金属工艺学课后答案解析.doc

1、说明σS 、σ0.2 、σb、σ－1 、δ％、αk、45-50HRC、300HBS的名称含义 答案：见教材。45-50HRC表示洛氏硬度为45-50；300HBS表示布氏硬度为300. 2、解释应力与应变的概念 答：应力：物体由于外因(受力、湿度变化等)而变形时，在物体内各部分之间产生相互作用的内力，以抵抗这种外因的作用，并力图使物体从变形后的位置回复到变形前的位置。在所考察的截面某一点单位面积上的内力称为应力。应变：物体受力产生变形时，体内各点处变形程度一般并不相同。用以描述一点处变形的程度的力学量是该点的应变。为此可在该点处到一单元体，比较变形前后单元体大小和形状的变化。 1、说明晶粒粗细对力学性能的影响。 一般情况下，晶粒越细小，金属材料的强度和硬度越高，塑性和韧性越好。 因为晶粒越小，晶界越多。晶界处的晶体排列是非常不规则的，晶面犬牙交错，互相咬合，因而加强了金属间的结合力。工业中常用细化晶粒的方法来提高金属材料的机械性能，称为细晶强化。 晶粒的大小与过冷度和变质处理密切相关： 过冷度：过冷度越大，产生的晶核越多，导致晶粒越细小。通常采用改变浇注温度和冷却条件的办法来细化晶粒。 变质处理：也叫孕育处理。金属液中晶核多，则晶粒细小。通常采用浇注前添加变质剂的办法来促进晶核产生，以拟制晶粒长大。 2、你如何理解相与组织，指出Fe -C状态图中的相与组织。 相与组织 相是指材料中结构相同、化学成分及性能同一的组成部分，相与相之间有界面分开。“相”是合金中具有同一原子聚集状态，既可能是一单相固溶体也可能是一化合物；组织一般系指用肉眼或在显微镜下所观察到的材料内部所具有的某种形态特征或形貌图像，实质上它是一种或多种相按一定方式相互结合所构成的整体的总称。因此，相与组织的区别就是结构与组织的区别，结构描述的是原子尺度，而组织则指的是显微尺度。 合金的组织是由相组成的，可由单相固溶体或化合物组成，也可由一个固溶体和一个化合物或两个固溶体和两个化合物等组成。正是由于这些相的形态、尺寸、相对数量和分布的不同，才形成各式各样的组织，即组织可由单相组成，也可由多相组成。相组成物与组织组成物是人们把在合金相图分析中出现的“相”称为相组成物，出现的“显微组织”称为组织组成物。 组织是材料性能的决定性因素。在相同条件下，不同的组织对应着不同的性能。 Fe -C状态图中的相与组织 1). 铁碳合金基本相 铁素体 奥氏体 渗碳体 2). 铁碳合金基本组织 三种单相组织；三种双相组织 铁碳合金基本组织 组 织 定义 符号 C溶解度 /% 结 构 性能特点 单 项 铁素体 F 0～0.02 体心立方 软、韧 奥氏体 A 0～2.11 面心立方 塑性好 渗碳体 Fe3C =6.69 斜方 硬、脆 双 项 珠光体 P =0.77 体心立方+斜方 综合性能好 高温莱氏体 Ld =4.3 面心立方+斜方 硬、脆 低温莱氏体 L′d =4.3 体心立方+斜方 硬、脆 3、说明F、A、 Fe 3C、P的名称、含碳量、晶体类型及力学性能特征。 F：铁素体，含碳量0.006%—0.0218% 体心立方晶格 力学性能特征见教材p16倒一段。 A：奥氏体，含碳量，2.11% ，727℃时含碳量为0.77%，面心立方晶格 力学性能特征见教材p17第六行。 Fe 3C：渗碳体，含碳量为6.69%，金属化合物，复杂的正交晶格，力学性能特征：硬度很高HBW＝800，塑性、韧性几乎为零，脆性很大，延伸率接近于零。 P：珠光体，含碳量为0.77％，铁素体和渗碳体组成的机械混合物。其形态为铁素体薄层和渗碳体薄层交替重叠的层状复相物。力学性能特征介于铁素体和渗碳体之间,强韧性较好.其抗拉强度为750 ~900MPa,180 ~280HBS,伸长率为20 ~25%,冲击功为24 ~32J.力学性能介于铁素体与渗碳体之间,强度较高,硬度适中,塑性和韧性较好σb=770MPa,180HBS,δ=20%~35%,AKU=24~32J . 4、依Fe -C状态图分析缓慢冷却条件下45钢和T10钢的结晶过程与室温组织，并划出各自的冷却曲线。 答案：45钢为亚共析钢，其结晶过程与室温组织，冷却曲线参考课件中亚共析钢部分 T10钢为过共析钢，其结晶过程与室温组织，冷却曲线参考课件中亚共析钢部分 1、何谓退火和正火？两者的特点和用途有什么不同？ 退火是将钢件加热到Ac1或Ac3以上（30~50℃），保温一段时间，然后再缓慢的冷却（一般用炉冷）。 正火是将钢件加热到Ac3或Acm以上（30~50℃），保温一段时间，然后在空气中冷却，冷却速度比退火稍快。 退火与正火的主要区别是： 正火是完全退火的一种变态或特例，