的应用温度()。

A.应在其韧脆改变温度以上B. 应在其韧脆改变温度以下C.应与其韧脆改变温度相等D. 与其韧脆改变温度无关4.在作疲乏实验时,试样遭受的载荷为 ______ 。

A.静载荷 B.冲击载荷 C.交变载荷5.洛氏硬度 C 标尺应用的压头是 ______ 。

A.淬硬钢球 B.金刚石圆锥体 C.硬质合金球长短题1.所有金属材料均有明显的屈从现象。

()2.碳的质量分数越高,焊接机能越差。

()3.钢的锻造机能比铸铁好,故常用来锻造外形复杂的工件。

()4.材料的强度高,其硬度就高,因此刚度大年夜。

()第二章材料的构造选择题1.两种元素构成固溶体,则固溶体的晶体构造()。

A.与溶剂的雷同 B.与溶质的雷同C.与溶剂、溶质的都不雷同 D .是两种元素各自构造的混淆体2.间隙固溶体与间隙化合物的()。

A.构造雷同,机能不合 B.构造不合,机能雷同C.构造雷同,机能也雷同 D.构造和机能都不雷同3.在立方晶系中指数雷同的晶面和晶向()。

A.互相平行 B.互相垂直 C.互相重叠 D.毫无接洽关系4.晶体中的位错属于 _______ 。

A.体缺点 B.面缺点 C.线缺点 D.点缺点5.高分子资估中,大年夜分子链之间的结合键是()。

A.金属键 B.离子键 C.共价键 D.分子键长短题1.金属或合金中,凡成分雷同、构造雷同,并与其他部分有界面分开的平均构成部分称为相。

()2.单晶体具有各向异性,是以实际应用的所有晶体材料在各偏向上的机能是不合的。

()3.间隙相不是一种固溶体,而是一种金属间化合物。

()4.固溶体的强度和硬度比溶剂的强度和硬度高。

()5.间隙固溶体和置换固溶体均可形成无穷固溶体。

机械工程材料复习题1

机械工程材料复习题1

第一章材料的种类与性能1.学习本课程的主要目的是什么?为什么工程材料的知识对于机械制造工作者来说是必须具备的?2.本课程主要包括那几方面内容,其基本要求是什么?3.比较强度极限s b,屈服极限s s与s0。

2的异同,强度与刚度有何不同?4.解释下列常用机械性能指标:d,y,a k和A k,HB,HRC,HRA,HRB,HV5.硬度有何实用意义?为什么在生产图纸的技术要求中常用硬度来表示对零件的性能要求?HB与HRC分别使用哪些范围?6.为什么要研究材料的工艺性能?7.在有关工件的图纸上,出现了以下几种硬度技术条件的标注方法,这种标注是否正确?(1)600~650 HB (2)HB=200~250 kgf/mm2(3)5~10 HRC (4)70~75 HRC1.拉力试验、疲劳试验、冲击试验在试样承受的应力类型、测定的性能指标,试验的适合场合等方面区别何在?2.材料的性能包括那几方面?材料的性能与其成分、组织和加工工艺之间有什么关系?3.拉力试样的原标距长度为50mm,直径为10mm,经拉力试验后,将已断裂的试样对接起来测量,若最后的标距长度为79mm,颈缩区的最小直径为4.9mm,试求该材料的延伸率和断面收缩率的值?4.下列各工件应该采用何种硬度试验方法测定其硬度?5.(1)锉刀(2)黄铜轴套(3)供应状态的各种碳钢钢材(4)硬质合金的刀片第二章金属的结构与结晶一、名词解释晶体、非晶体;晶格、晶胞、晶格常数、致密度、配位数;晶面、晶向、晶面指数、晶向指数;单晶体的各向异性、各向同性;点缺陷、线缺陷、面缺陷、亚晶粒、亚晶界、位错;单晶体、多晶体;过冷度;变质处理、变质剂二、判断是非1.不论在什么条件下,金属晶体缺陷总是使金属强度降低。

2.工业上常用金属中的原子排列是完整的、规则的,晶格位向也是完全一致的。

3.金属结晶时的冷却速度愈慢,过冷度愈小,金属的实际结晶温度愈接近理论结晶温度。

4.位错是晶体中常见的缺陷,在常见的工业金属中位错密度愈小,其强度愈高.5.在金属结晶过程中,晶体成长常以树枝状方式进行的,但结晶以后一般情况下看不到树枝状晶体。

机械工程材料复习题

机械工程材料复习题

机械工程材料习题复习思考题11.写出下列力学性能符号所代表的力学性能指标的名称和含义。

σe、σs、σ0.2、σb、δ5、δ、ψ、a kv 、σ-1、σ6001×10-5、σ7002/1×105、σ5001×103、K Ic、HRC、HV 、HBS、E。

2.低碳钢试样在受到静拉力作用直至拉断时经过怎样的变形过程?3.某金属材料的拉伸试样l0=100mm,d0=10mm。

拉伸到产生0.2%塑性变形时作用力(载荷)F0.2=6.5×103N;F b=8.5×103N。

拉断后标距长为l l=120mm,断口处最小直径为d l=6.4mm,试求该材料的σ0.2、σb。

4.钢的刚度为20.7×104MPa,铝的刚度为6.9×104MPa。

问直径为2.5mm,长12cm的钢丝在承受450N的拉力作用时产生的弹性变形量(Δl)是多少?若是将钢丝改成同样长度的铝丝,在承受作用力不变、产生的弹性变形量(Δl)也不变的情况下,铝丝的直径应是多少?5.某钢棒需承受14000N的轴向拉力,加上安全系数允许承受的最大应力为140MPa。

问钢棒最小直径应是多少?若钢棒长度为60mm、E=210000MPa,则钢棒的弹性变形量(Δl)是多少?6.试比较布氏、洛氏、维氏硬度的特点,指出各自最适用的范围。

