作业1一、思考题。
1．什么是机械性能？（材料受力作用时反映出来的性能）它包含哪些指标？（弹性、强度、塑性、韧性、硬度等）各指标的含意是什么？如何测得？
2．硬度和强度有没有一定的关系？为什么？ （有，强度越高，硬度越高）为什么？（都反映材料抵抗变形及断裂的能力）
3．名词解释：过冷度，晶格，晶胞，晶粒与晶界，同素异晶转变，固溶体，金属化合物，机械混合物。
4．过冷度与冷却速度有什么关系？对晶粒大小有什么影响？ （冷却速度越大过冷度越大，晶粒越细。）
5.晶粒大小对金属机械性能有何影响？常见的细化晶粒的方法有哪些？ （晶粒越细，金属的强度硬度越高，塑韧性越好。孕育处理、提高液体金属结晶时的冷却速度、压力加工、热处理等）
6．说明铁素体、奥氏体、渗碳体和珠光体的合金结构和机械性能。
7．默绘出简化的铁碳合金状态图，并填人各区域内的结晶组织。
8．含碳量对钢的机械性能有何影响？
随含碳量的增加，钢的硬度升高、塑韧性下降；钢的强度先升高，当含碳量约为0.9%时，强度达到最大值，随后，强度随含碳量的增加而下降。
二、填表说明下列符号所代表的机械性能指标。
三、填空。1. 碳溶解在体心立方的α-fe中形成的固溶体称铁素体，其符号为f ，晶格类型是体心立方，性能特点是强度低 ，塑性好。
2. 碳溶解在面心立方的γ-fe中形成的固溶体称奥氏体，其符号为 a ，晶格类型是面心立方 ，性能特点是强度低，塑性高 。
3. 渗碳体是铁与碳的金属化合物，含碳量为6.69％，性能特点是硬度高，脆性大 。
4. ecf称共晶线线，所发生的反应称共晶反应，其反应式是得到的组织为 l（4.3% 1148℃）=a（2.11%）+fe3c
5. psk称共析线线，所发生的反应称共析反应，其反应式是 a(0.77% 727 ℃)f(0.0218%)+fe3c 得到的组织为珠光体 。
6. e是共晶点点，p是共析点点， al线即 psk ，a3线即 gsacm线即 es 。
7. 45钢在退火状态下，其组织中珠光体的含碳量是 0.77
8．钢和生铁在成分上的主要区别是钢的含碳量小于2.11%，生铁2.11-6.69
在组织上的主要区别是生铁中有莱氏体，钢中没有 ，在性能上的主要区别是钢的机械性能好，生铁硬而脆 。
9 铝的晶体结构/晶格类型是面心立方。
10 α－和γ －fｅ的晶格类型分别属于体心立方、面心立方。
11 aｌ和zｎ的晶格类型分别属于面心立方、密排六方。
12 45钢在平衡结晶过程中冷却到共析温度时发生共析反应，a、f、fe3c的碳含量分别为0.77% 0.0218% 6.69
13 金属结晶过程是依靠两个密切联系的基本过程来实现的，这两个过程是形核与长大 ，自发生核的生核率与过冷度的关系是过冷度大，形核率高。
14 金属结晶时，依附于杂质而生成的晶核叫异质形核（非自发形核）
15 晶粒的大小称晶粒度，工程上通常把晶粒分成、…8等级别。8级晶粒度的晶粒比1级晶粒度的晶粒要细小。
16正的电阻温度系数的含义是随温度的升高，电阻增加。
四、判断题(正确的打√，错误的打×)
l. 布氏硬度计通常用于测定退火钢、正火钢的硬度，而洛氏硬度计用于测定淬火钢的硬度。如测试结果为450hbw、18hrc。(×
2.纯铁在降温过程中，912℃发生同素异构转变，由面心立方晶格的γ—fe转变为体心立方晶格的。α—fe。这种转变也是结晶过程，同样遵循晶核形成和晶核长大的结晶规律。(√
3.钢和生铁都是铁碳合金。其中，碳的质量分数(又称含碳量)小于0.77％(0.8％)的叫钢，碳的质量分数大于2.06％(2.11％)的叫生铁。(×
4.奥氏体是碳溶解在γ—fe中所形成的固溶体，而铁素体和马氏体都是碳溶解在α—fe中所形成的固溶体。(√
5. 珠光体是铁素体和渗碳体的机械混合物，珠光体的机械性能介于铁素体和渗碳体之间。√
6 当碳的质量分数为0.77％(0.8％)，由高温冷却到727℃时，铁碳合金中的奥氏体发生共晶转变，形成珠光体。(
7.冲击韧性不能直接用于设计计算。(√
8.硬度与强度有一定关系，材料硬度越高，强度也越高。(×
9 晶体中的位错是一种线缺陷( √
10 在共晶相图中，从l中结晶出来的β晶粒与从α中析出的βii晶粒有相同的晶体结构。(√
11 凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶过程。(×
五、选择题。
1.低碳钢所受到的拉应力( c )时，开始出现明显的塑性变形；所受到的拉应力(f )时，将发生断裂。
