工程材料与机械制造基础复习题文档格式.docx

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晶格中的一个基本单元。

6．晶向：

晶格中各原子列的位向。

7．单晶体：

由原子排列位向或方式完全一致的晶格组成的称为单晶体。

10．间隙原子：

是指位于晶格间隙中的原子。

11．晶面：

在晶格中由一系列原子组成的平面。

14．合金：

是指由两种或两种以上的金属元素或金属元素与非金属元素组成的，具有金属特性的物质。

15．组元：

组成合金最基本的独立物质。

16．合金系：

一系列相同组员组成的不同成分的合金称为合金系。

17．合金化：

采用合金元素来改变金属性能的方法称为合金化。

18．相：

合金中具有相同化学成分，相同晶体结构和相同物理或化学性能并与该系统其余部分以界面相互隔开的均匀组成部分。

19．固溶体：

是指溶质组员溶入溶剂晶格中而形成的单一的均匀固体。

24．固溶强化：

固溶体中溶质原子的溶入引起晶格畸变，使晶体处于高能状态，从而提高合金的强度和硬度。

25．金属化合物：

两组元A和B组成合金时，除了可形成以A或以B为基的固溶体外，还可能相互作用化和形成新相，这种新相通常是化合物，一般可用AmBn表示。

26．晶体相：

晶体相是一些以化合物或以化合物为基的固溶体，是决定陶瓷材料物理，化学和力学性能的主要组成物。

32．过冷度：

实际结晶温度与平衡结晶温度Tm之差称为过冷度。

33．细晶强化：

金属的强度，塑性和韧性都随晶粒的细化而提高，称为细晶强化。

36．共晶反应：

共晶反应是指从某种成分固定的合金溶液中，在恒温下同时结晶出两种成分和结构皆不相同的固相反应。

37．共析反应：

共析反应是指由一种固相在恒温（共析温度）下同时转变成两种新的固相。

44．共析钢：

碳的质量分数为0.77%，组织是珠光体。

47．共晶铸铁：

碳的质量分数为4.3%，组织是莱氏体。

1．实际金属中存在着的晶体缺陷有缺陷、缺陷和缺陷。

2．世界金属中晶体的点缺陷分为和两种。

3．常见合金中存在的相可以归纳为和两大类。

4．固溶体按照溶质原子在溶剂原子中的位置可以分为固溶体和固溶体。

7．线型无定型高聚物随温度不同可处于、态和态。

8．实际结晶温度总是平衡结晶温度，两者之差称为。

9．共析钢随温度下降至727C时发生共析反应，有奥氏体中析出和。

10．共晶铸铁随温度下降至1148C时发生共晶反应，有液体中同时析出和。

11．典型的金属晶体结构有、和三种。

12．纯铁具有同素异构性，当加热到912C时，将由晶格的转变为晶格的，加热到1394C时，又由晶格的转变为晶格的。

13．液态金属冷却到平衡结晶温度以下才开始结晶的现象称为现象。

14．金属的与之差，称为。

15．实际金属结晶时，其行核方式有和两种，其中，又称为变质处理。

16．金属结晶后的晶粒越细小，、和越高。

19．铁碳合金是由铁和碳组成的二元合金，其基本组织有、、、、。

1．晶体具有各向异性的特点。

2．非晶体具有各向异性的特点。

3．金属的实际晶体结果是多晶体。

4．金属是多晶体结构，具有晶体的各向异性特点。

5．晶体缺陷的存在可以提高金属的强度。

6．晶体缺陷的存在可以提高金属的耐腐蚀性能。

7．金属化合物的晶格类型与组元的晶格完全不同。

8．金属化合物一般具有高熔点，高硬度，高韧性。

9．金属化合物一般具有高熔点，高硬度，脆性大的特点。

10．陶瓷材料通常熔点高，硬度高，耐腐蚀，塑性差的特点。

19．一般情况下，金属的强度，塑性和韧性随晶粒的细化而降低。

20．具有同素异构特点的金属材料可以应用热处理的方法改变性能。

21．共晶成分的铸铁的铸造性能较差。

22．铁碳合金随着碳的质量分数的增加，硬度高的渗碳体增多，硬度增高。

23．铁碳合金随着碳的质量分数的增加，硬度低的铁素体增多，硬度减少。

24．亚共析钢的强度与组织的细密度有关，组织越细密则强度越高。

25．铁碳合金的塑性随碳的质量分数的增加而提高。

26．铁碳合金的冲击韧性对组织及其形态最为敏感。

