工程材料练习参考答案.doc

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资源描述

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。

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