工程材料复习资料答案

名词解释

1.同素异构转变：当外部条件改变时，金属内部由一种晶体结构向另一种晶体结构的转变，又称多晶型转变。

2.合金：通过熔炼、烧结或其他方法，将一种金属元素同一种或几种其他元素结合在一起所形成的具有金属特性的新物质。

3.铁素体：碳溶入α-Fe中形成的间隙固溶体，呈体心立方晶格结构。

4.过烧：零件在热处理时，由于加热温度高至其固相线附近，是钢的晶界严重氧化或熔化，而使钢的性能变的极脆的现象。

5.调质钢：指经过调质处理后使用的碳素结构钢和合金结构钢。

6.高分子化合物：由一种或多种低分子化合物在一定条件下通过聚合反应而获得的化合物。

7.过冷现象：实际结晶温度低于平衡结晶温度的现象。

8.过冷度：实际结晶温度与平衡结晶温度的温度差△T称为过冷度。

9.组元：组成合金的最基本的、独立的物质称为组元。

10.奥氏体：碳溶于γ-Fe中形成的间隙固溶体，呈面心立方晶格结构。

11.过热：零件进行热处理时，由于加热温度过高或在高温下保温时间过长，引起奥氏体晶粒的显著长大，使其转变后的组织粗大，机械性能显著下降的现象。

12.渗碳钢：用于制造渗碳零件的低碳钢和低碳合金钢。

13.加聚反应：由一种或几种单体相互加成聚合而形成高聚物的反应。

14.相：在金属或合金中，凡成份相同、结构相同并与其他部分有界面分开的均匀组成部分。

15.渗碳体：具有复杂晶格的间隙化合物，含碳量为6.69%，熔点为1227度。

16.钢的淬透性：钢在淬火时获得淬硬层的能力。

17.高速钢：一种含有W、Mo、Cr、V等合金元素，且其总量超过10%的高合金工具钢。

18.缩聚反应：由一种或几种单体相互缩合聚合而形成高聚物的反应。

19.结晶潜热： 液态金属结晶时释放的热量称为结晶潜热。

20.固溶体：在一种金属元素的晶格中，溶入另一种或多种元素所形成的相。

21.珠光体：由含碳量为0.0218%的铁素体和含碳量为6.69%的渗碳体组成的机械混合物、

22.淬火：将工件加热到Ac3或Ac1以上30~50度，保温一定时间，然后快速冷却，从而得到马氏体的有一种操作。

23.热作模具钢：主要用于制造使加热金属或液态金属成型的模具的模具钢。

24.老化：高分子材料在长期贮藏和使用过程中，由于受机械力、光、热、氧气、水蒸气及微生物等外界因素的作用，使其性能逐渐退化，直到丧失使用价值的现象。

25.细晶强化：用细化晶粒来提高材料强度的方法。

26.固溶强化：通过溶入某种溶质元素形成固溶体而使金属的强度、硬度升高的现象。

27.热脆：当钢材在1000~1200度压力加工时，由于FeS-Fe共晶体已经熔化，并使晶粒脱开，钢材变的极脆的现象。

28.正火：将工件加热到Ac3或Accm以上30~50度，经适当保温后在空气中冷却的一种操作。

29.冷作模具钢：在冷态下金属成形所用的模具钢。

30.变质处理：在液态金属结晶前，特意加入某些合金，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶时的晶粒数目大大增加，从而提高了形核率，细化晶粒，这种方法成为变质处理。

31.合金系：由两个或两个以上组元按不同比例配制成的一系列不同成分的合金。

32.冷脆：未溶于铁素体中的磷使室温下钢的塑性、韧性急剧降低，并使钢的脆性转化温度有所升高，使钢变脆的现象。

33.钢的热处理：将钢通过加热、保温和冷却的方法，以改变其结构和组织，从而获得所需要的加工性能和使用性能的一种综合的热加工工艺过程。

34.不锈钢：在自然环境或一定工业介质中具有耐腐蚀性的钢。

35．调质处理：通常在生产上将淬火加高温回火的处理称为调质处理，简称调质。

知识点：

1.材料的性能 ： 使用性能和工艺性能

2.金属晶体结构的常见三种晶体结构类型： 体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格

3.加工硬化的方法：增大变形量，使晶粒破碎，位错密度增加。

细化晶粒的方法：（1）增大过冷度 （2）变质处理 （3）震动、搅拌

4.共析钢的奥氏体形成分四个阶段：晶核形成、晶核长大、残余渗碳体的溶解、奥氏体成分的均匀化

5.合金钢分类 按化学成分：低合金钢、中合金钢、高合金钢 按所含元素：锰钢、硅锰钢、铬锰钢、铬锰钼钢等 按冶金质量：优质钢、高级优质钢、特级优质钢 按用途：合金结构钢、合金工具钢、特殊性能钢