27．铁碳合金的冲击韧度随碳的质量分数增加而提高。

四、问答题：

1.简述金属三种典型晶体结构的特点。

答：

体心立方晶格：

在立方体的8个顶角上和立方体中心各有1个原子；

面心立方晶格：

在立方体的8个顶角上和6个面的中心各有1个原子；

密排六方晶格：

在六棱柱的上、下六角形面的顶角上和面的中心各有1个原子，在六棱柱体的中间有3个原子。

2.金属的实际晶体中存在哪些晶体缺陷？

它们对性能有什么影响？

（作为简答题，需再补充）

金属的实际晶体中存在三种晶体缺陷：

点缺陷——空位和间隙原子；

线缺陷——位错线；

面缺陷——晶界；

影响：

一般情况下，晶体缺陷的存在可以提高金属的强度，而且金属缺陷常常降低金属的耐腐蚀性能，可以通过腐蚀观察金属的各种缺陷。

3.合金元素在金属中的存在形式有哪几种？

它们各自具有什么特性？

答：

合金元素在金属中的存在形式有两种：

固溶体和金属化合物

特性：

固溶体，保持溶剂的晶格结构，但会引起溶剂晶格不同程度的畸变，试晶体处于高能状态，从而提高合金个强度和硬度。

金属化合物，一般都具有高熔点、高硬度，但很脆，可提高合金的强度、硬度及耐磨性能。

4.什么是固溶强化？

造成固溶强化的原因是什么？

固溶强化：

固溶体中溶质原子的溶入引起晶格畸变，使晶体处于高能状态，从而合金的强度和硬度，即为固溶强化。

10.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？

冷却速度越快，冷却度越大。

使晶核生成速度大于晶粒长大速度，因而使晶粒细化。

11.何谓共晶反应、匀晶反应和共析反应？

试比较三种反应的异同点。

共晶反应：

指从某种成分固定的合金溶液中、在恒温下同时结晶出两种成分和结构皆不相同的固相的反应；

匀晶反应：

从液相中结晶出固溶体的反应；

共析反应：

由一种固相在恒温下同时转变成两种新的固相。

16.碳钢、铸铁两者的成分、组织和性能有何差别？

并说明原因。

碳钢：

碳的质量分数0.02%-2.11%的铁碳合金，

组织为：

亚共析钢（ωc<

0.77%）、共析钢（ωc=0.77%）、过共析钢（ωc>

0.77%），

性能：

具有良好的塑性和韧性，宜于锻造；

铸铁：

碳的质量分数大于2.11%的铁碳合金，

组织：

亚共晶铸铁（ωc<

4.3%）、共晶铸铁（ωc=4.3%）、过共晶铸铁（ωc>

4.3%）

具有较强高的强度和硬度，有良好的铸造性能。

17.分析碳的质量分数分别为0.20%、0.60%、0.80%、1.0%的铁碳合金从液态缓冷至室温时的结晶过程和室温组织。

指出这四种成分组织与性能的区别。

ωc=0.20%时，结晶过程：

A—A+F—F—F+Fe3CⅢ室温组织为：

F+Fe3CⅢ

ωc=0.60%时，结晶过程：

A—A+F—F+P室温组织为：

F+P

ωc=0.80%时，结晶过程：

A—A+Fe3CⅡ—P+Fe3CⅡ室温组织为：

P+Fe3CⅡ

ωc=1.0%时，结晶过程：

A—奥氏体：

为面心立方结构，有一定的溶碳能力，一般硬度较低而塑性较高；

F—铁素体：

为体心立方结构，因溶碳能力差，故强度、硬度不高，塑性、韧性良好；

P—珠光体：

铁素体和渗碳体的机械混合物，因渗碳体的强化作用，故具有良好的力学性能；

Fe3C—渗碳体：

为铁和碳的金属化合物，硬度高，脆性大，塑性和韧性几乎为零；

五、选择题：

1．珠光体是下述（）的产物。

A.共晶反应B.匀晶反应C.共析反应D.二次析出

2．过共析钢在冷却过程中遇到ES线时，将发生的反应是（）。

A.共析反应B.匀晶反应C.二次析出D.共晶反应

3．Fe－Fe3C相图中的GS线是（）。

A.冷却时从A析出F的开始线B.冷却时从A析出Fe3C的开始线

C.加热时从A析出F的开始线D.加热时从A溶入F的开始线

第三章金属热处理及表面改性

1．热处理：

通过加热、保温和冷却改变金属内部组织或表面组织，从而获得所需性能的工艺方法；

2．过热：

热处理中，实际加热的临界温度和相图的平衡临界温度相比存在一定的滞后，即为过热；

12.退火:

将偏离平衡状态的金属或合金，先加热到适当的温度，保持一定时间，然后缓慢冷却，以达到接近平衡状态的热处理工艺称为退火；

13.正火:

将钢加热到Ac3或Accm线以上30-50℃，适当保温后在空气中冷却至室温，得到珠光体类型的组织，这种热处理工艺称为正火。

18．淬火：

将钢加热到AC3或AC1线以上30-50℃，保温一段时间，再快速冷却，以获得马氏体、贝氏体等非平衡组织的热处理工艺。

19．回火：

淬火后的钢先加热到AC1先以下某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。

23．调质处理：

生产中把淬火和高温回火相结合的热处理工艺称为调质。

24．淬透性：

钢的淬透性是指钢在淬火时获得马氏体的能力。

25．淬硬性：

钢的淬硬性是指钢在淬火时所能获得的最高硬度。

26．表面淬火：

通过快速加热，在零件表面很快达到淬火温度而内部还没有达到临界冷却温度时迅速冷却使零件表面获得马氏体组织而心部仍保持塑性﹑韧性较好的原始组织的局部淬火方法。

35．喷丸表面强化：

喷丸表面强化是将大量高速运动的弹丸喷射到零件表面，使其表面产生强烈的塑性变形，从而获得一定厚度的强化层表面。

1．钢的普通热处理分为退火、、和回火。

2．钢的退火根据材料与目的要求分为、不完全退火和退火。

4．淬火后的钢根据加热温度的不同，回火分为、中温回火和。

5．常用的表面化学热处理有、和碳氮共渗。

6．常用的表面热处理可分为和。

二、判断题。

1．金属热处理就是加热、冷却改变金属内部组织火表面组织，从而获得所需要

所性能的工艺方法。

2．热处理中加热冷却速度较快，实际的临界温度和相图中的平衡温度相比存在一定的滞后现象。

3．奥氏体晶粒的大小对冷却后钢的组织和性能没有很大影响。

4．奥氏体晶粒的大小主要取决与加热温度和保温时间。

5．冷却方式和冷却速度对奥氏体的组织转变及其钢的最终性能没有影响。

11．低碳钢为便于切削加工，预备热处理常用退火，以降低硬度。

12．低碳钢为便于切削加工，预备热处理常用正火，以适当提高硬度。

13．钢的淬透性就是钢的淬硬性。

14．钢的淬透性是由钢材本身的属性所决定，所固有。

15．钢的淬透性取决于外部工艺条件的影响。

16．钢的淬硬性取决于钢的含碳量，含碳量越高，硬度越高。

17．临界冷却速度对钢的淬透性无任何影响。

三、选择题。

1．下述钢中强度最高的是（）。

A.T8钢B.45钢C.65钢D.T13钢

2．下述钢中硬度最高的是（）。

A.40钢B.30CrMnSiC.T8钢D.铸铁

3．Q235A属于（）

A.合金钢B.普通碳素结构钢C.优质碳素结构钢D.工具钢

4．T12A属于（）.

