机械工程材料与热处理整理word版

机械工程材料与热处理

航空制造工程系

12107439

侯佳

第一篇机械工程材料基础

项目一材料性能的认识

1.1 材料的力学性能

2.2 材料的其他性能

项目二金属材料结构的认识

2.1 金属材料晶体结构

2.2 纯金属的结晶

2.3 合金的形成

1.1 材料的力学性能

1.1.1 强度与塑性

1. 强度及其指标

⑴强度：指金属在静载荷作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。

⑵强度指标：

①弹性极限:指试样产生完全弹性变形

时所能承受的最大应力。

②屈服极限：指试样在拉伸试验过程

中，力保持恒定仍能继续变形的应力。

③抗拉强度：指试样拉断前所能承受的

最大拉应力。

2. 塑性及其指标

⑴塑性：指金属在静载荷作用下不可逆变形的能力。

⑵塑性指标：

①断后伸长率：指试样拉断后的标距增长量

与原始标距之比。

②断面收缩率：指试样拉断后缩颈处横截面

面积的缩减量与原始截面面积之比。

1.1.2 硬度

⑴硬度：材料局部抵抗硬物压入其表面（抵抗塑性变形和破裂）的能力。它是衡量金属软硬程度的一种性能指标。

⑵根据其测试方法不同，硬度试验可分为：

ⅰ布氏硬度

①静压法ⅱ洛氏硬度（目前常用，下面介绍）

ⅲ维氏硬度

②划痕法（莫氏硬度）③回跳法（肖氏硬度）

④显微硬度⑤高温硬度等等

ⅰ布氏硬度（HB）

a 压痕大

特点：b 能客观反映被测金属的平均硬度

c 试验结果较准确，数据重复性强

缺点：压痕大，不宜测量成品或薄片金属

硬度。

ⅱ洛氏硬度（HR）

a 压痕小

特点：b操作迅速简单

c 对试样损伤小（常用来检验成品及半成

品）

压痕小，对内部组织

缺点：和硬度不均匀的材料，

所测结果不够准确。

ⅲ维氏硬度（HV）

a 适用范围宽（从极软到极硬都可以）

特点： b 结果精确可靠

缺点：测量效率低，没有洛氏硬度方便。

1.1.3 冲击韧性

1.冲击吸收功

①冲击载荷：在很短时间内（或突然）施加

在构件上的载荷。

②冲击韧性：金属材料在冲击载荷作用下，抵抗破坏的能力。

③冲击功：试样在冲击力一次作用下折断时所吸收的功（Ak）。

④冲击功Ak越大，材料的韧性越好。

⑤影响冲击功的因素：形状、尺寸、表面粗糙度、内部组织和缺陷。

1.1.4 疲劳

1.疲劳现象

指承受交变应力或重复应力的零件，在工作过程中，往往在工作应力低于其屈服强度的情况下发生断裂的现象。

2.疲劳强度

a 改善设计结构

3.提高零件疲 b 避免零件应力集中

劳强度的方法； c 改善零件表面粗糙度

d 表面热处理（高频淬火）

e 表面形变强化

f 化学热处理

1.2 材料的其他性能

1.2.1 材料的物理化学性能

1. 材料的物理性能

⑴密度⑵熔点

⑶导热性⑷导电性

⑸热膨胀性⑹磁性

2. 金属的化学性能

⑴耐腐蚀性⑵抗氧化性

金属材料的耐腐蚀性和抗氧化性统称化学稳定性。

1.2.2 金属的工艺性能

⑴铸造性能⑵压力加工性能⑶焊接性能

⑷切削加工性能⑸热处理工艺性能

板、棒、

型材、管材焊接

铸锭-热锻-热轧机加工

冶炼-铸造锻件冷轧、冷拔、冷冲零件

铸件机加工

2.1 金属材料晶体结构

2.1.1 晶体与非晶体

1. 晶体：内部质点按一定的几何规律呈周期性规则排列的物质。

晶体通常具有固定的熔点和各项异性等特性。

2. 非晶体：内部质点无规则地堆积在一起的物质。

非晶体材料往往没有固定的熔点，在各个方向的性能相同，即所谓各项同性。

3. 晶体与非晶体在一定条件下可以互相转化。

2.1.2 纯金属的晶体结构

1. 晶体结构的基本知识

⑴晶格⑵晶胞⑶晶格常数

a 体心立方晶格

(阿尔法-Fe、Cr、W、

V、Mo等)

2. 常见的晶格类型： b 面心立方晶格

（伽马-Fe、Al、Cu、

Ni、Au、Ag、Pb等）

c 密排立方晶格

（Mg、Zn、Be、Cd等）

2.1.3 实际晶格中的缺陷

1. 实际金属通常都是有很多外形不规则的小晶粒组成的，成为多晶体。

2. 晶体内部原子按照一定规律排列的很整齐，这种晶体成为理想晶体。

ⅰ点缺陷

3. 晶体的缺陷：ⅱ线缺陷

（按几何形状分）ⅲ面缺陷

ⅰ点缺陷

①当一个原子具有足够大的能量时，能克服周围

原子对它的牵制作用，脱离平衡位置而逃走，

使结构中出现了空结点，称为空位。

②当金属中含有杂质，而这些杂质原子又相当小

时，这些杂质原子往往存在于金属晶格的间隙

中，称为间隙原子。

③当异类原子占据晶格位置时，称为转换原子。

点缺陷使金属屈服点增高，影响了一部分物理

性能和化学性能。

ⅱ线缺陷

⑴位错：晶体中某处有一列或若干列原子发生有规律的错排现象叫做位错。

①刃型位错：在晶体的某一水平面上，

多出一个半原子面，这个半原子面如

同刀刃一样插入晶体，称为刃型位错。

位错：②螺型位错：晶体上下两部分的原子排

列面在某些区域互相吻合的次序发生

错动，使不吻合的过渡区域原子排列

成螺旋形，称为螺型位错。

⑵位错密度增大，硬度（强度）提高。

⑶金属材料的塑性与位错的移动有关。

ⅲ面缺陷（主要指晶界与亚晶界）

⑴晶界：晶粒之间的界面。

⑵亚晶粒：每个晶粒都是由一些小晶块组成，称这些小晶块为亚晶粒。

⑶亚晶界：两个亚晶粒的边界是由一系列刃型位错构成的角度特别小的晶界，称为亚境界。

⑷面缺陷使金属的强度和塑性提高。

2.2 纯金属的结晶

2.2.1 纯金属结晶过程

1. 过冷现象

⑴实际金属总是在过冷情况下进行结晶的，所以过冷是结晶的一个必要条件。

⑵结晶温度通常采用热分析法测量。

2. 纯金属的结晶过程

⑴结晶过程总是从形成一些极小的晶体开始，这些细小晶体称为晶核。

⑵结晶基本过程：形核与其长大过程。

⑴自发型（均质形核）：仅

依靠自身的原子有规律排

⑶形核方式：列而形成晶核。

⑵非自发型（非均质形核）：

依附在固态杂质微粒表面很

容易形成的晶核。

2.3 合金的形成

2.3.1 合金、相和组织的基本概念

⑴组元：组成合金的最基本的、独立的物质。

⑵合金系：由给定的组元可以配制成一系列不同合金，组成一个系统。

⑶相：指金属或合金中化学成分、晶体结构及原子聚集状态相同的，并于其它部分有明显界面分开的均匀组成部分。

⑷组织：指用金相观察方法看到的由形态、尺寸不同和分布方式不同的一种或多种相构成的组合形貌。

2.3.2 合金形成相结构的方式

1. 固溶体：合金组元通过溶解一种成分和性能均

匀的且晶格类型与组元之一相同的固相。

⑴溶剂：能够保持其原有的晶格类型的组元称为

溶剂。

⑵溶质：失去原有晶格类型的组元称为溶质。

a 间隙固溶体

⑶固溶体： b 置换固溶体

2.金属化合物

《机械工程材料》在线作业(整理)

