机械工程材料习题课
更新时间:2024-06-01 20:17:01 阅读量:1 综合文库 文档下载
习题课
一名词解释:
σs、σ0.2、σb、σk、HB、HRC 二、填空
1.材料常用的塑性指标有( )和( )两种。其中用( )表示塑性更接近材料的其实变形。
2.检验淬火钢成品件的硬度一般用( )径度,而布氏径度适用于2ll定( )的硬度。
5.表征材科抵抗冲击载荷能力的性能指标是( ),其单位是( )。 四、判断
L所有的金属材料均有明显的屈服现象。( )
2.同种材料不同尺寸试祥所测得的延伸宰相同。( )
3.σs是机械零件的设计依据,如果使用σb代替,则应选择较大的安全系效
5.实际金属中存在有( )、( )和( )三类缺陷,位错是( )缺陷、品界是
)缺陷。金屑中品粒越细小,晶界面积越( )。
例题1 在分析正火作用时,是应根据C曲线、CCT曲线,还是Fe—Fe3C相图呢?
1.分析
本题旨在检验正火的定义。所谓正火,即把钢件加热至Acl或Acm以上,经一定时间保温后取出空冷,以期获得索氏体组织的一种热处理工艺操作。该工艺是在连续冷却过程中进行的,而不是等温冷却,严格地说是不能应用C曲线来指导工艺的;同时,该工艺又是较快的冷却,是非平衡的,因而亦不能应用Fe—Fe3C相图来分析其冷却转变产物。
所以,正确的做法应该是根据CCT曲线来指导工艺。
但是,由于C曲线和CCT曲线存在有共同的理论基础,因而可根据C曲线近似地估计正火连续冷却时的转变产物。
那么Fe—Fe3C相图的作用又是什么呢? 2.解答
在分析共析钢的正火作用时,确定正火的加热温度范围时应依据变化了的Fe—Fe3C相图;当判断正火的冷却组织时,则应依据CCT曲线来分析。 若查不到有关CCT曲线的资料时,则可利用C曲线近似地估计正火冷却时的组织。
3.常见错误剖析
(1)拿到题目不做认真分析,仅仅简略地回答应依据CCT曲线或错误地回答C曲线;
(2)只知正火的冷却是在空气中冷却,不与所获得的组织相联系。 4.更正措施
(1)切记.看清题意后要认真动脑思考,分析正火的作用时,要考虑加热和冷却两个方面。同时,还有考虑C曲线、CCT曲线的适用条件以及是否容易获得等。只有经过综合分析,所考虑的问题才全面,如本例分析。
(2)在回答正火的定义时,不能仅记住在空气中冷却,而一定要和所获得的组织(即索氏体)联系在一起,否则就不一定是正火。虽然,在本题中看不出其后果,但对以后课程的学习有影响。 5.联想与归纳
正火的定义可能人人都会背,但深入理解正火的作用并非易事,决不能只知其一就算了事。既要考虑加热温度范围.又要分析冷却过程中的变化,还要与该钢的C、CCT曲线结合起来综合考虑。那么,其他的热处理工艺亦是一样。 例题2 钢(即共析碳钢)在用如图所示的方法冷却后的转变组织为何? 1.分析
本题旨在检查学生掌握利用C曲线来近似地分析不同冷却条件(即不同热处理工艺)下转变产物的能力。冷却速度①条件下,由于冷却速度缓慢,当缓冷至i点时,过冷奥氏体开始转变为A+ P组织,继续缓冷至i点以下时,即会得到单一的珠光体组织。
冷却速度②,表面上观察该冷却速度曲线似乎已经切割了C曲线,但仔细 分析,在临界点以上的一段缓慢冷却实属保温一定时问,此时该合合的组织仍 为稳定的奥氏体,它如同仍在左上角的O点一样,此时奥氏体并不会发生分解。只有继续快速冷却,当其实际冷却速度大于上临界冷却速度时,就一定会获得马氏体组织。我们可从O点作冷却速度②的平行线①,并判断其冷却速度是否大于上临界冷却速度。在此处,很显然是大于临界冷却速度的,故冷却速度②下最
终的组织为M+A残。
在冷却速度③曲线的中下方有一水平台阶,它相当于等温冷却,此等温冷却线与过冷奥氏体等温冷却转变开始线的下半部分相交,说明会产生部分下贝氏体转变,当又继续快速冷却时,剩余的过冷奥氏体将转变为M+A残。 2.解答
冷却速度①下最终获得的组织为P;
冷却速度②下最终获得的组织为M+A残;
冷却速度③下最终获得的组织为B下+M+A残。 3.常见错误剖析
(1)冷却速度③下.只知道等温冷却时会发生下贝氏体转变,这说明对C曲线的认识与理解并不全面;
(2)冷却速度②下,获得的是珠光体或是珠光体加马氏体,这是大多数人最易犯的错误,它说明仅仅从形式上认识冷却速度曲线与曲线的关系是远远不够的。 4.更正措施
