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2011习题与思考题

第一章习题与思考题1、常见的金属晶格类型有哪些?试绘图说明其特征。

2、实际金属中有哪些晶体缺陷?晶体缺陷对金属的性能有何影响?3、为什么单晶体具有各向异性,而多晶体在一般情况下不显示各向异性?4、试计算面心立方晶格的致密度。

5、什么是位错?位错密度的大小对金属强度有何影响?6、晶体在结晶时,晶核形成种类有几种?什么是变质处理?7、置换固溶体中,被置换的溶剂原子哪里去了?8、间隙固溶体和间隙化合物在晶体结构与性能上区别何在?举例说明之。

9、解释下列名词:晶格、晶胞、晶体、晶面、晶向、晶粒、点缺陷、面缺陷、线缺陷、相、固溶强化、金属化合物、固溶体第二章习题与思考题1、什么叫结晶、过冷现象、过冷度?过冷度与冷却速度有何关系?2、金属的晶粒大小对力学性能有何影响?控制金属晶粒大小的方法有哪些?3、如果其它条件相同,试比较下列铸造条件下,铸件晶粒的大小:(1)金属型浇注与砂型浇注;(2)浇注温度高与浇注温度低;(3)铸成薄壁件与铸成厚壁件;(4)厚大铸件的表面部分与中心部分;(5)浇注时采用振动与不采用振动。

4、金属铸锭通常由哪几个晶区组成?它们的组织和性能有何特点?第三章习题与思考题1、现有A、B两元素组成如图3.1所示的二元匀晶相图,试分析以下几种说法是否正确?为什么?(1)形成二元匀晶相图的A与B两个相元的晶格类型可以不同,但是原子大小一定相等。

(2)K合金结晶过程中,由于固相成分随固相线变化,故已结晶出来的固溶体中含B量总是高于原液相中含B量。

(3)固溶体合金按匀晶相图进行结晶时,由于不同温度下结晶出来的固溶体成分和剩余液相成分都不相同,故在平衡状态下固溶体的成分是不均匀的。

图3.1 题1 图2、共晶部分的Mg-Cu相图如图3.2所示:(1)填入各区域的组织组成物和相组成物。

在各区域中是否会有纯Mg相存在?为什么?(2)求出20%Cu合金冷却到500℃、400℃时各相的成分和重量百分比。

(3)画出20%Cu合金自液相冷到室温的却曲线,并注明各阶段的相与相变过程。

图3.2 题2 图3、试分析比较纯金属、固溶体、共晶体三者在结晶过程和显微组织上的异同之处。

4、为什么亚共晶合金的共晶转变温度与共晶合金共晶转变温度相同?56、今有两个开关相同的铜镍合金铸件,一个含ωNi=90%,一个含ωNi=50%,铸后自然冷却,问凝固后哪个铸件的偏析较为严重?7、解释以下名词:合金、组元、组织、相图、枝晶(晶内)偏析、共晶反应、匀晶相图、共晶相图第四章习题与思考题1、何谓金属的同素异晶转变?试以纯铁为例说明金属的同素异晶转变。

2、何谓共晶转变和共析转变?以铁碳合金为例写出转变表达式。

3、画出Fe-Fe3C相图钢的部分,试分析w c=0.45%钢、w c=0.77%钢、w c=1.2%钢在极缓慢的冷却条件下的组织转变过程,并绘出室温显微组织示意图。

4、为什么铸造合金常选用靠近共晶成分的合金?而压力加工合金则选用单相固溶体成分的合金?析后发现组织为珠光体和铁素体,其中铁素体量占80%。

问此钢材碳的含量大约是多少?是哪个钢号?7、有形状和大小一样的两块铁碳合金,一块是低碳钢,一块是白口铁。

问用什么简便的方法可迅速将它们区分开来?8、现有两种铁碳合金,在显微镜上观察其组织,并以面积分数评定各组织的相对量。

一种合金的珠光体占75%,铁素体占25%;另一种合金的显微组织中珠光体占92%,二次渗碳体占8%。

这两种铁碳合金各属于哪一类合金?其碳的质量分数各为多少?9、现有形状尺寸完全相同的四块平衡状态的铁碳合金,它们碳的质量分数分别为0.20%、0.40%、1.2%、3.5%。