6.铸铁的分类：灰口铸铁、白口铸铁、麻口铸铁

7.铝合金的分类：变形铝合金、铸造铝合金

常用的热处理方法：退火、固溶处理（淬火）、时效处理

8.高分子材料的分类 按来源分：天然高分子材料、合成高分子材料 按性能和用途：塑料、橡胶、纤维、涂料、胶粘剂、高分子合金、聚合物基复合材料 按热力行为及成型工艺特点：热塑性高分子材料、热固性高分子材料 按分子几何形状：线型高聚物、体型高聚物、支链型高聚物

9．影响C曲线的因素：（1）含碳量 （2）合金元素 （3）加热温度和保温时间

10.金属晶体存在的缺陷：点缺陷、线缺陷、面缺陷

11. 塑性变形金属在加热时组织和性能的变化 ：回复、再结晶、晶粒长大

12.退火工艺分类：完全退火、等温退火、球化退火、去应力退火、再结晶退火、扩散退火

13．不锈钢按组织特点分类：马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、奥氏体-铁素体型不锈钢、沉淀硬化不锈钢

14.回火的分类：低温回火、中温回火、高温回火

大题

2．简述金属化合物的定义，并根据形成条件及结构特征进行分类。

金属化合物：当溶质含量超过固溶体的溶解度时，组成元素间相互作用而生成的晶格类型不同于任一组成元素的一种新物质。

分类：正常价化合物；电子价化合物；间隙化合物。

3. 绘制共析钢等温转变“C”曲线图。

P77页

4. 简述滚动轴承钢的性能要求。

（1）高强度、硬度与耐磨性 （2）高的接触疲劳强度和弹性极限 （3）足够的韧性、淬透性和耐蚀性 （4）良好的尺寸稳定性

5. 说明牌号HT150、KTZ600-03、QT700-02、KTH350-10中符号和数字的意义。

HT150：最低抗拉强度为150MPa的灰铸铁。 KTZ600-03：最低抗拉强度为600MPa，延伸率为3%的珠光体可锻铸铁。 QT700-02：最低抗拉强度为700MPa，延伸率为2%的球墨铸铁 KTH350-10：最低抗拉强度为350MPa，延伸率为10%的黑心可锻铸铁

6. 什么是老化，简述老化的防止措施。

老化：高分子材料在长期贮藏和使用过程中，由于受机械力、光、热、氧气、水蒸气及微生物等外界因素的作用，使其性能逐渐退化，直到丧失使用价值的现象。

防止措施：（1）改善高聚物的结构，提高其稳定性，推迟老化过程 （2）做表面防护处理，是材料与空气、水分、光及其他能引起老化的介质隔绝，避免老化 （3）添加抗老化剂，使高聚物大分子链上的活泼基团钝化，变成比较稳定的基团，以抑制链式反应的进行，进而防止老化。

7. 简述选材的基本原则。

（1）使用性能原则（零件在使用状态下材料应具有的机械性能、物理性能、化学性能） （2）工艺性能原则（即

加工零件的难易程度，是选材时必须考虑的 重要问题） （3）经济性原则（选材应能使零件在其制造及使用寿命内的总费用最低）

9．简述比重偏析的定义，及其防止方法。

比重偏析：共晶合金系中的亚共晶或过共晶合金，先共晶析出的晶体的比重大于或小于剩余液体的比重时，先析出相会在剩余液体相中下沉或上浮，使结晶后的合金上、下部分不均匀的现象。

措施：（1）加大结晶时的冷却速度，使偏析相来不及上浮或下沉（2）加入某种元素形成熔点高、密度与液体相近的化合物，结晶时先析出形成枝晶骨架，阻止偏析（3）振动搅拌

10. 简述淬火钢在回火时组织的转变。

淬火钢在回火时组织的转变主要有：马氏体和残余奥氏体的分解，碳化物的形成、聚集长大以及α固溶体的回复与再结晶等几个方面。

11. 简述刃具钢的性能要求：高硬度；高耐磨性；高热硬性；足够的强度和韧性

12. 说明牌号HT100、KTZ550-04、QT500-7、RuT400中符号和数字的意义。

RuT400：最低抗拉强度为400MPa的蠕墨铸铁。

13. 简述高分子材料的机械性能：低强度；高弹性和低弹性模量；粘弹性；高耐磨性；韧性好

14. 简述轴类零件选材时应具备的性能要求：（1）优良的综合机械性能，即较高的屈服强度、抗拉强度和韧性，以防止塑性变形及过载或冲击载荷下的扭转和折断 （2）高的疲劳强度，以防止疲劳断裂 （3）局部承受摩擦部位应具有较高的硬度和耐磨性，以防止磨损（4）良好的工艺性能，如足够的淬透性、良好的切削加工性 （5）特殊条件下工作应有的一些特殊性能要求，如高温性能，耐蚀性。

