工程材料学习题集答案整理最终版

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第一章 钢的合金化基础

1合金元素在钢中有哪四种存在形式？

① 溶入α（铁素体）、γ（奥氏体）、M（马氏体），以溶质形式存在形成固溶体； ② 形成强化相：碳化物、金属间化合物； ③ 形成非金属夹杂物；

④ 以游离状态存在：Cu、Ag。 2写出六个奥氏体形成元素，其中哪三个可无限溶解在奥氏体中？哪两个铁素体形成元素可无限溶解在铁素体中？

① 奥氏体形成元素：Mn、Co、Ni、Cu、C、N（锰、钴、镍、铜、碳、氮），其中Mn、Co、Ni（锰、钴、镍）可无限溶解在奥氏体中，Cu、C、N（铜、碳、氮）为有限溶解；

② Cr、V（铬、钒）可无限溶解在铁素体中，其余为有限溶解。 3写出钢中常见的五种非碳化物形成元素。

① 非碳化物形成元素：Ni、Si、Al、Cu、Co

4按由强到弱的顺序写出钢中常见的八种碳化物形成元素。按碳化物稳定性由弱到强的顺序写出钢中常见的四种碳化物的分子式。

① 碳化物由强到弱排列：（强）Ti、Nb、V、（中强）W、Mo、Cr、（弱）Mn、Fe ② 碳化物稳定性由弱到强的顺序：Fe3C→M23C6→M6C→MC

5为什么高镍奥氏体钢易于冷变形，而高锰奥氏体钢难于冷变形，容易加工硬化？奥氏体层错能高和低时各形成什么形态的马氏体？

① 镍是提高奥氏体层错能的元素，锰是降低奥氏体层错能的元素，层错能越低，越有利于位错扩展而形成层错，使交滑移困难，加工硬化趋势增大。

② 奥氏体层错能越低，形成板条马氏体，位错亚结构。如Cr18-Ni8钢；奥氏体层错能越高，形成片状马氏体，孪晶亚结构。如Fe-Ni合金。

6钢的强化机制的出发点是什么？钢中常用的四种强化方式是什么？其中哪一种方式在提高强度的同时还能改善韧性？钢中的第二相粒子主要有哪两个方面的作用？

① 强化机制的出发点是造成障碍，阻碍位错运动。

② 钢中常用的四种强化方式：固溶强化、晶界强化（细晶强化）、第二相强化、位错强化（加工硬化）。

③ 晶界强化（细晶强化）在提高强度的同时还能改善韧性。 ④ 钢中的第二相粒子主要作用：细化晶粒、弥散/沉淀强化。 7钢中常用的韧性指标有哪三个？颈缩后的变形主要取决于什么？

① 韧性指标：冲击韧度?k、平面应变断裂韧度KIC、韧脆转变温度Tk。

②

颈缩后的变形用?P表示，主要取决于微孔坑或微裂纹形成的难易程度。

8晶粒大小对极限塑性有什么影响？为什么？为了改善钢的塑性，钢中碳化物应保持什么形态？

① 细化晶粒对改善均匀塑性(εu)贡献不大，但对极限塑性(εT)却会有一定好处。因为随着晶粒尺寸的减少，使应力集中减弱，推迟了微孔坑的形成。

② 为了改善钢的塑性，充分发挥弥散强化的作用，钢中的碳化物（第二相）应为球状、细小、均匀、弥散地分布。

9改善延性断裂有哪三个途径？改善解理断裂有哪两种方法？引起晶界弱化的因素有哪两个？

① 改善延性断裂有三个途径：（1）减少钢中第二相的数量：尽可能减少第二相数量，特别是夹杂物的数量。细化、球化第二相颗粒。（2）提高基体组织的塑性：宜减少基体组织中固溶强化效果大的元素含量。（3）提高组织的均匀性：目的是防止塑性变形的不均匀性，以减少应力集中；碳化物强化相呈细小弥散分布，而不要沿晶界分布。

