工程材料与机械制造基础习题及答案.docx

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1、编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页 共28页第 1 页 共 28 页第一章材料的种类与性能1强度：强度是指在外力作用下，材料抵抗变形和断裂的能力。2屈服强度：材料在外力作用下开始发生塑性变形的最低应力值。3弹性极限：产生的变形是可以恢复的变形的点对应的弹性变形阶段最大应力称为弹性极限。4弹性模量：材料在弹性变形范围内的应力与应变的比值称为弹性模量。5抗拉强度：抗拉强度是试样拉断前所能承受的最大应力值。6塑性：断裂前材料产生的塑性变形的能力称为塑性。7硬度：硬度是材料抵抗硬物压入其表面的能力。8冲击韧度：冲击韧度是材料

2、抵抗冲击载荷的能力。9断裂韧度：断裂韧度是材料抵抗裂纹扩展的能力。10疲劳强度：疲劳强度是用来表征材料抵抗疲劳的能力。11黏着磨损：黏着磨损又称咬合磨损，其实质是接触面在接触压力作用下局部发生黏着，在相对运动时黏着处又分离，使接触面上有小颗粒被拉拽出来，反复进行造成黏着磨损。12磨粒磨损：磨粒磨损是当摩擦副一方的硬度比另一方大的多时，或者在接触面之间存在着硬质粒子是所产生的磨损。13腐蚀磨损：腐蚀磨损是由于外界环境引起金属表面的腐蚀物剥落，与金属表面之间的机械磨损相结合而出现的磨损。14功能材料：是具有某种特殊的物理性能，化学性能，生物性能以及某些功能之间可以相互转化的材料。15使用性能：是指

3、在正常使用条件下能保证安全可靠工作所必备的性能，包括材料的力学性能，物理性能，化学性能等。16工艺性能：是指材料的可加工性，包括可锻性，铸造性能，焊接性，热处理性能及切削加工性。17交变载荷：大小，方向随时间呈周期性变化的载荷作用。18疲劳：是机械零件在循环或交变载荷作用下，经过较长时间的工作而发生断裂的现象。20蠕变：固体材料在保持应力不变的条件下，应变随时间延长而增加的现象。21脆断：在拉应力状态下没有出现塑性变形而突然发生脆性断裂的现象。22应力松弛：是指承受弹性应变的零件在工作过程中总变形量保持不变，但随时间的延长，工作编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦

4、作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页 共28页第 2 页 共 28 页应力自行逐渐衰减的现象。23腐蚀：材料因化学侵蚀而损坏的现象。二、填空题。1工程材料通常分为 金属材料、高分子材料、无机非金属材料、复合材料 和功能材料。2金属材料通常分为 钢铁合金 和 非铁合金 材料。3高分子材料通常分为 纤维、橡胶 和塑料。4复合材料按其基体分为 树脂基复 合材料、金属基复 合材料和陶瓷基复合材料。5塑料通常分为 通用塑料、工程塑料、特种塑料和 胶黏剂。6 工程材料的性能分为 使用 性能和 工艺 性能。7工程材料的使用性能包括 力学性能、物理性能 和 化学性能。8 金属材料常用的力学性能指标有

5、：b表示抗拉强度；s表示屈服强度；H 表示硬度；伸长率和 断面收缩率表示塑性；k表示冲击韧性。三、判断题。1布氏硬度试验的优点氏压痕面积大，数据稳定，因而适用于成品及薄壁件检验。（）2压头为硬质合金球时，用 HBW 表示布氏硬度。（）3压头为硬质合金球时，用 HBS 表示布氏硬度。（）4洛氏硬度的测定操作迅速，简便，压痕面积小，数据波动大，适用于半成品检验。（）四、问答题：见教材、习题集及补充题。第二章材料的组织结构1晶体：晶体是原子或分子在三维空间做有规律的周期性重复排列的固体。2晶格：为便于理解和描述，常用一些假想的连线将各原子的中心连接起来，把原子看做一个点，这样形成的几何图形称为晶格。

6、3各向同性：4各向异性：5晶胞：晶格中的一个基本单元。6晶向：晶格中各原子列的位向。7单晶体：由原子排列位向或方式完全一致的晶格组成的称为单晶体。8晶体缺陷：偏离晶体完整性的微观区域称为晶体缺陷。9空位：是指未被原子占据的晶格节点。10间隙原子：是指位于晶格间隙中的原子。11晶面：在晶格中由一系列原子组成的平面。12位错线：是指在晶体中，某处有一列或若干列原子发生了某种有规律的错排现象。13晶界：晶界是位向不同，相邻晶粒之间的过渡层。14合金：是指由两种或两种以上的金属元素或金属元素与非金属元素组成的，具有金属特性的物质。15组元：组成合金最基本的独立物质。16合金系：一系列相同组员组成的不同

