工程材料与机械制造基础习题 工程材料部分 简化版

发布 2021-12-17 11:49:28 阅读 1670

综合题。

1.晶体与非晶体各有什么特点?

2.试比较分析离子键、共价键、金属键及分子键特性。

3.实际晶体中存在哪些晶体缺陷?它们对性能有什么影响?

4.已知α-fe的晶格常数a=2.87×10-10m,试求出其原子半径和致密度。

5.常见的金属晶体结构有哪几种?α-fe、γ-fe、al、cu、ni、

pb、cr、

v、mg、zn各属何种晶体结构?

6.为何单晶体具有各向异性,而多晶体在一般情况下不显示出各向异性?

7.过冷度与冷却速度有何关系?它对金属结晶过程有何影响?对铸件晶粒大小有何影响?

8.金属结晶的基本规律是什么?晶核的形成率和成长率受到哪些因素的影响?

9.什么是固溶强化?造成固溶强化的原因是什么?

10.置换固溶体与间隙固溶体的区别?

11.试述固溶强化、加工强化和弥散强化的强化原理,并说明三者的区别。

12.固溶体和金属间化合物在结构和性能上有什么主要差别?

13.何谓共晶反应、包晶反应和共析反应?试比较这三种反应的异同点。

14.已知a(熔点600℃)与b(500℃)在液态无限互溶;在固态300℃时a溶于b的最大溶解度为30%,室温时为10%,但b不溶于a;在300℃时,含40% b的液态合金发生共晶反应。现要求:

1)作出a-b合金相图;

2)分析20% a,45%a,80%a等合金的结晶过程,并确定室温下的组织组成物和相组成物的相对量。

15.有形状、尺寸相同的两个cu-ni合金铸件,一个含90% ni,另一个含50% ni,铸后自然冷却,问哪个铸件的偏析较严重?

16.为什么γ-fe和α- fe的比容不同?一块质量一定的铁发生(γ-fe→α-fe)转变时,其体积如何变化?

17.何谓铁素体(f),奥氏体(a),渗碳体(fe3c),珠光体(p),莱氏体(ld)?它们的结构、组织形态、性能等各有何特点?

18. fe-fe3c合金相图有何作用?在生产实践中有何指导意义?又有何局限性?

19.画出fe-fe3c相图,指出图中s、c、e、p、n、g及gs、se、pq、psk各点、线的意义,并标出各相区的相组成物和组织组成物。

20.简述fe-fe3c相图中三个基本反应:包晶反应,共晶反应及共析反应,写出反应式,标出含碳量及温度。

21.何谓碳素钢?何谓白口铁?两者的成分、组织和性能有何差别?

22.亚共析钢、共析钢和过共析钢的组织有何特点和异同点。

23.分析含碳量分别为.0%的铁碳合金从液态缓冷至室温时的结晶过程和室温组织。

24.指出下列名词的主要区别:

25.根据fe-fe3c相图,计算:

1)室温下,含碳0.6%的钢中珠光体和铁素体各占多少;

2)室温下,含碳1.2%的钢中珠光体和二次渗碳体各占多少;

3)铁碳合金中,二次渗碳体和三次渗碳体的最大百分含量。

26.某工厂仓库积压了许多碳钢(退火状态),由于钢材混杂,不知道钢的化学成分,现找出其中一根,经金相分析后,发现其组织为珠光体+铁素体,其中铁素体占80%,问此钢材的含碳量大约是多少?

27.对某退火碳素钢进行金相分析,其组织的相组成物为铁素体+渗碳体(粒状),其中渗碳体占18%,问此碳钢的含碳量大约是多少?

28.对某退火碳素钢进行金相分析,其组织为珠光体+渗碳体(网状),其中珠光体占93%,问此碳钢的含碳量大约为多少?

29.计算fe-1.4%c合金在700℃下各个相及其组分数量和成分。

30.根据fe-fe3c相图,说明产生下列现象的原因:

1)含碳量为1.0%的钢比含碳量为0.5%的钢硬度高;

2)在室温下,含碳0.8%的钢其强度比含碳1.2%的钢高;

3)在1100℃,含碳0.4%的钢能进行锻造,含碳4.0%的生铁不能锻造;

4)绑轧物件一般用铁丝(镀锌低碳钢丝),而起重机吊重物却用钢丝绳(用等钢制成);

5)钳工锯t8,t10,t12等钢料时比锯10,20钢费力,锯条容易磨钝;

6)钢适宜于通过压力加工成形,而铸铁适宜于通过铸造成形。

31.为什么铸造合金常选用接近共晶成分的合金?为什么要进行压力加工的合金常选用单相固溶体成分的合金?

29.求碳的质量分数为3.5%、质量为10kg的铁碳合金,从液态缓慢冷却到共晶温度(但尚未发生共晶反应)时所剩下液体的碳的质量分数及液体的质量。

30.为什么细晶粒钢的强度高,塑性、韧性也好?

31.在制造齿轮时,有时采用喷丸法(将金属丸喷射到零件表面上)使齿面得以强化。试分析强化原因。

32.比较退火状态下的45钢、t8钢、t12钢的硬度、强度和塑性的高低,简述原因。

33.为什么碳钢进行热锻、热轧时都要加热到奥氏体区?

