機械工程材料習題課

2022-06-24 19:21:03 字數 3944 閱讀 1267

習題課一名詞解釋:

σs、σ0.2、σb、σk、hb、hrc

二、填空

1.材料常用的塑性指標有( )和( )兩種。其中用( )表示塑性更接近材料的其實變形。

2.檢驗淬火鋼成品件的硬度一般用( )徑度,而布氏徑度適用於2ll定( )的硬度。

5.表徵材科抵抗衝擊載荷能力的效能指標是( ),其單位是( )。

四、判斷

l所有的金屬材料均有明顯的屈服現象。( )

2.同種材料不同尺寸試祥所測得的延伸宰相同。( )

3.σs是機械零件的設計依據,如果使用σb代替,則應選擇較大的安全系效

5.實際金屬中存在有和( )三類缺陷,位錯是( )缺陷、品界是

)缺陷。金屑中品粒越細小,晶界面積越( )。

例題1 在分析正火作用時,是應根據c曲線、cct曲線,還是fe—fe3c相圖呢?

1.分析

本題旨在檢驗正火的定義。所謂正火,即把鋼件加熱至acl或acm以上,經一定時間保溫後取出空冷,以期獲得索氏體組織的一種熱處理工藝操作。該工藝是在連續冷卻過程中進行的,而不是等溫冷卻,嚴格地說是不能應用c曲線來指導工藝的;同時,該工藝又是較快的冷卻,是非平衡的,因而亦不能應用fe—fe3c相圖來分析其冷卻轉變產物。

所以,正確的做法應該是根據cct曲線來指導工藝。

但是,由於c曲線和cct曲線存在有共同的理論基礎,因而可根據c曲線近似地估計正火連續冷卻時的轉變產物。

那麼fe—fe3c相圖的作用又是什麼呢?

2.解答

在分析共析鋼的正火作用時,確定正火的加熱溫度範圍時應依據變化了的fe—fe3c相圖;當判斷正火的冷卻組織時,則應依據cct曲線來分析。

若查不到有關cct曲線的資料時,則可利用c曲線近似地估計正火冷卻時的組織。

3.常見錯誤剖析

(1)拿到題目不做認真分析,僅僅簡略地回答應依據cct曲線或錯誤地回答c曲線;

(2)只知正火的冷卻是在空氣中冷卻,不與所獲得的組織相聯絡。

4.更正措施

(1)切記.看清題意後要認真動腦思考,分析正火的作用時,要考慮加熱和冷卻兩個方面。同時,還有考慮c曲線、cct曲線的適用條件以及是否容易獲得等。只有經過綜合分析,所考慮的問題才全面,如本例分析。

(2)在回答正火的定義時,不能僅記住在空氣中冷卻,而一定要和所獲得的組織(即索氏體)聯絡在一起,否則就不一定是正火。雖然,在本題中看不出其後果,但對以後課程的學習有影響。

5.聯想與歸納

正火的定義可能人人都會背,但深入理解正火的作用並非易事,決不能只知其一就算了事。既要考慮加熱溫度範圍.又要分析冷卻過程中的變化,還要與該鋼的c、cct曲線結合起來綜合考慮。那麼,其他的熱處理工藝亦是一樣。

例題2 鋼(即共析碳鋼)在用如圖所示的方法冷卻後的轉變組織為何?

1.分析

本題旨在檢查學生掌握利用c曲線來近似地分析不同冷卻條件(即不同熱處理工藝)下轉變產物的能力。冷卻速度①條件下,由於冷卻速度緩慢,當緩冷至i點時,過冷奧氏體開始轉變為a+ p組織,繼續緩冷至i點以下時,即會得到單一的珠光體組織。

冷卻速度②,表面上觀察該冷卻速度曲線似乎已經切割了c曲線,但仔細

分析,在臨界點以上的一段緩慢冷卻實屬保溫一定時問,此時該合合的組織仍為穩定的奧氏體,它如同仍在左上角的o點一樣,此時奧氏體並不會發生分解。只有繼續快速冷卻,當其實際冷卻速度大於上臨界冷卻速度時,就一定會獲得馬氏體組織。我們可從o點作冷卻速度②的平行線①,並判斷其冷卻速度是否大於上臨界冷卻速度。

在此處,很顯然是大於臨界冷卻速度的,故冷卻速度②下最終的組織為m+a殘。

在冷卻速度③曲線的中下方有一水平台階,它相當於等溫冷卻,此等溫冷卻線與過冷奧氏體等溫冷卻轉變開始線的下半部分相交,說明會產生部分下貝氏體轉變,當又繼續快速冷卻時,剩餘的過冷奧氏體將轉變為m+a殘。

2.解答

冷卻速度①下最終獲得的組織為p;

