工程材料及成形技术基础课程复习用(DOC)

二 填空题（共22分，每空1分）

2 绝大多数金属的晶体结构都属于体心立方、面心立方和密排六方 三种典型的紧密结构。 3 钢材加热时奥氏体的形成包括四个过程，依次为A形核、A的长大、残余Fe3C的溶解及A的均匀化。

5 一般情况下，金属铸锭的宏观组织有三个晶区组成，由外至里分别为细等轴晶粒区、柱状晶粒区、中心等轴晶粒区 。

6 常用的表面改性有表面淬火、表面化学热处理 、表面形变强化和表面涂敷层。 7 根据钢的性能和用途可将钢分为结构钢、工具钢、轴承钢、不锈钢、耐蚀钢和耐热钢。

8 常见的失效形式可分为过量变形失效、断裂失效 和表面损伤失效三大类。 三 简答题（共38分）

1 晶粒大小对金属材料的机械性能有何影响？结晶时哪些因素影响晶粒度的大小？如何影响？采取哪些方法可以细化晶粒？（8分）

答：晶粒越细小，综合力学性能越好。（2分）

晶粒度的大小与结晶时的形核率和长大速度有关，形核率越大，在单位体积中形成的晶核数就越多，每个晶粒长大的空间就越小，晶粒就越细小；长大速度越小，在晶体长大的过程中可能形成的晶粒数目就越多，晶粒也越细小。（2分）

细化晶粒的方法有：增大过冷度，加入形核剂，机械方法。（2分） 2 金属材料在发生冷塑性变形后，其组织结构有何变化？（6分）

答：1）形成纤维组织。金属内部的晶粒形状由原来的等轴晶粒变为沿变形方向延伸的畸变晶粒，当变形程度很大时晶粒显著伸长为纤维形。这种组织成为冷加工纤维组织。（2分）

2）亚结构细化。变形使晶粒碎化，内部亚结构出现细化，亚晶界增加。晶体内部原子排列的规则性被破坏，晶体缺陷密度增加。（2分）

3）出现择优取向。晶体按一定趋向发生转动，当变形量达到70%以上时原来取向各不相同的晶粒会转动到接近一致的位向。这种现象称为择优取向。（2分）

3 以共析钢为例，说明过冷奥氏体在高温、中温、低温三个温度阶段等温时，转变的组织及性能特点。（8分）

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答：高温转变组织为珠光体类组织，珠光体为铁素体和渗碳体相间的片层状组织，随转变温度的降低片层间距减小，分别生成P、S、T,这三种组织的片层粗细不同，片层越细，强度硬度越高；（3分）

中温转变产物为B,B是含碳过饱和的铁素体与渗碳体的非片层状混合物，按组织形态的不同分为上贝氏体和下贝氏体，下贝氏体的强度硬度高于上贝氏体，塑韧性也较上贝氏体要好。（2.5分）

低温转变产物为马氏体，马氏体是含有大量过饱和碳的α固溶体，马氏体分为板条马氏体和片状马氏体，片状马氏体强度硬度很高但很脆，板条马氏体强度硬度高而塑韧性也较好。（2.5分）

4 淬火钢在不同温度（即低温、中温、高温）回火时得到何种组织？性能如何？常用于哪些方面？（6分） 答：高温：回火索氏体，具有良好的综合力学性能，用于连杆、轴类；（2分）

中温：回火屈氏体，具有高的屈服强度和弹性极限，用于弹簧等；（2分） 低温：回火马氏体，具有高硬度和高耐磨性，用于工模具、轴承等。（2分） 5 指出下列牌号所代表材料的类别，并分别指出各符号及数字所代表的含义。（10分） Q235——碳素结构钢，Q代表屈服强度；235代表最低屈服强度为235MPa。

40Cr——合金结构钢，40代表含碳量为0.4%;Cr代表含合金元素Cr，含量小于1.5%。 T8——碳素工具钢，含碳量为0.8% 。

9SiCr ——合金工具钢，名义含碳量为0.9% ；Cr、Si含量小于1.5%。 HT250——灰口铸铁，最低抗拉强度为250 Mpa。 四 分析题（共20分）

1 某汽车齿轮选用20CrMnMo材料制作，其工艺路线如下：

下料→锻造→正火① →切削加工 →渗碳②，→淬火③，→低温回火④ → 喷丸 →磨削加工 试分别说明上述①②③④四项热处理工艺的目的，并说明为何要选用该材料。（10分）

2 根据所给出的铁碳合金相图，请写出图中所标1 2 3 4 5 6 7 8各相区的相，并写出9 10 11三条水平线上所发生的相变反应。（10分）

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