1. 学习本课程的主要目的是什么?为什么工程材料的知识对于机械制造工作者来说是必须具备的?
2. 本课程主要包括那几方面内容,其基本要求是什么?
3. 比较强度极限sb,屈服极限ss与s0.2的异同,强度与刚度有何不同?
4. 解释下列常用机械性能指标:d,y,ak和ak,hb,hrc,hra,hrb,hv
5. 硬度有何实用意义?为什么在生产图纸的技术要求中常用硬度来表示对零件的性能要求?hb与hrc分别使用哪些范围?
6. 为什么要研究材料的工艺性能?
7. 在有关工件的图纸上,出现了以下几种硬度技术条件的标注方法,这种标注是否正确?(1)600~650 hb (2)hb=200~250 kgf/mm2 (3)5~10 hrc (4)70~75 hrc
1. 拉力试验、疲劳试验、冲击试验在试样承受的应力类型、测定的性能指标,试验的适合场合等方面区别何在?
2. 材料的性能包括那几方面?材料的性能与其成分、组织和加工工艺之间有什么关系?
3. 拉力试样的原标距长度为50mm,直径为10mm,经拉力试验后,将已断裂的试样对接起来测量,若最后的标距长度为79mm,颈缩区的最小直径为4.9mm,试求该材料的延伸率和断面收缩率的值?
4. 下列各工件应该采用何种硬度试验方法测定其硬度?
5. (1)锉刀 (2)黄铜轴套 (3)**状态的各种碳钢钢材 (4)硬质合金的刀片。
第二章金属的结构与结晶。
一、名词解释。
晶体、非晶体;晶格、晶胞、晶格常数、致密度、配位数;晶面、晶向、晶面指数、晶向指数;单晶体的各向异性、各向同性;点缺陷、线缺陷、面缺陷、亚晶粒、亚晶界、位错;单晶体、多晶体;过冷度;变质处理、变质剂。
二、判断是非。
1. 不论在什么条件下,金属晶体缺陷总是使金属强度降低。
2. 工业上常用金属中的原子排列是完整的、规则的,晶格位向也是完全一致的。
3. 金属结晶时的冷却速度愈慢,过冷度愈小,金属的实际结晶温度愈接近理论结晶温度。
4. 位错是晶体中常见的缺陷,在常见的工业金属中位错密度愈小,其强度愈高。
5. 在金属结晶过程中,晶体成长常以树枝状方式进行的,但结晶以后一般情况下看不到树枝状晶体。
6. 对于纯金属来说,冷却曲线上的水平台就是该金属的理论结晶温度。
7. 对于同一种金属来说,在任何情况下柱状晶的强度总比等轴晶的强度高。
三、填空。1. a-fe的晶体结构是( )晶胞中的原子数目是( )原子半径为( )
2. 面心立方晶格比体心立方晶格的致密度( )溶碳能力比较( )
3. 在912℃a-fe转变成为g-fe过程中,其体积将产生( )变化,这是由于其晶体结构由( )转变成为( )造成的。
4. 晶体缺陷,按几何特征可分为( )和( )三种类型。晶界和亚晶界属于( )缺陷,位错属于( )缺陷。
5. 金属单晶体具有( )性,这是由于在不同晶面、不同晶向上的( )造成的。
6. 金属的实际结晶温度总是( )理论结晶温度,这种现象称为( )
7. 金属结晶的必要条件是( )其结晶过程要进行( )和( )两个过程。
8. 一定化学成分的金属结晶时,过冷度大小主要受( )的影响,获得的晶粒大小主要与结晶过程中的( )和( )有关。
9. 在金属结晶过程中,形核方式主要有( )和( )两种;在实际工业生产中金属的形核一般是以( )方式进行。
10. 金属结晶时,晶体一般以( )方式长大,结晶后得到的晶粒通常是( )状的。
四、单项选择。
1 组成晶格的最基本的几何单元是( )
a,原子 b,晶胞 c,晶粒 d,亚晶粒。
2 面心立方晶格的配位数是( )
a,6 b,8 c,10 d,12
3 与a-fe相比,g-fe的晶体结构特点是原子排列( )
a,紧密 b,紧密且间隙尺寸小 c,紧密且间隙尺寸大 d,不紧密。
4 a-fe比g-fe的溶碳量大,其原因是g-fe的( )
a,致密度大 b,配位数大 c,总的间隙大 d,间隙尺寸大。
8 在一个晶粒内部( )
a,晶格位向完全一致 b,有位向差很小的亚晶粒 c,有位向差很大的亚晶粒 d,原子排列完全一致。
9 在工业生产条件下,金属结晶时冷速愈快,(形核率)n/(长大率)g值( )晶粒愈细。
a,愈大 b,愈小 c,不变 d,等于零。
10 与粗晶粒金属相比,细晶粒金属的( )
a,强度、韧性均好 b,强度高、韧性差 c,强度高、韧性相等 d,强度、韧性均差。
11 金属铸锭中的柱状晶是由于晶体生长方向与( )造成的。
a,散热方向平行 b,散热方向垂直 c,散热方向相反 d,散热方向相同。
五、简答。1. 常见的金属晶体结构有几种?它们的原子排列和晶格常数有什么特点?a-fe、g-fe、d-fe、cu、al、ni、pb、cr、v、mg、zn各属何种晶体结构?
2. 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?
3. 金属结晶的基本规律是什么?晶核的形成率和长大率受到哪些因素的影响?
