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工程材料（A）

一、填空题

1．常见金属的晶格类型有、和三种类型。

2．加工硬化是指随着塑性变形的增加，金属的、上升而、下降的现象。

3．碳钢是含碳量至范围内的铁碳合金，而生铁是含碳大于的铁碳合金。

4．含碳量在0.77%时的铁碳合金在727℃以上时是组织，为晶格；727℃以下时是组织，其中铁素体为晶格。5．热处理是指

的工艺方法，其目的是

。

6．工程材料按属性组成特点可分为、、和。

7．镇静钢和沸腾钢锭的缺陷有、、和

等缺陷。

8．合金钢按钢的合金元素含量分为、和。9．σ0.2（R P0.2）指的是。10．材料的常温强度指标包括或、，而塑性指标包括和。

11.材料的加工工艺性能是指：在加工过程中所表现出来的适应加工的能力称为工艺性能。

一、填空题

1．体心立方、面心立方和密排立方

2．强度、硬度，塑性、韧性

3．0.02~2.14（或2.11）%，2.14（或2.11）~6.69%

4．奥氏体，面心立方晶格，珠光体，体心立方晶格

5．将固态金属以一定的升温速度加热到既定温度，保温一定时间，再以一定的降温速度冷却的工艺方法。其目的：通过改变钢的组织结构而改善金属零件的使用性能和工艺性能。6．金属材料、无机非金属材料（或陶瓷）、高分子材料和复合材料

7．缩孔、疏松、偏析、气泡等

8．低合金钢、中合金钢和高合金钢

9．规定残余延伸应力（或名义屈服极限），是指产生0.2%残余伸长的屈服强度

10．抗拉强度、屈服强度和弹性极限，延伸率和断面收缩率

二、判断题

1．Q235-A是球墨铸铁。（）

2．制作弹簧的最终热处理工序为调质处理。（）

3．玻璃钢是一种树脂基复合材料。（）

4．表面淬火既可以改变表层金属的组织和性能也可以改变其成分。（）

5．优质碳素结构钢的牌号用两位数字表示，其意义是钢中平均含碳量的千分数。

（）

6．在外力的作用下，材料抵抗局部变形、特别是塑性变形、压痕或划痕的能力称为硬度。

（）

7．为使低碳钢便于切削加工，常预先对其进行退火处理。（）

8．目前，几乎所有的工业均离不开高分子材料。（）

9．碳素钢中的Si含量过多时，可导致钢的冷裂。（）10．热塑性塑料加工成型过程一般要经过加热塑化、流动成型、冷却固化三个阶段而制得产品。（）

11.冲击韧性是指材料抵抗更硬的物体压入其内的能力（×）

二、判断题

1．×；2．×；3．√；4．×；5．×；6．√；7．×；8．√；9．√；

10．√；

三、解词

1．复合材料

2．固溶强化

3．异质形核

4．铸造性能

三、解词

1．复合材料

答：两种以上具有不同性能的材料通过人工复合制备的一种固体材料。

2．固溶强化

答：固溶体中，溶质原子的存在使晶格产生畸变，增加了位错运动的阻力，金属的滑移变形比较困难，其塑性和韧性略有下降，但其强度和硬度随着溶质原子的浓度的增加而提高，在工程上就被称为固溶强化。

3．异质形核

答：金属原子依附于固态杂质微粒的表面形成晶核为异质晶核。

4．铸造性能

答：指金属材料是否适合于铸造及所铸构件质量的好坏。

5．韧性断裂

答：材料在断裂之前产生显著的宏观塑性变形的断裂。

6. 有色金属：狭义的有色金属又称非铁金属，是铁、锰、铬以外的所有金属的统称。广义的有色金属还包括有色合金。有色合金是以一种有色金属为基体（通常大于50%），加入一种或几种其他元素而构成的合金。

四、问答题

1．什么是材料的韧性断裂和脆性断裂？其原因和典型特点是什么？

2．金属产生加工硬化的原因是什么？加工硬化对生产有何利与弊？有何办法来消除不利的影响？

3．何谓正火？其目的有哪些？

4．金属结晶时，液体的冷却速度如何影响固体金属的强度？进行细晶强化的措施有哪些？

四、问答题

1．什么是材料的韧性断裂和脆性断裂？其原因和典型特点是什么？

答：韧性断裂是材料在断裂之前产生显著的宏观塑性变形的断裂。往往是因材料受到较大的载荷或过载所引起。断裂前塑性变形明显，一般容易引起人们的注意，同时外载荷所提供的能量大多被材料的塑性变形所消耗，不会造成严重事故。

脆性断裂是材料在断裂前没有发生或很少发生宏观可见的塑性变形的断裂。产生脆性断裂的原因a 应力状态与应力集中源（缺口效应）；b 低温脆性，低温是很多脆断事故发生的条件。工程上大量使用的碳素钢、低合金钢及高合金钢，都有低温脆性，其他原因还有焊接质量、介质特性、尺寸效应等。脆性断裂是一个快速断裂过程，往往造成灾难性结果。2．金属产生加工硬化的原因是什么？加工硬化对生产有何利与弊？有何办法来消除不利的影响？

答：金属产生加工硬化的原因主要是在冷塑性变形过程中，随着变形的增加，晶粒逐渐被拉长，直至破碎，这样使各晶粒都破碎成细碎的亚晶粒，变形愈大，晶粒破碎的程度愈大，这使位错密度显著增加；同时细碎的亚晶粒也随着晶粒的拉长而被拉长。因此，随着变形量的增加，由于晶粒破碎和位错密度的增加，金属的塑性变形抗力将迅速增大，即强度和硬度显著提高，而塑性和韧性下降产生所谓“加工硬化”现象。

有利的方面：加工硬化是强化金属的重要方法之一，可使金属的变形均匀。

不利的方面：加工硬化给金属的进一步塑性变形带来困难。

可以用再结晶退火处理来消除加工硬化的不利影响。

3．何谓正火？其目的有哪些？

答：正火是将钢加热到A C3(或A ccm )以上30-50℃，保温适当的时间后，在空气中冷却的热处理工艺。

正火处理的目的有：

（1）作为预备热处理，使组织粗大的铸件和锻件达到组织均匀、细化，为淬火和调质作准备；

（2）作为最终热处理，提高钢的强度、韧性和硬度，对于力学性能要求不高的普通结构钢件，可在正火状态下使用。

（3）低碳钢退火后塑性和韧性太高，切削时难断屑，光洁度不高。正火可以获得适当硬度，改善低碳钢和低合金钢的切削性能。

4．金属结晶时，液体的冷却速度如何影响固体金属的强度？进行细晶强化的措施有哪些？答：一般来说，同一成分的金属，晶粒越细，其强度、硬度越高，而且塑性和韧性也越好。

金属结晶时冷却速度愈快，实际的结晶温度就愈低，过冷度愈大。由金属的凝固理论，随着过冷度的增大，形核率将增大，晶粒变细。

进行细晶强化的措施主要有：（1）提高冷却速度，增大过冷度；（2）变质处理；（3）振