工程材料期末考试 复习

、 中温回火 、 、 形变铝合金 间隙原子 孪生 铝合金和
7、塑性变形的基本形式主要有
8、按铝合金的成分及工艺特点可分为
三、选择题 1. 下面哪种方法不属于防止电化学腐蚀的措施 C 。
A 获得均匀的单相组织；B 提高合金的电极电位；C 降低合金的电极电位；D 使表面形成致密的钝化膜。 2. 奥氏体属于 B 晶格类型
工程材料总复习
一、名词解释 1、热处理 ：钢在固态施以不同的加热、保温、冷却措施，以改变其组织，从而获得所需性能的一种工艺。 2、铁素体 ：碳在α -Fe 中的间隙固溶体称为铁素体。 3、淬透性 ：钢在淬火时获得马氏体的能力。 4、蠕变 ：固体材料在应力低于屈服应力且保持不变的条件下，应变随时间延长而增加的现象。 5、化学热处理 ：将工件置于特定的介质中加热和保温，使一种或几种元素渗入工件表面，以改变表层的成 分和组织，使工件表面具有不同于心部的力学性能或特殊物理、化学性能的热处理工艺。 6、硬度：金属表面抵抗其他硬物压入的能力。 7、临界冷却速度 ：淬火时获得全部马氏体组织的最小冷却速度。 8、结晶：金属由液态转变为固态的过程称为凝固，其中凝固形成晶体的过程称为结晶。
答：(1)珠光体：冷却至线~550℃范围内等温停留一段时间，再冷却下来得到珠光体组织。 索氏体：冷却至 650～600℃温度范围内等温停留一段时间，再冷却下来得到索光体组织。 屈氏体：冷却至 600～550℃温度范围内等温停留一段时间，再冷却下来得到屈氏体组织。 上贝氏体：冷却至 600～350℃温度范围内等温停留一段时间，再冷却下来得到上贝氏体 组织。 下贝氏体： 冷却至 350℃～Ms 温度范围内等温停留一段时间， 再冷却下来得到下贝氏体组 织。 屈氏体+马氏体：以大于获得马氏体组织的最小冷却速度并小于获得珠光体组织的最大冷 却速度连续冷却，获得屈氏体+马氏体。 马氏体+少量残余奥氏体： 以大于获得马氏体组织的最小冷却速度冷却获得马氏体+少量残 余奥氏体。 (2)
二、填空 1、合金铸锭的典型宏观组织包括外壳的 细晶区 区 。 灰铸铁 、可锻铸铁 、 球墨铸铁 有限固溶体 弹性 三种铸铁。 、 变形和 和 。 。 铸造铝合金 铝合金。 塑性 高温回火 无限固溶体 变形。 。 。 、中间的 柱状晶区 和心部的 等轴晶
2、灰口铸铁分为
3、按溶质原子在固溶体中溶解度的不同固溶体可分为 4、金属试样在拉伸过程中发生缩颈断裂之前一般会发生 5、回火温度可将钢的回火分为 低温回火 6、点缺陷包括 空位 、置换原子 滑移
A．体心立方； B 面心立方； C 密排六方； D 正方。 3．含碳量对平衡状态下碳钢力学性能的影响是随着碳钢中含碳量的增加 A A、HB 值增加 B、σb 值增加 C、δ 值增加
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D、ψ 值增加
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4．渗碳为
D
。
A、 M 回+F，B、珠光体，C、贝氏体 D、 M 回+颗粒状碳化物+A’(少量)； 5. 下列哪一个不属于奥氏体的形成的三个阶段 C 。
（1）正火处理可细化组织，调整硬度，改善切削加工性；调质处理可获得高的综合机械性能和疲劳强度； 局部表面淬火及低温回火可获得局部高硬度和耐磨性。 （2）不能。改用 15 钢后按原热处理工序会造成心部较软，表面硬，会造成表面脱落。 （3）渗碳。
（2）将¢ 5mm 的 T8 钢加热至 760℃并保温足够时间，问采用什么样的冷却工艺可得到如下组织：珠光体， 索氏体，屈氏体，上贝氏体，下贝氏体，屈氏体+马氏体，马氏体+少量残余奥氏体；在 C 曲线上描出工艺曲 线示意图。
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A 奥氏体晶核的形成和长大；B 残余渗碳体的溶解；C 残余奥氏体的分解；D 奥氏体的均匀化 6．镁属于 C 晶格类型
A．体心立方； B 面心立方； C 密排六方； D 正方 7．当 σ 低于某一值时，曲线与横坐标平行，表示材料可经无限次循环而不断裂，这一应力称为 A、拉伸强度； B、断裂强度； C、疲劳强度； A D、蠕变强度 。 C 。
8．化学热处理可由以下三个基本过程组成
、 吸收 、 C
A、分解；B、渗入；C、扩散；D、化学合成 四、解释下列的金属牌号 1、Q195：屈服强度 σs>=195Mpa 的碳素结构钢。 2、20Cr ： 3、4Cr9Si2 ： 4、HT150 ： 5、45： 6、Q200 ： 7、15Cr ： 8、4Cr10Si2 ： 9、HT200 ： 10、H70：
