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1、金属材料及热处36.请给出两种材料的分类方法，并说明如何加以分类？答：材料可按其化学键特点加以分类：金属材料、无机非金属材料（陶瓷材料）、高分子材料、复合材料。材料还可按其应用时性能特点加以分类：结构材料、功能材料37.根据退火的低碳钢的拉伸图，指出与下列力学性能指标相关的点与物理量：（1）断面收缩率；（2）抗拉强度；（3）比例极限；（4）刚度38.分析HB和HRC实验方法的原理及适用性。：39.-Fe、Al、Cu、Zn各属何种晶体结构？试画出体心立方、面心立方和密排六方晶体中原子排列最密的晶面和晶向。并算出其滑移系的个数。40.在常温下，已知铜的原子直径为2.5510-10m，求铜的晶格常数
2、。答：常温下铜为fcc结构，原子直径2d=21/2a，a=3.6110-10m41.试分析体心立方、面心立方和密排六方晶体的滑移系对金属塑性的影响。答：滑移系数目，材料塑性；滑移方向，材料塑性,（滑移方向的作用大于滑移面的作用）。因此FCC和BCC的滑移系为12个，HCP为3个；FCC的滑移方向多于BCC。金属塑性：Cu（FCC）Fe（BCC）Zn（HCP）42.再结晶晶粒大小和哪些因素有关。答：温度：TD晶界迁移晶粒长大；预变形度：预变形度临界变形度时，无明显影响预变形度临界变形度时，再结晶将出现异常粗大晶粒预变形度临界变形度时，预变形度再结晶驱动力再结晶形核率晶粒尺寸，当预变形度很大时，出
3、现形变织构，再结晶将出现异常粗大晶粒。43.未进行冷变形的金属加热时，能否发生回复和再结晶，为什么？答：未进行冷变形的金属加热时，不发生回复和再结晶。因为回复和再结晶的驱动力是金属变形储存能（晶格畸变能），未进行冷变形的金属不存在再结晶的驱动力。44.金属塑性变形后力学性能有哪些变化？答：出现各向异性当形成纤维组织（晶界取向排列）或形变织构（晶粒的位向出现择优取向）时。加工硬化（形变硬化）随着变形度的增加，位错大量增殖位错相互作用位错运动阻力加大变形抗力其强度、硬度提高，塑性、韧性下降。45.在热加工过程中，金属能否产生加工硬化？试分析原因。答：在热加工过程中，金属塑性变形与金属动态再结晶过程
4、同时进行，金属不产生加工硬化。46.晶界对多晶体塑性变形有何影响？为何细晶粒钢强度高，塑性、韧性也好？答：晶界一方面是滑移的主要障碍；另一方面通过晶界自身变形协调变形以维持相邻晶粒变形保持连续；因此导致细晶强化。晶粒小晶界面积大变形抗力大强度大；晶粒小单位体积晶粒多变形分散相邻晶粒不同滑移系相互协调；晶粒小晶界多不利于裂纹的传播断裂前承受较大的塑性变形。因此晶粒细化强度、硬度提高，塑性、韧性提高；细晶粒钢强度高，塑性、韧性也好。47.已知钨和铅的熔点分别为3380C和327C，试问钨在1100C加工、铅在室温加工各为何种加工？答：纯金属的再结晶温度：TR=0.4-0.35Tm(K)钨的再结晶温
5、度：钨TR=0.4-0.35Tm(K)=1461-1278(K)；钨在1100C加工为冷加工铅的再结晶温度：铅TR=0.4-0.35Tm(K)=240-210(K)；铅在室温加工为冷加工48.滑移的本质是什么？试比较低碳钢塑性变形前（状态A）、经历塑性变形（状态B）以及再结晶退火后（状态C）的力学性能，并分析性能变化的原因。答：滑移的本质是滑移面上位错的运动。低碳钢塑性变形后会出现加工硬化，即强度、硬度提高，塑性、韧性下降，是因为随着变形度的增加，位错大量增殖位错相互作用位错运动阻力加大变形抗力；经再结晶退火后，低碳钢加工硬化消除力学性能恢复，即强度、硬度下降，塑性、韧性提高，是因为无形变的再
