材料科學(xué)基礎(chǔ)試卷與答案ppt課件
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材料科學(xué)基礎(chǔ)C小考,1,一、名詞解釋,馬氏體固溶體固溶強化調(diào)質(zhì)處理變質(zhì)處理細(xì)晶強化萊氏體退火正火冷處理,2,二、填空(40個空)1)布拉菲點陣共有種,歸納為個晶系;面心立方結(jié)構(gòu)單個晶胞中的原子數(shù)為,密排六方結(jié)構(gòu)單個晶胞中的原子數(shù)為。2)金屬結(jié)晶的熱力學(xué)條件是,結(jié)構(gòu)條件是,保證晶體生長的動力學(xué)條件是。3)晶粒的大小對金屬的性能有很大的影響,細(xì)化結(jié)晶晶粒度的常用方法有:_______、_______、_______。4)共析鋼奧氏體的形成過程分為四個階段,依次為_________,____________,______________,___________。5)鋼中馬氏體的兩種基本形態(tài)為_____________,___________;含碳量較高時,馬氏體呈_________晶格;奧氏體含碳量越高,Ms越______;馬氏體的硬度主要取決于________。,3,6)幾乎所有的合金元素溶入奧氏體都會使C-曲線_______移、臨界冷卻速度_________、淬透性________。7)固溶體的晶格類型與______相同。鐵素體具為________結(jié)構(gòu),奧氏體具為________結(jié)構(gòu),滲碳體具為________結(jié)構(gòu)。8)冷變形金屬在退火過程中,隨著溫度的升高,依次會發(fā)生__________,___________和______________三個過程。9)在鐵碳合金中,隨著碳含量的增加,滲碳體的相對量____。滲碳體作為一種組織有五種形式,分別稱為___________,_________,____________,____________,__________。10)按位錯線與柏氏矢量之間的關(guān)系,晶體中的位錯可分為_______、_______和______三大類。單位長度位錯的能量與______成正比。,4,三、判斷題1.二元合金的二相平衡轉(zhuǎn)變是在恒溫下進行的;三元合金的三相平衡轉(zhuǎn)變是在恒溫下進行的。()2.隨著含碳量的增加鐵碳合金的強度、硬度始終是增加的。()3.熱處理強化只適用于固態(tài)下發(fā)生相變的材料,不發(fā)生固態(tài)相變的材料不能用熱處理來強化。()4.只有共析鋼中才能發(fā)生共析轉(zhuǎn)變、共晶鑄鐵中才能發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變。()5.在金屬晶體中,原子排列最緊密的晶面間的距離最小,所以這些晶面間難以發(fā)生滑移。()6.水中淬火比油中淬火的淬透性高。(),5,7.從擴散的角度講,珠光體轉(zhuǎn)變是擴散型轉(zhuǎn)變,馬氏體轉(zhuǎn)變是非擴散型轉(zhuǎn)變。()8.置換固溶體較間隙固溶體的固溶強化效果大。()9.冷變形金屬再結(jié)晶退火后,晶粒形狀和晶格結(jié)構(gòu)都發(fā)生了很大變化,所以性能發(fā)生了突變。()10.鋼中的碳含量越高,則正常淬火溫度越高。(),四、簡要回答1.為什么晶粒越細(xì)鋼的強度、硬度越高并且塑性、韌性越好?2.塑性變形對金屬的組織和性能有何影響?3.為什么鋼淬火后要回火?回火后組織和性能有哪些變化?,6,五、根據(jù)A—B二元相圖1)寫出圖中的液相線、固相線、α和β相的溶解度曲線、所有的兩相區(qū)及三相恒溫轉(zhuǎn)變線;2)平衡凝固時,計算A-25B(wt%)合金(yy線)凝固后初晶β相在鑄錠中的相對量;3)畫出上述合金的冷卻曲線及室溫組織示意圖。