材料试卷13答案
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5、试分析模锻件的结构工艺性
（1）模锻件必须具有一个合理的分模面，以保证锻件易于从锻模中取出；
（2）为了使金属易于充满模膛和减少工序，零件外形应力求简单、平直、对称；
（3）模锻件设计应尽量避免深孔结构和多孔结构；
（4）在条件允许情况下，某些零件可采用锻—焊组合工艺，简化模锻工艺。
五、画出Fe-Fe3C状态图（包晶反应部分略），并写出共晶反应、
2、为何过共析钢用球化退火而不用完全退火？
过共析钢组织为片状珠光体与网状二次渗碳体，不仅珠光体本身较硬，而且由于硬而脆的网状二次渗碳体存在，切削加工时刀具磨损严重，因此，应采用球化退火工序，使网状、片状的渗碳体发生球化，变成球状渗碳体，这种在铁素体的基体上分布着球状渗碳体的组织称为球状珠光体，其硬度低于片状珠光体与网状二次渗碳体组织，改善了切削加工性能，而且淬火时变形和开裂的倾向小。
（3）共晶A中Wc=0.77%时，发生共析转变，生成P
因此，此合金室温平衡组织为P+Fe3CⅡ
C.与溶剂相同D.即可能与溶剂相同,也可能与溶质相同
2.碳素钢之所以能锻造,是由于它在高温时的组织为（C）
A.P B. F C.A D.Cm
3.钳工用锉刀所用的碳素工具钢和用于冲压的碳素结构钢相比较,其含碳量（A）
A.高B.低C.接近D.相同
4.适宜制造渗碳零件的材料是（A）
A.２０Cr B.65Mn C.４５钢D.Q345
5.制造高速切削的车刀，铣刀，钻头等工具，应选用（D）
A.T2 B.40Cr C.CrWMn D.W18Cr4V
6.α-Fe晶格中原子排列最密的晶面是（B）
A:{100} B:{110} C:{111}T D:{121}。
7.组成晶格的最基本的几何单元是（B）
A:原子B:晶胞C:晶粒D:亚晶粒
8.在工业生产条件下，金属结晶时冷速愈快，（形核率）N/（长大率）G值（A），晶粒愈细。
4、为什么铸造合金常选用接近共晶成分的合金？
合金的铸造性能与含碳量有关，随着含碳量增加，钢的结晶温度间隔增大，流动性下降，分散缩孔增大；但随着含碳量的增加，液相线温度降低，提高了液体流动性。铸铁因其液相线温度比钢低，其流动性比钢好。亚共晶铸铁随着含碳量增加，结晶温度间隔减少，流动性增加；共晶成分流动性最好；过共晶铸铁随着含碳量增加，流动性变差，枝晶偏析严重，分散缩孔增大，所以，一般选择共晶成分或接近共晶成分的合金铸造。
A:愈大B:愈小C:不变D:等于零。
9.经过热成形制成的弹簧，其使用长大的组织是（C）
A:珠光体B:回火马氏体C:回火屈氏体D:索氏体
10.20CrMnTi刚中的钛在钢中的主要作用是（D）
A:提高钢的淬透性B:提高回火稳定性C:提高钢的强度D:细化晶粒
三、名词解释（5x3分=15分）
1．相：合金中具有同一化学成分、同一结构和原子聚集状态，并以界面分开的均匀组成部分称为相。
7.衡量金属材料在静载荷下力学性能的指标有强度、硬度、塑性。
8.晶体中能够产生滑移的晶面与晶向分别称为滑移面和滑移方向，若晶体中这种晶面与晶向越多，则金属的塑性变形能力越强。
二、选择题（10X1.5分=15分）
1.由两组元组成的固溶体,其溶剂和溶质的晶体结构类型不同，因此固溶体的晶体结构( C )
A.与溶质相同B.与溶质、溶剂都不相同
共析反应，分析Wc=4.3%的铁碳合金从液态缓冷至室温时的结晶过程？（10分）
答：
共晶反应LC≒AE+Fe3C
共析反应AS≒FP+Fe3C
Wc=4.3%的铁碳合金从液态缓冷至室温时的结晶过程：
（1）该合金随着温度的降低到1148度，发生共晶反应，形成Ld
（2）Ld中的A含碳量逐渐减少，析出二次Fe3C
2．奥氏体本质晶粒度：不同钢材在加热时奥氏体晶粒长大倾向是不同的，本质晶粒度反映钢材加热时奥氏体晶粒长大的倾向。
3．同素异构转变：金属在固态下由于温度的改变而发生晶格类型转变的现象，称为同素异构转变。
4．包晶转变：恒温下由液相和一个固相相互作用生成一种新的固相的转变称为包晶转变。