7、成分的合金称为合金系。17合金化：采用合金元素来改变金属性能的方法称为合金化。编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页 共28页第 3 页 共 28 页18相：合金中具有相同化学成分，相同晶体结构和相同物理或化学性能并与该系统其余部分以界面相互隔开的均匀组成部分。19固溶体：是指溶质组员溶入溶剂晶格中而形成的单一的均匀固体。20置换固溶体：置换固溶体是指溶质原子取代了溶剂晶格中某些节点上的原子。21间隙固溶体：间隙固溶体是溶质原子嵌入溶剂晶格间隙中，不占据晶格节点位置。22有限固溶体：在一定条件下，溶质组员在固体中有一定的

8、限度，超过这个限度就不再溶解了。23无限固溶体：若溶质可以任意比例融入溶剂，即溶质的的溶解度可达%100，则固溶体称为无限固溶体。24固溶强化：固溶体中溶质原子的溶入引起晶格畸变，使晶体处于高能状态，从而提高合金的强度和硬度。25金属化合物：两组元 A 和 B 组成合金时，除了可形成以 A 或以 B 为基的固溶体外，还可能相互作用化和形成新相，这种新相通常是化合物，一般可用 AmBn 表示。26晶体相：晶体相是一些以化合物或以化合物为基的固溶体，是决定陶瓷材料物理，化学和力学性能的主要组成物。27玻璃相：P1228气相：气象是指陶瓷材料中的气孔。29单体：可以聚合成大分子链的小分子化合物称为单

9、体。30聚合度：衡量聚合物分子大小的指标。31结晶温度：金属结晶时都存在着一个平衡结晶温度 Tm，液体中的原子结晶到晶体上的数目，等于晶体上的原子溶入液体中的数目。32过冷度：实际结晶温度与平衡结晶温度 Tm 之差称为过冷度。33细晶强化：金属的强度，塑性和韧性都随晶粒的细化而提高，称为细晶强化。34同素异构：P1735同分异构：化学成分相同而分子中原子排列不同的现象称为同分异构。36共晶反应：共晶反应是指从某种成分固定的合金溶液中，在恒温下同时结晶出两种成分和结构皆不相同的固相反应。37共析反应：共析反应是指由一种固相在恒温（共析温度）下同时转变成两种新的固相。38铁素体：是碳在Fe 中形成

10、的间隙固溶体。39奥氏体：是碳在Fe 中形成的间隙固溶体。40渗碳体：是铁和碳的金属化合物（Fe3C），其碳的质量分数为 6.69%。41珠光体：是铁素体与渗碳体的机械混合物。42莱氏体：43工业纯铁：44共析钢：碳的质量分数为 0.77%，组织是珠光体。45亚共析钢：碳的质量分数小于 0.77%，组织是珠光体和铁素体。46过共析钢：碳的质量分数大于 0.77%，组织是珠光体和二次渗碳体。47共晶铸铁：碳的质量分数为 4.3%，组织是莱氏体。48亚共晶铸铁：碳的质量分数小于 4.3%，组织是莱氏体、珠光体和二次渗碳体。49过共晶铸铁：碳的质量分数大于 4.3%，组织是莱氏体和一次渗碳体。二、填

11、空题。1实际金属中存在着的晶体缺陷有 点缺陷、线缺陷和 面缺陷。2世界金属中晶体的点缺陷分为空位和间隙原子两种。3常见合金中存在的相可以归纳为固溶体和金属化合物两大类。4固溶体按照溶质原子在溶剂原子中的位置可以分为置换固溶体和间隙固溶体。编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第4页 共28页第 4 页 共 28 页5固溶体按照溶解度的大小可以分为有限固溶体和无限固溶体。6固溶体按溶质原子在溶剂晶格中分布的特点分为无序固溶体和 有序固溶体。7线型无定型高聚物随温度不同可处于玻璃态、高弹态和 黏流态。8实际结晶温度总是 低于平衡结

12、晶温度，两者之差称为过冷度。9共析钢随温度下降至 727C 时发生共析反应，有奥氏体中析出 珠光体和 三次渗碳体。10共晶铸铁随温度下降至 1148C 时发生共晶反应，有液体中同时析出 莱氏体和 珠光体。11典型的金属晶体结构有 体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格三种。12纯铁具有同素异构性，当加热到 912C 时，将由体心立方晶格的-Fe 转变为 面心立方晶格的-Fe，加热到 1394C 时，又由面心立方 晶格的-Fe 转变为 体心立方晶格的-Fe。13液态金属冷却到 平衡结晶温度以下才开始结晶的现象称为有效结晶现象。14金属的平衡结晶温度与实际结晶温度之差，称为过冷度。15实际金属结

13、晶时，其行核方式有 自发行核 和 非自发行核 两种，其中，非自发行核又称为变质处理。16金属结晶后的晶粒越细小，强度、塑性和 韧性越高。17 合金是由两种或两种以上的 金属元素或 金属元素与非金属元素 组成的具有金属特性的物质，组成合金最基本的独立物质称为组员。18由于构成合金各组员之间的相互作用不同，合金的结构有 固溶体和 金属化合物 两大类。19铁碳合金是由铁和碳组成的二元合金，其基本组织有 铁素体、渗碳体、奥氏体、珠光体、莱氏体。三、判断题。1晶体具有各向异性的特点。（）2非晶体具有各向异性的特点。（各向同性）3金属的实际晶体结果是多晶体。（）4金属是多晶体结构，具有晶体的各向异性特点。

