机械工程材料课后习题答案 (2)
1．解释下列名词
点缺陷，线缺陷，面缺陷，亚晶粒，亚晶界，刃型位错，单晶体，多晶体，
过冷度，自发形核，非自发形核，变质处理，变质剂。
答：点缺陷：原子排列不规则的区域在空间三个方向尺寸都很小，主要指空位间隙原子、置换原子等。
线缺陷：原子排列的不规则区域在空间一个方向上的尺寸很大，而在其余两个方向上的尺寸很小。如位错。
面缺陷：原子排列不规则的区域在空间两个方向上的尺寸很大，而另一方向上的尺寸很小。如晶界和亚晶界。
亚晶粒：在多晶体的每一个晶粒内，晶格位向也并非完全一致，而是存在着许多尺寸很小、位向差很小的小晶块，它们相互镶嵌而成晶粒，称亚晶粒。
亚晶界：两相邻亚晶粒间的边界称为亚晶界。
刃型位错：位错可认为是晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体的局部滑移而造成。滑移部分与未滑移部分的交界线即为位错线。如果相对滑移的结果上半部分多
出一半原子面，多余半原子面的边缘好像插入晶体中的一把刀的刃口，故称
“刃型位错”。
单晶体：如果一块晶体，其内部的晶格位向完全一致，则称这块晶体为单晶体。
多晶体：由多种晶粒组成的晶体结构称为“多晶体”。
过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度。
自发形核：在一定条件下，从液态金属中直接产生，原子呈规则排列的结晶核心。
非自发形核：是液态金属依附在一些未溶颗粒表面所形成的晶核。
变质处理：在液态金属结晶前，特意加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶时的晶核数目大大增加，从而提高了形核率，细化
晶粒，这种处理方法即为变质处理。
变质剂：在浇注前所加入的难熔杂质称为变质剂。
固溶强化：通过溶入某种溶质元素形成固溶体而使金属的强度，硬度升高的现象叫做固溶强化
原因：晶格畸变
过冷度与冷却速度有何关系？它对金属结晶过程有何影响？对铸件晶粒大小有何影响？答：①冷却速度越大，则过冷度也越大。②随着冷却速度的增大，则晶体内形核率和长大速
度都加快，加速结晶过程的进行，但当冷速达到一定值以后则结晶过程将减慢，因为这时原子的扩散能力减弱。③过冷度增大，ΔF大，结晶驱动力大，形核率和长大速度都大，且N的增加比G增加得快，提高了N与G的比值，晶粒变细，但过冷度过大，对晶粒细化不利，结晶发生困难。
9.在铸造生产中，采用哪些措施控制晶粒大小？在生产中如何应用变质处理？
答：①采用的方法：变质处理，钢模铸造以及在砂模中加冷铁以加快冷却速度的方法来控制晶粒大小。②变质处理：在液态金属结晶前，特意加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶时的晶核数目大大增加，从而提高了形核率，细化晶粒。③机械振动、搅拌。
10.试比较共析碳钢过冷奥氏体等温转变曲线与连续转变曲线的异同点。
答：首先连续冷却转变曲线与等温转变曲线临界冷却速度不同。其次连续冷却转变曲线位于等温转变曲线的右下侧，且没有C曲线的下部分，即共析钢在连续冷却转变时，得不到贝氏体组织。这是因为共析钢贝氏体转变的孕育期很长，当过冷奥氏体连续冷却通过贝氏体转变区内尚未发生转变时就已过冷到点而发生马氏体转变，所以不出现贝氏体转变。
M
s
5.珠光体类型组织有哪几种？它们在形成条件、组织形态和性能方面有何特点？
答：（1）三种。分别是珠光体、索氏体和屈氏体。
（2）珠光体是过冷奥氏体在550℃以上等温停留时发生转变，它是由铁素体和渗碳体组成的片层相间的组织。索氏体是在650～600℃温度范围内形成层片较细的珠光体。屈氏体是在600～550℃温度范围内形成片层极细的珠光体。珠光体片间距愈小，相界面积愈大，强化作用愈大，因而强度和硬度升高，同时，由于此时渗碳体片较薄，易随铁素体一起变形而不脆断，因此细片珠光体又具有较好的韧性和塑性。
23.指出下列工件的淬火及回火温度，并说明其回火后获得的组织和大致的硬度：
（1）45钢小轴（要求综合机械性能）；
（2）60钢弹簧；
（3）T12钢锉刀。
答：（1）45钢小轴（要求综合机械性能），工件的淬火温度为850℃左右，回火温度为500℃～650℃左右，其回火后获得的组织为回火索氏体，大致
的硬度25～35HRC。
选择下列零件的热处理方法，并编写简明的工艺路线（各零件均选用锻造毛坯，并且钢材具有足够的淬透性）：
（1）某机床变速箱齿轮（模数m=4），要求齿面耐磨，心部强度和韧性要求不高，材料选用45钢；
（2）某机床主轴，要求有良好的综合机械性能，轴径部分要求耐磨（HRC 50-55），材料选用45钢；
（3）镗床镗杆，在重载荷下工作，精度要求极高，并在滑动轴承中运转，要求镗杆表面有极高的硬度，心部有较高的综合机械性能，材料选用
38CrMoALA。
答：（1）下料→锻造→正火→粗加工→精加工→局部表面淬火+低温回火→精磨→成品
（2）下料→锻造→正火→粗加工→调质→精加工→局部表面淬火+低温回火→精磨→成品
（3）下料→锻造→退火→粗加工→调质→精加工→氮化→研磨→成品
（2）60钢弹簧，工件的淬火温度为850℃左右，回火温度为350℃～500℃左右，其回火后获得的组织为回火屈氏体，大致的硬度40～48HRC。
（3）T12钢锉刀，工件的淬火温度为780℃左右，回火温度为150℃～250℃，其回火后获得的组织为回火马氏体，大致的硬度60HRC。
合金钢和碳素钢相比，具有哪些特点？
（1）合金钢的淬透性高
(2)合金钢回火抗力高
碳钢淬火后，只有经低温回火才能保持高硬度，若其回火温度超过200℃，其硬度就显著下降。即回火抗力差，不能在较高的温度下保持高硬度，因此对于要求耐磨，切削速度较高，刃部受热超过200℃的刀具就不能采用碳钢
制作而采用合金钢来制作。
(3)合金钢能满足一些特殊性能的要求
如耐热性、耐腐蚀性、耐低温性（低温下高韧性）。
18 、指出下列钢类别，用途，碳及合金元素的主要作用
和热处理特点。
（ 1 ）、20CrMnTi ：渗碳钢。用于承受较强烈的冲
击作用和受磨损的条件下进行工作的零件。0 ． 2 ％
的碳含量保证了渗碳零件的心部具有良好的韧性和塑性，Cr、Mn、Ti等合金元素所起的主要作用是增加钢
的淬透性，提高钢的心部的强度。另外，少量的Ti可形
成稳定的合金碳化物，起到细化晶粒、抑制钢件在渗碳
时发生过热的作用。渗碳钢的主要热处理工序一般是在
渗碳之后再进行淬火和低温回火。处理后零件的心部为
具有足够强度和韧性的低碳马氏体组织，表层为硬而耐
磨的回火马氏体和一定量的细小碳化物组织。
（ 2 ）、40MnVB ：调质钢。这类钢在多种负荷下工作，受力情况比较复杂的重要零件，要求具有高强度与
良好的塑性及韧性的配合，即具有良好的综合机械性能。
0 ．4 ％的含碳量保证调质钢零件获得良好的综合机
械性能；合金元素的加入，主要是为了提高钢的淬透性
及保证强度和韧性而加入的。调质钢经过调质热处理后
得到回火索氏体组织。调质钢零件，通常除了要求有良
好的综合机械性能外，往往还要求表面有良好的耐磨性。为此，经过调质热处理的零件往往还要进行感应加热表
面淬火。如果对表面耐磨性能的要求极高，则需要选用
专门的调质钢进行专门的化学热处理。
（ 3）、60Si2Mn ：弹簧钢。用于通过弹性变形储存能量，从而传递力和机械运动或缓和机械振动与冲击，如
汽车、火车上的各种板簧和螺旋弹簧、仪表弹簧等，要
求必须具有高的弹性极限。0.6％的含碳量为了保证弹
簧的强度要求；合金元素的主要作用是提高钢的淬透性
和回火稳定性，强化铁素体和细化晶粒，从而有效地改
善了弹簧钢的力学性能。淬火后中温回火，得到回火屈
氏体组织。
（ 4）、9Mn2V（5）、Crl2MoV：冷作模具钢。用来制造
在冷态下使金属变形的模具钢种。为了保证模具经过热
处理后获得高硬度和高耐磨性，冷作模具钢含有比较高
的碳量。加入的合金元素，其作用主要是为了提高钢的
淬透性，耐磨性及减少变形等。热处理采用淬火+低温回
火的热处理工艺。
（ 6）、5CrNiMo：热作模具钢。用来制造在受热状态下
对金属进行变形加工的模具用钢。碳：0.50％C，保证
一定的强度、硬度和耐磨性；铬：主要是提高淬透性，
并能提高回火稳定性，形成的合金碳化物还能提高耐磨
性，并使钢具有热硬性；镍：镍与铬共同作用能显著提
