《机械工程材料》部分复习题

石大网络08春高技能提高班机电一体化专业

工程材料作业题

说明：允许选作1/3交作业，其它作复习参考。

一、解释下列概念（7个，28分）

屈服强度、冲击韧度、蠕变;高聚物老化、橡胶的硫化、黄铜的脱锌;

加，硬化、再结晶、固溶强化;渗碳、离子氮化、气相沉积。

铁素体、奥氏体、马氏体;巴氏合金、硬质合金、功能材料;

正火、调质处理、变质处理；

二、填空题（25分）

1.工程材料分为（金属材料）、（高分子材料）、（陶瓷材料）和（复合材料）四类

2.常规热处理有（退火）、（正火）、（淬火）和（回火）四种工艺。。

3.高分子材料包括（塑料）、（橡胶）、（合成纤维）、（胶粘剂）。

4.a—Fe、丫一Fe的晶格类型分别是（体心立方）和（面心立方）

5.从元素间的结合方式来看，合金化可能形成两类相，即（固溶体）和（金属化合物）。

6.金属结晶时晶核形成的方式有（）和（）。

7.高分子材料的分子链形态有线型、支化型和网体型，（线型）和（支化型）能构成线

型聚合物，具有热塑性；另一种构成网体型聚合物，具有（热固）性。

8.陶瓷组织由（晶体相）、（玻璃相）和（气相）三相组成。

9.典型铸锭结构的三个晶区分别是（表层细晶粒区）、（柱状晶区）和（粗等轴晶区）。

10.钢的平衡组织中都有（珠光体）组织，而无硬脆的（莱氏体）共晶组织。

11.钢在1000C是（奥氏体）相，而其室温平衡组织的组成相是（F）和（Fe3c）。

12.单相固溶体的（锻压）工艺性好，而共晶合金的（铸造）工艺性好。

13.铁碳合金分为（）、（）、（）三大类。

14.按铁碳相图，钢分为（）、（）、（）三类。

15.含碳量较高01.0%）的钢，由高温奥氏体缓慢冷却到一定温度会产生过饱和，进

而析出（Fe3C”），分布于晶界处而呈（网）状，它使钢的机械性能（下降）。

16.在钢的平衡组织中，（铁素体）使钢的塑性增大，而（珠光体）使钢的强度升高。

17.金属塑性变形的基本方式有（滑移）和（李生）。

18.再结晶后的晶粒的大小主要取决于（加热温度）和（保温时间）。

19.钢热处理加热的临界点具有较大的实际意义，它们分别是（）、（）、（）o

20.亚共析钢的正常淬火温度范围是（Ac3+30C〜50℃）,过共析钢的正常淬火温度范

围是（Acl+30℃-50℃）o

21.一般来说，碳素钢淬火可采用（水）作冷却介质，合金钢淬火可用（油）。

22.一般来说钢的渗碳用于（低碳钢）钢，表面淬火和氮化用于（中碳钢）钢。

23.合金钢中的相包括（合金铁素体）和（各种碳化物）两种类型。

24.合金钢中Cr能明显扩大相图的（F）区，而Ni、Mn能扩大（A）区。

25.低碳钢含碳量为（）,高碳钢含碳量为（）。

26.按硫、磷残存量钢材可分为（普通钢）、（优质钢）和（高级优质纲）。

27.按用途钢材可分为（结构钢）、（工具钢）和（特殊性能纲）。

28.工程塑料代号PE、PVC分别表示（）和（）o

29.工程塑料代号PA、PF分别表示（）和（）o

30.玻璃钢由玻璃纤维与（合成树脂）构成；碳基复合材料的成分儿乎全是（碳）。

三、简答题（21分）

1.说明体心立方晶格的结构特征。（4分）

2.说明面心立方晶格的结构特征。

3.什么是晶体的各向异性？实际金属为什么没有各向异性？

4.分析晶体缺陷、晶粒粗细对金属机械性能的影响。（4分）

5.简要说明固溶体的晶格结构特点和性能特点。

6.简要说明金属化合物的晶格结构特点和性能特点。

7.简要描述布氏硬度，说明其表示方法及应用。（4分）

8.简要描述洛氏HRC硬度，说明其表示方法及应用。

9.简述滑动轴承合金的组织要求。