下列几种工件的硬度适宜哪种硬度法测量:淬硬的钢件、灰铸铁毛坯件、硬质合金刀片、渗氮处理后的钢件表面渗氮层的硬度。

7.若工件刚度太低易出现什么问题?若是刚度可以而弹性极限太低易出现什么问题?8.指出下列硬度值表示方法上的错误。

12HRC~15HRC、800HBS、58HRC~62HRC、550N /mm2HBW、70HRC~75HRC、200N/mm2HBS。

9.根据GB700—88《碳素结构钢》的规定牌号为Q235的钢σb≥235MPa、δ5≥26%。

现对进厂的一批Q235钢材采用d0=10mm的标准短试样进行拉伸试验,测得的试验数据是Fs=20KN,断后标距长lk=65mm。

机械工程材料复习题

机械工程材料复习题

机械工程材料复习题机械工程材料复习题一、力学性能:拉伸过程是考试重点1.写出下列力学性能符号所代表的力学性能指标的名称和含义。

σe、σs、σ0.2、σb、δ5、δ、ψ、HRC、HV 、HBSOe为弹性变形阶段,es开始塑性变形,sb为均匀塑性变形阶段,bk为局部塑性变形阶段,k点断裂。

σp为比例极限,应力与应变成正比关系的最大应力。

σe为弹性极限,表征材料发生最大弹性变形的应力。

σs为屈服强度,表征材料发生明显塑性变形时的抗力σb为抗拉强度,表征材料对最大均匀变形的抗力。

σk为断裂强度,是材料发生断裂的最小应力。

2.低碳钢试样在受到静拉力作用直至拉断时经过怎样的变形过程?3.指出下列硬度值表示方法上的错误。

12HRC~15HRC、800HBS、58HRC~62HRC、550N /mm2HBW、70HRC~75HRC、200N/mm2HBS。

二、Fe—Fe3C相图,结晶过程分析合金:两种或两种以上的金属,或金属与非金属,经熔炼或烧结、或用其它方法组合而成的具有金属特性的物质。

合金相:在合金中,通过组成元素(组元)原子间的相互作用,形成具有相同晶体结构与铁碳合金相图:见课本,考试重点奥氏体与铁素体的异同点:相同点:都是铁与碳形成的间隙固溶体;强度硬度低,塑性韧性高。

不同点:铁素体为体心结构,奥氏体面心结构;铁素体最高含碳量为0.0218%,奥氏体最高含碳量为2.11%,铁素体是由奥氏体直接转变或由奥氏体发生共析转变得到,奥氏体是由包晶或由液相直接析出的;存在的温度区间不同。

二次渗碳体与共析渗碳体的异同点。

相同点:都是渗碳体,成份、结构、性能都相同。

不同点:来源不同,二次渗碳体由奥氏体中析出,共析渗碳体是共析转变得到的;形态不同二次渗碳体成网状,共析渗碳体成片状;对性能的影响不同,片状的强化基体,提高强度,网状降低强度。

成分、组织与机械性能之间的关系:如亚共析钢。

亚共析钢室温下的平衡组织为F +P ,F 的强度低,塑性、韧性好,与F 相比P 强度硬度高,而塑性、韧性差。

机械工程材料期末考试复习题

机械工程材料期末考试复习题

机械工程材料1 .要制造直径16mm的螺栓,要求整个截面上具有良好的综合机械性能,应选用40Cr钢经调质处理。

2 .体心立方晶格的晶胞中实际原子数为2。

3 .组成晶格的最基本的几何单兀是晶胞。

4 .在可锻铸铁的显微组织中,石墨的形态是团絮状的。

5 .18—8型铝银不锈钢,按空冷后的组织分,应该属于奥氏体类型的钢。

6 .铁素体是碳在α-Fe中的间隙固溶体。

7 .钢经表面淬火后将获得:一定深度的马氏体。

8 .C曲线右移使淬火临界冷却速度减小,淬透性增大。

9 .用4%硝酸酒精溶液浸蚀的T12钢的平衡组织,在光学显微镜下,其中的二次渗碳体呈白色网状。

10 .具有共晶反应的二元合金,其共晶成分的合金铸造性能好。

11 .随冷塑性变形量增加,金属的强度提高,塑性下降。

12 .金属在热加工过程中,加工硬化有产生、也有消除。

13 .机械制造中,TlO钢常用来制造刀具。

14 .为了获得最佳机械性能,铸铁组织中的石墨应呈球状。

15 .铸铁中的大部分碳以片状石墨存在,这种铸铁称为灰铸铁。

16 .经过热成形制成的弹簧,其使用状态的组织是回火托氏体。

17 .在钢中能够形成碳化物的合金元素是倍。

18 .在室温平衡组织中,45钢中的珠光体的相对量比25钢多。

19 .9SiCr中碳的质量分数(含碳量)约为0.9%。

20 .预先热处理包括退火等,一般安排在毛坯铸、锻以后,机械(粗)加工之前。

21 .铸铁由于石墨存在,所以称为黑色金属;钢和铝合金等属于有色金属。

这句话是错误的22 .热处理工艺虽多,但是任何一种热处理工艺都是由加热、保温和冷却三个阶段所组成。

23 .灰铸铁的抗拉强度、塑性、韧性和弹性模量远比相应基体的钢低。

24 .ACl表示奥氏体向珠光体平衡转变的临界点。

这句话是错误的25 .25钢、45钢、65钢的室温平衡态的组织组成物及相组成物均相同。

这句话是错误的26 .去应力退火可去除应力但不改变组织。

27 .工业金属大多为单晶体。

机械工程材料复习重点

机械工程材料复习重点

《工程材料学》习题一、解释下列名词1.淬透性与淬硬性; 2.相与组织; 3.组织应力与热应力;4.过热与过烧; 5. 回火脆性与回火稳定性 6. 马氏体与回火马氏体7. 实际晶粒度与本质晶粒度 8.化学热处理与表面热处理淬透性:钢在淬火时获得的淬硬层深度称为钢的淬透性,其高低用规定条件下的淬硬层深度来表示淬硬性:指钢淬火后所能达到的最高硬度,即硬化能力相:金属或合金中,凡成分相同、结构相同,并与其它部分有晶只界分开的均匀组成部分称为相组织:显微组织实质是指在显微镜下观察到的各相晶粒的形态、数量、大小和分布的组合。

组织应力:由于工件内外温差而引起的奥氏体(γ或A)向马氏体(M)转变时间不一致而产生的应力热应力:由于工件内外温差而引起的胀缩不均匀而产生的应力过热:由于加热温度过高而使奥氏体晶粒长大的现象过烧:由于加热温度过高而使奥氏体晶粒局部熔化或氧化的现象回火脆性:在某些温度范围内回火时,会出现冲击韧性下降的现象,称为回火脆性回火稳定性:又叫耐回火性,即淬火钢在回炎过程中抵抗硬度下降的能力。