(1)对于冷却速度③,当过冷奥氏体在等温冷却阶段仅仅有部分转变为下贝氏体,继续快速冷却时尚未转变的过冷奥氏体随即又转变为马氏体及残余奥氏体了,这里的关键是应明确钢的冷却转变实质上是过冷奥氏体的转变,当过冷奥氏体遇到第一条C线时即开始发生下贝氏体转变,但没有与第二条C线相遇,这就说明仍有部分过冷奥氏体,因而在快速冷却时会继续转变。
(2)对于冷却速度②,开始的近乎水平似的冷却可看成是保温,因而就如同从O点开始一样.如果再做—条平行线④平行于冷速②,就很容易看出只能会得到M+A残组织。
5.联想与归纳
该题所反映出来的问题是大多数学生都会遇到的普遍性的问题,它说明不少学生对于C、CCT曲线还缺乏深人了解,具体表现有珠光体直接转变为马氏体、钢从高温到低温依次转变为珠光体、马氏体等,因此应在学习的开始就须把C、CCT曲线的含义(物理意义)彻底搞消。
冷却速度曲线与不同的热处理工艺相对应,掌握它更具有实际应用上的意义。这亦需要引起足够重视。
第一、二章复习题
一、名词解释
σs σb σk 晶格 晶胞 F A P Ld 二、填空
1.材料按化学成分、结合键的特点可分为( )、( )、( )、( )四类。 2材料常用的塑性指标有( )和( )两种。
3.布氏硬度试验是用( )做压头,通过测量( )而得到硬度值;洛氏硬度试验是用( )做压头,通过测量( )而得到硬度值。 4.典型的疲劳断口形貌由( )、( )、( )3部分组成。 5.炼铁过程是一个( )反应的过程 ,炼钢过程是一个( )反应的过程 。 6.铁碳合金按含碳量的大小分为( )、( )、( )3类。 7.纯金属的结晶过程由是( )和( )组成。
8.常见金属的晶格类型 有( )、( )、( )3种。 9.实际金属中存在有( )、( )和( )三类缺陷,位错是( )缺陷、晶界是( )缺陷。金属中晶粒越细小,晶界面积越( )。
10. 炼铁过程是一个( )反应的过程,炼钢过程是一个( )反应的过程。 11.硫存在钢中,会使钢产生( ),磷存在钢中会使钢产生( )。
12. 碳钢中的有益元素是( )、( ),碳钢中的有害杂质是( )、( )。 三判断题
L所有的金属材料均有明显的屈服现象。 ( ) 2.同种材料不同尺寸试祥所测得的延伸率相同。 ( )
3. 在铁碳合金平衡结晶过程中,只有碳质量分数为4.3%的铁碳合金才能发生共晶反应。
( )
4.位错是金属原子扩散的主要形式之一。 ( ) 5.金属发生同素异构转变时,原子没有发生重新排列的现象。 ( ) 6. 间隙固溶体一定是无限固溶体。 ( ) 7.所有的金属材料均有明显的屈服现象。 ( )
第三章
一、名词解释
1.淬透性; 2.临界冷却速度; 3.本质晶粒度; 4.马氏体 5.淬火; 二、填空题
1.碳钢马氏体组织形态主要有( )、( )两种,其中( )强韧性较好。 2钢热处理确定其加热温度的依据是( ),而确定过冷奥氏体冷却转变产物的依据是( )。 3.按温度划分,淬火钢的回火可分为( )、( )和( )三类,低温回火后组织为( ),性能是保持( ),适用于( )。
4.在正常加热条件下,亚共析钢的“C”曲线随着含碳量增加向( );过共析钢的CCT曲线随含碳是的增加向( )。合金元素除钴以外都使C曲线( )移动,但必须使合金元素( )后方有这样作用。 5.共析钢加热时奥氏体形成是由( )、( )、( )、( )等四个基本过程所组成。
6.钢的淬硬性主要决定于( );钢的淬透性主要取决于( )。
7.球化退火的主要目的是( )、( );适用于( )钢。
8.当钢中发生奥氏体向马氏体转变时,原奥氏体中碳含量越高,则Ms点越( ),转变后的残余奥氏体量就越( )。
9淬火钢一般不在200-450℃回火,是为了避免出现( )。
10.淬火钢在回火时的组织转变过程是由 ( )、( )、( )、( ) 等四个阶段组成。
11. 把钢加热到临界点Ac1以上或Ac3以上:保温并随之以大于临界冷却速度冷却,用以得到马氏休或下贝氏体组织的热处理工艺方法称为( )。 12.本质晶粒度是根据标准实验方法,在( )℃、保温( )小时后测得的奥氏体晶粒大小。 13.硫存在钢中,会使钢产生( ),磷存在钢中会使钢产生( )。 三选择题
