作業1一、思考題
1．什麼是機械效能？（材料在載荷作用下所表現出來的效能）
它包含哪些指標?（強度、塑性、硬度、韌性、疲勞強度）
2．名詞解釋：過冷度（理論結晶溫度與實際結晶溫度之差），晶格（把每乙個原子假想為乙個幾何原點，並用直線從其中心連線起來，使之構成空間格架），晶胞（在晶格中存在能代表晶格幾何特徵的最小幾何單元），晶粒（多晶體由許多位向不同，外形不規則的小晶體構成的，這些小晶體稱為晶粒），晶界（晶粒與晶粒之間不規則的介面），同素異晶轉變固溶體（合金在固態下由組元間相互溶解而形成的相），金屬化合物（若新相得晶體結構不同於任一組元，則新相師相元間形成的化合物），機械混合物
3．過冷度與冷卻速度有什麼關係?對晶粒大小有什麼影響?
冷卻速度越大過冷度越大，晶粒越細。
4.晶粒大小對金屬機械效能有何影響?常見的細化晶粒的方法有哪些?
晶粒越細，金屬的強度硬度越高，塑韌性越好。孕育處理、提高液體金屬結晶時的冷卻速度、壓力加工、熱處理等
5．含碳量對鋼的機械效能有何影響? 第38-39頁
6說明鐵素體、奧氏體、滲碳體和珠光體的合金結構和機械效能。
二、填表說明下列符號所代表的機械效能指標
以相和組織組成物填寫簡化的鐵碳相圖此題新增的此題重點
圖1--1 簡化的鐵碳合金狀態圖
三、填空
1.碳溶解在體心立方的α-fe中形成的固溶體稱鐵素體，其符號為 f ，晶格型別是體心立方晶格 ，效能特點是強度低 ，塑性好。
2.碳溶解在麵心立方的γ-fe中形成的固溶體稱奧氏體，其符號為 a ，晶格型別是麵心立方晶格 ，效能特點是強度低 ，塑性好 。
3.滲碳體是鐵與碳的金屬化合物 ，含碳量為 6.69 ％，效能特點是硬度很高 ，脆性很差 。
稱共晶轉變線，所發生的反應稱共晶反應，其反應式是得到的組織為 l（4.3% 1148℃）=a（2.11%）+fe3c 。
稱共析轉變線，所發生的反應稱共析反應，其反應式是得到的組織為 a(0.77% 727 ℃)=f(0.0218%)+ fe3c 。
是共晶點，p是共析點，al線即 psk 線，a3即 gs 線，acm即es 線。
7.45鋼在退火狀態下，其組織中珠光體的含碳量是 0.77 ％。
8. 鋼和生鐵在成分上的主要區別是鋼的含碳量小於2.11%，生鐵2.
11-6.69% ， 在組織上的主要區別是生鐵中有萊氏體，鋼中沒有 ，在效能上的主要區別是鋼的機械效能好，生鐵硬而脆 。
10 α－fe和γ－fｅ的晶格型別分別屬於體心立方晶格麵心立方晶格
11 aｌ和zｎ的晶格型別分別屬於麵心立方晶格密排六方晶格
12 45鋼在平衡結晶過程中冷卻到共析溫度時發生共析反應，a、f、fe3c的碳含量分別為 0.77% 0.0218% 6.69
13 金屬結晶過程是依靠兩個密切聯絡的基本過程來實現的，這兩個過程是
形核和長大，自發生核的生核率與過冷度的關係是過冷度越大，自發形核的生核率就越高
14 金屬結晶時，依附於雜質而生成的晶核叫非自發形核或不均勻形核
15 晶粒的大小稱晶粒度，工程上通常把晶粒分成1、2、……8等級別。8級晶粒度的晶粒比1級晶粒度的晶粒要細 （1-4 粗晶粒 5-8 細晶粒
16電阻溫度係數的含義是電阻溫度公升高1度時，電阻值相應的變化量
17. 鋼的滲碳是在低碳鋼或低碳合金鋼的表面層滲入碳 ，以提高鋼的表面硬度及耐磨性的一種工藝方法。此題新增的
四、判斷題(正確的打√，錯誤的打×)
l.布氏硬度計通常用於測定退火鋼、正火鋼的硬度，而洛氏硬度計用於測
定淬火鋼的硬度。如測試結果為217hbs、18hrc。(× )
2.純鐵在降溫過程中，912℃發生同素異構轉變，由麵心立方晶格的γ—fe
轉變為體心立方晶格的。α—fe。這種轉變也是結晶過程，同樣遵循晶核形成和晶核長大的結晶規律。(√ )
3.鋼和生鐵都是鐵碳合金。其中，碳的質量分數(又稱含碳量)小於0.77％
(0.8％)的叫鋼，碳的質量分數大於2.06％(2.11％)的叫生鐵。(× )
4.奧氏體是碳溶解在γ—fe中所形成的固溶體，而鐵素體和馬氏體都是碳溶解在α—fe中所形成的固溶體。(√ )
5. 珠光體是鐵素體和滲碳體的機械混合物，珠光體的機械效能介於鐵素體和滲碳體之間。(√ )
