第一章 金属的力学性能 1、 金属的性能主要取决于什么？ 材料本身的化学成分和材料的微观组织结构 2、材料的力学性能包括哪几个指标？ 强度 钢度 塑性 韧度 硬度等 3、什么是强度？什么是塑性？ 是指材料在载荷作用下抵抗永久变形和断裂能力 是指材料在断裂前发生不可逆永久变形能力 4、屈服强度、抗拉强度的符号、含义；？ δs表明材料对开始明显塑性变形的抗力 δb试样拉断前所能承受的最大应力 5、延伸率、断面收缩率的符号、含义？； 延长率S=L1-L0/L0*100% 指试样拉断后标距长度的伸长量与原标距长度的百分比 断面收缩率ψ=S0-S1/S0*100%指试样拉断后缩颈处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比 6、布氏硬度（HBS）的表示方法、测量范围及优缺点？； 0~ 450 HBS 优点 测量准确 测不均匀材料 450~650HBW 缺点 压痕大 不宜测成品，消减，薄件，过硬件 （用符号HB表示 使用淬火钢球压头 适合于测定布氏硬度值在450以下的材料 适合于测量组织粗大且不均匀的金属材料的硬度 压痕面积较大 ，受测量不均匀度影响较小，故测量结果较准确） 7、洛氏硬度（HRC）的表示方法、测量范围及优缺点？ 70~80HRA 20~70HRC 优点 测成品，薄件 20~100HRB 缺点 载荷大，不易测极薄，镀层工件 （用符号HR表示，HR前面为硬度数值，HR后面为使用的标尺 可直接测成品和较薄工件操作简便，迅速，测量硬度值范围大，压痕小） 8、什么是冲击韧性？韧性指标Ak、ak的含义？； 金属材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力 败垂一次冲断试样所消耗的能量用符号Ak表示 AK称为冲击吸收功 单位J AK=mgh1-mgh2=mg(h1-h2) 把冲击吸收功AK除以试样缺口横截面积S0所得的商ak称为材料的冲击韧度 ak=AK/S0(J/cm2) 9、温度对材料的冲击韧性有什么影响？ AK值随温度降低而减小 ( 冲击吸收功急剧变化或断口韧性急剧转变的温度区域，称为脆性转变温度 脆性转变温度越低，材料的低温抗冲击性能越好) 10、什么是疲劳强度？提高材料疲劳强度的措施有哪些？ 试样承受无数次应力循环或达到规定的循环次数才断裂的最大应力，作为材料的疲劳强度 除设计时在结构上注意减小零件应力集中外，改善零件表面粗糙度和进行热处理（如高频淬火 表面形变强化化学热处理以及各种表面复合强度化等）也是提高疲劳强度的方法 11、在有关工件的图纸上，出现了以下几种硬度的标注方法，问是否正确？ （1）HBS250--300 改为250—300HBS （2）600--650HBS 改为600—650HBW （3）HRC5--10 改为5—10HRC （4）55--60HRC 正确 12、下列各种工件应该采用何种硬度试验方法来测量其硬度 ？ （1）锉刀 洛氏硬度 （2）各种供应状态的型钢 布氏硬度 （3）灰铸铁 布氏硬度 第二章 金属和合金的晶体结构 1、晶体缺陷包括几种类型？ 点缺陷 线缺陷 面缺陷 3、合金的组织有几种类型？ 按相结构可分为固溶体（可分为置换固溶体和间隙固溶体）和金属化合物（中间相） 4、金属化合物在结构上和性能上有什么特点？ 性能：不仅有较高的强度，硬度以及某些优异的物理化学性能和工艺性能，价格低廉。 第三章 金属的结晶 1、过冷度与冷却速度有什么关系？ 的硬度高； 没有本质区别，也没有严格界冷却速度越大，过冷度就越大， 1%C合金属于过共析钢含有强化限，只是形态不同 相Fe3CⅡ 金属的实际结晶温度就越低 P较粗 S（索氏体）较细 T2、形核率N和长大速度Vg-与过冷 （2）1.2%C合金的强度比值（托氏体）最细 度有什么样关系？ 5、 马氏体有几种形态？马氏0.77%C的强度低； 随过冷度的增加，形核率（N）长 0.77％为共析钢，体转变有哪些特点？