机械工程材料 A卷标准答案概述.docx

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机械工程材料A卷标准答案概述

机械工程材料A卷标准答案

一、名词解释：

（１０分）

固溶强化：

固溶体溶入溶质后强度、硬度提高，塑性韧性下降现象。

加工硬化：

金属塑性变形后，强度硬度提高的现象。

合金强化：

在钢液中有选择地加入合金元素，提高材料强度和硬度

热处理：

钢在固态下通过加热、保温、冷却改变钢的组织结构从而获得所需性能的一种工艺。

细晶强化：

晶粒尺寸通过细化处理，使得金属强度提高的方法。

二、选择适宜材料并说明常用的热处理方法（30分）

三、（20分）车床主轴要求轴颈部位硬度为HRC54—58，其余地方为HRC20—25，其加工路线为：

锻造正火调质机加工（精）轴颈表面淬火低温回火磨加工指出：

1、主轴应用的材料：

45钢

2、正火的目的和大致热处理工艺细化晶粒，消除应力；加热到Ac3＋50℃保温一段时间空冷

3、调质目的和大致热处理工艺强度硬度塑性韧性达到良好配合淬火＋高温回火

4、表面淬火目的提高轴颈表面硬度

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5．低温回火目的和轴颈表面和心部组织。

去除表面淬火热应力，表面M＋A’心部S回

四、选择填空（20分）

１．合金元素对奥氏体晶粒长大的影响是（d）

（a）均强烈阻止奥氏体晶粒长大（b）均强烈促进奥氏体晶粒长大（c）无影响（d）上述说法都不全面２．适合制造渗碳零件的钢有（c）。

（a）16Mn、15、20Cr、1Cr13、12Cr2Ni4A（b）45、40Cr、65Mn、T12（c）15、20Cr、18Cr2Ni4WA、20CrMnTi

３．要制造直径16mm的螺栓，要求整个截面上具有良好的综合机械性能，应选用（c）

（a）45钢经正火处理（b）60Si2Mn经淬火和中温回火（c）40Cr钢经调质处理

4．制造手用锯条应当选用（a）

（a）T12钢经淬火和低温回火（b）Cr12Mo钢经淬火和低温回火（c）65钢淬火后中温回火

5．高速钢的红硬性取决于（b）

（a）马氏体的多少（b）淬火加热时溶入奥氏体中的合金元素的量（c）钢中的碳含量6．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（c）

（a）60钢渗碳淬火后低温回火（b）40Cr淬火后高温回火（c）20CrMnTi渗碳淬火后低温回火

7．65、65Mn、50CrV等属于哪类钢，其热处理特点是（c）

（a）工具钢，淬火+低温回火（b）轴承钢，渗碳+淬火+低温回火（c）弹簧钢，淬火+中温回火

8.二次硬化属于（d）

（a）固溶强化（b）细晶强化（c）位错强化（d）第二相强化9.1Cr18Ni9Ti奥氏体型不锈钢，进行固溶处理的目的是（b）

（a）获得单一的马氏体组织，提高硬度和耐磨性

（b）获得单一的奥氏体组织，提高抗腐蚀性，防止晶间腐蚀（c）降低硬度，便于切削

加工

１０.推土机铲和坦克履带板受到严重的磨损及强烈冲击，应选择用（b）

（a）20Cr渗碳淬火后低温回火（b）ZGMn13—3经水韧处理（c）W18Cr4V淬火后低温回火

五、填空题（20分）

1、马氏体是其中，片状马氏体硬度高、塑性差

2、W18Cr4V钢的淬火加热温度为，回火次数3、材料选择的三原则

4、合金结构钢与碳素结构钢相比，其突出优点是强度高，淬透性好。

5.共析钢过冷奥氏体等温转变曲线三个转变区的转变产物是6.共析钢淬火形成M+A'后，在低温、中温、高温回火后的产物分别为

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。

7.45钢正火后渗碳体呈状。

一、名词解释（共15分，每小题3分）

1.奥氏体（A）2.回复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）

1.40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（）

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γ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.KTH300-066.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.ZAlSi12；B.2A50（旧牌号LD5）；C.ZAlMg10；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.SiO29.下列材料中，最适合制造汽车板弹簧的是（）

