机械工程材料作业

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1、I高温对金属力学性能的影响：高温下材料强度随温度的升高而降低，随加载时间的延长而降低。II评定高温力学性能的指标：蠕变极限和持久强度III共析钢奥氏体形成过程：a奥氏体晶核的形成：奥氏体与Fe3C相界面处形核。b奥氏体长大：晶核成型后立即向α与Fe3C两方向长大。c残余渗透体溶解。d奥氏体成分均匀化。IV马氏体转变：马氏体是碳在α-Fe中的过饱和固溶体，具有体心立方结构。大量碳原子的过饱和造成原子排列发生畸变，产生较大内应力，因此马氏体具有较高的硬度和强度。VI三种回火组织：a低温回火（150~250）M回（回火马氏体）高HB（58~60HRC）高耐磨性，内

2、应力和脆性低。黑色针叶状。b中温回火（350~500）T回（回火托氏体）（35~45HRC）具有一定韧性和高的弹性极限及屈服强度。针叶状。c高温回火（500~650）S回（25~35HRC）足够的δ，αk，具有良好的综合力学性能。等轴状铁素体和球状渗碳体。VII表面化学热处理：a渗C工艺：锻造—正火—机加工—渗碳—淬火—低温回火—精加工—成品。B渗N工艺：锻造—退火（或正火）—粗加工—调质—半精加工—去应力退火—粗磨—渗氮—精磨（或研磨）—成品。1、何为韧性断裂和脆性断裂？影响脆性断裂的方式有哪些？韧性断裂：断裂前材料发生明显塑性变形。脆性断裂：断裂前不发生

3、塑性变形，断裂后断口齐平，有无数发亮的小平面组成。影响方式：加载方式、材料本质、温度、a2、何为冲击韧性？如何根据冲击韧性判断材料的低温脆性倾向？冲击韧性是指材料在冲击载荷作用下，吸收塑性变形功和断裂功的能力。材料的冲击吸收功随试验温度的降低而降低。当试验温度低于Tk时，吸收功明显下降，材料由韧性转变为脆性状态，以此来判断材料的低温脆性倾向。3、磨损失效有哪几类？如何防止？常见的磨损失效有四种：粘着磨损、腐蚀磨损、磨粒磨损、麻点磨损。防止粘着磨损：合理选择摩擦副配对材料；采用表面处理减小摩擦因数提高表面硬度；减小接触压应力；减小表面粗糙度。防止磨粒磨损;合理

4、选用高硬度材料；采用表面处理、表面加工硬化提高摩擦副材料表面硬度。防止腐蚀磨损：提高集体金属表层硬度或形成于基体金属牢固结合的致密氧化膜，可用渗碳、渗氮、蒸汽处理等。防止麻点磨损：提高材料的硬度、纯净度；提高零件的心部强度和硬度；增加硬化层深度。细化硬化层组织；减小零件表面粗糙度值；提高润滑油的粘度。4、腐蚀失效类型有几种?如何防止?高温氧化腐蚀、电化学腐蚀、应力腐蚀抗氧化：选择抗氧化材料；表面涂层。抗电化学腐蚀：选择耐腐蚀材料；表面涂层；电化学保护；加缓腐剂。抗应力腐蚀：设计时减小拉应力和集中应力；进行去应力退火；选用对应力腐蚀不敏感的材料；改变介质条件，

5、清除促进应力腐蚀的有害离子。5、钢在被处理成为马氏体时为什么还会有残留奥氏体存在？对钢的性能有那些影响？当奥氏体被迅速冷却至Ms值以下时，会发生马氏体转变。钢中奥氏体比体积最小，马氏体比体积最大，因此发生转变时必然发体积膨胀，而马氏体中间的奥氏体被压缩无法发声转变，所以有少量的奥氏体残留，称为残留奥氏体。残留奥氏体会降低钢的硬度，而且残留奥氏体不稳定，在常温下会发生分解，引起工件形状和尺寸的改变。6、根据Fe—Fe3C相图说明产生下列现象的原因？？？⑴Wc=1.0%的钢比Wc=0.5%的硬度高⑵Wc=0.77%的钢比Wc=1.2%的强度高⑶钢可进行压力加工成

6、型，而铸铁只能铸造成型，而且铸铁的铸造性能比钢好答：⑴Wc=0.5%的钢组织为铁素体和珠光体，Wc=1.0%的钢朱志伟珠光体和二次渗碳体，渗碳体硬而脆，分散在珠光体中，使得Wc=1.0的钢硬度高⑵Wc=0.77%的钢为共析钢，组织为层状的珠光体，而Wc=1.2%的钢组织为珠光体和二次渗碳体。层片状使位错的移动受限制。在很短距离内，增加了继续变形的阻力，使其强度提高，层片间距越小，强度越高。⑶铸铁中碳主要以石墨形式存在，故其组织是金属基体和石墨组成。石墨的硬度、强度低，伸长率接近于零，石墨的存在减少了铸件的有效承载面积，且使受力时石墨尖端产生应力集中，易造成脆

7、性断裂，因此力学性能低，不能进行压力加工。铸铁含碳量高，接近共晶成分，因此熔点低。石墨结晶时体积膨胀，故铸造性能好。7、钢中杂质元素有哪些?有什么影响？硅、锰：固溶于铁素体中，使其强度硬度增加。产生固溶强化对钢材有利硫：产生“热脆”，是钢材变脆，沿奥氏体开裂磷：产生“冷脆”，降低钢的脆性和韧性氢：产生“氢脆”，对焊接不利，使得焊缝开裂8、指出下列钢的类别、主要特征及用途？⑴Q215—215.A.F普通碳素钢结构，屈服点为215MPa的A级沸腾钢。普通碳素钢一般情况下都不经热处理，而在供应状态下直接使用。Q215钢碳的质量分数低，焊接性能好。塑性韧性好，有一定

8、强度。常轧制成薄板、钢筋、焊接钢管等，用于桥梁建筑等