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机械工程材料复习思考题第一章 金属的结构与凝固 1.与理想结构相比较，金属的实际结构有何特征？2.试分析为什么“过冷”是液态结晶的必要条件？液态结晶有哪两种基本的形核方式？哪种形核方式需要的过冷度较小？在相同的过冷度下，哪种形核方式具有较高的形核率？ 3.金属的结晶的基本规律是什么？4.为何晶粒越细，材料的强度越高且塑性、韧性越好？5.为了细化晶粒，是否应使液态金属冷得越快越好？试述理由。第二章 合金的结构与相图固态合金中的相分为几类？它们是如何定义的？2.简述固溶强化与弥散强化的机理。什么是相图？制定相图的条件是什么？4.哪些材料属于恒温凝固？哪些材料在某种温度范围内凝固？5.在两相共存区，相成份的变化有何规律？ 6.工业条件下有可能产生哪两类成份偏析？应如何消除？第三章 铁 碳 合 金1.碳在钢铁材料中有哪几种存在形态？2.简述Fe-Fe3C相图中的两个基本反应，写出反应式并注明含碳量和温度。3.指出下列组织的主要区别： 高温莱氏体与低温莱氏体；共晶渗碳体，共析渗碳体，一次渗碳体，二次渗碳体，三次渗碳体。 4.含碳量对碳钢的力学性能有何影响？ 5.熟练画出Fe-Fe3C相图，分析含碳量为3.5%、0.4%和1.3%的铁碳合金从液态缓冷至室温的结晶过程，并画出该合金在室温下的显微组织示意图。 6.依据Fe-Fe3C相图，说明产生下列现象的原因： 1.4%C的钢比0.9%C的钢的硬度高；室温下， 0.9%C的钢比1.3%C的钢的抗拉强度高。 7.计算0.6%C的Fe-C二元合金平衡结晶时，其室温组织的相对量。 8.试计算：室温下，珠光体中铁素体和渗碳体的相对含量。 9.某优质碳素结构钢钢的试样经金相分析，其组织为铁素体加珠光体，其中珠光体的面积约占40%。试判断其钢号。10. 计算平衡结晶时，3.2%C的铁碳合金，室温下，其组织的相对量。11.钢中常见的杂质元素有哪些？它们对钢的性能有何影响？12.指出下列牌号的类别及含义： 08F, Q235-A, 65Mn, T12A, 45, ZG310-570, 20 。第四章 金属的塑性变形与再结晶简述金属发生塑性变形的机理。2. 何谓冷变形强化（形变强化、加工硬化、冷变形硬化）？原因何在？它在工程上有何利弊？3.什么是锻造流线？它有何特性？它给材料的力学性能带来什么影响？4.将弹簧钢丝冷绕成形后，为何要进行回复退火？5.试分析再结晶与重结晶有何相同之处？有何不同之处？工业上如何利用再结晶？6.在20的室温下，一块纯锡（熔点232）被枪弹击穿。弹孔周围的晶粒有何特征？试说明原因。 7.金属塑性变形为何会造成残余应力？残余应力有何利弊？8.将塑变后的金属置于再结晶温度下长时间保温或继续升到较高的温度，金属的晶粒为什么会长大？对材料的力学性能会带来什么影响？第五章 钢的热处理 1. 填空题 共析钢加热时，其A体化过程包括（ ）、（ ）、（ ）和（ ）四个基本阶段。 当钢中发生过冷A体M体转变时，原A体中含碳量越高，则Ms越（ ），转变后的AR量越（ ）。 亚共析钢的淬火温度范围是（ ），过共析钢的淬火温度范围是（ ）。 钢的淬透性越高，则C曲线的位置越（ ），临界冷却速度越（ ）。 共析钢的临界冷却速度比亚共析钢（ ），比过共析钢（ ）。 采用感应加热表面淬火时，所选择的电流频率越高，则工件的淬硬层深度越（ ），原因是（ ）。 2.试述选择过共析钢淬火加热温度范围的理由。 3.判断下列说法是否正确，如不正确则请更正，并说明理由： 除Co和2.5%Al外，所有的AE(Alloy Elements)都使C曲线左移，钢的淬透性随之下降。 完全退火适用于过共析钢。 对过共析钢进行正火的目的是调整硬度，改善切削加工性。 M体的硬度主要取决于过冷A体的冷却速度。 直径为10mm的45钢棒料，加热到850投入盐水中，其显微组织为：马氏体。 M体转变时，钢的体积将因急剧冷却而会发生收缩。 在切削加工前对低碳钢进行正火处理可以调整其硬度，改善切削加工性。 对工件进行表面淬火后，还须进行高温回火。 4.试述下列组织在来源（获得的方法）、组织形貌和力学性能上有何不同？M体与M回； S体与S回。 5.两把T12车刀，现将1号刀加热到780，2号刀加热到950，保温后，水冷至室温。请分析： 哪把车刀的M体组织粗大？ 哪把车刀的M体含碳量较高？ 哪把车刀中的AR较多？ 你认为哪个淬火加热温度合适？为什么？ 6.