6、结晶晶粒的形成，位错密度大幅度降低变形抗力；但再结晶退火后低碳钢的强度、硬度、塑性、韧性均高于塑性变形前的低碳钢，是因为再结晶退火后形成的再结晶晶粒小于塑性变形前的晶粒，细晶强化作用造成强度、硬度、塑性、韧性的提高。49.过冷度与冷却速度有什么关系？它对金属结晶后的晶粒大小有什么影响？50.列举几种实际生产中采用的细化铸造晶粒的方法。答：提高过冷度：过冷度T，N，GN/G增大，晶粒细化；变质处理：在液态金属中加入孕育剂或变质剂作为非自发晶核的核心，以细化晶粒和改善组织。振动，搅拌等51.试分析比较纯金属、固溶体、共晶体三者在结晶过程和显微组织上的异同点。：52.试分析含碳量为2.11%的铁碳含
7、金从液态冷却到室温时的平衡结晶过程，计算其室温组织组成物的相对含量，并判断其属于哪一类铁碳合金。53.有两块退火钢样经组织分析发现其中珠光体占80%，但硬度差别较大，请分别计算它们的含碳量。答：第一块属于亚共析钢，P%=（X-0.02）/（0.77-0.02）=80%，求出X=0.55，含碳量为0.55%。第二块属于过共析钢，P%=（6.69-X）/（6.69-0.77）=80%，求出X=1.95，含碳量为1.95%。54.画出T12钢的平衡组织和淬火组织示意图并标出组织，计算其平衡组织中各组织组成物的相对含量。55.现有两种铁-碳合金，其中一种合金的显微组织中珠光体量占75%，铁素体量占25
8、%；另一种合金的显微组织中珠光体量占92%，二次渗碳体量占8%。这两种合金各属于哪一类合金？其含碳量各为多少？答：第一种合金属于亚共析钢，P%=（X-0.0218）/（0.77-0.0218）=75%，求出X=0.54，含碳量为0.54%。第二种合金属于过共析钢，P%=（6.69-X）/（6.69-0.77）=92%，求出X=1.24，含碳量为1.24%。36.现有形状、尺寸完全相同的四块平衡状态的铁碳合金，它们的碳含量分别为0.2%，0.4%， 1.2%，3.5%的合金。根据你所学的知识，可有哪些方法区别它们？答：测量四块合金的硬度，其硬度随含碳量增加而升高。观察四块合金的金相，0.2%和0
9、.4%的合金均为亚共析钢，其组织为珠光体+铁素体，珠光体的量随含碳量增加而增加；1.2%的合金为过共析钢，其组织为珠光体+二次渗碳体；3.5%的合金为亚共晶白口铁，其组织为珠光体+二次渗碳体+低温莱氏体。观察四块合金与砂轮磨出的火花，随着含碳量的增加，流线数量和爆花数量都急剧增多，碳含量超过0.8%以后，增多的趋势逐渐缓和。37.根据铁碳相图解释下列现象： 含碳量1.0%的钢比含碳量0.5%的钢硬度高；在室温平衡状态下，含碳量为0.8%的钢比含碳量为1.2%的钢强度高；室温下莱氏体比珠光体塑性差。：1)含碳量1.0%的钢比含碳量0.5%的钢硬度高；钢由较软的铁素体和较硬的渗碳体组成，随着含碳量
10、的提高，钢中渗碳体的量提高，因此硬度提高。2)在室温平衡状态下，含碳量为0.8%的钢比含碳量为1.2%的钢强度高；钢的强度是典型的对组织敏感的性能指标，细密相间的两相组织珠光体具有较高的强度，因此提高珠光体的比例可改善钢的强度，而连续分布在原奥氏体晶界上的二次渗碳体将降低钢的强度。0.8%的钢中珠光体的比例高于1.2%的钢，同时1.2%的钢含有更多的二次渗碳体，故0.8%的钢比1.2%的钢强度高。3)室温下莱氏体比珠光体塑性差；室温下莱氏体Fe3C+P，即珠光体分布渗碳体相的基底上，而渗碳体基底的脆性极大，莱氏体表现为脆性的，几乎不能塑性变形。38.将含碳量分别为0.2%和0.6%的碳钢加热到
11、860，保温相同时间，使奥氏体均匀化，问哪一种钢奥氏体晶粒易粗大？为什么？：0.2%和0.6%的碳钢加热到860，均为完全奥氏体化，其奥氏体中的含碳量分别为0.2%和0.6%，由于奥氏体中C%晶粒长大，故含碳量为0.6%的碳钢奥氏体晶粒易粗大。39.试比较S和S、M和M在形成条件、金相形态与性能上的主要区别。答：形成条件金相形态性能特点S正火铁素体和渗碳体相间分布呈细层片状S的强度、硬度、韧性、塑性均高于SS淬火+高温回火细小弥散的渗碳体粒分布在铁素体基体（等轴晶）上M淬火低碳M呈板条状，高碳M呈针状（竹叶状）M保持了M的高硬度，同时降低了M的脆性及残余应力。M淬火+低温回火亚稳定的-Fe2.