大工13春《机械工程材料》在线作业1 一、多选题（共 5 道试卷，共 25 分。） 1. 根据外力加载方式不同，强度指标包括下列的（）。 A. 屈服强度 B. 抗拉强度 C. 抗压强度 D. 抗弯强度 2. 材料的物理性能包括下列的（）。 A. 热膨胀性 B. 导热性 C. 导电性 D. 磁性 3. 根据受力情况，裂纹分为（）。 A. 张开型 B. 滑开型 C. 撕开型 D. 断开型 4. 材料受外力作用时所表现的性能称为力学性能，下列各项属于力学性能的是（）。 A. 强度 B. 塑性 C. 硬度 D. 韧性及疲劳强度 5. 工艺性能是指材料在加工过程中所表现的性能，包括下列的（）。 A. 铸造 B. 锻压 C. 热处理 D. 焊接和切削加工性能 二、单选题（共 5 道试卷，共 25 分。） 1. 材料常常在远（）其屈服强度的应力下发生断裂，这种现象称为疲劳。 A. 高于 B. 低于 C. 不高于 D. 不低于 2. 材料受外力作用时所表现的性能称为（）。 A. 物理性能 B. 化学性能 C. 力学性能 D. 工艺性能 3. 材料在外力去除后能够恢复的变形称为（），不能恢复的变形称为（）。 A. 弹性变形，塑性变形 B. 塑性变形，弹性变形 C. 弹性变形，弹性变形 D. 塑性变形，塑性变形 4. 材料受力破坏前承受最大塑性变形的能力是（）。 A. 硬度 B. 塑性 C. 强度 D. 变形 5. 实际服役的金属材料有（）是因为疲劳而破坏的。 A. 90% B. 80% C. 70% D. 60% 三、判断题（共 10 道试卷，共 50 分。） （×）1. 金属原子的外层电子多，不容易失去。 （×）2. 晶相中的晶粒大小对陶瓷材料的性能影响很小。 （×）3. 常见的金属材料都具有非晶体结构。 （√）4. 共价键中的电子对数因元素种类不同而不同。 （√）5. 晶相是陶瓷材料中的主要组成相。 （√）6. 固态物质按照原子在空间的排列方式，分为晶体和非晶体。 （√）7. 线缺陷就是晶体中的位错。 （×）8. 晶体中一维尺寸很大、另两维尺寸很小的缺陷称为面缺陷。 （√）9. 工程材料通常是固态物质。 （×）10. 在常温下，晶粒越粗，晶界面积越大。 大工13春《机械工程材料》在线作业2 一、多选题（共 5 道试卷，共 25 分。） 1. 下列各项属于影响奥氏体晶粒大小因素的是（）。 A. 原始组织 B. 合金元素 C. 加热速度 D. 加热温度 2. 材料的普通热处理包括下列的（）。 A. 退火 B. 正火 C. 淬火 D. 回火 3. 材料的其他热处理方式包括下列的（）。 A. 真空热处理 B. 形变热处理 C. 控制气氛热处理 D. 激光热处理 4. 材料的其他热处理包括下列的（）。 A. 真空热处理 B. 形变热处理 C. 表面淬火 D. 化学热处理 5. 材料的表面热处理包括下列的（）。 A. 退火 B. 正火 C. 表面淬火 D. 化学热处理 二、单选题（共 5 道试卷，共 25 分。）

机械工程材料实验与实践教学

《机械工程材料》实验与实践教学 实验一铁碳合金平衡组织分析 一、实验目的 1. 熟练运用铁碳合金相图，提高分析铁碳合金平衡凝固过程及组织变化的能力。 2. 掌握碳钢和白口铸铁的显微组织特征。 二、原理概述 铁碳合金相图是研究碳钢组织、确定其热加工工艺的重要依据。按组织标注的铁碳相图见图。铁碳合金在室温的平衡组织均由铁素体（F）和渗碳体（Fe3C）两相按不同数量、大小、形态和分布所组成。高温下还有奥氏体（A）和δ固溶体相。 利用铁碳合金相图分析铁碳合金的组织时，需了解相图中各相的本质及其形成过程，明确图中各线的意义，三条水平线上的反应及反应产物的本质和形态，并能做出不同合金的冷却曲线，从而得知其凝固过程中组织的变化及最后的室温组织。 根据含碳量的不同，铁碳合金可分为工业纯铁、碳钢及白口铸铁三大类，现分别说明其组织形成过程及特征。 1. 工业纯铁 碳的质量分数小于0.0218%的铁碳合金称为工业纯铁。见图1-1。当其冷到碳在α-Fe中的固溶度线PQ以下时，将沿铁素体晶界析出少量三次渗碳体，铁素体的硬度在80HB左右，而渗碳的硬度高达800HB，因工业纯铁中的渗碳体量很少，故硬度、强度不高而塑性、韧性较好。

图1-1 工业纯铁组织 2. 碳钢 碳的质量分数C w 在（0.0218~2.11）%之间的铁碳合金称为碳钢，根据合金在相图中的位置可分为亚共析、共析和过共析钢。 （1）共析钢 成分为%77.0=C w ，在727℃以上的组织为奥氏体，冷至727℃时发生共析反应： {}{}C Fe F A C C 3%0218.0%77.0+→ 将铁素体与渗碳体的机械混合物称珠光体（P ）。室温下珠光体中渗碳体的质量分数约为12%，慢冷所得的珠光体呈层片状。 图1-2 珠光体电镜组织 图1-3 珠光体光镜组 织 采用电子显微镜高倍放大能看出Fe 3C 薄层的厚度，图1-2中窄条为Fe 3C ，