14、（各向同性）5晶体缺陷的存在可以提高金属的强度。（）6晶体缺陷的存在可以提高金属的耐腐蚀性能。（降低耐腐蚀性）7金属化合物的晶格类型与组元的晶格完全不同。（）8金属化合物一般具有高熔点，高硬度，高韧性。（低韧性，即高脆性）9金属化合物一般具有高熔点，高硬度，脆性大的特点。（）10陶瓷材料通常熔点高，硬度高，耐腐蚀，塑性差的特点。（）11陶瓷材料是多晶体，同金属一样具有各向异性的特点。（各向同性）12陶瓷材料是多晶体，同金属一样具有晶界面。（）13陶瓷材料中气相所占比例增加时，使强度增加。（强度减小）14陶瓷材料中气相所占比例增加时，陶瓷密度减小，绝热性好。（）15线型无定型高聚物处于黏流态是其

15、工作状态。（是其加工的工艺状态）16线型无定型高聚物处于黏流态是加工成形的工艺状态。（）17高分子材料在热、光、化学、生物和辐射等的作用下，性能稳定，结构不变。（结构和性能变化很大）18许多橡胶在空气中氧的作用下会发生进一步的交联而变硬，变脆失去弹性。（）19一般情况下，金属的强度，塑性和韧性随晶粒的细化而降低。（增强）20具有同素异构特点的金属材料可以应用热处理的方法改变性能。（）21共晶成分的铸铁的铸造性能较差。（较好）22铁碳合金随着碳的质量分数的增加，硬度高的渗碳体增多，硬度增高。（）编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页

16、码：第5页 共28页第 5 页 共 28 页23铁碳合金随着碳的质量分数的增加，硬度低的铁素体增多，硬度减少。（硬度增强）24亚共析钢的强度与组织的细密度有关，组织越细密则强度越高。（）25铁碳合金的塑性随碳的质量分数的增加而提高。（减小）26铁碳合金的冲击韧性对组织及其形态最为敏感。（）27铁碳合金的冲击韧度随碳的质量分数增加而提高。（减小）四、问答题：见教材、习题集及补充题。1.简述金属三种典型晶体结构的特点。答：体心立方晶格：在立方体的 8 个顶角上和立方体中心各有 1 个原子；面心立方晶格：在立方体的 8 个顶角上和 6 个面的中心各有 1 个原子；密排六方晶格：在六棱柱的上、下六角形

17、面的顶角上和面的中心各有 1 个原子，在六棱柱体的中间有 3 个原子。2.金属的实际晶体中存在哪些晶体缺陷？它们对性能有什么影响？答：金属的实际晶体中存在三种晶体缺陷：点缺陷空位和间隙原子；线缺陷位错线；面缺陷晶界；影响：一般情况下，晶体缺陷的存在可以提高金属的强度，而且金属缺陷常常降低金属的耐腐蚀性能，可以通过腐蚀观察金属的各种缺陷。3.合金元素在金属中的存在形式有哪几种？它们各自具有什么特性？答：合金元素在金属中的存在形式有两种：固溶体和金属化合物特性：固溶体，保持溶剂的晶格结构，但会引起溶剂晶格不同程度的畸变，试晶体处于高能状态，从而提高合金个强度和硬度。金属化合物，一般都具有高熔点、高

18、硬度，但很脆，可提高合金的强度、硬度及耐磨性能。4.什么事固溶强化？造成固溶强化的原因是什么？答：固溶强化：固溶体中溶质原子的溶入引起晶格畸变，使晶体处于高能状态，从而合金的强度和硬度，即为固溶强化。5、6、7（略，为第 2.2 节非金属内容）8.金属结晶的基本规律是什么？答：结晶时首先是从液体中形成一些称之为晶核的细小晶体开始的，然后已形成的晶核按各自不同的位向不断长大。同时，在液体中有产生新的晶核并逐渐长大，直至液体全部消失，形成由许多位向不同、外形不规则的晶粒所组成的多晶体。9.如果其他条件相同，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）铸成薄件与铸成厚件（3）

19、浇注时采用振动与不采用振动答：砂型浇注比金属型浇注的晶粒小：因为砂型浇注中有杂质渗入，形成晶粒细化；铸成薄件比铸成厚件的晶粒小：以为薄件的冷却速度快，冷却度大，使得晶粒细化；浇注时采用振动比不采用振动的晶粒小：因为浇注时振动具有细化晶粒的作用。10.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？答：冷却速度越快，冷却度越大。使晶核生成速度大于晶粒长大速度，因而使晶粒细化。11.何谓共晶反应、匀晶反应和共析反应？试比较三种反应的异同点。答：共晶反应：指从某种成分固定的合金溶液中、在恒温下同时结晶出两种成分和结构皆不相同的固相的反应；匀晶反应：从液相中结晶出固溶体的反

