内容发布更新时间 : 2024/12/23 11:07:54星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

金属材料及热处

36. 请给出两种材料的分类方法，并说明如何加以分类？

答：材料可按其化学键特点加以分类：金属材料、无机非金属材料（陶瓷材料）、高分子材料、复合材料。

材料还可按其应用时性能特点加以分类：结构材料、功能材料

37. 根据退火的低碳钢的拉伸图，指出与下列力学性能指标相关的点与物理量：（1）断面收缩率；（2）抗拉强度；（3）比例极限；（4）刚度

38. 分析HB和HRC实验方法的原理及适用性。

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39. α-Fe、Al、Cu、Zn各属何种晶体结构？试画出体心立方、面心立方和密排六方晶体中原子排列最密的晶面和晶向。并算出其滑移系的个数。

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40. 在常温下，已知铜的原子直径为2.55×10-10m，求铜的晶格常数。

答：常温下铜为fcc结构，原子直径2d=2a，a=3.61×10m

1/2-10

41. 试分析体心立方、面心立方和密排六方晶体的滑移系对金属塑性的影响。

答：滑移系数目↑，材料塑性↑；滑移方向↑，材料塑性↑,（滑移方向的作用大于滑移面的作用）。因此FCC和BCC的滑移系为12个，HCP为3个；FCC的滑移方向多于BCC。金属塑性： Cu（FCC）＞Fe（BCC）＞Zn（HCP）

42. 再结晶晶粒大小和哪些因素有关。

答：①温度：T↑—D↑—↑晶界迁移—晶粒长大↑；

②预变形度：预变形度＜临界变形度时，无明显影响

预变形度＝临界变形度时，再结晶将出现异常粗大晶粒 预变形度＞临界变形度时，预变形度↑— 再结晶驱动力↑— 再结晶形核率↑— 晶粒尺寸↓，

当预变形度很大时，出现形变织构，再结晶将出现异常粗大晶粒。

43. 未进行冷变形的金属加热时，能否发生回复和再结晶，为什么？

答：未进行冷变形的金属加热时，不发生回复和再结晶。因为回复和再结晶的驱动力是金属变形储存能（晶格畸变能），未进行冷变形的金属不存在再结晶的驱动力。

44. 金属塑性变形后力学性能有哪些变化？

答：①出现各向异性——当形成纤维组织（晶界取向排列）或形变织构（晶粒的

位向出现择优取向）时。

②加工硬化（形变硬化）——随着变形度的增加，位错大量增殖→位错相互作用→位错运动阻力加大→变形抗力↑→其强度、硬度提高，塑性、韧性下降。

45. 在热加工过程中，金属能否产生加工硬化？试分析原因。

答：在热加工过程中，金属塑性变形与金属动态再结晶过程同时进行，金属不产生加工硬化。

46.

晶界对多晶体塑性变形有何影响？为何细晶粒钢强度高，塑性、韧性也好？ 答：晶界一方面是滑移的主要障碍；另一方面通过晶界自身变形→协调变形→以维持相邻晶粒变形保持连续；因此导致细晶强化。

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晶粒小→晶界面积大→变形抗力大→强度大；晶粒小→单位体积晶粒多→变形分散→相邻晶粒不同滑移系相互协调；晶粒小→晶界多→不利于裂纹的传播→断裂前承受较大的塑性变形。因此晶粒细化→强度、硬度提高，塑性、韧性提高；细晶粒钢强度高，塑性、韧性也好。

47.

已知钨和铅的熔点分别为3380?C和327?C，试问钨在1100?C加工、铅在室温加工各为何种加工？

答：纯金属的再结晶温度：TR=0.4-0.35Tm(K)

钨的再结晶温度：钨TR=0.4-0.35Tm(K)=1461-1278(K)；钨在1100?C加工为冷加工

铅的再结晶温度：TR=0.4-0.35Tm(K)=240-210(K)；铅在室温加工为冷加工

铅

48.

滑移的本质是什么？试比较低碳钢塑性变形前（状态A）、经历塑性变形（状态B）以及再结晶退火后（状态C）的力学性能，并分析性能变化的原因。 答：滑移的本质是滑移面上位错的运动。

低碳钢塑性变形后会出现加工硬化，即强度、硬度提高，塑性、韧性下降，是因为随着变形度的增加，位错大量增殖→位错相互作用→位错运动阻力加大→变形抗力↑；

经再结晶退火后，低碳钢加工硬化消除力学性能恢复，即强度、硬度下降，塑性、韧性提高，是因为无形变的再结晶晶粒的形成，位错密度大幅度降低→变形抗力↓；

但再结晶退火后低碳钢的强度、硬度、塑性、韧性均高于塑性变形前的低碳钢，是因为再结晶退火后形成的再结晶晶粒小于塑性变形前的晶粒，细晶强化作用造成强度、硬度、塑性、韧性的提高。

49.

过冷度与冷却速度有什么关系？它对金属结晶后的晶粒大小有什么影响？

50.

列举几种实际生产中采用的细化铸造晶粒的方法。

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答：①提高过冷度：过冷度△ T↑，N↑↑，G↑——N/G增大，晶粒细化；

②变质处理：在液态金属中加入孕育剂或变质剂作为非自发晶核的核心，以细化晶粒和改善组织。

③振动，搅拌等

51.

试分析比较纯金属、固溶体、共晶体三者在结晶过程和显微组织上的异同点。

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52. 试分析含碳量为2.11%的铁碳含金从液态冷却到室温时的平衡结晶过程，计算其室温组织组成物的相对含量，并判断其属于哪一类铁碳合金。

53.

有两块退火钢样经组织分析发现其中珠光体占80%，但硬度差别较大，请分别计算它们的含碳量。

答： 第一块属于亚共析钢，P%=（X-0.02）/（0.77-0.02）=80%，求出X=0.55，含碳量为0.55%。

第二块属于过共析钢，P%=（6.69-X）/（6.69-0.77）=80%，求出X=1.95，含碳量为1.95%。

54. 画出T12钢的平衡组织和淬火组织示意图并标出组织，计算其平衡组织中各组织组成物的相对含量。

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55.

现有两种铁-碳合金，其中一种合金的显微组织中珠光体量占75%，铁素体量占25%；另一种合金的显微组织中珠光体量占92%，二次渗碳体量占8%。这两种合金各属于哪一类合金？其含碳量各为多少？

答：第一种合金属于亚共析钢，P%=（X-0.0218）/（0.77-0.0218）=75%，求出X=0.54，含碳量为0.54%。

第二种合金属于过共析钢，P%=（6.69-X）/（6.69-0.77）=92%，求出X=1.24，含碳量为1.24%。

36. 现有形状、尺寸完全相同的四块平衡状态的铁碳合金，它们的碳含量分别为0.2%，0.4%， 1.2%，3.5%的合金。根据你所学的知识，可有哪些方法区别它们？

答：测量四块合金的硬度，其硬度随含碳量增加而升高。

观察四块合金的金相，0.2%和0.4%的合金均为亚共析钢，其组织为珠光体+铁素体，珠光体的量随含碳量增加而增加；1.2%的合金为过共析钢，其组织为珠光体+二次渗碳体；3.5%的合金为亚共晶白口铁，其组织为珠光体+二次渗碳体+低温莱氏体。

观察四块合金与砂轮磨出的火花，随着含碳量的增加，流线数量和爆花数量都急剧增多，碳含量超过0.8%以后，增多的趋势逐渐缓和。

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