《机械工程材料》作业题及答案

《机械工程材料》作业题

第一章金属的晶体结构与强化机制

1、金属中常见的晶体结构类型是：体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格。

2、晶体缺陷按其几何形态分为 ：点缺陷、线缺陷和面缺陷。

3、金属的强度与硬度随其冷变形程度的增加 而提高 ，而塑性、韧性则降低 的现象称为加工硬化 或形变强化 。

4、金属的晶粒愈细小 ，则其强度、硬度愈高 ，而且还可改善 其塑性、韧性，这就是金属的细晶强化 作 用所致。实际生产中，铸件常采用：增大过冷度、变质处理 、振动 和搅拌 等方法来细化晶粒。

第二章合金的相结构与结晶

1、固态合金中的相，按其晶格结构的基本属性可分为固溶体和金属间化合物两大类。

2、固溶体的晶格类型与溶剂组元的晶体结构相同，根据溶质原子在溶剂晶格种所处位置不同可将固溶体分

为置换固溶体和间隙固溶体两类。

3、通过溶入某种溶质元素形成的固溶体而使金属强度和硬度提高的现象称为固溶强化。

4、在实际铸态下，合金的结晶比较快，原子的扩散来不及充分进行，结果使先结晶出来的固溶体和后结晶的固溶体成分不均匀，这种结晶过程称为非平衡结晶。在一个晶粒内部化学成分不均匀的现象称为晶内偏析

或枝晶偏析，它将导致合金的塑性、韧性下降，且易引起晶内腐蚀。当铸件中出现枝晶偏析时，可采用扩散退火或均匀化退火处理来消除之。

5、合金在冷却到某一温度时，由一定成分的液相同时结晶出成分不同、结构不同的两个固相，把这种转变称为共晶转变或共晶反应，其反应产物称为共晶组织或共晶体，其基本特征是两相均匀并交替分布。

6、Pb—Sn合金发生共晶反应的温度为183 ℃，其共晶点成分中的Pb含量为38.1 ％。当含ωPb30％的Pb—Sn合金，其室温下的平衡组织为β初＋αⅡ＋（α＋β）共。当含ωSn30％的Pb—Sn合金，其室温下的平衡组织为α初＋βⅡ＋（α＋β）共。

第三章 铁碳合金及合金钢概述

1、铁随温度的改变，由一种晶格转变为另一种晶格的现象，称为同素异构转变。

2、铁碳合金在727 ℃下，由一定成分的固相同时转变成两种成分和晶体结构完全不同的新固相的过程称为共析转变。其转变产物是由铁素体和渗碳体组成的机械混合物，将其称为珠光体，常以P 表示。

3、随着钢中碳含量的增加，其室温平衡组织的变化规律为P+F →P →P+Fe3CⅡ,其力学性能变化的规律

为：当碳含量≤1％时，随碳含量的增加 ，钢的强度、硬度提高 ，塑性、韧性下降 ；当碳含量≥1％时，随碳含量的增加 ，钢的强度 降低、而硬度 提高，其原因是由于钢中的网状Fe3CⅡ量增多的缘故所致。

4、下列元素中，属于强碳化物形成元素的4个元素是W 、Mo 、V 、Ti（Si、C、P、W、Mn、Mo、V、B、Ti、S）。

5、分辨钢种（每种用途只选一个钢种，在相应的空格中画“√”）：

第四章 钢的热处理

1、善钢性能的主要途径有：(1)合金化；2.钢的热处理。

2、拟定热处理工艺的主要依据是：(1)零件的使用性能要求；(2)钢的临界点 。

3、亚（过）共析钢奥氏体化过程分两步完成，即(1)P→A；(2)先共析相（α、Fe3C）→A。

4、影响钢奥氏体化的主要因素有：加热温度 、加热速度 、合金元素 和钢的原始组织 。

5、影响奥氏体晶粒长大的主要因素有：加热温度 、钢中含碳量、钢中的合金元素。

6、随过冷度不同，过冷奥氏体将发生：①珠光体、②贝氏体和③马氏体三种类型转变。

7、片层状珠光体的性能取决于片间距 大小，其越小 ，则强度、硬度越高 ，塑性、韧性越好 。

8、上贝氏体在光学显微镜下呈羽毛状 ，下贝氏体在光学显微镜下呈黑色针状 ，上贝氏体与下贝氏体相比，后者的强度、硬度高 ，塑韧性差 。在热处理生产中，若获得下贝氏体组织，通常采用等温淬火 的方法。 9、45钢（ф15mm×20mm）：

840℃加热透烧后水淬，其组织为：混合型马氏体（针状M＋板条M）；

840℃加热透烧后水淬＋200℃回火，其组织为：回火马氏体 ；

840℃加热透烧后水淬＋450℃回火，其组织为：回火屈氏体 ；

840℃加热透烧后水淬＋650℃回火，其组织为：回火索氏体 ；

950℃加热透烧后水淬，其组织为：粗大马氏体 ；

840℃加热透烧后随炉冷却，其组织为：珠光体＋铁素体；

840℃加热透烧后空冷，其组织为：索氏体（或屈氏体）＋铁素体。

10、T12A钢棒（ф15mm×20mm）：

780℃加热透烧后水淬，其组织为：针状淬火马氏体＋颗粒状渗碳体；

780℃加热透烧后水淬＋200℃回火，其组织为：回火马氏体＋颗粒状渗碳体；

900℃加热透烧后水淬，其组织为：粗大马氏体＋残余奥氏体；

840℃加热透烧后随炉冷却，其组织为：珠光体＋粗网状二次渗碳体；

840℃加热透烧后空冷，其组织为：索氏体（或屈氏体）＋细网状二次渗碳体。

11、20CrMnTi钢（ф30mm×100mm），渗碳层厚度为1.3mm、表层碳含量为1.0％时:

渗碳后缓冷至室温，其组织由表及里为P+渗碳体(Fe3CⅡ网状)→ P → P+F（逐渐↑）→P+F（心部原始组织）；

渗碳后840℃油淬，其组织由表及里为M+渗碳体＋残余奥氏体→M针状＋A′（→少）→混合型M（板条M逐渐↑）→板条M 。

12、感应加热表面淬火的主要特点有：加热速度快 、加热时间短 、工件不易氧化脱碳、变形小、生产率高 和应进行低温回火或自回火。最适于感应加热表面淬火材料的含碳量为ωc0.4%~0.5% ,例如45 钢、40Cr钢。 13、化学热处理三个基本过程包括：分解 、吸收和扩散。目前，在工业生产中常用的化学热处理方法有：

渗碳、渗氮和碳氮共渗。

14、常见的马氏体组织形态有：板条M（低碳M、位错M）、针状M（高碳M、孪晶M）,20Cr钢880℃加热透烧用油淬火后的组织为：板条M（低碳M、位错M），T10钢770℃加热透烧用水淬火后的组织为：针状M（高碳M、孪晶M）＋碳化物（Fe3C）＋残余奥氏体。

15、钢淬火后其强度、硬度主要取决于M中的含碳量，钢的淬硬层深度（淬透性）主要取决于钢的属性，即钢的化学成分（C%、Me%）、奥氏体化条件(T H、τH)。

第五章金属的力学行为与再结晶

1、计机械零件时，选材的主要依据是：零件服役条件和损坏形式及材料的主要力学性能指标。

2、金属材料的力学性能：是指材料在外力作用下表现出来的性能。主要包括：硬度 、强度 、塑性 、韧性