20、应；共析反应：由一种固相在恒温下同时转变成两种新的固相。编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第6页 共28页第 6 页 共 28 页12.见P P19 图 13.仿照图 2-1614.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？答：铸造合金常选用接近共晶成分的合金是因为接近共晶成分的合金熔点低，结晶范围小，流动性好，具有良好的铸造性能。进行压力加工的合金常选用单相固溶体成分的合金是因为单相固溶体成分的合金有良好的塑性，变形抗力小，具有良好的可锻性。15.何谓、Fe3C、P、A

21、、Ld（Ld）？它们的结构、组织形态、力学性能有何特点？答：铁素体：为体心立方结构，因溶碳能力差，故强度、硬度不高，塑性、韧性良好；、A奥氏体：为面心立方结构，有一定的溶碳能力，一般硬度较低而塑性较高；Fe3C渗碳体：为铁和碳的金属化合物，硬度高，脆性大，塑性和韧性几乎为零；P珠光体：铁素体和渗碳体的机械混合物，因渗碳体的强化作用，故具有良好的力学性能；Ld（Ld）莱氏体(低温莱氏体)：莱氏体为奥氏体和渗碳体的化合物，低温莱氏体为珠光体和渗碳体的产物，二者因渗碳体较多，属脆性组织。16.碳钢、铸铁两者的成分、组织和性能有何差别？并说明原因。答：碳钢：碳的质量分数 0.02%-2.11%的铁碳合

22、金，组织为：亚共析钢（c0.77%），性能：具有良好的塑性和韧性，宜于锻造；铸铁：碳的质量分数大于 2.11%的铁碳合金，组织：亚共晶铸铁（c4.3%）性能：具有较强高的强度和硬度，有良好的铸造性能。17.分析碳的质量分数分别为 0.20%、0.60%、0.80%、1.0%的铁碳合金从液态缓冷至室温时的结晶过程和室温组织。指出这四种成分组织与性能的区别。答：c=0.20%时，结晶过程：AA+FFF+Fe3C室温组织为：F+Fe3Cc=0.60%时，结晶过程：AA+FF+P室温组织为：F+Pc=0.80%时，结晶过程：AA+Fe3CP+Fe3C室温组织为：P+Fe3Cc=1.0%时，结晶过程：A

23、A+Fe3CP+Fe3C室温组织为：P+Fe3CA奥氏体：为面心立方结构，有一定的溶碳能力，一般硬度较低而塑性较高；F铁素体：为体心立方结构，因溶碳能力差，故强度、硬度不高，塑性、韧性良好；P珠光体：铁素体和渗碳体的机械混合物，因渗碳体的强化作用，故具有良好的力学性能；Fe3C渗碳体：为铁和碳的金属化合物，硬度高，脆性大，塑性和韧性几乎为零；18.渗碳体有哪 5 种基本形态，它们的来源和形态有何区别？答：（1）一次渗碳体：从液体中直接析出，呈长条状；（2）二次渗碳体：从奥氏体中析出，沿晶界呈网状；（3）三次渗碳体：从铁素体中析出，沿晶界呈小片或粒状；（4）共晶渗碳体：同奥氏体相关形成，在莱氏体

24、中为连续的基体；（5）共析渗碳体：同铁素体交互形成，呈交替片状。19.根据 Fe-Fe3C 相图，说明产生下列现象的原因（1）碳的质量分数为 1.0%的钢比碳的质量分数为 0.5%的钢硬度高；（2）低温莱氏体的塑性比珠光体的塑性差；（3）捆扎物体一般用铁丝（镀锌的碳钢丝），而起重机起吊重物却用钢丝绳（用 60、65、70、75等钢制成）；编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第7页 共28页第 7 页 共 28 页（4）一般要把刚才加热的高温（约 1000-1250）下进行热轧或锻造；（5）钢适宜于通过压力加工成形，而铸铁适宜

25、通过铸造成形。答：（1）c=1.0%的钢成分是 F+P，而c=0.5%的钢成分是 P+Fe3C。Fe3C 硬度高，脆性大，而 F 因溶碳能力差，强度、硬度低。所以碳的质量分数为 1.0%的钢比碳的质量分数为 0.5%的钢硬度高；（2）低温莱氏体为珠光体和渗碳体的混合物，因为渗碳体硬度高，脆性大，所以比珠光体的塑性差；（3）铁丝中含有较多的珠光体和渗碳体，强度高，但质脆。而钢丝中含有铁素体和渗碳体，不但强度满足要求，还具有较好的韧性；（4）把刚才加热的高温（约 1000-1250）时，其内部组织转化为奥氏体，塑性较高，易于塑性成形，适合进行热轧或锻造；（5）钢含有较多的铁素体，含碳量较低，塑性和

