工程材料及成型技术课后作业参考答案

作业 02b 填空题
1. 溶质溶入使固溶体的强度和硬度 其原因是
合金结晶与相图
提高 ，这种现象叫 固溶强化 ，
晶格 畸变，引起变形抗力增加。
2. 间隙固溶体与间隙相的区别是： 间隙固溶体的晶格类型与溶剂
相 同，
Baidu Nhomakorabea同。
间隙相的晶格类型与任一组元都 不
3. 共晶转变的特点是转变过程温度 恒定不变 。
4. 与纯金属相比，合金具有更 高
F的C含量 XF ≈ 0 %
(2) C钢的硬度
H = HP P + HF F
0 XF
0.45 X
0.77 XP
= 200×58% + 80 × 42% = 150 ( HBS ) C钢的伸长率 δ =δP P + δF F = 20% × 58% + 50% × 42% = 33 %
(1) C钢中P和F的相对重量 F = ( XP - X ) / (XP - XF ) = ( 0.77 - 0.45 ) / ( 0.77-0 ) ≈ 42% P = 1- 42 % = 58 %
的强度、硬度。
问答题
将20kg纯铜和30kg纯镍熔化后慢冷至T1温度，求此时： (1) 液、固两相L和α 的化学成分 (2) 两相的相对重量 (3) 两相的质量
答：
整个合金含Ni的质量分数为: X = 30/(20+30) = 60%
(1)两相的化学成分：
wL(Ni)= 50% wα (Ni)= 80%
选择题
a
c c
1. 奥氏体A向珠光体P的转变是： a. 扩散型转变 b. 非扩散型转变
a. 索氏体S b. 下贝氏体B下
c. 半扩散型转变 d. 珠光体P
2. 共析钢的过冷A在550～350℃的温度区间等温转变时,所形成的组织是：
c. 上贝氏体B上 c. 碳含量
3. 马氏体M的硬度取决于： a. 冷却速度 b. 转变温度
选择题 A b 1. 淬硬性好的钢具有：
a. 高的合金元素含量 b. 高的含C量 c. 低的含C量
a
2. 对形状复杂、截面变化大的零件进行淬火时，应选用： a. 高淬透性钢 b. 中淬透性钢 c. 低淬透性钢
选择题 B
b
a b b c c
3. 直径为10mm的40钢的常规淬火温度大约为：（Ac3 = 780℃） a. 750℃ b. 850℃ c. 920℃
c. 以砂型代金属型
c. 线缺陷
d. 点缺陷
填空题
1. 晶体与非晶体结构上最根本的区别是,晶体内原子排列是 有规则、周期性的 。
2. γ -Fe的一个晶胞原子数 =
4 。
3. α -Fe、Al、Cu、Ni、V、Mg、Zn各属何种晶体结构： 体心立方 α -Fe、V ；面心立方 Al、Cu、Ni ；密排六方 Mg、Zn 。 4. 实际金属晶体中存在
b. 碳在α- Fe 中的间隙固溶体
b
c. Fe 与 C 的化合物
问答题 A
1. 设珠光体P的硬度HP =200HBS，伸长率δ P =20%； 铁素体F的硬度HF =80HBS， 伸长率δ F =50% 。计算碳含量X（wC）=0.45% 碳钢的硬度H和伸长率δ 。
答： P的C含量 XP = 0.77 %
点 、线 、面 三种缺陷，引起晶格 畸变 。
5. 结晶过程是靠两个密切联系的基本过程来实现的， 它们是： 形核 和 晶核长大 。 6. 当对金属液体进行变质处理时，变质剂可起到增加 晶核 数量的作用。
7. 过冷度是指 理论结晶 温度与 开始结晶 温度之差。
8. 在实际应用中，细晶粒金属材料往往具有较好的常温力学性能， 细化晶粒常采用 提高过冷度 、 变质处理 和振动结晶等措施。
HB＜400 时，HB≈HV 240HBS ≈240HV ＜445 HV
所以，800HV＞45HRC＞240HBS＞90HRB
作业 02a
金属结构与结晶
判断题 F 1. 凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶过程。 F
2. 室温下，金属晶粒越细，则强度越高、塑性越低。
选择题 b
b c