马氏体:碳在α-Fe中的过饱和固溶体称为马氏体。

回火马氏体:在回火时,从马氏体中析出的ε-碳化物以细片状分布在马氏体基础上的组织称为回火马氏体。

本质晶粒度:钢在加热时奥氏体晶粒的长大倾向称为本质晶粒度实际晶粒度:在给定温度下奥氏体的晶粒度称为实际晶粒度,它直接影响钢的性能。

化学热处理:将工件置于待定介质中加热保温,使介质中活性原子渗入工件表层,从而改变工件表层化学成分与组织,进而改变其性能的热处理工艺。

表面淬火::指在不改变钢的化学成分及心部组织的情况下,利用快速加热将表面奥氏休化后进行淬火以强化零件表面的热处理方法。

二、判断题1. ()合金的基本相包括固溶体、金属化合物和这两者的机械混合物。

错。

根据结构特点不同,可将合金中相公为固溶体和金属化合物两类。

2. ()实际金属是由许多位向不同的小晶粒组成的。

对。

3. ()为调整硬度,便于机械加工,低碳钢,中碳钢和低碳合金钢在锻造后都应采用正火处理。

机械工程材料考试复习题及参考答案

机械工程材料考试复习题及参考答案

机械工程材料课程考试复习题及参考答案一、判断题(1):1.奥氏体与渗碳体均为面心立方晶格。

×]2.F与P是亚共析钢中室温时的主要组成相。

× ]3.金属的加工硬化是指金属在塑性变形后强度.硬度提高,塑性.韧性下降的现象。

[√ ]4.钢淬火时的冷却速度越快,马氏体的硬度越高。

5.合金中,一个晶粒内的成分不均匀现象称枝晶偏析。

√ ]6.一种合金的室温组织为α+βⅡ+(α+β),它由三相组成。

7.当把亚共析钢加热到Ac1和Ac3之间的温度时,将获得由铁素体和奥氏体构成的两相组织,在平衡条件下,其中奥氏体的碳含量总是大于钢的碳含量。

√ ]8.在铁碳合金平衡结晶过程中只有成分为4.3%C 的铁碳合金才能发生共晶反应。

[9.20钢比T12钢的碳含量要高。

10.再结晶能够消除加工硬化效果,是一种软化过程。

√ ] 11.过共析钢中,网状渗碳体的存在使钢的硬度和塑性均上升。

12.正火是将钢件加热至完全奥氏体化后空冷的热处理工艺 。

√ ] 13.65Mn 是合金调质结构钢。

14.回火索氏体的性能明显优于奥氏体等温冷却直接所得到的片层状索氏体的性能。

[√ ] 15.T10A 和60 号钢均属于高碳钢。

16.晶体缺陷的共同之处是它们都能引起晶格畸变。

√ ] 17.位错是实际金属晶体的一种面缺陷。

18.体心立方晶格的致密度为 74%。

19.塑性变形指的是外载荷撤销后变形不能恢复的变形。

√ ] 20.当过冷度较大时,纯金属晶体主要以平面状方式长大。

21.室温下,金属晶粒越细,则强度越高,塑性越好。

√ ] 22.一般来说,钢的强度高于铸铁的强度。

√ ] 23.65Mn 的淬透性比65 号钢的淬透性差。

24.从C 曲线中分析可知,共析钢的过冷奥氏体在A 1-550℃的范围内发生贝氏体转变。

[ ]25.共析反应就是在某一温度时,从一种固相中同时结晶析出两种不同的固相。

[√ ] 26.包晶偏析可以通过回火的热处理方法消除。

机械工程材料复习题

机械工程材料复习题

机械工程材料复习题一、选择题1. 金属的强度和硬度主要取决于:A. 金属的塑性B. 金属的弹性C. 金属的韧性D. 金属的硬度2. 金属材料的塑性通常通过下列哪种性能来衡量?A. 抗拉强度B. 屈服强度C. 延伸率D. 硬度3. 金属材料的韧性通常通过下列哪种性能来衡量?A. 冲击韧性B. 抗拉强度C. 屈服强度D. 延伸率4. 金属材料的弹性通常通过下列哪种性能来衡量?A. 弹性模量B. 屈服强度C. 延伸率D. 硬度二、填空题1. 金属材料的_________是指材料在受到外力作用时,能够发生形变而不破坏的能力。

2. 金属材料的_________是指材料在受到外力作用后,能够恢复原状的能力。

3. 金属材料的_________是指材料在受到冲击负荷时,能够吸收的能量。

4. 金属材料的_________是指材料在受到拉伸力作用时,能够承受的最大应力。

三、简答题1. 简述金属材料的疲劳破坏机理。

2. 说明金属材料的腐蚀类型及其影响因素。

3. 描述金属材料的热处理过程及其对材料性能的影响。

四、计算题1. 给定一个金属材料的抗拉强度为500 MPa,延伸率为20%,试计算该材料在拉伸过程中能够承受的最大应力。

2. 假设一个金属材料的弹性模量为200 GPa,试计算在100 MPa的应力作用下,该材料的应变值。

五、论述题1. 论述金属材料的强化方法及其原理。

2. 讨论金属材料的焊接性能及其影响因素。

3. 分析金属材料在不同环境下的腐蚀机理及其防护措施。

六、案例分析题1. 根据所给的金属材料性能数据,分析该材料可能的应用领域。

2. 针对一个具体的工程案例,讨论如何选择合适的金属材料以满足特定的性能要求。

以上题目要求考生根据机械工程材料的相关知识,进行解答。

机械工程材料复习重点

机械工程材料复习重点

机械工程材料复习重点
1.材料分类与性质:
-材料分类:金属材料、非金属材料和复合材料。

-金属材料:金属的结构特点、晶体结构、晶格常数和晶体缺陷。

-非金属材料:陶瓷材料、高分子材料和复合材料的特点及应用。

2.金属材料:
-金属的力学性能:强度、延伸性、硬度和韧性。

-金属的热处理:退火、淬火、等温淬火、时效处理等工艺及其产生
的组织与性能变化。

3.非金属材料:
-陶瓷材料:氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷的特点、组成、制备和应用。

