工程材料复习思考题
第1章 材料的性能
1．何谓力学性能？材料的力学性能主要包括哪些方面？ 2．何谓工艺性能？材料的工艺性能主要包括哪些方面？ 3．为什么机械零件设计大多以屈服强度为设计依据？ 4．写出下列力学性能符号所代表的力学性能指标的名称和含义。
AK、?、? 、?0.2 、?s 、?b、?e、HRC、HV、?-1、HBS、E。
5．某金属材料的拉伸试样l0 =100mm，d0=10mm。拉伸到产生0.2％塑性变形时作用力(载
荷) F0.2=6.5×103 N；Fb=8.5×103 N。拉断后标距长为ll =120mm，断口处最小直径为 dl =6.4mm，试求该材料的?0.2 、?b 、? 、???。?????
???试比较布氏、洛氏、维氏硬度的特点，指出各自最适用的范围。下列几种工件的硬度该 用哪种硬度法测量：锉刀、灰铸铁毛坯件、硬质合金刀片、表面有很薄的硬化层的工件。
7. 根据GB700—88《碳素结构钢》的规定，牌号为Q235钢的力学性能应达到： ?s≥235MPa，?b≥375Mpa，?5≥26％，?≥??％。现对进厂的一批Q235钢材采用d0=10mm的标准短试样〔试样的标距等于5倍直径〕进行拉伸试验，测得的试验数据是Fs=20kN， Fb=32kN，断后标距长l1 =65mm，d1=6.3mm。．试问这批钢材合格否?
第2章 材料的结构
1．解释下列名词：晶格、晶胞、晶粒、晶界、亚晶界、晶面、晶向、晶格常数、合金、相、显微组织、固溶体、金属化合物、固溶强化、组元。 2．金属的常见晶格有哪三种?说出名称并画图示之。
3*．在面心立方晶格中，指出原子排列最密的晶面和晶向；试画出图形。并计算其晶面和晶向的最大原子密度。
4．为什么单晶体有各向异性，．而多晶体的金属通常没有各向异性?
5．什么叫晶体缺陷?晶体中可能有哪些晶体缺陷?它们对金属材料的力学性能有何影响? 6．固态合金中固溶体相有哪两种?化合物相有哪三种?它们的力学性能有何特点? 7．固溶体的固溶度取决于哪些因素?
第3章 材料的凝固
1．解释名词：
过冷现象、过冷度、平衡状态、相图、匀晶转变、共晶转变、枝晶偏析、变质处理
2．试述纯金属的结晶过程。
3．什么是细晶强化?细化晶粒的方法有哪些？
4．固态金属同素异构转变有哪些特点?
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5．依据Pb—Sn合金相图（图3－15），若F、G、点的合金成分分别是WSn等于2％、 99％。问在下列温度(t)时，WSn=30％的合金显微组织中有哪些相组成物和组织组成物? 它们的相对质量百分数是否可用杠杆定律计算?是多少? (1) t=300℃；
(2)刚冷到183℃，共晶转变尚未开始； (3)在183℃，共晶转变正在进行中； (4)共晶转变刚完，温度仍在183℃时； (5)冷却到室温时(20℃)。
6．什么是铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体、变态莱氏体？它们的含碳量（或 最大含碳量）为多少？各有什么特点？
7．绘出简化的F-Fe3C 相图，说明相图中主要点和线的意义，并填出各相区和组织。
8．分析含碳量各为0.4％、1.2％、3％的铁碳合金在缓慢冷却时的组织转变过程，并画出 显微组织示意图。
9．试分析含碳量对钢力学性能的影响。
10．某退火态碳素钢钢号不清，经金相检查其显微组织是F+P。其中P所占比例约为20％。你可否据此判定出它的含碳量约为多少?
第4章 金属的塑性变形与再结晶
1．金属在外力作用下会产生几种变形？试分析比较它们的特点。
2．什么是滑移和孪生？它们的主要区别在哪里？
3．试说明滑移的机理。
4．实际金属塑性变形与单晶体塑性变形有什么异同?
5．什么是固溶强化？什么是弥散强化？各存在于何种合金中？
6．什么是加工硬化?加工硬化在工业生产中有何利弊?
7．什么是残余内应力?各类残余内应力是怎么产生的?对金属材料有什么影响？
8．什么是回复?回复对变形金属有什么作用?在工业生产中有什么用处?