26、韧性好，所以宜于通过压力加工成形，而铸铁含有较多的珠光体和渗碳体，熔点低，结晶范围小，具有良好的铸造性能。五、选择题：1珠光体是下述（C）的产物。A.共晶反应B.匀晶反应C.共析反应D.二次析出2过共析钢在冷却过程中遇到 ES 线时，将发生的反应是（A）。A.共析反应B.匀晶反应C.二次析出D.共晶反应3FeFe3C 相图中的 GS 线是（A）。A.冷却时从 A 析出 F 的开始线B.冷却时从 A 析出 Fe3C 的开始线C.加热时从 A 析出 F 的开始线D.加热时从 A 溶入 F 的开始线第三章金属热处理及表面改性1热处理：通过加热、保温和冷却改变金属内部组织或表面组织，从而获得所需性能的

27、工艺方法；2过热：热处理中，实际加热的临界温度和相图的平衡临界温度相比存在一定的滞后，即为过热；3奥氏体：热处理中，把钢件加热到临界温度 Ac1线以上，其内部组织转变成新的组织即为奥氏体；4等温转变：指过冷奥氏体在不同过冷温度下的等温过程中进行组织转变；5.索氏体：按照组织中层片的尺寸，把在 650-600之间的温度转变的组织称为索氏体；6托氏体：按照组织中层片的尺寸，把在 600-550之间的温度转变的组织称为托氏体；7贝氏体：按照组织中层片的尺寸，把在 550-230之间的温度转变的组织称为贝氏体；8马氏体：在 230时过冷奥氏体转变成的组织即为马氏体；9高碳马氏体:碳的质量分数大于 1%

28、时得到的马氏体；10低碳马氏体:碳的质量分数小于 0.2%时得到的马氏体；11连续冷却:将已奥氏体化的钢冷却，使其在温度连续下降的过程中发生组织转变，称为连续冷却；12.退火:将偏离平衡状态的金属或合金，先加热到适当的温度，保持一定时间，然后缓慢冷却，以达到接近平衡状态的热处理工艺称为退火；13.正火:将钢加热到 Ac3或 Accm线以上 30-50，适当保温后在空气中冷却至室温，得到珠光体类型的组织，这种热处理工艺称为正火。14完全退火:完全退火是将钢加热到 AC3线以上 30-50，保温一段时间，再缓慢冷却下来。15不完全退火:不完全退火是将钢加热到 AC1线以上 20-30，经适当保温后

29、缓慢冷却。编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第8页 共28页第 8 页 共 28 页16去应力退火:将钢加热到 AC1线以下某一温度，保温后缓慢冷却。17球化退火:过共析钢的不完全退火又称球化退火。18淬火：将钢加热到 AC3或 AC1线以上 30-50，保温一段时间，再快速冷却，以获得马氏体、贝氏体等非平衡组织的热处理工艺。19回火：淬火后的钢先加热到 AC1先以下某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。20高温回火：高温回火的加热温度为 500-650。21中温回火：中温回火的加热温度为 250-500。2

30、2低温回火：低温回火的加热温度为 150-250。23调质处理：生产中把淬火和高温回火相结合的热处理工艺称为调质。24淬透性：钢的淬透性是指钢在淬火时获得马氏体的能力。25淬硬性：钢的淬硬性是指钢在淬火时所能获得的最高硬度。26表面淬火：通过快速加热，在零件表面很快达到淬火温度而内部还没有达到临界冷却温度时迅速冷却使零件表面获得马氏体组织而心部仍保持塑性韧性较好的原始组织的局部淬火方法。27表面化学热处理：将工件放在一定的活性介质中加热保温，使介质中的活性原子渗入工件表层，从而改变表层的化学成分组织和性能的工艺方法。28渗碳：渗碳是向工件表面层渗入碳原子。29渗氮：渗碳是向工件表面层渗入氮原子

31、，形成富氮的表面硬化层的过程。30碳氮共渗：碳氮共渗是将碳氮原子同时渗入工件表层，形成碳氮共渗层的化学热处理。31氧化处理：把钢铁工件再沸腾的含浓碱和氧化剂（亚硝酸钠或硝酸钠）溶液中加热，使其表面形成一层约 0.5-1.5m 致密的氧化膜。32磷化处理：将钢铁零件浸入磷酸盐溶液中，在其表面形成一层 5-15m 厚的磷化膜。33钝化处理：经阳极氧化或化学氧化方法等处理后的金属零件，由活泼状态转变为不活泼状态的过程，简称钝化。34电火花表面强化：电火花表面强化是通过电火花放电的作用，把一种导电材料涂敷熔渗到另一种导电材料的表面，从而改变后者表面物理和化学性能的工艺方法。35喷丸表面强化：喷丸表面强

