绍兴文理学院2007学年01学期。
机自专业 06 级《机械工程材料》期末试卷。
标准答案及评分标准。
一、名词解释（共 15 分，每小题 3 分）
1、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、硬度升高的现象称为固溶强化。
2、珠光体（p）：由铁素体和渗碳体组成的机械混合物。铁素体和渗碳体呈层片状。珠光体有较高的强度和硬度，但塑性较差。
3、调质处理：淬火后加高温回火。
4、共晶反应：指一定成分的液体合金，在一定温度下，同时结晶出成分和晶格均不相同的两种晶体的反应。
5、热硬性：又叫红硬性，钢在高温下保持高硬度的能力。
二、填空题（共 20 分，每空格0.5 分）
1、静载荷；冲击载荷；交变载荷。
2、体心立方晶格；面心立方晶格；密排六放晶格。
3、同素异晶转变。
4、滑移；孪生；滑移。
5、间隙固溶体；置换固溶体。
6、提高冷却速度；进行变质处理；震动。
7、刃具钢；模具钢；量具钢。
8、分解；吸收；扩散。
9、化学成分；冷却速度。
10、玻璃纤维；树脂。
11、铁素体不锈钢；马氏体不锈钢；奥氏体不锈钢。
12、co13、渗碳体；石墨。
；正火或调质；45或40cr；调质+表面淬火；20crmnti；渗碳+淬火+低温回火。
15、黄铜；青铜；白铜。
三、判断题（共 10 分，每小题 1 分）（打√或 ╳）
四、选择题（共 10 分，每小题 1 分）
四、简答题（共 18 分）
1、（共6分）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。
(3分)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。
（3分）
2、（共6分）答：相组成物比例：f%=(6.69-1.2)/(6.69-0.02)*100%=82%
fe3c%=1-82%=18% 或fe3c%=(1.2-0.02)/(6.69-0.02)*100%=18%（3分）
组织组成物比例：p%=(6.69-1.2)/(6.69-0.77)*100%=93%
fe3cⅱ%=1-93%=7% 或fe3cⅱ%=1.2-0.77)/(6.69-0.77)*100%=7%（3分）
3、（共6分）答：①随着变形的增加，晶粒逐渐被拉长，直至破碎，这样使各晶粒都破碎成细碎的亚晶粒，变形愈大，晶粒破碎的程度愈大，这样使位错密度显著增加；同时细碎的亚晶粒也随着晶粒的拉长而被拉长。因此，随着变形量的增加，由于晶粒破碎和位错密度的增加，金属的塑性变形抗力将迅速增大，即强度和硬度显著提高，而塑性和韧性下降产生所谓“加工硬化”现象。
（3分）②金属的加工硬化现象会给金属的进一步加工带来困难，如钢板在冷轧过程中会越轧越硬，以致最后轧不动。另一方面人们可以利用加工硬化现象，来提高金属强度和硬度，如冷拔高强度钢丝就是利用冷加工变形产生的加工硬化来提高钢丝的强度的。加工硬化也是某些压力加工工艺能够实现的重要因素。
如冷拉钢丝拉过模孔的部分，由于发生了加工硬化，不再继续变形而使变形转移到尚未拉过模孔的部分，这样钢丝才可以继续通过模孔而成形。（3分）
六、分析题（共22分）
1、（共15分）答：热处理1：安排在锻造之后，粗加工之前，应是预备热处理，其目的是消除前道工序（锻造）的缺陷，均匀化和细化组织，消除内应力，降低硬度，改善切削加工性能。
达到此目的可采用完全退火或正火，由于所用材料为40cr中碳合金钢，根据含碳量可以确定为正火。加热温度为ac3 +30 ～50 ℃,保温后空冷。（5分）
热处理2：齿轮工作时承受冲击，要求轮齿根部有高的综合力学性能，热处理2应为调质处理，因为钢的淬透性有限，调质处理组织的深度是一定的，为了避免把宝贵的调质处理组织层切除，调质处理应放在粗加工之后进行，后续精加工是为了修正调质处理引起的变形。淬火加热温度为ac3 +30 ～50 ℃（约850℃），保温后油冷（40cr为合金钢），淬火后进行高温（约500℃）回火。
（5分）
热处理3：齿轮工作时轮齿表面承受磨擦和挤压，轮齿表面要求有高的硬度，热处理3应为表面淬火，并随后进行低温回火（由于所用材料为中碳钢，不应采用渗碳处理）。热处理3后工件表面硬度很高，难于切削加工，所以应安排在精加工之后进行，最后的尺寸精度由磨削来完成。
表面淬火可采用感应加热淬火，淬火加热温度为ac3以上80 ～150 ℃，实际由通电加热时间控制。加热后水溶液喷射淬火，回火温度为180 ～200 ℃。生产中也可以采用自回火，即在工件淬火冷却到200 ℃左右时停止喷水，利用工件内部的余热来达到回火的目的。
（5分）
2、（共7分）答：球化退火是为了消除锻造应力，获得球状珠光体和碳化物，降低硬度以利于切削加工并为淬火做好组织准备，减少淬火时的变形与开裂（3分）；淬火及回火是为了获得回火马氏体，保证热处理后具有高硬度、高耐磨性。球化退火工艺：
加热温度790—810℃，等温温度700—720℃；淬火工艺：加热温度850—870℃(油淬)；回火工艺；160—180℃。（4分）
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