高淬透性，镍固溶于铁素体中，在强化铁素体的同时还
增加钢的韧性。锰：在提高淬透性方面不亚于镍，但
Mn固溶于铁素体中，在强化铁素体的同时使钢的韧性
有所降低。钼：其主要作用是防止产生第二类回火脆性。
另外钼也有细化晶粒，增加淬透性，提高回火稳定性等
作用。热处理采用淬火+低温回火的热处理工艺。
（ 7）、1Crl3：马氏体型不锈钢。用于要求韧性较高与受
冲击载荷下的耐腐蚀的结构钢零件。铬：能在阳极区表
面上形成一层富Cr的氧化物保护膜，这层氧化膜会阻碍
阳极区域的电化学反应，并能增加钢的电极电位而使其
电化学腐蚀过程减缓，从而使含铬不锈钢获得一定的耐
蚀性。热处理采用淬火＋高温回火，得到回火索氏体组
织。
（ 8）、1Cr18Ni9Ti：奥氏体型不锈钢。含碳量很低，属
于超低碳范围，这是因为含碳量增高对耐蚀性是不利的。
合金元素铬主要产生钝化膜，阻碍阳极电化学腐蚀反应，
增加钢的耐蚀性；含约9％Ni主要作用是扩大γ区并降
低Ms点(降低至室温以下)。使钢在室温时具有单相奥氏
体组织。热处理：固溶处理，让所有碳化物全部溶于奥
氏体，然后水淬快速冷却，不让奥氏体在冷却过程中有
碳化物析出或发生相变，在室温下获得单相的奥氏体组
织，提高耐蚀性。
（ 9）、ZGMnl3：高锰耐磨钢。用于制造有强烈摩擦或
撞击时的抗磨损的工件。Mn:C比值不小于10。为了使
高锰钢全部获得奥氏体组织须进行“水韧处理”。
化学成分和冷却速度对铸铁石墨化和基体组织有何影响？
答：(1)化学成分
1)碳和硅。碳和硅是强烈促进石墨化元素,铸铁中碳和硅的含量越高,就越容
易充分进行石墨化。由于共晶成分的铸铁具有最佳的铸造性能。因此,将灰铸铁的碳当量均配制到4%左右。
2)锰。锰是阻止石墨化的元素,但锰与硫化合成硫化锰,减弱了硫的有害作用,
结果又间接促进石墨化的作用。故铸铁中有适量的锰是必要的。
3)硫。硫是强烈阻碍石墨化的元素,它不仅强烈地促使白口化,而且还会降低
铸铁的流动性和力学性能,所以硫是有害元素,必须严格控制其含量。
(2)冷却速度
生产实践证明,在同一成分的铸铁件中,其表面和薄壁部分易出现白口组织,而内部和厚壁处则容易进行石墨化。由此可见,冷却速度对石墨化的影响很大。冷却速度越慢,原子扩散时间充分,也就越有利于石墨化的进行。冷却速度主要决定于浇注温度、铸件壁厚和铸型材料。
4)磷。磷是弱促进石墨化的元素,同时能提高铁液的流动性,但磷的含量过高
会增加铸铁的脆性,使铸铁在冷却过程中易开裂,、所以也应严格控制其含量。
三、试述石墨形态对铸铁性能的影响。
灰铸铁中石墨呈片状，片状石墨的强度、塑性、韧
性几乎为零,存在石墨地方就相当于存在孔洞、微裂纹,
它不仅破坏了基体的连续性,减少了基体受力有效面积,
而且在石墨片尖端处形成应为集中,使材料形成脆性断
裂。石墨片的数量越多,尺寸越粗大,分布越不均匀,铸铁
的抗拉强度和塑性就越低。
可锻铸铁中石墨呈团絮状。与灰铸铁相比对金属基
体的割裂作用较小,可锻铸铁具有较高的力学性能,尤其
是塑性与韧性有明显的提高。
球墨铸铁中石墨呈球状，所以对金属基体的割裂作
用较小,使得基体比较连续,在拉伸时引起应力集中的现
象明显下降,从而使基体强度利用率从灰铸铁的30%~50%
提高到70%~90%,这就使球墨铸铁的抗拉强度、塑性和韧
性、疲劳强度不仅高于其它铸铁,而且可以与相应组织的
铸钢相比。
总之，石墨的形状越接近于球形，铸铁的强度、塑
性及韧性越高。
2.何谓硅铝明？它属于哪一类铝合金？为什么硅铝明具有良好的铸造性能？在变质处理前后其组织及性能有何变化？这类铝合金主要用在何处？
答：铝硅铸造合金又称为硅铝明，由于含硅量为17%附近的硅铝明为共晶成分合金，具有优良的铸造性能。在铸造缓冷后,其组织主要是共晶体(α十Si),其中硅晶体是硬化相,并呈粗大针状,会严重降低合金的力学性能,为了改善铝硅合金性能,可在浇注前往液体合金中加入含钠的变质剂,纳能促进硅形核,并阻碍其晶体长犬,使硅晶体成为极细粒状均匀分布在铝基体上。钠还能使
相图中共晶点向右下方移动,使变质后形成亚共晶组织。变质后铝合金的力学性能显著提高。
铸造铝硅合金一般用来制造质轻、耐蚀、形状复杂及有一定力学性能的铸件,如发动机缸体、手提电动或风动工具(手电钻)以及仪表外壳。同时加入镁、铜的铝硅系合金(如ZL108),在变质处理后还可进行固溶处理+时效,使其具有较好耐热性和耐磨性,是制造内燃机活塞的材料。
补充：
名词解析:
珠光体：层比较大的铁素体与渗碳体的机械混合物。
索氏体：层片间距较小的铁素体与渗碳体的机械混合物。
屈氏体：层片间距较小的铁素体与渗碳体的机械混合物。
贝氏体：过饱和的铁素体和碳化物的机械混合物。
马氏体：碳在α—Fe 中的过饱和固溶体。
（3）奥氏体：碳溶在γ—Fe 中的间隙固溶体。
过冷奥氏体：钢在高温时所形成的奥氏体，过冷到A r 1以下，成为热力学不稳定状态的过冷奥氏体。
残余奥氏体：过冷奥氏体向马氏体转变时，冷至室温或Mf 点尚未转变的奥氏体。
15、指出下列组织的主要区别：（1）索氏体与回火索氏体（2）屈氏体与回火屈氏体（3）马氏体与回火马氏体
索氏体：正火所得，层片状，HB 和回火索氏体相当，屈服强度，冲击韧性都比或会索氏体略低。
回火索氏体：调质所得，铁素体+细小颗粒碳化物，综合机械性能优越。
屈氏体：6000-500℃范围内所得，层片状，硬度330-400HBS 。
回火屈氏体：350-500℃回火所得，硬度为35-45HRC ，又较高的弹性和屈服极限，同时有一定韧性。
马氏体：钢在M s 点以下发生无扩散转变所得，高强度高硬度，塑性、韧性较差。 回火马氏体易于腐蚀，金相显微镜下为暗黑针片状，HRC58-64.
1）一次渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳体、共晶渗碳体与共析渗碳体； 答：一次渗碳体：由液相中直接析出来的渗碳体称为一次渗碳体。
二次渗碳体：从A 中析出的C Fe 3称为二次渗碳体。
三次渗碳体：从F 中析出的C Fe 3称为三次渗碳体ⅢC Fe 3。
共晶渗碳体：经共晶反应生成的渗碳体即莱氏体中的渗碳体称为共晶渗碳
体。
共析渗碳体：经共析反应生成的渗碳体即珠光体中的渗碳体称为共析渗碳
体。
2）热脆与冷脆。
答：热脆：S在钢中以FeS形成存在，FeS会与Fe形成低熔点共晶，当钢材在1000℃~1200℃压力加工时，会沿着这些低熔点共晶体的边界开裂，
钢材将变得极脆，这种脆性现象称为热脆。
冷脆：P使室温下的钢的塑性、韧性急剧降低，并使钢的脆性转化温度有所升高，使钢变脆，这种现象称为“冷脆”。
冷处理：把冷到室温的淬火钢继续放到深冷剂中冷却，以减少残余奥氏体的操作。
时效处理：为使二次淬火层的组织稳定，在110~150℃经过6~36小时的人工时效处理，以使组织稳定。
），淬透性,淬硬性；
5）淬火临界冷却速度（V
k
）：淬火时获得全部马氏体组织的最小冷却速度。答：淬火临界冷却速度（V
k
淬透性：钢在淬火后获得淬硬层深度大小的能力。
淬硬性：钢在淬火后获得马氏体的最高硬度。
6）再结晶、重结晶；
答：再结晶：金属材料加热到较高的温度时，原子具有较大的活动能力，使晶粒的外形开始变化。从破碎拉长的晶粒变成新的等轴晶
粒。和变形前的晶粒形状相似，晶格类型相同，把这一阶段
称为“再结晶”。
重结晶：由于温度变化，引起晶体重新形核、长大，发生晶体结构的改变，称为重结晶。
7）调质处理、变质处理。
答：调质处理：淬火后的高温回火。
变质处理：在液态金属结晶前，特意加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶时的晶核数目大大
增加，从而提高了形核率，细化晶粒。
一、名词解释：
1．白口铸铁：碳除少量溶于铁素体外，其余全部以化合
态的渗碳体析出，凝固后断口呈白亮的颜
色，故称为白口铸铁。
2．灰口铸铁：碳大部分以游离状态的石墨析出，凝固后断口呈暗灰色，故称为灰口铸铁
3．可锻铸铁：可锻铸铁是先将铁水浇注成白口铸铁,然
后经过石墨化退火,使游离渗碳体发生分
解形成团絮状石墨的一种高强度灰口铸
铁。
4．球墨铸铁：石墨呈球状分布在基体上的灰口铸铁称为球墨铸铁。
5．石墨化：铸铁中石墨的形成过程称为石墨化过程.根
据铁合金双重状态图,铸铁的石墨化过程可
分为三个阶段.第一阶段,液相至共晶结晶
阶段. 第二阶段,共晶至共析转变之间阶
段. 第三阶段,共析转变阶段.