冷卻速度②下最終獲得的組織為m+a殘;

冷卻速度③下最終獲得的組織為b下+m+a殘。

3.常見錯誤剖析

(1)冷卻速度③下.只知道等溫冷卻時會發生下貝氏體轉變,這說明對c曲線的認識與理解並不全面;

(2)冷卻速度②下,獲得的是珠光體或是珠光體加馬氏體,這是大多數人最易犯的錯誤,它說明僅僅從形式上認識冷卻速度曲線與曲線的關係是遠遠不夠的。

4.更正措施

(1)對於冷卻速度③,當過冷奧氏體在等溫冷卻階段僅僅有部分轉變為下貝氏體,繼續快速冷卻時尚未轉變的過冷奧氏體隨即又轉變為馬氏體及殘餘奧氏體了,這裡的關鍵是應明確鋼的冷卻轉變實質上是過冷奧氏體的轉變,當過冷奧氏體遇到第一條c線時即開始發生下貝氏體轉變,但沒有與第二條c線相遇,這就說明仍有部分過冷奧氏體,因而在快速冷卻時會繼續轉變。

(2)對於冷卻速度②,開始的近乎水平似的冷卻可看成是保溫,因而就如同從o點開始一樣.如果再做—條平行線④平行於冷速②,就很容易看出只能會得到m+a殘組織。

5.聯想與歸納

該題所反映出來的問題是大多數學生都會遇到的普遍性的問題,它說明不少學生對於c、cct曲線還缺乏深人了解,具體表現有珠光體直接轉變為馬氏體、鋼從高溫到低溫依次轉變為珠光體、馬氏體等,因此應在學習的開始就須把c、cct曲線的含義(物理意義)徹底搞消。

冷卻速度曲線與不同的熱處理工藝相對應,掌握它更具有實際應用上的意義。這亦需要引起足夠重視。

第一、二章複習題

一、名詞解釋

σs σb σk 晶格晶胞 f a p ld

二、填空

1.材料按化學成分、結合鍵的特點可分為四類。

2材料常用的塑性指標有和兩種。

3.布氏硬度試驗是用做壓頭,通過測量而得到硬度值;洛氏硬度試驗是用做壓頭,通過測量( )而得到硬度值。

4.典型的疲勞斷口形貌由3部分組成。

5.煉鐵過程是乙個反應的過程 ,煉鋼過程是乙個反應的過程 。

6.鐵碳合金按含碳量的大小分為3類。

7.純金屬的結晶過程由是和組成。

8.常見金屬的晶格型別有3種。

9.實際金屬中存在有和( )三類缺陷,位錯是( )缺陷、晶界是( )缺陷。金屬中晶粒越細小,晶界面積越( )。

10. 煉鐵過程是乙個反應的過程,煉鋼過程是乙個反應的過程。

11.硫存在鋼中,會使鋼產生磷存在鋼中會使鋼產生

12. 碳鋼中的有益元素是碳鋼中的有害雜質是

三判斷題

l所有的金屬材料均有明顯的屈服現象

2.同種材料不同尺寸試祥所測得的延伸率相同

3. 在鐵碳合金平衡結晶過程中,只有碳質量分數為4.3%的鐵碳合金才能發生共晶反應

4.位錯是金屬原子擴散的主要形式之一

5.金屬發生同素異構轉變時,原子沒有發生重新排列的現象

6. 間隙固溶體一定是無限固溶體

7.所有的金屬材料均有明顯的屈服現象

第三章一、名詞解釋

1.淬透性; 2.臨界冷卻速度; 3.本質晶粒度; 4.馬氏體 5.淬火;

二、填空題

1.碳鋼馬氏體組織形態主要有兩種,其中( )強韌性較好。

2鋼熱處理確定其加熱溫度的依據是( ),而確定過冷奧氏體冷卻轉變產物的依據是( )。

3.按溫度劃分,淬火鋼的回火可分為和( )三類,低溫回火後組織為( ),效能是保持( ),適用於( )。

4.在正常加熱條件下,亞共析鋼的「c」曲線隨著含碳量增加向( );過共析鋼的cct曲線隨含碳是的增加向( )。合金元素除鈷以外都使c曲線( )移動,但必須使合金元素( )後方有這樣作用。

5.共析鋼加熱時奧氏體形成是由等四個基本過程所組成。

6.鋼的淬硬性主要決定於( );鋼的淬透性主要取決於( )。

7.球化退火的主要目的是適用於( )鋼。

8.當鋼中發生奧氏體向馬氏體轉變時,原奧氏體中碳含量越高,則ms點越( ),轉變後的殘餘奧氏體量就越( )。

9淬火鋼一般不在200-450℃回火,是為了避免出現

10.淬火鋼在回火時的組織轉變過程是由等四個階段組成。

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