工程材料基础答案B卷

1、西安交通大学本科生课程考试试题标准答案与评分标准课程名称： 工程材料基础 课时： 48 考试时间： 年 月 日西安交通大学考试题 B卷 答案和评分标准一 名次解释 (20分,每个2分) 1 晶体缺陷：晶体中原子排列不规则的区域。 2 断裂：材料在外力作用下 两个或者两个以上部分的现象。 3 冲击韧性：表征材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力。 4回火脆性： 钢淬火后在某些温度区间回火出现塑性韧性降低的现象。 5 珠光体：铁碳体系中由层片状铁素体和渗碳体相间混合而成的组织。 6 玻璃钢：由塑料基体和玻璃纤维复合成的复合材料。 7 硬磁材料：指的是难以磁化又难以退磁的材料，又称永磁材料

2、。 8 细晶强化：通过细化晶粒提高材料强度的方法。 9 加聚反应：单体经过多次相互加成生成高分子化合物的化学反应。 10 过冷奥氏体：指的是在临界温度以下未发生转变的不稳定奥氏体。二 填空题 (15分,每空0.5分)1 （1）金属材料 （2）陶瓷材料 （3）高分子材料 （4）复合材料 2 （5）铁素体 （6）体心立方 （7）奥氏体 （8）面心立方3 （9）强度 （10）硬度 （11）塑性 （12）韧性 （13）加工硬化4 （14）变形铝合金 、（15）铸造铝合金 5 （16）线 （17）面 （18）提高（增加）6 （19）玻璃态 （20）高弹态7 （21）软基体 （22）硬基体、 软质点 （2

3、3）锡 （24）铅8 （25）高 ，（26）低 。9 （27）退火 、 （28）正火 、 （29）淬火 、（30）回火 三 单项选择题（15分）1 ( B ) 2 ( B ) 3 (C ) 4 ( A ) 5 ( C ) 6 ( B ) 7 ( C ) 8 ( B ) 9（D ）10（B） 11 ( C ) 12 (A ) 13（A） 14（D ） 15（ B ）四 简答题（30分）1 简述含碳量对铁碳合金强度、硬度、塑性韧性的影响规律，并分析原因。（8分）答案要点：随着含碳量增加，铁碳合金的硬度逐渐增加，因为硬脆相Fe3C的量增加；（2分）随着含碳量增加，强度先增加后降低，强度的峰值在含碳量

4、为1.0%左右。强度降低的原因是铁碳合金的组织中出现了网络状分布的fe3C，合金受力时容易产生裂纹，导致强度降低。（2分）随着含碳量增加，铁碳合金的塑性、韧性降低，因为软韧相铁素体相减少。（4分）2 钢中的杂质元素有哪些？并分析它们对钢性能的影响。（6分）答案要点：钢中的杂质元素有：硅，锰，硫，磷，氢，氮硅和锰：少量可以起到固溶强化的效果，含量较多时降低钢的性能，对其含量控制，硅的含量小于0.5%，锰的含量小于0.8%。（2分）硫：引起热脆，使钢热轧时开裂；(1分)磷：引起冷脆，降低钢在低温下的塑性韧性；(1分)氢：引起氢脆，在钢材中产生微裂纹降低钢的韧性；(1分)氮：应变时效，降低结构钢的塑

5、性韧性；耐热钢中可以允许一定量的N. (1分)3 一根机床主轴室温下工作，承受交变扭转载荷和交变弯取载荷，轴颈处承受摩擦力和接触压应力，试分析此轴的失效形式有哪些？设计轴的时候需要考虑哪些性能指标？（4分）答案要点机床主轴的失效形式有：疲劳断裂，轴颈处磨损（2分）设计时需要考虑的性能指标：疲劳强度，轴颈表面硬度（2分）4 请简述冷变形的金属加热时随温度的升高所经历的过程，组织和性能发生哪 些变化？（6分）答案要点经历的过程有：回复、再结晶和经历长大（1分）回复过程：内应力显著降低，晶格畸变程度降低，强度硬度变化小；（2分）再结晶：强度硬度降低，塑性韧性增加，形成等轴晶粒；（2分）晶粒长大：强度

6、硬度降低，晶粒尺寸显著增加（1分）5 用T12制造锉刀，要求高硬度（HRC60-62），请制定工艺路线，指出最终热处理后组织产物。（6分）答案要点工艺路线下料 锻造 球化退火 机加工 淬火+低温回火 精加工 成形最终热处理的组织产物为：高碳回火马氏体五 综合分析题（20分）根据Fe-Fe3C相图，回到以下问题1 请将Fe-Fe3C相图的两相区补充完整（7分）L+d1g+dL+g2L+Fe3Cg+Fe3Cg+a34a+Fe3C2 分析60钢从液态缓慢冷却到室温的结晶过程，分析室温下的相和组织组成物，并用杠杆定律计算相和组织组成物的相对质量分数。（9）答案要点：60钢从液相开始冷却，到T1温度开始结晶出奥氏体相，冷却到T2温度时体系全部结晶成奥氏体相，从T2-T3没有相变，温度低于T3,发生同素异构转变，一部分奥氏体转变成铁素体，温度到达T4时，剩余的奥氏体发生共析转变，生成珠光体。温度从T4到室温，忽略铁素体析出三次渗碳体，组织不发生变化。室温下的相：铁素体和渗碳体室温下的组织组成物：铁素体和珠光体杠杆定律计算相的质量分数：组织组成物的相对质量分数=77%4 ECF和PSK分别表示什么转变？写出转变反应式，并指出转变产物由哪些相组成、产物的名称