《机械工程材料与热加工》考试重点

《机械工程材料与热加工》考试重点 1.刚度是表征金属材料抵抗弹性变形的能力 2.强度是金属材料在外力作用下抵抗塑性变形和破坏的能力 3.断后伸长率：σ=(L 1 -L )/L *100% 4.断面收缩率：Ψ=(A 0-A 1 )/A *100% 5.疲劳强度是指金属材料经无穷多次应力循环而不发生疲劳破坏的最大应力值。它表征材料对疲劳破坏的抗力 6.硬度可分为：布氏硬度洛氏硬度维氏硬度 7.晶体可分为：单晶体多晶体 8.金属的结晶过程是由形核和长大两个基本过程组成的 9.变质处理：在浇注前向金属熔液中加入变质剂，促使晶粒细化，以达到提高力学性能的目的 10.同素异构转变：金属在固态下，随温度改变而发生晶体结构改变的现象 11.常见铁碳合金的基本组织：铁素体奥氏体渗碳体珠光体莱氏体 12.铁碳合金分类：<1>工业纯铁（W C ＜0.0218%） <2>碳钢（W C =0.0218%-2.11%）碳钢又分为 1）亚共析钢（W C ＜0.77%） 2）共析钢（W C =0.77%） 3）过共析钢（W C ＞0.77%） <3>白口铸铁（W C =2.11%-6.69%） 13.退火与正火的选用：从使用性来考虑：如果对钢件的性能要求不太高，可采 用正火作为最终热处理。但如果零件较大或者形状较复杂，正火有可能使零件产生较大的残余应力或变形开裂，这时候就选择退火。对力学性能要求较高，必须进行淬火+回火最终热处理零件，从减少变形和开裂倾向性来说，预备热处理应选用退火。 14.调质处理：钢件淬火及高温回火的复合热处理工艺，称为调质处理 15.淬透性：在规定条讲下，决定淬硬深度和硬度分布的特性，称为淬透性 16.钢的淬硬性：是指在理想条件下进行淬火硬化所能达到的最高硬度的能力。 17.渗碳钢制零件，一般采用渗碳淬火+低温回火 18.变形铝合金的分类：按性能特点和用途可分为防锈铝硬铝超硬铝锻铝 19.热脆现象：在热加工时，共晶体熔化而破坏了晶粒间的结合，造成脆性断裂 的现象，称为热脆现象 20.冷脆现象：能与铜形成脆性化合物，在冷变形加工时易产生破裂的现象。 21.合金的铸造性能是指合金在在铸造生产中所表现的工艺性能。合金的铸造性 能主要包括流动性和收缩等。 22.影响合金流动性的因素：（1）浇注温度 （2）化学成分 （3）铸型条件 23.产生热应力规律是，逐渐冷却较慢的后壁或心部存在拉伸应力，冷去较快的 薄壁或表层存在压缩应力。 24.预防热应力的基本途径是尽量减少铸件各部分的温度差，均匀地冷却 25.热裂：是在凝固后期，此时温度下的金属强度较低，如果金属较大的线收缩， 受到铸型或者型芯的阻碍，机械应力超过该温度下的金属强度，便产生热裂

中南大学机械工程材料在线作业一讲解

(一) 单选题 1. 下列哪种不是铸锭的常见缺陷（）。 (A) 缩孔 (B) 缩松 (C) 气孔 (D) 咬边 参考答案： (D) 2. 面心立方晶胞致密度为（）。 (A) 0.68 (B) 0.86 (C) 0.74 (D) 0.72 参考答案： (C) 3. 金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将（）。 (A) 越高 (B) 越低 (C) 越接近理论结晶温度 参考答案：

(B) 4. 延伸率是用来表示金属材料的哪种性能（）。 (A) 强度 (B) 塑性 (C) 硬度 (D) 刚度 参考答案： (B) 5. 实际金属结晶形成晶核时，主要是哪种形核方式（）。 (A) 自发形核 (B) 非自发形核 (C) 平面形核 参考答案： (B) 6. 亚晶界是由（）。 (A) 点缺陷堆积而成 (B) 位错垂直排列成位错墙而构成 (C) 晶界间的相互作用构成 参考答案： (B)

7. 理论结晶温度与实际结晶温度之差称为（）。 (A) 过热度 (B) 过冷度 (C) 冷热度 参考答案： (B) 8. 晶体中的位错属于（）。 (A) 体缺 陷 (B) 面缺 陷 (C) 线缺 陷 (D) 点缺 陷 参考答案： (C) 9. 冷却速度较大时，实际金属结晶形成晶核后长大，主要是哪种长大方式（）。 (A) 平面长大 (B) 树枝状长大 (C) 自发长大 参考答案： (B) 10. 金属材料的流动性是衡量哪种工艺性能的（）。 (A) 铸造性能 (B) 锻造性能 (C) 焊接性能

(D) 热处理性能 参考答案： (A) 11. 硬度的高低是用来衡量金属材料的哪种性能（）。 (A) 耐腐蚀性能 (B) 耐磨性能 (C) 耐热性能 (D) 抗老化性能 参考答案： (B) 12. 固溶体的晶体结构与哪个相同（）。 (A) 溶质 (B) 溶剂 (C) 与两者都不同 参考答案： (B) 13. 金属材料的碳质量分数是衡量哪种工艺性能的（）。 (A) 铸造性能 (B) 锻造性能 (C) 焊接性能

机械工程材料综合实验心得体会

机械工程材料综合实验心得体会 篇一：机械工程材料总结 第01章材料的力学性能 静拉伸试验：材料表现为弹性变形、塑性变形、颈缩、断裂。 弹性：指标为弹性极限?e，即材料承受最大弹性变形时的应力。 刚度：材料受力时抵抗弹性变形的能力。指标为弹性模量E。表示引起单位变形所需要的应力。 强度：材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力。 断裂的类型：韧性断裂与脆性断裂、穿晶断裂与沿晶断裂、剪切断裂与解理断裂 布氏硬度 HB：符号HBS或HBW之前的数字表示硬度值, 符号后面的数字按顺序分别表示球体直径、载荷及载荷保持时间。洛氏硬度 HR 、维氏硬度HV 冲击韧性：A k = m g H – m g h (J)（冲击韧性值）a k= AK/ S0 (J/cm2) 疲劳断口的三个特征区：疲劳裂纹产生区、疲劳裂纹扩展区、断裂区。 断裂韧性：表征材料阻止裂纹扩展的能力，是度量材料的韧性好坏的一个定量指标，是应力强度因子的临界值。K ? C a C 工程应用要求：? YIC

磨损过程分：跑和磨损、稳定磨损、剧烈磨损三个阶段阶段 蠕变性能：钢材在高温下受外力作用时，随着时间的延长，缓慢而连续产生塑性变形的现象，称为蠕变。（选用高温材料的主要依据） 材料的工艺性能：材料可生产性：得到材料可能性和制备方法。铸造性：将材料加热得到熔体，注入较复杂的型腔后冷却凝固，获得零件的方法。锻造性：材料进行压力加工(锻造、压延、轧制、拉拔、挤压等)的可能性或难易程度的度量。 决定材料性能实质：构成材料原子的类型：材料的成分描述了组成材料的元素种类以及各自占有的比例。材料中原子的排列方式：原子的排列方式除了和元素自身的性质有关以外，还和材料经历的生产加工过程有密切的关系。 第02章晶体结构 晶体：是指原子呈规则排列的固体。常态下金属主要以晶体形式存在。晶体有固定的熔点，具有各向异性。非晶体：是指原子呈无序排列的固体。各向同性。在一定条件下晶体和非晶体可互相转化。 晶格：晶体中，为了表达空间原子排列的几何规律，把粒子(原子或分子)在空间的平衡位置作为节点，人为地将节点用一系列相互平行的直线连接起来形成的空间格架称

机械工程材料与热加工工艺-(1)

第一章 金属材料的力学性能 1. 什么是应力？什么是应变？ 2. 缩颈现象在力—拉伸图上哪一点？如果没有出现缩颈现象，是否表示该试样没发生塑性变形？ 3. 将钟表发条拉直是弹性变形还是塑性变形？怎样判断它的变形性质？ 4. 布氏和洛氏硬度各有什么优缺点？下列情况采用哪种硬度法来检查其硬度： 库存钢材，硬质合金刀头，锻件，台虎钳钳口。 5. 下列符号所代表的力学性能指标的名称和含义是什么： 0.21,,,,,,,,,,,.s b k E HRC HBS HBW HV σσσσδψα- 洛氏硬度的测试规范 标尺 压头 总载荷／N 适用测试材料 有效值 HRA 1200金刚石圆锥体 600 硬质合金，表面 淬火钢 70-85 HRB 1.588mm φ淬火钢球 1000 退火钢，非铁合 金 25-100 HRC 1200金刚石圆锥体 1500 一般淬火钢件 20-67 第二章 金属及合金的结构与结晶 1. 名词解释：金属键，晶体，晶格，配位数，致密度，单晶体，多晶体，晶体缺陷，相，固溶体，金属化合物，相图。 2. 简述金属的结晶过程。 3. 金属的晶粒粗细对其力学性能有什么影响。 4. 典型金属铸锭组织有哪几部分组成？影响金属铸锭组织的因素有哪些？ 第三章 铁碳合金相图 1. 什么是同素异构转变？室温和11000C 时纯铁晶格有什么不同？ 和组织名称。 4. 分析在缓慢冷却条件下，45钢和T10钢的结晶过程和室温组织。 5. 含碳量对碳钢组织与性能有哪些影响？