-高分子材料:分子结构与性能之间的关系、常见的高分子材料及其
特点。

-复合材料:纤维增强复合材料、颗粒增强复合材料的组成结构和力
学性能。

4.材料力学性能的测试:
-材料的拉伸试验:应力、应变、伸长率和断裂应变等基本概念。

-材料的硬度测试:布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等硬度测试方法。

5.材料疲劳破坏:
-材料疲劳断裂的基本概念:疲劳寿命、疲劳强度和疲劳断裂韧性等。

-疲劳试验:疲劳试样的制备、应力幅、载荷频率和试验结果的评价。

6.材料腐蚀与防护:
-金属材料的腐蚀:腐蚀的种类、腐蚀介质和腐蚀机理。

-防护措施:有机涂层、金属涂层、电化学保护和合金耐蚀等方法。

7.材料选择与设计:
-材料的选择原则:根据工作条件、要求和经济性选择合适的材料。

-材料的设计:结构设计与材料的相互影响、材料失效与设计优化。

以上是机械工程材料复习的重点内容,掌握这些知识点可以为机械工
程材料方面的考试提供有效的参考。

机械工程材料总复习资料

机械工程材料总复习资料

机械工程材料复习第一部分基本知识一、概述⒈目的掌握常用工程材料的种类、成分、组织、性能和改性方法的基本知识(性能和改性方法是重点).具备根据零件的服役条件合理选择和使用材料;具备正确制定热处理工艺方法和妥善安排工艺路线的能力.⒉复习方法以“材料的化学成分→加工工艺→组织、结构→性能→应用”之间的关系为主线,掌握材料性能和改性的方法,指导复习.二、材料结构与性能:⒈材料的性能:①使用性能:机械性能(刚度、弹性、强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度、断裂韧性);②工艺性能:热处理性能、铸造性能、锻造性能、机械加工性能等.⒉材料的晶体结构的性能:纯金属、实际金属、合金的结构(第二章);纯金属:体心立方()、面心立方(),各向异性、强度、硬度低;塑性、韧性高实际金属:晶体缺陷(点:间隙、空位、置换;线:位错;面:晶界、压晶界)→各向同性;强度、硬度增高;塑性、韧性降低.合金:多组元、固溶体与化合物.力学性能优于纯金属。

单相合金组织:合金在固态下由一个固相组成;纯铁由单相铁素体组成。

多相合金组织:由两个以上固相组成的合金.多相合金组织性能:较单相组织合金有更高的综合机械性能,工程实际中多采用多相组织的合金。

⒊材料的组织结构与性能⑴。

结晶组织与性能:F、P、A、Fe3C、Ld;1)平衡结晶组织平衡组织:在平衡凝固下,通过液体内部的扩散、固体内部的扩散以及液固二相之间的扩散使使各个晶粒内部的成分均匀,并一直保留到室温。

2)成分、组织对性能的影响①硬度(HBS):随C﹪↑,硬度呈直线增加, HBS值主要取决于组成相的相对量。

②抗拉强度():C﹪<0。

9%范围内,先增加,C﹪>0.9~1。

0%后,值显著下降。

③钢的塑性()、韧性():随着C﹪↑,呈非直线形下降.3)硬而脆的化合物对性能的影响:第二相强化:硬而脆的化合物,若化合物呈网状分布:则使强度、塑性下降;若化合物呈球状、粒状(球墨铸铁):降低应力集中程度及对固溶体基体的割裂作用,使韧性及切削加工性提高;呈弥散分布于基体上:则阻碍位错的移动及阻碍晶粒加热时的长大,使强度、硬度增加,而塑性、韧性仅略有下降或不降即弥散强化;呈层片状分布于基体上:则使强度、硬度提高,而塑性、韧性有所下降。

机械工程材料考试复习题与答案

机械工程材料考试复习题与答案

一、填空题()1.机械零件在工作条件下可能受到力学负荷、热负荷和环境介质三种负荷的作用。

2.金属塑性的指标主要有延伸率和断面收缩率两种。

3.金属材料的机械性能是指在载荷作用下其抵抗变形或断裂的能力。

4.刚度是指材料在外力作用下抵抗弹性变形的能力。

5.强度是指材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力。

6.常用测定硬度的方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度测试法。

7.材料按化学成分分为金属材料、高分子材料、陶瓷材料和复合材料四大类。

8.金属材料的加工工艺性能包括铸造性、可锻性、可焊性、切削加工性和热处理工艺性。

9.常见的晶体结构有体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格三种。

10.晶体缺陷按其几何特征可分为点缺陷、线缺陷和面缺陷三种。

11.固溶体的晶体结构与溶剂晶体结构相同。

12.当合金溶液凝固后,由于组元间的相互作用不同,可形成固溶体和金属化合物两种形式。

13.铁从高温液态向室温冷却时发生的变化:。

14.珠光体是铁素体相与渗碳体混合在一起形成的机械混合物。

15. 碳溶解在α-Fe中所形成的间隙固溶体称为铁素体。

16. 在Fe-Fe3C相图中,共晶点的含碳量为 4.3% ,共析点的含碳量为0.77%17.低温莱氏体是珠光体和渗碳体组成的机械混合物。

18.金属结晶的过程包括晶核形成和晶粒长大两个过程。

19.晶核的形成包括自发形核和非自发形核两种形式。

20.晶核的长大包括枝晶长大和平面长大两种形式。

21.金属铸锭的宏观组织是由三个晶区组成,由外向内分别是细等轴晶离区、柱状晶粒区和中心等轴晶粒区。

22..铸锭的缺陷包括缩孔与缩松、气孔、非金属夹杂物和成分偏析。

23.焊缝的组织是金属组织。

24.焊接接头是由焊缝和热影响区构成。

25.冷变形后金属在加热中,随温度的升高或加热时间的延长,其组织和性能一般经历回复、再结晶和晶粒长大三个阶段的变化。

26..细化晶粒的方法包括增大过冷度、加入形核剂和机械方法。

二、名词解释)1.弹性变形:随载荷增加试样的变形增加,若除去外力,变形可以恢复原状的现象。

机械工程材料复习题(含答案).

机械工程材料复习题(含答案).

机械工程材料复习题(含答案).第一章金属学基础一、名词解释1.过冷度:实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度。

2.均质成核:在一定条件下,从液态金属中直接产生,原子呈规则排列的结晶核心。

3.非均质成核:是液态金属依附在一些未溶颗粒表面所形成的晶核。

4.冷变形:金属在再结晶温度以下一定温度进行的塑性变形。

5.热变性:金属加在再结晶温度以上一定温度进行的塑性变形。

6.加工硬化:随着冷变形的增加,金属的强度、硬度增加;塑性、韧性下降的现象。

7.再结晶:冷变形后的金属被加热到较高的温度时,破碎拉长的晶粒变成新的等轴晶粒。

和变形前的晶粒形状相似,晶格类型相同,把这一阶段称为“再结晶”。

8.纤维组织:在塑性变形中,随着变形量的增加,其内部各晶粒的形状将沿受力方向伸长,由等轴晶粒变为扁平形或长条形晶粒。

当变形量较大时,晶粒被拉成纤维状,此时的组织称为“纤维组织”。

9.锻造流线:在锻造时,金属的脆性杂质被打碎,顺着金属主要伸长方向呈碎粒状或链状分布;塑性杂质随着金属变形沿主要伸长方向呈带状分布, 这样热锻后的金属组织称为锻造流线。