12、4C碳化物分布于过饱和的（板条或针状）上40.试说明淬火钢回火的必要性。答：必要性淬火组织的问题：a.消除淬火应力，降低脆性b.稳定工件尺寸，由于M，残余A不稳定c.获得要求的强度、硬度、塑性、韧性。41.为什么钢淬火后回火是钢最有效的强化手段？答：淬火形成：固溶强化：过饱和C和Me，位错强化：高密度位错细晶强化：极细小、不同取向的马氏体束回火第二相强化：析出细小碳化物粒子基本保持了淬火态的细小晶粒、高密度位错及一定的固溶强化作用。42.确定下列钢件的退火方法及退火后的组织1)经冷轧后的15钢钢板。要求降低硬度2)65钢切削加工前3)改善T12钢的切削加工性能4)ZG35的铸造齿轮铸造后存在枝
13、晶偏析答：1）再结晶退火，退火后的组织F+P2）完全退火，退火后的组织F+P3）球化退火，退火后的组织球状渗碳体分布于铁素体基体上4）扩散退火，退火后的组织F+P43.指出下列工件的回火温度，并说明回火后的组织1)45钢轴2)60钢弹簧3)T12钢锉刀答：1）560600，回火后的组织S2）350-500，回火后的组织T3）150-250，回火后的组织M44.写出下列零件的最终热处理方式及其组织：(1)60Si2Mn弹簧；(2)高速钢车刀。答：60Si2Mn弹簧高速钢车刀最终热处理方式（各3分）淬火+中温回火淬火+550-570（600）回火三次最终组织（各2分）TM+K45.试说明表面淬火、
14、渗碳、氮化处理在适用钢种、性能、应用等方面的差别。答：适用钢种性能特点应用表面淬火通过快速加热，使刚件表面很快到淬火的温度，在热量来不及穿到工件心部就立即冷却，实现局部淬火。中碳钢、合金调质钢获得高硬度，高耐磨性的表面，而心部仍然保持的良好韧性。机床主轴，齿轮，发动机的曲轴等渗碳处理使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层，再经过淬火和低温回火，使工件的表面层具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。低碳钢、合金渗碳钢更高的表面硬度高的耐磨性和疲劳强度并保持心部有低碳钢淬火后的强韧性使工件能承受冲击载荷。飞机汽车和拖拉机等的机械零件如齿轮轴凸轮轴等。氮化处理指在一定温度（一般在AC1）以下，使活性氮原子渗入工件表面的化学热处理工艺。氮化温度低、变形小。中碳钢、合金调质钢优异的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性及耐高温。钻头、螺丝攻、挤压模、压铸模、鍜压机用鍜造模、螺杆、连杆、曲轴、吸气及排气活门及齿轮凸轮等46.钢的回火脆性有哪几类？其发生是否可逆？如何避免？答：回火脆性是指淬火钢回火后出现