1. 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 2. 为细化晶粒，可采用： a. 快速浇注 b. 加变质剂 3. 晶体中的位错属于： a. 体缺陷 b. 面缺陷
作业 06
非铁金属
。
填空题
含Cu 59% 1. H59属于 普通黄铜 ，“59”表示 含Be 2% 3. QBe2属于 Be青铜 ，“2”表示 含Sn 10% 2. ZCuSn10P1属于 铸造Sn青铜 ，“10”表示
填空题
1. 在过冷奥氏体等温转变产物中，P和T都是 层片 状的珠光体型组织， 但T的层片间距较 小 。
2. 用光学显微镜观察,上B的组织特征呈 羽毛 状,而下B则呈 黑色针 状。
3. 马氏体的显微组织形态主要有 板条 状、 片（针） 状两种。 其中 板条 状M的韧性较好。
问答题
直径为10mm 的共析钢小试样加热 Ac1+30℃，用图示的冷却曲线进行冷却， 各得到的什么组织，属于什么热处理方法？
(2)两相的相对重量为：
液相mL = (80-60)/(80-50) ≈ 67%
固相mα = 1- 67% = 33%
(2)两相的质量为：
a
b
c
液相ML = 50×67% ≈ 33(kg) 固相mα = 50 - 33 = 17(kg)
判断题
F T F F
作业 02c
Fe-C相图
1. 铁素体的本质是碳在α - Fe 中的间隙相。 2. 珠光体P实质上是由铁素体F和渗碳体Fe3C两个相组成。
作业 01
力学性能
屈服强度
b1-1. 下列情况分别是因为哪一个力学性能指标达不到要求？ （1）紧固螺栓使用后发生塑性变形。
（2）齿轮正常负荷条件下工作中发生断裂。 疲劳强度 （3）汽车紧急刹车时，发动机曲轴发生断裂。
冲击韧度
（4）不锈钢圆板冲压加工成圆柱杯的过程中发生裂纹。 塑性 （5）齿轮工作在寿命期内发生严重磨损。 硬度 b1-2 下列现象与哪一个力学性能有关？ （1）铜比低碳钢容易被锯割。 硬度 （2）锯条易被折断，而铁丝不易折断。
判断题 F 1. 所有的合金元素都能提高钢的淬透性。 F 2. 合金元素对钢的强化效果主要是固溶强化。 填空题
1. 除Co、Al外，几乎所有的合金元素都使Ms点 下降 。
作业 04a
钢-结构钢
2. 20钢属于 优质碳素结构 或 渗碳 钢， 可制造 冲 压、焊接件 或 小型渗碳件 。
3. Q345 (16Mn) 是 低合金高强度结构 钢，可制造 桥梁构件 。 4. 40Cr 是 合金调质 钢，可制造 车床齿轮 。
问答题 B
2. 用显微镜观察某亚共析钢，估计其中的含珠光体的体积分数为80%， 估算此钢的碳含量。
答：
亚共析钢室温组织是由珠光体P和铁素体F组成 P的C含量 XP = 0.77% F的C含量 XF ≈ 0 % (1) 珠光体的相对重量 P ≈ P的体积分数 = 80% 铁素体的相对重量 F = 1- P = 1- 80% = 20% (2) 钢的C含量 X = XP P + XF F = 0.77% × 80% + 0% × 20% ≈ 0.62%
答：
a:
b: c:
M + A′
M + A′ T + M
单液淬火
分级淬火 油冷淬火
d:
e: f: g:
下B
S P P
等温淬火
正火 完全退火 等温退火
作业 03b
热处理工艺
判断题
F F F T
1.高合金钢既具有良好的淬透性，也具有良好的淬硬性。 2. 表面淬火既能改变钢的表面组织，也能改变心部组织和性能。 3. 经退火后再高温回火的钢，能得到回火S组织， 具有良好的综合机械性能。 4. 钢的淬透性高，则其淬透层的深度也越大。
工程材料及成型技术 作业
01 力学性能 02a 金属结构与结晶 02b 合金结晶与相图 02c Fe-C相图 03a 热处理基础 03b 热处理工艺 04a 钢-结构钢 04b 工具-特殊钢 05 铸铁 06 非铁金属 08a 铸造理论 08b 砂型铸造 08c 特种铸造 09a 锻压理论 09b 自由锻、模锻 09c 冲压 10a 焊接理论 10b 焊接方法 10c 焊接材料、结构 13 选材
4. 球墨铸铁中石墨的形态为 球状 ，应力集中效应 小 ， 所以其强度、塑韧性较灰铸铁 高 。 5. HT200牌号中“HT”表示 灰铸铁
