044#——工程材料要点.doc

工程材料（A） 一、填空题 1．常见金属的晶格类型有 、 和 三种类型。 2．加工硬化是指随着塑性变形的增加，金属的 、 上升而 、 下降的现象。 3．碳钢是含碳量 至 范围内的铁碳合金，而生铁是含碳大于 的铁碳合金含碳量在0.77%时的铁碳合金在727℃以上时是 组织，为 晶格；727℃以下时是 组织，其中铁素体为 晶格材料的常温强度指标包括 或 、 ，而塑性指标包括 和 1．什么是材料的韧性断裂和脆性断裂？其原因和典型特点是什么？ 答：韧性断裂是材料在断裂之前产生显著的宏观塑性变形的断裂。往往是因材料受到较大的载荷或过载所引起。断裂前塑性变形明显，一般容易引起人们的注意，同时外载荷所提供的能量大多被材料的塑性变形所消耗，不会造成严重事故。 脆性断裂是材料在断裂前没有发生或很少发生宏观可见的塑性变形的断裂。产生脆性断裂的原因 a 应力状态与应力集中源（缺口效应）；b 低温脆性，低温是很多脆断事故发生的条件。工程上大量使用的碳素钢、低合金钢及高合金钢，都有低温脆性，其他原因还有焊接质量、介质特性、尺寸效应等。脆性断裂是一个快速断裂过程，往往造成灾难性结果。 2．金属产生加工硬化的原因是什么？加工硬化对生产有何利与弊？有何办法来消除不利的影响？ 答：金属产生加工硬化的原因主要是在冷塑性变形过程中，加工硬化是强化金属的重要方法之一，加工硬化给金属的进一步塑性变形带来困难。正火是将钢加热到AC3(或Accm )以上30-50℃，保温适当的时间后，在空气中冷却的热处理工艺。冷却速度愈快，实际的结晶温度就愈低，过冷度愈大。由金属的凝固理论，随着过冷度的增大，形核率将增大，晶粒变细。1）提高冷却速度，增大过冷度2）变质处理3）振动结晶按使用功能可分为理论结晶温度与实际结晶温度之差称为过冷度当合金组元之间以不同比例相互混合后，若所形成的固相晶体结构与组成合金的某一组元相同，这种相称为固溶体同一金属元素在固态下由于温度的改变而发生晶体结构类型变化的现象称为金属的同素异转变。 纯铁在1538℃进行结晶，得到具有体心立方晶体结构δ-Fe。在1394℃时发生同素异转变，由体心立方晶体结构的δ-Fe转变为面心立方晶体结构的γ- Fe。温度进一步降低到9l2℃时，面心立方晶体结构的γ- Fe又转变为体心立方晶体结构的α- Fe，9l2℃下不再发转变。R的淬硬层深度 最后考虑经济性因素进行选材，①轻载、低速、不重要的轴，可选用Q235、Q255、Q275等普通碳钢，这类钢通常不进行热处理。②中等载荷且精度要求不高的轴类零件，常选用35、40、45、50等优质碳素结构钢，尤以45钢应用最多。③较大载荷或精度要求高的轴，以及处于高、低温等恶劣条件下工作的轴，应选用合金钢。比如20Cr、40MnB等。 3．分析下列牌号钢铁材料的种类、含碳量或主要合金元素含量、用途及常用的最终热处理工艺。 Q235-A.F、20CrMnTi、45、40Cr、GCr15、65、60Si2Mn 答：Q235-A.F，普通碳素结构钢，其屈服点为235MPa，属沸腾钢、质量等级为A级，这种钢使用时一般不进行热处理。可用于桥梁、建筑物等构件，也可用于制造受力不大的零件。 20CrMnTi：含碳量0.2%、含Cr、Mn、Ti都在1%左右的低合金结构钢，可用作渗碳钢件，齿轮、轴、蜗杆、活塞销、摩擦轮汽车、拖拉机上的变速箱齿轮；最终热处理为渗碳+淬火+低温回火。 45：为优质碳素结构钢，其含碳量0.45%，用来制造蒸汽轮机、压缩机、泵的运动零件，为改善其力学性能一般进行正火、调处理，如需提高表面硬度（如轴类零件）还可进行表面淬火+低温回火处理。 40Cr：含碳量0.4％、含Cr在1%左右的合金调质钢，用作重要的轴类件、连杆螺栓、进气阀和重要齿轮等，最终热处理方法：调质处理。 GCr15：含碳质量分数约1.0％、铬质量分数约1.5%的滚轴承钢，用作轴承的滚珠、滚柱和滚针，最终热处理方法：淬火+低温回火。 65：为优质碳素结构钢，其含碳量0.65%，主要用于制造气门弹簧、弹簧圈、各种垫圈、凸轮及钢丝绳等，最终热处理方法常采用淬火+中温回火。 60Si2Mn：含碳量0.6%、含Si2%左右、Mn在1%左右的合金弹簧钢，主要用于汽车、拖拉机上的板簧和螺旋弹簧, 最终热处理方法常采用淬火+中温回火。什么是锡青铜？为什么工业用锡青铜的含锡量为3～14%？答：以锡为