第四章 钢的热处理 1. 什么叫热处理？常用热处理的方法大致分为哪几类？ 2. 简述钢在加热时奥氏体的形成过程，影响奥氏体晶粒长大的因素有哪些？ 3. 简述过冷奥氏体等温转变产物的组织和性能？影响过冷奥氏体转变的因素有哪些？ 4. 在连续冷却转变中如何应用过冷奥氏体等温转变？ 5. 什么叫退火？什么叫正火？两者的特点和用途有什么不同？ 6. 亚共析钢的淬火为何是3(3050)c A C +-??过高或过低有什么弊端？ 7. 什么叫钢的淬透性和淬硬性？影响钢的淬透性的因素有哪些？ 8. 碳钢在油中淬火的后果如何？为什么合金钢可以在油中淬火？ 9. 钢在淬火后为什么要回火？三种类型回火的用途有什么不同？汽车发动机缸盖螺钉应采用哪种回火？为什么？ 10. 锯条，大弹簧，车床主轴，汽车变速器齿轮的最终热处理有何不同？ 11. 用T12钢制造钢件，请填写工艺结构方框图中的处理工序名称： 12. 在普通热处理中，加热后进行保温的作用是什么？感应加热表面淬火是否需要保温，化学热处理的保温有何特点？为什么？ 第五章 工业用钢 1. 填表 钢号 所属类别 大致含碳量（%） 性能特征 用途举例 Q235-A-F 45 T10A 16Mn 20CrMnTi 9CrSi 2. 仓库中储存了相同规格的20钢，45钢和T10圆钢，请找出一种较为简便的区分方法。、 3. 现拟制造如下产品，请选用适用的钢号： 六角螺钉，车床主轴，钳工錾子，液化石油气罐，活扳手,脸盆,自行车弹簧，钢锉，铣刀，门窗合页。

《机械工程材料》作业题及答案

《机械工程材料》作业题 第一章金属的晶体结构与强化机制 1、金属中常见的晶体结构类型是：体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格。 2、晶体缺陷按其几何形态分为 ：点缺陷、线缺陷和面缺陷。 3、金属的强度与硬度随其冷变形程度的增加 而提高 ，而塑性、韧性则降低 的现象称为加工硬化 或形变强化 。 4、金属的晶粒愈细小 ，则其强度、硬度愈高 ，而且还可改善 其塑性、韧性，这就是金属的细晶强化 作 用所致。实际生产中，铸件常采用：增大过冷度、变质处理 、振动 和搅拌 等方法来细化晶粒。 第二章合金的相结构与结晶 1、固态合金中的相，按其晶格结构的基本属性可分为固溶体和金属间化合物两大类。 2、固溶体的晶格类型与溶剂组元的晶体结构相同，根据溶质原子在溶剂晶格种所处位置不同可将固溶体分 为置换固溶体和间隙固溶体两类。 3、通过溶入某种溶质元素形成的固溶体而使金属强度和硬度提高的现象称为固溶强化。 4、在实际铸态下，合金的结晶比较快，原子的扩散来不及充分进行，结果使先结晶出来的固溶体和后结晶的固溶体成分不均匀，这种结晶过程称为非平衡结晶。在一个晶粒内部化学成分不均匀的现象称为晶内偏析 或枝晶偏析，它将导致合金的塑性、韧性下降，且易引起晶内腐蚀。当铸件中出现枝晶偏析时，可采用扩散退火或均匀化退火处理来消除之。 5、合金在冷却到某一温度时，由一定成分的液相同时结晶出成分不同、结构不同的两个固相，把这种转变称为共晶转变或共晶反应，其反应产物称为共晶组织或共晶体，其基本特征是两相均匀并交替分布。 6、Pb—Sn合金发生共晶反应的温度为183 ℃，其共晶点成分中的Pb含量为38.1 ％。当含ωPb30％的Pb—Sn合金，其室温下的平衡组织为β初＋αⅡ＋（α＋β）共。当含ωSn30％的Pb—Sn合金，其室温下的平衡组织为α初＋βⅡ＋（α＋β）共。 第三章 铁碳合金及合金钢概述 1、铁随温度的改变，由一种晶格转变为另一种晶格的现象，称为同素异构转变。 2、铁碳合金在727 ℃下，由一定成分的固相同时转变成两种成分和晶体结构完全不同的新固相的过程称为共析转变。其转变产物是由铁素体和渗碳体组成的机械混合物，将其称为珠光体，常以P 表示。 3、随着钢中碳含量的增加，其室温平衡组织的变化规律为P+F →P →P+Fe3CⅡ,其力学性能变化的规律

机械工程材料期末试题含详细答案

机械工程材料模拟练习题 一、填空题（每空0.5分） 1.常用测定硬度的方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度测试法。 2. 金属材料的力学性能主要包括强度、硬度、弹性、塑性等；强度的主要判据有屈服强度和抗拉强度，强度和塑性可以用拉伸实验来测定；压入法测量方法简便、不破坏试样，并且 能综合反映其它性能，在生产中最常用。 3. 铁碳合金在室温下平衡组织组成物的基本相是铁素体和渗碳体，随着碳的质量分数的增加，渗碳体相的相对量增多，铁素体相的相对量 却减少。 4. 珠光体是一种复相组织，它由铁素体和渗碳体按一定比例组成。珠光体用符号P表示。 5. 铁碳合金中，共析钢的w=0.77%,室温平衡组织为珠光体；亚共析钢的 w=0.0218%-cc0.77%，室温平衡组织为铁素体和珠光体；过共析钢的w=0.77%-2.11%,室温平衡组织为珠光c 体和二次渗碳体。 6. 铁碳合金结晶过程中，从液体中析出的渗碳体称为一次渗碳体；从奥氏体中析出的渗碳体称为二次渗碳体；从铁素体中析出的渗碳体称为三次渗碳体。 7. 低碳钢的碳质量分数范围是：Wc≤0.25%、中碳钢：Wc=0.25%-0.6%、高碳钢：Wc>0.6%。 8. 金属的晶粒越细，强度、硬度越高，塑性、韧性越好。实际生产中可通过增加过冷度、变质处理和附加振动来细化晶粒。 9. 常用金属中，γ-Fe、Al、Cu 等金属具有面心立方晶格，α-Fe具有体心立 方晶格。 10. 金属的结晶是在过冷的情况下结晶的,冷却速度越快,过冷度越大，金属结晶后的晶粒越细小,力学性能越好。 11. 钢的热处理工艺是由（加热）、（保温）和（冷却）三个步骤组成的；热处理基本不改变钢件的（形状和尺寸），只能改变钢件的（结构组织）和（力学性能）。 12. 完全退火适用于（亚共析碳）钢，其加热温度为（Ac3以上30-50°C），冷却速度（缓慢），得到（铁素体和珠光体）组织。 13. 球化退火又称为（均匀化）退火，其加热温度在（Ac1）＋20-30℃，保温后（随炉缓慢）冷却，获得（球状珠光体）组织；这种退火常用于高碳工具钢等。 14. 中碳钢淬火后，再经低温回火后的组织为（回火马氏体），经中温回火后的组织为（回火托氏体），经高温回火后的组织为（回火索氏体）；淬火高温回火后具有（综合力学）性能。 15. 钢的高温回火的温度范围在（500-650°C），回火后的组织为（回火索氏体）。这里开始！！！16. 按化学成份分类，就含碳量而言，渗碳钢属低碳钢, 调质钢属中碳钢, 滚动轴承钢属高碳钢。 17. 高速钢W18Cr4V 中合金元素W 的作用是提高钢的红硬性和回火稳定性； Cr