10.同素异构转变:某些金属,在固态下随温度或压力的改变,发生晶体结构的变化,即由一种晶格转变为另一种晶格的变化,称为同素异构转变。

11.变质处理:在液态金属结晶前,人为加入某些难熔固态颗粒,造成大量可以成为非自发晶核的固态质点,使结晶时的晶核数目大大增加,从而提高了形核率,细化晶粒,这种处理方法即为变质处理。

二、单选题1. 表示金属材料延伸率的符号是( AA.δB.ψC.σeD.σb2. 表示金属材料弹性极限的符号是( AA.σeB.σsC.σbD.σ-13. 金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫(AA.强度B.韧性C.塑性D.弹性4. 晶体中的位错属于( CA.体缺陷B.面缺陷C.线缺陷D.点缺陷5. 在晶体缺陷中,属于线缺陷的有( BA.间隙原子B.位错C.晶界D.缩孔6. 变形金属再结晶后,( DA.形成等轴晶,强度增大B.形成柱状晶,塑性下降C.形成柱状晶,强度增大D.形成等轴晶,塑性升高7.表示晶体中原子排列形式的空间格子叫做( BA.晶胞B.晶格C.晶粒D.晶向8. 晶格中的最小单元叫做( AA.晶胞B.晶体C.晶粒D.晶向9. 属于( B 的金属有γ-Fe、铝、铜等A.体心立方晶格B.面心立方晶格C.密排六方晶格D.简单立方晶格10. 晶体结构属于体心立方的金属有( CA.γ-Fe、金、银、铜等B.镁、锌、钒、γ-Fe等C.α- Fe、铬、钨、钼等D.α- Fe、铜、钨、铝等11 晶体结构属于面心立方的金属有( AA.γ-Fe、铝、铜、镍等B.镁、锌、钒、α- Fe等C.铬、钨、钼、铝等D.铬、铜、钼、铝等12. 属于密排六方晶格的金属是( DA.δ-FeB.α-FeC.γ—FeD.Mg13. 属于( A 的金属有α-Fe、钨、铬等A.体心立方B.面心立方C.密排六方D.简单立方14 Cu属于( CA.密排六方结构金属B.体心立方结构金属C.面心立方结构金属D.复杂立方结构金属15. 实际金属的结晶温度一般都( C 理论结晶温度A.高于B.等于C.低于D.都有可能16. γ-Fe、铝、铜的晶格类型属于( DA.体心立方B.简单立方C.密排六方D.面心立方17. 属于面心立方晶格的金属是( BA.δ-FeB. CuC.α-FeD.Zn18. 在金属结晶时,向液体金属中加入某种难熔杂质来有效细化金属的晶粒,以达到改善其机械性能的目的,这种细化晶粒的方法叫做( BA.时效处理B.变质处理C.加工硬化D.调质19. 金属的滑移总是沿着晶体中原子密度( B 进行A.最小的晶面和其上原子密度最大的晶向B.最大的晶面和其上原子密度最大的晶向C.最小的晶面和其上原子密度最小的晶向D.最大的晶面和其上原子密度最小的晶向20. 下面关于加工硬化的说法中正确的是( BA.由于塑性变形而使金属材料强度和韧性升高的现象B.加工硬化是强化金属的重要工艺手段之一;C.钢的加工硬化可通过500~550℃的低温去应力退火消除;D.加工硬化对冷变形工件成形没有什么影响。

机械工程材料复习题及答案

机械工程材料复习题及答案

一、判断:(对的打√,错的打×)1、奥氏体与渗碳体均为面心立方晶格。

2、F与P是亚共析钢中室温时的主要组成相。

3、金属的加工硬化是指金属在塑性变形后强度、硬度提高,塑性、韧性下降的现象。

4、钢淬火时的冷却速度越快,马氏体的硬度越高。

5、合金中,一个晶粒内的成分不均匀现象称枝晶偏析。

6、一种合金的室温组织为α+βⅡ+(α+β),它由三相组成。

7、当把亚共析钢加热到Ac1和Ac3之间的温度时,将获得由铁素体和奥氏体构成的两相组织,在平衡条件下,其中奥氏体的碳含量总是大于钢的碳含量。

8、在铁碳合金平衡结晶过程中只有成分为4.3%C的铁碳合金才能发生共晶反应。

9、20钢比T12钢的碳含量要高。

10、再结晶能够消除加工硬化效果,是一种软化过程。

11、过共析钢中,网状渗碳体的存在使钢的硬度和塑性均上升。

12、正火是将钢件加热至完全奥氏体化后空冷的热处理工艺。

()13、65Mn是合金调质结构钢。

14、回火索氏体的性能明显优于奥氏体等温冷却直接所得到的片层状索氏体的性能。

15、T10A和60号钢均属于高碳钢。

()16、晶体缺陷的共同之处是它们都能引起晶格畸变。

17、位错是实际金属晶体的一种面缺陷。

18、体心立方晶格的致密度为74%。

19、塑性变形指的是外载荷撤销后变形不能恢复的变形。

20、当过冷度较大时,纯金属晶体主要以平面状方式长大。

21、室温下,金属晶粒越细,则强度越高、塑性越好。

22、一般来说,钢的强度高于铸铁的强度。

23、65Mn的淬透性比65号钢的淬透性差。

24、从C曲线中分析可知,共析钢的过冷奥氏体在A1-550℃的范围内发生贝氏体转变。

25、共析反应就是在某一温度时,从一种固相中同时结晶析出两种不同的固相。

26、包晶偏析可以通过回火的热处理方法消除。

27、所谓本质细晶粒钢就是一种在任何加热条件下晶粒均不发生粗化的钢。

()28、一个合金的室温组织为α+βⅡ+(α+β),它由两相组成。

()29、过冷奥氏体转变为马氏体是一种扩散型转变。

机械工程材料复习题

机械工程材料复习题

《机械工程材料》复习题第一章:金属得力学性能一、填空1、金属材料的性能包括和;使用性能主要有、、,工艺性能主要有、、。

2、常用的力学性能判据有:、、、和。

3、强度是指金属和的能力,塑性变形是指金属、发生不能,也称为永久变形。

4、强度的主要判据有、和;其符号分别为、和表示。

5、塑性是指金属材料断裂前发生的能力;一般δ或ψ值越大,。

6、硬度的试验方法较多,生产中常用的是、和。

7、500HBW5/750表示用直径为mm,材料为球形压头,在N压力下,保持s,测得硬度值为。

8、写出下列力学性能指标符号:屈服点、抗拉强度、洛氏硬度C标尺、断后伸长率、断面收缩率、冲击韧度及疲劳强度。

二、判断1、弹性变形能随载荷的去除而消失。

()2、所有金属材料在拉伸试验时都会出现显著的屈服现象。

()3、材料的屈服点值越小,则允许的工作应力越高。

()4、做布氏硬度试验时,当试验条件相同时,其压痕直径越小,材料的硬度越低。

()5、铸铁的铸造性能比钢好,故常用来铸造形状复杂的工件。

()三、选择1、拉伸试验时,试样拉断前所能承受的最大拉应力称为()。

A、屈服点B、抗拉强度C、弹性极限2、金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力称为()。

A、塑性B、硬度C、强度四、名词解释1、内力与应力:2、弹性变形与塑性变形:3、屈服点与规定屈服点:4、疲劳强度与抗拉强度:五、问答题P10 1、6、10第二章:纯金属与合金的晶体结构一、填空:1、内部的原子按一定几何形状做有规则的重复排列;内部的原子无规律的堆积在一起。

