工程材料与机械制造基础课后习题答案.doc

工程材料及机械制造根底****题答案 齐乐华主编
材料的种类与性能〔P7〕
金属材料的使用性能包括哪些？
力学性能、物理性能、化学性能等。
什么是金属的力学性能？它包括那些主要力学指标？
金属材料的力学性能：金属材料在外力作数为40%的液态合金发生共晶反响，现要求：
〔1〕做出A-B合金相图；
〔2〕分析A的质量分数分布为20%、45%、80%等合金的结晶过程。
14、为什么铸造合金常选用接近共晶点的合金？为什么要进展压力加工的合金常选用单相固溶体成分的合金？
近共晶点的合金熔点低，结晶范围小，铸造性能好。单相固溶体成分的合金具有良好的塑性和小的变形抗力，可锻性好。
15、何谓α、γ、Fe3C、C、P、A、Ld、〔Ld `〕？它们的构造、组织形态、力学性能有何特点？
α为铁素体，Fe3C为渗碳体，C为碳元素，P为珠光体，γ、A为奥氏体，Ld为高莱氏体，〔Ld `〕为低温莱氏体。
α为体心立方构造，溶碳量低，强度、硬度低，塑性、韧性好。γ、A是碳在γ—Fe中形成的间隙固溶体，为面心立方构造，溶碳量较大，是高温组织，硬度较低，塑性较高，易于成形。Fe3C是铁和碳的金属化合物，%，硬度很高，脆性很大，塑性和韧性几乎为零。P是铁素体与渗碳体的机械混合物，%，具有良好的力学性能。Ld是奥氏体与渗碳体的机械混合物，〔Ld `〕是珠光体与渗碳体的机械混合物，%，力学性能与渗碳体接近。
16、碳钢与铸铁两者的成分、组织和性能有何差异？并说明原因。
%是碳钢，%是铸铁；碳钢中的碳与铁以金属化合物的形式存在，而铸铁中的碳以游离石墨的形式存在；碳钢的力学性能较好，其硬度、强度随含碳量的增加而增加，塑性、韧性随含碳量的增加而下降，铸铁的力学性能取决于石墨的形状、大小及分布；铸铁的铸造性能优于碳钢；铸铁不能进展压力加工，其焊接性能远不及碳钢。
17、%、%、%、%的铁碳合金从液态缓慢冷至室温时的结晶过程和室温组织。指出这四种成分组织与性能的区别。
%、%的铁碳合金均属于亚共析钢，从液态缓慢冷至室温时的结晶过程为：经过AC线时从液态中结晶出A，经过AE线时全部结晶为A，经过GS线时由于贫碳有F析出，经过PSK线时剩余的A转变为P，室温组织为P+F。并随碳的质量分数的增加P增加，F减少。
%、%的铁碳合金均属于过共析钢，从液态缓慢冷至室温时的结晶过程为：经过AC线时从液态中结晶出A，经过AE线时全部结晶为A，经过ES线时由于富碳有Fe3CⅡ析出，经过PSK线时剩余的A转变为P，室温组织为P+ Fe3CⅡ。并随碳的质量分数的增加Fe3CⅡ增加，P减少。
由于F、P、Fe3CⅡ，的力学性能上的差异，随碳的质量分数的增加铁碳合金的强度和硬度增加，而塑性和韧性下降。
18、渗碳体有哪5种根本形态，它们的来源和形态有何区别？
一次渗碳体是从液体中直接析出，呈长条形；二次渗碳体从奥氏体中析出，沿晶界呈网状；三次渗碳体从铁素体中析出，沿晶界呈小片或粒状；共晶渗碳体是同奥氏体相关形成，在莱氏体中为连续的机体；共析渗碳体同铁素体相关形成，呈交替片状。
19、根据Fe- Fe3C相图，说明产生以下现象的原因。
〔1〕%%的钢硬度高。
〔2〕低温莱氏体的塑性比珠光体的塑性差。
〔3〕捆扎物体一般用铁丝，而起重机起吊重物却用钢丝绳。
〔4〕一般要把钢材加热到高温下〔1000~1250℃〕进展热轧或锻造。
〔5〕钢适宜于通过压力成形，而铸铁适宜于通过铸造成形。
〔1〕钢随碳的质量分数的增加铁素体减少，而渗碳体增加。渗碳体的硬度比铁素体的硬度高。
〔2〕低温莱氏体由珠光体和渗碳体组成，珠光体塑性较好，而渗碳体的塑性几乎为零。
〔3〕捆扎物体需材料有一定的塑性，而起吊重物需材料有一定的强度和硬度。钢材随碳的质量分数的增加强度、硬度增加，塑性、韧性下降。
〔4〕把钢材加热到高温下〔1000~1250℃〕，钢为单相奥氏体组织。其塑性好，变形抗力小。
〔5〕加热到高温下〔1000~1250℃〕，钢为单相奥氏体组织。其塑性好，变形抗力小利于压力成形；而钢的流动性差，在冷却的过程中收缩率大，铸造性能比铸铁差。铸铁结晶温度范围窄，流动性好，在冷却的过程中收缩率小，铸造性能好；但其属于脆性材料，不能压力成形。
金属热处理及外表改性〔40〕
1、钢的热处理的根本原理是什么？其目的和作用是什么？
钢的热处理是将钢在固态下、在一定的介质中施以不同的加热、保温和冷却来改变钢的组织，从而获得所需性能的一