《机械工程材料》作业页解

第一章材料的结构与金属的结晶 1．解释下列名词： 变质处理P28;细晶强化P14;固溶强化P17。 5?为什么单晶体具有各向异性P12,而多晶体在一般情况下不显示各向异性P13? 答：因为单晶体内部的原子都按同一规律同一位向排列，即晶格位向完全一致。 而在多晶体的金属中，每个晶粒相当于一个单晶体，具有各项异性，但各个晶粒在整块金属中的空间位向是任意的，整个晶体各个方向上的性能则是大量位向各不相同的晶粒性能的均值。 6. 在实际金属中存在哪几种晶体缺陷P13?它们对力学性能有何影响P14？ 答：点缺陷、线缺陷、面缺陷。缺陷的存在对金属的力学性能、物理性能和化学性能以及塑性变形、扩散、相变等许多过程都有重要影响。 7. 金属结晶的基本规律是什么P25?铸造（或工业）生产中采用哪些措施细化晶粒？举例说明。P27?P28 答：金属结晶过程是个形核、长大的过程。 （1 ）增大过冷度。降低金属液的浇筑温度、采用金属模、水冷模、连续浇筑等。 （2）变质处理。向铝合金中加入钛、锆、硼;在铸铁液中加入硅钙合金等。 （3）振动和搅拌。如机械振动、超声波振动、电磁搅拌等。 第二章金属的塑性变形与再结晶 1. 解释下列名词： 加工硬化P40;再结晶P43 ;纤维组织P3& 2. 指出下列名词的主要区别：重结晶、再结晶P43 答：再结晶转变前后的晶格类型没有发生变化，故称为再结晶; 而重结晶时晶格类型发生了变化。另外，再结晶是对冷塑性变形的金属而言，只有经过冷塑性变形的金属才会发生再结晶，没有经过冷塑性变形的金属不存在再结晶的问题。 5. 为什么常温下晶粒越细小，不仅强度、硬度越高，而且塑性、韧性也越好? P38 答：晶粒愈细，单位体积内晶粒数就愈多，变形是同样的变形量可分散到更多的晶粒中发生，以产生比较均匀的变形，这样因局部应力集中而引起材料开裂的几率较小，使材料在断裂前就有可能承受较大的塑性变形，得到较大的伸长率和具有较高的冲击载荷抗力。 6. 用冷拔铜丝制作导线，冷拔后应如何处理?为什么? P42 答：应该利用回复过程对冷拔铜丝进行低温退火。 因为在回复阶段，变形金属的显微组织没有明显变化，纤维状外形的晶粒仍存在，故金属的强度、硬度和塑性韧性等力学性能变化不大，某些物理、化学性能恢复，如电阻降低、抗应力腐蚀性能提高等，同时残留应力显著降低。 7. 已知金属W Fe、Cu、铅Pb的熔点分别为3380'C、1538'C、1083'C、327C，试估算这些金属的再结晶温度P43o T再"0.4T熔

机械工程材料及热加工工艺试题及答案

一、名词解释： １、固溶强化：固溶体溶入溶质后强度、硬度提高，塑性韧性下降现象。 ２、加工硬化：金属塑性变形后，强度硬度提高的现象。 ２、合金强化：在钢液中有选择地加入合金元素，提高材料强度和硬度 ４、热处理：钢在固态下通过加热、保温、冷却改变钢的组织结构从而获得所需性能的一种工艺。５、细晶强化：晶粒尺寸通过细化处理，使得金属强度提高的方法。 二、选择适宜材料并说明常用的热处理方法 三、（20分）车床主轴要求轴颈部位硬度为HRC54—58，其余地方为HRC20—25，其加工路线为：

下料锻造正火机加工调质机加工（精） 轴颈表面淬火低温回火磨加工 指出：1、主轴应用的材料：45钢 2、正火的目的和大致热处理工艺细化晶粒，消除应力；加热到Ac3＋50℃保温一段时间空冷 3、调质目的和大致热处理工艺强度硬度塑性韧性达到良好配合淬火＋高温回火 4、表面淬火目的提高轴颈表面硬度 5．低温回火目的和轴颈表面和心部组织。去除表面淬火热应力，表面M＋A’心部S回 四、选择填空（20分） １．合金元素对奥氏体晶粒长大的影响是（d） （a）均强烈阻止奥氏体晶粒长大（b）均强烈促进奥氏体晶粒长大 （c）无影响（d）上述说法都不全面 ２．适合制造渗碳零件的钢有（c）。 （a）16Mn、15、20Cr、1Cr13、12Cr2Ni4A （b）45、40Cr、65Mn、T12 （c）15、20Cr、18Cr2Ni4WA、20CrMnTi ３．要制造直径16mm的螺栓，要求整个截面上具有良好的综合机械性能，应选用（c ）（a）45钢经正火处理（b）60Si2Mn经淬火和中温回火（c）40Cr钢经调质处理 4．制造手用锯条应当选用（a ） （a）T12钢经淬火和低温回火（b）Cr12Mo钢经淬火和低温回火（c）65钢淬火后中温回火 5．高速钢的红硬性取决于（b ） （a）马氏体的多少（b）淬火加热时溶入奥氏体中的合金元素的量（c）钢中的碳含量6．汽车、拖拉机的齿轮要求表面高耐磨性，中心有良好的强韧性，应选用（c ）（a）60钢渗碳淬火后低温回火（b）40Cr淬火后高温回火（c）20CrMnTi渗碳淬火后低温回火 7．65、65Mn、50CrV等属于哪类钢，其热处理特点是（c ） （a）工具钢，淬火+低温回火（b）轴承钢，渗碳+淬火+低温回火（c）弹簧钢，淬火+中温回火 8. 二次硬化属于（d） （a）固溶强化（b）细晶强化（c）位错强化（d）第二相强化 9. 1Cr18Ni9Ti奥氏体型不锈钢，进行固溶处理的目的是（b） （a）获得单一的马氏体组织，提高硬度和耐磨性

机械工程材料试验

机械工程材料实验钢的热处理 题目：钢的热处理 指导老师：克力木·吐鲁干 姓名：杨达 所属院系：电气工程学院 专业：能源与动力工程 班级：能动15-3 完成日期：2017年12月3日 新疆大学电气工程学院