6．孕育铸铁：经过孕育处理，获得基体组织上分布细小
片状石墨的灰铸铁，称为孕育铸铁。
1）奥氏体：碳在γ-Fe中的一种间隙固溶体。合金奥氏
体：溶在合金元素中的奥氏体。奥氏体钢：钢的组织为
奥氏体的钢。
（ 2）铁素体：碳在α-Fe中的一种间隙固溶体。合金铁
素体：溶在合金元素中的铁素体。铁素体钢：钢的组织
为铁素体的钢。
（ 3）渗碳体即碳化三铁Fe 3 C。合金渗碳体：溶有合
金元素的渗碳体，如(Fe、Cr) 3 C等。特殊碳化物：指稳
定性特高的碳化物，如：WC等。
．解释下列名词：
合金，组元，相，相图；固溶体，金属间化合物，机械混合物；枝晶偏析，比重偏析；
固溶强化，弥散强化。
答：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。
组元：组成合金的最基本的、独立的物质称为组元。
相：在金属或合金中，凡成分相同、结构相同并与其它部分有界面分开的均匀组成部分，均称之为相。
相图：用来表示合金系中各个合金的结晶过程的简明图解称为相图。
固溶体：合金的组元之间以不同的比例混合，混合后形成的固相的晶格结构与组成合金的某一组元的相同，这种相称为固溶体。
金属间化合物：合金的组元间发生相互作用形成的一种具有金属性质的新相，称为金属间化合物。它的晶体结构不同于任一组元，用分子式来表示其组成。
机械混合物：合金的组织由不同的相以不同的比例机械的混合在一起，称机械混合物。
枝晶偏析：实际生产中，合金冷却速度快，原子扩散不充分，使得先结晶出来的固溶体
合金含高熔点组元较多，后结晶含低熔点组元较
多，这种在晶粒内化学成分不均匀的现象称为枝晶偏析。
比重偏析：比重偏析是由组成相与溶液之间的密度差别所引起的。如果先共晶相与溶液之间的密度差别较大，则在缓慢冷却条件下凝固时，先共晶相便会在液体中
上浮或下沉，从而导致结晶后铸件上下部分的化学成分不一致，产生比重偏
析。
固溶强化：通过溶入某种溶质元素形成固溶体而使金属的强度、硬度升高的现象称为固溶强化。
弥散强化：合金中以固溶体为主再有适量的金属间化合物弥散分布，会提高合金的强度、硬度及耐磨性，这种强化方式为弥散强化。
2．指出下列名词的主要区别：
1）置换固溶体与间隙固溶体；
答：置换固溶体：溶质原子代替溶剂晶格结点上的一部分原子而组成的固溶体称置换固溶体。
间隙固溶体：溶质原子填充在溶剂晶格的间隙中形成的固溶体，即间隙固溶体。
2）相组成物与组织组成物；
相组成物：合金的基本组成相。
组织组成物：合金显微组织中的独立组成部分。
4．试述固溶强化、加工强化和弥散强化的强化原理,并说明三者的区别.
答：固溶强化：溶质原子溶入后，要引起溶剂金属的晶格产生畸变，进而位错运动时受到阻力增大。
弥散强化：金属化合物本身有很高的硬度，因此合金中以固溶体为基体再有适量的金属间化合物均匀细小弥散分布时，会提高合金的强度、硬度及耐磨性。这种用
金属间化合物来强化合金的方式为弥散强化。
加工强化：通过产生塑性变形来增大位错密度，从而增大位错运动阻力，引起塑性变形抗力的增加，提高合金的强度和硬度。
答：共晶反应：指一定成分的液体合金，在一定温度下，同时结晶出成分和晶格均不相同的两种晶体的反应。
包晶反应：指一定成分的固相与一定成分的液相作用，形成另外一种固相的反应过程。
共析反应：由特定成分的单相固态合金，在恒定的温度下，分解成两个新的，具有一定晶体结构的固相的反应。
共同点：反应都是在恒温下发生，反应物和产物都是具有特定成分的相，都处于三相平衡状态。
不同点：共晶反应是一种液相在恒温下生成两种固相的反应；共析反应是一种固相在恒温下生成两种固相的反应；而包晶反应是一种液相与一种固相在恒温下生
7.何谓碳素钢？何谓白口铁？两者的成分组织和性能有何差别？
答：碳素钢：含有0.02%~2.14%C的铁碳合金。
白口铁：含大于2.14%C的铁碳合金。
碳素钢中亚共析钢的组织由铁素体和珠光体所组成，其中珠光体中的渗碳体以细片状分布在铁素体基体上，随着含碳量的增加，珠光体的含量增加，则钢的强度、硬度增加，塑性、韧性降低。当含碳量达到0.8%时就是珠光体的性能。过共析钢组织由珠光体和二次渗碳体所组成，含碳量接近1.0%时，强度达到最大值，含碳量继续增加，强度下降。由于二次渗碳体在晶界形成连续的网络，导致钢的脆性增加。
白口铁中由于其组织中存在大量的渗碳体，具有很高的硬度和脆性，难以切削加工。
8.亚共析钢、共析钢和过共析钢的组织有何特点和异同点。
答：亚共析钢的组织由铁素体和珠光体所组成。其中铁素体呈块状。珠光体中铁素体与渗碳体呈片状分布。共析钢的组织由珠光体所组成。过共析钢的组织由珠光体和二次渗碳体所组成，其中二次渗碳体在晶界形成连续的网络状。
共同点：钢的组织中都含有珠光体。不同点：亚共析钢的组织是铁素体和珠光体，共析钢的组织是珠光体，过共析钢的组织是珠光体和二
次渗碳体。
9 在平衡条件下，45 钢、T 8 钢和T12 钢的强度、硬度、塑性和韧性哪个大，哪个小，变化规律是什么，原因何在？
强度：T8>T12>45#，碳素钢中以珠光体的综合机械性能为最好，强度最好，T8钢中珠光体的体积分数最大，其次为T12和45#钢；
硬度：T12>T8>45#，碳素钢中以渗碳体相的硬度为最高，T12钢中渗碳体的体积分数最大，其次为T8和45#钢。
塑性：45#> T8> T12，碳素钢中以铁素体相的塑性最好，45#钢中铁素体的体积分数最大，其次为T8钢和T12钢。
6、说明共析碳钢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。
共析钢C曲线中，过冷奥氏体开始转变点的连线称为转变开始线；过冷奥氏体转变结束点的连线称为转变结束线。水平线A1表示奥氏体与珠光体的平衡温度。在A1线以上是奥氏体稳定存在的区域，A1线以下，转变开始线以左是过冷奥氏体区，转变结束线以右是转变产物区，转变开始线和结束线之间是过冷奥氏体和转变产物共存区。
影响C曲线形状和位置的主要因素有：（1）碳的影响。在亚共析钢中，随含碳量增加，C曲线向右移动；在过共析钢中，随含碳量的增加，C曲线则向右移动。（2）合金元素的影响：除钴外，所有的合金元素使C曲线位置右移，碳化物形成元素含量较多时，不仅影响C曲线位置，还会改变C曲线的形状。（3）加热温度和保温时间的影响：随着加热温度的提高和保温时间的延长，C曲线右移。
11、淬火的目的是什么？亚共析钢和过共析钢淬火加热温度应如何选择？
淬火的目的是为了获得马氏体或贝氏体组织。提高钢的机械性能。
为了防止奥氏体晶粒粗化，一般淬火温度不宜太高，只允许超出临界点30-50℃。亚共析钢的淬火加热温度是A c3+30-50℃。过共析钢的淬火温度是A c1+30-50℃。
12、冷却后组织加热后组织
700℃：珠光体+铁素体珠光体+铁素体
760℃：马氏体+铁素体奥氏体+铁素体
840℃：马氏体+残余奥氏体马氏体+奥氏体
11．根据 Fe-Fe
3
C 相图，计算：
1）室温下，含碳 0.6% 的钢中珠光体和铁素体各占多少；
2）室温下，含碳 1.2% 的钢中珠光体和二次渗碳体各占多少；
3）铁碳合金中，二次渗碳体和三次渗碳体的最大百分含量。
答：1）W
p =(0.6-0.02)/(0.8-0.02)*100%=74% W
α=1-74%=26%
2）W
p =(2.14-1.2)/(2.14-0.8)*100%=70% W
Fe3CⅡ
=1-70%=30%
3）W
Fe3CⅡ
=(2.14-0.8)/(6.69-0.8)*100%=23%
W
Fe3CⅢ
=0.02/6.69*100%=33%
12.将￠5mm的T8钢加热至760℃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，屈氏体，上贝氏体，下贝氏体，屈氏体+马氏体，马氏体+少量残余奥氏体；在C曲线上描出工艺曲线示意图。
答：(1)珠光体：冷却至线~550℃范围内等温停留一段时间，再冷却下来得到珠光体组织。
索氏体：冷却至650～600℃温度范围内等温停留一段时间，再冷却下来得到索光体组织。
屈氏体：冷却至600～550℃温度范围内等温停留一段时间，再冷却下来得到屈氏体组织。
上贝氏体：冷却至600～350℃温度范围内等温停留一段时间，再冷却下来得到上贝氏体组织。
下贝氏体：冷却至350℃～Ms温度范围内等温停留一段时间，再冷却下来得到下贝氏体组织。
屈氏体+马氏体：以大于获得马氏体组织的最小冷却速度并小于获得珠光
体组织的最大冷却速度连续冷却，获得屈氏体+马氏体。
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冷却获
得马氏体+少量残余奥氏体。
21.说明45钢试样（Φ10mm）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℃。
答：700℃：因为它没有达到相变温度，因此没有发生相变，组织为铁素体和珠光体。
760℃：它的加热温度在Ac
1～Ac
3
之间，因此组织为铁素体、马氏体和少量
残余奥氏体。
840℃：它的加热温度在Ac
3
以上，加热时全部转变为奥氏体，冷却后的组织为马氏体和少量残余奥氏体。
1100℃：因它的加热温度过高，加热时奥氏体晶粒粗化，淬火后得到粗片状马氏体和少量残余奥氏体。
合金钢和碳素钢相比，具有哪些特点？
（1）合金钢的淬透性高
(2)合金钢回火抗力高
碳钢淬火后，只有经低温回火才能保持高硬度，若其回火温度超过200℃，其硬度就显著下降。即回火抗力差，不能在较高的温度下保持高硬度，因此对于要求耐磨，切削速度较高，刃部受热超过200℃的刀具就不能采用碳钢制作而采用合金钢来制作。
(3)合金钢能满足一些特殊性能的要求
如耐热性、耐腐蚀性、耐低温性（低温下高韧性）。15、指出下列组织的主要区别：（1）索氏体与回火索氏体（2）屈氏体与回火屈氏体（3）马氏体与回火马氏体
索氏体：正火所得，层片状，HB和回火索氏体相当，屈服强度，冲击韧性都比或会索氏体略低。
回火索氏体：调质所得，铁素体+细小颗粒碳化物，综合机械性能优越。
屈氏体：6000-500℃范围内所得，层片状，硬度330-400HBS。
回火屈氏体：350-500℃回火所得，硬度为35-45HRC，又较高的弹性和屈服极限，同时有一定韧性。
马氏体：钢在M s点以下发生无扩散转变所得，高强度高硬度，塑性、韧性较差。
回火马氏体易于腐蚀，金相显微镜下为暗黑针片状，HRC58-64.
