工程材料练习题资料整理.doc

1.根据铁碳相图，说明下列现象产生的原因：(1) １．０％Ｃ的钢比０．５％Ｃ的钢硬度高；(2) 室温下，０．７７％Ｃ的钢其强度比１．２％Ｃ的钢高；(3) 低温莱氏体的塑性比珠光体差；(4) 在１１００℃，０．４％Ｃ的钢可进行锻造，而４．０％Ｃ的生铁不能锻造；(5) 一般要把钢加热至高温（１０００～１２５０℃）下进行热轧或锻造；(6) 钢铆钉一般用低碳钢制成；(7) 锯Ｔ8、Ｔ10、Ｔ12等钢料比锯10、20钢费力，锯条容易磨钝；(8) 绑扎物件一般用铁丝（镀锌低碳钢丝），而起重机吊重物却用钢丝（60、65、70钢）1) 随碳含量的增加，硬脆的渗碳体相增多而塑性铁素体相减少，故１．０％Ｃ的钢比０．５％Ｃ的钢硬度高；(2) 室温下，０．７７％Ｃ的钢其强度比１．２％Ｃ的钢高，这是由于1.2％C的钢中，形成连续网状二次渗碳体，严重割裂了钢的基体，致使钢的强度降低（0.77％C的钢的组织为P,1.2%C的钢的组织为P+CmⅡ）；(3) 低温莱氏体的塑性比珠光体差，因为低温莱氏体中的基体为渗碳体，而珠光体中的基体为铁素体；(4) 在１１００℃，０．４％Ｃ的钢可进行锻造、而４．０％Ｃ的生铁不能锻造，这是由于在１１００℃，０．４％Ｃ的钢的组织为单一奥氏体、可进行锻造，而４．０％Ｃ的生铁的组织为奥氏体＋莱氏体＋二次渗碳体，系两相合金，含有硬脆的第二相，故而塑性差、不能锻造；(5) 一般要把钢加热至高温（１０００～１２５０℃）下进行热轧或锻造，关键在于此时钢处于单相奥氏体状态，塑韧相；(6) 钢铆钉一般用低碳钢制成，因为此时低碳钢的组织主要为铁素体，塑韧性良好；(7) 锯Ｔ8、Ｔ10、Ｔ12等钢料比锯10、20钢费力、锯条容易磨钝，这是由于高碳钢（T8~T12）中渗碳体相增多，钢的硬度增加，锯条容易磨钝，而10、20钢系低碳钢，主要是铁素体组织，硬度低，故而易锯；(8) 绑扎物件一般用铁丝（镀锌低碳钢丝）主要利用其良好的塑韧性，而起重机吊重物却用钢丝（60、65、70钢）则因此类钢中组织主要为珠光体，故而强度较高。

2.用铅锑合金制成的轴瓦，要求其组织为在共晶体基体上分布有质量分数5％的Sb作硬质点，试求该合金的成分及硬度（已知纯铅的硬度为3HBS,纯锑的硬度约为30HBS）设该合金的成分为X%Sb，则根据杠杆定律： WSb= =5 ， X=15.6 或 ，X=15.6该合金的硬度为： 3+ HBS 或 先求出铅和锑这两个相的相对百分含量，即WPb = %=84.4% ，WSb =15.6% 所以，该合金的硬度为： 3×84.4%+30×15.6%=7HBS3.一个二元共晶反应如下： Ｌ(75%B) α(15%B)+β(95%B)求：（1）含50%B 的合金凝固后,①初晶α与共晶体(α＋β)的重量百分数；②α相与β相 的重量百分数;(2)若共晶反应后β初晶和(α+β)共晶各占一半问该合金成分如何？（1）对50%B的合金，①其组织组分的相对百分含量为：Wα= ； W（α+β）= ②其相组分的相对百分含量为：Wα= ； Wβ= （2）根据题意：共晶反应后β共晶和（α+β）共晶各占一半，可推知该合金一定是过共晶成分 那么，设合金成分为x%B，则 Wβ初= 求得x=85 或者W（α+β）= ， 求得 x=85 答：该合金成分为85%B 。

4.已知铁的熔点1538℃ ，为铜的熔点为1083℃ ，试估算铁和铜的最低再结晶温度，并确定其再结晶退火温度铁的最低再结晶温度为TZ =0.4×(1538+273) –273=450℃ ， 铜的最低再结晶温度为TZ =0.4×(1083+273) –273=269.4℃ ； 铁的再结晶退火温度为450+（100～200）=550℃～650℃ ， 铜的再结晶退火温度为269.4+（100～200）=369.4℃～469.4℃ 5.一冷拉钢丝绳吊装某大型工件进行热处理，且随工件被加热至１０００℃加热完毕，在吊装工件出炉时，钢丝绳突然发生断裂，试分析产生该现象的原因冷拉钢丝绳在吊装某大型工件进行热处理时，加热严重，其温度大于钢的再结晶温度甚至更高，故在吊装工件出炉时，钢丝绳由于发生了再结晶退火甚至重结晶，组织由原索氏体变为F+P而且晶粒粗大甚至过热组织，导致冷拉钢丝绳强度下降，所以会突然发生断裂6. Ｔ８（共析）钢在下图所示方法冷至室温后的转变组织为何？冷速①下最终获得组织为Ｐ；冷速②下最终获得组织为Ｍ＋ＡR；冷速③下最终获得组织为Ｂ下＋Ｍ＋ＡR冷速④下最终获得组织为Ｍ＋ＡR 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间，此时该合金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④，并判断其冷却速度是否大于上临界冷却速度在此处，很显然是大于上临界冷却速度的，故冷却速度②下最终的组织为M +AR 7. 为什么工模具钢的锻造毛坯在机加工前最好进行正火，再进行球化退火工艺处理？工模具钢的锻造毛坯之所以在机加工前最好进行正火，再进行球化退火工艺处理，这是因为工模具钢的锻造毛坯的组织中存在连续网状二次渗碳体，若直接进行球化退火处理往往不易进行，不能完全消除网状二次渗碳体正火可使工模具钢的锻造毛坯的组织全部为片状P，彻底消除了网状二次渗碳体8. 钢中常存的杂质有哪些？S、P对钢的性能有哪些影响？9. 钢的强化方法与有色金属的强化方法有何不同？钢的强化方法与有色金属的强化方法有很大不同在钢中，主要利用M相变或下贝氏体来达到强化目的但在有色金属中，能发生M相变的合金较少，而且强化效果也不大，一般不可能用M相变作为主要强化手段对纯有色金属，形变强化几乎是唯一的强化方法；对有色金属合金，主要强化手段是时效强化，形变强化只是辅助性的强化手段10. 下列说法对吗，为什么？(1) 可锻铸铁能锻造； (2) 铸铁经过热处理，改变了基体和石墨形态，从而提高了性能；(3) 石墨化的第三个阶段最易进行。

(1) 可锻铸铁能锻造这种说法，不对可锻铸铁一般不能锻造由于灰铸铁脆性大、塑性差，其塑性指标不能直接用ψ、δ表示，间接地用抗弯强度象征性地表示塑性而可锻铸铁的出现，明显地改善了塑性，可用伸长率表示塑性，所以称为可锻铸铁，可锻即延展性好2) 铸铁经过热处理，改变了基体和石墨形态，从而提高了性能，此种说法不对因为热处理只能改变基体组织，并不能改变石墨的形态3) 石墨化的第三个阶段最易进行，不对因为石墨化的第三个阶段是完全固态转变，由于转变温度低，固态原子的扩散能力有限，所以石墨化的第三个阶段最难进行。