钢的热处理 一总述 热处理是可以改变金属内部的组织结构，从而改变金属的性能。热处理是把钢件加热至一定的温度，保温足够的时间，然后以一定速度冷却的过程。一般热处理工艺有退火、正火、淬火和回火等。 45钢和T8钢是工厂生产中绝大部分零件的辅助用钢、在零件的制造过程中，零件的力学性能检验主要采用硬度检测。碳钢的淬火工艺是提高其力学性能的有效方法之，实践证明零件经热处理后得到的硬度直接受含碳量、加热温度、冷却速度、回火温度这四个因素的影响。本文通过对碳钢进行淬火试验,确定这些因素对碳钢硬度的影响。 二钢的退火和正火 退火和正火是应用最广泛的热处理工艺，除经常作为预先热处理工序外，在一些普 通铸件、焊接件以及某些不重要的热加工工件上，还作为最终热处理工序。钢的退火通常是把钢加热到临界温度AC或AC 以上，保温一段时间，然后缓慢地随炉冷却。此时奥氏体在高温区发生分解而得到接近平衡状态的组织。正火则是把钢加热到A或A以上，保温后在空气中冷却。由于冷却速度稍快，与退火相比较，组织中的珠光体相对量较多，且片层较细密，所以性能有所改善。对低碳钢来说，正火后硬度提高，可改善切削性能，有利于降低零件表面粗糙度; 对高碳钢则正火可消除网状渗碳体，为下一步球化退火及淬火做准备。 三钢的淬火 所谓淬火就是将钢加热到Ac3亚共析钢或Ac1 (过共析钢)以上30-50℃保温后放入各种不同的冷却介质V冷应大于V临以获得马氏体组织。碳钢经淬火后的组织由马氏体及一定数量的残余奥氏体所组成。为了正确地进行钢的淬火必须考虑下列三个重要因素淬火加热的温度、保温时间和冷却速度。 1淬火温度的选择 选定正确的加热温度是保证淬火质量的重要环节。淬火时的具体加热温度主要取决于钢的含碳量可根据相图确定。对亚共析钢其加热温度为30-50℃若加热温度不足低于则淬火组织中将出现铁素体而造成强度及硬度的降低。对过共析钢加热温度为30-50℃ 淬火后可得到细小的马氏体与粒状渗碳体。后者的存在可提高钢的硬度和耐磨性。 2保温时间的确定 淬火加热时间是将试样加热到淬火温度所需的时间及在淬火温度停留保温所需时间的总和。加热时间与钢的成分、工件的形状尺寸、所需的加热介质及加

机械工程材料与热处理A试卷

成都工业学院 2013－2014学年第一学期考试试卷 1、满分100分。要求卷面整洁、字迹工整、无错别字。 2、考试必须将姓名、班级、学号完整、准确、清楚地填写在试卷规定地方，否则视为废卷。 3、考试必须在签到单上签到，若出现遗漏，后果自负。 4、答案请全部填写在试卷上，否则不给分。 试题 一、填空题 (每空0.5分,共35分) 1. 在静载荷作用下，金属抵抗塑性变形或断裂的能力称为（强度）；其常用指标的名称及符号分别是（弹性极限）符号（）、（屈服强度）符号（）、（抗拉强度）符号（）。 2. 金属常见的晶体结构有（体心立方）、（面心立方）和（密排六方）等三种；其中，（面心立方）结构的金属塑性最好，（体心立方）结构的金属塑性次之，（密排六方）结构的金属塑性最差。合金的基本相结构分别是（固溶体）和（金属化合物）；工程用合金主要是以（固溶体）为基体，在基体中分布有（金属化合物）。 3. 金属结晶的过程是（形核）和（长大）的过程。金属结晶后的晶粒愈细小，其(硬度)愈高，且（塑性）和（韧性）也愈好。 4. 钢的热处理是指将钢在固态下经过（加热）、（保温）和（冷却），以获得所需（组织）和（性能）的工艺方法。通过适当的热处理，能显著提高钢的（力学性能），以满足零件的使用要求；能改善钢的（加工工艺），以提高生产率和加工质量；能消除钢在加工过程中产生的（内应力），以稳定零件的形状和尺寸。按其原理不同分为(一般)热处理、(表面)处理和（其他）处理等三大类。 5. 淬火是指将钢加热至（奥氏体）状态，然后以大于(临界冷却速度)的冷却速度快冷至室温以获得高硬度(马氏体)组织的热处理工艺。回火是指将淬火钢在（A1）温度以下重新加热、保温和冷却的热处理工艺。根据回火温度范围不同，回火分为（低温）回火、（中温）回火和（高温）回火等三种；其中，淬火和（高温）回火的复合热处理称为调质。 6. 根据形态不同，马氏体分为（板条状）和（针状）两种；其中，（针状）硬度高而塑性差。

机械工程材料习题答案 王章忠主编 第二版

例1：某工厂生产精密丝杠，尺寸为φ40×800mm，要求热处理后变形小，尺寸 稳定，表面硬度为60～64HRC，用CrWMn钢制造;其工序如下：热轧钢棒下料→ 球化退火→粗加工→淬火、低温回火→精加工→时效→精磨。试分析：1. 用CrWMn钢的原因。2. 分析工艺安排能否达到要求，如何改进？ 丝杠是机床重要的零件之一，应用于进给机构和调节移动机构，它的精度高低直接影响机床的加工精度、定位精度和测量精度，因此要求它具有高精度和高的稳定性、高的耐磨性。在加工处理过程中，每一工序都不能产生大的应力和大的应变；为保证使用过程中的尺寸稳定，需尽可能消除工件的应力，尽可能减少残余奥氏体量。丝杠受力不大，但转速很高，表面要求有高的硬度和耐磨性，洛氏硬度为60～64 HRC。 根据精密丝杠的上述要求，选用CrWMn钢较为合适。其原因如下： （1）CrWMn钢是高碳合金工具钢，淬火处理后能获得高的硬度和耐磨性，可满 足硬度和耐磨性的要求。 （2）CrWMn钢由于加入合金元素的作用，具有良好的热处理工艺性能，淬透性好，热处理变形小，有利于保证丝杠的精度。目前，9Mn2V和CrWMn用得较多，但前者淬透性差些，适用于直径较小的精密丝杠。 对原工艺安排分析：原工艺路线中，由于在球化退火前没有安排正火；机加工后没有安排去应力退火；淬火、低温回火后没有安排冰冷处理等项原因，使得精密丝杠在加工过程中会产生很大的应力和变形，很难满足精密丝杠的技术要求。所以原工艺路线应改为：下料→正火→球化退火→粗加工→去应力退火→淬火、低温回火→冷处理→低温回火→精加工→时效→半精磨→时效→精磨。 例2：有一载重汽车的变速箱齿轮，使用中受到一定的冲击，负载较重，齿表面要求耐磨，硬度为58～62HRC齿心部硬度为30～45HRC，其余力学性能要求为σ＞1000MPa，σ≥600MPa，A＞48J。试从所K OFb给材料中选择制造该齿轮的合适钢种。 35、45 、20CrMnTi 、38CrMoAl 、T12 分析：从所列材料中可以看出35、45 、T12钢不能满足要求。对剩余两个钢种 比较，20CrMnTi能全面满足齿轮的性能要求。 其工艺流程如下：下料→锻造→正火→机加工→渗碳→淬火→低温回火→喷丸→磨齿。 例3：机械式计数器内部有一组计数齿轮，最高转速为350r/min，该齿轮用下列哪些材料制造合适，并简述理由。40Cr、20CrMnTi、尼龙66。 工作条件分析：计数器齿轮工作时，运转速度较低、承受的扭矩很小，齿轮

