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1-1什么是金属的力学性能?根据载荷形式的不同，力学性能主要包括哪些指标?答：金属材料在各种不同形式的载荷作用下所表现出来的特性叫做金属的力学性能。力学性能主要包括：强度、塑性、硬度、冲击韧度等。1-2什么是强度?什么是塑性?衡量这两种性能的指标有哪些?各用什么符号表示?答：强度：是指金属材料在静载荷作用下抵抗变形和断裂的能力。塑性：金属材料在外力作用下发生塑性变形而不破坏的能力称为塑性。强度衡量指标：弹性极限：金属材料能保持弹性变形的最大应力，用σe表示屈服强度：材料产生屈服现象时的最小应力，用σs表示抗拉强度：试样断裂前能够承受的最大应力，用σb表示塑性衡量指标：伸长率：试样拉断后的标距伸长量与原始标距的百分比，用δ表示断面收缩率：试样拉断后横截面积的缩减量与原始横截面积的百分比，用ψ表示1-4什么是硬度?HBW、HRA、HRB、HRC各代表什么方法测出的硬度?答：金属材料抵抗更硬的物体压入其内的能力称为硬度。HBW硬质合金球布氏硬度试验HRA120°的金刚石圆锥洛氏硬度表示方法HRB直径为1.588mm的淬火钢球洛氏硬度表示方法HRC120°的金刚石圆锥洛氏硬度表示方法1-6什么是冲击韧度?AK和αKV各代表什么?答：金属材料抵抗冲击载荷作用下，抵抗破坏的能力称为冲击韧度。AK代表冲击吸收功αKV代表冲击韧度值1-7什么是疲劳现象?什么是疲劳强度?答：金属材料在交变应力的作用下，经过长时间工作发生破坏的现象称为疲劳现象。疲劳强度：材料在无数次交变载荷作用下而不破坏的最大应力值称为疲劳强度。2-2解释下列概念：晶格、晶胞、晶格常数、晶粒、晶界、合金、组元、相、合金系。晶格：为了形象地表示晶体中原子排列的规律，可以将原子简化成一个点，用假想的线将这些点连接起来，就形成了反映原子排列的空间格子。晶胞：能够完整地反映晶格特征的最小几何单元称为晶胞。晶格常数：不同元素的原子半径大小不同，在组成晶胞后，晶胞大小是不同的，晶胞的大小和形状可用棱边长度a、b、c及棱边夹角α、β、γ表示。称为晶格常数。晶粒：实际的金属都是由许多结晶位向不同的单晶体组成的聚合体，称为多晶体，每一个小的单晶体叫做晶粒。晶界：晶粒与晶粒之间的界面叫做晶界。合金：由两种或两种以上的金属元素，或金属元素与非金属元素熔合在一起，形成具有金属特性的物质组元：组成合金的独立的、最基本的单元称为组元。合金系：由二个或二个以上的组元按不同的含量配制的一系列不同成分的合金，称为一个合金系，简称系。同素异构转变：金属在固态下随温度的改变，由一种晶格类型转变为另外一种晶格类型的变化，成为金属的同素异构转变枝晶偏析：这种在一个晶粒内部化学成分不均匀的现象，叫枝晶偏析。共晶转变：指一定成分的液相在一定的温度下，同时结晶出两种不同固相的转变。2-4金属晶格的基本类型有哪几种?举例说出常见的金属。属于这种晶格的有铬，钒，钨，钼，α-Fe。1、体心立方晶格2、面心立方晶格具有这种晶格的金属有铜、铝、银、金、镍、γ铁等。3、密排六方晶格具有这种晶格的金属有铍、镁、锌和钛等。2-5实际金属有哪些晶体缺陷?这些缺陷对性能有何影响?按照缺陷的几何特征，可分为以下三类：点缺陷：空位、间隙原子、异类原子等。线缺陷：位错。面缺陷：晶界、相界、表面等。一般情况下，晶体缺陷的存在可以提高金属的强度，但是晶体缺陷的存在常常降低金属的抗腐蚀性能2-7什么是固溶强化?由于溶质原子溶人溶剂晶格后，不论是形成间隙固溶体，还是形成置换固溶体，都将引起晶格畸变，使其塑性变形的抗力增大，因而使得合金的强度、硬度升高，这种现象称为固溶强化。3-1解释下列名词结晶过冷现象过冷度变质处理晶核同素异晶转变枝晶偏析共晶转变结晶：金属与合金从液态到固态的转变过程，是原子由不规则排列的液体状态逐步过渡到原子作规则排列的晶体状态的过程，这一过程称为结晶。过冷现象：在实际生产中，金属的实际结晶温度T1总是低于理论结晶温度T0，这种现象称为过冷现象。过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度的差值，称为过冷度，用ΔT表示，即ΔT=T0-T1。变质处理（孕育处理）：在液态金属结晶前加入一些细小的难熔质点（变质剂），以增加形核率或降低长大速率，从而细化晶粒的方法，称为变质处理。晶核：最先形成的、作为结晶核心的微小晶体称为晶核。3-2晶粒大小对金属的力学性能有何影响?生产中有哪些细化晶粒的方法?晶粒大小是金属组织的重要标志之一，一般来说常温下，细晶粒金属比粗晶粒金属具有较高的强度、硬度、塑性和韧性。