根据你所学过的知识,可有哪些方法来区别它们?10、根据Fe-Fe3C相图解释下列现象:(1)在进行热轧和锻造时,通常将钢材加热到1000~1200℃;(2)钢铆钉一般用低碳钢制作;(3)绑扎物件一般用铁丝(镀锌低碳钢丝),而起重机吊重物时却用钢丝绳(60钢、65钢、70钢等高碳钢制成);(4)在1100℃时,w c=0.4%的碳钢能进行锻造,而wc=4.0%的铸铁不能进行锻造;(5)在室温下w c=0.8%的碳钢比w c=1.2%的碳钢强度高;(6)钳工锯割T8钢、T10钢等高碳钢料比锯割10钢、20钢等低碳钢费力,锯条易磨钝;11、试以钢的显微组织说明w c=0.2%钢、w c=0.45%钢和w c=0.8%钢的力学性能有何不同。

12、下列说法是否正确?为什么?(1)钢的含碳量越高,质量越好;(2)共析钢在727℃发生共析转变形成单相珠光体;(3)w c=4.3%的钢在1148℃发生共晶转变形成莱氏体;(4)钢的含碳量越高,其强度和塑性也越高。

13、写出碳质量分数为5%的过共晶白口铸铁在共晶反应(1148℃)刚刚完毕时的相组成物和组织组成物,并计算其相组成物和组织组成物的相对含量;。

14、解释下列名词:铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体第五章习题与思考题1、举出两个实际金属零件说明塑性变形行为的重要性。

2、金属经冷和热塑性变形后的组织和性能有什么变化?能否根据它们的显微组织区别这两种变形?3、低碳钢板冲零件前硬度100HBS,而冲零件后硬度不均匀,有的部位为100HBS,有的部位为150HBS,说明其原因。

4、如何选择再结晶退火温度?什么是热变形和冷变形?钢的再结晶退火温度是多少?5、名词解释:滑移、加工硬化、再结晶、临界变形量6、在制造长的精密丝杆时或轴时,常在半精加工之后将其吊挂起来,并用木锤沿全长轻击几遍,再吊挂5~7天,然后再精加工,试解释这样做的目的和其原因。

7、锡在室温下变形,钨在1000℃变形,它们属于热加工还是冷加工,组织和性能会有何变化?8、想一想低碳钢的拉伸试验中,拉伸至e点、s点、b点时组织发生和变化。

9、由厚板机械加工成齿轮;(2)由粗钢棒机械加工成齿轮`;(3)由圆棒热锻成齿轮坯,再加工成齿轮。

哪种方法较为理想?为什么?10、说明下列现象产生的原因?(1)滑移面是原子密度最大的晶面,滑移方向是原子密度最大的方向;(2)实际测得的晶体滑移所需的临界切应力比理论计算的数值小得多;(3)晶界处滑移的阻力最大;(4)Zn、α-Fe、Cu的塑性不同。

11、影响再结晶后晶粒大小的主要因素有哪些?第六章习题与思考题1、奥氏体晶粒大小与哪些因素有关?为什么说奥氏体晶粒大小直接影响冷却后钢的组织和性能?2、过冷奥氏体在不同的温度等温转变时,可得到哪些转变产物?试列表比较它们的组织和性能。

3、共析钢过冷奥氏体在不同温度的等温过程中,为什么550℃的孕育期最短?转变速度最快?4、判断下列说法是否正确?为什么?(1)钢在奥氏体化冷却,所形成的组织主要取决于钢的加热速度。

