1工程材料试题答案一、(15分)名词解释(每小题3分)1.过冷度2.正火3.奥氏体4.热加工5.调质处理答案:1.过冷度—理论结晶温度与实际结晶温度之差2.正火—将钢件加热到Ac3或Accm以上30-50℃,保温适当时间后在静止的空气中冷却的热处理工艺,称为正火。3.奥氏体—碳固溶于γ-Fe中形成的间隙固溶体称为奥氏体,用γ或A表示。4.热加工—高于再结晶温度的塑性变形。5.调质处理—将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理。对于上述名词解释,如学生用自己的语言回答,考虑其对概念或名词含义理解程度酌情给分。二、利用铁碳相图回答下列问题(15分)(1)写出Fe-Fe3C相图上①-⑥区的组织组成物,标明A,E,C,S,P,K各点的含碳量。①区:___F+P_____②区:_____P___③区:P+Fe3CⅡ__④区:P+Fe3CⅡ+Ld`⑤区:_Ld`____⑥区:_Fe3CⅠ+Ld`A点:______0_____E点:___2.14%___C点:___4.3%__S点:_____0.8%___P点:___0.02%__K点:__6.69%_(2)计算室温下含碳0.6%的钢中珠光体和铁素体各占多少?(3)说明含碳量1.0%的钢比含碳量为0.5%的钢的硬度高。答:(1)空格中斜体部分为答案。(6分,每空格0.5分)(2)(5分)由杠杆定律得:室温下含碳0.6%的钢中珠光体为:(0.6-0.02)/(0.8-0.02)*100%=74.4%室温下含碳0.6%的钢中铁素体为:100%-74.4%=25.6%(3)含碳量1.0%的钢中含有硬度高的渗碳体,而含碳量为0.5%的含有较硬度较低的铁素体,故含碳量1.0%的钢比含碳量为0.5%的钢的硬度高。(4分)三、简答(24分)(每小题4分)1.在铸造生产中,采用哪些措施获得细晶粒组织?2.说明实际金属晶体缺陷种类及特征。3.石墨的形态对铸铁都有哪些影响?4.常见的热处理方法有哪些?5.什么是铝合金的固溶处理和时效处理。6.回火的目的是什么,常用的回火操作有哪几种?答案:1.在铸造生产中,采用哪些措施获得细晶粒组织?答:(1)增加过冷度(2)进行变质处理(3)附加振动2.说明实际金属晶体缺陷种类及特征。2答:根据晶体缺陷的几何尺寸大小可分为三类:点缺陷,线缺陷,面缺陷。点缺陷的主要类型有空位和间隙原子。晶体中的线缺陷就是位错。面缺陷包括晶界、亚晶界和孪晶界。3.简述石墨形态对铸铁的影响?答:根据铸铁中石墨形态,铸铁可分为:(1)灰铸铁它是以片状石墨形式存在。(2)球墨铸铁它是铁液经过球化处理,使石墨呈球状的铸铁。(3)可锻铸铁它是白口铸铁通过可锻化退火,使石墨呈团絮状的铸铁灰铸铁的抗拉强度和塑性就越低。球墨铸铁中石墨呈球状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。可锻铸铁的石墨呈团絮状,因此它不但比普通灰铸铁具有较高强度,而且有较高的塑性和韧性。4.常见的热处理方法有哪些?答:退火、正火、淬火、回火、表面热处理、化学热处理。5.什么是铝合金的固溶处理和时效处理。答:当铝合金加热到α相区,保温后在水中快冷,其强度和硬度并没有明显升高,而塑性却得到改善,这种热处理称为固溶处理。固溶处理后铝合金的强度和硬度随时间而发生显著提高的现象,称为时效处理。6.回火的目的是什么,常用的回火操作有哪几种?答:回火的目的:1获得工件所需的组织。2稳定尺寸。3消除淬火内应力。回火的种类:低温回火;中温回火;高温回火对于上述简答,如学生用自己的语言回答,考虑其对含义理解程度酌情给分。四、指出下列金属材料的类别(12分)(每空格0.5分)(1)H68黄铜(2)W18Cr4V高速钢(3)Q235-A.F普通碳钢(4)1Cr18Ni9Ti不锈钢(5)GCr15滚动轴承钢(6)QT600-02球墨铸铁(7)45优质碳素结构钢(8)HT200灰口铸铁(9)55Si2Mn合金弹簧钢(10)KTH350-06可锻铸铁(11)T10A优质碳素工具钢(12)40Cr合金调质钢(13)20优质碳素结构钢(14)ChSnSb11-6轴承合金(15)Q235C普通碳钢(16)QSn4-3锡青铜(17)QAl7铝青铜(17)08优质碳素结构钢(19)T12碳素工具钢(20)Y30易切削钢(21)HT150灰口铸铁(22)35优质碳素结构钢(23)16Mn低合金结构钢(24)20Cr合金渗碳钢答案:表格中斜体部分为答案,上述填空如果按大类回答酌情给分。3五、综合应用题(14分)(每小题7分)(1)某机床主轴选用45钢锻造毛坯,要求有良好的综合机械性能且轴径部分要耐磨(HRC50-55),试为其编写简明的工艺路线,并说明各热处理工序的作用。(2)一批45钢小轴因组织不均匀,需采用退火处理。拟采用以下几种退火工艺:①缓慢加热至700℃,经长时间保温后随炉冷至室温;②缓慢加热至840℃,经长时间保温后随炉冷至室温;③缓慢加热至1100℃,经长时间保温后随炉冷至室温;试说明上述三种工艺会导致小轴组织发生何变化?若要得到大小均匀的细小晶粒,选何种工艺最合适?答案:(1)主轴的工艺路线:下料→锻造→正火→粗加工→调质→半精、精加工→表面淬火、低温回火→精加工。正火处理是为了得到合适的硬度,以便机械加工,同时为调质处理做好组织准备。调质处理是为了使主轴得到高的综合机械性能和疲劳强度,为了更好地发挥调质效果,将它安排在粗加工后进行。表面淬火是为了使轴径部分得到所需硬度,以保证装配精度和不易磨损。(2)①缓慢加热至700℃,经长时间保温后随炉冷至室温,小轴的组织无变化。②缓慢加热至840℃,经长时间保温后随炉冷至室温,小轴的晶粒得到细化且比较均匀。③缓慢加热至1100℃,经长时间保温后随炉冷至室温,由于加热温度高、加热时间长,会使奥氏体晶粒粗化。所以,为了要得到大小均匀的细小晶粒,选用第二种方法,即缓慢加热至840℃,经长时间保温后随炉冷至室温。