工程材料练习参考答案.doc

1、工程材料第 2 次测练试题参考答案班级 姓名 学号 成绩 相图和碳钢一、填空题1共晶反应的特征是 具有一定成分的液体（Le）在一定温度（共晶温度）下同时结晶两种成分的固溶体（m +n） ，其反应式为 Le （m +n） 。2共析反应的特征是 具有一定成分的固溶体（e）在一定温度（共析温度）下同时析出两种成分的固溶体（m +n） ，其反应式为 e （m +n） 。3接近共晶成分的合金，其 铸造 性能较好；但要进行压力加工的合金常选用 固溶体 的合金。4在生产中，若要将钢进行轨制或锻压时，必须加热至 奥氏体 相区。5在退火状态的碳素工具钢中，T8 钢比 T12 钢的硬度 低 ，强度 高 。6奥氏体

2、是 碳 在 -Fe 的间隙固溶体，它的晶体结构是 面心立方晶格 。7铁素体是 碳 在 -Fe 的间隙固溶体，它的晶体结构是 体心立方晶格 。8珠光体是 铁素体 和 渗碳体 的机械混合物。 9碳钢按相图分为 共析钢 、 亚共析钢 、 过共析钢 。10铁碳合金的室温显微组织由 固溶体 和 金属间化合物 两种基本相组成。二、判断题1共晶反应和共析反应的反应相和产物都是相同的。 （ ）2铸造合金常选用共晶或接近共晶成分的合金。 （ ）3合金中凡成分相同、晶体结构相同，并有界面与其他部分分开的均匀组成部分叫做相。 （ ）4在铁碳合金中，只有共析成分点的合金在结晶时才能发生共析反应。 （ ）5退火碳钢的硬

3、度与强度随 （C）的增高而不断增高。 （ ）6钢材的切削加工性随 （C）增加而变差。 （ ）7碳钢进行热压力加工时都要加热到奥氏体区。 （ ）8钢铆钉一般用低碳钢制成。 （ ）9钳工锯 T10、T12 钢料时比锯 10、20 钢费力，且锯条容易磨钝。 （ ）10钢适宜于通过压力加工成形，而铸铁适宜于通过铸造成形。 （ ）三、选择题1二元合金中，共晶成分的合金（ A ） 。A、铸造性能好 B、锻造性能好 C、焊接性能好 D、热处理性能好2铁素体的机械性能特点是具有良好的（ C ） 。A、硬度与强度 B、综合机械性能 C、塑性和韧性 D、切削性和铸造性3建筑用钢筋宜选用（ A ） 。A、低碳钢 B

4、、中碳钢 C、高碳钢 D、工具钢4装配工使用的锉刀宜选用（ C ） 。A、低碳钢 B、中碳钢 C、高碳钢 D、过共晶白口铁5在下述钢铁中，切削性能较好的是（ B ） 。A、工业纯铁 B、45 C、白口铸铁 D、T12A四、问答题1根据铁碳相图，说明产生下列现象的原因：（1）在 1100，（C）=0.4%，的钢能进行锻造，而（）=4.0%的生铁则不能锻造；答：在 1100，（C）=0.4%钢的组织为单相奥氏体，塑性较好，适合锻造，而 （）=4.0%生铁的组织为奥氏体加莱氏体，塑性较差，不适宜锻造。（2）绑扎物件一般采低碳钢丝，而起重机吊重物时则采用（C）=0.600.75% 的钢丝绳；答：绑扎物

5、件铁丝要求塑性好，因此应选择含铁素体多的低碳钢制造；而起重机吊重物用的钢丝绳要求承受较大的载荷的同时，又应具有一定的韧性，防止冲击断裂，因此采用（C）=0.600.75% 的钢；（3）用做汽车挡板的材料与用做锉刀的材料为什么不同。答：用做汽车挡板的材料要求塑性好，便于压力加工成型，因此，应选择含铁素体多的低碳钢制造；而用做锉刀的材料要求硬度高，保证耐磨性能，因此，采用 （C）=1.2%的高碳钢制造；2根据 Fe-Fe3C 相图，从相和组织上解释以下现象：（1）T8 钢比 40 钢的强度、硬度高，塑性、韧性差。答：由于 T8 的含碳量（0.8%C）比 40 钢（0.4%C）含碳量高，其铁素体含量

6、低，渗碳体含量高，因此，T8 钢比 40 钢的硬度高，而塑性、韧性差；又由于 T8 钢中含珠光体量高，因此，其强度比 40 钢的强度高。（2）T12 钢比 T8 钢的硬度高，但强度反而低。答：这是由于 T12 钢中的 Fe3C 连成网状，导致晶界强度下降，而 T8 钢中的 Fe3C 呈短杆状，起第二相强化作用。五、计算题按铁碳合金相图分类，40 和 T12A 为何种钢？试分析它们的结晶过程，并计算其相组成物和组织组成物的相对量？答：1）按铁碳合金相图分类，40 钢为亚共析钢，T12A 为过共析钢；2）结晶过程： 243512344540 钢的结晶过程 T12A 的结晶过程3）40 钢的相组成物

7、和组织组成物的相对量：（1）40 钢的相组成物：F 和 Fe3C。QF = =94% QFe3C = 1-QF=1-94%=6%6.9041%（2）40 钢的组织组成物：F 和 P。QF = =48.1% QP= 1-QF=1-48.1% =51.9%.704）40 钢的相组成物和组织组成物的相对量：（1）T12A 钢的相组成物：F 和 Fe3C。QF = =82.1% QFe3C = 1-QF=1-82.1% =17.9%6.920%（2）T12A 钢的组织组成物：P 和 Fe3C 。QP = =92.7% QFe3C = 1-QP=1-92.7% =7.3%.16907金属的塑性变形一、试

8、分析汽车半轴在模锻成形过程中，其组织和机械性能有何变化？答:微裂纹、气孔等焊合，材料致密度提高；碳化物被破碎和基体晶粒发生再结晶被细化；杂质分布均匀，偏析减少） ；杂质或第二相沿金属流变方向分布，形成纤维组织。因此，机械性能全面提高，且具有明显的方向性，沿纤维方向的性能高于横纤维方向的性能。二、试分析汽车车身在压力成形过程中，其组织和机械性能有何变化？1）组织结构变化：(1) 形成纤维组织：金属经塑性变形时，沿着变形方向晶粒被拉长,形成纤维组织。(2) 形成形变织构：在变形量很大时，金属中各晶粒的取向趋于一致的组织叫形变织构。(3) 晶粒碎化：晶粒尺寸 10-210 -4 或 10-6 cm；

9、亚结构细化。(4) 位错密度随着变形量的增加。3）机械性能的变化：(1) 呈现明显的各向异性：由于形成了纤维组织和变形织构。(2) 产生加工硬化：随着变形量的增加，位错密度升高，导致位错缠结和定轧，对位错的滑移产生巨大的阻碍作用，可使金属的变形抗力显著升高。（3）产生大量残余应力。三、什么是回复和再结晶？简述它们的主要作用？1)回复是指是指冷变形后的金属在加热温度较低时，发生组织和性能变化的过程,其主要作用是保留加工硬化,消除内应力,稳定工件尺寸,防止工件变形；2）再结晶是指冷变形后的金属在加热温度较高时，在变形组织的基体上产生新的无畸变的晶核，并迅速长大形成等轴晶粒的过程，其主要作用是消除加工硬化,改善塑性，以便进下一步压力加工和切削加工。