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1、长春理工大学Changchun University of Science and Technology 工程材料习题第一章1.1 晶体与非晶体的本质区别是什么？单晶体为何有各向异性？而实际金属却表现为各向同性？1.2 作图表示立方晶系（211）、（）、（）、（）、（）、（236）晶面与、123晶向。1.3 立方晶系中，120、123晶面族包括哪些晶面？1.4 铜和铁室温下的晶格常数分别为0.286和0.3607，求1铁和铜中的原子数。1.5 常见的金属晶体典型结构有哪几种？、各属何种晶体结构？l.6 分析纯金属冷却曲线中出现“过冷现象”和“平台”的原因。1.7 液态金属过冷提供了结晶的驱动力
2、，所以只要有过冷就可以形核，试分析此种说法是否正确？1.8 凝固时典型金属晶体生长具有何种长大机制？何种条件下，纯金属晶体长大后会得到树枝晶？1.9 说明过冷（或过冷度）对晶粒细化的影响、如何理解降低浇注温度对晶粒细化的作用。1.10 试说明布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度的应用范围及相互关系。1.11 试分析钨（熔点3380）和铁（熔点1538）在1100变形，铅（熔点323）和锡（熔点232）在室温（20）变形，能否发生加工硬化现象？1.12 发动机曲轴毛坯的加工方法为锻造，试问锻造前为什么要将坯料加热？1.13 指出面心立方金属中位于（111）和（）滑移面上每一个滑移方向的晶向指数（作图并标
3、出）。1.14 某面心立方晶体001晶向的拉伸应力达到 20MPa时，（111）、滑移系上位错开始滑移，求临界分切应力。1.15 说明滑移和孪生的主要区别？1.16 一块厚金属板冷弯180后进行再结晶退火，试画出纵截面上显微组织示意图。第二章2.1 什么是固溶强化？造成固溶强化的原因是什么？2.2 合金相图反映一些什么关系？应用时要注意什么问题？2.3 为什么纯金属凝固时不能呈枝晶状生长，而固溶体合金却可能呈枝晶状生长？2.4 30纯铜与20纯镍熔化后慢冷至125O，利用图2.3的相图，确定：合金的组成相及相的成分；相的质量分数。2.5 示意画出图2.8中过共晶合金（假设=70）平衡结晶过程的
4、冷却曲线。画出室温平衡组织示意图，并在相图中标注出组织组成物。计算室温组织中组成相的质量分数及各种组织组成物的质量分数。2.6 铋 （）熔点为271.5，锑 （）熔点为630.7，两组元液态和固态均无限互溶。缓冷时50的合金在520开始析出成分为87的固相，80的合金在400时开始析出64的固相,由以上条件: 示意绘出相图，标出各线和各相区名称； 由相图确定= 40合金的开始结晶和结晶终了温度，并求出它在400时的平衡相成分和相的质量分数。2.7 若合金相图（图2.8）中、点的合金成分分别是等于2、19、61、97和99。问在下列温度（）时，30的合金显微组织中有哪些相组成物和组织组成物？它们
5、的相对质量百分数是否可用杠杆定律计算？是多少？=300；刚冷到183共晶转变尚没开始；在183共晶转变正在进行中；共晶转变刚完，温度仍在 183时；冷却到室温时（20）。2.8 固溶体合金和共晶合金其力学性能和工艺性能各有什么特点？2.9 纯金属结晶与合金结晶有什么异同？2.10 为什么共晶线下所对应的各种非共晶成分的合金也能在共晶温度发生部分共晶转变呢？2.11 某合金相图如图2.20所示，标上-区域中存在的相;标上，区域中的组织。相图中包括哪几种转变？写出它们的反应式。图2.20 题2.11图 图2.21 题2.12 图2.12 发动机活塞用合金铸件制成，根据相图（图2.21），选择铸造用