4. 在实际铸造生产中,采用哪些措施控制晶粒大小?变质处理在生产中如何应用?举例说明。
5. 金属铸锭组织有什么特点?并简述各区域形成原因?
6. 已知cu的原子直径为0.256 nm,求cu的晶格常数,并计算1mm3cu中的原子数。
7. 如果其它条件相同,比较在下列铸造条件下,铸锭晶粒的大小:
1)金属模浇注与砂模浇注;(2)高温浇注和低温浇注;(3)铸成薄件与铸成厚件;(4)浇注时采用振动与不采用振动。
1. 如果铸锭模(金属模)壁厚加大,浇注温度提高,液体内始终维持较大内外温差,则晶粒将如何生长?为什么?
2. 为什么钢锭希望尽量减少柱状晶区?而铜、铝锭往往希望加大柱状晶区?
第三章合金的结构与结晶。
一、名词解释。
合金、相、相图、组元、平衡相;固溶体、金属间化合物、固溶体有序化、晶内偏析、比重偏析;匀晶反应、共晶反应、包晶反应、共析反应。
二、判断是非。
1. 只要组成合金的两组元的原子直径差达到一定值,便可形成无限固溶体。
2. 金属化合物都遵守原子价规律,其成分固定并可用化学式表示。
3. 间隙固溶体的机械性能和间隙化合物的机械性能是相似的。
4. 由固溶体(基体)和金属化合物(第二相)构成的合金,适量的金属化合物在合金中起强化相作用。
5. 金属化合物以细小颗粒或片状均匀分布在固溶体中会使强度提高,化合物愈细小、分布愈均匀其强度愈高,这种现象称细晶强化。
6. 金属化合物cuzn不遵守原子价规律,其化学成分也是可变的。
7. 在溶质溶入量相同的情况下,间隙固溶体比置换固溶体的强化效果大。
8. 形成固溶体合金的结晶过程是在一定温度范围进行的,结晶温度范围愈大,铸造性能愈好。
9. 同一种固相,它的初生相和次生相在化学成分、晶体结构上是不同的。
三、填空。1. 合金相图是在( )条件下表示合金的( )之间关系的图形。
2. 按照溶质原子在溶剂晶格中的分布不同,可将固溶体分为( )固溶体和( )固溶体。
3. 固溶体的晶体结构与( )相同,金属化合物的晶体结构与( )相同。
4. 溶质原子嵌入溶剂晶格间隙中形成间隙固溶体,其晶格类型( )其溶解度是( )
5. 溶质原子代替一部分溶剂原子而占据晶格的某些结点形成的固溶体,叫做( )其晶格类型( )溶解度是( )
6. 合金中的金属化合物具有明显的( )特性,其晶体结构( )机械性能特点是( )
7. 常见的金属化合物有( )和( )三种类型。
8. 工业金属材料大多是由两相组成的,以获得良好的综合机械性能;其中用固溶体作为基体,以获得( )用金属化合物作为第二相,以获得( )
9. 液态合金发生共晶反应,其条件是温度( )化学成分( )获得的组织是由( )相组成的。
四、单项选择。
1. 铜和镍两个元素可以形成( )固溶体。
a,无限溶解度的间隙 b,有限溶解度的间隙 c,无限溶解度的置换 d,有限溶解度的置换。
2. 金属化合物vc的晶格类型应该与( )
a,钒的相同 b,碳的相同 c,钒碳其中之一相同 d,钒、碳的都不同。
3. 单相黄铜中α相的晶格类型应该( )
a,与锌的相同 b,与铜的相同 c,锌、铜的都不同 d,无法确定。
4. 金属化合物与一般化合物不同之处是具有( )
a,低的硬度 b,良好的综合机械性能 c,良好的加工性能 d,金属特性。
5. 固溶体的机械性能特点是( )
a,高硬度 b,高强度 c,高塑性 d,高刚度。
6. 合金铁素体比铁素体的强度高,这是由于( )造成的。
a,弥散强化 b,加工硬化 c,细晶强化 d,固溶强化。
7 碳钢中的金属化合物是属于( )
a,正常价化合物 b,电子化合物 c,复杂晶格间隙化合物 d,间隙相。
8. mg-si合金中的金属化合物mg2si形成时遵守( )
a,原子价规律 b,电子浓度规律 c,d非/d金小于0.59 d,d非/ d金大于0.59
9. 消除晶内偏析的工艺方法是( )
a,正火 b,完全退火 c,扩散退火 d,再结晶退火。
五、简答。1. 指出下列名词的主要区别:
置换固溶体与间隙固溶体;无序固溶体与有序固溶体;无限固溶体与有限固溶体;电子化合物与间隙化合物;间隙相与间隙固溶体;稳定化合物与不稳定化合物;相组成物与组织组成物;困溶强化,加工硬化与弥散强化。
2. si、c、n、cr、mn、b等元素在a-fe中,分别形成哪几种固溶体?
3. 影响固溶体的结构形式和溶解度的因素有哪些?
4. 金属间化合物在结构和性能方面与固溶体有何不同?常见的金属间化合物有几种类型?它们对合金性能有何影响?
5. 二元匀晶相图、共晶相图与合金的机械性能、物理性能和工艺性能存在什么关系?
6. 一个二元共晶反应为:l(75%b)da(15%b)+b(95%b)
1)求含50%b的合金完全凝固时,初晶a与共晶(a+b)的重量百分数;a相及b相的重量百分数;共晶体中a与b的重量百分数。
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