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六、综合题 （1）某型号柴油机的凸轮轴，要求凸轮表面有高的硬度（HRC>50） ，而心部具有良好的韧性（Ak>40J） ， 原采用 45 钢调质处理再在凸轮表面进行高频淬火，最后低温回火，现因工厂库存的 45 钢已用完，只剩 15 钢， 拟用 15 钢代替。试说明： （1）原 45 钢各热处理工序的作用； （2）改用 15 钢后，应按原热处理工序进行能否 满足性能要求？为什么？（3）改用 15 钢后，为达到所要求的性能，在心部强度足够的前提下采用何种热处 理工艺？
五、简单题 1、画出 wC=0.6 %的铁碳合金从液态平衡冷却至室温的转变过程中显微组织变化的示意图。
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2、何谓球化退火？为什么过共析钢必须采用球化退火而不采用完全退火？
（1）将钢件加热到 ac1 以上 30～50℃，保温一定时间后随炉缓慢冷却至 600℃后出炉空冷。 （2）过共析钢组织若为层状渗碳体和网状二次渗碳体时，不仅硬度高，难以切削加工，而且增大钢的脆性， 容易产生淬火变形及开裂。通过球化退火，使层状渗碳体和网状渗碳体变为球状渗碳体，以降低硬度，均匀组 织、改善切削加工性。
3、画出 C 曲线，并说明共析钢 C 曲线各个区,各条线的物理意义。
过冷奥氏体等温转变曲线说明： 1)由过冷奥氏体开始转变点连接起来的曲线称为转变开始线;由转变终了点连接起来的曲线称为转变终了线。 A 1 线以右转变开始线以左的区域是过冷奥氏体区;A1 线以下,转变终了线以右和 Ms 点以上的区域为转变产物区; 在转变开始线与转变终了线之间的区域为过冷奥氏体和转变产物共存区。 2) 过冷奥氏体在各个温度等温转变时 ,都要经过一段孕育期（它以转变开始线与纵坐标之间的水平距离来表 示） 。对共析碳钢来说,转变开始线在 550℃出现拐弯，该处被称为 C 曲线的鼻尖,它所对应的温度称为鼻温。 3)共析碳钢的过冷奥氏体在三个不同温度区间,可发生三种不同的转变:在 C 曲线鼻尖以上部分,即 A1~550℃之 间过冷奥氏体发生珠光体转变,转变产物是珠光体,故又称珠光体转变;在 C 曲线鼻尖以下部分,即 550℃~Ms 之间, 过冷奥氏体发生贝氏体转变,转变产物是贝氏体,故又称贝氏体转变;在 Ms 点:以下,过冷奥氏体发生马氏体转变, 转变产物是马氏体,故又称马氏体转变。 亚共析和过共析钢的等温转变 C 曲线,与共析钢的不同是,亚共析钢的 C 曲线上多一条代表析出铁素体的线。 过
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共析钢的 C 曲线上多一条代表二次渗碳体的析出线。
4、画出 wC=0.55%的铁碳合金从液态平衡冷却至室温的转变过程中显微组织变化的示意图。 5、正火与退火的主要区别是什么？生产中应如何选择正火及退火？ 与退火的区别是①加热温度不同，对于过共析钢退火加热温度在 Ac1 以上 30～50℃而正火加热温度在 Accm 以上 30～50℃。②冷速快，组织细，强度和硬度有所提高。当钢件尺寸较小时，正火后组织：S，而退火后组 织：P。 选择： （1）从切削加工性上考虑 切削加工性又包括硬度，切削脆性，表面粗糙度及对刀具的磨损等。 一般金属的硬度在 HB170～230 范围内，切削性能较好。高于它过硬，难以加工，且刀具磨损快；过低则切屑 不易断，造成刀具发热和磨损，加工后的零件表面粗糙度很大。对于低、中碳结构钢以正火作为预先热处理比 较合适，高碳结构钢和工具钢则以退火为宜。至于合金钢，由于合金元素的加入，使钢的硬度有所提高，故中 碳以上的合金钢一般都采用退火以改善切削性。 （2）从使用性能上考虑 如工件性能要求不太高，随后不再进行淬火和回火，那么往往用正火来提高其机械性能，但若零件的形状比较 复杂，正火的冷却速度有形成裂纹的危险，应采用退火。 （3）从经济上考虑 正火比退火的生产周期短，耗能少，且操作简便，故在可能的条件下，应优先考虑以正火代替退火 6、高速钢淬火后为什么要进行三次回火？在 560℃回火是否是调质处理？为什么？（10 分）
高速钢淬火后,残余奥氏体量达到 20%~ 30%. 在 560℃进行三次回火: 一方面从马氏体中沉淀析出细小分散的 W2C、 MoC、VC,形成”弥散硬化”. 另一方面从残余奥氏体中析出合金碳化物,降 低残余奥氏体中合金的浓 度,使 Ms 点上升,随 后冷却时,残余奥氏体转变成马氏体,产生” 二次淬火”. 回火后组织: 回火马氏体+合金碳 化物+少量残余奥氏体。 在 560℃回火不是调质处理. 高速钢淬火后,残余奥氏体的量达到 20%~30% 一次回火 后:剩 15%残余奥氏体; 二次回火后:剩 3~5%残余奥氏体; 三次回火后:剩 1~2%残余奥氏体