晶体具有和的特征。

2、常见金属晶格类型有、和三种。

α—Fe属于晶格,γ—Fe 晶格,Zn 晶格。

3、根据晶体缺陷的几何形态、特点,可将其分为以下三类:、、、各种缺陷处及其附近晶格均处于,直接影响到金属的力学性能,使金属的、有所提高。

4、合金是指或、(或金属与非金属元素)组成的具有的新物质。

5、按合金组元间相互作用不同合金在固态下的相结构分为和两类。

安徽科技学院《机械工程材料》复习资料.

安徽科技学院《机械工程材料》复习资料.

机械工程材料第一部分名词解释(☆)1、刚度:材料抵抗弹性变形的能力。

指标为弹性模量:E=σ/ε。

2、强度:材料抵抗变形和破坏的能力。

指标:(1)抗拉强度σb:材料断裂前承受的最大应力。

(2)屈服强度σS:材料产生微量塑性变形时的应力。

(3)疲劳强度σ-1:无数次交变应力作用下不发生破坏的最大应力3、塑性:材料断裂前承受最大塑性变形的能力。

指标为伸长率δ、断面收缩率ψ。

4、硬度:材料抵抗局部塑性变形的能力。

指标为HB(布氏硬度)、HRC(洛氏硬度)。

5、韧性:材料从变形到断裂整个过程所吸收的能量。

第二部分晶体结构1、晶格尺寸:指晶格晶胞的大小,可以用晶格常数表示。

2、晶胞原子数:指一个晶胞内所含有的原子数目。

3、原子半径:晶胞中相距最近的两个原子之间距离的一半。

4、配位数:晶格中与任一原子处于相等距离并相距最近的原子数目。

(等距离、最近邻)5、致密度:6、常见纯金属的晶体结构体心立方、面心立方、密排六方。

7、体心立方、面心立方晶格主要晶向的原子排列和密度。

8、金属晶体缺陷(1)点缺陷:①空位:晶格中某个原子脱离了平衡位置,形成空结点。

②间隙原子:某个晶格间隙挤进了原子。

③异类原子:材料中总存在着一些其它元素的杂质。

(它们可形成间隙原子,也可能取代原来原子的位置,成为置换原子)(2)线缺陷①晶体中最普通的线缺陷是位错,它是在晶体中某一处有一列或若干列原子发生了有规律的错排现象。

(3)面缺陷②面缺陷包括晶界和亚晶界。

第三部分铁碳合金相图 (☆)第四部分杠杆定律(☆)1、杠杆定律:杠杆的两个端点为给定温度时两相的成分点,而支点为合金的成分点。

2、注意:运用杠杆定律时注意,它只适用于相图中的两相区,并且只能在平衡状态下使用。

3、杠杆定律的应用:①确定某一温度下两平衡相的成分;②确定某一温度下两平衡相的相对量。

第五部分钢的热处理(☆)1、钢的热处理:是根据钢在固态下组织转变的规律性,通过不同的加热、保温和冷却,以改变合金的内部组织,从而得到所要求性能的一种加工工艺。

机械工程材料考试复习题

机械工程材料考试复习题

第1章材料的性能一、选择题1.表示金属材料屈服强度的符号是( B) A.σ B.σs C.σb D.σ-12.表示金属材料弹性极限的符号是( A) A.σe B.σs C.σb D.σ-13.在测量薄片工件的硬度时,常用的硬度测试方法的表示符号是( B)A.HB B.HRC C.HVD.HS4.金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫(A ) A.强度 B.硬度 C.塑性 D.弹性二、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。

3.低碳钢拉伸试验的过程可以分为弹性变形、(塑性变形)和(断裂)三个阶段。

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、是非题1.用布氏硬度测量硬度时,压头为钢球,用符号HBS表示。

是2.用布氏硬度测量硬度时,压头为硬质合金球,用符号HBW表示。

是3.金属材料的机械性能可以理解为金属材料的失效抗力。

四、改正题1. 疲劳强度是表示在冲击载荷作用下而不致引起断裂的最大应力。

将冲击载荷改成交变载荷2. 渗碳件经淬火处理后用HB硬度计测量表层硬度。

将HB改成HR3. 受冲击载荷作用的工件,考虑机械性能的指标主要是疲劳强度。

将疲劳强度改成冲击韧性4. 衡量材料的塑性的指标主要有伸长率和冲击韧性。

将冲击韧性改成断面收缩率5. 冲击韧性是指金属材料在载荷作用下抵抗破坏的能力。

将载荷改成冲击载荷五、简答题1.说明下列机械性能指标符合所表示的意思:σs、σ0.2、HRC、σ-1、σb、δ5、HBS。

σs: 屈服强度σ0.2:条件屈服强度HRC:洛氏硬度(压头为金刚石圆锥)σ-1: 疲劳极限σb: 抗拉强度σ5:l0=5d0时的伸长率(l0=5.65s01/2)HBS:布氏硬度(压头为钢球)第2章材料的结构一、选择题1. 每个体心立方晶胞中包含有(B)个原子 A.1 B.2 C.3 D.42. 每个面心立方晶胞中包含有(C)个原子 A.1 B.2 C.3 D.43. 属于面心立方晶格的金属有(C) A.α-Fe,铜B.α-Fe,钒 C.γ-Fe,铜 D.γ-Fe,钒4. 属于体心立方晶格的金属有(B) A.α-Fe,铝B.α-Fe,铬 C.γ-Fe,铝 D.γ-Fe,铬5. 在晶体缺陷中,属于点缺陷的有(A) A. 间隙原子 B.位错 C.晶界 D.缩孔6. 在立方晶系中,指数相同的晶面和晶向(B)A.相互平行B.相互垂直C.相互重叠D.毫无关联7. 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.(122)二、是非题1. 金属或合金中,凡成分相同、结构相同,并与其他部分有界面分开的均匀组成部分称为相。

