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工程材料（B）参考答案一、填空题1．在外力作用下开始产生屈服时单位面积所能承受的最大拉伸力。2.7个，14种3．结构材料和功能材料4．细，好，细化5．细小的片状，孕育处理；球状，球化处理；团絮状，长时间的退火6．1;;bcHBK7．铁素体，珠光体，渗碳体8．液体+奥氏体，奥氏体，奥氏体+铁素体，铁素体+珠光体9．均质形核和异质形核10．珠光体，铁素体和渗碳体二、判断题1．（√）；2．（×）；3．（×）；4．（×）；5．（×）；6．（√）；7．（×）；8．（×）；9．（√）；10．（√）；三、解词1．过冷度答：理论结晶温度与实际结晶温度之差称为过冷度。2．固溶体答：当合金组元之间以不同比例相互混合后，若所形成的固相晶体结构与组成合金的某一组元相同，这种相称为固溶体。3．贝氏体答：在550℃～Ms温度区域内，奥氏体转变形成碳过饱和的铁素体和细小碳化物的混合物，称为贝氏体。4．玻璃钢答：以合成树脂为粘结剂，玻璃纤维及其制品为增强材料而制成的复合材料，即为玻璃钢。四、问答题1．何谓同素异构转变？给出铁的同素异构转变过程答：同一金属元素在固态下由于温度的改变而发生晶体结构类型变化的现象称为金属的同素异构转变。纯铁在1538℃进行结晶，得到具有体心立方晶体结构δ-Fe。在1394℃时发生同素异构转变，由体心立方晶体结构的δ-Fe转变为面心立方晶体结构的γ-Fe。温度进一步降低到9l2℃时，面心立方晶体结构的γ-Fe又转变为体心立方晶体结构的α-Fe，9l2℃以下不再发生转变。2．分析并举例（比如轴类）说明如何选择零部件用钢答：以轴类零件为例进行选材。首先进行工况分析。轴类零件支持机器中回转件并传递运动和动力，可能承受扭转、拉伸、弯曲、压缩及复合载荷等各种类型载荷；轴颈、支承等部位承受局部载荷；连接动密封部位有摩擦磨损，轴会受到一定程度的过载或冲击载荷作用。然后分析轴类零件的失效形式。疲劳断裂是最常见类型，疲劳裂纹萌生于局部应力最高部位，其次过度磨损可能会发生于轴相对运动的表面，此外过量弯曲，扭转变形，振动或腐蚀失效。由以上分析得出对材料性能的要求，①具有高的强度、足够的刚度及良好的韧性，以防止断裂及过量变形；②具有高的疲劳极限，防止疲劳断裂；③产生磨擦的部位，应具有较高硬度和耐磨性；④具有一定淬透性，保证轴有R的淬硬层深度最后考虑经济性因素进行选材，①轻载、低速、不重要的轴，可选用Q235、Q255、Q275等普通碳钢，这类钢通常不进行热处理。②中等载荷且精度要求不高的轴类零件，常选用35、40、45、50等优质碳素结构钢，尤以45钢应用最多。③较大载荷或精度要求高的轴，以及处于高、低温等恶劣条件下工作的轴，应选用合金钢。比如20Cr、40MnB等。3．分析下列牌号钢铁材料的种类、含碳量或主要合金元素含量、用途及常用的最终热处理工艺。Q235-A.F、20CrMnTi、45、40Cr、GCr15、65、60Si2Mn答：Q235-A.F，普通碳素结构钢，其屈服点为235MPa，属沸腾钢、质量等级为A级，这种钢使用时一般不进行热处理。可用于桥梁、建筑物等构件，也可用于制造受力不大的零件。20CrMnTi：含碳量0.2%、含Cr、Mn、Ti都在1%左右的低合金结构钢，可用作渗碳钢件，齿轮、轴、蜗杆、活塞销、摩擦轮汽车、拖拉机上的变速箱齿轮；最终热处理为渗碳+淬火+低温回火。45：为优质碳素结构钢，其含碳量0.45%，用来制造蒸汽轮机、压缩机、泵的运动零件，为改善其力学性能一般进行正火、调质处理，如需提高表面硬度（如轴类零件）还可进行表面淬火+低温回火处理。40Cr：含碳量0.4％、含Cr在1%左右的合金调质钢，用作重要的轴类件、连杆螺栓、进气阀和重要齿轮等，最终热处理方法：调质处理。GCr15：含碳质量分数约1.0％、铬质量分数约1.5%的滚动轴承钢，用作轴承的滚珠、滚柱和滚针，最终热处理方法：淬火+低温回火。65：为优质碳素结构钢，其含碳量0.65%，主要用于制造气门弹簧、弹簧圈、各种垫圈、凸轮及钢丝绳等，最终热处理方法常采用淬火+中温回火。60Si2Mn：含碳量0.6%、含Si2%左右、Mn在1%左右的合金弹簧钢，主要用于汽车、拖拉机上的板簧和螺旋弹簧,最终热处理方法常采用淬火+中温回火。4．什么是锡青铜？为什么工业用锡青铜的含锡量为3～14%？答：以锡为主要合金元素的铜基合金称锡青铜。锡青铜的力学性能与其含锡量直接有关。当含锡量约小于5%～6%的范围，其抗拉强度与延伸率随锡含量增加而增大；当含锡量大于5%～6%时，由于出现δ相，其抗拉强度急剧上升，但塑性却迅速下降；当含锡量大于20%时，强度与延伸率均急速下降，因此，工业用锡青铜的含锡量为3～14%。