② 改善解理断裂有两种方法：（1）细化晶粒；（2）加入Ni元素降低钢的Tk。 ③ 引起晶界弱化的因素有两个：（1）溶质原子(P、As、Sb、Sn)在晶界偏聚，晶界能rg下降，裂纹易于沿晶界形成和扩展。（2）第二相质点(MnS、Fe3C)沿晶界分布，微裂纹易于在晶界形成，主裂纹易于沿晶界传播。

10为什么含碳量为0.75%的高速钢W18Cr4V铸态组织中会出现莱氏体？而含碳量为0.4%的马氏体不锈钢4Cr13为过共析钢？

① 铁素体形成元素W、Cr、V均使A3线上升，而且大多数元素均使ES线左移，所以含碳量为0.75%的高速钢W18Cr4V铸态组织中会出现莱氏体。

② 所有合金元素均使S点左移，降低了共析体中的碳含量，所以含碳量为0.4%的马氏体不锈钢4Cr13为过共析钢。

11合金元素从哪两个方面影响钢加热时奥氏体的形成过程？

① 加入了合金元素改变了临界点温度，S点的位置和碳在奥氏体中的溶解度，使奥氏体形成的温度条件和碳浓度条件发生了改变；

② 合金元素不仅本身扩散困难，而且还影响铁和碳原子的扩散，从而影响奥氏体化过程。

12合金元素对钢的C曲线有何影响？从而对钢的淬透性产生什么影响？如果合金元素存在于未溶碳化物中，对淬透性是什么影响？

① 几乎所有的合金元素（除Co外）都使C曲线右移，即减慢珠光体的形成速度；除Co、Al外，所有合金元素都使MS点下降，而使残余奥氏体量增多。

② C曲线右移的结果，降低了钢的临界冷却速度，提高了钢的淬透性。 ③ 合金元素只有淬火加热时溶入奥氏体，才能提高淬透性。未溶碳化物粒子可作为珠光体的核心，使淬透性下降。

13合金元素对MS点和残余奥氏体量有什么影响？如何减少钢中的残余残余奥氏体量？

① 钢中加入合金元素将使点Ms下降，而使残余奥氏体增多。 ② 冷处理、多次高温回火可减少钢中的残余残余奥氏体量。 14何为二次淬火？何为二次硬化？

① 二次淬火：高合金钢在回火过程中，由于从残余奥氏体中析出合金碳化物，造成残余奥氏体中碳和合金元素的溶解量减少，使其MS点升高，在随后的回火冷却过程中转变为马氏体。

② 二次硬化：在含W、Mo、V较多的钢中，回火后的硬度随回火温度的升高不是单调降低，而是在某一回火温度后，硬度反而增加，并在某一温度达到峰值。高温回火时从马氏体中析出高度分散的合金碳化物粒子所造成的。

