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1、机械工程材料复习思考题适用教材：于永泗，齐民. 机械工程材料(第七版) . 大连理工大学出版社 2007第一章 材料的性能1材料的力学性能主要有哪些？2简述低碳钢的应力应变曲线（分为几个阶段，各特征点表示什么含义）。第二章 材料的结构1体心立方晶格的密排面和密排方向各有那些？面心立方晶格呢？ 2与理想的晶体相比较，实际晶体在结构上有何特征？3为何晶粒越细，金属的强度、硬度越高，塑性、韧性越好？4 名词解释： 相 固溶体 金属化合物 固溶强化 弥散强化5 固态合金中的相分为几类？它们是如何定义的？（提示：晶格类型）6 铁素体、奥氏体和渗碳体哪些是固溶体，哪些是金属化合物，为什么？它们都是间隙型吗
2、？第三章 材料的凝固1为什么过冷是液态结晶的必要条件？液态结晶有那两种基本的形核方式？哪种形核方式需要的过冷度较小？在相同的过冷度下，哪种形核方式具有较高的形核率？2金属结晶的基本规律是什么？3名词解释：细晶强化4为了细化晶粒，是否应使液态金属冷得越快越好？试述理由。5什么是相图？制定相图的条件是什么？6哪些材料属于恒温凝固？哪些材料在某种温度范围内凝固？7在两相共存区，相成份的变化有何规律？8工业条件下有可能产生哪两类成份偏析？应如何消除？9碳在钢铁材料中有哪几种存在形态？10简述Fe-Fe3C相图中的两个基本反应，写出反应式并注明含碳量和温度。11指出下列组织的主要区别： 高温莱氏体与低温
3、莱氏体；共晶渗碳体，共析渗碳体，一次渗碳体，二次渗碳体，三次渗碳体。12含碳量对碳钢的力学性能有何影响？13熟练画出Fe-Fe3C相图，分析含碳量为3.5%、0.4%和1.3%的铁碳合金从液态缓冷至室温的结晶过程，并画出该合金在室温下的显微组织示意图。14依据Fe-Fe3C相图，说明产生下列现象的原因： 1.4%C的钢比0.9%C的钢的硬度高；室温下，0.9%C的钢比1.3%C的钢的抗拉强度高。15计算0.6%C的Fe-C二元合金平衡结晶时，其室温组织的相对量。16试计算：室温下，珠光体中铁素体和渗碳体的相对含量。17某优质碳素结构钢钢的试样经金相分析，其组织为铁素体加珠光体，其中珠光体的面积
4、约占40%。试判断其钢号。18计算平衡结晶时，3.2%C的铁碳合金，室温下，其组织的相对量。第四章 金属的塑性变形与再结晶1简述金属发生塑性变形的机理。2何谓冷变形强化（形变强化、加工硬化、冷变形硬化）？原因何在？它在工程上有何利弊？3什么是锻造流线？它有何特性？它给材料的力学性能带来什么影响？4将弹簧钢丝冷绕成形后，为何要进行回复退火？5试分析再结晶与重结晶有何相同之处？有何不同之处？工业上如何利用再结晶？6在20的室温下，一块纯锡（熔点232）被枪弹击穿。弹孔周围的晶粒有何特征？试说明原因。7金属塑性变形为何会造成残余应力？残余应力有何利弊？8将塑变后的金属置于再结晶温度下长时间保温或继续
5、升到较高的温度，金属的晶粒为什么会长大？对材料的力学性能会带来什么影响？第五章 钢的热处理1填空题共析钢加热时，其A体化过程包括（ ）、（ ）、（ ）和（ ）四个基本阶段。当钢中发生过冷A体M体转变时，原A体中含碳量越高，则Ms越（ ），转变后的AR量越（ ）。亚共析钢的淬火温度范围是（ ），过共析钢的淬火温度范围是（ ）。钢的淬透性越高，则C曲线的位置越（ ），临界冷却速度越（ ）。共析钢的临界冷却速度比亚共析钢（ ），比过共析钢（ ）。采用感应加热表面淬火时，所选择的电流频率越高，则工件的淬硬层深度越（ ），原因是（ ）。2试述选择过共析钢淬火加热温度范围的理由。3判断下列说法是否正确，如
6、不正确则请更正，并说明理由：除Co和2.5%Al外，所有的AE(Alloy Elements)都使C曲线左移，钢的淬透性随之下降。完全退火适用于过共析钢。对过共析钢进行正火的目的是调整硬度，改善切削加工性。M体的硬度主要取决于过冷A体的冷却速度。直径为10mm的45钢棒料，加热到850投入盐水中，其显微组织为：马氏体。M体转变时，钢的体积将因急剧冷却而会发生收缩。在切削加工前对低碳钢进行正火处理可以调整其硬度，改善切削加工性。对工件进行表面淬火后，还须进行高温回火。4试述下列组织在来源（获得的方法）、组织形貌和力学性能上有何不同？M体与M回； S体与S回。5两把T12车刀，现将1号刀加热到78
7、0，2号刀加热到950，保温后，水冷至室温。请分析：哪把车刀的M体组织粗大？哪把车刀的M体含碳量较高？哪把车刀中的AR较多？你认为哪个淬火加热温度合适？为什么？6为什么对合金钢件，通常采用油冷方式进行淬火？而对碳钢件常用水冷方式淬火？7在对工具钢毛坯件进行切削加工前，通常须进行何种热处理？目的是什么？得到何种组织？8为何经M体淬火后的钢必须进行回火？9分别述叙：45钢在淬火前（正火状态）、淬火后和高温回火后的组织情况，及调质后的力学性能；T10钢在淬火前（球化退火状态）、淬火后和低温回火后的组织情况，及低温回火后的力学性能。10 什么是调质？目的是什么？得到什么组织？什么钢适合于调质？试述理由