6、合金的合适成分，简述原因。第三章3.1 对某一碳钢（平衡状态）进行相分析，得知其组成相为80和20，求此钢的成分及其硬度。3.2 计算铁碳含金中的最大可能含量。3.3 计算低温莱氏体中共晶渗碳体、和共析渗碳体的含量。3.4 有一碳钢试样，金相观察室温平衡组织中，珠光体区域面积占93，其余为网状，与密度基本相同，室温时的含碳量几乎为零。试估算这种钢的含碳量。3.5 亚共析钢的力学性能大致是其组织组成物平均值，例如硬度80240，数字为、 的硬度，、为组织中、的含量。试估算含碳量为0.4的碳钢的硬度（）、抗拉强度（）、伸长率（）。3.6 含碳量增加，碳钢的力学性能如何变化并简单分析原因。3.7 同
7、样形状的一块含碳量为0.15的碳钢和一块白口铸铁，不作成分化验，有什么方法区分它们？3.8 用冷却曲线表示点成分的铁碳合金的平衡结晶过程，画出室温组织示意图，标上组织组成物，计算室温平衡组织中组成相和组织组成物的相对重量。3.9 10含3.5的铁碳含金从液态缓慢冷却到共晶温度（但尚未发生共晶反应）时所剩下的液体的成分及重量。第四章4.1 再结晶和重结晶有何不同？ 4.2 说明共析钢C曲线各个区、各条线的物理意义，并指出影响C曲线形状和位置的主要因素。4.3 何谓钢的临界冷却速度？它的大小受哪些因素影响？它与钢的淬透性有何关系？4.4 亚共析钢热处理时快速加热可显著地提高屈服强度和冲击韧性，是何
8、道理？4.5 加热使钢完全转变为奥氏体时，原始组织是粗粒状珠光体为好，还是以细片状珠光体为好？为什么？4.6 简述各种淬火方法及其适用范围。4.7 马氏体的本质是什么？它的硬度为什么很高？是什么因素决定了它的脆性？4.8 淬透性和淬透层深度有何联系与区别？影响钢件淬透层深度的主要因素是什么？4.9 分析图4.19的实验曲线中硬度随碳含量变化的原因。图中曲线1为亚共析钢加热到以上，过共析钢加热到以上淬火后，随钢中碳含量的增加钢的硬度变化曲线；曲线2为亚共析铜加热 到以上，过共析钢加热到以上淬火后，随钢中碳含量的增加钢的硬度变化曲线；曲线3表示随碳含量增加，马氏体硬度的变化曲线。 4.10共析钢加
9、热到相变点以上，用图4.20所示的冷却曲线冷却，各应得到什么组织？各属于何种热处理方法？ 图4.19 题4.9图图4.20 题4.10图 图4.21 题4.11图4.11 12钢加热到以上，用图4.21所示各种方法冷却，分析其所得到的组织。4.12 正火与退火的主要区别是什么？生产中应如何选择正火与退火？4.13 确定下列钢件的退火方法，并指出退火目的及退火后的组织：经冷轧后的15钢板，要求降低硬度；35的铸造齿轮； 锻造过热的60钢锻坯； 4.14 说明直径为10的45钢试样经下列温度加热、保温并在水中冷却得到的室温组织；700，760，840，1100。4.15 指出下列工件的淬火及回火温
10、度，并说出回火后获得的组织。45钢小轴（要求综合机械性能好）；60钢弹簧；12钢锉刀。4.16 用10钢制造形状简单的车刀，其工艺路线为：锻造热处理机加工热处理磨加工。 写出其中热处理工序的名称及作用。制定最终热处理（即磨加工前的热处理）的工艺规范，并指出车刀在使用状态下的显微组织和大致硬度。 4.17 低碳钢（0.2）小件经930，5渗碳后，表面碳含量增至1.0，试分析以下处理后表层和心部的组织： 渗碳后慢冷；渗碳后直接水淬并低温回火；由渗碳温度预冷到820，保温后水淬，再低温回火；渗碳后漫冷至室温，再加热到780，保温后水淬，再低温回火。4.18 调质处理后的40钢齿轮，经高频加热后的温度