机械工程材料复习题含答案
第一章金属学基础一、名词解释 1.过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度。 2.均质成核：在一定条件下，从液态金属中直接产生，原子呈规则排列的结晶核心。 3.非均质成核：是液态金属依附在一些未溶颗粒表面所形成的晶核。 4.冷变形：金属在再结晶温度以下一定温度进行的塑性变形。 5.热变性：金属加在再结晶温度以上一定温度进行的塑性变形。 6.加工硬化：随着冷变形的增加，金属的强度、硬度增加；塑性、韧性下降的现象。 7.再结晶：冷变形后的金属被加热到较高的温度时，破碎拉长的晶粒变成新的等轴晶粒。和变形前的晶粒形状相似，晶格类型相同，把这一阶段称为“再结晶”。 8.纤维组织：在塑性变形中，随着变形量的增加，其内部各晶粒的形状将沿受力方向伸长，由等轴晶粒变为扁平形或长条形晶粒。当变形量较大时，晶粒被拉成纤维状，此时的组织称为“纤维组织”。 9.锻造流线：在锻造时,金属的脆性杂质被打碎,顺着金属主要伸长方向呈碎粒状或链状分布；塑性杂质随着金属变形沿主要伸长方向呈带状分布, 这样热锻后的金属组织称为锻造流线。10.同素异构转变：某些金属，在固态下随温度或压力的改变,发生晶体结构的变化，即由一种晶格转变为另一种晶格的变化，称为同素异构转变。 11.变质处理：在液态金属结晶前，人为加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶时的晶核数目大大增加，从而提高了形核率，细化晶粒，这种处理方法即为变质处理。 二、单选题 1. 表示金属材料延伸率的符号是（ A ） A.δ B.ψ C.σe D.σb 2. 表示金属材料弹性极限的符号是（ A ） A.σe B.σs C.σb D.σ-1 3. 金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫（A） A.强度 B.韧性 C.塑性 D.弹性 4. 晶体中的位错属于（ C ） A.体缺陷 B.面缺陷 C.线缺陷 D.点缺陷 5. 在晶体缺陷中，属于线缺陷的有（ B ） A.间隙原子 B.位错 C.晶界 D.缩孔 6. 变形金属再结晶后，（ D ） A.形成等轴晶，强度增大 B.形成柱状晶，塑性下降 C.形成柱状晶，强度增大 D.形成等轴晶，塑性升高 7.表示晶体中原子排列形式的空间格子叫做（ B ） 晶向D. 晶粒C. 晶格B.晶胞A. 8. 晶格中的最小单元叫做（ A ） A.晶胞 B.晶体 C.晶粒 D.晶向
机械工程材料课后习题参考答案
机械工程材料 思考题参考答案 第一章金属的晶体结构与结晶 1．解释下列名词 点缺陷，线缺陷，面缺陷，亚晶粒，亚晶界，刃型位错，单晶体，多晶体， 过冷度，自发形核，非自发形核，变质处理，变质剂。 答：点缺陷：原子排列不规则的区域在空间三个方向尺寸都很小，主要指空位间隙原子、置换原子等。 线缺陷：原子排列的不规则区域在空间一个方向上的尺寸很大，而在其余两个方向上的尺寸很小。如位错。 面缺陷：原子排列不规则的区域在空间两个方向上的尺寸很大，而另一方向上的尺寸很小。如晶界和亚晶界。 亚晶粒：在多晶体的每一个晶粒内，晶格位向也并非完全一致，而是存在着许多尺寸很小、位向差很小的小晶块，它们相互镶嵌而成晶粒，称亚晶粒。 亚晶界：两相邻亚晶粒间的边界称为亚晶界。 刃型位错：位错可认为是晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体的局部滑移而造成。 滑移部分与未滑移部分的交界线即为位错线。如果相对滑移的结果上半部 分多出一半原子面，多余半原子面的边缘好像插入晶体中的一把刀的刃 口，故称“刃型位错”。 单晶体：如果一块晶体，其内部的晶格位向完全一致，则称这块晶体为单晶体。 多晶体：由多种晶粒组成的晶体结构称为“多晶体”。
过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度。 自发形核：在一定条件下，从液态金属中直接产生，原子呈规则排列的结晶核心。 非自发形核：是液态金属依附在一些未溶颗粒表面所形成的晶核。 变质处理：在液态金属结晶前，特意加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶时的晶核数目大大增加，从而提高了形核率， 细化晶粒，这种处理方法即为变质处理。 变质剂：在浇注前所加入的难熔杂质称为变质剂。 2.常见的金属晶体结构有哪几种？α-Fe 、γ- Fe 、Al 、Cu 、Ni 、Pb 、Cr 、V 、Mg、Zn 各属何种晶体结构？ 答：常见金属晶体结构：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格； α－Fe、Cr、V属于体心立方晶格； γ－Fe 、Al、Cu、Ni、Pb属于面心立方晶格； Mg、Zn属于密排六方晶格； 3.配位数和致密度可以用来说明哪些问题？ 答：用来说明晶体中原子排列的紧密程度。晶体中配位数和致密度越大，则晶体中原子排列越紧密。 4.晶面指数和晶向指数有什么不同？ uvw；晶面是指晶答：晶向是指晶格中各种原子列的位向，用晶向指数来表示，形式为[] hkl。 格中不同方位上的原子面，用晶面指数来表示，形式为() 5.实际晶体中的点缺陷，线缺陷和面缺陷对金属性能有何影响？ 答：如果金属中无晶体缺陷时，通过理论计算具有极高的强度，随着晶体中缺陷的增加，金属的强度迅速下降，当缺陷增加到一定值后，金属的强度又随晶体缺陷的增加而增加。因此，无论点缺陷，线缺陷和面缺陷都会造成晶格崎变，从而使晶体强度增
机械工程材料第二版习题答案王章忠
机械工程材料(第二版)习题答案(王章忠) 例1：某工厂生产精密丝杠，尺寸为φ40×800mm，要求热处理后变形小，尺寸稳定，表面硬度为60～64HRC，用CrWMn钢制造;其工序如下：热轧钢棒下料→球化退火→粗加工→淬火、低温回火→精加工→时效→精磨。试分析：1. 用CrWMn钢的原因。2. 分析工艺安排能否达到要求，如何改进？ 丝杠是机床重要的零件之一，应用于进给机构和调节移动机构，它的精度高低直接影响机床的加工精度、定位精度和测量精度，因此要求它具有高精度和高的稳定性、高的耐磨性。在加工处理过程中，每一工序都不能产生大的应力和大的应变；为保证使用过程中的尺寸稳定，需尽可能消除工件的应力，尽可能减少残余奥氏体量。丝杠受力不大，但转速很高，表面要求有高的硬度和耐磨性，洛氏硬度为60～64 HRC。根据精密丝杠的上述要求，选用CrWMn钢较为合适。其原因如下：（1）CrWMn钢是高碳合金工具钢，淬火处理后能获得高的硬度和耐磨性，可满足硬度和耐磨性的要求。 （2）CrWMn钢由于加入合金元素的作用，具有良好的热处理工艺性能，淬透性好，热处理变形小，有利于保证丝杠的精度。目前，9Mn2V 和CrWMn用得较多，但前者淬透性差些，适用于直径较小的精密丝杠。
对原工艺安排分析：原工艺路线中，由于在球化退火前没有安排正火；机加工后没有安排去应力退火；淬火、低温回火后没有安排冰冷处理等项原因，使得精密丝杠在加工过程中会产生很大的应力和变形，很难满足精密丝杠的技术要求。所以原工艺路线应改为：下料→正火→球化退火→粗加工→去应力退火→淬火、低温回火→冷处理→低温回火→精加工→时效→半精磨→时效→精磨。 例2：有一载重汽车的变速箱齿轮，使用中受到一定的冲击，负载较重，齿表面要求耐磨，硬度为58～62HRC齿心部硬度为30～45HRC，其余力学性能要求为σb＞1000MPa，σOF≥600MPa，AK ＞48J。试从所给材料中选择制造该齿轮的合适钢种。 35、45 、20CrMnTi 、38CrMoAl 、T12 分析：从所列材料中可以看出35、45 、T12钢不能满足要求。对剩余两个钢种的比较可见表1。 材料热处理σs/ MPa σb/ MPa /% φ/% AK/J 接触疲劳强度 /MPa 弯曲疲劳强度 /MPa 20CrMnTi 渗碳 淬火853 1080 10 45 55 1380 750 38CrMoAl 调质835 980 14 50 71 1050 1020
机械工程材料课后习题答案 (2)