1.钢在淬火后所获得的马氏体组织的粗细主要取决于( ) A.奥氏体的本质晶粒度 B.奥氏体的实际晶粒度 C.奥氏体的起始晶粒度 D.加热前的原始组织 2.影响钢的淬透性的决定性因素是( )。 A.钢的临界冷却速度 B.工件尺寸的大小 C.淬火介质冷却能力 D.钢的含碳量
3.调质处理后可获得综合力学性能好的组织是( ) A.回火马氏体 B.回火托氏体 C.回火索氏体 D.托氏体
4,过共析钢的正常淬火加热温度是( )。
A.Acm十(30—50℃) B.Ac3十(30—50℃) C.Ac1+(30-50℃) D.Ac1-(30-50℃)
5.共析钢加热为奥氏体后,冷却时所形成组织主要决定于( ) A.奥氏体的加热温度 B.奥氏体在加热时的均匀化程度 C.奥氏体冷却时的转变温度 D.奥氏体晶粒的大小 6.影响淬火后残余奥氏体量的主要因素是( ) A.钢材本身含碳量 B.奥氏体含碳量 C.加热时保温时间的长短 D.加热速度 7.过共析钢正火的目的是( )。 A.调整硬度,改善切削加工性
B.细化晶粒,为淬火作组织准备
C消除网状二次渗碳体 D.防止淬火变形与开裂
8.直径为10mm的45钢棒,加热至850℃投入水中,其显微组织应为( )
A.M 8.M十F C.M十A残 D.M十P 9.如果珠光体的形成温度较低,在光学显微镜下,很难辨别其铁素体片与渗碳体片的形态,由电子显微镜测定其片层间距,大约在300一400?之间,这种细片状珠光体,工业上叫做( )。
A超细珠光体 B托氏体 C屈氏体 D马氏体
10.根据Fe—C相图,温度在A1以下时,碳钢的平衡组织为( )或( )加( )或( )加( )。
A珠光体 B 渗碳体 C铁素体 D马氏体 四简答题
1.什么是热处理?常见的热处理方法有几种?其目的是什么?从Fe—Fe3C看,怎样的合金才能进行热处理?
2. 试说明下述组织结构及力学性能特点,并回答它们之间如何区别与联系;马氏体和回火马氏体;索氏体和回火索氏体;托氏体和回火托氏体。
一、名词解释
单体;粘弹性; 失效;热塑性塑料;功能材料; 二、填空题
1.高分子聚合物是指( ),其合成方法有( )和( )。 2.陶瓷是多相多晶的结构,包括( )相、( )相、( )相。 3.环氧树脂玻璃钢是( )和( )组成的复合材料。 4.陶瓷生产过程包括( )、( )、( )、( )四大步骤。
5. PP是( )英文名称;PTFE是( )英文名称。 6.零件失效的三种基本形式是( )( )( )。 7.机械零件选材的三项基本原则是( )( )( )。
8.线型无定形高聚物的三种力学状态是( )( )( ),它们的使用状态相应是( )和( )和( )。 三、选择题
1.从力学性能比较,聚合物的( )比金属材料的好。 A冲击韧度 B强度 C刚度 D比强度 2. 塑料的使用状态为()。
A粘流态 B高弹态 C晶态 D玻璃态
3.有些物质在一定的温度Tc以下时,电阻为零,同时完全排斥磁场, 即磁力线不能进入其内部,这就是( )现象。
A导电 B导磁 C超导 D超磁
4. 材料的使用性能应满足使用要求。对大量机器零件和工程构件,则主要是( )性能。 A 物理 B化学 C热学 D机械
5.在低温下塑性变形,加热时恢复高温时形状,再冷却时不恢复低温形状的形状记忆效应叫做( )记忆。
A全程记忆 B程序记忆 C双程记忆 D单程记忆
6. -70℃~500℃内膨胀系数低或中等,且基本恒定的材料叫作( )。 A低膨胀材料 B中膨胀材料 C高膨胀材料 D定膨胀材料
7.材料在高温下形成一定形状后冷却到低温进行塑性变形为另外一种形状,然后经加热后通过马氏体逆相变, 即可恢复到高温时的形状,这就是( )。 A马氏体形变效应 B温度效应 C形状记忆效应 D形状恢复效应 8.高分子材料中结合键的主要形式是:
A分子键与金属键; B分子键与离子键; C离子键与共价键 D分子键与共价键; 四、判断题
1.聚合物由单体组成,聚合物的成分就是单体的成分。( ) 2.陶瓷材料的抗拉强度较低,而抗压强度较高。( ) 3.陶瓷材料可以制作刀具材料,也可以制作保温材料。( )
4.纤维增强复合材料中,纤维直径越小,纤维增强的效果就越大。( ) 5.玻璃钢是玻璃和钢丝组成的复合材料。 ( ) 6.复合材料为了获得高的强度,其纤维的弹性模量必须很高。( )
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