32、化是将大量高速运动的弹丸喷射到零件表面，使其表面产生强烈的塑性变形，从而获得一定厚度的强化层表面。1钢的普通热处理分为退火、正火、淬火和回火。2钢的退火根据材料与目的要求分为完全退火、不完全退火和去应力退火。3钢的淬火分为单液淬火、双介质淬火、分级淬火和贝氏体等温淬火。4淬火后的钢根据加热温度的不同，回火分为低温回火、中温回火和 高温回火。5常用的表面化学热处理有渗碳、渗氮和碳氮共渗。6常用的表面热处理可分为表面淬火和表面化学热处理。二、判断题。1金属热处理就是加热、冷却改变金属内部组织火表面组织，从而获得所需要所性能的工艺方法。（）2热处理中加热冷却速度较快，实际的临界温度和相图中的平衡温度

33、相比存在一定的滞后现象。（）3奥氏体晶粒的大小对冷却后钢的组织和性能没有很大影响。（）4奥氏体晶粒的大小主要取决与加热温度和保温时间。（）5冷却方式和冷却速度对奥氏体的组织转变及其钢的最终性能没有影响。（）编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第9页 共28页第 9 页 共 28 页6索氏体与托氏体同为片层状珠光体，他们之间的仅有厚薄的差别。（）7完全退火工艺适用于过共析钢。（）8球化退火工艺适用于亚共析钢。（）9完全退火工艺适用于亚共析钢。（）10球化退火工艺适用于过共析钢。（）11低碳钢为便于切削加工，预备热处理常用退火，

34、以降低硬度。（）12低碳钢为便于切削加工，预备热处理常用正火，以适当提高硬度。（）13钢的淬透性就是钢的淬硬性。（）14钢的淬透性是由钢材本身的属性所决定，所固有。（）15钢的淬透性取决于外部工艺条件的影响。（）16钢的淬硬性取决于钢的含碳量，含碳量越高，硬度越高。（）17临界冷却速度对钢的淬透性无任何影响。（）18感应加热表面淬火工艺加热快，生产率高，适用于单件少量生产。（）19感应加热表面淬火工艺加热快，生产率高，适用于大批量生产。（）20火焰加热表面淬火设备简单，适用于大批量生产。（）21火焰加热表面淬火设备简单，适用于单件或小批量生产。（）22低碳钢零件渗碳后含碳量增加，硬度自动升高。

35、（）23低碳钢零件渗碳后，仅表层含碳量增加，经淬火后硬度才能升高。（）24低碳钢零件经渗氮后，仅表层化学成分改变，硬度不变。（）25渗氮处理的零件耐热性好，耐磨性好。（）26发黑处理主要消除内应力。（）27发黑处理形成的氧化膜，可以防止金属腐蚀和机械磨损。（）28发黑处理主要作为装饰性加工工艺。（）29磷化处理膜使金属基体表层的吸附性，耐热性和减磨性得到改善。（）三、问答题：见教材、习题集及补充题。三、问答题：见教材、习题集及补充题。1下述钢中强度最高的是（D）。A.T8 钢B.45 钢C.65 钢D.T13 钢2下述钢中硬度最高的是（D）。A.40 钢B.30CrMnSiC.T8 钢D.铸铁

36、3Q235A 属于（B）A.合金钢B.普通碳素结构钢C.优质碳素结构钢D.工具钢4T12A 属于（D）.A.合金钢B.工具钢C.优质碳素结构钢D.高级优质碳素工具钢540CrNiMo 是一种合金结构钢，元素符号前面的 40 表示的是（B）。A.钢中含碳量的千分数B.钢中含碳量的万分数C.钢中含碳量的百分数D.钢中合金元素的中含量69Mn2V 是一种合金工具钢，元素符号前面的数字 9 表示的是（B）。A.钢中含碳量的百分数B.钢中含碳量的千分数C.钢中含碳量的万分数D.钢中合金元素的总含量第四章钢铁材料及其用途编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，

37、学海无涯苦作舟页码：第10页 共28页第 10 页 共 28 页1低碳钢：碳的质量分数小于 0.25的碳钢。2中碳钢：碳的质量分数为 0.25%0.60%的碳钢。3高碳钢：碳的质量分数大于 0.60%的碳钢。4普通碳素结构钢：s 的质量分数0050，p 的质量分数00455优质碳素结构钢：s 的质量分数和 p 的质量分数均00356高级优质碳素结构钢：s 的质量分数0020%p 的质量分数0030%7特级优质碳素结构钢：s 的质量分数0015%p 的质量分数0025%8红硬性：红硬性是指材料在经过一定温度下保持一定时间后所能保持其硬度的能力。9白口铸铁：白口铸铁中碳的绝大部分以渗碳体的形式存在

38、，断口呈银白色10灰口铸铁：碳的大部分或是全部以片状石墨形式存在，断口呈暗灰色11石墨化：通常把铸铁中的石墨形成过程成为石墨化过程二常用材料牌号识别：1Q195：碳素结构钢，Q 为屈服强度的“屈”字汉语拼音的第一个字母，195 为屈服强度数值。2Q235：碳素结构钢，Q 为屈服强度的“屈”字汉语拼音的第一个字母，235 为屈服强度数值。3Q235F：碳素结构钢，Q 为屈服强度的“屈”字汉语拼音的第一个字母，235 为屈服强度数值。F表示沸腾钢。4Q255Z：碳素结构钢，Q 为屈服强度的“屈”字汉语拼音的第一个字母，255 为屈服强度数值。Z表示镇静钢。5 25：优质碳素结构钢，25 表示平均含