1．解释下列名词 点缺陷，线缺陷，面缺陷，亚晶粒，亚晶界，刃型位错，单晶体，多晶体， 过冷度，自发形核，非自发形核，变质处理，变质剂。 答：点缺陷：原子排列不规则的区域在空间三个方向尺寸都很小，主要指空位间隙原子、置换原子等。 线缺陷：原子排列的不规则区域在空间一个方向上的尺寸很大，而在其余两个方向上的尺寸很小。如位错。 面缺陷：原子排列不规则的区域在空间两个方向上的尺寸很大，而另一方向上的尺寸很小。如晶界和亚晶界。 亚晶粒：在多晶体的每一个晶粒内，晶格位向也并非完全一致，而是存在着许多尺寸很小、位向差很小的小晶块，它们相互镶嵌而成晶粒，称亚晶粒。 亚晶界：两相邻亚晶粒间的边界称为亚晶界。 刃型位错：位错可认为是晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体的局部滑移而造成。滑移部分与未滑移部分的交界线即为位错线。如果相对滑移的结果上半部分多出一半原子面，多余半原子面的边缘好像插入晶体中的一把刀的刃口，故称“刃型位错”。 单晶体：如果一块晶体，其内部的晶格位向完全一致，则称这块晶体为单晶体。 多晶体：由多种晶粒组成的晶体结构称为“多晶体”。 过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度。 自发形核：在一定条件下，从液态金属中直接产生，原子呈规则排列的结晶核心。 非自发形核：是液态金属依附在一些未溶颗粒表面所形成的晶核。 变质处理：在液态金属结晶前，特意加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶时的晶核数目大大增加，从而提高了形核率，细化晶粒，这种处理方法即为变质处理。 变质剂：在浇注前所加入的难熔杂质称为变质剂。 固溶强化：通过溶入某种溶质元素形成固溶体而使金属的强度，硬度升高的现象叫做固溶强化 原因：晶格畸变 过冷度与冷却速度有何关系？它对金属结晶过程有何影响？对铸件晶粒大小有何影响？ 答：①冷却速度越大，则过冷度也越大。②随着冷却速度的增大，则晶体内形核率和长大速度都加快，加速结晶过程的进行，但当冷速达到一定值以后则结晶过程将减慢，因为这时原子的扩散能力减弱。③过冷度增大，ΔF大，结晶驱动力大，形核率和长大速度都大，且N的增加比G增加得快，提高了N与G的比值，晶粒变细，但过冷度过大，对晶粒细化不利，结晶发生困难。 9.在铸造生产中，采用哪些措施控制晶粒大小？在生产中如何应用变质处理？ 答：①采用的方法：变质处理，钢模铸造以及在砂模中加冷铁以加快冷却速度的方法来控制晶粒大小。②变质处理：在液态金属结晶前，特意加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶时的晶核数
机械工程材料课后习题答案
机械工程课后答案 第一章 1、什么是黑色金属什么是有色金属 答：铁及铁合金称为黑色金属，即钢铁材料；黑色金属以外的所有金属及其合金称为有的金属。 2、碳钢，合金钢是怎样分类的 答：按化学成分分类；碳钢是指含碳量在%——%之间，并含有少量的硅、锰、硫、磷等杂质的铁碳合金。 3、铸铁材料是怎样分类的应用是怎样选择 答：铸铁根据石墨的形态进行分类，铸铁中石墨的形态有片状、团絮状、球状、蠕虫状四种，对应为灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和蠕墨铸铁。 4、陶瓷材料是怎样分类的 答：陶瓷材料分为传统陶瓷、特种陶瓷和金属陶瓷三种。 5、常见的金属晶体结构有哪几种它们的原子排列和晶格常数各有什么特点α -Fe，γ-Fe，Al，Cu，Ni，Pb，Cr，V，Mg，Zn各属何种金属结构 答：体心晶格立方，晶格常数a=b=c，α-Fe，Cr，V。面心晶格立方，晶格常数a=b=c，γ-Fe，Ni，Al，Cu，Pb。密排六方晶格，Mg，Zn。 6、实际金属晶体中存在哪些缺陷它们对性能有什么影响 答：点缺陷、破坏了原子的平衡状态，使晶格发生扭曲，从而引起性能变化，是金属的电阻率增加，强度、硬度升高，塑性、韧性下降。 线缺陷（位错）、少量位错时，金属的屈服强度很高，当含有一定量位错时，强度降低。当进行形变加工时，位错密度增加，屈服强度增高。 面缺陷（晶界、亚晶界）、晶界越多，晶粒越细，金属的塑性变形能力越大，塑性越好。 7、固溶体有哪些类型什么是固溶强化 答：间隙固溶体、置换固溶体。由于溶质元素原子的溶入，使晶格发生畸变，使之塑性变形抗力增大，因而较纯金属具有更高的强度、硬度，即固溶强化作用。 第二章
1、在什么条件下，布氏硬度实验比洛氏硬度实验好 答：布氏硬度实验主要用于硬度较低的退火钢、正火钢、调试刚、铸铁、有色金属及轴承合金等的原料和半成品的测量，不适合测定薄件以及成品。洛氏硬度实验可用于成品及薄件的实验。 2、σ的意义是什么能在拉伸图上画出来吗 答：表示对于没有明显屈服极限的塑性材料，可以将产生%塑性应变时的应变作为屈服指标，即为条件屈服极限。 3、什么是金属的疲劳金属疲劳断裂是怎样产生的疲劳破坏有哪些特点如何提高零件的疲劳强度 答：金属在反复交变的外力作用下强度要比在不变的外力作用下小得多，即金属疲劳； 疲劳断裂是指在交变载荷作用下，零件经过较长时间工作或多次应力循环后所发生的断裂现象； 疲劳断裂的特点：引起疲劳断裂的应力很低，常常低于静载下的屈服强度； 断裂时无明显的宏观塑性变形，无预兆而是突然的发生；疲劳断口能清楚的显示出裂纹的形成、扩展和最后断裂三个阶段； 提高疲劳强度：改善零件的结构形状，避免应力集中，降低零件表面粗糙度值以及采取各种表面强化处理如喷丸处理，表面淬火及化学热处理等。 4、韧性的含义是什么αk有何实际意义 答：材料在塑性变形和断裂的全过程中吸收能量的能力，称为材料的韧性；冲击韧度αk表示材料在冲击载荷作用下抵抗变形和断裂的能力，αk值的大小表示材料的韧性好坏。一般把αk值低的材料称为脆性材料，αk值高的材料称为韧性材料。 5、何谓低应力脆断金属为什么会发生低应力脆断低应力脆断的抗力指标是什么答：低应力脆断是在应力作用下，裂纹发生的扩展，当裂纹扩展到一定临界尺寸时，裂纹发生失稳扩展（即自动迅速扩展），造成构件的突然断裂；抗力指标为断裂韧性（P43） 6、一紧固螺栓使用后有塑性变形,试分析材料的那些性能指标没有达到要求 答：钢材的屈服强度未达到要求。 第三章 1、分析纯金属的冷却曲线中出现“平台”的原因 答：液态金属开始结晶时，由于结晶潜热的放出，补偿了冷却时散失的热量，
机械工程材料练习题
三、选择题(共 25 分，每小题 1 分) I. 40钢钢锭在1000 C 左右轧制，有时会发生开裂，最可能的原因是 () A. 温度过低； B. 温度过高； C. 钢锭含磷量过高； D. 钢锭含硫量过高 2. 下列碳钢中，淬透性最高的是 ( ) A.20 钢； B.40 钢； C.T8 钢； D.T12 钢 3. Ni 在 1Cr18Ni9Ti 钢中的主要作用是 ( ) A.提高淬透性； B.固溶强化； C.扩大Fe-Fe3C 相图中的Y 相区； D.细化晶粒； 4. W18Cr4V 钢锻造后，在机械加工之前应进行 ( ) A. 完全退火； B. 球化退火； C. 去应力退火； D. 再结晶退火 5. 下列材料中，最适合制造机床床身的是 ( ) A.40 钢； B.T12 钢； C.HT300 ； D.KTH300-06 6. 下列材料中，最适合制造气轮机叶片的是 A.1Cr13 钢； B.1Cr17 钢； C.3Cr13 钢； D.4Cr13 钢 7. 下列材料中，最适合制造飞机蒙皮的是 ( ) A.ZAISi12 ； B.2A50(旧牌号 LD5) ； C.ZAIMglO ； D.2A12(旧牌号 LY12) 8. 下列材料中，最适合制造盛放氢氟酸容器的是 ( ) A.1Cr17 ； B.1Cr18Ni9Ti ； C.聚四氟乙烯； D.SiO2 9. 下列材料中，最适合制造汽车板弹簧的是 ( ) A.60Si2Mn ； B.5CrNiMo ； C.Cr12MoV ； D.GCr15 10. 下列材料中，最适合制造汽车火花塞绝缘体的是 ( ) A.AI2O3 ； B.聚苯乙烯； C.聚丙烯； D.饱和聚酯 II. 铜只有通过冷加工并经随后加热才能使晶粒细化，而铁则不需冷加工，只 需加热到一定温度即使晶粒细化，其原因是 ( ) A. 铁总是存在加工硬化，而铜没有； B. 铜有加工硬化现象，而铁没有； C.铁在固态下有同素异构转变；而铜没有 D.铁和铜的再结晶温度不同 12. 常用不锈钢有铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢和 ( ) A. 铁素体 -奥氏体不锈钢； B. 马氏体 -奥氏体不锈钢； C. 莱氏体不锈钢； D. 贝氏体不锈钢 13. 以下哪种铸铁的断口呈灰黑色？ ( ) A. 马口铁； B. 白口铸铁； C. 麻口铸铁； D. 灰铸铁 14. 用于制造渗碳零件的钢称为 ( )。
机械工程材料课后习题答案