15各加入何种合金元素可以分别减轻第一类回火脆性和第二类回火脆性？

① 加入Si，可使第一类回火脆性的温度向高温方向推移。 ② 加入合金元素Mo、W可以抑制第二类回火脆性。 第二章 构件用钢

1构件用钢对性能的要求中，以什么性能为主？什么性能为辅？构件用钢的力学性能有哪三大特点？

① 构件用钢以工艺性能为主，力学性能为辅。

② 构件用钢的力学性能有三大特点：屈服现象、冷脆现象、时效现象。 2焊接脆性有哪四种？为什么从工艺性能方面考虑构件用钢应采用低碳钢？

① 焊接脆性有四种：马氏体转变脆性；过热及过烧脆性；凝固脆性；热影响区时效脆性

② 碳和合金元素增加钢的淬透性，对焊接性能不利，故构件用钢一般采用低碳、低合金钢。

3构件用钢发生大气腐蚀的微电池模型中，铁素体和碳化物分别是微电池的什么极？提高构件用钢耐大气腐蚀性能主要有哪三种途径？

① 铁素体基体的电极电势较低，为阳极；碳化物（第二相质点）的电极电势较高，为阴极。

② 减少微电池数量；提高基体的电极电势；利用钝化效应

4碳素构件用钢产量约占钢总产量的多少?分别写出一种常用的普碳钢和冷冲压薄板钢的钢号。

① 产量约占钢总产量的70%。

② 普碳钢Q235；冷冲压薄板钢08Al 5普低钢化学成分有哪五大特点？

① 低碳低合金元素。 ② 主加合金元素是Mn。

③ 辅加合金元素Al、Ti、Nb、V。加入微量的Ti、Nb、V，既可产生沉淀强化作用，还可细化晶粒。必须控制轧制温度。

④ 为改善钢的耐大气腐蚀性能，应加入少量Cu、P。

⑤ 加入微量稀土元素可以脱硫去气，净化钢材，并改善夹杂物的形态与分布。 6进一步提高普低钢力学性能有哪四种途径？

① 采用其它类型组织：低碳贝氏体，低碳索氏体，针状铁素体；采用控制轧制工艺 7低碳贝氏体型普低钢中， 加入合金元素Mo、B的目的是什么？采用控制轧制工艺为什么能细化铁素体晶粒？

① 加入能显著推迟珠光体转变而对贝氏体转变影响很小的合金元素，从而能保证在热轧空冷的条件下获得下贝氏体组织。采用Mo、B为基本成分，以保证得到贝氏体组织。

② 控制轧制必须将终轧温度控制在Ar3附近，以使铁素体可以在奥氏体晶内和晶界同时形核，从而细化铁素体晶粒。 第三章 机器零件用钢

1机器零件用钢对力学性能有哪四大要求？有哪两大主要工艺性能？按回火温度可以分为哪三类？

① 机器零件用钢对力学性能有四大要求：⑴因承受交变载荷作用，要求应有较高的疲劳强度；⑵承受短时超负荷作用，要求具有高的屈服强度、抗拉强度；⑶要求具有良好的耐磨性和接触疲劳强度；⑷由于机器零件上存在不同形式的缺口，会造成应力集中，易于产生低应力脆断。所以要求应具有较高的韧性(KIC、ak)，以降低缺口敏感性。

② 切削加工性能、热处理工艺性能

③ 淬火低温回火钢、淬火中温回火钢、淬火高温回火钢 2调质钢的组织有哪三大特点？

① 强化相为弥散均匀分布的粒状碳化物，可以保证有较高的塑变抗力和疲劳强度。 ② 组织均匀性好，减少了裂纹在局部薄弱地区形成的可能性，可以保证有良好的塑性和韧性。

③ 作为基体组织的铁素体是从淬火马氏体转变而来的，其晶粒细小，使钢的冷脆倾向性小。

3调质钢中主加和辅加合金元素的作用分别是什么？调质钢热处理时最终性能取决于什么？

① 主加元素：Mn、Cr、Si、Ni、B。提高钢的淬透性；辅加元素：Mo、W、V、Ti。细化晶粒，提高回火稳定性。

② 最终热处理是淬火加高温回火，最终性能取决于回火温度。 4调质零件用钢有哪两个发展动向？

① 低碳马氏体钢；中碳微合金非调质钢

5弹簧钢的化学成分有何特点？其常用的最终热处理工艺是什么？获得何种显微组织？

① 弹簧钢的化学成分特点：（1）弹簧钢的碳含量较高，以保证高的弹性极限与疲劳极限；（2）加入Si、Mn。目的是提高淬透性、强化铁素体、提高钢的回火稳定性，使其在相同的回火温度下具有较高的硬度和强度。（3）加入Cr、W、V。因为它们为碳化物形成元素，可以防止过热（细化晶粒）和脱碳，提高淬透性，从而保证具有高的弹性极限和屈服极限。

② 最终热处理采用淬火加中温回火，获得回火屈氏体组织，目的是追求高的弹性极限和疲劳极限。

6渗碳钢一般是什么含碳量的钢？加入什么合金元素可促使渗碳层中的碳化物呈粒状分布？20CrMnTi钢渗碳后一般如何热处理？

① 为了保证心部有良好的韧性，渗碳钢为低碳钢，心部w(C)=0.1～0.25%，渗碳后表层w(C)=0.8～0.9%

② 中强碳化物形成元素Cr易使碳化物呈粒状分布。 ③ 20CrMnTi钢，渗碳后预冷直接淬火及低温回火。

7滚动轴承主要发生哪两种形式的破坏？轴承钢中加入合金元素Cr主要有哪三方面的作用？

① 接触疲劳破坏和摩擦磨损 ② Cr可提高钢的淬透性；含Cr的合金渗碳体在淬火加热时较稳定，可减少过热倾向，细化热处理后的组织；碳化物能以细小质点均匀分布于钢中，提高钢的耐磨性和接触疲劳强度。