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16. 简述钢的回火的目的：（1）降低脆性，减少或消除内应力，防止工件变形和开裂；（2）获得工艺所要求的机械性能；（3）稳定工件尺寸；（4）对于某些高淬透性的合金钢，采用高温回火，使碳化物聚集长大，降低硬度，以利于切削加工，同时可缩短软化周期。

17. 简述热作模具钢的性能要求：高温下良好的综合机械性能；高的抗热疲劳性能和抗氧化性；高的淬透性和良好的导热性；高的回火稳定性。

18. 简述陶瓷材料的机械性能：高硬度；高弹性模量和高脆性；低抗拉强度和高抗压强度；低塑性和低韧性。

19. 简述齿轮选材应具备的性能要求：（1）高的接触疲劳强度、高的表面硬度和耐磨性，以防止齿面磨损 （2）高的抗弯强度，足够的弯曲疲劳强度，适当的心部强度和韧性，以防止疲劳、过载和冲击断裂 （3）良好的切削加工性和热处理工艺，以获得高的加工精度和低的表面粗糙度，提高齿轮抗磨损能力。（此外，在齿轮副中两齿轮齿面硬度应有一定差值，小齿轮硬度较大些。） 括号中的可写可不写 ，下同

20. 简述常用淬火方法：单液淬火法；双液淬火法；分级淬火法；等温淬火法。

21.电化学腐蚀发生的条件：（1）必须有两个电位不同的电极（2）有电解质溶液（3）两电极构成通路

防止方法：（1）使金属具有均匀的单相组织，避免形成原电池（2）提高金属的电极电位，使构成微电池的两个电极的电位差逐渐减小（3）使金属表面形成致密稳定的氧化膜，切断原电池。

22. 简述复合材料的机械性能：高的比强度和比模量；良好的抗疲劳性能和抗断裂性能；良好的减振性能；良好的耐高温性能。

23. 简述冷作模具选材应具备的性能要求：模具型面要有适当的硬化深度和耐磨性；心部有足够的强度和韧性；模具应具有一定的高温硬度和热稳定性。

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25. 简述弹簧钢性能特点：（1）具有高的弹性极限σe,尤其是屈强比σs/σb，以保证承受大的弹性变形和较高的载荷 （2）具有高的疲劳强度，以承受交变载荷的作用 （3）具有足够的韧性和塑性，以满足成形的需要和可能承受的

冲击载荷。（此外，一些在高温和耐蚀条件下工作的弹簧，还应具有良好的耐热性和抗蚀性。）

26. 简述陶瓷材料的机械性能：高硬度；高弹性模量和高脆性；低抗拉强度和高抗压强度；低塑性和低韧性。

27. 简述热作模具选材应具备的性能要求：在工作温度下具有热强性、热硬性、良好的冲击韧度、抗热疲劳性、抗氧化和抗热冲刷、抗腐蚀的能力，以及具有良好的工艺性能。

29. 简述马氏体转变的特点：（1）转变的非扩散性（2）转变的速度极快（3）转变的非等温性（4）转变的不彻底性。。

30. 什么是调质钢？简述调质钢性能特点。

调质钢：指经过调质处理后使用的碳素结构钢和合金结构钢。

性能特点：首先，具有良好的综合机械性能，即具有高的强度、硬度和良好的塑性、韧性；其次，具有良好的淬透性。

31. 简述复合材料的机械性能：高的比强度和比模量；良好的抗疲劳性能和抗断裂性能；良好的减振性能；良好的耐高温性能。

32. 简述化工设备选材的一般原则：机械性能指标要求；耐腐蚀性要求；工艺性能要求；经济性要求。

1. 分别绘制出并标注出晶面指数（110）、（111）、（100）和晶向指数[110]、[111]、[100] P18页

15．已知A（熔点600℃）与B（熔点500℃）在液体中无限互溶；在固态300℃时A溶于B的最大溶解度为30％，室温时为10％，但是B不溶于A；在300℃时，含40％B的液态合金发生共晶反应。要求画出A-B合金相图

24．已知B（熔点600℃）与A（熔点500℃）在液体中无限互溶；在固态300℃时A溶于B的最大溶解度为30％，室温时为10％，但是B不溶于A；在300℃时，含40％B的液态合金发生共晶反应。要求画出A-B合金相图

8. 详细绘制简化的铁碳合金相图；标出铁碳合金相图中各点、线的符号、成分、温度，并指出各相区的组织组成物；并计算含碳量0.77%（0.4%、1.2%、0.0218%）点相（组织）的相对含量。P42页 和P50页