A.60Si2Mn；B.5CrNiMo；C.Cr12MoV；D.GCr1510.下列材料中，最适合制造汽车火花塞绝缘体的是（）A.Al2O3；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（）

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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（）。

A.结构钢；B.合金钢；C.渗碳钢；D.工具钢15.马氏体组织有两种形态（）。

A.板条、树状；B.板条、针状；C.树状、针状；D.索状、树状16.实际生产中，金属冷却时（）。

A.理论结晶温度总是低于实际结晶温度；B.理论结晶温度总是等于实际结晶温度；C.理论结晶温度总是大于实际结晶温度；D.实际结晶温度和理论结晶温度没有关系17.零件渗碳后，一般需经过（）才能达到表面硬度高而且耐磨的目的。

A.淬火+低温回火；B.正火；C.调质；D.淬火+高温回火18.C曲线右移使淬火临界冷却速度（），淬透性（）。

A.减小、增大；B.减小、减小；C.增大、减小；D.增大、增大19.机械制造中，T10钢常用来制造（）。

A.容器；B.刀具；C.轴承；D.齿轮20.钢经表面淬火后将获得（）。

A.一定深度的马氏体；B.全部马氏体；C.下贝氏体；D.上贝氏体21.GCrl5SiMn钢的含铬量是：

（）

A.15％；B.1．5％；C.0.15％；D.0.015％22.铅在常温下的变形属：

（）

A.冷变形；B.弹性变形；C.热变形；D.既有冷变形也有热变形23、黄铜是以（）为主加元素的铜合金。

A.铅B.铁C.锡D.锌

24、在Fe-Fe3C和图中，奥氏体冷却到ES线时开始析出（）。

A.铁素体B.珠光体C.二次渗碳体D.莱氏体

25、从金属学的观点来看，冷加工和热加工是以（）温度为界限区分的。

A.结晶B.再结晶C.相变D.25℃四、简答题（共30分，每题10分）

1.简述奥氏体晶粒对钢在室温下组织和性能的影响。

2.简述回火的目的。

3.何谓碳钢中的铁素体、渗碳体、珠光体？

他们的力学性能各有何特点？

参考答案一、名词解释

1．奥氏体（A）：

C在γ－Fe中的间隙固溶体，常用A或γ表示，是一种硬度较低而塑性较高的固溶体。

3．固溶体：

组成合金的组元，在固态时相互溶解，所形成的单一均匀的物质。

4．自然时效：

自然时效是指经过冷、热加工或热处理的金属材料，于室温下发生性能随时间而变化的现象。

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5．加工硬化：

金属材料随着冷塑变形程度的增大，强度和硬度逐渐升高，塑性和韧性逐渐降低的现象称为加工硬化或冷作硬化。

二、填空题

1、普通灰口；可锻；球墨；3、固体渗碳气体渗碳三、选择题

1.D;2.C;3.C;;5.C;6.A;7.D;8.C;10.A;11.C;13.D;14.C;15.B;17.A;18.A;19.B;20.A;21.B23.D;24.C四、简答题

1、答：

奥氏体晶粒细小时，冷却后转变产物的组织也细小，其强度与塑性韧性都较高，冷脆转变温度也较低；反之，粗大的奥氏体晶粒，冷却转变后仍获得粗晶粒组织，使钢的力学性能（特别是冲击韧性）降低，甚至在淬火时发生变形、开裂。

2、答：

回火的目的是：

（1）降低零件脆性，消除或降低内应力；（3）稳定尺寸；

（2）获得所要求的力学性能；

（4）改善加工性。

6、合金渗碳体特殊碳化物

2、气孔；烧结；降低。

4、不锈钢耐热钢耐磨刚

5、延性断裂

7、体心立方晶格密排六方晶格

3、答：

铁素体——碳在α-Fe中的间隙固溶体，软而韧。

渗碳体——碳与铁形成的间隙化合物，硬而脆。

珠光体——铁素体与渗碳体形成的层片状交替排列的机械混合物，良好的综合力学性能。

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.σB.σsC.σbD.σ-12.表示金属材料弹性极限的符号是（A）A.σeB.σsC.σbD.σ-13.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.HBB.HRCC.HVD.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。