9．什么是再结晶?再结晶对变形金属有什么作用?在工业生产中有什么用处?
10．为什么常温下金属的晶粒愈细，其强度和塑性、韧性均愈好？
11．热加工与冷加工是依据什么来区分?
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12*．有四个外形完全相同的齿轮，所用材质也都是wc=0.45％的优质碳素钢。但是制作方法不同，它们分别是：(1)直接铸出毛坯。然后切削加工成形。(2)从热轧厚钢板上取料，然后切削加工成型。(3)从热轧圆钢上取料，然后切削加工成型。(4)从热轧圆钢上取料后锻造成毛坯，然后切削加工成型。请你分析一下，哪个齿轮使用效果应该最好?哪个应该最差?
第5章 钢的热处理
1．常用的热处理工艺有哪些?简述热处理在机械制造中的作用。
2．指出共析碳钢加热时奥氏体形成的几个阶段，并说明亚共析碳钢及过共析碳钢奥氏 体形成的主要特点。
3．影响奥氏体晶粒大小的因素有哪些?
4．珠光体、索氏体、屈氏体组织有什么区别?． 5．上贝氏体和下贝氏体比较，哪一种力学性能好?
6．马氏体的硬度为什么很高？板条马氏体和针状马氏体在组织与力学性能方面有什么不同?
7．钢获得马氏体组织的条件是什么?与钢的珠光休相变及贝氏体相变比较，马氏体相 变有何特点？
8．影响淬火钢硬度的主要因素是什么？如果其它条件都相同，试比较以下材料的淬火后的硬度：
（1）含碳0.3％和0.6％的碳钢； （2）含碳0.6％和0.8％的碳钢。
9． 20、45、65、T8、T10、T12钢的淬火加热温度怎样确定?
10．常用的淬火方法有哪几种?说明它们的主要特点及其应用范围。
11．淬透性与淬透层深度两者有何联系和区别？影响钢淬透性的因素有哪些？ 12．用什么方法测定结构钢的淬透性？怎样表示钢的淬透性值? 指出下列符号的意义： (1)J446；(2) J3610~15；(3) J30~3510。
13．机械设计中应如何考虑钢的淬透性? 14．分析以下几种说法是否正确： (1)马氏体硬而脆。
(2)过冷奥氏体的冷却速度越快，冷却后钢的硬度越高。 (3)钢中合金元素的含量越高，淬火后的硬度也越高。
(4)本质细晶粒钢加热后的实际晶粒一定比本质粗晶粒钢细。
(5)同一钢材在相同加热条件下，总是水淬比油淬的淬透性好；小件比大件淬透性好。
15. 现有20钢齿轮和45钢齿轮两种，齿轮表面硬度要求52HRC～55HRC，问采用何种热处理可满足上述要求。比较它们在热处理后的组织与力学性能的差别。
16.用热处理基本工艺曲线形式表示均匀化退火、完全退火、球化退火、淬火、回火等工艺。 17．何谓球化退火？为什么过共析钢必须采用球化退火而不采用完全退火？ 18．正火与退火的主要区别是什么?生产中应如何选择正火及退火?
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19．说明下列零件的淬火及回火温度，并说明回火后获得的组织和硬度： (1)45钢小轴(要求有较好的综合力学性能)。 (2)60钢弹簧。 (3)T12钢锉刀。
20．将?5mm的T8钢加热至760℃并保温足够时间，问采用什么样的冷却工艺可得到如下组织：
珠光体，索氏体，屈氏体，上贝氏体，下贝氏体，屈氏体十马氏体，马氏体十少量残余奥氏体。
在C曲线上描出工艺曲线示意图。
21．有两个含碳量为1.2％的碳钢薄试样，分别加热到780℃和860℃并保温相同时间，使之达到平衡状态，然后以大于Vk的冷却速度冷至室温。试问：
(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高？ (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)你认为哪个温度淬火合适?为什么?
22．某钢的等温转变曲线如图所示，试说明该钢在300℃经不同时间等温后，按(a)、（b）、 （c）线冷却后得到的组织。
23．一根Φ6mm的45钢圆棒材, 先经840℃加热淬火, 硬度为HRC55（未回火）, 然后从
一端加热，依靠热传导使圆棒材上各点达到如下图所示的温度。
A B C D E ● ●950℃ ●840℃ ●750℃ 550℃ ●150℃
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