《工程材料考试重点综述》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工程材料考试重点综述（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、一、基本概念 1、晶体：自然界的许多固体物质的基本质点的排列具有一定的规律性，并且这些固 体物质具有规则的外形和一定的熔点等特征，称之为晶体。 2、晶格：将小球堆积结构模型抽象成的空间格架，把晶体原子的振动中心看作为结 点，用线条把这些结点连接起来形成的空间格架叫做晶格。 3、晶体缺陷：实际晶体中原子规则排列遭到破坏而偏离理想结构的区域。可分为点 缺陷、线缺陷和面缺陷三类。 4、相：合金中具有形同的化学成分、相同的晶体结构并且有界面与其他部分隔离开 的均匀的组成部分成为“相”。 5、显微组织：将用适当方法处理后的金属试样磨面借助于显微镜观察到的组织的统 称。 6、铁素体：（用F或者表示）碳溶于
2、-Fe中形成的体心立方晶格的间隙固溶体。 7、奥氏体：（用A或者表示）碳溶于Fe中形成的面心立方晶格的间隙固溶体。 8、过冷奥氏体：奥氏体冷却到 以下时处于不稳定状态，这种在 温度以下还未发生 转变的奥氏体称为过冷奥氏体。 9、渗碳体：即是Fe3C相，含碳量为6.69%，它是一种复杂的铁碳间隙化合物。渗 碳体的硬度很高，强度极低，脆性非常大，对铁碳合金的力学性能有很大影响。 10、屈氏体：珠光体在600 550 转变得到片层更薄的珠光体称为屈氏体。 11、索氏体：珠光体在650 600 转变得到片层较薄的珠光体称为索氏体。 12、马氏体：奥氏体转变形成碳在-Fe中的过饱和间隙固溶体。 13、回
3、火马氏体：低饱和度的固溶体和细小的 碳化物的混合物。 14、回火屈氏体：固溶体与大量弥散分布的细小渗碳体的混合物。 15、回火索氏体：再结晶的体素体和颗粒状渗碳体的混合物。 16、加工硬化：随着塑性变形的增加，金属晶格的位错密度不断增加，位错间的相互作用 增加，提高了金属的塑性变形抗力，使金属的强度和硬度显著提高，塑性和韧性显著降低 ，这成为加工硬化。 17、再结晶：金属从一种固体晶态过渡到另一种固体晶态的过程。 18、固溶体：在固态下，合金的组元相互溶解而形成的均匀的固相，成为固溶体。 19、固溶强化：固体晶格畸变增加了位错运动阻力，金属的滑移变形比较困难，塑性和韧 性略有下降，使合金的强度
4、和硬度随着溶质原子的浓度的增加而提高，这叫做固溶强化。 20、细晶强化：晶粒越细小，金属的力学性能就越好。细化晶粒而使金属材料力学性能提 高的方法称为细晶强化。 21、相图：合金相图是用图解的方法表示合金在极其缓慢的冷却速度下，合金状态随温度 和化学成分的变化关系，又称为平衡图。 22、匀晶反应：一种无限互溶的液相结晶后形成无限固溶体的反应。 23、共晶反应：由一种液态在恒温下同时结晶析出两种固相的反应叫做共晶反应。 24、C曲线：共析钢的过冷奥氏体在不同的温度下发生等温转变时，其在不同温度下的变 化速率的等温转变动力学曲线形状像字母C故称之为C曲线。 25、正火：是将钢加热到Ac3以上30-
5、50（亚共析钢）或者Acm以上30-50（过共析钢 ），保温一定时间后在空气中冷却，得到索氏体组织。 26、淬火：是将钢加热到Ac3以上30-50（亚共析钢）或者Ac1以上30-50（共析钢、 过共析钢）保温一定时间，然后快速冷却（水冷或者油冷），使奥氏体转变为马氏体的热 处理工艺。27、回火：是将淬火钢加热到Ac1一下的某一温度，保温一定时间，然后冷却 至室温，以改善组织并消除内应力的热处理工艺。 28、完全退火：将钢加热到Ac3以上30左右，保温一定时间后随炉（或埋入石灰、砂中 ）缓慢冷却，目的是通过完全重结晶，获得细化晶粒，并降低硬度，改善切削性能和消除 内应力。 29、球化退火：将钢加