10.简述含碳量对铁碳合金组织和机械性能的影响。（5分）

11.简述加工硬化及其利弊。

12.为使金属凝固后获得较细的晶粒，在生产中通常采用哪些措施，举例说明。

13.说明铝合金的强化方法。铸造铝合金能通过变形进行强化吗？（4分）

14.根据石墨的形态，目前有哪几种灰口铸铁？试比较它们的特性。

15.耐热钢有哪两方面要求？分析不锈钢耐腐蚀性能好的原因。

四、分析解答题（26分）

1.铁碳合金系中钢部分的相图如下图所示，分析1538

45、T8（共析钢）、T12三种钢的结晶过程，画出室温5

下的平衡组织示意图。（6分）要点提示如下：1/

T8钢：飓912汰/

P(F+FejC)

简化的Fe-Fe3c相图碳烟部分

F+P(F+Fe3C)

T12钢:

2.结合共析钢的等温转变曲线图，指出图中各冷却曲线冷却到室温，或冷却至A、B、C、

D各点时所得到的组织。并比较其硬度。（5分）

答：（1）珠光体（2）索氏体（3）下贝氏体（4）马氏体；硬度依次增高。

低温回火目的是降低淬火应力和脆性，保持较高的硬度和耐磨性。

(2)答:最终组织：回火M+渗碳体；性能特点：硬度高，耐磨性好，但韧性较低。

3.手工铿刀要求硬度高OHRC60).耐磨性好，试确定：

(1)铿刀应选用何种材料？

(2)为满足上述性能要求应采用何种最终热处理？

(3)经上述热处理后铿刀最终的组织。

答：(1)T12(T12A)；(2)淬火+低温回火；(3)M+Fe3CH+A,

4.材料及应用填表(9分)

材料牌号类别及含义应用举例

Q345井架

20CrMnTi汽车变速齿轮

60Si2Mn汽车板簧

QT600-2多拐曲轴

3Crl3耐蚀零件

YT15硬质合金，含TiC15%车刀刀头

Q195镀锌铁皮

20Cr耐磨凸轮

40Cr机床主轴

W18Cr4V麻花钻头

ZL109铸造铝一一硅合金，第9种，含铜内燃机活塞

!Crl8Ni9耐酸容器

Q235普通螺栓

T12板铿

65Mn自行车弹簧

GCrl5轴承套圈

15CrMo珠光体耐热钢，C15%,少量的Cr、Mo锅炉管道

HT200机床床身

部分概念、简答题目答案

一、概念

屈服强度——在拉伸变形过程中，材料发生微量塑性变形时能够承受的应力。

变质处理——向金属液中加入难熔物质颗粒，使之充当晶核以细化晶粒的工艺方法。

再结晶——对存在加工硬化的金属进行加热，使之重新形成等轴状细晶粒的过程。

调质处理——先对钢进行淬火，再在500〜650T保温进行问火的复合热处理工艺。

马氏体——碳溶于a-Fe中形成的，具有很大过饱和度的固溶体。

离子氮化——在离子炉中，含氮介质在高压直流电作用下电离，氮离子冲击工件而达到

渗氮目的的热处理工艺。

气相沉积——从气相物质中析出固体并沉积在基材表面的一种新型表面镀膜工艺。

蠕变一材料在相对较高的温度下使用时，在应力低于常温强度旦保持不变的条件下，

构件长度随使用时间缓慢延长的现象°

黄铜的脱锌——含锌量较大的黄铜在潮湿大气或水中被锌溶解的现象。

巴氏合金——具有软基体上分布着硬质点的组织的合金，主要是铅基或锡基合金。

硬质合金一高硬碳化物和粘接材料通过粉末冶金工艺制成的高硬耐热材料。

二、简答

4.分析晶体缺陷、晶粒粗细对金属机械性能的影响。

答：晶体缺陷造成晶格畸变，使晶粒内的消移难以进行，晶粒的变形相互阻碍，从向增

大了变形抗力，使强度升高，塑性下降。晶粒的细化虽然会使晶界面积增大，但晶粒数目增

多，滑移量总和增大，因而不但强度升高，塑性也提高。

7.简要描述布氏硬度，说明其表示方法及应用。

答：布氏硬度使用钢球压头压被测工件，以单位压痕面积上的压力值表示的硬度。

8.简要描述洛氏HRC硬度，说