单一奥氏体区呈面心立方结构,钢的塑性好。

34.试述马氏体转变的基本特点。

35.试比较索氏体与回火索氏体、马氏体与回火马氏体之间,在形成条件、金相形态与性能上的主要区别。

36.马氏体的本质是什么?它的硬度为什么很高?是什么因素决定了它的脆性?

37.确定下列钢件的退火方法,并指出退火后的组织:

1)经冷轧后的15钢钢板,要求降低硬度;

2)zg35的铸造齿轮。

3)锻造过热后的60钢锻坯;

4)具有片状渗碳体的t12钢坯;

38.说明直径为10mm的45钢试样分别经℃加热并保温后在水中冷却得到的室温组织。

39.两个碳的质量分数均为1.2%的碳钢薄试样,分别加热到780℃和900℃,保温相同时间并奥氏体化后,以大于淬火临界冷却速度的速度冷却至室温。试分析:

1)哪个温度加热淬火后马氏体晶粒较粗大?

2)哪个温度加热淬火后马氏体含碳量较多?

3)哪个温度加热淬火后残余奥氏体较多?

4)哪个温度加热淬火后未溶碳化物较少?

5)你认为哪个温度加热淬火后合适?为什么?

40.指出下列工件的淬火及回火温度,并说出回火后获得的组织。

1)45钢小轴(要求综合力学性能好)。

2)60钢弹簧。

3)t12钢锉刀。

41.甲、乙两厂生产同一种零件,均选用45钢,硬度要求220~250hbw。甲厂采用正火,乙厂采用调质处理,均能达到硬度要求,试分析甲、乙两厂产品的组织和性能差别。

42.试说明表面淬火、渗碳、渗氮处理工艺在选用钢种、性能、应用范围等方面的差别。

43.何谓钢的热处理?钢的热处理操作有哪些基本类型?试说明热处理同其它工艺过程的关系及其在机械制造中的地位和作用。

44.指出a1、a3、acm;ac1、ac3、accm;ar1、ar3、arcm各临界点的意义。

45.珠光体类型组织有哪几种?它们在形成条件、组织形态和性能方面有何特点?

46.贝氏体类型组织有哪几种?它们在形成条件、组织形态和性能方面有何特点?

47.马氏体组织有哪几种基本类型?它们在形成条件、晶体结构、组织形态、性能有何特点?马氏体的硬度与含碳量关系如何?

48.退火的主要目的是什么?生产上常用的退火操作有哪几种?指出退火操作的应用范围。

49.一批45钢试样(尺寸φ15*10mm),因其组织、晶粒大小不均匀,需采用退火处理。

拟采用以下几种退火工艺;

1)缓慢加热至700℃,保温足够时间,随炉冷却至室温;

2)缓慢加热至840℃,保温足够时间,随炉冷却至室温;

3)缓慢加热至1100℃,保温足够时间,随炉冷却至室温;

问上述三种工艺各得到何种组织?若要得到大小均匀的细小晶粒,选何种工艺最合适?

50.回火的目的是什么?常用的回火操作有哪几种?指出各种回火操作得到的组织、性能及其应用范围。

51.试说明表面淬火、渗碳、氮化热处理工艺在用钢及性能等方面的差别。

52.某型号柴油机的凸轮轴,要求凸轮表面有高的硬度(hrc>50),而心部具有良好的韧性(ak>40j),原采用45钢调质处理再在凸轮表面进行高频淬火,最后低温回火,现因工厂库存的45钢已用完,只剩15钢,拟用15钢代替。试说明:

1)原45钢各热处理工序的作用;

2)改用15钢后,应按原热处理工序进行能否满足性能要求?为什么?

3)改用15钢后,为达到所要求的性能,在心部强度足够的前提下采用何种热处理工艺?

53.钢中常存的杂质有哪些?硫、磷对钢的性能有哪些有害和有益的影响?

54.轴承钢为什么要用铬钢?为什么对钢中的非金属夹杂物限制特别严格?

55.解释下列现象:

1)在相同含碳量下,除了含镍、锰的合金钢外,大多数合金钢的热处理温度都比碳钢高。

2)含碳量相同时,含碳化物形成元素的合金钢比碳钢具有较高的耐回火性。

3)ωc≥0.4%、ωcr=12%的铬钢属于过共析钢,而ωc=1.0%、ωcr=12%的钢属于莱氏体钢。

4)高速钢经热锻或热轧后,经空冷获得马氏体组织。

5)在相同含碳量下,与碳钢相比,合金钢的淬火变形和开裂现象不易产生。

6)调质钢在回火后需快冷至室温。

7)高速钢需要高温淬火和多次回火。

56.什么叫热硬性?它与二次硬化有何关系?w18cr4v钢的二次硬化发生在哪个回火温度范围?

57.白口铸铁、灰铸铁和碳钢,这三者在成分、组织和性能上有和主要区别?

58.为什么一般机器的支架、机床的床身均用灰铸铁铸造?

59.简评作为工程材料的高分子材料的优缺点。

60.简评作为工程材料的陶瓷材料的优缺点。

61.复合材料的分类有哪些?

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