,7,,六、根據(jù)A-B-C三元共晶投影圖,分析合金O的結(jié)晶過程,繪出冷卻曲線和室溫下的組織示意圖,并求出結(jié)晶完成后的組織組成物和相組成物的含量,作出Bb變溫截面。,8,七、畫共析鋼TTT曲線上并給出獲得下列組織的冷卻方式:(1)P(2)B下(3)B下+M+A?(4)P+B+M+A?(5)M+A?,以上為全部試題,9,試題參考解答,10,一、名詞解釋,馬氏體:過冷奧氏體在較低溫下通過切變進行點陣重構(gòu),而無成分變化的非擴散型轉(zhuǎn)變產(chǎn)物。鋼中馬氏體實際上是碳在α-Fe中的過飽和間隙固溶體。固溶體:晶體結(jié)構(gòu)與組成合金的某一組元的晶體結(jié)構(gòu)相同的合金相。固溶強化:通過形成固溶體使材料強度、硬度提高,而塑性、韌性有所下降的現(xiàn)象。調(diào)質(zhì)處理:淬火加高溫回火相結(jié)合的熱處理工藝。變質(zhì)處理:在澆鑄前向液態(tài)金屬中加入形核劑,促進形成大量的非均勻晶核來細(xì)化晶粒的方法。細(xì)晶強化:通過細(xì)化晶粒增加晶界提高強度的方法。萊氏體:鐵碳合金共晶轉(zhuǎn)變形成的奧氏體和滲碳體兩相混合物。,11,退火:將鋼加熱到臨界點Ac1以上或以下溫度,保溫以后隨爐緩慢冷卻以獲得接近平衡狀態(tài)組織的熱處理工藝。正火:將鋼加熱到Ac1或Accm以上適當(dāng)溫度,保溫以后在空氣中冷卻得到珠光體類型組織的熱處理工藝。冷處理:為減少殘余奧氏體,淬火冷至室溫之后繼續(xù)冷卻到零度以下,使殘余奧氏體繼續(xù)轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的冷卻方法。,12,二、填空(40個空)1)布拉菲點陣共有14種,歸納為7個晶系;面心立方結(jié)構(gòu)單個晶胞中的原子數(shù)為4,密排六方結(jié)構(gòu)單個晶胞中的原子數(shù)為6。2)金屬結(jié)晶的熱力學(xué)條件是過冷,結(jié)構(gòu)條件是結(jié)構(gòu)起伏,保證晶體生長的動力學(xué)條件是形核功。3)晶粒的大小對金屬的性能有很大的影響,細(xì)化結(jié)晶晶粒度的常用方法有:增大過冷度、變質(zhì)處理、攪拌。4)共析鋼奧氏體的形成過程分為四個階段,依次為奧氏體形核,奧氏體長大,殘余滲碳體溶解,奧氏體均勻化。5)鋼中馬氏體的兩種基本形態(tài)為板條馬氏體,片狀馬氏體;含碳量較高時,馬氏體呈體心正方晶格;奧氏體含碳量越高,Ms越低;馬氏體的硬度主要取決于馬氏體含碳量。,13,6)幾乎所有的合金元素溶入奧氏體都會使C-曲線右移、臨界冷卻速度減小、淬透性提高。7)固溶體的晶格類型與溶劑相同。鐵素體具為bcc結(jié)構(gòu),奧氏體具為fcc結(jié)構(gòu),滲碳體具有復(fù)雜正交結(jié)構(gòu)。8)冷變形金屬在退火過程中,隨著溫度的升高,依次會發(fā)生回復(fù),再結(jié)晶和晶粒長大三個過程。9)在鐵碳合金中,隨著碳含量的增加,滲碳體的相對量增加。碳體作為一種組織有五種形式,分別稱為共晶滲碳體,共析滲碳體,一次滲碳體,二次滲碳體,三次滲碳體。10)按位錯線與柏氏矢量之間的關(guān)系,晶體中的位錯可分為刃型位錯、螺型位錯和混合型位錯三大類。單位長度位錯的能量與Gb2成正比。,14,三、判斷題1.二元合金的二相平衡轉(zhuǎn)變是在恒溫下進行的;三元合金的三相平衡轉(zhuǎn)變是在恒溫下進行的。(?)2.隨著含碳量的增加鐵碳合金的強度、硬度始終是增加的。(?)3.熱處理強化只適用于固態(tài)下發(fā)生相變的材料,不發(fā)生固態(tài)相變的材料不能用熱處理來強化。