A.合金钢B.工具钢C.优质碳素结构钢D.高级优质碳素工具钢

5．40CrNiMo是一种合金结构钢，元素符号前面的40表示的是（）。

A.钢中含碳量的千分数B.钢中含碳量的万分数C.钢中含碳量的百分数

D.钢中合金元素的中含量

6．9Mn2V是一种合金工具钢，元素符号前面的数字9表示的是（）。

A.钢中含碳量的百分数B.钢中含碳量的千分数

C.钢中含碳量的万分数D.钢中合金元素的总含量

1.布氏硬度值用＿表示。

A.HBWB.HBSC.HRAD.HRC

2.最合适用HRC来表示其硬度值的材料是＿。

A.铝合金B.铜合金C.淬火钢D.调质钢

3.在图纸上出现以下几种硬度技术条件的标注，其中＿是正确的。

A．500HBSB.230HBWC.12～15HRCD.799HV

4．耐蚀性是金属材料的。

A.力学性能B.物理性能C.化学性能

5．布氏硬度测量压痕的。

A.直径　　　　B.深度C.对角线长度

6．低碳钢和低碳合金钢，经过表面渗碳后，再进行。

A.淬火+低温回火　B.回火　　C.淬火+中温回火　　D.调质

7.强度是金属材料的。

8．在体心立方晶体结构中，晶胞中的原子数为个。

A.2B.4C.6

9.HV是的硬度代号。

A.布氏硬度B.洛氏硬度C.肖氏硬度D.维氏硬度

10．洛氏硬度值用表示。

A.HBWB.HBSC.HVD.HRC

11．晶体中的位错属于＿。

A．体缺陷B.面缺陷C.线缺陷D.点缺陷

12．金属随温度的改变，由一种晶格类型转变为另一种晶格类型的过程，称为＿转变。

A．物理B．化学C．同素异构

13．α-Fe和γ-Fe分别属于＿晶格类型。

A.面心立方晶格和体心立方晶格B.体心立方晶格和面心立方晶格

C.均为面心立方晶格D.体心立方晶格

14．金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将。

A．越低B.越高C.越接近理论结晶温度D.不受影响

15．为细化晶粒，可采用。

A．快速浇注B.低温浇注C.加变质剂D.以砂型代金属型

16．金属实际结晶温度理论结晶温度。

A.高于B.等于C.小于

17.金属间化合物的特点是＿。

A．溶点高，硬度低B.熔点低，硬度高C.熔点低，硬度低D.熔点高，硬度高

18.在铁碳合金相图中，发生共析转变后组织为。

A．珠光体B.奥氏体C.莱氏体D.铁素体

19．铁素体的力学性能特点是＿。

A.强度高，塑性好，硬度低B.强度低，塑性差，硬度低

C.强度低，塑性好，硬度低D.强度高，塑性好，硬度高

20．渗碳体的力学性能特点是＿。

A．硬而韧B.硬而脆C.软而韧D.软而脆

21．具有共晶反应的二元合金，其中共晶成分的＿性能好。

A．铸造B.锻造C.焊接D.热处理

21．钢铆钉一般用制作。

A．高碳钢B.中碳钢C.低碳钢D.铸钢

23．碳钢中的Fe3C是。

A．金属化合物B.间隙固溶体C.置换固溶体D.纯金属

24．铁素体和渗碳体组成的机械混合物称为。

25．为提高钢的强度和硬度GCr15钢应采用热处理工艺。

A.完全退火　　B.球化退火　　C.正火　D.淬火＋低温回火

26．为使低碳钢便于机械加工，常预先进行＿。

A.淬火B.正火C.球化退火D.回火

27．为使高碳钢便于机械加工，常预先进行＿。

A.淬火B.表面处理C.球化退火D.回火

28．完全退火适用于＿。

A.亚共析钢B.共析钢C.过共析钢

29．为使65钢具有高的弹性，应进行。

A.淬火+低温回火B.淬火+中温回火C.淬火+高温回火D.直接油冷

30．为使T8钢得到回火马氏体，应进行＿。

31．用低碳钢制造在工作中受较大冲击载荷和表面磨损较大零件，应采用＿表面热处理。

A.表面淬火B.渗碳C.氮化D.氮化离子

32．为提高切削加工性能，T10钢应采用热处理工艺。

A.完全退火　B.球化退火　C.回火　　D.淬火＋低温回火

第四章钢铁材料及其用途

1．低碳钢：

碳的质量分数小于0.25％的碳钢。

2．中碳钢：

碳的质量分数为0.25%~0.60%的碳钢。

3．高碳钢：

碳的质量分数大于0.60%的碳钢。

4．普通碳素结构钢：

s的质量分数≦0·

050％，p的质量分数≦0·

045％

5．优质碳素结构钢：

s的质量分数和p的质量分数均≦0·

035

7．特级优质碳素结构钢：

015%p的质量分数≦0·

025%

8．红硬性：

红硬性是指材料在经过一定温度下保持一定时间后所能保持其硬度的能力。

9．白口铸铁：

白口铸铁中碳的绝大部分以渗碳体的形式存在，断口呈银白色

10．灰口铸铁：

碳的大部分或是全部以片状石墨形式存在，断口呈暗灰色

11．石墨化：

通常把铸铁中的石墨形成过程成为石墨化过程

二．常用材料牌号识别：