马氏组织为Ｐ其大率（G）均增加但增加速度有所强度高，硬度适中 体的硬度主要取决于什不同 么？ （3）为什么绑扎物体选用低碳铁过冷度较小时，形核率小于长大丝；吊车吊运物体时选用中碳的 片状（针状）和板条状两种 率，过冷度较大时，形核率大于钢丝绳？ 马氏体的形核数取决于温度与长大率 地低碳铁丝韧性好，易变形，时间无关。（在Ms点与Mf点之间3、如果其它条件相同，试比较在吊车要求综合力学性能高 某一温度保持恒温，马氏体量不下列铸造条件下，铸件晶粒的大 （4）为什么要“趁热打铁”？ 会增多，Ms点Mf点的位置主要取小？ 热的组织为A，其硬度低，适于决于奥氏体的含碳量，含碳量越（1）金属型铸造(小)与砂型铸进行加工成形 多，Ms和Mf点越低，蛋糕尸体的造； （5）钢和铸铁都能进行锻造吗？Wc>0.5%时，Mf点降至室温以下，（2）高温浇铸与低温浇铸（小）； 为什么？ 因此，淬火到室温不能得到100%（3）铸成薄避件与铸成原避件； 铸铁韧性低，不适于锻造 的马氏体，而保留一定数量的奥（4）大体积铸件的表面部分(小)6、 钢中常有哪些杂质？它们对钢氏体，即残留奥氏体，用A’表示）与中心部分； 马氏体的硬度强度主要取的性能有什么影响？ 4、什么是非自发形核和自发形 Si硬强度大塑韧性小 S以FeS决于马氏体内碳的含量 核？实际金属结晶时常以哪种方存在会导致热脆（晶界开裂） Mn6、 退火和正火有什么区别？式形核？ 在实际生产中如何选择？ 减轻S的危害，强压下细化组织提在一定过冷度条件下，仅仅依靠高强度 正火与退火的主要区别是正火冷本身的原子有规律排列而形成晶 P强硬度高但有冷脆。 却速度稍快，得到的组织较细，核，称为自发形核 操作简便， 第强度和硬度与所提高，依附于杂质表面而形成的晶核称七章 钢的热处理 生产周期短，成本较低。 为非自发形核 1、 什么是钢的热处理？热处对于中碳结构钢制作的较重要非自发形核起优先主导作用，比理的目的是什么？它有哪件，可作为预先热处理，为最终自发形核重要 热处理做好组织准备；对于过共些基本类型？ 第四章 铁碳合金相图 热处理是指采用适当方式对材析钢，可消除网状二次渗碳体为1、 写出相图中的共析反应，料或工件在固态下进行加热，保球化退火做好组织准备。对于使它与共晶反应有什么不温和冷却，以获得预期结构，从用性能要求不高的零件，以及某同? 而获得所需性能的工艺方法。 些大型或形状复杂的零件，当淬 727°c 热处理是提高材料使用性能和改火有开裂危险时，可采用正火作AS---------(双向箭善工艺性能的基本途径之一，是为最终热处理。 头)P(F+Fe3C) 挖掘材料潜力，保证产品质量，7、 将直径8mm的45钢分别加热共析是一定成分固相同时析出两延长寿命的重要工艺。 到700℃、760℃、840℃后种一定成分的固相的转变 整体热处理 表面热处理 水冷，问分别得到什么组织？ 共析反应是一种液体形成两种固化学热处理 体 2、 指出AC1、AC3、ACCM等符号的700→P 760→M+A`(马氏体和2、 分析含碳0.01%、0.4%、残余奥氏体) 840→粗大马含义？ 1.2%铁碳合金的平衡结晶当共析钢加热到Ac1以上温度时，氏体和A` 过程及室温平衡组织；并将形成奥氏体 亚共析钢加热8、 说明按下列冷却方式冷却计算 到 Ac3线以上时形成奥氏体，后材料各获得什么组织； 室温组织中组织组成物和相过共析钢加热到Accm线以上时9、 感应加热淬火时，淬硬层深组成物的相对含量； 形成奥氏体 度与电流频率有什么关 平衡结晶过程 3、 热处理加热的目的是什系？ 室温平衡组织 么？为什么要控制适当的电流频率越高，淬硬层深度 0.01% F+Fe3C 加热温度和保温时间？ 越小 0.4% A →析出F →共析转变加热温度越高，保温时间越长，10、 钢的淬透性对钢的热处理P F+P 奥氏体晶粒长得越大。达到相变有什么影响？