工程材料期末考试题型(4)

2020-03-27 07:15

( F )

26、钢有塑性而白口铸铁几乎无塑性。 ( T ) 27、间隙固溶体一定是无限固溶体。 ( F )

28.间隙固溶体和置换固溶体均可形成无限固溶体。 ( F) 29.金属结晶后晶体结构不再发生变化。 ( F)

30.二次结晶是一种不均匀的长大过程类似于再结晶的生核和长大的过程,它大大提高了金属的机械性能。 ( F )

31.合金中凡成分相同、结构相同,并与其它部分有界面分开的均匀组成部分称为组织。( F )

32.20钢比T12钢的含碳量高。( F )

33、T12钢与45钢均属于中碳钢。(F) 34、铁碳合金中,含碳量在0.0218%~2.11%范围内的合金称为钢。 (T) 35. 在铁碳合金相图中,奥氏体在1148℃时,溶碳能力可达4.3%。(T) 36.Fe3CI与Fe3CⅡ的形态和晶体结构均不相同。( T)

37.在铁碳合金相图中,PSK线是一条水平线(727℃),该线叫共晶线,通称A1线。(F)

38.亚共析钢室温下的平衡组织是铁素体和珠光体。过共析钢室温下的平衡组织是奥氏体和一次渗碳体。 ( F)

39.奥氏体化的共析钢缓慢冷却到室温时,其平衡组织为莱氏体。(F) 40.共析钢缓冷到室温时,其平衡组织由铁素体和二次渗碳体组成。( F ) 41.过共析钢缓冷到室温时,其平衡组织由铁素体和二次渗碳体组成。( F ) 42、过共析钢中,网状渗碳体的存在使钢的硬度和塑性均上升。( F ) 43.过共析钢完全退火后能消除网状渗碳体。( )

44.在Fe-Fe3C相图中,含碳量大于2.11%的成分在结晶过程中均会发生共晶反应。( T )

45、铁碳相图中塑性最好的区域是莱氏体区。 ( F )

46.平衡状态的铁碳二元合金在室温下都是由Fe+Fe3C 两个基本相组成,含碳量不同,只是这两个相的数量、形态和分布不同而已。 ( T )

47.热处理之所以能够使金属的性能发生变化,其跟本原因是由于金属具有晶体结构。( F )

48. 钢的热处理是通过加热,保温和冷却,以改变钢的形状、尺寸,从而改善钢的性能的一种工艺方法。(F )

49. 完全退火主要应用于过共析钢。 ( F )

50、过共析钢中,网状渗碳体的存在使钢的强度和塑性均上升。( F ) 51.钢的热处理后的最终性能,主要取决于该钢的化学成分。( F ) 52、正火是将钢件加热至完全奥氏体化后空冷的热处理工艺。( T)

53.正火的冷却速度比退火稍快,故正火钢的组织比较细,它的强度、硬度比退火的高。( T )

54. 马氏体转变温度区的位置主要与钢的化学成分有关,而与冷却速度无关。(F) 55、同种钢材在相同的加热条件下加热后保温、淬火,其中水淬比油淬的淬透性好,小件比大件的淬透性好。( F)

56、回火索氏体的性能明显优于奥氏体等温冷却直接所得到的片层状索氏体的性能。( T)

57.合金元素均在不同程度上有细化晶粒的作用。(F) 58.弹簧经淬火和中温回火后的组织是回火索氏体。 ( F )

59.表面淬火既能改变钢的表面化学成分,也能改善心部的组织和性能。( F ) 60. 除钴之外,其它合金元素溶于奥氏体后,均能增加过冷奥氏体的稳定性,使

C曲线左移。(F)

61、从C曲线中分析可知,共析钢的过冷奥氏体在A1-550℃的范围内发生珠光体转变。( T )

62.某齿轮采用15钢制造并进行渗碳处理,其工艺路线应该是:备料 → 锻造 → 正火 → 机械加工 → 渗碳 → 淬火及低温回火 → 磨削 → 检验。( T ) 63.40Cr钢是合金渗碳钢。( F ) 64

65Mn

钢。 (F) 65.合金元素溶于奥氏体后,均能增加过冷奥氏体的稳定性。( F ) 66.低温回火脆性是一种不可逆的回火脆性,其主要原因是Sb、Sn、P等杂质元素在原奥氏体晶界上的偏聚。( F )

67.钢中的含硫量增加,其钢的热脆性增加。(T) 68.1Cr13钢是奥氏体不锈钢。(F)

69. 普通机床变速箱齿轮选用45钢制造,其工艺路线为:下料——锻造——正火——粗机加工——调质——精机加工——高频表面淬火——低温回火——精磨。(T )

70. 用45钢制造φ30和φ80两根轴,都经调质处理后使用,轴的表面组织都是S回,因此这两根轴的许用设计应力相同。(F )