工业生产中细化晶粒的方法：1、增加过冷度2、变质处理（孕育处理）3、附加振动4、降低浇注速度4-1什么叫铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体和莱氏体?试从碳含量、相组成、晶体结构等方面分析其特点。铁素体碳溶入α-Fe中的间隙固溶体称为铁素体，用“F”表示。奥氏体碳溶入γ-Fe中的间隙固溶体称为奥氏体，用“A”表示。渗碳体铁与碳组成的金属化合物称为渗碳体，用“Fe3C”表示。珠光体珠光体是铁素体和渗碳体的机械混合物。莱氏体(Ld、Ld′)分为高温莱氏体和低温莱氏体，Ld奥氏体和渗碳体的混合物。Ld′珠光体、二次渗碳体和共晶渗碳体的混合物铁素体含碳量很低（最大溶解度0.0218%），体心立方，强度硬度低，塑性、韧性好奥氏体含碳量相对高（最大2.11%），面心立方，良好的塑性和低的变形抗力，易于压力加工。渗碳体含碳量高（6.69%）复杂的晶体结构，硬而脆，硬度很高，塑性几乎为零。珠光体含碳量（0.0218%c%2.11%）具有较高的强度和硬度，但塑性很差。莱氏体含碳量（2.11%c%6.69%）硬而脆，塑性很差4-4根据Fc—Fe3C相图分析ωc=0.45％和ωc=1％的碳素钢从液态缓冷至室温的组织转变过程及室温组织。0.45%亚共析钢冷却开始开始从液相中结晶出奥氏体，随着温度下降从奥氏体中析出先共析铁素体，随着温度下降，铁素体量不断增加，其成分沿GP线改变。由于铁素体的溶碳能力很弱，迫使碳向剩余的奥氏体内转移，使奥氏体的含碳量沿GS线不断增加。当冷却到与共析线PSK相交的4点温度(727℃)时，剩余奥氏体的成分正好为共析成分(ωc=0.77％)，发生共析转变形成珠光体。室温组织为铁素体+珠光体。1.0%过共析钢开始从液相中结晶出奥氏体，温度下降，奥氏体中的溶碳量达到饱和而开始从奥氏体的晶界处析出Fe3CⅡ，当冷却到727℃点(S点)时，奥氏体发生共析转变，形成珠光体。过共析钢的室温组织为珠光体+二次渗碳体（沿晶界呈网状分布）4-3说明一次渗碳体和二次渗碳体的区别是什么？一次渗碳体是从液相中直接析出的。二次渗碳体是从奥氏体中析出的。要从组织上讲，一次渗碳体只有在含碳量大于2.11%的铁碳合金（白口铁）中才能见到。其形貌可以是大块的板条（过共晶白口铁中）。另外，高温莱氏体中包含的渗碳体也可以算作一次渗碳体，因为它们也是从液相中经共晶反应析出的。二次渗碳体最典型的就是过共析钢退火平衡组织中，沿晶界网状分布的那些。另外，珠光体中包含的渗碳体片层也可以算作二次渗碳体，因为它们也是由奥氏体中经共析反应析出的。再有就是亚共晶白口铁冷却时，随着温度降低，从奥氏体块中析出的渗碳体。4-5根据Fe—Fe3C相图，分析下列现象：(1)ωc=1.2％的钢比ωc=0.45％的钢硬度高。(2)ωc=1.2％的钢比ωc=0.8％的钢强度低。(3)低温莱氏体硬度高，脆性大。(4)碳钢进行热锻、热轧时，都要加热到奥氏体区。答：1、由含碳量质量分数对碳钢性能的影响可知，随着钢中含碳量的增加，钢中的渗碳体增多，硬度也随之升高，基本上呈直线上升。所以ωc=1.2％的钢比ωc=0.45％的钢硬度高。2、在ωc=0.8％时，组织几乎全为珠光体，强度高，但在ωc0.8％以后，随着碳量的继续增加，组织中将会出现网状分布的二次渗碳体，致使强度下降很快下降，所以ωc=1.2％的钢比ωc=0.8％的钢强度低。3、低温莱氏体是由珠光体、二次渗碳体和共晶渗碳体的混合物，而且渗碳体是连续分布的相，珠光体颗粒分布在渗碳体基体上，由于珠光体硬度高，渗碳体硬而脆，故低温莱氏体硬度高，脆性大。4、奥氏体具有良好的塑性和低的变形抗力，易于承受压力加工，4-7仓库内存放的两种不同规格钢材，其含碳量分别为：wc=0.45%，Wc=0.8%，因管理不当混合在一起，试提出两种以上方法加以鉴别？1、硬度识别法：打硬度，用锯条锯，打砂轮等，因为45钢硬度低，所以材料比较软。2、组织鉴别法：制作金像试样，观察组织亚共析钢为铁素体+珠光体过共析钢为珠光体+渗碳体（少量）3、敲击法45钢硬度低声音低沉，T8钢硬度大，声音清脆4-10说明Q235A、10、45、65Mn、T8、T12A各属什么钢?分析其碳含量及性能特点，并分别举一个应用实例。Q235A，A级碳素结构钢屈服强度为235MPa，含碳量低，其强度、塑性、韧性较好，钢筋，角钢，工字钢等10，wc=0.1%优质碳素结构钢，含碳量低，具有良好的塑性和韧性，垫圈等45，wc=0.45%优质碳素结构钢，含碳量中，具有良好的综合力学性能，曲轴等。65Mn，wc=0.45%优质碳素结构高锰钢，含碳量较高，硬度较大，淬火+中温回火后，综合力学性能好，较高弹性并耐磨，弹簧等T8，wc=0.8%碳素工具钢，较强的硬度和耐磨性，圆锯片等T12A，wc=1.2%高级优质碳素工具钢，强的硬度和耐磨性，绞刀等