(2)低碳钢和高碳钢零件为了切削方便,可预先进行球化退火处理。

(3)过冷奥氏体的冷却速度越快,钢件冷却后的硬度越高。

(4)钢经淬火后处于硬脆状态。

(5)马氏体中的碳含量等于钢中的碳含量。

5、什么是V k?其主要影响因素有哪些?6、什么是马氏体?其组织形态和性能取决于什么因素?7、马氏体转变有何特点?为什么说马氏体转变是一个不完全的转变?27、解释下列名词:淬透性、淬硬性、临界冷却速度第七章习题与思考题1退火的主要目的是什么?生产中常用的退火方法有哪几种?2正火与退火相比有何异同?什么条件下正火可代替退火?3、为什么过共析钢锻件采用球化退化而不用完全退火?4、为什么说淬火回火处理是钢铁材料最经济和最有效的强化手段?5、将二个同尺寸的T12钢试样,分别加热到780℃和860℃,并保温相同时间,然后以大于Vk的同一冷速冷至室温,试问:(1)哪个试样中马氏体的w C较高?(2)哪个试样中残余奥氏体量较多?(3)哪个试样中未溶碳化物较多?(4)哪个淬火加热温度较合适?为什么?6、一根直径为6mm的45钢棒料,经860℃淬火、160℃低温回火后,硬度为55HRC,然后从一端加热,使钢棒上各点达到图5-1所示的温度。

试问:(1)此时各点的组织是什么?(2)从图示温度缓冷至室温后各点的组织是什么?(3)从图示温度水冷至室温后各点的组织是什么?图5-1 题6图7、现有20钢和40钢制造的齿轮各一个,为了提高轮齿齿面的硬度和耐磨性,宜采用何种热处理工艺?热处理后的组织和性能有何不同?8、什么是钢的淬透性和淬硬性?它们对于钢材的使用各有何意义?9、回火的目的是什么?为什么淬火工件务必要及时回火?10、为什么生产中对刃具、冷作模具、量具、滚动轴承等热处理常采用淬火+低温回火,对弹性零件则采用淬火+中温回火,而对轴、连杆等零件却采用淬火+高温回火?11在硬度相同的条件下,为什么经调质处理的工件比正火后的工件具有较好的力学性能?12、.用T12钢制造的丝锥,其成品硬度要求为>60HRC,加工工艺过程为:轧制—→热处理1—→机加工—→热处理2—→机加工。

(1)写出各热处理工序的名称及作用:(2)制订最终热处理的工艺规范(加热温度、冷却介质)。

13、什么是表面淬火?为什么机床主轴、齿轮等中碳钢零件常采用感应加热表面淬火?14、.什么是化学热处理?化学热处理包括哪几个基本过程?常用的化学热处理方法有哪几种?15、渗碳的目的是什么?为什么渗碳零件均采用低碳钢或低碳合金钢钢制造?16、为什么钢经渗碳后还需进行淬火+低温回火处理?17、经调质处理后,45钢的硬度为240HBS,若再进行200℃的回火,能否使其硬度升高?为什么?经淬火、低温回火后,45钢的硬度为57HRC,若再进行560℃的回火,能否使其硬度降低?为什么?18、常用碳氮共渗的方法有哪几种?其主要目的和应用范围如何?19、确定下列钢件的退火方法,并指出退火的目的及退火后的组织:(1)经冷轧后的15钢板要求降低硬度;(2)ZG270-500铸造齿轮;(3)锻造过热的60钢锻坯。

20、解释下列名词:退火、正火、淬火、完全退火、球化退火、回火第八章习题与思考题1、从力学性能、热处理变形、耐磨性和热硬性几方面比较合金钢和碳钢的差异,并简单说明原因。

2、下列工件,由于管理的差错,造成钢材错用,问使用过程中会出现哪些问题?(1)把Q235—A当作45钢制造齿轮?(2)把30钢当作T13钢制成锉刀;(3)把20钢当作60钢制成弹簧。

3、根据括号内提供的钢号(08F;20;T8;T12;65Mn;45)选择下列工件所采用的材料:冷冲压件;螺钉;齿轮;小弹簧;锉刀。

4、解释下列钢的牌号含义、类别及热处理方法:20CrMnTi,40Cr,4Cr13,16Mn,T10A,1Cr18Ni9Ti,Cr12MoV,W6Mo5Cr4V2,38CrMoAlA,5CrMnMo,GCr15,55Si2Mn5、比较9SiCr,Cr12MoV,5CrMnMo,W18Cr4V等四种合金工具钢的成分、性能和用途差异。

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