8通常要控制轴承钢的哪两种冶金缺陷？GCr15钢的常用热处理工艺是什么？

① 两种冶金缺陷：非金属夹杂物；碳化物分布的不均匀性。

② 球化退火：改善切削加工性，为预备热处理。不完全淬火：淬火温度840℃，淬火组织为隐晶马氏体。低温回火：回火温度160 ℃。

9为了发挥轴承钢的性能潜力，应从哪五个方面考虑问题？

① 淬火时的组织转变特性；马氏体中碳浓度对性能的影响；碳化物的影响；残余应力的影响；短时快速加热淬火。 第四章 工具钢

1工具钢按化学成分可以分为哪三种？工具钢通常为什么采用较高的含碳量？

① 碳素工具钢；合金工具钢，高速钢

② 在化学成分上，通常含有较高的碳，w(C)=0.65～1.55%，以保证淬火后获得高碳马氏体，得到高硬度。另外，还可以形成足够数量的碳化物，以保证高的耐磨性。 2刃具钢一般有哪四点使用性能要求？锉刀和钻头对使用性能的要求有何不同？

① ⑴具有高于被切削材料的硬度（＞60HRC），故刃具钢应是以高碳马氏体为基体的组织。⑵在马氏体基体上分布着弥散的各种合金碳化物，可有效提高刃具钢的耐磨性。⑶要求刃具有足够的塑性和韧性，以防止崩刃或折断。⑷要求刃具有高的红硬性。

② 锉刀不一定需要很高的红硬性，而钻头工作时，其刃部热量散失困难，所以对红硬性要求很高。

3碳素刃具钢的热处理工艺是什么？其性能有哪两个缺点？

① 热处理工艺：淬火+低温回火 ② 两个缺点：淬透性低、红硬性差

4合金刃具钢在哪方面仍满足不了高速切削的要求？合金刃具钢的热处理工艺是什么？ 合金刃具钢属低合金钢，其红硬性虽比碳素刃具钢高，但仍满足不了高速切削的要求。 合金刃具钢的热处理包括加工前的球化退火和成型后的淬火与低温回火。

5高速钢中合金元素W、Mo、V和Cr的作用是什么？两种最常用的高速钢是什么？

① 淬火加热时溶入奥氏体中，在随后的淬火冷却过程中被保留在马氏体中的合金元素W、Mo、V等主要有两方面的作用：阻碍高温回火时碳化物的析出，同时也阻碍析出的细小碳化物的聚集长大，即提高了抗回火软化能力，也就是红硬性；另一方面，在高温回火时可从马氏体中析出细小弥散的合金碳化物W2C、Mo2C、VC等，提高了钢的硬度，产生二次硬化作用。合金元素Cr在淬火加热时几乎全部溶入奥氏体中，主要起提高淬透性的作用，另外Cr还可提高高速钢的抗高温氧化能力。

② W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2钢

6W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2钢铸态共晶碳化物分别呈什么形状？用什么方法可将其破碎？

① W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2钢中莱氏体共晶碳化物分别呈鱼骨状和鸟巢状。 ② 采用反复锻造方法，可将共晶碳化物破碎，使其分布均匀。

7简述高速钢的热处理工艺。高速钢在淬火后、回火后的显微组织各为什么？

① 高速钢球化退火：高速钢锻后进行球化退火，以利于切削加工，并为以后的淬火做好组织准备。退火后的显微组织：索氏体基体上分布着均匀、细小的碳化物颗粒。M6C型、M23C6型、MC型。

② 高速钢淬火：两次预热：导热性较差，淬火加热温度在1200℃以上。W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2的正常淬火加热温度分别为1280℃和1230℃。淬火后的显微组织：隐晶马氏体 + 残留奥氏体 + 剩余碳化物。