6、热到Ac1以上30左右，保温一段时间后随炉缓慢冷却到600后 出炉冷却，使二次渗碳体和珠光体中的渗碳体球状化，目的是降低钢的硬度改善切削性能 ，并为以后的淬火做准备。30、球状珠光体：球状的渗碳体分布在铁素体的基体上。 31、珠光体：珠光体是奥氏体(奥氏体是碳溶解在Fe中的间隙固溶体)发生共析转变所 形成的铁素体与渗碳体的共析体。 32、扩散退火：又称均匀化退火，它是将钢锭、铸件或锻坯加热至略低于固相线的温度下 长时间保温，然后缓慢冷却以消除化学成分不均匀现象的热处理工艺。 33、表面淬火：将钢件表面快速加热到淬火温度，使表面转变为奥氏体，在热量尚未传到 心部时，随即快速冷却淬火，在表面得到马
7、氏体组织的一种局部淬火方法。 34、渗碳：使碳原子渗入钢件表面，使低碳钢（含量0.15%-0.30%）的表层获得高的含碳 量（含量0.85-1.0%），再经过淬火和低温回火处理，表面获得细小的回火马氏体加碳化 物组织。 35、电镀：采用直流电源和相应的镀液，钢件在电镀槽中作为阳极，待镀金属作为阴极， 特殊情况下阳极用惰性材料制作，在金属工件的表面发生电化学反应，沉积一层不同于基 体的金属或者合金镀层称为电镀。 36、合金：由两种或两种以上金属或非金属组成的具有金属特性的物质。 37、合金系：由给定组元可按不同比例配制出一系列不同成分的合金，这一系列合金就构 成一个合金系统，简称合金系。 38、
8、合金钢：在普通碳钢的基础上添加适量的一种或多种合金袁术构成的铁碳合金。 39、抗拉强度： 表示材料在拉伸条件下抵抗 40、破坏所能承受的最大标称应力值，以 表示。 41、硬度：在外力作用下，材料抵抗局部变形，特别是塑性变形，压痕和划痕的能力称为 硬度。42、冲击韧性：是材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力。常用标 准试样的冲击吸收功 表示。 43、疲劳断裂：金属材料在交变载荷作用下，经过一定的周期后发生的断裂叫做疲劳断裂 。44、韧性断裂：金属材料在断裂前出现宏观塑性变形的断裂。 45、脆性断裂：构件未经明显的变形而发生的断裂。断裂时材料几乎没有发生过塑性变形 46、热加工：金属学
9、上以再结晶温度区分冷加工和热加工。在再结晶温度之下进行的塑性 变形是冷加工，在再结晶温度以上进行的塑性变形是热加工。 47、失效：装备在使用过程中，由于应力、时间、温度、和环境介质等因素的作用，失去 其原有功能的现象称为失效。 二、综合与简答1-1，常见的金属的晶格类型有哪些？ 体心立方、面心立方、密排六方。 1-5， 产生加工硬化的原因是什么？加工硬化在金属加工中有什么利弊？ 原因：随着塑性变形的增加，金属晶格的位错密度不断增加，位错间的相互作用增强， 提高了金属的塑性变形抗力，使金属的强度和硬度显著提高，塑性和韧性显著降低。 利：加工硬化是一种重要的强化手段，用于提高金属的强度，特别适合某
10、些不能用热处 理来强化的金属，另外，利用加工硬化可以使金属在冷却加工中均匀变形，实现冷加工成 型工艺，这是因为金属的变形部分已经得到强化，不再继续变形，后续冷加工主要集中在 未变形的部位。 弊：加工硬化使金属的强度提高，常常给进一步的冷加工带来困难，大大增加了后续工 艺冷加工的动力消耗。因此需要进行退火处理，增加了加工成本。 1-6，划分冷加工和热加工的主要条件是什么？ 金属学上以再结晶温度区分冷加工和热加工。在再结晶温度之下进行的塑性变形是冷加工 ，在再结晶温度以上进行的塑性变形是热加工。 1-16 何为匀晶反应、共晶反应（和包晶反应）？ 匀晶反应、共晶反应见名词解释 包晶反应：一种固相和包
11、在它周围的液相发生反应，发生新的固相的反应。 3-4，淬火的目的是什么？常用的淬火操作有哪几种？指出各种淬火操作在应用和材料组 织结构上的异同点？ 目的：获得马氏体组织以提高钢的强度和硬度。 常用操作：单介质淬火、双介质淬火、分级淬火、等温淬火。 相同点： 不同点： 3-5，回火的目的是什么？常用的回火操作有哪些？ 回火的目的是改善材料组织并消除内应力； 常用的回火操作：低温回火、中温回火、高温回火。 3-7，简述退火、正火、淬火、和回火对组织结构影响和特点？ 【1】首先退火分为完全退火、等温退火、球化退火、扩散退火和去应力退火。 完全退火是通过完全结晶，获得细化晶粒、降低硬度、改善切削性能和
