华东理工大学考研工程材料(今年复试考了好几道原题,答案在最后)(2)

3．何谓同素异构转变？请写出纯铁的同素异晶体。

答：同素异构转变：金属在固态下随温度的改变，由一种晶格转变为另一种晶格的现象。纯铁的同素异晶体：δ-Fe、α-Fe 、γ-Fe 4.鉄碳相图中存在哪5个单相？

答：5个单相是：L相、δ相、α相、γ相、Fe3C相

5．利用杠杆定律计算40钢室温组成相F和Fe3C的质量分数，即W(F)和W(Fe3C)。

6.69?0.40W(F)??100%?94.02%6.69W(Fe3C)?1?94.02%?5.98% 6．利用杠杆定律计算40钢室温组织F和P的质量分数，即W(F)和W(P)。

0.77?0.40W(F)??100%?48.05%0.77W(P)?1?48.05%?51.95%

7．细晶粒金属材料为什么具有较好的强度、塑性和韧性？

答：(1)金属晶粒越细，晶界越多，变形抗力越大，金属的强度就越大。

(2)晶粒越细，金属的变形越分散，减少了应力集中，推迟裂纹的形成和发展。 (3)由于细晶粒金属的强度较好，所以断裂时需要消耗较大的功，因而韧性也较好。 8．比较退火状态下T10钢和T12钢的强度和硬度，并简要说明原因。 答：强度：T10>T12， 硬度：T10

T10 ：W(C)=1.0% ，T12： W(C)=1.2%

都为过共析钢，组织都为P+Fe3CⅡ 随碳质量分数的增加，由于强度高的P减少, 所以强度降低。随碳质量分数的增加， 由于硬度高的渗碳体增多，所以硬度升高。 9．比较退火状态下，20钢和45钢的强度和塑性，并简要说明原因。

答：强度： 20<45 塑性：20>45 。碳质量分数20钢为0.2%，45钢为0.45%，都是亚共析钢；

组织为：F+P。

因为亚共析钢随碳质量分数的增加，P增加，F减少，所以强度增加，塑性降低。 10．简述滑移的特点。

答：滑移的特点(1)滑移在切应力作用下发生(2)滑移是位错运动的结果(3)滑移使晶体总变形量为原子间距的整数培(4)滑移一般在密排面上并沿其上的密排方向进行(5)滑移时晶体伴随有转动。

11．比较室温下纯铜和纯铁的塑性，并简要说明原因。

答：纯铜的塑性比纯铁的塑性好。原因：纯铜是面心立方晶格，纯铁是体心立方晶格，两种晶格的滑移系相同，但面心立方晶格的滑移方向比体心立方晶格的多，而滑移方向对滑移所起的作用比滑移面大，故纯铜的塑性比纯铁的塑性好。 12．简述金属的塑性变形对金属组织的影响。

答：(1)晶粒变形，形成纤维组织 。(2)亚结构形成，细化晶粒。(3)形成形变织构。 13．简述塑性变形对金属性能的影响。

答: (1)产生加工硬化(2)由于纤维组织和形变织构的形成使金属的性能产生各向异性。 (3)电阻增大，耐腐蚀性降低 (4)产生残余应力。 14．什么是加工硬化？简述造成加工硬化的原因。

答：加工硬化：金属发生塑性变形，随变形度的增大，金属的强度和硬度显著提高，塑性和韧性明显下降的现象。

原因：位错密度增加，造成位错运动阻力增大，引起塑性变形抗力提高。另外晶粒破碎细化，使强度得以提高。

15．什么是再结晶？说明再结晶对金属性能的影响。

答：再结晶：变形后的金属在较高温度加热时，由于原子扩散能力增大，被拉长（或压扁）、破碎的晶粒通过重新生核、长大变成新的均匀、细小的等轴晶，这个过程称为再结晶。

再结晶使金属的强度和硬度明显降低，而塑性和韧性大大提高，加工硬化现象消除，内应力全部消失。

16．试比较T8钢、45钢和40Cr的淬透性和淬硬性，并说明理由。 答:(1)淬透性比较:40Cr>T8>45

原因：(a) 40Cr是合金钢，除Co以外所有合金元素都使C曲线向右移，提高淬透性。 (b)T8钢和45钢都是碳钢，对于碳钢共析钢的淬透性最好。T8属于共析钢 (2)淬硬性比较:T8>45>40Cr

淬硬性主要取决于碳质量分数。三种钢的碳含量为：T8:0.8%，45:0.45%，40Cr:0.4% 17.试分析45钢经调质处理和正火处理后组织和性能的差别？

答：调质处理后是回火索氏体，渗碳体为细粒状，有强化作用，其综合机械性能好；正火得到的是索氏体+铁素体，索氏体中渗碳体为片状。调质处理后的机械性能和正火后的相比，不仅强度高，而且塑性和韧性也较好。

18．简要说明低碳马氏体和高碳马氏体的形态和性能。

答：低碳马氏体形态为板条状，性能：不仅强度较高，而且塑性、韧性也较好。 高碳马氏体的形态为针状，性能：硬而脆，塑性、韧性极差。 19．为什么过共析钢淬火温度为Ac1+30℃～50℃？

答：过共析钢加热到Ac1+30～50℃的两相区时，组织中会保留少量的二次渗碳体，有利于钢的硬度和耐磨性，由于降低了奥氏体中的碳质量分数，可以改变马氏体的形态，减少残余奥氏体的量。