影响淬透性 1.2% A →温度以上，获得所需性能 的因素有哪些？ 析出Fe3C →共析转变P 加热温度和保温时间不同，得到直接影响钢在热处理后的P+Fe3C 组织不同 力学性能 4、根据铁碳相图，回答下列问题： 4、 P、S、T三种组织有什么异 临界冷却速度，工件的截面尺（1）1%C合金的硬度比值0.5%C同之处？ 寸和介质的冷却能力 11、 淬火加热温度如何选择？试确定20、45、T8、T12钢的淬火温度； 使获得组织硬度越大越好，获得的晶粒越小越好 20→AC3以上 30~50℃ 45→727+（30~50℃） T8→AC1以上30~50℃ T12→AC1以上30~50℃ 12、 理想的淬火冷却介质应具有什么样的冷却特性？ 650℃以上，冷却速度慢一些，650`C～400℃之间大于马氏体临界冷却速度 30℃ ～200℃内缓冷 13、 淬火内应力是如何产生的？有什么危害性？ 淬火内应力包括热应力（淬火钢件内外温度分布不均匀，造成收缩程度不同引起的应力）和组织应力（淬火时钢件各部分转变马氏体时体积膨胀不均匀引起的内应力） 造成零件变形与开裂 14、 为什么钢淬火后一般要进行回火？回火的目的是什么？ 淬火后组织不稳定 （1）调整淬火钢的组织以获得工件的不同性能（2）稳定工件尺寸，以保证工件在使用过程中不发生尺寸和形状的变化（3）降低脆性，减小或消除内应力，防止工件变形开裂 15、 淬火钢在回火时组织发生哪几个阶段的转变？分别得到什么组织？ 低温回火（150～ 250℃）得到回火马氏体 中文回火（350～500℃）得到回火托氏体i 高温回火（500～ 650℃）得到回火索氏体 16、 随着回火温度的升高，淬火钢的力学性能将发生怎样的变化？ 硬度降低，塑韧性降低。 在250～350℃和500～650℃之间冲击韧性明显降低，脆性增加 17、 表面淬火和渗碳一般适用于什么样的材料？ 低碳钢和低碳合金钢 18、 某45钢制齿轮要求整体具有综合力学性能，齿面要求耐磨，其加工工艺路线为： 锻造---预先热处理（正火）----切削（提高硬度，改善切削加工性）----最终热处理（渗碳调质）----磨齿（心部有高韧性面有高硬度和耐磨性）---检验装配 第八章 合金钢 1、 什么是合金钢和合金元素？合金钢如何分类？ 在非合金钢的基础上有目的地假如一定量的一种或几种元素而获得的钢，称为合金钢 吗为了改善钢铁的力学性能或使之获得某些特殊性能，我们有目的地在其中加入一定量的一种或几种元素，称之为合金元素 2、 什么是低合金结构钢？它有哪些成分和性能特点？ 低合金钢是一类可焊接的低碳低合金工程结构用钢，钢中合金元素总质量分数不超过 5%。 以Mn为主Si的质量分数较普通碳素钢高，常辅加Gu，Ti，V，Nb，P等合金元素，有时也加入微量稀土元素 3、 为什么调质钢的含碳量多为中碳？调质钢中常含有哪些合金元素？它们在钢中各起什么作用？ 此种钢有良好的淬透性Al是加速氮化过程，M，Si，Cr，Ni，B增大淬透性，V细化晶粒，Mo和W是抑制回火脆性 4、 弹簧钢的成分有什么特点？为什么弹簧钢在淬火后多采用中温回火？回火后硬度大致为多少？ 主要加入Mn,Si强化铁素体。中温回火获得高的弹性极限，屈服点，和较好的韧性。35～50HRC。 5、 简述刀具对钢的性能要求；并对比碳素工具钢、低合金工具钢、高速钢的性能用各适用于什么样的刀具？ 很高的硬度及耐磨性，高的热硬性，足够的强韧性以及良好的淬透性 碳素:低速手动常温下使用的刀具；低合金：金属切削刀具；高速钢：尺寸大负荷重工作温度高的切削刀具 6、 试指出下面的错误并改正之： 铸铁可分为哪几种？它们10、 为什么可锻铸铁适宜制造 W18Cr4V钢制刀具，其加工中的碳各以何种形态存壁厚较薄的零件？而球墨工艺为： 在？ 铸铁却不适宜制造壁厚较 锻造—正火（改球化退火）普通灰铸铁（HT）片状， 薄的零件？ —切削—淬火（830℃水冷改球墨铸铁（QT）球状， 可可锻铸铁切削性能与灰铸1200℃炉冷）---回火（180℃改锻铸铁（KTH或KTZ）团絮状， 铁接近。 560℃） 蠕墨铸铁（RuT）蠕虫状 11、 机床的床身、箱体为什么7、 什么是不锈钢？不锈钢为3、 铸铁中的石墨是怎么样得都采用灰铸铁铸造为宜？什么会不锈？合金钢都是来的？影响石墨化的因素能否用钢板焊接制造？试不锈钢吗？ 有哪些？ 将二者的使用性能 不锈钢是不锈钢和耐酸钢从铸铁中的碳提出。温度和冷却和经济性作简要的比较； 的总称，不锈钢是指抵抗速度，化学成分。 其成本低，减振性好，铸造性能大气，蒸汽和水等弱腐蚀4、 灰铸铁的显微组织是怎样好。 介质的钢，而耐酸钢是指的？主要特点是什么？ 第十章 有色在酸碱盐等强腐蚀介质中其组织有铁素体灰铸铁金属及其合金 耐蚀的钢。 （在铁素体基体上分布着1、 铝合金如何分类？ 加入元素是钢具有耐蚀性。不片状石墨）；珠光体+铁素按成分和工艺特点可分为是 体灰铸铁（在珠光体+铁素变形铝合金和铸造铝合8、 Cr13型不锈钢的耐蚀性如体基体上分布着片状石金。 何？含碳量对Cr13型不锈墨）；珠光体灰铸铁（在2、 硬铝、防锈铝、超硬铝、钢的力学性能有哪些影珠光体基体上分布着片状锻铝的牌号、成分、性能响？要求把1Cr13和2Cr13石墨）。 和用途如何？ 淬硬到50HRC以上现实不5、 灰口铸铁的力学性能有何硬铝合金（AL- Cu -Mg系）现实？ 优缺点？ 按成分和性能特点分为铆耐蚀性强，质量分数愈低，抗拉强度，塑形及韧性都钉硬铝，标准硬铝，高强耐蚀性愈高。 明显低于碳钢。铸铁性能，度硬铝。 不现实，其塑性好，为单相A减摩性，减振性和切削加 超硬铝合金（AL-Zn-Mg-Cu） 组织 工性都高于碳钢，缺口敏3、 铜合金如何分类？各种铜9、 钢的耐热性主要是解决什感性也较低 合金如何编号？ 么问题？耐热钢中靠加入6、 灰口铸铁的牌号如何表按化学成分不同可分为黄铜，白哪些合金元素来达到这个示？其力学性能靠什么来铜和青铜。按生产方式不同分为目的？加入这些合金元素保证？ 加工铜合金和铸造铜合金。 后钢为什么能耐热？ HT+数字（数字表示最低抗拉强普通黄铜代号“H+数字” （用来制造石油化工的高度）。用C的含量来保证。 4、 常用的滑动轴承合金有哪温反应设备和加热炉，火7、 什么是可锻铸铁？可锻铸些种类？其牌号如何表力发电设备的汽轮机和锅铁的牌号如何表示？ 示？性能和用途如何？ 炉，汽车和船舶的内燃机，有一定化学成分的白口铸锡基轴承合金 ZSnSb11Cu6 航飞机的喷气式发动机以及铁坯件经退火得到的具有空发动机，汽轮机，内燃机等大火箭，原子能装置等|）高团絮状石墨的铸铁。 型机器的高速轴瓦 温条件下工作的构件或零 KTH(KTZ)+数字（数字表示最铅基轴承合金 ZPbSb16Sn16Cu2 件。 低抗拉强度）-数字（数字表示最汽车，轮船，减速器等承受中，10、 耐磨钢ZGMn13为什么耐磨小断后伸长率）。 低载荷的中速轴承 而且又有较好的韧性？ 8、 什么是球墨铸铁？其性能铜基轴承合金 ZCuPb30 热处理后的奥氏体组织当如何？为什么？ 航空发动机，高速柴油机的轴承 受压变形时表面层产生强烈的变是将铁液经球化处理和孕5、 钛合金有哪些优良特性？ 形并伴随马氏体转变，便硬度提育处理，使铸铁中的石墨重量轻，比强度高，耐高温，耐高，心部仍保持高韧性状态。 全部或大部分呈球状而获腐蚀及良好的低温韧性 得的一种铸铁。第八章 6、 认识下列有色金属及其合强度，塑性，韧性高，屈 金的牌号： 服强度也高，耐磨性优于铸LF5、LY11、LC4、LD7、非金刚，铸造性能优于铸铁ZL102、H90、H70、H62、铁，加工性能优于灰铁。 QSn10、 1、 什么是铸铁？它与碳钢相9、 球墨铸铁的牌号和用途如比有何优缺点？ 何？ 是C的质量分数大于2.11%QT+数字（数字表示最低抗的铁碳合金。 拉强度）-数字（数字表示2、 根据碳在石墨中的形态，最小断后伸长率）。