为什么对合金钢件，通常采用油冷方式进行淬火？而对碳钢件常用水冷方式淬火？ 7.在对工具钢毛坯件进行切削加工前，通常须进行何种热处理？目的是什么？得到何种组织？8.为何经M体淬火后的钢必须进行回火？ 9.分别述叙： 45钢在淬火前（正火状态）、淬火后和高温回火后的组织情况，及调质后的力学性能； T10钢在淬火前（球化退火状态）、淬火后和低温回火后的组织情况，及低温回火后的力学性能。10.什么是调质？目的是什么？得到什么组织？ 什么钢适合于调质？试述理由。 11.什么是淬火应力？对需要淬火的零件，在设计时有哪些要求？ 12.试比较下列钢的淬透性和淬硬性： 20钢与60钢； T8钢与T13钢。13.为何过冷A体：在等温冷却条件下M体转变量只与转变温度有关？在连续冷却条件下，M体转变量与冷却速度有关？ 14.采用20钢进行高频感应淬火是否合适？为什么？采用45钢（或65Mn、T10钢）进行渗碳处理是否合适？为什么？ 15.表面淬火与渗碳处理有何相同？有何不同？各适合于处理什么钢？ （提示：相同之处工件的性能要求上；工艺上都需要淬火加低温回火。不同之处表层化学成份；对象上，中载与重载、冲击；工艺上，表面淬火与整体淬火。） 16. 选用碳素钢（具体牌号）制造下列零件，并拟定各零件的加工路线： 锉刀； 沙发弹簧； 车床主轴； 錾子；汽车变速齿轮； 轻型卡车的弹簧钢板。第六章 合金钢 1.熟练掌握各类合金钢的典型钢号、成份特点和主加AE的作用。2.与普通碳素结构钢相比，低合金高强度结构钢有何优点？3.哪些钢按化学成份编号，哪些钢按力学性能编号？试分析原因。4.渗碳钢、调质钢、弹簧钢的回火各有何特点？5.试解释下列现象：高速钢的钢锭在使用前必须反复锻造；高速钢热锻后必须缓冷；高速钢淬火后必须进行三次高温回火。6.刃具钢、热作模具钢、冷作模具钢和量具钢在性能要求上有何不同？ 7.如果热处理不当，为什么量具在长期的保存和使用过程中会发生尺寸变化？应如何防止？ 8.试述强化金属材料的基本方法。（提示：四种。） 9.试从合金化的角度分析：提高钢的耐蚀性的基本途径。（提示：电极电位，单相组织，钝化作用）10.常用的三类不锈钢，从组织上如何分类？从化学成份上又如何分类？11.依据编号原则，判断下列钢铁材料的类别，估算其主要的化学成份或力学性能。并对其中高级优质者给予注明。序号牌 号材 料 类 别平均C%主 要 A E 含 量 （%）或 力 学 性 能备 注19SiCr2Q345-D3GCr15440Cr540Mn620Cr760Si2Mn8W18Cr4V91Cr18Ni9Ti105CrNiMo11Cr121245序号牌 号材 料 类 别平均C%主 要 A E 含 量 （%）或 力 学 性 能备 注133Cr13143Cr2W81565Mn16CrWMn17ZGMn13-418W6Mo5Cr4V219T10A2055MnVB21Ni20Ti2AlNb22W2Mo9Cr4VCo12.现有下列牌号的钢：20CrMnTi； W18Cr4V； 5CrNiMo； 55MnVB； Q345；1Cr13； 40Cr； 1Cr18Ni9Ti； GCr15； Cr12MoV。请按下列用途，选用上述钢号： 制造普通车床的齿轮，应选用（ ）；制造汽车板簧应选用（ ）； 制造滚动轴承应选用（ ）； 制造盘形铣刀应选用（ ）； 制造大桥衍架应选用（ ）； 制造大尺寸冷作模具应选用（ ）；制造重载变速齿轮应选用（ ）； 制造耐酸储罐应选用（ ）；制造手术刀应选用（ ）； 制造耐热罐体应选用（ ）。13.制造下列零件，请选择材料（具体牌号），并拟定其加工路线：(1)沙发螺旋弹簧(2)汽车板簧(3)连杆、主轴、普通齿轮(4)普通车床变速齿轮(5)重载变速齿轮 (6)铣刀、齿轮滚刀 (7)锉刀 (8)錾子 (9)精密量具第七章 铸 铁1.什么是铸铁？为何铸铁是不可取代的重要的合金材料？2.铸铁是如何分类的？3碳在铸铁中有几种存在形式？4.试分析决定灰铸铁力学性能的两大因素。5.铸铁中的石墨有几种析出途径？6.试分析石墨化的条件(影响因素)。7.试述控制铸铁力学性能的基本途径。8. 依据编号原则，判断下列铸铁材料的类别、力学性能、基体组织：序号牌 号材 料 类 别力 学 性 能基体组织1HT1002HT3503KTH350-104KTZ650-025QT700-26QT400-187QT900-2
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