③ 高速钢回火：W18Cr4V钢淬火后的显微组织：70%隐晶马氏体 + 20%残留奥氏体 + 10%剩余碳化物。进行三次560℃高温回火处理。回火后的显微组织：回火马氏体 + 碳化物。

8写出两种最常用的高速钢牌号。发挥高速钢性能潜力有哪三种途径？

① W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2钢

② （1）增加含碳量：增加碳化物含量，以获得最大的二次硬化效应。（2）进一步细化碳化物。（3）表面处理工艺的应用：蒸汽处理、氧氮共渗

9当W18Cr4V钢用作冷作模具时，热处理时淬火温度应如何调整，为什么？

① 当W18Cr4V钢用作冷作模具时，热处理时应降低淬火温度，此时钢中有较多的未溶碳化物阻碍晶粒长大，从而使韧性得到提高。 10Cr12MoV钢的两种热处理方案分别是什么？

① Cr12MoV钢一次硬化法：采用较低的淬火温度1030℃，然后进行低温回火。 ② Cr12MoV钢二次硬化法：采用较高的淬火温度1115℃，然后进行高温多次回火。 11常用的热作模具用钢有哪三种?

① 锤锻模；热挤压模；压铸模 第五章 不锈钢

1不锈钢按典型正火组织可以分为哪五类？

① 铁素体不锈钢；马氏体不锈钢；奥氏体不锈钢；奥氏体-铁素体双相不锈钢；沉淀

硬化不锈钢。

2不锈钢主要有哪五种腐蚀类型？通过合金化提高钢的耐腐蚀性的主要途径有哪三个？

① 一般腐蚀：均匀腐蚀。晶间腐蚀：由于晶界区域与晶内成分有差别，引起晶界区域电极电势显著降低所致。应力腐蚀：在腐蚀介质及拉应力的共同作用下产生破裂现象。点腐蚀：由钝化膜的局部破坏所引起的，这种腐蚀破坏多数是由于氯离子引起的。腐蚀疲劳：在腐蚀介质及交变应力作用下发生的破坏。

② 提高金属的电极电势；使金属易于钝化；使钢获得单相组织

3举出不锈钢中常用来提高其钝化能力的三种合金元素。为什么不锈钢中的最低含Cr量为13wt.%？

① 加入铬(Chromium)等元素，可生成Cr2O3等致密的钝化膜。加入钼(Mo)可进一步增强不锈钢的钝化作用。加入少量的铜，也可促进钢钝化。

② 由二元合金固溶体电极电位的n/8规律知道不锈钢中铬的最小质量分数应为12.5 at.% =11.7wt.%；由于Cr还形成Cr23C6碳化物，一般最低含Cr量为13wt.%。 4.1Cr13～4Cr13马氏体不锈钢各作为什么钢使用？分别采用何种热处理工艺？

① 1Cr13、2Cr13为结构钢，淬火加高温回火后使用；3Cr13、4Cr13是工具钢，如用作手术刀，淬火加低温回火后使用。 5说明铁素体不锈钢的三种脆性。

① 粗晶脆性：铸态下的粗大晶粒不能通过γ→α相变重结晶来细化，加入少量Ti，形成Ti(C,N)，可以阻碍晶粒长大。

② 475℃脆性：析出富铬的α’相，α’相呈片状在高铬铁素体的{100}面和位错上析出。

③ σ相脆性：在晶界析出σ相，引起脆性。

6奥氏体不锈钢晶间腐蚀的原因是什么？举出两种防止晶间腐蚀的方法？

① 奥氏体不锈钢在450～850℃保温或缓慢冷却时，会出现晶间腐蚀。这是由于在晶界上析出富Cr的Cr23C6，使其周围基体产生贫铬区，从而形成腐蚀原电池而造成的。

② 防止晶间腐蚀的方法：⑴减少钢中的含碳量，即从根本上解决在晶界析出Cr23C6的问题，w(C)＜0.03%。⑵加入Ti、Nb等能形成稳定碳化物的元素，避免在晶界析出Cr23C6。 7奥氏体不锈钢的点腐蚀主要是由于什么引起的？加入何种合金元素可提高其抗点腐蚀的能力？