1．Q195：

碳素结构钢，Q为屈服强度的“屈”字汉语拼音的第一个字母，195为屈服强度数值。

2．Q235：

碳素结构钢，Q为屈服强度的“屈”字汉语拼音的第一个字母，235为屈服强度数值。

3．Q235F：

F表示沸腾钢。

4．Q255Z：

碳素结构钢，Q为屈服强度的“屈”字汉语拼音的第一个字母，255为屈服强度数值。

Z表示镇静钢。

5．25：

优质碳素结构钢，25表示平均含碳量为0.25％。

6．35：

优质碳素结构钢，35表示平均含碳量为0.35％。

7．45：

优质碳素结构钢，45表示平均含碳量为0.45％。

8．65：

优质碳素结构钢，65表示平均含碳量为0.65％。

10．T8：

碳素工具钢，T表示“碳”字的汉语拼音第一个字母，8表示平均含碳量为0.8％。

11．T10：

碳素工具钢，T表示“碳”字的汉语拼音第一个字母，10表示平均含碳量为1.0％。

14．T10A：

碳素工具钢，T表示“碳”字的汉语拼音第一个字母，10表示平均含碳量为1.0％，A表示高级优质钢。

20．40Cr：

合金结构钢中的调质钢，40表示平均含碳量为0.40%,Cr为合金元素铬的元素符号，其平均含量小于1.0％。

23．38CrMoAl：

合金结构钢中的调质钢，38表示平均含碳量为0.38%,Cr、Mo、Al为合金元素铬、钼、铝的元素符号，其平均含量小于1.0％。

24．65Mn：

合金结构钢中的弹簧钢，65表示平均含碳量为065%,Mn为合金元素锰的元素符号，其平均含量小于1.0％。

26．W18Cr4V：

合金工具钢中的高合金工具钢，其碳的质量分数在0.7%~1.5%之间，W合金元素钨的元素符号，18表示钨的平均含量为18％，Cr合金元素铬的元素符号，4表示铬的平均含量为4.0％，V为合金元素钒的元素符号，其平均含量为小于1.0％。

27．HT250：

最低抗拉强度为250的灰铸铁

28．HT200：

最低抗拉强度为200的灰铸铁

29．HT150：

最低抗拉强度为150的灰铸铁

二、填空题

1．钢按冶炼炉的不同，有、、电炉钢。

2．钢按脱氧的方法不同分为、、半镇静钢和特殊镇静钢。

3．钢按碳的质量分数不同分为、中碳钢和。

4．钢按含硫、磷杂质的质量分数多少分为普通钢、、和特级优质钢。

5．碳素结构钢按用途不同分为结构用钢和结构用钢。

6．除Co以外，所有溶入奥氏体中的合金元素都能过冷奥氏体的稳定性。

7．表面硬化钢按表面硬化方式不同分为、和合金弹簧钢。

8．根据铸铁组织中石墨存在形态的差异，灰口铸铁分为、、可锻铸铁和蠕墨铸铁。

9．灰铸铁按基体的不同分为灰铸铁、珠光体－铁素体灰铸铁和灰铸铁。

10．灰铸铁的性能除与基体组织有关外，最主要的是取决于石墨的、数量、大小和。

11．可锻铸铁按基体组织不同分为）可锻铸铁和）可锻铸铁。

1．碳素工具钢用于制造量具、模具和低速切削刀具。

2．碳素工具钢用于制造量具、模具和高速切削刀具。

3．合金钢中合金元素越多质量越好，碳钢中硫磷质量分数越多其质量越好。

4．碳钢中硫磷的质量分数越少，其质量越好。

5．合金元素溶于铁素体中，配比适当时不仅能强化铁素体，也能提高钢的韧性。

6．除Co以外，所有溶入奥氏体中的合金元素，都能降低过冷奥氏体的稳定性。

7．合金元素增加了合金钢的回火稳定性。

8．合金元素使回火稳定性增加，降低了回火温度。

9．合金工具钢比碳素工具钢有较好的红硬性。

10．碳素工具钢比合金工具钢有更好的红硬性。

11．因高速钢制造的工具比较锋利，因而称作锋钢。

12．白口铸铁因其硬度高而广泛用于机械工程中制造各类零件。

13．白口铸铁因其硬度高无法加工，主要用作炼钢的原料。

14．对渗碳体进行长时间高温加热时，渗碳体会分解为铁和石墨。

15．灰铸铁在机械工程中主要用于制造各种抗拉结构件。

16．灰铸铁在机械工程中主要用于制造各种抗压结构件。

17．可锻铸铁因其可锻而得名称为其可锻铸铁。

18．可锻铸铁的机械性能可与钢相比，但不可锻造。

1．机床主轴要求具有良好的综合力学性能，制造时，应选用的材料及热处理工艺是（）。

A.20钢，淬火＋高温回火B.45钢，淬火＋高温回火

C.T8钢，淬火＋低温回火D.45钢，正火

2．制造锉刀，模具时，应选用的材料及热处理工艺是（）.

A.45钢，淬火＋高温回火B.T12钢，淬火＋低温回火

C.T8钢，淬火＋高温回火D.T12钢，正火

3．弹簧及一些要求具有较高屈服极限的热作模具等，常采用的热处理工艺是（）。

A.淬火＋低温回火B.淬火＋中温回火

C.表面淬火D.退火

4．15钢零件在切削加工前，进行正火出理的目的是（）。

A.消除应力，防止工件加工后变形B.降低硬度以便于切削加工

C.适当提高硬度以便于切削加工D.消