工程材料学学期期末考试试题A及详解答案重点.docx
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工程材料学学期期末考试试题A及详解答案重点
匚程材料学学期期末考试试题(A)及详解答案
共5页第1页
、名词解释:
(每小题2分,共10分)珠光体:
过冷度:
合金:
本质晶粒度:
调质:
、填空题:
(每空0.5分,共20分)
配位数是.
4.
液态金属进行铸造时,为达到细化晶粒的目的而加入其它物质作为人工晶核的处理方法称
5.
金属材料的强化机制有.
、和
6.
金属塑性变形的基本方式有
两种。
7.
冷变形金属经重新加热时,根据组织与性能的变化,大体可以分为别
和.
三个阶段。
11.45钢调质和正火两种热处理工艺所得到的组织分别为
而淬硬性好的钢是.
12.20CrMnTi钢和T10钢淬火后比较,淬透性好的钢是.
用是.
1分,共10分)
判断题:
(在题后括号内将正确的划2,错误的划X。
每小题
2.
3.
固溶体的晶体结构与组成它的溶剂元素的晶体结构相同。
晶体缺陷使晶格产生畸变,所以缺陷越多对材料的性能危害越大。
4.
由液体冷却凝固成固体的过程都是结晶过程。
5.
杠杆定律只适用于两相区。
6.
移。
8.热加工与冷加工的主要区别在于是否对变形金属加热。
9.过共析钢为消除网状渗碳体应进行正火处理。
10.可锻铸铁能够进行锻造。
四、简答题(每小题5分,共20分)
行拉伸试验时,滑移将沿以上的哪个晶面及晶向进行?
金属晶体中,原子排列最紧密的晶面间的距离最小,结合力大,所以这些晶面间难以发生滑
2.为什么钳工锯T10,T12等钢料时比锯10,20钢费力,锯条容易磨钝?
五、
八、
3.奥氏体不锈钢的晶间腐蚀是怎样产生的?
如何防止?
4.低碳钢渗碳表面化学热处理的温度范围是多少?
温度选择的主要理由是什么?
请用直线将下列材料牌号与典型应用零件及热处理工艺连接起来。
(每小题2分,共10分)
材料牌号
应用零件
热处理工艺
HT250
弹簧
调质+氮化
Cr12MoV
飞机起落架
固溶+时效
7A04(LC9)
机车曲轴
自然时效(退火)
65Mn
冷冲模
淬火+中温回火
38CrMoAI
机床床身
淬火+低温回火
某工厂仓库积压了许多退火状态的碳钢,由于钢材混杂,不知道钢的化学成分,现找出其
中一根,经金相分析后,发现其组织为珠光体+铁素体,其中铁素体占80%,回答以下
问题:
(每小题4分,共12分)
求该钢的含碳量:
汁算该钢组织中各相组分的相对百分含址;
画出其组织示意图,并于图中标出各组织组分的名称。
七、车床主轴要求轴颈部位的硬度为56~58HRC,其余地方的硬度为20~24HRC,制订的
机加工T轴颈表面淬火T低温回火T磨削。
请说明:
(每小题2分,共10分)
正火的目的及其大致工艺;
表面淬火的目的及大致处理工艺;
低温回火的目的及大致工艺;
八.将ffimm勺T8钢(共析钢)加热至760C并保温足够时间,问采用什么样的冷却工艺可得到如下组织:
珠光体,索氏体,下贝氏体,马氏体+少量残余奥氏体;在C曲线上画出工
艺曲线示意图。
(每小题2分,共8分)
参考答案及评分标准
、名词解释:
(每小题2分,共10分)珠光体:
铁素体和渗碳体成片层相间的机械混合物。
过冷度:
金属的实际结晶温度低于其理论结晶温度,理论结晶温度与实际结晶温度的差值称为
过冷度。
合金:
通过熔炼,烧结或其它方法,将一种金属元素同一种或几种其它元素结合在一起所形成
的具有金属特性的新物质,称为合金。
本质晶粒度:
在规定的加热条件下,奥氏体晶粒长大的倾向性。
调质处理:
淬火后的高温回火。
二、填空题:
(每空0.5分,共20分)
固溶强化,弥散强化,细晶强化,形变强化。
滑移,孪生。
共晶转变,共析转变。
奥氏体,铁素体,渗碳体,液体。
10.硅(Si),锰(Mn);磷(P),硫(S)。
11.回火索氏体(或S回),索氏体(或S)。
12.20CrMnT,T10。
13.强化铁素体;提高淬透性。
14.灰口铸铁;最低抗拉强度300MPa,砾光体页第2页
15.硬铝合金,a+P型钛合金三、判断题:
(每小题1分,共10分)1.X,2.V,3.X,4.X,5.V,6.X,7.V,8.X,9.V,10.X。
四、简答题(每小题5分,共20分)
1.