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机械工程材料复习第一部分 基本知识一、概述⒈目的掌握常用工程材料的种类、成分、组织、性能和改性方法的基本知识(性能和改性方法是重点)。

具备根据零件的服役条件合理选择和使用材料;具备正确制定热处理工艺方法和妥善安排工艺路线的能力。

⒉复习方法以“材料的化学成分→加工工艺→组织、结构→性能→应用” 之间的关系为主线,掌握材料性能和改性的方法,指导复习。

二、材料结构与性能: ⒈材料的性能:①使用性能:机械性能(刚度、弹性、强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度、断裂韧性);②工艺性能:热处理性能、铸造性能、锻造性能、机械加工性能等。

⒉材料的晶体结构的性能:纯金属、实际金属、合金的结构(第二章);纯金属:体心立方(e F -α)、面心立方(e F -γ),各向异性、强度、硬度低;塑性、韧性高实际金属:晶体缺陷(点:间隙、空位、置换;线:位错;面:晶界、压晶界)→各向同性;强度、硬度增高;塑性、韧性降低。

合金:多组元、固溶体与化合物。

力学性能优于纯金属。

单相合金组织:合金在固态下由一个固相组成;纯铁由单相铁素体组成。

多相合金组织:由两个以上固相组成的合金。

多相合金组织性能:较单相组织合金有更高的综合机械性能,工程实际中多采用多相组织的合金。

⒊材料的组织结构与性能⑴。

结晶组织与性能:F 、P 、A 、Fe3C 、Ld ; 1)平衡结晶组织平衡组织:在平衡凝固下,通过液体内部的扩散、固体内部的扩散以及液固二相之间的扩散使使各个晶粒内部的成分均匀,并一直保留到室温。

2)成分、组织对性能的影响①硬度(HBS):随C ﹪↑,硬度呈直线增加, HBS 值主要取决于组成相C F e3的相对量。

②抗拉强度(b σ):C ﹪<0.9%范围内,先增加,C ﹪>0.9~1.0%后,b σ值显着下降。

③钢的塑性(δϕ)、韧性(k a ):随着C ﹪↑,呈非直线形下降。

3)硬而脆的化合物对性能的影响:第二相强化:硬而脆的化合物,若化合物呈网状分布:则使强度、塑性下降;若化合物呈球状、粒状(球墨铸铁):降低应力集中程度及对固溶体基体的割裂作用,使韧性及切削加工性提高;呈弥散分布于基体上:则阻碍位错的移动及阻碍晶粒加热时的长大,使强度、硬度增加,而塑性、韧性仅略有下降或不降即弥散强化;呈层片状分布于基体上:则使强度、硬度提高,而塑性、韧性有所下降。

⑵。

塑性变形组织与性能 1)组织与性能的变化金属塑性变形后产生晶格畸变,晶粒破碎现象,处于组织不稳定状态的非平衡组织, 非平衡组织向平衡组织转变:可通过再结晶、时效及回火实现。

加工硬化, 物电阻增大、耐蚀性降低等,各向异性:产生纤维状组织;晶粒破碎、位错密度增加;织构现象的产生;残余内应力。

2)变形金属在加热过程中组织和性能的变化回复(去应力退火):强度和硬度略有下降,塑性略有提高。

电阻和内应力等理化性能显着下降再结晶:形成细小的等轴晶粒。

加工硬化消失,金属的性能全部恢复。

金属的强度和硬度明显↓,而塑性和韧性显着↑,性能完全恢复到变形前的水平。

⑶。

热处理组织与性能1)贝氏体的机械性能:上贝氏体:铁素体片较宽.塑性变形抗力较低;同时,渗碳体分布在铁素体片之间,容易引起脆断.因此,强度和韧性都较差。

下贝氏体:铁素体针细小,碳化物分布均匀,所以硬度高,韧性好,综合机械性能好。

2)马氏体的形态及机械性能①.板条马氏体(又称位错马氏体。

):碳含量<0.23%;机械性能:不存在显微裂纹,淬火应力小,强度高,塑性、韧性好。

②.针状马氏体:碳含量>1.0%;(显微镜下呈针状)机械性能:存在大量显微裂纹,较大的淬火应力,塑性和韧性均很差;③.混合组织马氏体:碳含量在0.23%一1.0%之间时.为板条和片状马氏体的混合组织。

④.马氏体的硬度,含碳最增加,硬度升高.含碳量达到0.6%以后,其硬度的变化趋于平缓。

⑤合金元素对钢中马氏体的硬度影响不大。

3)回火组织与性能回火类型回火温度组织性能及应用组织形态低温回火150~250回火M(M’)保持高硬度,降低脆性及残余应力,用于工模具钢,表面淬火及渗碳淬火件过饱和α+ε碳化物(CFex)中温回火350-500回火屈氏体(T’)硬度下降,韧性、弹性极限和屈服强度↑,用于弹性元件保留马氏体针形F+细粒状Fe3C高温回火500-650回火索氏体(S’)强度、硬度、塑性、韧性、良好综合机械性能,优于正火得到的组织。

中碳钢、重要零件采用。

多边形F+粒状Fe3C⒋材料组织结构变化实现的性能强化:固溶强化:通过合金化(加入合金元素)组成固溶体,使金属材料得到强化称为固溶强化;细晶强化:强度、硬度越高;其塑性、韧性越好。

晶界处原子排列混乱,使其熔点低,易受腐蚀。

由结晶过程、冷热塑性变形、合金化、热处理实现。

加工硬化:使晶粒碎化、晶粒拉长、位错密度增加,从而使强度、硬度增加,塑性、韧性、耐蚀性等下降,并产生各向异性。

冷塑性变形实现。

第二相强化:硬而脆的化合物(Fe3C),若呈网状分布:则使强度、塑性下降;若呈球状、粒状(球墨铸铁):使韧性及切削加工性提高;呈弥散分布于基体上:使强度、硬度增加,塑性、韧性仅略有下降或不降即弥散强化;呈层片状分布于基体上:强度、硬度提高,而塑性、韧性有所下降。

形变强化:金属材料经冷加工塑性变形可以提高其强度;相变强化:通过热处理等手段发生固态相变,获得需要的组织结构,使金属材料得到强化。

三、材料热处理、合金化与性能⒈改善材料成形加工组织与性能的热处理工艺(预先热处理)⑴退火:完全退火、等温退火、球化退火、扩散退火和去应力退火退火:加热+保温+缓冷获得接近平衡状态组织。