① 由于较小的氯离子穿透钝化膜所致。

② 主要采用加入合金元素钼来提高奥氏体不锈钢的抗点腐蚀能力。 8为什么奥氏体不锈钢在零下温度轧制时强度提高的效果更为显著？

① 因为除了冷作硬化效果外，还叠加了形变诱发马氏体转变。 9奥氏体不锈钢主要采用哪三种热处理工艺？其主要作用分别是什么？

① 固溶处理：将钢加热到1050℃后水淬，可使碳化物(Cr23C6)溶于奥氏体中，并保持到室温，这样可防止晶间腐蚀。

② 稳定化处理：固溶处理后，将钢加热到850～880℃保温后空冷，使含有Ti、Nb的18-8钢中不再形成Cr23C6，有效地消除了晶间腐蚀。

③ 去应力处理：是消除钢在冷加工或焊接后残余应力的热处理工艺。一般加热到300～350℃回火。可提高钢的应力腐蚀抗力。

10奥氏体-铁素体双相不锈钢与奥氏体不锈钢相比有何优点？

① 奥氏体-铁素体双相不锈钢与奥氏体不锈钢相比，有较好的焊接性能，而且晶间腐蚀、应力腐蚀倾向性都较小。

第六章 耐热钢

1耐热钢主要包括哪两种？为了提高钢的抗氧化能力，常加入哪三种合金元素？

① 热稳定钢（抗氧化钢）、热强钢

② 加入合金元素Cr、Al、Si，可以提高钢的抗氧化能力。 2奥氏体型抗氧化钢主要有哪三种体系？

① Cr-Ni系，经Si、Al抗氧化合金化。 ② Fe-Al-Mn系，节约Cr、Ni。

③ Cr-Mn-N系，有较高的持久强度。 3提高钢的热强性的主要途径有哪三个方面？

① 基体强化、第二相强化、晶界强化

4低碳珠光体热强钢和中碳珠光体热强钢各主要用于制造什么部件？马氏体型热强钢主要用来制造哪两种部件？

① 低碳珠光体热强钢，炉管钢；中碳珠光体热强钢，转子钢。 ② 叶片钢；阀门钢

5珠光体热强钢在工作过程中可能产生哪四个方面的组织性能变化？

① 珠光体的球化和碳化物的聚集 ② 钢的石墨化

③ 合金元素的再分布 ④ 热脆性

6奥氏体热强钢可以分为哪三种类型？

① 固溶强化型

② 碳化物沉淀强化型

③ 金属间化合物沉淀强化型 第七章 铸铁及有色金属

1铸铁的金属基体有哪三类？铸铁按碳存在的形式可以分为哪三种？按石墨形状的不同又可以分为哪四种？

① 金属基体有珠光体、铁素体、珠光体+铁素体三类。

② 白口铸铁：碳主要以渗碳体形式存在，断口呈白亮色；灰口铸铁：碳主要以片状石墨的形式存在，断口呈灰色；麻口铸铁：碳既以渗碳体形式存在，又以石墨形式存在。断口夹杂着白亮的游离渗碳体和暗灰色的石墨。