5．过烧：指钢加热温度接近钢的熔化温度，引起奥氏体晶界氧化或局部熔化的现象。产生过烧的钢，力学性能极差，无法挽救，只能报废。
四、问答题（5x6分=30分）
1、用40Cr钢制作拖拉机的连杆螺栓，生产工艺路线如下：下料—锻造—退火（或正火）—机加工—调质—机加工—装配，说明其热处理工艺目的。
退火（或正火）的目的是为了改善锻造组织，细化晶粒，有利于切削加工，并为随后调质处理作好组织准备。在（840±10℃）加热、油淬，经（525±10℃）回火、水冷，防止第二类回火脆性，其组织为回火索氏体，硬度约为30~38HRC，具有足够的强度、冲击韧性和抗疲劳能力。
2.珠光体是F和Fe3C组成的机械混合物。
3.C曲线可分为珠光体转变区、贝氏体转变区、和马氏体转变区三个区域。
4.恒温下从液相中同时结晶出两种固相的转变称为共晶转变。
5Baidu NhomakorabeaT10A的T表示碳素工具钢，10表示Wc=1.0%，A表示高级优质钢。
6.QT600-3中的QT表示球墨铸铁，600表示最低抗拉强度600MPa ,3表示最低伸长率3%。
金陵科技学院考试卷
200 200学年第学期机电系(院)级机械专业课程工程材料及成形技术课程编号05009(A、B、开、闭)卷
姓名学号得分
题号
一
二
三
四
五
六
七
八
九
十
总分
阅卷人
得分
一、填空（20X1.5分=30分）
1.用淬火钢球作为压头测量布氏时，其硬度值用HBS表示，用硬质合金球作为压头时，其硬度值用HBW表示。
3．马氏体有几种形态？与什么因素有关？
马氏体有两种基本形态：（1）片状马氏体呈针状或竹叶状，其内部存在大量细微孪晶的亚结构和大量显微裂纹，在应力下会失稳扩展，导致工件开裂。（2）板条马氏体为细长的板条状，其内部亚结构为高密度的位错，塑性、韧性较好。
钢中马氏体的组织形态主要取决于奥氏体中的含碳量，奥氏体中含碳量小于0.2%时，淬火组织中几乎全部形成板条马氏体，而奥氏体中的含碳量大于1.0%时，淬火组织中几乎全部形成片状马氏体，奥氏体中含碳量大于0.2%小于1.0%时，淬火组织是两种马氏体的混合物。
（1）模锻件必须具有一个合理的分模面，以保证锻件易于从锻模中取出；
（2）为了使金属易于充满模膛和减少工序，零件外形应力求简单、平直、对称；
（3）模锻件设计应尽量避免深孔结构和多孔结构；
（4）在条件允许情况下，某些零件可采用锻—焊组合工艺，简化模锻工艺。
五、画出Fe-Fe3C状态图（包晶反应部分略），并写出共晶反应、
2、为何过共析钢用球化退火而不用完全退火？
过共析钢组织为片状珠光体与网状二次渗碳体，不仅珠光体本身较硬，而且由于硬而脆的网状二次渗碳体存在，切削加工时刀具磨损严重，因此，应采用球化退火工序，使网状、片状的渗碳体发生球化，变成球状渗碳体，这种在铁素体的基体上分布着球状渗碳体的组织称为球状珠光体，其硬度低于片状珠光体与网状二次渗碳体组织，改善了切削加工性能，而且淬火时变形和开裂的倾向小。
（3）共晶A中Wc=0.77%时，发生共析转变，生成P
因此，此合金室温平衡组织为P+Fe3CⅡ
C.与溶剂相同D.即可能与溶剂相同,也可能与溶质相同
2.碳素钢之所以能锻造,是由于它在高温时的组织为（C）
A.P B. F C.A D.Cm
3.钳工用锉刀所用的碳素工具钢和用于冲压的碳素结构钢相比较,其含碳量（A）
A.高B.低C.接近D.相同
4.适宜制造渗碳零件的材料是（A）
A.２０Cr B.65Mn C.４５钢D.Q345
5.制造高速切削的车刀，铣刀，钻头等工具，应选用（D）
A.T2 B.40Cr C.CrWMn D.W18Cr4V
6.α-Fe晶格中原子排列最密的晶面是（B）
A:{100} B:{110} C:{111}T D:{121}。
7.组成晶格的最基本的几何单元是（B）
A:原子B:晶胞C:晶粒D:亚晶粒
8.在工业生产条件下，金属结晶时冷速愈快，（形核率）N/（长大率）G值（A），晶粒愈细。
4、为什么铸造合金常选用接近共晶成分的合金？