退火目的:改善铸、锻、焊粗大不均匀的组织,降硬度,提高塑性,改善冷加工工艺性。

消除成分不均匀,内应力。

1)完全退火(加热A c3+(20~30℃)温度,保温、缓冷组织:P+F目的:①细化,均匀化粗大、的原始组织;②降低硬度→切削性↑;③消除内应力;消除组织缺陷;应用:(C%=0.3~0.6%)亚共折钢,共析钢和合金钢铸、锻、轧2)球化退火加热A c1+(10~30℃),保温、缓冷(或A r1-(20~30℃)等温)应用:过,共析钢、高碳合金钢组织:球状P(F+球状Cem)目的:①F e3C II及F e3C共析球化→HRC↓,韧性↑→切削性↑②为淬火作准备;球化退火前,正火处理,消除网状碳化物,以利于球化进行。

3)扩散退火加热1050~1150℃,保温10~20h,冷却:炉冷组织:P+F或P+Fe3C II目的:消除偏析后果:粗晶、魏氏组织、带状组织,韧性、塑性较差,需完全退火或正火来细化晶粒。

4)去应力退火(再结晶退火)加热:Ac1-(100~200)℃;保温+炉冷;目的:消除加工硬化,消除残余应力。

⑵正火正火:亚共析加热Ac3+(30~50℃)、过共析钢加热Accm+(30~50℃)保温+空冷,得到P类工艺。

组织:S或P(F+Fe3C)正火与完全退火的区别:冷速较快,组织较细,得更高的强度和硬度;生产周期较短,成本较低。

目的及应用:预先热处理、最终热处理、改善切削加工性能。

⒉预先热处理工艺应用工具钢:球化退火;结构钢:正火,完全退火。

表面强化处理的零件:调质处理正火。

⑴改善冷塑性加工性能再结晶退火:恢复变形前的组织与性能,恢复塑性,以便继续变形。

⑵改善机加工性能C%<0.40%中低碳钢:正火,提高硬度C%= 0.4O%~0.60%:完全退火;C%> 0.6%的高碳钢:球化退火,获得粒状珠光体。

合金钢:退火:铸铁件白口层:加热850~950℃+保温+(炉冷+空冷)。

⑶消除材料的加工应力去应力退火:没有组织变化。

工艺:缓慢加热500~650℃+保温+缓冷,⒊钢铁的淬火⑴淬火原则与淬透性目的:提高硬度、强度、耐磨性。

原则:①淬硬,获尽量完全的M;②淬透,M组织表里如一;③保证淬硬条件下,用缓冷介质,以防开裂。

⑴. 淬透性:在规定淬火条件下得到M多少的能力,决定钢材淬硬深度和硬度分布的特性;是钢的属性。

由A过稳定性决定,表现为V的大小。

K淬透性评定:用标准试样在规定条件下淬火,能淬透的深度或全部淬透的最大直径表示。

⑵.淬透层深度:从表面至半M区的距离。

与钢的淬透性及外在因素有关。

影响因素:I.V越小,淬透层越深;II.工件体积越小,淬火时的冷速越快,K淬透层越深;Ⅲ。

水淬比油淬的淬透层深;⑶.淬硬性:由M中C%↑,钢的淬硬性越好。

⒋淬火工艺⑴淬火加热温度①亚共析碳钢:A+(30~50℃),组织:均匀细小M组织C3温度太高,M粗大,淬火应力,变形和开裂倾向增大。

加热温度<A时,硬度降C3低。

②共析和过共析碳钢:加热:A+(30~50℃)。

组织:M+F e3C+A r,C1若在A~A cm以上淬火,→A粗大→高碳M粗大→力学性能↓,变形开裂↑C1③合金钢:加热温度>碳钢⑵淬火方法①单介质淬:简单碳钢及合金钢工件。

碳钢水、合金钢、小碳钢油②双介质淬火先水,后油冷却。

复杂高碳钢及大型合金钢工件。

③分级淬火稍高于M s的盐浴或碱浴中保温,再取空冷。

用于:小尺寸工件及刀具。

④贝氏体等温淬火:稍高M s温度的盐浴或碱浴中冷却+保温,获得B下。

用于:形状复杂和性能较高的较小零件。

⑤深冷处理:在0℃以下的介质中冷却的热处理工艺。

目的:减少A r获最大数量M,提高硬度、耐磨性,稳定尺寸。

用于:精密工件,量具。

⒌表面淬火⑴原理:(交变磁场→感应电流→工件电阻→加热,集肤效应→表面加热) 工艺:水(乳化液)喷射淬火+(180~200℃)低温回火, ⑵感应加热表面淬火的分类1)高频淬火 淬硬层深度0.5~2.5㎜;中小零件。

2)中频淬火 淬硬层深度2~10㎜;大中模数齿轮,较大轴类零件等 3)工频淬火: 淬硬层深度10~20㎜;大直径零件。

⑶适用钢种 ①中碳钢和中碳低合金钢: ②碳素工具钢和低合金工具钢: ③ 球铁、灰铸铁。

⑷表面淬火的特点 ①加热速度快②)淬火组织为细隐晶马氏体(极细马氏体)。

表面硬度↑2~3HRC ,脆性↓。

③显着提高钢件的疲劳强度。

⒍钢的化学热处理化学热处理:在加热和保温中使活性原子渗入其表面,改变表面的化学成分和组织,改善表面性能。

目的:提高表面硬度,耐磨性,心部仍保持一定的强度和良好的塑性和韧性;提高钢件的疲劳强度;抗蚀性和耐热性等。

⑴渗碳1)碳浓度:表面C(0.15%~0.30%)→C 1.0%,机械性能:经淬火+回火,提高表面硬度、耐磨性及疲劳强度,心部仍保持良好的韧性和塑性。

用途:各种齿轮、活塞销、套筒等。

渗碳工艺主要用于低碳钢、低碳低合金渗碳钢。

2)渗碳工艺温度: 900~950℃;(渗碳加热到3C A 以上)渗碳时间: 900~950℃温度下,0.2~0.3mm/h。

3)低碳钢渗碳缓冷组织:表层:P+Fe3C II(过共析相)心部:亚共析组织(P+F),中间:过渡组织;4)渗碳后的热处理①渗碳后淬火+低温回火淬火后组织: M+A残,⒎钢的合金化合金元素在钢中的作用:提高钢的淬透性,细化晶粒,提高钢的回火稳定性,防止回火脆性,二次硬化,固溶强化,第二相强化(弥散强化),增加韧性,提高钢的耐蚀性或耐热性。

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