6 當碳的質量分數為0.77％(0.8％)，由高溫冷卻到727℃時，鐵碳合金中的奧氏體發生共晶轉變，形成珠光體。(× )
7.衝擊韌性不能直接用於設計計算。(√)
8.硬度與強度有一定關係，材料硬度越高，強度也越高。(× )
9 晶體中的位錯是一種線缺陷(√ )
10 在共晶相圖中，從l中結晶出來的β晶粒與從α中析出的βii晶粒有相同的晶體結構。(√ )
11 凡是由液體凝固成固體的過程都是結晶過程。(× )
五、選擇題
1.低碳鋼所受到的拉應力( c )時，開始出現明顯的塑性變形；所受到的拉應力(f )時，將發生斷裂。
a．＞σb b．＜σb c．＞σs d．＜σs e．達到σs f．達到σb
2.晶粒大小對鋼的機械效能影響很大。通過(d )可以獲得細晶粒的鋼。
a．變質處理 b．加快鋼液的冷卻速度 c．完全退火 d．a、b和c
3.在下列牌號的正火態鋼中，(c )的σb值最高，(d )的hbs值最高，(a )的δ和ak值最高。在它們的組織中，( d )的二次滲碳體最多，( c)珠光體最多。
( a )的鐵素體最多。
a．20鋼 b，45鋼 c．t8鋼 d．t13鋼
4 晶體的特性是（a )
a有確定的熔點，有各向異性；b無確定的熔點，有各向異性
c無確定的熔點，無各向異性；d確定的熔點，無各向異性
5 固溶體的晶體結構（a )
a與溶劑相同； b與溶質相同；
c與溶劑、溶質都不相同； d與溶劑相同、也可能與溶劑不同
6 間隙固溶體一定是(c )：
a無限固溶體;b有序固溶體;c有限固溶體
7下列說法正確的是（b )。
a銅鋅合金為二元合金，所以它的組織由兩相組成；
b合金的組織由數量、形態、大小和分布方式不同的各種相組成；
c間隙固溶體一定是無限固溶體
8固溶體出現枝晶偏析後可用（c )加以消除。
a塑性變形 b再結晶c擴散退火d回火
9共晶反應是（ c）。
a一種固相同時轉變為二種固相 b二種固相同時轉變為一種固相
c一種液相同時轉變為二種固相 d一種液相轉變為一種固相
10 乙個合金的室溫組織為α+二次β+(α+β)，它由（a )。
a二相組成 b三相組成 c四相組成 d兩種組織組成物組成
11在鐵碳合金平衡組織中，塑性最好的是(a )。
a奧氏體 b 鐵素體 c滲碳體 d珠光體
12下列物質由液體凝固成固體的過程是結晶過程。(c)
a銅、氯化鈉、玻璃、水銀 b石蠟、玻璃、銅、鋁
c銅、鋁、水銀、氯化鈉 d銅、鋁、氯化鈉、石蠟
13 實際金屬結晶時，生核和晶體長大的方式主要是(d)。
a自發生核和平面長大 b自發生核和樹枝狀長大
c非自發生核和平面長大 d非自發生核和樹枝狀長大
14在實際生產中，細化鑄造金屬晶粒的主要措施是(c )。
a降低金屬的過冷度和變質處理 b降低金屬的過冷度和調質處理
c提高金屬的過冷度和變質處理 d提高金屬的過冷度和調質處理
15在室溫平衡組織中，t10鋼中的（ d ）相的質量分數比ｔ12鋼中的多。
a珠光體 b滲碳體 c二次滲碳體 d鐵素體
16在一般情況下,若金屬的晶粒細,則(a)。
a金屬的強度高，塑性好，韌性好 b金屬的強度高，塑性好，韌性差
c金屬的強度高，塑性差，韌性好 d金屬的強度低，塑性好，韌性好
17為使鋁錠晶粒細小，澆鑄時應採用的模子是(c )。
a冷砂型 b熱砂型 c冷金屬型 d熱金屬型
18在發生l→α+β共晶反應時，三相的成分（b )。
a相同 b確定 c不定 d只有l相確定
19乙個合金的組織為β+二次α+(α+β)，其組織組成物為（ c)。
ab β、二次α、α ;
c β、二次α、(α+β)； d
20含40％ni的cu-ni合金平衡結晶到二相區內時（b )。
a固相與液相的含ｎｉ量都是40％ b固相比液相含ｎｉ量高
c 液相比固相含ｎｉ量高 d液相含ｎｉ量大於40％
21 含60％b的a-b合金（a、b為兩種元素)平衡組織由α相和β相組成。此時α相中含5％b，β相中含10％a，則（d )。
a α相的質量分數為5％，β相的質量分數為95％
b α相的質量分數為90％，β相的質量分數為10％
c α相的質量分數為64.7％，β相的質量分數為35.3％
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