纯铁在室温下为体心立方晶体结构,滑移系为{110}XV111>,所以应该沿上述(011)晶
面的[1~1]晶向滑移。
(1分,可不答理由)。
晶面、晶向标注各1分。
2.答:
T10,T12属于碳素工具钢,含碳量为1.0%,1.2%,因而钢中渗碳体含量高,钢的硬度较高;而10,20钢为优质碳素结构钢,属于低碳钢,钢的硬度较低,因此钳工锯
T10,T12等钢料时比锯10,20钢费力,锯条容易磨钝。
3.奥氏体不锈钢在约600oC工作时,从A体晶界析出Cr23C3碳化物,造成晶界附近基
体贫铬,当贫铬区含铬量低于12%寸,电位显著下降,造成晶间腐蚀。
使钢
的强度和塑性急剧下降。
(3分)
防止晶间腐蚀的方法:
1)降低钢的含碳量,以尽可能少的形成Cr23C6o(1分)
2)在钢中加入强碳化物形成元素钛、铌,使钢中的碳优先形成TiC或NbC而不形成Cr23C6o
(1分)
4.①低碳钢渗碳处理的温度在900~950C(或Ac3以上50~80C)o(2分)
2选择的主要理由是应在单相丫区,因为丫的碳的溶解度大,而a相的碳的溶解度最大仅
(2分);但温度也不能太高,否者易
0.0218o因此只有在单相丫区才能获得较高的表面碳浓度
形成粗大的奥氏体晶粒而降低力学性能(1分)。
六、解答:
(每小题4分,共12分)
1
0.77%,因此:
.根据珠光体含量求出该碳钢室温下的含碳量:
室温下铁素体的含碳量可忽略不计,而珠光体的含碳量为
含碳量C=0.77%X20%=0.154%
②.该碳钢室温下的相组成为F+Fe3C
F=(6.69-0.154)/6.69=97.7%
Fe3C=1-F=2.3%
珠光体CP)
專hWJ
七、(每小题2分,共10分)①.45钢(或其它中碳合金钢);
②.目的是为了获得主轴整体所要求的硬度20~24HRC及其他机械性能,并便于加工(1
分);工艺是:
加热到850r左右保温,然后空冷。
(1分)
3.目的是为了获得轴颈部56~58HRC的硬度要求(1分);工艺是采用高频感应加热至830r左右,然后迅速在水中冷却(1分)。
4.目的是降低淬火后工件的残余应力(1分);工艺是在170~200r加热并保温(1分)。
④.轴颈部为回火马氏体(1分),其余地方为珠光体或索氏体(1分)。
八、(每小题2分,共8分)答:
(1)珠光体:
冷却至A1线~650r范围内等温或连续冷却下来得到珠光体组织。
索氏体:
冷却至650〜600r温度范围内等温或连续冷却下来得到索光体组织。
下贝氏体:
冷却至35or〜MS温度范围内等温冷却下来得到下贝氏体组织。
马氏体+少量残余奥氏体:
以大于获得马氏体组织的最小冷却速度连续冷却获得马
氏体+少量残余奥氏体。
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