20．亚共析钢的合适的淬火温度是多少 ？为什么？

答： 合适的淬火温度：Ac3+30℃-50℃。如果淬火加热温度低于A c3，则淬火后组织中会保留F(淬火组织为F+M)，使钢的硬度降低。如果淬火温度太高，淬火得到的M粗大，使机械性能恶化，同时增大淬火应力，使变形和开裂的倾向增大。 21．什么是回火脆性？如何防止第二类回火脆性？

答：回火脆性：钢回火时，在某一温度段，脆性增加，冲击韧性明显下降的现象。 措施: (1) 回火后快冷 (2)在钢中加入适当的Mo或W。 六、综合题

1. 根据铁-碳相图（图1）和过共析钢连续冷却曲线示意图（图2），回答以下问题。

(1) 图1中T10钢冷却到4点时将发生什么反应？4点反应前和反应后的组织分别是什么？ (2) 将T10钢的室温平衡组织加热到760℃和890℃分别得到的组织是什么？然后在水中冷却分别得到的组织是什么？哪个温度是该钢合适的淬火加热温度 ？

(3) 图2中过共析钢加热到完全奥氏体化后，然后进行空冷、油冷后分别得到的组织是什么？

(4)画出45钢、T10钢室温平衡组织示意图。 1.答：(1)发生共析反应。

反应前A+Fe3CⅡ，反应后P+Fe3CⅡ (2) 加热到760℃：A+ Fe3CⅡ ， 加热到890℃：A

加热到760℃然后水冷：M+ Fe3CⅡ+A’； 加热到890℃然后水冷：M+A’ 合适的淬火加热温度为：760℃

(3) 空冷：S+ Fe3CⅡ ；油冷：T+M+A’

2．根据铁-碳相图（图1）和亚共析钢连续冷却曲线示意图（图2），回答以下问题。 (1) 根据图1分别说明碳在α-Fe和γ-Fe中的最大溶解度是多少？ (2) 45钢从液态缓慢冷却到727℃，将发生什么反应？反应前和反应后45钢的组织是什么？

(3) 45钢完全奥氏体化的加热温度是多少？如果加热到Ac1以上，Ac3以下得到的组织是什么？

(4) 图2所示的亚共析钢过冷奥氏体空冷、油冷和水冷得到的组织分别是什么？

2．答：(1)碳在α-Fe和γ-Fe中的最大溶解度分别为：0.0218% 和2.11% (2)发生共析反应.反应前F+A ，反应后 F+P

(3) 完全奥氏体化的温度Ac3以上,加热到Ac1以上，Ac3以下得到的组织是：F+A (4) 空冷：F+S，油冷：T+M，水冷：M 复习题3 一、名词解释

1. 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。 2.石墨化：铸铁中碳原子析出并形成石墨的过程。

3.时效：在室温下放置或低温加热时，强度和硬度会明显升高。 二、填空题

1．Q235是 钢，可制造 等。 2．T12是 钢，可制造 等。 3．40Cr是 钢，可制造 等。 4．W18Cr4V是 钢，可制造 等。 5．白铜是指以铜和 为主的合金。

6．黄铜是指以铜和 为主的合金。 7．铝合金时效热处理包括两个阶段，它们是

和 。 8．铝合金按其成分及生产工艺特点，可分为

和 。 三、选择题

1．高速钢淬火、回火后得到的组织是： a.回火M+细粒状碳化物+残余奥氏体

b. 回火S+残余奥氏体 c.回火S+细粒状碳化物 2．GCr15合金钢中，Cr的质量分数为：

a. 15% b. 1.5% c. 0.15% 3.弹簧常用的热处理工艺为：

a. 淬火+低温回火 b. 淬火+中温回火 c. 淬火+高温回火

4.轴类零件为了获得良好的综合机械性能，常用的最终热处理工艺为： a. 淬火+低温回火 b. 淬火+中温回火 c. 淬火+高温回火

5.刃具类零件为了提高表面硬度和耐磨性，常用的最终热处理工艺为： a. 淬火+低温回火 b. 淬火+中温回火 c. 淬火+高温回火

6.下面哪种牌号的钢硫、磷含量最低。

a. Q235A b. Q235B c.Q235C d.Q235D

7.机架和机床床身应选用

a. 白口铸铁 b. 麻口铸铁 c. 灰口铸铁 四、判断题

1．白口铸铁中碳主要以渗碳体的形式存在，灰口铸铁中碳主要以石墨的形式存在。 2．灰口铸铁强度性能不如钢，是因为组织中没有钢的组织。

3．把经过淬火时效的铝合金，迅速加热到(200～300)℃或略高一些的温度，保温(2 ～ 3)min，在清水中冷却，使其恢复到淬火状态，这种工艺称作时效处理。 4. 可以通过球化退火使普通灰口铸铁变成球墨铸铁。 5．ZChPbSb16-16-2是铅基滑动轴承合金。 6．ZChSnSb11-6是滚动轴承合金。 五、问答题

1.试述合金渗碳钢的合金化及热处理特点。

答:合金渗碳钢：碳质量分数一般为0.10%～0.25%；加入提高淬透性的合金元素Cr、Ni、Mn等；加入阻碍奥氏体晶粒长大的元素，主要是加入少量强碳化物形成元素Ti、V、W、Mo等。

热处理：渗碳后直接淬火，再低温回火 。 2.试述合金调质钢的合金化及热处理特点。

答:合金调质钢：碳质量分数一般为0.25%～0.50%；加入提高淬透性的合金元素Cr、Ni、Mn、Si、B等；加入防止第二类回火脆性的元素Mo 、 W 。 热处理：淬火+高温回火 。

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