机械工程材料期末试题(附答案) 整理

名词解释： 合金：由两种或两种以上金属元素；或金属与非金属元素熔炼、烧结或通过其方法由化学键组合而成的具有金属特性的物质。 同素异晶转变：在固态下，同一种元素由一种晶体结构转变为另一种晶体结构的转变。 铁素体：碳溶解在α－Fe中形成的间隙固溶体。 再结晶：冷变形金属在加热时其组织和性能都恢复到变形前的软化状态的过程。淬透性：一种热处理工艺性能，表示材料在淬火时获得淬硬层深度的能力。 奥氏体：C在γ－Fe中的间隙固溶体，常用A或γ表示，是一种硬度较低而塑性较高的固溶体。 固溶体：组成合金的组元，在固态时相互溶解，所形成的单一均匀的物质。 自然时效：自然时效是指经过冷、热加工或热处理的金属材料，于室温下发生性能随时间而变化的现象。 加工硬化：金属材料随着冷塑变形程度的增大，强度和硬度逐渐升高，塑性和韧性逐渐降低的现象称为加工硬化或冷作硬化。 调质:对钢材作淬火+高温回火处理，称为调质处理。 碳素钢:含碳量≤2.11%的铁碳合金。 SPCD: 表示冲压用冷轧碳素钢薄板及钢带，相当于中国08A（13237）优质碳素结构钢。 填空题： 1.石墨为片状的灰口铸铁称为铸铁，石墨为团絮状的灰口铸铁称为__ 铸铁，石墨为球状的灰口铸铁称为铸铁。其中铸铁的韧性最高，因而可以锻造。 2. 陶瓷材料中的气相是指，在程中形成的，它了陶瓷的强度。 3.根据采用的渗碳剂的不同，将渗碳分为__________、__________和__________三种。 4.工程中常用的特殊性能钢有_________、_________、_________等。 5.金属的断裂形式有__________和__________两种。 6.金属元素在钢中形成的碳化物可分为_________、_________两类。 7.常见的金属晶体结构有____________、____________和____________三种。 1、普通灰口；可锻；球墨； 2、气孔；烧结；降低。 3、固体渗碳气体渗碳 4、不锈钢耐热钢耐磨刚 5、延性断裂 6、合金渗碳体特殊碳化物 7、体心立方晶格密排六方晶格

机械工程材料及应用教案王纪安

《机械工程材料应用》教案 项目一工程材料与机械制造过程 课题：材料的发展过程分类及发展趋势（4课时） 导入：教师以教材“问题”进行课程的始学教育，举出身边某制品或零件，说出是什么材料制造的，为何选用这种材料？ 教学目标：1.了解机械工程材料及其分类； 2. 了解机械工程材料的发展过程； 3. 了解机械制造过程； 4. 了解机械工程材料在机械制造过程中的地位和作用 前测：什么是机械工程材料？你所知道的机械制造过程有哪些？ 教学过程： 【板书】一.材料的简要发展过程 材料是人类文明和技术进步的重要标志。 石器时代→青铜器时代→铁器时代→钢铁时代→新材料时代 1、司母戊大鼎发掘历史； 2、新型材料（航空航天材料）。 【讲解】在浩瀚的材料世界里，金属材料是一个最大的王国。最早，我们人类使用的金属材料主要是天然产品。（穿插讲解材料史话）经历了石器时代、青铜器时代和铁器时代的漫长历史过程后，在冶金技术的推动下，我们又从钢铁时代迈进了新材料时代。在人类文明历程中，金属材料对推动社会的发展，促进文明的进步，丰富文化的内容，改变人们的生活方式发挥了巨大作用。当今世界，金属材料已成为工农业生产、人民生活、科学技术和国防发展的重要物质基础。离开了金属材料的“钢筋铁骨”，桥梁将断，舰艇将毁，大厦将倾，工厂将停…… 二、了解机械工程材料的分类及发展过程 1 、定义机械工程材料主要指用于机械工程、电器工程、建筑工程、化工工程、航空航天工程等领域的材料。 2、分类（按化学成分分类） 金属材料 (综合性能好，用量最大、应用范围最广) 【设问】同学们在平时的生活中看到过哪些金属（纯金属）？ 【板书】1．金属：如铁、铜、铝、金、银等，共有90种。常温下为固体（除汞外）。 【设问】金属与非金属比较有哪些特性？ 【板书】2．金属特性： 具有金属光泽；（铁、铝等大多数金属为银白色，铜为紫红色，金为黄色） 有良好的导电性和导热性；（铜、铝是优良的导电体） 有一定的强度和塑性。 【交流与讨论】金属是一类重要的材料，人类的生活和生产都离不开金属。请说出下表日常生活中使用的金属。 【讲解】强度、硬度很小，无法用来制造承受大载荷的机械零件和工具。如果我们将一种金属跟其他金属(或非金属)熔合制成具有金属特性的物质就得到合金。

大工20春《机械工程材料》在线作业123【答案】

大工20春《机械工程材料》在线作业1 试卷总分:100 得分:100 一、多选题(共5 道试题,共25 分) 1.工艺性能是指材料在加工过程中所表现的性能,包括下列的()。 A.铸造 B.锻压 C.热处理 D.焊接和切削加工性能 此题目参考选项:ABCD 2.材料受外力作用时所表现的性能称为力学性能,下列各项属于力学性能的是()。 A.强度 B.塑性 C.硬度 D.韧性及疲劳强度 此题目参考选项:ABCD 3.根据外力加载方式不同,强度指标包括下列的()。 A.屈服强度 B.抗拉强度 C.抗压强度 D.抗弯强度 此题目参考选项:ABCD 4.材料的物理性能包括下列的()。 A.热膨胀性 B.导热性 C.导电性 D.磁性 此题目参考选项:ABCD 5.根据受力情况,裂纹分为()。 A.张开型 B.滑开型 C.撕开型 D.断开型 此题目参考选项:ABC 二、单选题(共5 道试题,共25 分) 6.材料受外力作用时所表现的性能称为()。 A.物理性能 B.化学性能 C.力学性能 D.工艺性能

此题目参考选项:C 7.材料在外力去除后能够恢复的变形称为(),不能恢复的变形称为()。 A.弹性变形，塑性变形 B.塑性变形，弹性变形 C.弹性变形，弹性变形 D.塑性变形，塑性变形 此题目参考选项:A 8.材料受力破坏前承受最大塑性变形的能力是()。 A.硬度 B.塑性 C.强度 D.变形 此题目参考选项:B 9.材料常常在远()其屈服强度的应力下发生断裂,这种现象称为疲劳。 A.高于 B.低于 C.不高于 D.不低于 此题目参考选项:B 10.实际服役的金属材料有()是因为疲劳而破坏的。 A.90% B.80% C.70% D.60% 此题目参考选项:A 三、判断题(共10 道试题,共50 分) 11.工程材料通常是固态物质。 此题目参考选项:正确 12.金属原子的外层电子多,不容易失去。 此题目参考选项:错误 13.共价键中的电子对数因元素种类不同而不同。 此题目参考选项:正确 14.固态物质按照原子在空间的排列方式,分为晶体和非晶体。 此题目参考选项:正确 15.常见的金属材料都具有非晶体结构。

