工程材料课后答案及复习资料txt
4页1、第2章合金元素在金属中的存在形式有哪几种?它们各自有什么特点? 答:固溶体。固溶体保持着溶剂的晶格类型,但由于溶质原子的溶入,将会使固溶体的晶格常数发生变化而形成晶格畸变,增加了变形抗力,因而导致材料强度、硬度提高。金属化合物。金属化合物的晶格类型和性能不同于组成它的任一组元,一般熔点高,硬而脆,生产中很少直接使用单相金属化合物的合金。但当金属化合物呈细小颗粒状均匀分布在固溶体基体上时,将使合金的强度、硬度和耐磨性明显提高。2. 什么是固溶强化?造成固溶强化的原因是什么?答:固溶强化是通过溶入溶质元素,使固溶体强度和硬度提高的现象。原因:溶入固溶体中的原子造成晶格畸变,晶格畸变增大了位错运动的阻力,使塑性变形更加困难,从而使合金固溶体的强度与硬度增加。3.如果其他条件相同,试比较在下列铸造条件下,铸件晶粒的大小(3分)金属模浇注( )砂模浇注铸成薄件( )铸成厚件浇注时采用震动( )不采用震动例1:铁素体;碳在a-Fe中的固溶体再结晶;冷变形组织在加热时重新彻底改组的过程枝晶偏析;在一个枝晶范围内或一个晶粒范围内成分不均匀的现象。例2.何谓碳钢中的铁素体、渗碳体、珠光体?他们的力学性能
2、各有何特点?铁素体碳在-Fe中的间隙固溶体,软而韧。渗碳体碳与铁形成的间隙化合物,硬而脆。珠光体铁素体与渗碳体形成的层片状交替排列的机械混合物,良好的综合力学性能。例3. 在金属结晶过程中, 细化晶粒的方法及其原理? 提高冷却速度增大过冷度可使晶粒细化。冷却速度越大,过冷度越大。所以,控制金属结晶时的冷却速度就可以控制过冷度,从而控制晶粒的大小。变质处理(孕育处理)就是在浇注前,向液体中加入某种物质(称变质剂),促进非自发形核或抑制晶核的长大速度,从而细化晶粒的方法。附加振动 在金属液结晶过程中,也可以采用机械振动、超声波振动、电磁振动等措施,使正在长大的晶粒破碎,从而细化晶粒。第3章1. 钢热处理的基本原理是什么?其目的和作用是什么? 答:热处理是指将钢在固态下加热、保温和冷却,以改变钢的组织结构,获得所需要性能的一种工艺。目的:改变钢的组织结构。作用:强化金属材料,改善加工性,获得所需要的材料性能。6.确定下列工件的退火工艺,并说明其原因:(1)冷轧15钢钢板要求降低硬度.(2)正火态的T12钢钢坯要求改善其切削加工性.(3)锻造过热的60钢锻坯要求细化晶粒.答:(1)完全退火;
3、(2)球化退火; (3)等温退火。10. 淬透性、淬透层深度、淬硬度分别指的是什么?影响淬透性因素有哪些? 淬透性:表明钢淬火时获得马氏体的能力。淬硬层深度:规定从工件表面向里至半马氏体区(马氏体与非马氏体组织各占一半处)的垂直距离作为有效淬硬层深度。淬硬性:表示钢淬火后所能获得的最高硬度。影响淬透性因素:过冷奥氏体越稳定,C曲线越向右移,马氏体临界冷却速度Vk越小,钢的淬透性越好(越高)。它主要取决于奥氏体合金含量。12.什么是调质处理?调质处理的主要目的是什么?钢在调制后得到什么组织? 答:调质处理: 把淬火和高温回火相结合的热处理方法称为调质处理。 主要目的:使材料获得良好的综合力学性能。组织: S回火 13.说明45钢试样(10mm)经下列温度加热、保温并在水中冷却得到的室温组织:700,760,840,1100。答:700:因为它没有达到相变温度,因此没有发生相变,组织为铁素体和珠光体。760:它的加热温度在ac1ac3之间,因此组织为铁素体、马氏体和少量残余奥氏体。840:它的加热温度在ac3以上,加热时全部转变为奥氏体,冷却后的组织为马氏体和少量残余奥氏体。1100:因它
4、的加热温度过高,加热时奥氏体晶粒粗化,淬火后得到粗片状马氏体和少量残余奥氏体。14.有两个含碳量为1.2%的碳钢薄试样,分别加热到780和860并保温相同时间,使之达到平衡状态,然后以大于vk的冷却速度至室温。试问:(1)哪个温度加热淬火后马氏体晶粒较粗大?答;因为860加热温度高,加热时形成的奥氏体晶粒粗大,冷却后得到的马氏体晶粒较粗大。(2)哪个温度加热淬火后马氏体含碳量较多?答;因为加热温度860已经超过了accm,此时碳化物全部溶于奥氏体中,奥氏体中含碳量增加,而奥氏体向马氏体转变是非扩散型转变,所以冷却后马氏体含碳量较多。(3)哪个温度加热淬火后残余奥氏体较多?答:因为加热温度860已经超过了accm,此时碳化物全部溶于奥氏体中,使奥氏体中含碳量增加,降低钢的ms和mf点,淬火后残余奥氏体增多。(4)哪个温度加热淬火后未溶碳化物较少?答:因为加热温度860已经超过了accm,此时碳化物全部溶于奥氏体中,因此加热淬火后未溶碳化物较少(5)你认为哪个温度加热淬火后合适?为什么?答:780加热淬火后合适。因为含碳量为1.2%的碳钢属于过共析钢,过共析碳钢淬火加热温度ac1+(305
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