四.简答题

1.请简述低碳钢在受到静拉伸力作用直至拉断时经过了怎样的变形过程? 答:弹性变形阶段、屈服变形、均匀塑性变形阶段、局部集中塑性变形四个阶段。 2. 什么是断裂韧性KIC?简述根据金属材料内部裂纹长度2a,承受应力σ及其材料断裂韧性KIC对材料产生断裂失效的判据(假设金属材料为无限大平板)。

答:它表明了材料有裂纹存在时抵抗脆性断裂的能力。

断裂韧性KIC是强度和韧性的综合体现。断裂韧性KIC是材料本身的特性,由材料的成分、组织状态决定,与裂纹的尺寸、形状以及外加应力的大小无关。而应力场强度应子KI则与外力以及裂纹尺寸有关。

? (1)已知裂纹长度2a、 外应力σ ,选择一定KIC的材料或根据KIC,制定零件工作是否安全,当KI≥ KIC ,裂纹将失稳扩展。

? (2)已知裂纹长度2a、断裂韧性KIC,当外应力σ>KIC/(Y )时,裂纹将失稳扩展。

? (3)已知外应力σ 、断裂韧性KIC,当裂纹半长a>(KIC/(Yσ))2时,裂纹将失稳扩展。

3、常用的硬度试验有哪三种? 其表达的符号各有什么不同?

答:布氏硬度HB ,适用于未经淬火的钢、铸铁、有色金属或质地轻软的轴承合金。

洛氏硬度HR ,可测低硬度和高硬度的材料,应用最广泛; 维氏硬度HV,测量薄板类。

4.何谓金属的同素异构转变?并以纯铁来说明。

答:有些物质在固态下其晶格类型会随温度变化而发生变化,由一种晶格转变为另一种

晶格,这种现象称为同素异构转变。

纯铁在固态下的冷却过程中有两次晶体结构变化:?-Fe ? ?-Fe ? ?-Fe ?-Fe、γ-Fe、α-Fe是铁在不同温度下的同素异构体,其中?-Fe和α-Fe都是体心立方晶格,分别存在于熔点到1394℃之间及912℃以下,γ-Fe是面心立方晶格,存在于1394℃到912℃之间。

5.试分析含碳量为0.6%。铁碳含金从液态冷却到室温时的结晶过程。 答:含碳量为0.6%的铁碳含金从液态冷却到室温时,首先,从液相中结晶出奥氏体,并完全转变成为奥氏体,当温度再次降低时,奥氏体中结晶出铁素体,当温度降至共析温度时,其中的奥氏体发生共析转变,转变为珠光体,共析转变完毕,温度降至室温时,不再发生任何相变过程,这时的组织为铁素体和珠光体

6.请简述金属材料韧性断裂与脆性断裂的区别,以及断裂韧性KIC的概念。 答:

材料断裂这前发生明显的宏观塑性变形的断裂称为韧性断裂。韧性断裂宏观表现为纤维状,色质灰暗, 有明显的塑性变形;微观表现为有大小不等的韧窝。

材料在断裂之前不发生或发生很小的宏观可见的塑性变形的断裂,断裂之前没有明显的预兆,裂纹长度一旦达到临界长度,即以声速扩展并发生瞬间断裂为脆性断裂。脆性断裂宏观表现为结晶状,平齐而光亮,有闪亮小刻面。无明显变形。微观表现为平坦的解理台阶与河流花样。

断裂韧性KIC是强度和韧性的综合体现。它表明了材料有裂纹存在时抵抗脆性断裂的能力。

7. 什么是过冷现象? 金属结晶的条件和动力是什么?

答:过冷现象是指金属或合金液体在冷却至理论结晶温度(熔点)时不结晶,要低于理论结晶温度,有一定的过冷度时才结晶的现象。

条件是具有一定的过冷度;动力是固态的自由能小于液态的自由差。 8.为什么室温下钢的晶粒越细,强度、硬度越高,塑性、韧性也越好?

答:晶界是阻碍位错运动的,而各晶粒位向不同,互相约束,也阻碍晶粒的变形。因

此,金属的晶粒愈细,其晶界总面积愈大,每个晶粒周围不同取向的晶粒数便愈多,对塑性变形的抗力也愈大。因此,金属的晶粒愈细强度愈高。同时晶粒愈细,金属单位体积中的晶粒数便越多,变形时同样的变形量便可分散在更多的晶粒中发生,产生较均匀的变形,而不致造成局部的应力集中,引起裂纹的过早产生和发展。因此,塑性,韧性也越好。

9.金属冷塑性变形后组织和性能有什么变化,并简述其原因?

答:组织:晶粒形貌及结构变化:冷塑性变形后晶粒拉长,形成纤维组织,形成各同异性;纤维组织(组织)亚结构形成(晶内结构变化)

产生织构:择优取向(组织);形变增加,位错密度增加,位错缠结,形成胞壁,形成亚晶。


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