1.可否通过增加零件的尺寸来提高其弹性模量：不能，弹性模量主要取决与材料的本性，除随温度升高而逐渐降低外，其他强化手段如热处理，冷加工，合金化等对弹性模量的影响很小。 2.工程上的延伸率与选取的样品长度有关，为什么：延伸率=（L1-L2）/10,当式样d0不变时，L0增加，则延伸率下降，只有当L0/d0为常熟市，延伸率才有可比性。 3.如何用材料的应力--应变曲线判断材料的韧性：所谓的材料韧性是指材料从变形到断裂整个过程所吸收的能量，即拉伸曲线与横坐标所包围的面积。 4.从原子结构上说明晶体与非晶体的区别：院子在三维空间呈现规则排列的固体成为晶体，而原子在空间里无序排列的固体成为非晶体。晶体长程有序，非晶体短程无序。 5.立方晶系重指数相同的晶面与晶向有什么关系：互相垂直。 6.合金一定单相的吗，固溶体一定是单相的吗：合金不一定是单相的，也可以由多相组成，固溶体一定是单相的。 7.固态非晶合金的晶化过程是否属于同素异构转变，为什么：不属于，同素异构是物质在固态下的晶格类型随温度变化而发生变化。 8.根据匀晶转变相图分析产生枝晶偏析的原因：由匀晶转变相图可以知道，固溶体合金的结晶只有在充分缓慢冷却的条件下才可能得到成分均匀的固溶体组织。然而在实际生产中，由于冷速较快，合金在结晶过程中固相和液相中的原子来不及扩散，使得线结晶出的枝晶轴含有较多的高熔点元素，而后结晶的枝晶间含较多的低熔点元素，在一个枝晶范围内或一个晶粒范围内成分出现不均匀的现象，成为枝晶偏析。 9.结合相图分析含0.45%、1.2%和3.0%的Fe-C合金在缓慢冷却过程中的转变及温室下的组织：0.45%C：L—L+δ—L+δ+γ—L+γ—γ+c—P+γ+α，室温组织：P+α 1.2%C：L—L+γ—γ—γ+二次渗碳体—F+γ+二次渗碳体—二次渗碳体，室温组织：P+二次渗碳体 3.0%C：L —L+γ—L+γ+Le—γ+Le+二次渗碳体—P+γ+二次渗碳体+一次渗碳体—Le’+二次渗碳体+P，室温组织：Le’+二次渗碳体+P 10.为什么室温下金属的晶粒越细，强度、硬度越高，韧性、塑性也越好：因为金属的晶粒越细，晶界总面积额越大，位错障碍越多，需协调的具有不同未向的晶粒越多，金属塑性变形的抗力越高，从而导致金属的强度和硬度越高；合金的晶粒越细，单位体积内晶粒数目越多，同时参与变形的晶粒数目越多，变形越均匀，推迟了裂纹的形成与扩展，使得在断裂前发生了较大的塑性变形，在强度和硬度同时参加的情况下，所以合金晶粒越细，其苏醒和韧性也越好。 11.黄铜铸件上的数码不慎擦掉如何辨别数码：加热使其再结晶的方法可以使原来数码再显现，因为打字时会使铸件打字处产生塑性变形，有预变形存在，通过加热再结晶课使晶粒恢复到预变形之前的形态，便可现出数码。 12.合金铸件的晶粒粗大，能否再结晶退火来细化晶粒：不能，因为铸件没有产生预变性，就不能用再结晶的方法。 13.齿轮饼胚的加工方法：选择由热轧钢棒墩成圆饼，因为这样可以控制钢的纤维素的走向与受力方向一致。 14.用冷拉钢丝绳吊运刚出炉热处理工件去淬火，但在此过程中钢丝绳发生断裂的原因：因为热处理工件有很高的温度，冷拉钢丝绳接触后相当于使之再结晶，晶粒会恢复到以前的状态，因而强度会降低。 15.在冷拔钢丝时进行中间退火原因：因为在冷拔过程中会产生很大的应力，在以后使用中需要把这些应力消除，使用中间退火会细化晶粒，产生预变形，使强度和硬度提升，消除应力选取的温度应该小于再结晶温度。 16.用冷拔高碳钢丝缠绕螺旋弹簧，最后要进行低温去应力定型退火：因为在冷拔过程中会
机械工程材料复习题及答案
中南大学现代远程教育课程考试复习题及参考答案 机械工程材料 一、判断： 1、奥氏体与渗碳体均为面心立方晶格。 ( ) 2、Ｆ与Ｐ是亚共析钢中室温时的主要组成相。 ( ) 3、金属的加工硬化是指金属在塑性变形后强度、硬度提高，塑性、韧性下降的现象。 ( ) 4、钢淬火时的冷却速度越快，马氏体的硬度越高。 ( ) 5、合金中，一个晶粒内的成分不均匀现象称枝晶偏析。 ( ) 6、一种合金的室温组织为α+βⅡ+（α+β），它由三相组成。（） 7、当把亚共析钢加热到Ac1和Ac3之间的温度时，将获得由铁素体和奥氏体构成的两相组织， ）（在平衡条件下，其中奥氏体的碳含量总是大于钢的碳含 量。）8、在铁碳合金平衡结晶过程中只有成分为4.3%C的铁碳合金才能发生共晶反应。 （）T12钢的碳含量要高。（ 9、 20钢比）（ 10、再结晶能够消除加工硬化效果，是 一种软化过程。） 11、过共析钢中，网状渗碳体的存在使钢的硬度 和塑性均上升。（ ）（ 12、正火是将钢件加热至完全奥氏体化后空冷的热处理 工艺。）13、65Mn是合金调质结构钢。 （、回火索氏体的性能明显优于奥氏体等温冷却直接所得到的片层状索氏体的性能。 （）14 （）15、T10A和60号钢均属于高碳钢。 、晶体缺陷的共同之处是它们都能引起晶格畸变。16 （）（） 17、位错是实际金属晶体的一种面缺陷。 （）18、体心立方晶格的致密度 为74%。、塑性变形指的是外载荷撤销后变形不能恢复的变形。19 （） ）20、当过冷度较大时，纯金属晶体主要以平面状方式长大。 （（）、室温下，金属晶粒越细，则强度越高、塑性越好。21 22、一般来说，钢的强度高于铸铁的强度。 （） （）号钢的淬透性差。、2365Mn的淬透 性比65 C曲线中分析可知，共析钢的过冷奥氏体在A-550℃的范围内发生贝氏体转变。 （）、从241、共析反应就是在某一温度时，从一种固相中同时结晶析出两种不同的固相。 （） 25 （26、包晶偏析可以通过回火的热处理方法消 除。） 、所谓本质细晶粒钢就是一种在任何加热条件下晶粒均不发生粗化的钢。 （）27 +β）（），它由两相组成。（+28、一个合金的室温组
机械工程材料习题答案 王章忠主编 第二版
例1：某工厂生产精密丝杠，尺寸为φ40×800mm，要求热处理后变形小，尺寸 稳定，表面硬度为60～64HRC，用CrWMn钢制造;其工序如下：热轧钢棒下料→ 球化退火→粗加工→淬火、低温回火→精加工→时效→精磨。试分析：1. 用CrWMn钢的原因。2. 分析工艺安排能否达到要求，如何改进？ 丝杠是机床重要的零件之一，应用于进给机构和调节移动机构，它的精度高低直接影响机床的加工精度、定位精度和测量精度，因此要求它具有高精度和高的稳定性、高的耐磨性。在加工处理过程中，每一工序都不能产生大的应力和大的应变；为保证使用过程中的尺寸稳定，需尽可能消除工件的应力，尽可能减少残余奥氏体量。丝杠受力不大，但转速很高，表面要求有高的硬度和耐磨性，洛氏硬度为60～64 HRC。 根据精密丝杠的上述要求，选用CrWMn钢较为合适。其原因如下： （1）CrWMn钢是高碳合金工具钢，淬火处理后能获得高的硬度和耐磨性，可满 足硬度和耐磨性的要求。 （2）CrWMn钢由于加入合金元素的作用，具有良好的热处理工艺性能，淬透性好，热处理变形小，有利于保证丝杠的精度。目前，9Mn2V和CrWMn用得较多，但前者淬透性差些，适用于直径较小的精密丝杠。 对原工艺安排分析：原工艺路线中，由于在球化退火前没有安排正火；机加工后没有安排去应力退火；淬火、低温回火后没有安排冰冷处理等项原因，使得精密丝杠在加工过程中会产生很大的应力和变形，很难满足精密丝杠的技术要求。所以原工艺路线应改为：下料→正火→球化退火→粗加工→去应力退火→淬火、低温回火→冷处理→低温回火→精加工→时效→半精磨→时效→精磨。 例2：有一载重汽车的变速箱齿轮，使用中受到一定的冲击，负载较重，齿表面要求耐磨，硬度为58～62HRC齿心部硬度为30～45HRC，其余力学性能要求为σ＞1000MPa，σ≥600MPa，A＞48J。试从所K OFb给材料中选择制造该齿轮的合适钢种。 35、45 、20CrMnTi 、38CrMoAl 、T12 分析：从所列材料中可以看出35、45 、T12钢不能满足要求。对剩余两个钢种 比较，20CrMnTi能全面满足齿轮的性能要求。 其工艺流程如下：下料→锻造→正火→机加工→渗碳→淬火→低温回火→喷丸→磨齿。 例3：机械式计数器内部有一组计数齿轮，最高转速为350r/min，该齿轮用下列哪些材料制造合适，并简述理由。40Cr、20CrMnTi、尼龙66。 工作条件分析：计数器齿轮工作时，运转速度较低、承受的扭矩很小，齿轮
机械工程材料_习题集答案
第1章材料的性能 一、选择题 1.表示金属材料屈服强度的符号是（ B） A.σ B.σs C.σb D.σ-1 2.表示金属材料弹性极限的符号是（ A） A.σe B.σs C.σb D.σ-1 3.在测量薄片工件的硬度时，常用的硬度测试方法的表示符号是（ B）A.HB B.HRC C.HV D.HS 4.金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫（A ） A.强度 B.硬度 C.塑性 D.弹性 二、填空 1.金属材料的机械性能是指在载荷作用下其抵抗（变形）或（破坏）的能力。 2.金属塑性的指标主要有（伸长率）和（断面收缩率）两种。 3.低碳钢拉伸试验的过程可以分为弹性变形、（塑性变形）和（断裂）三个阶段。 4.常用测定硬度的方法有（布氏硬度测试法）、（洛氏硬度测试法）和维氏硬度测试法。 5.疲劳强度是表示材料经（无数次应力循环）作用而（不发生断裂时）的最大应力值。 三、是非题 1.用布氏硬度测量硬度时，压头为钢球，用符号HBS表示。是 2.用布氏硬度测量硬度时，压头为硬质合金球，用符号HBW表示。是 3.金属材料的机械性能可以理解为金属材料的失效抗力。 四、改正题 1. 疲劳强度是表示在冲击载荷作用下而不致引起断裂的最大应力。将冲击载荷改成交变载荷 2. 渗碳件经淬火处理后用HB硬度计测量表层硬度。将HB改成HR 3. 受冲击载荷作用的工件，考虑机械性能的指标主要是疲劳强度。将疲劳强度改成冲击韧性 4. 衡量材料的塑性的指标主要有伸长率和冲击韧性。将冲击韧性改成断面收缩率 5. 冲击韧性是指金属材料在载荷作用下抵抗破坏的能力。将载荷改成冲击载荷 五、简答题 1.说明下列机械性能指标符合所表示的意思：σs、σ0.2、HRC、σ-1、σb、δ5、HBS。 σs: 屈服强度σ0.2：条件屈服强度 HRC：洛氏硬度（压头为金刚石圆锥）σ-1: 疲劳极限 σb: 抗拉强度σ5：l0=5d0时的伸长率（l0=5.65s01/2） HBS:布氏硬度（压头为钢球） 第2章材料的结构 一、选择题 1. 每个体心立方晶胞中包含有（B）个原子 A.1 B.2 C.3 D.4 2. 每个面心立方晶胞中包含有（C）个原子 A.1 B.2 C.3 D.4 3. 属于面心立方晶格的金属有（C） A.α-Fe,铜B.α-Fe,钒 C.γ-Fe,铜 D.γ-Fe,钒 4. 属于体心立方晶格的金属有（B） A.α-Fe,铝B.α-Fe,铬 C.γ-Fe,铝 D.γ-Fe,铬 5. 在晶体缺陷中，属于点缺陷的有（A） A. 间隙原子 B.位错 C.晶界 D.缩孔 6. 在立方晶系中,指数相同的晶面和晶向(B) A.相互平行 B.相互垂直 C.相互重叠 D.毫无关联 7. 在面心立方晶格中,原子密度最大的晶面是(C) A.(100) B.(110) C.(111) D.(122)