③ 灰口铸铁：石墨呈片状。蠕墨铸铁：石墨为短小蠕虫状。可锻铸铁：呈不规则团絮状。球墨铸铁：石墨呈球状。

2灰铸铁的一次结晶和二次结晶分别决定了铸铁组织的哪两个方面？

① 一次结晶决定了铸铁的晶粒大小、石墨形状和分布；二次结晶决定了铸铁的基体组织。

3元素C、Si、S对石墨化有何影响？铸件冷却速度对石墨化又有何影响？

① C、Si是强烈促进石墨化的元素；S是强烈阻碍石墨化的元素（白口化）。 ② 铸件冷却速度越缓慢，越有利于充分进行石墨化。 4灰铸铁有哪些性能特点？

① 优良的铸造性能

② 优良的耐磨性和消震性

③ 较低的缺口敏感性和良好的切削加工性能

④ 灰铸铁的抗拉强度、塑性、韧性、弹性模量都低于碳素铸钢。但抗压强度较高。 5用哪两种处理工艺可提高铸铁的强度性能？

① 孕育处理--石墨细化强化；球化处理--石墨球化强化 6合金元素对铝的强化作用主要表现在哪四个方面？

① 固溶强化；沉淀强化（时效强化）；过剩相强化；组织细化强化 7铝合金的时效过程通常分为哪三个阶段？写出铝合金的时效沉淀序列，并示意地画出其典型的时效硬化曲线。

① 根据时效的进程把时效过程分为欠时效、峰时效和过时效三个阶段。

② 过饱和固溶体→过饱和溶质原子富集区→过渡沉淀相（亚稳平衡相）→平衡沉淀相

8防锈铝主要有哪两种合金系？硬铝中，LY11和LY12的主要强化相分别是什么？哪种合金具有更高的强度和耐热性？

① 防锈铝(LF)：Al-Mn系，3×××；Al-Mg系，5×××

② LY11，Cu/Mg = 7.2，主要强化相为θ相，S相为辅。LY12，Cu/Mg = 2.86，主要强化相为S相，θ相为辅。

③ Al-Cu 系铸造铝合金（ZL203），热处理强化效果好，强度较高，耐热性好。其时效强化相为θ(Al2Cu)。

9超硬铝和锻铝各属于什么合金系？它们的主要强化相又分别是什么？

① 超硬铝属于Al-Zn-Mg-Cu系合金，室温强度最高的变形铝合金。主要强化相为η(MgZn2)相。

② 锻铝属于Al-Mg-Si-Cu系合金。主要强化相为β(Mg2Si)相。 10ZL102合金在浇铸前一般要进行什么处理？为什么？

① 加入钠盐变质剂进行变质处理，以改变共晶硅的形态，使硅晶体细化和颗粒化，组织由共晶或过共晶变为亚共晶，从而改善力学性能。

11纯铜的最显著特点是什么？黄铜、白铜、青铜的主要合金元素分别是什么？

① 纯铜最显著的特点是导电、导热性好。

② 黄铜：锌为主要合金元素；白铜：镍为主要合金元素；青铜：除锌和镍以外的其它元素为主要合金元素

12Zn含量对黄铜力学性能有什么影响？

① w(Zn)＜32%时，形成α单相固溶体，强度和塑性随Zn含量的增加而提高； ② w(Zn)＞32%时，合金中出现脆性β’相，塑性下降，而强度继续提高； ③ w(Zn)＞45%时，合金组织全部为β’相，强度和塑性急剧下降。 13黄铜“自裂”产生的原因是什么？通常采用什么方法防止？

