模具工程材料复习2.docx

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模具工程材料复习2

模具工程材料（卷一）

一、单项选择：

在每小题的备选答案中选出一个正确答案并将正确答案的代码填在括号内。

（每小题1分、本大题共5分）

（P2）1.面心立方晶格的金属是（D）。

A.镁（Mg）B.锌（Zn）

C.α铁（αFe）D.铜（Cu）

（P22-25）2.平面状态下4%C的铁碳合金属于（C）。

A.过共晶白口铁B.共晶白口铁

C.亚共晶白口铁D.共析钢

（P51）3.钢加热到Ac3以上20～30ºC保温一定时间，然后随炉冷却（缓慢冷却）获得接近平衡组织的热处理工艺称（A）。

A.完全退火B.等温退火

C.去应力退火D.球火退火

（P80）4.牌号为T8的钢属于（B）。

A.碳素结构钢B.碳素工具钢

C.合金工具钢D.模具

（P91）5.普通压缩螺旋弹簧常用（B）钢制造。

A.30B.65Mn

C.GCr15D.W18Cr4V

二、填空题（每空1分、本大题共23分）

（P22）6.平衡状态下含0.3%C铁碳合金在（A3～A1）温度范围内组织为奥氏体+铁素体（γ+α）。

（P22）7.根据Fe—Fe3C平衡图1.2%C铁碳合金加热到Ac1～Acm之间其组织为（奥氏体+二次渗碳体）。

（P52）8.20钢完全退火室温组织是（完全奥氏体）。

（P44）9.共析碳钢过冷奥氏体在（A1～550ºC）温度范围等温处理得到珠光体（P）。

（P49）10.共析钢过冷奥氏体在（临界冷却速度

）冷却能得淬火马氏体。

？

（P175）11.陶瓷材料的组织结构非常复杂，一般是由（晶相）（玻璃相）和（气相）组成。

（P187）12.颗粒增强金属基复合材料工艺较简单，价格便宜。

按照增强粒子尺寸大小该复合材料分为两类，它们是（金属陶瓷）和（弥散强化合金）。

（P97）13.版号为9SiCr的钢是（低合金刃具）钢，“9”表示（含碳量9‰）。

（P121）14.在可锻铸铁的显微组织中石墨呈（团絮）状。

（P67）15.渗碳的工件如汽车齿轮要求其表面具有（高的硬度和耐磨性），心部具有（一定的强度和较高的韧性），渗碳以后工件表面层不仅与心部组织不同，而且成份也不同。

（P155）16.铅基轴承合金显微组织的特点是（

）。

（白方块为以SnSb为基的β固溶体，白针状晶体为化合物Su6Sn5）

（P142）17.以锌为主要合金元素的铜合金称为（黄铜），青铜是指（铜锡合金）。

（P46）18.钢中奥氏体到马氏体的转变是在Ms—Mf之间不断降温条件下进行的，Ms称（马氏体转变开始线），Mf称（马氏体转变终了线），Ms与Mf之间为马氏体转变区，马氏体转变后形成马氏体，马氏体是碳在α-Fe过饱和的固溶体。

过饱和的碳使马氏体由体心立方晶格变为（体心正方）晶格。

（P171）19.共聚丙烯腈一丁二烯一苯乙烯（ABC）的特点是较好的综合性能，（耐冲击）、尺寸稳定性好，经常用来制造（齿轮、泵、叶轮、轴承）等。

三、名词解释题：

（每小题3分，本大题共15分）

（P8）20.固溶体：

合金结晶成固态时，含量少的组元（溶质）原子分布在含量多的组元（溶剂）晶格中形成一种与溶剂有相同晶格的相，称为固溶体。

（P9）21.奥氏体：

是碳在

中的的间隙固溶体。

（P64）22.低温回火脆性：

在250～400ºC间回火时出现的脆性叫做低温回火脆性。

几乎所有的钢都存在这类脆性，它是一种不可逆的回火脆性。

（P159）23.高份子材料：

以相对分子质量大于5000的高分子化合物为主要组分的材料，分有机高分子材料和无机高分子材料。

（P98）24.高速钢：

是热硬性及耐磨性均很高的一种高合金工具钢。

钢中含有W、Mo、Cr、V等合金元素，其总的质量分数超过10%。

四、问.答题：

（每小题8分，本大题共32分）

25.在Fe—Fe3C平衡相图上标出相区部分各点的符号、碳含量、温度以及各区的组织组成物。

（P22）答：

26.在Fe-Fe3C相图中画出含碳量0.45%C铁碳合金的成分位置，分析合金的结晶过程并计算室温下各组织组成物的百分含量。

（P15-26）答：

2.