39、碳量为 0.25。6 35：优质碳素结构钢，35 表示平均含碳量为 0.35。7 45：优质碳素结构钢，45 表示平均含碳量为 0.45。8 65：优质碳素结构钢，65 表示平均含碳量为 0.65。9 T7：碳素工具钢，T 表示“碳”字的汉语拼音第一个字母，7 表示平均含碳量为 0.7。10T8：碳素工具钢，T 表示“碳”字的汉语拼音第一个字母，8 表示平均含碳量为 0.8。11T10：碳素工具钢，T 表示“碳”字的汉语拼音第一个字母，10 表示平均含碳量为 1.0。12T13：碳素工具钢，T 表示“碳”字的汉语拼音第一个字母，13 表示平均含碳量为 1.3。13T13A：碳素工具钢，T 表示

40、“碳”字的汉语拼音第一个字母，13 表示平均含碳量为 1.3，A 表示高级优质钢。14T10A：碳素工具钢，T 表示“碳”字的汉语拼音第一个字母，10 表示平均含碳量为 1.0，A 表示高级优质钢。15ZGMn13：162Cr13：铬不锈钢，2 表示平均含碳量为 0.2%,Cr 为铬的元素符号，13 表示含铬量为 13。173Cr13：铬不锈钢，3 表示平均含碳量为 0.2%,Cr 为铬的元素符号，13 表示含铬量为 13。1820CrMnTi：合金结构钢中的合金渗碳钢。20 表示平均含碳量为 0.2，Cr、Mn、Ti 为合金元素铬，锰，钛的元素符号，其含量平均小于 1.0。1918 Cr2N

41、i4WA：2040Cr：合金结构钢中的调质钢，40 表示平均含碳量为 0.40%,Cr 为合金元素铬的元素符号，其平均含量小于 1.0。2135CrMo：合金结构钢中的调质钢，35 表示平均含碳量为 0.35%,Cr、Mo 为合金元素铬、钼的元素符号，其平均含量小于 1.0。2240CrNiMo：合金结构钢中的调质钢，40 表示平均含碳量为 0.40%,Cr、Ni、Mo 为合金元素铬、镍、钼的元素符号，其平均含量小于 1.0。编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第11页 共28页第 11 页 共 28 页2338CrMoAl

42、：合金结构钢中的调质钢，38 表示平均含碳量为 0.38%,Cr、Mo、Al 为合金元素铬、钼、铝的元素符号，其平均含量小于 1.0。2465Mn：合金结构钢中的弹簧钢，65 表示平均含碳量为 065%,Mn 为合金元素锰的元素符号，其平均含量小于 1.0。2550CrVA：合金结构钢中的弹簧钢，50 表示平均含碳量为 0.50%,Cr、V 为合金元素铬、钒的元素符号，其平均含量小于 1.0。A 表示高级优质钢。26W18Cr4V：合金工具钢中的高合金工具钢，其碳的质量分数在 0.7%1.5%之间，W 合金元素钨的元素符号，18 表示钨的平均含量为 18，Cr 合金元素铬的元素符号，4 表示铬

43、的平均含量为 4.0，V 为合金元素钒的元素符号，其平均含量为小于 1.0。27HT250：最低抗拉强度为 250 的灰铸铁28HT200：最低抗拉强度为 200 的灰铸铁29HT150：最低抗拉强度为 150 的灰铸铁30KTH350-06：最低抗拉强度为 350，最低延伸率为 6%的可锻黑心铸铁31KTZ450-06：最低抗拉强度为 450 的灰铸铁 450，最低延伸率为 6%的可锻珠光体铸铁32QT400-18：最低抗拉强度为 400，最低延伸率为 18%的球墨铸铁33QT450-10：最低抗拉强度为 450，最低延伸率为 10%的球墨铸铁34QT500-7：最低抗拉强度为 500，最低

44、延伸率为 7%的球墨铸铁35RuT420：最低抗拉强度为 420 的蠕墨铸铁，最低延伸率为 0.75%36RuT340：最低抗拉强度为 340 的蠕墨铸铁375CrMnMo：平均碳的质量分数为 0.5%，铬、锰、钴的平均质量分数均小于 1%的合金工具钢38LF5：5 号防锈铝合金，镁的质量分数为 4.55.5 之间，锰的质量分数在 0.30.6%之间39LF21：21 防锈铝合金，锰的质量分数为 1.00.6%之间40LY1：1 号硬铝合金，铜的质量分数在 2.23.0%之间，镁的质量分数在 0.40.8%之间，锰质量分数在 0.40.8 之间41LY12：12 号硬铝合金，铜的质量分数在 3