σb≥200MN/m2 , “200”表示
。
6. 生产球墨铸铁常选用 稀土Mg 作球化剂。
7. 形状复杂的大型铸铁件在500～600℃进行时效处理,目的是 消除内应力 。
作业 03a
热处理基础
判断题 F 1. 马氏体M的本质是C在α - Fe中的过饱和固溶体。
当奥氏体A向M转变时，体积要收缩。
F T T
2. 当共析成分的奥氏体A在冷却发生珠光体转变时，温度越低， 其转变产物组织越粗。 3. 马氏体M中C的过饱和度大，固溶强化效果显著，所以其硬度很高。 4. 高碳马氏体中C的过饱和度大，晶格畸变大，所以其脆性大。
3. 在铁碳合金平衡结晶过程中，只有碳含量为4.3%的铁碳合金 才能发生共晶反应。
4. 退火状态（接近平衡组织）的亚共析钢中，碳含量为0.45% 比0.20%的塑性和强度都高。
选择题 a 1. 奥氏体是：
a. 碳在γ- Fe 中的间隙固溶体 c. 碳在α- Fe 中的置换固溶体 2. 珠光体是一种： a. 单相固溶体 b. 两相混合物
5. 20CrMnTi 是 合金渗碳 钢, 最终热处理工艺是 渗碳+淬火+低温回火 。
6. 60Si2Mn 是 合金弹簧 钢。
判断题 F 1. T8钢比T12和40钢有更好的淬透性和淬硬性。 F F F T T F T
2. T8钢与20MnVB相比，淬硬性和淬透性都较低。 3. 调质钢的合金化主要是考虑提高其红硬性。 4. 高速钢需要反复锻造是因为硬度高不易成型。 5.高速钢采用很高温度淬火，其目的是使碳化物尽可能多地 溶入A中，从而提高钢的红硬性。 6. A型不锈钢可采用加工硬化提高强度。 7. A不锈钢的热处理工艺是淬火后低温回火处理。 8. GCr15钢制造的高精度丝杠于淬火后进行冷处理， 可消除残余A，以提高尺寸稳定性。
4. 上述正确淬火后的显微组织为： a. M b. F + M c. M + P 5. 完全退火主要适用于： a. 共析钢 b. 亚共析钢
c. 过共析钢
6. 钢的回火处理是在： a. 退火后进行 b. 淬火后进行 7. 20钢的渗C温度范围是： a. 600～650℃ b. 800～820℃ 8. 钢的淬透性主要取决于： a. C含量 b. 冷却介质
作业 05 判断题 F
铸铁
1.可锻铸铁在高温时可以进行锻造加工。
T
F
2. 球墨铸铁可通过调质处理和等温淬火工艺提高其机械性能。
3. 可以通过球化退火使灰铸铁变成球墨铸铁。
填空题
1. 影响石墨化的主要因素是 化学成分 和 冷却速度 。 2. 灰铸铁中C主要以 片 状的 石墨 形式存在。
3. 可锻铸铁中石墨的形态为 团絮状 。
塑性
P15 1-4 甲、乙、丙、丁四种材料的硬度分别为45HRC、90HRB、800HV、240HBS， 试比较这四种材料硬度的高低。
答： 45HRC HV 90HRB HB
2 10 6 2 10 6 HV 445 2 2 (112 HRC ) (112 45)
7300 7300 HB 183 130 HRB 130 90
作业 04b
工具-特殊钢
填空题
1. T12 是 碳素工具 钢，可制造 锯条、量规 。
2. 9SiCr 是 合金量具刃具 钢，可制造 板牙、丝锥 。 3. 5CrMnMo 是 热作模具 钢，可制造 中型锤锻模 。 4. Cr12MoV 是 冷作模具 钢，可制造 冷冲模 。 5. 1Cr13 是 M型不锈钢 钢，可制造 汽轮机叶片 。
c. 正火后进行
c. 900～950℃
d. 1000～1050℃
c. 合金元素
填空题
1. 球化退火的主要目的是 降低 硬度， 提高 切削性及韧性， 它主要适用于 过共析 钢。 2. 亚共析钢和过共析钢的正常淬火温度范围分别是 Ac3 + 30～50℃ 和 Ac1 + 30～50℃ 。 3. 淬火钢进行回火的目的是 减少或消除 淬火应力， 调整 力学性能， 工件的组织和尺寸。回火温度越高，钢的强度与硬度越 。 低 稳定 4. 钢的淬透性越高，则其C曲线的位置越 靠右 说明临界冷却速度越 小 。 ，