(?)4.只有共析鋼中才能發(fā)生共析轉(zhuǎn)變、共晶鑄鐵中才能發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變。(?)5.在金屬晶體中,原子排列最緊密的晶面間的距離最小,所以這些晶面間難以發(fā)生滑移。(?)6.水中淬火比油中淬火的淬透性高。(?),15,7.從擴散的角度講,珠光體轉(zhuǎn)變是擴散型轉(zhuǎn)變,馬氏體轉(zhuǎn)變是非擴散型轉(zhuǎn)變。(?)8.置換固溶體較間隙固溶體的固溶強化效果大。(?)9.冷變形金屬再結(jié)晶退火后,晶粒形狀和晶格結(jié)構(gòu)都發(fā)生了很大變化,所以性能發(fā)生了突變。(?)10.鋼中的碳含量越高,則正常淬火溫度越高。(?),四、簡要回答1.為什么晶粒越細(xì)鋼的強度、硬度越高并且塑性、韌性越好?答:晶粒越細(xì),晶界總面積越多,晶界阻礙位錯運動,提高塑性變形抗力,所以強度、硬度越高。晶粒越細(xì)小,晶界越曲折,變形越均勻,應(yīng)力集中越小,斷裂前可發(fā)生較大變形,即塑性好;強度和塑性同時提高,故韌性也提高。,16,2.塑性變形對金屬的組織和性能有何影響?答:晶粒形狀發(fā)生變化,沿變形方向壓扁或拉長,以致形成纖維組織;形成變形織構(gòu)和變形孿晶。產(chǎn)生加工硬化;造成殘余內(nèi)應(yīng)力;理化性能發(fā)生變化。3.為什么鋼淬火后要回火?回火后組織和性能有哪些變化?答:回火可以消除內(nèi)應(yīng)力、穩(wěn)定組織、調(diào)整性能。依回火溫度的高低,淬火馬氏體可轉(zhuǎn)化為M回、T回、S回。隨回火溫度提高,強度、硬度下降,塑性、韌性提高。,17,五、根據(jù)A—B二元相圖1)寫出圖中的液相線、固相線、α和β相的溶解度曲線、所有的兩相區(qū)及三相恒溫轉(zhuǎn)變線;2)平衡凝固時,計算A-25B(wt%)合金(yy線)凝固后初晶β相在鑄錠中的相對量;3)畫出上述合金的冷卻曲線及室溫組織示意圖。,答:1)液相線:TATETB;固相線:TAF、GTB;固溶度曲線:GI、FH;兩相區(qū)為L+α、L+β、α+β(如圖);三相恒溫線為FTEG。,L+α,L+β,α+β,18,2)運用杠桿定律:Wβ=(45-25)/(45-20)=80%,3)冷卻曲線及室溫組織示意圖如下。,19,六、根據(jù)A-B-C三元共晶投影圖,分析合金O的結(jié)晶過程,繪出冷卻曲線和室溫下的組織示意圖,并求出結(jié)晶完成后的組織組成物和相組成物的含量,作出Bb變溫截面。,20,解:,?用冷卻曲線分析結(jié)晶過程,如圖,,,,L,L+B,L+B+C,?計算相對量,結(jié)晶過程,0,t,T,組織:,21,相:,22,?變溫截面,,,,,,,,,,b,B,L+B,L+C,A+B+C,L,L+B+C,L+A+C,,23,七、畫共析鋼TTT曲線上并給出獲得下列組織的冷卻方式:(1)P(2)B下(3)B下+M+A?(4)P+B+M+A?(5)M+A?,,,,,,,溫度℃,時間t,A1,A,A冷,Ms,M+A殘,,(1),(5),(2),(4),(4),,,,(3),,24,25,26,27,28,29,30,31,32,七、圖為某三元固態(tài)互不溶解共晶系的投影圖,當(dāng)成分為F的材料從高溫液相冷卻到室溫的過程中,畫出冷卻曲線及標(biāo)明可能的反應(yīng);列出計算初晶A相相對含量的公式;指出二元共晶線和三元共晶點。,33,- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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