工程材料试题A卷-标准答案

一、名词解释（3分×10）

1. 空间点阵：将晶体内部结构抽象成无数个点按一定方式在空间作有规则的周期性分布，这些点的总体为空间点阵

2. 过冷：液态金属必须冷却到理论结晶温度T m以下某个温度T时才开始结晶，这种现象成为过冷

3. 细晶强化：晶粒尺寸越小，金属的强度、硬度越高，塑性、韧性越好

4. 固溶体：溶质原子溶入金属熔剂中形成的合金相称为固溶体

5. 共晶相图：液相组元无限互溶，固相组元有限溶解的合金系，当溶质超出固溶体溶解极限时，冷却过程中发生共晶转变，这类合金构成的相图称为共晶相图

6. 过冷奥氏体：在临界点以下存在的将要发生转变的不稳定的奥氏体。

7. 马氏体转变：经奥氏体化的钢快速冷却，原子来不及进行扩散而发生的一种无扩散型相变称为马氏体转变，转变产物称为马氏体

8. 淬透性: 奥氏体化后的钢在淬火时获得马氏体的能力，其大小可用钢在一定条件下淬火获得淬透层的深度表示。

9. 本质晶粒度：特定条件下钢的奥氏体晶粒长大的倾向性，并不代表具体的晶粒大小

10. 正火：将工件加热到Ac3或Accm以上30～80℃，保温后从炉中取出在空气中冷却。

二、填空（1分×20）

1. 金属中常见的三种晶体结构__fcc__、___bcc___和____hcp_____。

2. 液态金属结晶的宏观现象过冷和潜热释放，微观过程形核和长大。

3. 固溶体按照溶质原子所处的位置可分为_间隙固溶体_和_置换固溶体_两类。

4. 碳素钢按用途分碳素结构、优质碳素钢和碳素工具钢。

5. 滑移的本质是_位错在分切应力作用下的移动

6. 片状珠光体按照其片层间距可分为_珠光体_、索氏体和_托氏体。

7. 珠光体片间距越小，其强硬度__高_，塑韧性__好_，随着含碳量的增加，珠光体的强硬度__上升__，塑韧性__下降__。

三、液态金属结晶时形核的驱动力和阻力分别有哪些，形核的条件是什么？（共10分）

答：驱动力：两相自由能之差

阻力：界面能

条件：能量条件，总能量变化小于零，能量起伏来满足

结构条件，结构起伏

四、根据Fe-Fe3C平衡相图，分析含碳1.0％的碳钢的平衡结晶过程，并写出其室温组织（共10分）

1

2

3

4

平衡结晶过程：单相液体的冷却，匀晶反应L相中析出γ相（奥氏体A），γ单相固溶体的冷却，γ相中析出二次渗碳体，剩余γ相发生共析反应生成珠光体P

室温组织：P+二次渗碳体

五、请指出下述牌号钢的具体种类，并写出其主要成分（15分）45钢优质碳素钢，w（C）=0.45%

20CrMnTi 渗碳钢，w（C）=0.2%，Cr，Mn，Ti含量低于1.5%

60Si2Mn 弹簧钢，w（C）=0.6%，Si：1.5-2.4%，Mn低于1.5%

W18Cr4V 高速钢，W：17.5-18.4%，Cr：3.5-4.4%，V：低于1.5%

0Cr18Ni9Ti 奥氏体不锈钢，w（C）=0.03-0.08%，Cr：17.5-18.4%，Ni：8.5-9.4%，Ti：低于1.5%

六、共析钢加热到相变点以上，用下图的冷却曲线（任选其中5条）冷却，各应得到什么组织？各属于何种热处理方法？（共15分）

序号室温组织热处理方法

a 马氏体单液淬火

b 马氏体分级淬火

c 托氏体+马氏体单液淬火（油）

d 下贝氏体等温淬火

e 索氏体或托氏体正火

f 珠光体完全退火

g 珠光体等温退火

七选五。