是金属材料的机械性能可以理解为金属材料的失效抗力。

四、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：

条件屈服强度极限

σb:

抗拉强度

HRC：

洛氏硬度（压头为金刚石圆锥）σ-1:

疲劳

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.1B.2C.3D.42.每个面心立方晶胞中包含有（C）个原子A.1B.2C.3D.43.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）二、是非题

1.金属或合金中,凡成分相同、结构相同，并与其他部分有界面分开的均匀组成部分称为相。

是2.在体心立方晶格中，原子排列最密的方向[111]垂直于原子排列最密的晶面（110）。

非

（指数相同才会相互垂直）

3.单晶体具有各向同性，多晶体具有各向异性。

非（晶体具有各向异性，非晶体具有各向同性）4．晶体的配位数越大，其致密度也越高。

是三、填空题

1.一切固态物质可以分为（晶体）与（非晶体）两大类。

2.晶体缺陷主要可分为（点缺陷）,（线缺陷）和面缺陷三类。

3.晶体缺陷中的点缺陷除了置换原子还有（间隙原子）和（空位）。

4.面缺陷主要指的是（晶界）和（亚晶界）；最常见的线缺陷有（刃型位错）和（螺型位错）。

5.每个面心立方晶胞在晶核中实际含有（4）原子，致密度为（0.74），原子半径为（2½a/4）。

6.每个体心立方晶胞在晶核中实际含有

（2）原子，致密度为（0.68），原子半径为（3½a/4）。

7.每个密排六方晶胞在晶核中实际含有（6）原子，致密度为（0.74），原子半径为（a/2）。

四、解释下列现象

1.金属一般都是良导体，而非金属一般为绝缘体。

2．实际金属都是多晶体结构。

第3章材料的凝固A纯金属的结晶二、填空题

1.随着过冷度的增大，晶核形核率N（增大），长大率G（增大）。

2.细化晶粒的主要方法有（a、控制过冷度b、变质处理c、振动、搅拌）。

3.纯铁在1200℃时晶体结构为（γ-Fe），在800℃时晶体结构为（α-Fe）。

四、简答题

1.影响金属结晶过程的主要因素是什么？

答：

晶核形核率和长大率

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2.何谓金属的同素异构转变？

并以纯铁来说明。

答：

有些物质在固态下其晶格类型会随温度变化而发生变化，这种现象称为同素异构转变。

纯铁在固态下的冷却过程中有两次晶体结构变化：

d-Fe⇌g-Fe⇌a-Fed-Fe、γ-Fe、α-Fe是铁在不同温度下的同素异构体，其中d-Fe和α-Fe都是体心立方晶格，分别存在于熔点到1394℃之间及912℃以下，γ-Fe是面心立方晶格，存在于1394℃到912℃之间。