各组织组成物的百分含量。

27.什么是正火处理？

其应用于哪些方面？

（P54）答：

钢材和钢件加热到Ac3（对于来共析钢）和Acm（对于过共析钢）以上30～50ºC，保温适当时间后出炉，在自由流动的空气中均匀冷却，得到珠光体类型的组织（如索氏体）的热处理称为正火。

加热到Ac3以上100～150ºC的正火称为高温正火。

应用：

（1）作为最终热处理；（细化晶粒，使钢组织均匀化）

（2）作为预先热处理；（为球化退火作组织准备）

（3）改？

切削加工性能。

（提高其硬度）

与完全退火差别，冷却速度快。

28.简述热塑性塑料的性能特点并举出五种塑料名称。

（P170）答：

热塑性塑料由聚合树脂制成，树脂的大分子链具有线型结构，加热进软化并熔融，冷却后硬化成型，并可多次反复。

聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酰胺（尼龙）、ABS。

五、综合题：

（每小题2分，本大题共25分）

29.用20Mn钢的CCT曲线分析过冷奥氏体连续冷却（Va、Vb、Vc）转变过程得到的组织和性能。

（13分）

（P40）答：

30.钢丝直径Φ=20㎜的60Si2Mn钢热成形（卷簧）为压缩螺旋弹簧，制订成型工艺及其热处理工艺。

（12分）

（P90）答：

原材料（扎丝或钢板）→淬火加热→成型后→余热淬火→（中温回火）→组织

为回火托氏体。

具有高的屈服强度、特别是弹性极限和疲劳强度很高，有一定的塑、韧性。

模具工程材料（卷二）

一、单项选择：

在每小题的备选答案中选出一个正确答案并将正确答案的代码填在括号内。

（每小题1分、本大题共5分）

（P2）1.下列具有体心立方晶格的金属是（C）。

A.锌（Zn）B.铝（Al）

C.α-Fe铁（912ºC以下的铁）D.镍（Ni）

（P25）2.含碳3.5%的铁碳合金属于（C）。

A.亚共析钢B.过共析钢

C.亚共晶白口铁D.过共晶白口铁

（P53）3.将钢加热到略高于Ac1（Ac1以上20～30ºC），保温较长时间后随炉冷却，这种热处理称为（A）。

A.球火退火B.完全退火

C.均匀化退火D.去应力退

（P79）4.版号为40的钢属于（B）。

A.普通碳素结构钢B.优质碳素结构钢

C.碳素工具钢D.合金工具钢

（P103）5.制作热锻模应该选用（C）牌号的钢

A.30B.GCr15

C.T12D.5CrMnMo

二、填空题（每空1分、本大题共24分）

（P44）6.在平衡状态下，含碳量在0.7%的铁碳合金在（A1～550ºC）温度范围的组织为珠光体（P）。

（P22）7.根据Fe-Fe3C相图，含3%C的铁碳合金，温度在A1～1148ºC之间时组织为（奥氏体+二次渗碳体+莱氏体）。

（P52）8.完全退火的45钢室温下的组织是（完全奥氏体）。

（P38）9.热处理工艺中，将钢材加热至临界温度以上是为了（获得全部奥氏体组织。

）。

（P63）10.共析钢淬火加高温回火后的组织是（回火索氏体S回）。

（P46-57）11.将钢进行等温淬火的目的是为了得到（下贝氏体）组织，性能特点是（强度、硬度高，韧性好，具有优良的综合力学性能）。

（P79）12.牌号为T8的材料为（碳素工具）钢，其中“T”表示（碳含量代号）。

（P79）13.牌号为T10A的材料，其中“10”表示（钢中平均碳的质量分数1%），“A”表示（高级优质碳素工具钢）。

（P139）14.代号为H62的合金是（普通黄铜）合金。

（含Cu60.5～63.5%）

（P192）15.玻璃钢是（玻璃纤维增强）复合材料。

（P67）16.需要进行渗碳处理的齿轮，工作时既承受（大的冲击），又承受（大的摩擦）。

（P127）17.变形铝合金的热处理强化的主要形式是（自然时效）加（人工时效）。

（P153）18.α+β钛合金的典型牌号有（TC4）。

（P161）19.按化学组成分类，高分子材料可分为（碳链高分子）、（杂链高分子）和（元素链高分子）。

（P21-38）20.Fe-Fe3C相图中，A1线是指（共析转变线《共析钢临界温度》）线，A3线是指（

固溶体同素异构转变《亚共析钢临界温度》）线，Acm线是指（碳在奥氏体中溶解度《过共析钢临界温度》）线。

三、名词解释题：

（每小题3分，本大题共15分）

（P9）21.置换固溶体：

溶质原子代替部分溶剂原子而占据溶剂晶格结点的某些位置所形成的固溶体称为置换固溶体。

（P47）22.马氏体：

是碳在

中的过饱和固溶体。

（体心立方晶格）