合金的铸造性能与含碳量有关，随着含碳量增加，钢的结晶温度间隔增大，流动性下降，分散缩孔增大；但随着含碳量的增加，液相线温度降低，提高了液体流动性。铸铁因其液相线温度比钢低，其流动性比钢好。亚共晶铸铁随着含碳量增加，结晶温度间隔减少，流动性增加；共晶成分流动性最好；过共晶铸铁随着含碳量增加，流动性变差，枝晶偏析严重，分散缩孔增大，所以，一般选择共晶成分或接近共晶成分的合金铸造。
A:愈大B:愈小C:不变D:等于零。
9.经过热成形制成的弹簧，其使用长大的组织是（C）
A:珠光体B:回火马氏体C:回火屈氏体D:索氏体
10.20CrMnTi刚中的钛在钢中的主要作用是（D）
A:提高钢的淬透性B:提高回火稳定性C:提高钢的强度D:细化晶粒
三、名词解释（5x3分=15分）
1．相：合金中具有同一化学成分、同一结构和原子聚集状态，并以界面分开的均匀组成部分称为相。
7.衡量金属材料在静载荷下力学性能的指标有强度、硬度、塑性。
8.晶体中能够产生滑移的晶面与晶向分别称为滑移面和滑移方向，若晶体中这种晶面与晶向越多，则金属的塑性变形能力越强。
二、选择题（10X1.5分=15分）
1.由两组元组成的固溶体,其溶剂和溶质的晶体结构类型不同，因此固溶体的晶体结构( C )
A.与溶质相同B.与溶质、溶剂都不相同
共析反应，分析Wc=4.3%的铁碳合金从液态缓冷至室温时的结晶过程？（10分）
答：
共晶反应LC≒AE+Fe3C
共析反应AS≒FP+Fe3C
Wc=4.3%的铁碳合金从液态缓冷至室温时的结晶过程：
（1）该合金随着温度的降低到1148度，发生共晶反应，形成Ld
（2）Ld中的A含碳量逐渐减少，析出二次Fe3C
2．奥氏体本质晶粒度：不同钢材在加热时奥氏体晶粒长大倾向是不同的，本质晶粒度反映钢材加热时奥氏体晶粒长大的倾向。
3．同素异构转变：金属在固态下由于温度的改变而发生晶格类型转变的现象，称为同素异构转变。
4．包晶转变：恒温下由液相和一个固相相互作用生成一种新的固相的转变称为包晶转变。
5．过烧：指钢加热温度接近钢的熔化温度，引起奥氏体晶界氧化或局部熔化的现象。产生过烧的钢，力学性能极差，无法挽救，只能报废。
四、问答题（5x6分=30分）
1、用40Cr钢制作拖拉机的连杆螺栓，生产工艺路线如下：下料—锻造—退火（或正火）—机加工—调质—机加工—装配，说明其热处理工艺目的。
退火（或正火）的目的是为了改善锻造组织，细化晶粒，有利于切削加工，并为随后调质处理作好组织准备。在（840±10℃）加热、油淬，经（525±10℃）回火、水冷，防止第二类回火脆性，其组织为回火索氏体，硬度约为30~38HRC，具有足够的强度、冲击韧性和抗疲劳能力。
2.珠光体是F和Fe3C组成的机械混合物。
3.C曲线可分为珠光体转变区、贝氏体转变区、和马氏体转变区三个区域。
4.恒温下从液相中同时结晶出两种固相的转变称为共晶转变。
5Baidu NhomakorabeaT10A的T表示碳素工具钢，10表示Wc=1.0%，A表示高级优质钢。
6.QT600-3中的QT表示球墨铸铁，600表示最低抗拉强度600MPa ,3表示最低伸长率3%。
金陵科技学院考试卷
200 200学年第学期机电系(院)级机械专业课程工程材料及成形技术课程编号05009(A、B、开、闭)卷
姓名学号得分
题号
一
二
三
四
五
六
七
八
九
十
总分
阅卷人
得分
一、填空（20X1.5分=30分）
1.用淬火钢球作为压头测量布氏时，其硬度值用HBS表示，用硬质合金球作为压头时，其硬度值用HBW表示。
3．马氏体有几种形态？与什么因素有关？
马氏体有两种基本形态：（1）片状马氏体呈针状或竹叶状，其内部存在大量细微孪晶的亚结构和大量显微裂纹，在应力下会失稳扩展，导致工件开裂。（2）板条马氏体为细长的板条状，其内部亚结构为高密度的位错，塑性、韧性较好。
钢中马氏体的组织形态主要取决于奥氏体中的含碳量，奥氏体中含碳量小于0.2%时，淬火组织中几乎全部形成板条马氏体，而奥氏体中的含碳量大于1.0%时，淬火组织中几乎全部形成片状马氏体，奥氏体中含碳量大于0.2%小于1.0%时，淬火组织是两种马氏体的混合物。