机械工程材料习题集
1材料的性能 1、抗拉强度：材料抵抗最大均匀塑性变形的能力。 2、硬度：材料表面抵抗局部微量塑性变形的能力。 3、刚度：材料抵抗弹性变形的能力。 2 材料的结构 1、晶胞：晶胞是能代表晶格中原子排列规律的最小几何单元。 2、致密度：晶胞中原子体积与晶胞体积的比值。 3、晶体各向异性：晶体中不同晶面或晶向上的原子密度不同，从而造 成晶体不同方向上的性能不同的现象。 4、指出固溶体和金属化合物在晶体结构和机械性能方面的区别。 答：固溶体仍保持溶剂的晶格类型。而金属化合物为新的晶格，它与任一组元均不相同。固溶体一般是塑性、韧性好，强度、硬度低；金属化合物是硬度高，塑性、韧性差。 5、常见的金属化合物有______________、_______________和_______________三种类型。（正常价化合物；电子化合物；间隙化合物和间隙相） 6、金属的晶粒愈细小，则金属的强度、硬度愈_______________、
塑性韧性愈_______________，这种现象称为_______________强化。（高；好；细晶） 7、原子在溶剂晶格中的分布不同，可将固溶体分为_______________固溶体和_______________ 固溶体。（间隙；置换） 8、按合金的相结构分，铁碳合金中的铁素体属于_______________，渗碳体属于_______________。（固溶体；金属化合物） 9、在合金中具有_______________化学成分、_______________结构且与其他部分隔开的均匀组成部分叫做相。（同一;同一） 10、晶界和亚晶界属于_______________ 缺陷，位错属于_______________缺陷。（面；线） 11、晶体缺陷，按几何特征可分为__________缺陷、__________缺陷和__________缺陷三种类型。（点；线；面） 12、与固溶体相比，金属化合物具有高硬度、低塑性。（正确） 13、由固溶体（基体）和金属化合物（第二相）构成的合金，适量的金属化合物在合金中起强化相作用。（正确） 14、间隙固溶体的机械性能和间隙化合物的机械性能是相似的。（错误） 15、金属化合物都遵守原子价规律，其成分固定并可用化学式表示。（错误） 16、只要组成合金的两组元的原子直径差达到一定值，便可形成无限固溶体。
机械工程材料复习题及参考答案
《机械工程材料》课程复习资料 一、判断题： 1.奥氏体与渗碳体均为面心立方晶格。 [ ] 2.Ｆ与Ｐ是亚共析钢中室温时的主要组成相。 [ ] 3.金属的加工硬化是指金属在塑性变形后强度.硬度提高，塑性.韧性下降的现象。 [ ] 4.钢淬火时的冷却速度越快，马氏体的硬度越高。 [ ] 5.合金中，一个晶粒内的成分不均匀现象称枝晶偏析。 [ ] 6.一种合金的室温组织为α+βⅡ+（α+β），它由三相组成。 [ ] 7.当把亚共析钢加热到Ac1和Ac3之间的温度时，将获得由铁素体和奥氏体构成的两相组织，在平衡条 件下，其中奥氏体的碳含量总是大于钢的碳含量。 [ ] 8.在铁碳合金平衡结晶过程中只有成分为4.3%C的铁碳合金才能发生共晶反应。 [ ] 9.20 钢比T12钢的碳含量要高。 [ ] 10.再结晶能够消除加工硬化效果，是一种软化过程。 [ ] 11.过共析钢中，网状渗碳体的存在使钢的硬度和塑性均上升。 [ ] 12.正火是将钢件加热至完全奥氏体化后空冷的热处理工艺。 [ ] 13.65Mn 是合金调质结构钢。 [ ] 14.回火索氏体的性能明显优于奥氏体等温冷却直接所得到的片层状索氏体的性能。 [ ] 15.T10A和60 号钢均属于高碳钢。 [ ] 16.晶体缺陷的共同之处是它们都能引起晶格畸变。 [ ] 17.位错是实际金属晶体的一种面缺陷。 [ ] 18.体心立方晶格的致密度为 74%。 [ ] 19.塑性变形指的是外载荷撤销后变形不能恢复的变形。 [ ] 20.当过冷度较大时，纯金属晶体主要以平面状方式长大。 [ ] 21.室温下，金属晶粒越细，则强度越高，塑性越好。 [ ] 22.一般来说，钢的强度高于铸铁的强度。 [ ] 23.65Mn的淬透性比65 号钢的淬透性差。 [ ] 24.从C曲线中分析可知，共析钢的过冷奥氏体在A1-550℃的范围内发生贝氏体转变。 [ ] 25.共析反应就是在某一温度时，从一种固相中同时结晶析出两种不同的固相。 [ ] 26.包晶偏析可以通过回火的热处理方法消除。 [ ] 27.所谓本质细晶粒钢就是一种在任何加热条件下晶粒均不发生粗化的钢。 [ ] 28.一个合金的室温组织为α+βⅡ+（α+β），它由两相组成。 [ ] 29.过冷奥氏体转变为马氏体是一种扩散型转变。 [ ] 30.60钢比T12 钢的碳含量要高。 [ ] 31.标识为100HBS的材料硬度大于标识为60HRC的材料硬度。 [ ] 32.马氏体是碳在α-Fe 中的过饱和固溶体，当奥氏体向马氏体转变时，体积要收缩。 [ ] 33.再结晶过程是有晶格类型变化的结晶过程。 [ ] 34.当亚共析成分的奥氏体在冷却发生珠光体转变时，温度越低，其转变产物组织越粗。 [ ] 35.贝氏体是过冷奥氏体中温转变产物，在转变过程中，碳原子能进行扩散，而铁原子不能进行扩散。 [ ] 36.不论碳含量高低，马氏体的硬度都很高，脆性都很大。 [ ] 37.高合金钢既具有良好的淬透性，也具有良好的淬硬性。 [ ] 38.经退火后再高温回火的钢，能得到回火马氏体组织，具有良好的综合机械性能。 [ ] 39.由于球墨铸铁中的石墨为球形，因而铸铁的强度、塑性和韧性接近于钢。 [ ] 40.因为单晶体是各向异性的，所以实际应用的金属材料在各个方向上的性能也是不相同的。 [ ] 41.40Cr的淬透性比40号钢的淬透性差。 [ ] 42.变形铝合金的塑性优于铸造铝合金。 [ ] 43.正火是将钢件加热至完全奥氏体化后水冷的热处理工艺。 [ ] 44.冷加工是指在室温以下的塑性变形加工。 [ ] 45.晶界是实际金属晶体的一种线缺陷。 [ ]
机械工程材料习题
第一章 1．解释名词：点缺陷，线缺陷，面缺陷，亚晶粒，亚晶界，刃型位错，单晶体，多晶体，过冷度，自发形核，非自发形核，变质处理，变质剂。 2．常见的金属晶体结构有哪几种？α-Fe 、γ- Fe 、Al 、Cu 、Ni 、Pb 、Cr 、V 、Mg、Zn 各属何种晶体结构？ 3．致密度和配位数可以用来说明哪些问题？ 4．晶面指数和晶向指数有什么区别？ 5．实际晶体中的缺陷（点缺陷，线缺陷和面缺陷）对金属性能有何影响？6．为什么单晶体具有各向异性，而多晶体在一般情况下不显示出各向异性？7．过冷度与冷却速度有什么关系？它对金属结晶过程有什么影响？对铸件晶粒大小有什么影响？ 8．金属结晶的基本规律是什么？晶核的形成率和成长率受到哪些因素的影响？9．在铸造生产中，采用哪些措施控制晶粒大小？在生产中如何应用变质处理？10．解释下列名词：合金，组元，相，相图；固溶体，金属间化合物，机械混合物；枝晶偏析，比重偏析；固溶强化，弥散强化。 11．指出下列名词的主要区别 1）置换固溶体与间隙固溶体；2）相组成物与组织组成物。 12．Si、C、N、Ni、Mn元素在α-Fe 中形成哪几种固溶体? 13．试述固溶强化、加工强化和弥散强化的强化原理,并说明三者的区别. 14．固溶体和金属间化合物在结构和性能上有什么主要差别？ 15. 什么叫共晶反应、包晶反应和共析反应?试比较这三种反应的异同点. 16．二元合金相图表达了合金的哪些关系？ 17．在二元合金相图中应用杠杆定律可以计算什么？ 18. 已知A（熔点600℃）与B(500℃) 在液态无限互溶；在固态300℃时A溶于B 的最大溶解度为30% ，室温时为10%，但B不溶于A；在300℃时，含40% B 的液态合金发生共晶反应。现要求： 1）作出A-B 合金相图； 2）分析20% A,45%A,80%A 等合金的结晶过程，并确定室温下的组织组成物和相组成物的相对量。
机械工程材料试题(答案)