3.试述晶粒大小对其机械性能有何影响？

答：

常温下，晶粒越细，晶界面积越大，因而金属强度、硬度越高，同时塑性、韧性越好。

力集中。

因而高温下晶粒过粗、过细都不好。

B合金的结晶一、填空题

1.根据溶质原子在溶剂晶格中分布情况的不同，可将固溶体分为（置换固溶体）和（间隙固溶体）。

2.相是指合金中（成分相同）与（结构相同）均匀一致的组成部分。

3.合金的晶体结构大致可以有三种类型：

（固溶体），金属化合物和（）。

4.组成合金的（最简单），（最基本），（能够独立存在）的物质称为组元。

5．两种元素组成固溶体，则固溶体的晶体结构（与组成元素之一的晶体结构相同）。

三、简答题

1.试述金属中固溶体与金属化合物的机械性能有何特点。

答：

固溶体的强度、硬度高，塑性、韧性低；金属化合物具有较高的熔点、硬度和较大的脆性。

2.合金中固溶体和金属化合物的晶体结构有何不同

C铁碳合金相图一、选择题

1.铁素体是碳溶解在（A）中所形成的间隙固溶体。

A．α-FeB．γ-FeC．δ-FeD．β-Fe

2.奥氏体是碳溶解在（B）中所形成的间隙固溶体。

A．α-FeB．γ-FeC．δ-FeD．β-Fe3.渗碳体是一种（C）。

A．稳定化合物B．不稳定化合物C．介稳定化合物D．易转变化合物4.在Fe-Fe3C相图中，钢与铁的分界点的含碳量为（C）。

A．2％B．2.06％C．2.11％D．2.2％5.莱氏体是一种（C）。

A．固溶体B．金属化合物C．机械混合物D．单相组织金属6.在Fe-Fe3C相图中，ES线也称为（D）。

A．共晶线B．共析线C．A3线D．Acm线7.在Fe-Fe3C相图中，GS线也称为（C）。

A．共晶线B．共析线C．A3线D．Acm线8.在Fe-Fe3C相图中，共析线也称为（A）。

高

温下，晶界呈黏滞状态，在外力作用下易产生滑动和迁移，因而细晶粒无益，但晶粒太粗，易产生应

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A．A1线B．ECF线C．Acm线D．PSK线9.珠光体是一种（C）。

A．固溶体B．金属化合物C．机械混合物D．单相组织金属

10.在铁－碳合金中，当含碳量超过（B）以后，钢的硬度虽然在继续增加，但强度却在明显下降。

A．0.8％B．0.9％C．1.0％D．1.1％

11.通常铸锭可由三个不同外形的晶粒区所组成，其晶粒区从表面到中心的排列顺序为（A）。

A．细晶粒区－柱状晶粒区－等轴晶粒区B．细晶粒区－等轴晶粒区－柱状晶粒区C．等轴晶粒区－细晶粒区－柱状晶粒区D．等轴晶粒区－柱状晶粒区－细晶粒区12.在Fe-Fe3C相图中，PSK线也称为（B）。