a．＞σb b．＜σb c．＞σs d．＜σs e．达到σs f．达到σb
2.晶粒大小对钢的机械性能影响很大。通过( )可以获得细晶粒的钢。
a．变质处理 b．加快钢液的冷却速度 c．完全退火 d．a、b和c
3.在下列牌号的正火态钢中，(c )的σb值最高，(d )的hbs值最高，(a )的δ和ak值最高。在它们的组织中，( d )的二次渗碳体最多，( c)珠光体最多。
( a )的铁素体最多。
a．20钢 b，45钢 c．t8钢 d．t13钢
4 晶体的特性是（ )
a有确定的熔点，有各向异性；b无确定的熔点，有各向异性；
c无确定的熔点，无各向异性；d确定的熔点，无各向异性。
5 固溶体的晶体结构（ )
a与溶剂相同；b与溶质相同；
c与溶剂、溶质都不相同；d与溶剂相同、也可能与溶剂不同。
6 间隙固溶体一定是：
a无限固溶体；b有序固溶体；c有限固溶体。
7下列说法正确的是（ )
a铜锌合金为二元合金，所以它的组织由两相组成；
b合金的组织由数量、形态、大小和分布方式不同的各种相组成；
c间隙固溶体一定是无限固溶体。
8固溶体出现枝晶偏析后可用（ )加以消除。
a塑性变形 b再结晶c扩散退火d回火。
9共晶反应是（ ）
a一种固相同时转变为二种固相
b二种固相同时转变为一种固相
c一种液相同时转变为二种固相
d一种液相转变为一种固相。
10 一个合金的室温组织为α+二次β+(它由（ )
a二相组成 b三相组成 c四相组成 d两种组织组成物组成。
11在铁碳合金平衡组织中，塑性最好的是( )
a奥氏体 b 铁素体 c渗碳体 d珠光体。
12下列物质由液体凝固成固体的过程是结晶过程。
a铜、氯化钠、玻璃、水银 b石蜡、玻璃、铜、铝
c铜、铝、水银、氯化钠 d铜、铝、氯化钠、石蜡。
13实际金属结晶时，生核和晶体长大的方式主要是( )
a自发生核和平面长大 b自发生核和树枝状长大
c非自发生核和平面长大 d非自发生核和树枝状长大。
14在实际生产中，细化铸造金属晶粒的主要措施是( )
a降低金属的过冷度和变质处理 b降低金属的过冷度和调质处理
c提高金属的过冷度和变质处理 d提高金属的过冷度和调质处理。
15在室温平衡组织中，ｔ10钢中的（ ）相的质量分数比ｔ12钢中的多。
a珠光体 b渗碳体 c二次渗碳体 d铁素体。
16在一般情况下，若金属的晶粒细，则( )
a金属的强度高，塑性好，韧性好 b金属的强度高，塑性好，韧性差
c金属的强度高，塑性差，韧性好 d金属的强度低，塑性好，韧性好。
17为使铝锭晶粒细小，浇铸时应采用的模子是( )
a冷砂型 b热砂型 c冷金属型 d热金属型。
18在发生l→α+共晶反应时，三相的成分（ )
a相同 b确定 c不定 d只有l相确定
19一个合金的组织为β+二次α+(其组织组成物为（ )
a β、b β、二次α、α
c β、二次d
20含40％ｎｉ的ｃｕ－合金平衡结晶到二相区内时（ )
a固相与液相的含ｎｉ量都是40％ b固相比液相含ｎｉ量高
c 液相比固相含ｎｉ量高 d液相含ｎｉ量大于40％
21 含60％ｂ的ａ-b合金（a、b为两种元素)平衡组织由α相和β相组成。此时α相中含5％b，β相中含10％a，则（ )
a α相的质量分数为5％，β相的质量分数为95％
b α相的质量分数为９0％，β相的质量分数为10％
c α相的质量分数为64.7％，β相的质量分数为35.3％
d α相的质量分数为35.3％，β相的质量分数为64.7％
22珠光体是一种（ ）
a 固溶体 b 机械混合物 c 共晶体。
23低温莱氏体是由( )两相组成的。
a奥氏体和渗碳体 b铁素体和奥氏体
c渗碳体和珠光体 d渗碳体和铁素体。
24ｔ12钢室温平衡组织中，二次渗碳体呈（ ）
a 层片状 b网状 c球状 d块状。
作业2（热处理）
一、思考题。
1. 退火的工艺特点是什么？缓慢冷却。能达到什么目的？（细化晶粒、降低硬度、消除应力、均匀成分。）试举例说明其用途。（工具钢球化退火后硬度下降，方便切削。）
2. 正火的工艺特点是什么？（空冷）。
能达到什么目的？（细化晶粒、消除网状二次渗碳体。）试举例说明其用途。
（工具钢球化退火前如果存在网状二次渗碳体，应先进行正火。）
材料成型及其成型技术作业
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材料成型工艺基础作业题答案
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