机械工程材料作业1

名词解释： 1. 晶格-------为了研究方便，将构成晶体的原子抽象为平衡中心位置的纯粹几何点，称为结点或阵点。用一些假想的空间直线将这些点连接起来，构成一个三维的空间格架，称为空间点阵，简称为晶格或点阵。 2．晶胞------反映晶格特征的最小几何单元来分析晶体中原子排列的规律，这个最小的几何单元称为晶胞。 3．各向异性-------晶体中，由于各晶面和各晶向上的原子排列的密度不同，因而同一晶体的不同晶向和晶面上的各种性能不同，这种现象称为各向异性。 4．晶界-------多晶体中每个外形不规则的小晶体称为晶粒，晶粒之间的交界面就是晶界。 5. 合金-------通过熔炼，烧结或其它方法，将一种金属元素同一种或几种其它元素结合在一起所形成的具有金属特性的新物质，称为合金。 6. 固溶强化-------在合金中，随溶质原子的加入发生晶格畸变，形成固溶体使金属强度和硬度提高的现象。 7. 组织-------用肉眼或借助不同放大倍数的显微镜所观察到的金属内部的情景，即各相晶粒的形态、数量、大小和分布的组合。 8. 刃型位错-------位错可认为是晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体的局部滑移而造成。滑移部分与未滑移部分的交界线即为位错线。如果相对滑移的结果上半部分多出一半原子面，多余半原子面的边缘好像插入晶体中的一把刀的刃口，故称“刃型位错” 9. 变质处理-------在液体金属中加入孕育剂或变质剂，以细化晶粒和改善组织的处理方法。 10．枝晶偏析-------实际生产中，合金冷却速度快，原子扩散不充分，使得先结晶出来的固溶体合金含高熔点组元较多，后结晶含低熔点组元较多，这种在晶粒内化学成分不均匀的现象称为枝晶偏析。 11．同素异构转变-------由于条件（温度或压力）变化引起金属晶体结构的转变，称同素异构转变。 12. 共晶反应-------指一定成分的液体合金，在一定温度下，同时结晶出成分和晶格均不相同的两种晶体的反应。 13. 共析反应-------由特定成分的单相固态合金，在恒定的温度下，分解成两个新的，具有一定晶体结构的固相的反应。 14. 加工硬化-------金属塑性变形时，随变形度的增加，强度和硬度升高，塑性和韧性下降的现象。 15．热加工-------将金属加热到再结晶温度以上一定温度进行压力加工。 16．本质晶粒度-------根据标准试验方法，在930±10℃保温足够时间（3-8小时）后测定的钢中晶粒的大小。 17．调质处理-------淬火加高温回火。 18. 马氏体-------碳原子在α-Fe中的过饱和固溶体。 19. 淬透性-------一种热处理工艺性能，表示材料在淬火时获得淬硬层深度的能力。 20. 淬硬性-------钢在淬火后获得马氏体的最高硬度。 21. 红硬性------指钢在高温条件下仍能保持高的硬度和切削能力的性能。 22．水韧处理-------将碳钢在950℃加热快冷后在400℃回火处理。 23．时效------- 为使二次淬火层的组织稳定，在110~150℃经过6~36小时的人工时效处理，以使组织稳定。 24．石墨化-------将渗碳体加热到一定温度保温后缓慢冷却得到石墨的热处理工艺。

机械工程材料综合实验报告

微软中国 机械工程材料综合实验 报告 能动B(93)第六组 组员：王健，刘文扬，钱保文，王宁韬，李典，王军，张凯，李玫，张琳，王荣，董冰

1．实验流程 A对每位同学经行分组编号领取式样，用铁丝固定好试样。 b练习用洛氏硬度机测定试样处理前硬度。 C对试样进行热处理 D试样处理后，用砂纸抹去氧化皮，擦净，然后在洛氏硬度计上测硬度值。 E记录试验数据（详见小组成员的报告） F制备金相试样，分析组织.（详见小组成员的报告）

2．实验记录及其分析 ．45钢

45钢的成分为：含碳量0.42%—0.50%，含硅量0.17%—0.37%，含锰量0.50%-0.80%，还含有少量的P、S、Ni、Cr、Cu等元素。 45钢860度加热空冷：45钢是一种亚共析钢，其显微组织是：铁素体+珠光体。本次实验对试样进行正火处理，将试样加热到并保温一定时间，然后放在耐火砖上空冷。经过正火处理后，其显微组织明显细化，强度和硬度也得到一定程度的提高 45钢860度加热油冷：淬火处理后，其显微组织中有片层极细珠光体（托氏体） +马氏体+少量残余奥氏体组成，由于马氏体是碳在a-Fe中的过饱和固溶体，具有体心立方结构。大量碳原子的过饱和造成原子排列发生畸变，产生较大内应力，因此马氏体具有高的硬度和强度，使得淬火处理后45钢具有较高的硬度和强度，耐磨性很好，而且托氏体中片层珠光体极细，可使45钢塑性和韧性显著提高。 45钢860度加热水冷：水冷的冷却速度较快，可得到淬火马氏体。当奥

氏体过冷至点时，便有第一批马氏体针叶沿奥氏体晶界形核并且迅速向晶内长大，由于长大速度极快，他们很快横贯整个奥氏体晶粒或很快彼此相碰而立即停止长大，必须降低温度才能有新的马氏体针叶形成，如此不断连续冷却便有一批又一批的马氏体的针叶不断形成，直到点，转变才告结束。 45钢860度加热水冷加150度低温回火： 在150℃回火时，得到 具有一定过饱和度的α与ε碳化物组成的回火马氏体组织，易被腐蚀为 黑色针叶状，硬度与淬火马氏体相近 45钢860度加热水冷加400度中温回火：在400度回火，得到由针叶状铁素体和极小的颗粒状渗碳体共同组成的回火托氏体组成组织，具有较高的硬度和强度（比淬火前稍底），特别是具有较高弹性极限和屈服强度，以及一定的塑性和韧性。 45钢860度加热水冷加600度高温回火：在600度回火时得到回火索氏体，具有适当的强度和足够塑性和韧性，具有良好的综合力学性能 45钢760度加热水冷：45钢经水冷淬火处理后，其显微组织中有细针马氏体+铁素体,由于马氏体是碳在a-Fe 中的过饱和固溶体，具有体心正方结构。大量碳原子的过饱和造成原子排列发生畸变，产生较大内应力，因此马氏体具有高的硬度和强度，导致淬火后的45钢具有良好的强度与塑性和韧性的配合,可以延长零件的使用寿命 T12热处理前室温平衡组织是二次渗碳体+珠光体，由于Wc=1.15%~1.24%,故T12为过共析钢。 T12钢900度空冷：T 12钢正火温度为Ac3线以上30℃~80℃（即900℃左右），保温一段时间（10分钟），T12的组织转变为奥氏体+二次渗碳体，保温后放入空气中冷却，这样可以细化组织，适当提高硬度和强度。 T12钢900度水冷：T12钢进行900℃下加热的时候，首先它里边的铁素体会转变成奥氏体，然后多余的碳会溶解在奥氏体里边，加热一段时间稳定后，把它从加热炉里边取出来，进行水淬，这是温度会急剧的降低，会生成马氏体，同时由于马氏体的体积会变大，所以会产生大量的残余奥氏体。所以它在常温下的组织为马氏体和奥氏体。 T12钢780度水冷：得到马氏体和渗碳体 T12钢780度水冷加200度回火：在淬火时采用水冷由于水冷速度较快碳原子来不及从α-Fe 中析出而形成碳的过饱和固熔体形成马氏体，具有高硬度和强度，但脆性高，需回火后使用。然后进行200℃回火，在回火过程中形成Ms Mf