工程材料及成型技术--复习题

1.1 看书

1.3 一个紧固螺栓使用后出现塑料变形（伸长），试分析材料有哪些性能指标没有达到要求？看书

1.4 布氏硬度法和洛氏硬度法各有什么优缺点？库存钢材、铸铁轴承座毛坯、硬质合金刀头、台虎钳钳口各应采用

哪些硬度法来检验其硬度？

布氏硬度法：试验结果准确，稳定，但测量费时，压痕大，故不宜测试薄件或成品件，适用于HBW值小于650的材料。

洛氏硬度法：洛氏硬度测试操作简单，效率高，压痕小。不损坏工件表面，适用于大量生产中的成品件的检验。但由于试验的压痕小，易受金属表面不平或材料内部组织不均匀的影响，因此测量结果不如布氏硬度高，一般需要在被测量表面的不同部位测量数点取其平均值。

1.5 什么是疲劳强度？对零件的使用性能有何影响？

材料在N次对循环疲劳载荷作用下不致引起断裂的最大应力，称为材料的疲劳极限或疲劳强度。疲劳强度越高，其机器零件在周期性或非周期性变动载荷的作用下工作时间越长。即应力循环周期数越大。

2.1 解释下列名词：晶格、晶胞、晶粒、刃型位错、晶界、合金、组元、相、显微组织、固溶体、金属化合物、固

溶强化。

晶格：把每一个原子假想为一个几何结点，并用直线从其中心连接起来使之构成空间架构。

晶胞：晶体中原子排列规律具有明显的周期性变化，因此在晶格中就存在能代表晶格特征的最小几何单元。

晶粒：多晶体上许多位向不同，外形不规则的小晶体。

刃型位错：晶体中某处一列或若干列原子发生了有规律的错排现象。

晶界：位向不同的晶粒间的过渡区，在空中呈网状，其宽度5-10个原子间距。

合金：两种或两种以上的金属元素或金属元素于非金属元素组成的具有金属特性的物质。

组元：组成合金最基本独立的单元。

相：合金中近体结构与化学成分相同，与其他部分有明显分界的均匀区域。

显微组织：用金相观察法，在金属及合金内部看到的相的大小，方向，形状，分布及相间结合状态。

固溶体：合金在固态下有组元间相互溶解而形成的相。

金属化合物：新相的晶体结构不同于任一组元，则新相是组元间形成的化合物。

固溶强化：晶格畸变使晶体变形的抗力增大，材料的强度，硬度提高。

2.2 金属的常见晶格有哪三种？它们的原子排列和晶格参数有什么特点？

体心立方晶体结构

原子排列：原子位于立方体的顶点和中心晶格参数：a=b=c, а=β=γ=90°

面心立方晶格

原子排列：位于立方体的顶点及各个面的中心晶格参数：a=b=c, а=β=γ=90°

密排六方晶格

原子排列：六方棱柱顶点，两底面中心，以及内部三个晶格参数：用底面正六边形的边长a和两底面之间的距离c来表达，两相邻侧面之间的夹角为120°，侧面与底面之间的夹角为90°

2.3 什么叫晶体缺陷？晶体中可能有哪些晶体缺陷？它们的存在意义？

晶体缺陷：实际晶体不是完整的，一般具有缺陷

点缺陷：点缺陷的存在会使晶格发生畸变，从而使及金属的强度、硬度升高，电阻增大

线缺陷：线缺陷存在会使金属强度大幅度提高

面缺陷：面缺陷的存在可以提高金属的强度，同时还使塑性、韧性改善，称为细晶强化

2.4 纯金属与合金的晶体结构有何异同？

纯金属与合金晶体大都属于体心立方晶格，面心立方晶格，密排六方晶格。纯金属是由单一原子构成的，而合金是两种或两种以上的金属或金属与非金属组成的具有金属特性的物质

2.5 说明铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、和莱氏体在晶体结构、组织形态及性能方面的特点

铁素体（F或α）：c固溶于α-Fe中形成的，呈体心立方体晶格，塑性好，质软，强度硬度低

奥氏体（A或γ）：c固溶于γ-Fe中形成的，呈面心立方体晶格，高温组织，强度比α高得多，塑性，韧性好渗碳体：铁与碳相互作用形成的具有复杂晶格结构的间隙化合物，条状、网状、片状粒状等，质硬且脆

珠光体（p）：铁素体与渗碳体的共析混合物，性能介于铁素体和渗碳体之间，较高硬度，良好的塑性，韧性莱氏体：奥氏体和渗碳体的共晶混合物，质硬且脆，强度高，塑性差，抗压性好 2.6 看书

2.7 对某过共析钢进行金相检测分析，其组织为珠光体和渗碳体，其中珠光体占93%，问此钢的碳质量分数

由珠光体的Wc=0.77%，渗碳体的Wc=6.69%→此钢Wc=0.77%×93%＋6.69%×7%≈1.2%

5.3 塑料的主要成分是什么? 各起什么作用

塑料一般由合成树脂和添加剂组成

1合成树脂

树脂是塑料的主要部分,也是塑料中能起粘接作用的部分并使具有成形性能,树脂在塑料中的含量占40%-95%以上2填充剂

填充剂也称为填料在塑料中主要起增强作用,有时也可以赋予塑料一些树脂所没有的新性能如许多塑料加入填料之后能提高其力学性能和物理化学性能,减少收缩率和降低成本

3增塑剂

用于提高树脂的可塑性与柔软性的添加剂,其作用是在大分子链中加入低分子物质使大分子链间的距离拉开降低分子间的作用力增加大分子的柔顺性

4固化剂

又称之为硬化剂其作用是使热固性树脂在成形过程中产生分子交联即由线性结构变成体型结构成型后获得坚硬的塑料制品

5.5何谓陶瓷其组织由哪几个相组成它们对陶瓷的性能影响如何?

陶瓷常被当作所有无机非金属材料的总称陶瓷材料的特殊性能是由其化学成分晶体结构和显微组织所决定的

在显微镜下可观察到它们通常由三种不同的相组成即晶体相玻璃相气相组成

1 )晶相晶相是陶瓷材料中最主要的组成相它由固溶体和化合物组成一般是多晶体主要晶相有氧化物和硅酸盐两大类陶瓷的晶相对陶瓷的性能起决定性的作用而晶相得形态分布所构成的显微组织对性能也有明显影响如细化晶粒可以提高陶瓷的强韧性

2)玻璃相就是非晶相是由熔融的液体凝固时原子不能排列成为晶体状态形成的

主要作用:将分散的晶相粘接在一起降低烧成温度抑制晶体长大以及填充孔隙

3)气相烧成的材料内部往往存在许多气孔体积约占5%-10%较大的气孔往往会裂纹形成源因此会降低材料的力学性能另外陶瓷材料的介电损耗也因之增加并造成击穿强度下降因而要力求气孔细小均匀分布材料的孔隙率低

5.9何谓复合材料?都有哪些类型复合材料的性能有什么特点？

复合材料是指两种或两种以上不同物理和化学性质的物质通过适当的工艺方法组合而成的多相固体材料一般是由基体材料和增强材料组成增强剂材料是复合材料的主要承力部分基体材料的作用是将增强材料粘合成一个整体起到均衡应力传递应力的作用

有金属基复合材料聚合物基复合材料陶瓷基复合材料

复合材料的特点