8、。11什么是淬火应力？对需要淬火的零件，在设计时有哪些要求？12试比较下列钢的淬透性和淬硬性： 20钢与60钢； T8钢与T13钢。13为何过冷A体：在等温冷却条件下M体转变量只与冷却温度有关？在连续冷却条件下，M体转变量与冷却速度有关？14采用20钢进行高频感应淬火是否合适？为什么？采用45钢（或65Mn、T10钢）进行渗碳处理是否合适？为什么？15表面淬火与渗碳处理有何相同？有何不同？各适合于处理什么钢？ （提示：相同之处工件的性能要求上；工艺上都需要淬火加低温回火。不同之处表层化学成份；对象上，中载与重载、冲击；工艺上，表面淬火与整体淬火。）16选用碳素钢（具体牌号）制造下列零件，并拟定
9、各零件的加工路线： 锉刀； 沙发弹簧； 车床主轴； 錾子；汽车变速齿轮； 轻型卡车的弹簧钢板。第六章 工业用钢1.熟练掌握各类合金钢的典型钢号、成份特点和主加AE的作用。1.典型钢号：Q235(又称A3钢，武汉长江大桥)碳素结构钢、45、65、65Mn优质碳素结构钢、Q345AE（16Mn，南京长江大桥）低合金高强度结构钢、20CrMnTi、18Cr2Ni4WA（渗碳钢）、45、40Cr、40CrNiMoA调质钢、65Mn、60Si2Mn、50CrVA弹簧钢、GCr15滚动轴承钢、ZGMn13高锰钢，耐磨钢，A钢、W18Cr4V（0.70.8%C）、W6Mo5Cr4V2（0.80.9%C）高速
10、钢、T713（A）碳素工具钢、9SiCr、CrWMn低合金工具钢、Cr12和Cr12MoV冷作模具钢 、5CrNiMo、5CrMnMo、3Cr2W8V热作模具钢，中碳合金工具钢、T1012（A）、CrWMn、GCr15可作量具用钢、Cr13型(M不锈钢)、1Cr17和1Cr28（F不锈钢）、1Cr18Ni9和1Cr18Ni9Ti（A不锈钢），无磁性、HT150、QT700-2铸铁、ZG200-400铸钢2.与普通碳素结构钢相比，低合金高强度结构钢有何优点？3.哪些钢按化学成份编号，哪些钢按力学性能编号？试分析原因。4.渗碳钢、弹簧钢、调质钢的回火各有何特点？5.试解释下列现象：高速钢的钢锭在使
11、用前必须反复锻造；高速钢热锻后必须缓冷；高速钢淬火后必须进行三次高温回火。6.刃具钢、热作模具钢、冷作模具钢和量具钢在性能要求上有何不同？7.如果热处理不当，为什么量具在长期的保存和使用过程中会发生尺寸变化？应如何防止？8.试述强化金属材料的基本方法。（提示：四种。）9.试从合金化的角度分析：提高钢的耐蚀性的基本途径。（提示：电极电位，单相组织，钝化作用）10.依据编号原则，判断下列钢铁材料的类别，估算其主要的化学成份或力学性能。并对其中高级优质者给予注明。序号牌 号材 料 类 别平均C%主 要 A E 含 量 （%）或 力 学 性 能备 注19SiCr2Q345-D3GCr15440Cr56
12、5Mn620Cr760Si2Mn8W18Cr4V91Cr18Ni9Ti105CrNiMo11Cr121245133Cr13143Cr2W81565Mn16CrWMn17ZGMn1318W6Mo5Cr4V219T10A2050CrVA21ZG200-40011.现有下列牌号的钢：20CrMnTi； W18Cr4V； 5CrNiMo； 60Si2Mn； Q345；1Cr13； 40Cr； 1Cr18Ni9Ti； GCr15； Cr12MoV。请按下列用途，选用上述钢号：制造普通车床的齿轮，应选用（ ）；制造汽车板簧应选用（ ）；制造滚动轴承应选用（ ）； 制造盘形铣刀应选用（ ）；制造大桥衍架应选
13、用（ ）； 制造大尺寸冷作模具应选用（ ）；制造重载变速齿轮应选用（ ）； 制造热锻模钢应选用（ ）；制造手术刀应选用（ ）； 制造耐热（或耐酸）罐体应选用（ ）。12.制造下列零件，请选择材料（具体牌号），并拟定其加工路线：(1)沙发螺旋弹簧(2)汽车板簧(3)连杆、主轴、普通齿轮(4)普通车床变速齿轮(5)重载变速齿轮(6)铣刀、齿轮滚刀(7)锉刀(8)錾子(9)精密量具第七章 铸铁1铸铁中C的主要存在形式有哪两种？据此，铸铁可分为几种？2 影响铸铁石墨化的主要因素是什么？铸铁中C、Si的含量范围是什么？3决定铸铁力学性能的两大因素是什么？4 HT300、QT600-3、KTH300-06分别表示什么意思？5 灰铸铁可否进行表面淬火？若能，其目的是什么？6 依据石墨的形态，铸铁可分为哪几种？可锻铸铁可以锻造否？复习思考题答案第二章 材料的结构2 多晶体结构；具有晶体缺陷。第三章 材料的凝固1只有“过冷”，才会存在相变驱动力，即能量条件。自发形核和非自发形核。非自发形核需要的过冷度较小。非自发形核。2 能量条件：过冷度。阶段性：形核、晶核长大。4 否。如果过冷度超过一定的限度后，晶粒可能变粗。5 相图是表示合金系中各合金在极其缓慢的冷却条件
