工程材料及及成型工艺基础.doc

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1、工程材料及及成型工艺基础1.蠕变，材料长时间在一定温度和应力作用下，即使应力小于O0.2,也会缓慢产生塑性变形的现象。（2）低应力脆断，一般材料在许用应力之下工作就不会产生塑性变形，更不会产生断裂。但事实并不与此，高强度材料的机件常常在远低于屈服点的状态下发生脆性断裂；中，低强度的重型机件，大型的结构件也有类似的实例，这就是低应力脆断。（3）疲劳断裂，材料在循环载荷的作用下，即即使所受应力低于屈服强度也常发生断裂，这种现象称为疲劳断裂。（4）断裂韧度，具有裂纹的构件受力时，裂纹尖端附近某点处的实际应力值与施加的应力。，裂纹长度2a及距纹裂纹尖端的距离有关，即施加的

2、应力在裂纹尖端附近形成了应力场。2.（1）为何单晶体具有各向异性?而多晶体在一般情况下却显示各向同性？晶体具有固定熔点，规则的几何外形和各向异性的特性；非晶体没有固定熔点，且各向同性。3.晶体与非晶体：几乎所有的金属，犬部分陶瓷以及一些聚合物在其凝固时都要发生结晶，所谓结晶就是原子本身沿三维空间按一定几何归则重复排列成有序结构，叫晶体。某些工程上常用的材料，包括玻璃绝大多数塑料和少数从液态快速冷却下来的金属，还包括所熟悉的松香，沥青等，其内部原子无规则的堆垛在一起，视为三维方向的无序状态，缴费晶体。（2）晶体的各向异性：晶体具有固定熔点，规则的几何外形和各向异性特

3、性,非晶体没有固定熔点，且各向同性。（3）同素异晶转变：当温度，压力等外界条件改变时，晶格类型可以发生转变，称为同素异构转变.位错：在晶体中某处一列或若干列原子发生有规则的错排性象。晶界：构成多晶体的每个小晶体称为晶粒，晶粒之间的边界称为晶界。固溶体：合金在固态由组元间相互溶解而形成的相称为固溶体。即在某一组元得晶格中包含其他组元的原子，被保留晶格的组元称为溶剂，其他组元为溶质。质换固溶体，间隙固溶体（4）金属化合物：金属与金属或金属与类金属，非金属之间形成的具有金属特性的化合物，4.何为高分子材料的老化？如何防止？高分子材料在热，光，化学，生物，辐射等作用下会产

4、生“老化“现象，使性能逐渐退化甚至丧失其使用价值，如硬化，脆化，发软，发粘等。老化现象的实质是高分子材料的主要组分一一大分子链的结构通过交联或降解发生变化。降解对高分子材料结构和性能的影响更为突出。所谓降解是指聚合物在长期储存或使用过程中，其聚合度由于热，光，氧化，水解，生物作用，力学作用等而降低的一种化学反应。降解是高分子材料软化，发粘，需耐久使用的工程塑料应尽量避免。从另一方面，降解可以改善加工性能而在加工过程中加以利用，特别是可利用降解作为手段达到减少换件污染的目的。5.结晶对高聚物性能的影响。高分子是由低分子聚合而成，所以低分子的有机化合物的同分异构现象也

5、直接代人高分子聚合物中。同一种高聚物，由于结晶条件不同，可形成几种不同的晶体’如聚乙烯的稳定晶型是正交晶型，但在拉伸时能形成三斜或单斜晶体，又如，聚丙烯在不同温度下结晶时，可形成单斜，六方和菱方三种晶型。聚丁烯-1可形成菱方，四方和正方三种晶型。6.在铸造生产中，采用哪些措施控制晶粒大小？（1）增大过冷度，根据过冷度对形核率和生长速率的影响归，增大过冷度可使铸件晶粒变细。在连续冷却情况下，冷却速度越大过冷度越大。增大冷却速度可通过采取降低溶液的浇注温度，选用吸热能力和导热性较强的铸型材料等措施来达到。（2）变质处理，在金属液结晶前，向金属液加入某些物质形成大量分散

6、的固态微粒作为非自发形核界面或其阻碍晶粒体长大作用，从而获得细小晶粒，这种细化晶粒的的方法，称为变质处理。（3）附加振动，金属液结晶时，可釆用机械振动，超声波或电磁振动等措施，增强铸型中液体金属的运动，造成枝晶破碎，碎晶块起晶核作用，从而使晶粒细化。1.钢中常存元素有哪些？对钢的性能有何影响？（1）猛，¥孟是炼钢时用猛铁脱氧而残存留在钢中的，它也经常作为合金元素而特意加入钢中的，¥孟脱氧性比较好，能很大能力减少钢中的FeO,还能与硫化合成MnS,减轻硫的有害物作用。在室温下可以大部分溶入铁素体，产生强化作用。（2）硅，它是炼钢时用硅铁脱氧而残留在钢中，也可作为合金

7、元素特意加入钢中。硅的脱氧能力比猛强，可有效清除FeO。硅在温室下大部分溶入铁素体，产生强化作用。（3）硫，在冶炼时由矿石和燃料中带人的有害物质，炼钢时难以除尽。硫在钢中常以FeS的形式存在，FeS与Fe形成熔点低的共晶体，分布在奥是他的晶界上，当钢材进行热加工时，共晶体过热甚至熔化，减弱了晶粒的联系，使钢材强度降低，韧性下降，这种现象称为热脆。（4）磷，是冶炼时由矿石带人的有害物质，冶炼时很难除尽。磷能溶入a-Fe,具有固溶强化作用，但由于钢中有碳存在，磷在a-Fe的溶解度急剧下降。（5）在炼钢过程中，少量的炉渣，耐火材料及冶炼中产生反应物可能进入钢液，形成非金

8、属夹杂物。