A．共晶线B．共析线C．A3线D．Acm线13.Fe-Fe3C相图中，共析线的温度为（D）。

A．724℃B．725℃C．726℃D．727℃14.在铁碳合金中，共析钢的含碳量为（B）。

A．0.67％B．0.77％C．0.8％D．0.87％二、填空题

1.珠光体是（铁素体）和（渗碳体）混合在一起形成的机械混合物。

2.碳溶解在（α-Fe）中所形成的（固溶体）称为铁素体。

3.在Fe-Fe3C相图中，共晶点的含碳量为（4.3%），共析点的含碳量为（0.77%）。

4.低温莱氏体是（珠光体）和（共晶渗碳体）组成的机械混合物。

5.高温莱氏体是（共晶奥氏体）和（工晶渗碳体）组成的机械混合物。

6.铸锭可由三个不同外形的晶粒区所组成，即（表层细晶区），（柱状晶区）和心部等轴晶粒区。

7.在Fe-Fe3C相图中，共晶转变温度是（1148℃），共析转变温度是（727℃）。

第5章钢的热处理一、选择题

1.加热是钢进行热处理的第一步，其目的是使钢获得（B）。

A．均匀的基体组织B．均匀的A体组织C．均匀的P体组织D．均匀的M体组织2.下列温度属于钢的高、中、低温回火温度范围的分别为（A）（D）（B）。

A．500℃B．200℃C．400℃D．350℃

3.碳钢的淬火工艺是将其工件加热到一定温度，保温一段时间，然后采用的冷却方式是（D）。

A．随炉冷却B．在风中冷却C．在空气中冷却D．在水中冷却

4.正火是将工件加热到一定温度，保温一段时间，然后采用的冷却方式是（C）。

A．随炉冷却B．在油中冷却C．在空气中冷却D．在水中冷却5.完全退火主要用于（A）。

A．亚共析钢B．共析钢C．过共析钢D．所有钢种6.共析钢在奥氏体的连续冷却转变产物中，不可能出现的组织是（C）。

A．PB．SC．BD．M

7.退火是将工件加热到一定温度，保温一段时间，然后采用的冷却方式是（A）。

A．随炉冷却B．在油中冷却C．在空气中冷却D．在水中冷却三、填空题

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1.共析钢中奥氏体形成的四个阶段是：

（奥氏体晶核形成），（奥氏体晶核长大），残余Fe3C溶解，奥氏体均匀化。

2.化学热处理的基本过程，均由以下三个阶段组成，即（介质分解），（工件表面的吸收），活性原子继续向工件内部扩散。

3.马氏体是碳在（α-Fe）中的（过饱和溶液）组织。

4.在钢的热处理中，奥氏体的形成过程是由（加热）和（保温）两个基本过程来完成的。

5.钢的中温回火的温度范围在（350～500℃），回火后的组织为（回火托氏体）。

6.钢的低温回火的温度范围在（150～250℃），回火后的组织为（回火马氏体）。

7.在钢的回火时，随着回火温度的升高，淬火钢的组织转变可以归纳为以下四个阶段：

马氏体的分解，残余奥氏体的转变，（铁素体中析出Fe3C），（铁素体多边形化）。

8.钢的高温回火的温度范围在（500～650℃），回火后的组织为（回火索氏体）。

9.常见钢的退火种类有：

完全退火，（等温退火）和（球化退火）。

10.根据共析钢的C曲线，过冷奥氏体在A1线以下转变的产物类型有（P型组织），（S型组织）和马氏体型组织。

11.材料在一定的淬火剂中能被淬透的（淬硬层深度越大）越大表示（淬透性）越好。

第6章工业用钢一、选择题

1.欲要提高18－8型铬镍不锈钢的强度，主要是通过（B）。

A．时效强化方法B．固溶强化方法C．冷加工硬化方法D．马氏体强化方法2.20CrMnTi钢根据其组织和机械性能，在工业上主要作为一种（A）使用。

A．合金渗碳钢B．合金弹簧钢C．合金调质钢D．滚动轴承钢

3.大多数合金元素均在不同程度上有细化晶粒的作用，其中细化晶粒作用最为显著的有（C）。

A．Mn,PB．Mn,TiC．Ti,VD．V,P

4.除（A）元素外，其它合金元素溶于奥氏体后，均能增加过冷奥氏体的稳定性。

A．CoB．CrC．MnD．Ti5.优质钢的含硫量应控制在下列（C）范围内。

A．0.06％～0.05％B．0.05％～0.035％C．0.035％～0.02％D．0.02％～0.015％6.优质钢的含磷量应控制在下列（C）范围内。

A．0.055％～0.045％B．0.045％～0.035％C．0.035％～0.03％D．0.03％～0.02％三、填空题

1.高速工具钢经高温淬火加多次回火后，具有很高的（强度、硬度）和较好的（塑性、韧性）。

2.不锈钢按其金相显微组织不同，常用的有以下三类：

（马氏体不锈钢），（铁素体不锈钢），奥氏体型不锈钢。

五、简答题

1.指出下列牌号是哪种钢？

其含碳量约多少？

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2.试说明下列合金钢的名称及其主要用途。

3.指出下列牌号是哪类钢？

其含碳量约多少？

1、加工硬化：

2、淬透性3、热硬性4、变质处理5、同素异构转变

二、填空题（共20分，每空格0.5分）

1、材料常用的塑性指标有和两种，其中用材料的真实变形，在拉伸曲线上可以确定的塑性指标是。

2、金属的结晶过程主要由和两个基本过程组成。

3、常温下，金属单晶体的塑性变形方式为是。

4、二元合金的杠杆定律中，杠杆的端点是所求的的成分，杠杆的支点是5、F的晶体结构是，A的晶体结构是。

6、工业用钢按质量分为钢、钢。

7、钢的热处理工艺由、__、三个阶段所组成。

8、除元素外，其它所有的合金元素都使C曲线向移动，使钢的临界冷却速度、淬透性。

9、60Si2Mn是钢，可制造；GCr15是钢，可制造；9SiCr是。

10、铸造状态下，灰口铸铁的基体有、和三种。

11、玻璃钢是________和________组成的复合材料。

12、铜合金按其合金化系列可分为、和三类13、零件失效的三种基本类型是、和