① 原因：冷加工变形的黄铜制品内部存在残余应力，在腐蚀介质作用下，发生应力腐蚀开裂(SCC)。

② 防止方法：采用低温去应力退火，消除制品在冷加工时产生的残余应力。 第八章 高聚物材料

1高聚物按性能用途可以分为哪五大类？常用的聚合反应有哪两种？

① 塑料、橡胶、纤维、涂料、粘合剂

② 加成聚合反应，简称加聚；缩合聚合反应，简称缩聚

2高聚物大分子链的形状有哪三种类型？-Si-O-键、-C-O-键、-C-C-键组成的主链结构中，哪一种柔顺性最好？哪一种柔顺性最差？

① 高聚物大分子链有线型、支化型和体型结构三类。 ② -Si-O-键柔顺性最好，-C-O-键次之，-C-C-键最差。

3通常用来表征非晶态高聚物和晶态高聚物的结构模型分别是什么？

① 表征非晶态高聚物用无规线团模型；表征晶态高聚物缨状微束模型。

4线型无定形高聚物在不同的温度有哪三种状态？高聚物的链段和大分子链开始运动的温度分别对应着什么温度？

① 三态：玻璃态，高弹态，粘流态

② Tg（玻璃化温度）为聚合物链段开始运动的温度；Tf（粘流温度）为大分子链开始运动的温度。

5举出高聚物在性能上具有的三个优点。高聚物老化的主要原因是什么？

① 质量轻，吸水性好，透气性，高弹性和粘弹性，比强度很高，内在的韧性较好，良好的绝缘体。

② 老化的原因主要是大分子链的结构发生了降解或交联。

6举出热塑性高聚物典型的三种加工成型方法。热固性高聚物最常用的加工成型方法是什么？

① 挤出成型、吹塑成型、注射成型。 ② 模压成型。

7常用塑料中PE、PP、PA、PC、EP、PF分别代表什么？哪种塑料的耐腐蚀性最好？环氧树脂常用的固化剂有哪两类？

① 聚乙烯(PE) ；聚丙烯(PP) ；聚酰胺(PA)；聚碳酸酯(PC)；环氧树脂(EP) ；酚醛树脂(PF)

② 聚乙烯(PE)的耐腐蚀性最好

③ 固化剂常用的有二元或多元胺类和酸酐类。

8成纤高聚物在聚集态结构上应具有什么要求？利用何种纤维热裂解可以制备碳纤维？

① 能够用来生产合成纤维的高聚物，在聚集态结构上应具有适当的结晶度，经拉伸取向后成为不可逆的取向态。应具备以下条件： (1) 高聚物主链是线型结构，具有高的分子量；(2) 高聚物分子结构具有线型对称性，这样可使分子与分子间结合紧密；(3) 聚合物大分子间存在相当强的作用力。

② 用腈纶纤维热裂解可以制备碳纤维。

9橡胶是室温下处于什么状态的高聚物？从生胶到橡胶制品需要经过哪四道加工工艺过程？

① 高弹态

② 塑炼，混炼，成型，硫化：大多数生胶需经塑炼后加入各种配合剂混炼，然后才能加工成型，再经硫化处理制成各种橡胶制品。

10何为橡胶的硫化？合成橡胶中产量最大的是什么橡胶？车轮的内胎常用什么橡胶制作？

① 凡是使橡胶的线型分子交联成网状分子的变化都叫硫化 ② 丁苯橡胶是合成橡胶中产量最大、应用最广的品种。 ③ 丁基橡胶常用于制成车轮的内胎

第九章 陶瓷材料

1按化学成分分类，最常用的有哪三类陶瓷？陶瓷材料的致命缺点是什么？与金属材料相比，它具有哪三个优异的特殊性能？

① 氧化物陶瓷；碳化物陶瓷；氮化物陶瓷

② 陶瓷材料致命缺点：很难产生塑性变形，脆性大。

③ 优异的特殊性能：高硬度---优异的耐磨性；高熔点---杰出的耐热性；高化学稳定性---良好的耐蚀性

2陶瓷粉体的制备方法有哪两类？常用的陶瓷烧结方法有哪三种？

① 陶瓷粉体的制备方法：机械球磨法（固相反应 + 机械球磨）；化学法 ② 陶瓷烧结方法：无压烧结；热压烧结(HP)；热等静压(HIP) 3高强度单相多晶陶瓷的显微组织应符合哪四点要求？

① 晶粒尺寸小，晶体缺陷少；

② 晶粒尺寸均匀、等轴，不易在晶界处引起应力集中；

③ 晶界相含量适当，并尽量减少脆性玻璃相含量，应能阻止晶内裂纹过界扩展，并能松弛裂纹尖端应力集中；

④ 减少气孔率，使其尽量接近理论密度。 4相变韧化机理主要包括那三个方面的韧化作用？

① 相变韧化；显微裂纹韧化； 残余应力韧化（此题答案未确定！！！）

5在长纤维陶瓷基复合材料中，韧性的提高来自哪三方面的贡献？晶须增韧陶瓷基复合材料主要靠什么机制提高强度和韧性？颗粒增韧陶瓷基复合材料的韧化机理主要是什么？

① 在长纤维陶瓷基复合材料中，韧性的提高来自三方面的贡献：纤维拔出、纤维断裂、裂纹转向。

② 晶须增韧陶瓷基复合材料主要靠晶须的拔出桥连与裂纹转向机制对强度和韧性的提高产生突出贡献。

③ 颗粒增韧陶瓷基复合材料的韧化机理主要有细化基体晶粒、裂纹转向与分叉等。

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