（P57）23.钢的淬透性：

淬透性是钢在规定条件下获得淬硬层深度大小的能力。

（P306）24.纳米材料：

通常是指尺寸在100nm以下的超细微粒及平均晶粒尺寸或结构畴尺寸在100nm以下的薄膜、管或快体材料。

（P170）25.热固性塑料：

大多是以缩聚树脂为基础加入各种添加剂制成，其树脂的分子链为体型结构。

这类塑料在一定条件（如加热、加压）下会发生化学反应，经过一定时间即固化为坚硬的制品。

固化后的热固性塑料既不溶于任何溶剂，也不会再熔融。

四、问答题：

（每小题8分，本大题共32分）

26.在Fe-Fe3C相图上，标出铁区部分各点的符号、碳含量、温度及各区的组织组成物。

（P22）答：

缺图

27.在Fe—Fe3C平衡相图上标出碳量为1.0%的铁碳合金的成分位置，分析该合金的平衡结晶过程并计算该合金室温下各组织组成物的百分含量。

（P15）答：

各组织组成物的百分含量。

28.按照加热温度不同，回火分为几类？

回火后各获得什么组织？

各组织性能特点如何？

（P62）答：

按照加热温度不同可分为以下三种类：

1、低温回火：

回火温度范围为150～250ºC；

回火后组织为回火马氏体，硬度一般为58～64HRC；

具有高硬度和高耐磨性，内应力和脆性降低。

2、中温回火：

温火温度范围为350～500ºC；

回火后组织为回火托氏体，硬度一般为35～45HRC；

具有一定韧性和高的弹性极限及屈服强度。

3、高温回火：

回火温度范围为500～650ºC；

回火后组织为回火索氏体，硬度一般为25～35HRC；

具有适当的强度与足够的塑性和韧性，即良好的综合力学性能。

29.在复合材料中，纤维增强材料的必备条件有哪些？

（答出4个条件即可）

（P186）答：

1、增强纤维的强度和弹性模量应远高于基体。

2、纤维与基体之间应有一定的界面结合强度。

3、纤维的排列方向要与构件的受力方向基本一致。

4、纤维与基体的热澎胀系数应匹配。

5、纤维与基体之间不能发生使结合强度降低的化学反应。

6、纤维所占的体积分数、纤维越长、越细、增强效果越好。

五、综合题：

（每小题2分，本大题共25分）

29.根据铸铁中石墨的结晶形态，分析铸铁的种类和性能特点。

（P117）答：

铸铁按石墨形态分类：

灰铸铁：

石墨呈片状的铸铁，生产工艺简单、价格低廉、工业应用广。

可锻铸铁：

石墨呈絮状的铸铁，生产工艺时间很长，成本较高，应用不如灰铸铁广。

球墨铸铁：

石墨呈球状的铸铁，生产工艺比可锻铸铁简单，力学性能较好，应用较多。

蠕墨铸铁：

石墨呈虫状的铸铁，蠕虫状介于片状与球状之间的一种结晶形态，是在前几类铸铁的基础上发展起来的一种新型铸铁，颇有应用前景。

30.从下列材料中选取合适的一种制作滚动轴承或保持架，并为其制定热处理工艺，说明获的组织及性能特点。

备选材料：

20GCr1540Cr9Mn2V

（P92）答：

制作滚动轴承或保持架可选择GCr15材料。

热处理工艺：

球化退火→淬火→低温回火；

球化退火：

是为获得球状珠光体，使钢的的硬度降低到207～220HBS，以利于切削加工并为淬火作组织准备。

淬火和低温回火：

是决定轴承钢性能的关键热处理，其后的组织为细针状回火马氏体+细粒状（或球状）碳化物+少量残余奥氏体；硬度为6266HRC。

如生产精密轴承时，在淬火后应立即进行一次冷处理（-60～-80ºC），并分别在低温回火和磨削加工后再进行120～130ºC保温5～10h的低温时效处理，以进一步减少残余奥氏体和消除内应力，保证尺寸稳定。

1.2.4金属的同素异构转变

有些金属（如

、

、

、

等）具有两种或几种晶体结构（又称多晶型性）。

它们在不同的温度或压力范围内具有不同的晶体结构，故当条件变化时，会由一种结构转变为另一种结构，称为同素异构转变（又称多晶型转变）。

同素异构转变是重新形核和长大的过程，有热效应和体积变化。

除此以外，同素异构转变还会引起一些其他性质的变化。

下面以铁为例来进一步了解同素异构转变。

如图1.32，纯铁从液态结晶为固态后，继续冷却到1394℃及912℃时，先后发生两次晶格类型的转变。

因为同素异构转变有热效应产生，所以在纯铁的冷却曲线上，在1394℃及912℃处出现平台。

其同素异构转变如下：

温度低于912℃的铁的晶格为体心立方，称

；图1.32纯铁的冷却曲线

温度在912～1394℃间的铁的晶格为面心立方，称

；

温度在1394～1538℃间的铁的晶

格为体心立方，称

。