45、.84.9%之间，镁的质量分在 1.21.8%之间，锰质量分数在 0.30.9%42LC4：4 号超硬铝合金，铜含量在 1.42.0%之间，镁含量在 1.82.8%之间，锰为 0.20.6，锌为5743LC6：6 号超硬铝合金，铜含量 2.22.8%，Mg 为 1.82.8%，Mn 为 0.20.5%，锌为 7.68.644LD5：5 号锻铝合金，铜含量 1.82.6%，镁为 0.40.8%，锰为 0.40.8%45LD10：10 号锻铝合金，铜含量 1.92.7%，镁为 1.41.8%，锰为 0.41.0%46ZL101：铸造铝合金中的铝硅合金，硅含量为 6.57.5%，镁含量为 0.250

46、.45%47ZL203：铸造铝合金中的铝铜合金，铜含量为 45%48ZL303：铸造铝合金中的铝镁合金，硅含量为 0.83.3%，镁含量为 0.250.45%，锰为 0.10.4%49ZL401：铸造铝合金中的铝锌合金，硅含量为 68%，镁含量为 0.10.3%，锌为 913%50H90：铜合金中黄铜，H 为黄汉字的第一个拼音字母，90 表示铜的含量为 0.90。51H62：铜合金中黄铜，H 为黄汉字的第一个拼音字母，62 表示铜的含量为 0.62。52HPb591：特殊黄铜中铅黄铜，铜含量 59%，铅含量 15，锌含量 40%53HMn582：特殊黄铜中锰黄铜，铜含量 58%，锰含量 2%，

47、锌含量 40%54ZHSi803：铸造硅黄铜，铜含量 80%，硅含量 3%，锌含量 17%55ZQSn101：锡青铜中铸造锡青铜，锡含量 10%，其他杂质 1%56QSn43：锡青铜，锡含量 4%，锌含量 3%编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第12页 共28页第 12 页 共 28 页57QAl94：铝青铜，铝含量 9%，铁含量 3%58QBe2：铍青铜，铍含量 2%，镍含量 0.20.559TA1：纯钛，杂质极微，退火状态60TA4：钛合金，化学成分为 Ti-3Al，铝含量 3%61TA6：钛合金，化学成分为 Ti5A

48、l，铝含量 5%62T2：碳素工具钢，T 表示“碳”字的汉语拼音第一个字母，2 表示平均含碳量为 0.2。63TC2：+钛合金，化学成分为 Ti-3Al-1.5Mn二、填空题1钢按冶炼炉的不同，有 平炉钢、转炉钢、电炉钢。2钢按脱氧的方法不同分为 沸腾钢、镇静钢、半镇静钢和特殊镇静钢。3钢按碳的质量分数不同分为 高碳钢、中碳钢和低碳钢。4钢按含硫、磷杂质的质量分数多少分为普通钢、优质钢、高级优质钢和特级优质钢。5碳素结构钢按用途不同分为建筑工程结构用钢和机械工程结构用钢。6除 Co 以外，所有溶入奥氏体中的合金元素都能增加过冷奥氏体的稳定性。7表面硬化钢按表面硬化方式不同分为合金渗碳钢、合金渗

49、氮钢和合金弹簧钢。8根据铸铁组织中石墨存在形态的差异，灰口铸铁分为 灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁和蠕墨铸铁。9灰铸铁按基体的不同分为 珠光体灰铸铁、珠光体铁素体灰铸铁和 铁素体 灰铸铁。10灰铸铁的性能除与基体组织有关外，最主要的是取决于石墨的形态、数量、大小和分布。11可锻铸铁按基体组织不同分为铁素体（黑心）可锻铸铁和珠光体（白心）可锻铸铁。三、判断题。1碳素工具钢用于制造量具、模具和低速切削刀具。（）2碳素工具钢用于制造量具、模具和高速切削刀具。（）3合金钢中合金元素越多质量越好，碳钢中硫磷质量分数越多其质量越好。（）4碳钢中硫磷的质量分数越少，其质量越好。（）5合金元素溶于铁素体中，配比适

50、当时不仅能强化铁素体，也能提高钢的韧性。（）6除 Co 以外，所有溶入奥氏体中的合金元素，都能降低过冷奥氏体的稳定性。（）7合金元素增加了合金钢的回火稳定性。（）8合金元素使回火稳定性增加，降低了回火温度。（）9合金工具钢比碳素工具钢有较好的红硬性。（）10碳素工具钢比合金工具钢有更好的红硬性。（）11因高速钢制造的工具比较锋利，因而称作锋钢。（）12白口铸铁因其硬度高而广泛用于机械工程中制造各类零件。（）13白口铸铁因其硬度高无法加工，主要用作炼钢的原料。（）14对渗碳体进行长时间高温加热时，渗碳体会分解为铁和石墨。（）15灰铸铁在机械工程中主要用于制造各种抗拉结构件。（）16灰铸铁在机械工