《机械工程材料》试题 一、名词解释（共15分，每小题3分） 1. 奥氏体（A）3.固溶体4.自然时效5.加工硬化 二、填空题（共20分，每空1 分） 1.石墨为片状的灰口铸铁称为铸铁，石墨为团絮状的灰口铸铁称为__ 铸铁，石墨为球状的灰口铸铁称为铸铁。其中铸铁的韧性最高，因而可以锻造。 2. 陶瓷材料中的气相是指，在程中形成的，它了陶瓷的强度。 3.根据采用的渗碳剂的不同，将渗碳分为__________、__________和__________三种。 4.工程中常用的特殊性能钢有_________、_________、_________等。 5.金属的断裂形式有__________和__________两种。 6.金属元素在钢中形成的碳化物可分为_________、_________两类。 7.常见的金属晶体结构有____________、____________和____________三种。 三、选择题（共25分，每小题1分） 钢钢锭在1000℃左右轧制，有时会发生开裂，最可能的原因是( ) A.温度过低； B.温度过高； C.钢锭含磷量过高； D.钢锭含硫量过高 2.下列碳钢中，淬透性最高的是( ) 钢；钢；钢；钢 在1Cr18Ni9Ti钢中的主要作用是( ) A.提高淬透性； B.固溶强化； C.扩大Fe-Fe3C相图中的γ相区； D.细化晶粒； 钢锻造后，在机械加工之前应进行( ) A.完全退火； B.球化退火； C.去应力退火； D.再结晶退火 5.下列材料中，最适合制造机床床身的是( ) 钢；钢；； 6.下列材料中，最适合制造气轮机叶片的是 钢；钢；钢；钢 7.下列材料中，最适合制造飞机蒙皮的是( ) ；(旧牌号LD5)；；(旧牌号LY12) 8.下列材料中，最适合制造盛放氢氟酸容器的是( ) ；； C.聚四氟乙烯； 9.下列材料中，最适合制造汽车板弹簧的是( ) ；；； 10.下列材料中，最适合制造汽车火花塞绝缘体的是( ) ； B.聚苯乙烯；C.聚丙烯；D.饱和聚酯 11.铜只有通过冷加工并经随后加热才能使晶粒细化，而铁则不需冷加工，只 需加热到一定温度即使晶粒细化，其原因是( ) A.铁总是存在加工硬化，而铜没有； B.铜有加工硬化现象，而铁没有； C.铁在固态下有同素异构转变；而铜没有 D.铁和铜的再结晶温度不同 12.常用不锈钢有铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢和( ) A.铁素体-奥氏体不锈钢； B.马氏体-奥氏体不锈钢； C.莱氏体不锈钢； D.贝氏体不锈钢 13.以下哪种铸铁的断口呈灰黑色( ) A.马口铁； B.白口铸铁； C.麻口铸铁； D.灰铸铁
机械工程材料试题及答案
一、填空题（每空1分，共20分） 1．常见的金属晶格类型有体心立方晶格、_面心立方晶格_____________和__密排六方晶格____________。 2．空位属于____点______缺陷，晶界和亚晶界分别_面_________ 缺陷，位错属于_____________线__缺陷。 3．金属的实际结晶温度总是低于理论结晶温度，这种现象称为_过冷______________。 4．原子在溶剂晶格中的分布不同，可将固溶体分为_间隙______________固溶体和_____________置换__ 固溶体。 5．室温下Fe－Fe3C合金中的4种基本组织是________铁素体______、_________珠光体______、___莱式体____________和_渗碳体______________。 6．常见的金属的塑性变形方式有______孪生_________和_____滑移__________两种类型。 7．钢的热处理工艺是由______加热_________、__保温_____________和_______冷 却________三个步骤组成的。 8．铁碳合金为双重相图，即___铁渗碳体____________相图和____铁石墨___________相图。 二、单项选择题（每题2分，共 20分） （ b）1.两种元素组成固溶体，则固溶体的晶体结构。 A．与溶质的相同 B．与溶剂的相同 C．与溶剂、溶质的都不相同 D．是两种元素各自结构的混合体 （ d）2.铸造条件下，冷却速度越大，则。 A．过冷度越小，晶粒越细 B．过冷度越小，晶粒越粗 C．过冷度越大，晶粒越粗 D．过冷度越大，晶粒越细 （ a）3.金属多晶体的晶粒越细，则其。 A．强度越高，塑性越好 B．强度越高，塑性越差 C．强度越低，塑性越好 D．强度越低，塑性越差 （ b）4. 钢的淬透性主要取决于。 A．冷却介质 B．碳含量 C．钢的临界冷却速度 D.其它合金元素 （ d）5.汽车、拖拉机的齿轮要求表面具有高耐磨性，心部具有良好的强韧性，应选用。 A．45钢表面淬火+低温回火 B．45Cr调质 C．20钢渗碳、淬火+低温回火 D．20CrMnTi渗碳、淬火+低温回火 （ a）6.完全退火主要适用于。 A．亚共析钢 B．共析钢 C．过共析钢 D．白口铸铁 （ a ）7.铸铁如果第一、第二阶段石墨化都完全进行，其组织为。 A． F＋G B． F＋P＋G C． P＋G D.Le＋P＋G
机械工程材料课后题答案
P24：1、名词解释 1）相——材料中具有同一聚集状态、同一化学成分、同一组织结构，并于其它部分有界面分开的均匀组成部分。 ?相组分——组成合金的相。如铁碳合金是由α相Fe3C和组成的。 名词解释.1 ?组织——直接用肉眼观察到的，或借助于放大镜、显微镜观察到的材料内部的晶粒或相的集合状态（微观形貌图像）。 ?组织组分——组成合金显微组织的独立部分，它可以是单相，也可以是复相。如铁碳合金中的亚共析组织，就是由铁素体和珠光体两相组成。 名词解释.2 2）单晶体——内部原子具有规则排列的理想单一晶体。 ?多晶体——由许多晶格位向不同小晶粒组成的实际晶体。 名词解释.3 3）晶格——为了更清楚的表明原子在空间排列的规律性，把晶体中原子进一步抽象为几何“点”，用一些假想的空间直线按一定规律把这些“点”连接起来，所构成的三维空间构架。 ?晶胞——晶体中反映晶体特征的最基本的几何单元。 名词解释.4 ?晶格常数——表征晶胞特征的参数，如立方晶胞中的三条棱边的长度a、b、c，及三条棱边之间的夹角α、β、γ。 4)晶界——多晶体中不同晶格位向的小晶粒之间的分界面。 ?亚晶界——亚晶粒之间的交界。 名词解释.5 5）位错——晶体中二维尺度很小，而第三维尺度较大的缺陷。 ?位错密度——单位体积中所包含的位错线的总长度或穿过单位截面积的位错线数目。 名词解释.6 6）组元——组成材料最基本的独立物质。 ?固溶体——溶质原子溶入溶剂晶格中所形成的均一的、保持溶剂晶体结构的结晶相。 ?金属化合物——由相当程度的金属键结合形成具有金属特性的化合物。 名词解释.7 7）各向异性——晶体内部不同的晶面和晶向上，原子的密度不同，相互之间的作用力不同，晶体在不同的方向上表现出了不同的性能。 ?同素异晶转变——随着外界条件（温度和压力）的变化，物质在固态时所发生的晶体结构的转变。 画出立方晶系的下列晶面与晶向
机械工程材料试题范文
机械工程材料 一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分） 1、长轴类零件在热处理后进行冷校直，可能会造成力学性能指标降低，主要是（ B ）。 A．b? B．1??C．? D．H B 2、在零件图样上出现如下几种硬技术条件的标注，其中正确的是（ B ）。 A．HB159 B．180～210HB C．800HV D．10～17HRC 3、间隙固溶体与间隙化合物的（ D ）。 A．结构相同，性能不同 B．结构不同，性能相同 C．结构与性能都相同D．结构与性能都不同 4、固溶体的性能特点是（ A ）。 A．塑性韧性高、强度硬度较低 B．塑性韧性低、强度硬度高 C．综合力学性能高 D．综合力学性能低 5、在发生)(????L的共晶反应时，三相的相对成分（ B ）。 A．相同B．确定 C．不定 D．发生变化 6、马氏体的硬度取决于（ C ） A．奥氏体的冷却速度 B．奥氏体的转变温度 C．奥氏体的碳含量D．奥氏体的晶粒 7、对形状复杂，截面变化大的钢件进行淬火时，应选用（ A ）A．高淬透性钢B中淬透性钢C．低淬透性钢 D.碳素钢 8、对形状复杂，截面变化大的零件进行淬火时，应采用（ C ）。 A．水中淬火B．油中淬火C．盐浴中淬火D．空冷 9、GCr15钢中Cr的平均含量为（ B ）。 A．15% B．% C．% D．没有表示出来 10、高速钢二次硬化属于（ D ）。A．固溶强化B．细晶强化C．位错强化D．第二相强化 二、多项选择题（本大题共5小题，每小题4分，共20分） 1、奥氏体是（ BD ）。 A．碳在F e??中的间隙固溶体B．碳在Fe??中的间隙固溶体 C．碳在F e??中的有限固溶体D．碳在Fe??中的有限固溶体 2、下列能进行锻造的铁碳合金是（ AB ）。A．亚共析钢 B．共析钢 C．共晶白口铸铁 D．亚共晶白口铸铁 3、影响碳钢淬火后残余奥氏体量的主要因素是（ BD ）。 A．钢材本身的碳含量B．钢中奥氏体的碳含量 C．钢中碳化物的含量D．钢的淬火加热温度4、汽车、拖拉机的齿轮要求表面高耐磨性，中心有良好的强韧性，应选用（ AC ）。 A．20号钢渗碳淬火后低温回火 B．40Cr淬火后高温回火 C．20CrMnTi渗碳后淬火低温回火 D．ZGMn13水韧处理 5、下列钢种中，以球化退火作为预备热处理的钢种是（ BD ）。A．40Cr B．T12 C．16Mn D．GCr15 三、填空题（本大题共15空，每空2分，共30分） 1、合金的相结构有固溶体和金属化合物两大类，其中前者具有较好的塑性性能，适宜作基本相；后者具有较高的硬度，适宜作强化相。 2、用光学显微镜观察，上贝氏体的组织特征呈羽毛状，而下贝氏体则呈针状。 3、化学热处理的基本过程包括分解、吸附和扩散三个阶段。 4、促进石墨化的元素有碳、硅，阻碍石墨化的元素，硫、锰。