1西南交大第三学期金属材料及热处理.docx

本文格式为Word版，下载可任意编辑1西南交大第三学期金属材料及热处理 金属材料及热处 36. 请给出两种材料的分类方法，并说明如何加以分类？ 答：材料可按其化学键特点加以分类：金属材料、无机非金属材料（陶瓷材料）、高分子材料、复合材料 材料还可按其应用时性能特点加以分类：布局材料、功能材料 37. 根据退火的低碳钢的拉伸图，指出与以下力学性能指标相关的点与物理量：（1）断面收缩率；（2）抗拉强度；（3）比例极限；（4）刚度 38. 分析HB和HRC测验方法的原理及适用性 ： 39. α-Fe、Al、Cu、Zn各属何种晶体布局？试画出体心立方、面心立方和密排六方晶体中原子排列最密的晶面和晶向并算出其滑移系的个数 1 40. 在常温下，已知铜的原子直径为2.55×10-10m，求铜的晶格常数 答：常温下铜为fcc布局，原子直径2d=2a，a=3.61×10m 1/2-10 41. 试分析体心立方、面心立方和密排六方晶体的滑移系对金属塑性的影响 答：滑移系数目↑，材料塑性↑；滑移方向↑，材料塑性↑,（滑移方向的作用大于滑移面的作用）。

因此FCC和BCC的滑移系为12个，HCP为3个；FCC的滑移方向多于BCC金属塑性： Cu（FCC）＞Fe（BCC）＞Zn（HCP） 42. 再结晶晶粒大小和哪些因素有关 答：①温度：T↑—D↑—↑晶界迁移—晶粒长大↑； ②预变形度：预变形度＜临界变形度时，无明显影响 预变形度＝临界变形度时，再结晶将展现奇怪粗大晶粒 预变形度＞临界变形度时，预变形度↑— 再结晶驱动力↑— 再结晶形核率↑— 晶粒尺寸↓， 当预变形度很大时，展现形变织构，再结晶将展现奇怪粗大晶粒 43. 未举行冷变形的金属加热时，能否发生回复和再结晶，为什么？ 答：未举行冷变形的金属加热时，不发生回复和再结晶由于回复和再结晶的驱动力是金属变形储存能（晶格畸变能），未举行冷变形的金属不存在再结晶的驱动力 44. 金属塑性变形后力学性能有哪些变化？ 答：①展现各向异性——当形成纤维组织（晶界取向排列）或形变织构（晶粒的 位向展现择优取向）时 ②加工硬化（形变硬化）——随着变形度的增加，位错大量增殖→位错相互作用→位错运动阻力加大→变形抗力↑→其强度、硬度提高，塑性、韧性下降。

45. 在热加工过程中，金属能否产生加工硬化？试分析理由 答：在热加工过程中，金属塑性变形与金属动态再结晶过程同时举行，金属不产生加工硬化 46. 晶界对多晶体塑性变形有何影响？为何细晶粒钢强度高，塑性、韧性也好？ 答：晶界一方面是滑移的主要障碍；另一方面通过晶界自身变形→协调变形→以维持相邻晶粒变形保持连续；因此导致细晶强化 2 晶粒小→晶界面积大→变形抗力大→强度大；晶粒小→单位体积晶粒多→变形分散→相邻晶粒不同滑移系相互协调；晶粒小→晶界多→不利于裂纹的传播→断裂前承受较大的塑性变形因此晶粒细化→强度、硬度提高，塑性、韧性提高；细晶粒钢强度高，塑性、韧性也好 47. 已知钨和铅的熔点分别为3380?C和327?C，试问钨在1100?C加工、铅在室温加工各为何种加工？ 答：纯金属的再结晶温度：TR=0.4-0.35Tm(K) 钨的再结晶温度：钨TR=0.4-0.35Tm(K)=1461-1278(K)；钨在1100?C加工为冷加工 铅的再结晶温度：TR=0.4-0.35Tm(K)=240-210(K)；铅在室温加工为冷加工 铅 48. 滑移的本质是什么？试对比低碳钢塑性变形前（状态A）、体验塑性变形（状态B）以及再结晶退火后（状态C）的力学性能，并分析性能变化的理由。

答：滑移的本质是滑移面上位错的运动 低碳钢塑性变形后会展现加工硬化，即强度、硬度提高，塑性、韧性下降，是由于随着变形度的增加，位错大量增殖→位错相互作用→位错运动阻力加大→变形抗力↑； 经再结晶退火后，低碳钢加工硬化消释力学性能恢复，即强度、硬度下降，塑性、韧性提高，是由于无形变的再结晶晶粒的形成，位错密度大幅度降低→变形抗力↓； 但再结晶退火后低碳钢的强度、硬度、塑性、韧性均高于塑性变形前的低碳钢，是由于再结晶退火后形成的再结晶晶粒小于塑性变形前的晶粒，细晶强化作用造成强度、硬度、塑性、韧性的提高 49. 过冷度与冷却速度有什么关系？它对金属结晶后的晶粒大小有什么影响？ 50. 列举几种实际生产中采用的细化铸造晶粒的方法 3 答：①提高过冷度：过冷度△ T↑，N↑↑，G↑——N/G增大，晶粒细化； ②变质处理：在液态金属中参与孕育剂或变质剂作为非自发晶核的核心，以细化晶粒和改善组织 ③振动，搅拌等 51. 试分析对比纯金属、固溶体、共晶体三者在结晶过程和显微组织上的异同点 ： 52. 试分析含碳量为2.11%的铁碳含金从液态冷却到室温时的平衡结晶过程，计算其室温组织组成物的相对含量，并判断其属于哪一类铁碳合金。

53. 有两块退火钢样经组织分析察觉其中珠光体占80%，但硬度区别较大，请分别计算它们的含碳量 答： 第一块属于亚共析钢，P%=（X-0.02）/（0.77-0.02）=80%，求出X=0.55，含碳量为0.55% 其次块属于过共析钢，P%=（6.69-X）/（6.69-0.77）=80%，求出X=1.95，含碳量为1.95% 54. 画出T12钢的平衡组织和淬火组织示意图并标出组织，计算其平衡组织中各组织组成物的相对含量 4 55. 现有两种铁-碳合金，其中一种合金的显微组织中珠光体量占75%，铁素体量占25%；另一种合金的显微组织中珠光体量占92%，二次渗碳体量占8%这两种合金各属于哪一类合金？其含碳量各为多少？ 答：第一种合金属于亚共析钢，P%=（X-0.0218）/（0.77-0.0218）=75%，求出X=0.54，含碳量为0.54% 其次种合金属于过共析钢，P%=（6.69-X）/（6.69-0.77）=92%，求出X=1.24，含碳量为1.24% 36. 现有外形、尺寸完全一致的四块平衡状态的铁碳合金，它们的碳含量分别为0.2%，0.4%， 1.2%，3.5%的合金。

根据你所学的学识，可有哪些方法识别它们？ 答：测量四块合金的硬度，其硬度随含碳量增加而升高 查看四块合金的金相，0.2%和0.4%的合金均为亚共析钢，其组织为珠光体+铁素体，珠光体的量随含碳量增加而增加；1.2%的合金为过共析钢，其组织为珠光体+二次渗碳体；3.5%的合金为亚共晶白口铁，其组织为珠光体+二次渗碳体+低温莱氏体 查看四块合金与砂轮磨出的火花，随着含碳量的增加，流线数量和爆花数量都急剧增多，碳含量超过0.8%以后，增多的趋势逐步缓和 5 — 7 —。