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工程材料及其热处理期末复习题一、填空: (每空 1 分,共 49 分)1、工程材料按化学成分分为金属材料,高分子材料,无机非金属材料和 复合材料 四大类。2、金属材料的力学性能指针主要有强度、硬度、刚度、塑性、冲击韧性、疲劳强度 和 断裂韧性。3、金属材料的塑性一般用伸长率和断面收缩率表示。工程上表示金属材料强度的指标主要指抗拉强度、屈服强度。4、金属材料的工艺性按工艺方法不同分为,铸造性、成形加工性、焊接性、切削加工性等。5、常见的金属晶格结构类型有体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格。6、实际金属晶体的晶格缺陷分为点缺馅、 线缺陷、面缺陷。7、铁碳合金的基本组元是 Fe、Fe3C,基本相有铁素体、奥氏体、渗碳体三种,基本组织有铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体、低温莱氏体六种。8、热处理特点改变零件或毛坯的内部组织和力学性能,不改变其形状 和 尺寸。9、钢的常用热处理工艺主要有退火、 正火、淬火、 回火、 表面热处理。10、根据渗入元素的不同,化学热处理有渗碳、 渗氮 和 碳氮共渗等。二、名词解释(每词3 分,共 10 分)1、冲击韧性 P7 2、固溶强化 P18 3、相 P17 4、组织 P17 5、固溶体 P17 三、问答(共 30 分)1、仓库有 100 根 20 钢和 70 钢热轧棒料混在一起,用什么方法加以鉴别?并说明理由。(5 分)答:通过测量其硬度将其分开。因热轧钢棒是成品材,不宜用布氏硬度测试其硬度;又因20 钢硬度约为 80MPa ,70 钢硬度约为 240,不宜用洛氏硬度进行测量;因此,采用维氏硬度仪测量其硬度最合适;硬度大的为70 钢,硬度小的为 20 钢。2、金属材料晶粒的大小对材料的力学性能有哪些影响?用那些方法可使液态金属结晶后获得细晶粒?(5 分)答:晶粒度的大小对金属材料的力学性能有很大影响。金属材料晶粒越小,其综合力学性能越好,即强度、硬度、塑性、韧性越高。细化液态金属结晶晶粒的方法:增大过冷度、变质处理、振动或搅拌。3. 根据 C 曲线,过冷奥氏体的转变按其温度高低和组织形态,大致可分为哪三个区?( 5 分)答:1)高温转变(珠光体型转变) ;2)中温转变(贝氏体型转变) ;3)低温转变(马氏体型转变)4. 为什么要求综合力学性能较高的钢含碳量均为中碳钢?(5 分)答:高碳钢的碳含量高,其主要组织为莱氏体,其强度、硬度高,塑性、韧性低,综合力学性能差;低碳钢含碳量低,其主要组织为铁素体,其强度、硬度低,塑性、韧性高,综合力学性能差;中碳钢的碳含量为:0.25%-0.60% ,其主要组织为珠光体,因珠光体的强度、硬度、塑性、韧性即综合力学性能好,所以中碳钢的综合力学性能较高。四、计算( 10 分)试求含碳量 0.45%的钢,室温下的相组成物和组织组成物的相对含量。答:含碳量0.45%的钢为亚共析钢,其室温下的相组成物为:F、Fe3C。组织组成物 P、F。1)相组成物相对量的计算:设F 的含量为 x;Fe3C的含量为 y,根据杠杆定律和铁碳相图可得:10218.045.045.069.6yxyx 解之得 x=93.58%,y=6.42% 2)组织组成物相对量的计算:设F的含量为 m ;P的含量为 n,根据杠杆定律和铁碳相图可得:10218.045.045.077.0nmnm 解之得 m=42.77% ,n=57.23% 五、说明题( 16 分)说明下列金属牌号的意义:Q235 ;屈服强度 235Mpa ,普通碳素结构钢。20Mn ;平均含碳量 0.20%,Mn含量 0.7%-1.2%,优质碳素结构钢。T8;平均含碳量 0.80%,优质碳素工具钢。ZG230-450 ;屈服强度 230Mpa ,抗拉强度 450Mpa ,铸造碳钢。20Cr;含碳量 0.20%,Cr 含量 0.8%-1.5%,合金结构钢。55Si2Mn;含碳量 0.55%,Si 含量 1.5%-2.5%,Mn含量 0.8%-1.5%,合金结构钢。GCr15 ;含碳量 0.95%-1.15%,Cr 含量 1.5%,滚动轴承钢。HT350 ;抗拉强度 350Mpa ,灰铸铁。六、分析题( 10 分)绘出相应的 Fe-C合金相图的钢部分,分析45 钢的结晶过程。答:1)绘出图。2)45 钢为亚共析钢。对M点(0.45%C ,1600)的金属。随温度降低,冷却到 1 点时从液态中析出A, 温度继续降低液态量逐渐减少, A相的量逐渐增多,冷却到 2 点时液体全部消失, 变成单一的 A相;随温度继续降低到3 点时,从 A中析出 F,温度继续降低到 4 点(0.77%C ,727)时,发生共析反应生产F+Fe3C的机械混合物, 即珠光体,A-P (F+Fe3C ) ,继续冷却从 F 中回析出极少量 Fe3C,该组织保持到室温,所以45 钢室温组织为 F+P 。
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