11、分布如图4.22所示，试分析高频加热水淬后，轮齿由表面到中心各区（，）的组织变化。 图4.22 题4.18图 第五章5.1 轴承钢为什么要用铬钢？为什么对非金属夹杂限制特别严格。5.2 哪些钢种具有二次硬化现象？起主要作用的元素有哪些？回火工艺有哪些特点？5.3 在含碳量相同的条件下：为什么大多数合金钢的奥氏体化加热温度比碳素钢的高？为什么含、等合金钢的回火稳定性比碳素钢的高？5.4 为什么弹簧钢以硅为重要的合金元素？为什么要进行中温回火？5.5 请安排用钢制造齿轮的工艺路线，并指出其热处理特点。5.6 试就下列四个钢号：，65，讨论如下问题：在加热温度相同的情况下，比较其淬透性和淬硬性，并说
12、明理由；各种钢的用途，热处理工艺，最终的组织。5.7 一根截面为30的轴，受中等交变载荷作用，要求表面有较高的耐磨性，心部有较高的强度和韧性，有以下材料可供选择: 安排大致的热处理工艺路线；综合编制加工工艺流程。5.8 有两种高强螺栓。一种直径为10，另一种直径为30，都要求有较高的综合机械性能：800，。试问应选择什么材料及热处理工艺？5.9 制造量具的钢有哪几种？有什么要求？热处理工艺有什么特点？5.10 甲、乙两批25钢棒料，金相组织相同，甲料硫的含量为0.230.29，乙料为0.0360.045，问哪一批棒料加工性能好，为什么？5.11 钢的约为 820，若以一般工具钢3050的常规方
13、法来确定其淬火加热温度，最终热处理后能否达到高速切削刀具所要求的性能？为什么？其实际淬火温度是多少？ 钢刀具在正常淬火后都要进行560三次回火，这又是为什么？5.12 、中铬的含量皆大于12，是否都是不锈钢？为什么？5.13 为什么高锰钢ZGMnl3的耐磨性与韧性皆较好？5.14 指明下列钢号属于哪一类钢？大致的含碳量和化学成分？常用的热处理方法？主要用途？15、65Mn、。5.15 试分析钢和钢中的作用。5.16 试分析珠光体、马氏体和奥氏体耐热钢提高强度的主要手段。5.17 试分析合金元素 在，等钢中的作用。第六章6.1 铝合金性能有哪些特点？铝合金可以分为哪几类？试根据二元铝合金一般相图
14、说明其依据。 6.2 硬铝合金的热处理有什么特点？实际操作时要注意哪些问题？6.3 铜合金性能有哪些特点？铜合金可以分为哪几类？铜合金的强化有哪几种途径？6.4 什么是硅铝明？为什么硅铝明具有良好的铸造性能？硅铝明采用变质处理的目的是什么？6.5 画出下列材料的组织，标明组织组成物。ZL102铸态（未变质处理）、ZL102铸态（变质处理后）、H62退火状态、锡基巴氏合金ZSnSb11Cu6铸态。6.6 滑动轴承合金的工作条件和必备的性能如何？6.7 指出下列合金的名称、化学成分、主要性质和作用：LF21、LY11、LC4、LD6、ZL201、ZL401、ZCuSnl0P1、ZCuSn5Pb5Sn5。6.8 分析4Cu的Al-Cu合金固溶处理与45钢淬火两种工艺的不同点及相同点。6.9 画出经固溶处理后的含4Cu的Al-Cu合金的自然时效曲线图。6.10 说出下列材料的类别，各举一个应用实例：LY12，ZL102，H62，ZSnSb11Cu6，QBe2。例如：LF11，防锈铝合金，可制造油箱。（二）作业布置课内习题：第一章作业1-1. 晶体与非晶体的本质区别是什么？单晶体为何有各向异性而实际金