12、消除内应力。 等温退火影响与完全退火基本相同，只是时间更短。 球化退火使二次渗碳体和珠光体的渗碳体球状化，从而降低钢的硬度，改善其切削性能 。 去应力退火对组织结构无影响。 扩散退火使碳和合金元素充分扩散，消除偏析，减少钢锭锻件和锻坯的成分和组织不均 匀。 【2】正火使组织粗大的铸件和锻件达到组织均匀、细化；它的冷却速度快，生产周期短 ，操作简单。 【3】淬火使奥氏体转变为马氏体，从而提高钢的强度和强度，它的冷却过程需在冷却介 质中进行。 【4】回火时碳化物的析出与聚集、马氏体的分解、铁素体的回复和再结晶、残余奥氏体 的转变等。它是对淬火后的钢进行的热处理，以改善组织消除内应力。 4-3，合金
13、元素在奥氏体化和淬火的热处理中发生着什么样的作用？ 【1】在奥氏体化上，可以提高其淬透性，回火稳定性，抗高压耐腐蚀，耐高温等能力。 提高固溶体的强度和硬度，改变共析钢的含碳量S点和奥氏体的最大含碳量E点在像图上 的位置，改变相区。 【2】在淬火中阻碍奥氏体的晶粒长大，提高淬透性，提高之后回火的稳定性。 5-2衡量金属材料强度、塑性及韧性用哪些性能指标？各用什么符号和单位表示？ 强度：比例极限 弹性极限 屈服极限 抗拉强度 倔强比 单位MPa 韧性：延伸率 断面收缩率 韧性：静力韧度、冲击韧度Ak、断裂韧度K1c 5-5，金属材料的焊接性能包含哪些内容？常用什么指标估算金属材料的焊接性能？ 焊接
14、性能包含：【1】接合性能：金属材料在一定焊接工艺条件下形成焊接缺陷的敏感性 。【2】使用性能：金属材料对使用要求的适用性。估算指标：【1】碳当量Ceq 【2】冷 裂纹敏感系数Pc 6-1，名词解释 【1】失效：装备在使用过程中，由于应力、时间、温度、和环境介质等因素的作用，失 去其原有功能的现象称为失效。【2】失效分析：对过程装备或构件在使用过程中发生的 失效现象进行分析研究，从而找出失效的原因，并提出相应的改进措施称为失效分析。 【3】韧性断裂：在断裂之前产生显著的宏观塑性形变的断裂。【4】脆性断裂：在断裂之 前没有发生或者很少发生宏观的可见的塑性变形的断裂。【5】疲劳断裂：金属材料在交 变
15、载荷作用下，经过一定的周期后发生的断裂。6】腐蚀：材料表面与服役环境发生物理 或化学反应使材料发生损坏或变质的现象。【7】磨损：材料的表面相互接触或材料表面 与流体接触并作相对运动时，由于物理或化学的作用，材料表面的形状、尺寸或质量发生 变形的过程。【8】塑性变形失效：材料产生蠕变变形量超过允许数值。【9】蠕变变形失 效：金属在长期恒温恒应力作用下，低于屈服应力产生的缓慢塑性变形量超过规定要求而 发生的失效。 6-3，如何区分韧性断裂及脆性断裂？分析两种断裂失效产生的原因及预防断裂措施。 【1】脆性断裂之前的变形量很小，没有明显的宏观变形量，断裂过程中材料吸收的能量 很少，一般是在低于许用应力
16、条件下的低能断裂。 韧性断裂前产生显著的塑性变形，断裂过程吸收较多的能量，一般是在高于材料屈服应力 条件下的高能断裂。 【2】脆性断裂产生原因：1、应力状态与缺口效应 2、温度的影响 3、尺寸效应 4、焊接 质量 5、工作介质 6、材料的组织因素 预防措施：合理选材，在设计和制造时注意防止；合理设计，构件最低工作温度应高于 材料脆性转变温度，选材应有足够的强度和韧性。在设计时，应是的由缺陷产生的应力集 中减小到最低限度，设计焊接要细致。 【3】韧性断裂产生原因：由于材料受到较大在和或过载引起的，当材料所受应力超过屈 服极限后，材料便开始产生塑性变形，发生位错塞积没产生应力集中，形成显微孔洞，聚 集相互连通，最终造成断裂。 防止措施：选用较高强度的金属材料，设计时充分考虑，构件的承载能力，实际操作中 严禁超载、超温、超速，注意构件及设备的异常变形。 6-8，失效分析通常通过哪几个程序？ 1、接受任务，明确要求。 2、调查研究。 3、失效件的测试。 4、失效分析确定失效原因。 7-1，过压力容器的工作条件及常见
