清华大学工程材料历年试题.doc

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1、2022 年试题一、名词解释1） 构造材料2） 功能材料3） 钢的合金化4） 钢的应变时效5） 高速钢风钢6） 钢结硬质合金7） 钢的热稳定性8） 麻口铸铁9HT200 和 QT450-1010特别黄铜二、填空题1 材料的使用性能是指材料在使用过程中能够安全牢靠地工作所必需具备的性能，它包括材料的性能、 性能和性能2 材料的组织状态包括：、3材料用钢以性能为主，性能为辅； 机器零件用钢以性能为主、性能为辅。4 钢中合金元素的强化作用主要有以下四种方式： 、以及 5） 钢中合金元素的存在形式主要有：、 和。6） 机器零件用钢的力学性能要求为：、 和。7） 热作模具包括：、和三类。8） 塑料模具用

2、钢应满足：、9） 莱氏体是指和两相共存的共晶反响产物， 主要表现在铸铁中。10） 石墨晶体在空间上呈构造，因而石墨在铁液中生长如不受外界影响时具有特性。 11石墨铸铁中石墨呈球状分布，因而这种工程构造材料的 高同时好。12依据二元 Al-Si 相图，当含 Si 量超过共晶点12.5%Si后， 获得的结晶组织为，其中 Si 晶体有两种结晶形态，分别为 和。三、问答题1） 以汽车发动机曲轴为例，说明工程金属材料选材的一般原则。2） 汽车发动机缸体、减速机齿轮和耐酸泵泵体三个零件选用何种工程构造金属材料制造为好？为什么？3） 何为调质处理？调质钢的性能特点是什么？某材料成型模具要求用调质钢制造，请推

3、举一种钢材，简要介绍该模具的制造过程。4二元 Al-Cu 合金热处理强化实质是什么？简要介绍其原理。5） 球墨铸铁炉前球化处理的同时，必需进展孕育处理。这是为什么？6） ZCuSn5Pb5Zn5 是青铜还是黄铜？元素 Sn、Pb、Zn 在该合金中的存在形式和作用是什么？2022 年试题一、名词解释1、构造材料和工程材料2、调质处理及调质钢的性能特点3、钢的红硬性及高速钢4、灰口铸铁和白口铸铁5、HT300 和 QT800-26、变形铝合金和铸造铝合金举例说明7、青铜和黄铜举例说明二、填空题1、金属材料的工艺性能是指金属材料对各种加工工艺手段所表现出来的特性， 即材料的可加工性，包括： 性能、

4、性能、 性能、 性能、 性能等。2 、 工 程 上 常 见 金 属 材 料 的 失 效 的 形 式 主 要有： 、 、 。3 、 钢 中 合 金 元 素 的 强 化 作 用 主 要 有 以 下 四 种 方式： 、 、 、 。4 、 构 件 用 钢 的 力 学 性 能 的 三 大 特 点是： 、 、 。5 、 作 为 构 件 用 钢 应 具 有 的 性 能 要 求是： 、 、 。6、构件用钢以 性能为主， 性能为辅。机器零件用钢以 性能为主，性能为辅。7、依据用途不同，工具钢可分为 、 和。按化学成分不同，工具钢又可分为 、 和 。8、弹簧钢应具有的力学性能特征是： 、 、 。9、随着含碳量的增

5、加，白口铸铁的硬度 ，而灰口铸铁的硬度 。10、假设铸铁结晶按稳定系进展，则铸铁中的高碳相为 ，假设按介稳定系结晶，则高碳相为 。11、球墨铸铁球化处理良好的标志是：、。12、二元 Al-Si 合金中随着含 Si 量的增加，合金的密度而硬度；合金金相组织中的 Si 晶体在变质处理前以形态分布， 而变质或细化处理后以形态分布。三、问答题1、举例说明工程金属材料选材的一般原则2、齿轮是一种典型的机器零件，即可用调质钢制造，也可用渗碳钢制造。请简要介绍用这两种合金制作齿轮的一般过程，重点介绍热处理的根本原理和最终组织性能特征。3、机床床身、内燃机曲轴和摩托车凸轮轴三个零件选用何种工程构造金属材料为好

6、？为什么？4、二元 Al-Si 合金为什么不能通过常规热处理进展强化？5、何谓低合金灰铸铁？在孕育良好的前提下，低合金灰铸铁为什么比一般孕育铸铁具有更高的强度/硬度比b/HB？2022 年试题铸铁局部一、名词解释1、灰口铸铁和白口铸铁2、稳定系铸铁含碳当量CE的数学表达式只反响 C、Si、P 三元素3、低合金灰铸铁4、HT250 和 QT450-105、D 型石墨可绘图示意6、炉渣碱度R及酸性、碱性和中性炉渣7、耐磨铸铁和抗磨铸铁二、填空1、硅 Si元素在铸铁中具有特别的作用，它能减弱原子与原子之间的结合力，降低高碳相的稳定性。2、石墨晶体在空间上呈构造；因而石墨在铁液中生长如不受外界影响时具

7、有特性。3、假设铸铁结晶按稳定系进展，则铸铁中的高碳相为；假设按介稳定系结晶，则高碳相为。4、球墨铸铁中石墨呈球状分布，因而这种工程构造材料的高同时好。5、莱氏体是指和两相共存共晶反响产物，主要消灭在铸铁中。6、优质铁液的标志是：、。7、球墨铸铁球化良好的标志是：、。8、铸铁的耐热性是指在高温下的和力量。三、推断题1、随着含碳量增加，灰口铸铁的硬度上升而白口铸铁的硬度下降。2、在亚共晶灰口铸铁组织中，有可能消灭粗大的初生石墨。3、灰铸铁铸件验收的依据是其化学成分，一般不把其机械性能作为验收的依据。4、一般灰铸铁由于大量石墨的存在，对基体减弱作用大，因而基体热处理强化的意义不大。四、简述问答题1

8、、铸铁孕育处理的原理、目的和意义。2、汽车发动机曲轴选用球墨铸铁为好，还是选用灰口铸铁为好？为什么？3、如何提高灰口铸铁的机械强度和使用性能？4、球墨铸铁和蠕墨铸铁在球化处理和蠕化处理后为什么要进展孕育处理？5、在孕育良好的前提下，低合金灰铸铁为什么比一般孕育铸铁具有更高的强度/硬度比b/HB？有色合金局部一、解释名词术语1、变形铝合金要求举例说明 2、铸造铝合金要求举例说明3、过共晶铝硅合金 4、中间合金要求举例说明5、硅晶体的变质处理 6、青铜要求举例说明7、黄铜要求举例说明二、简述问答题1、绘出 Al-Cu 二元相图的富铝局部，简述 Al-4.0%Cu 二元合金热处理强化固溶强化和时效强

9、化的原理。2、ZAlSi12Cu1Mg1Ni1ZL109合金常用于制造内燃机活 塞。请分析元素 Si，Cu，Mg，Ni 在合金中的主要作用。3、ZCuSn5Pb5Zn5 是青铜还是黄铜？元素 Sn、Pb、Zn 在该合金中的主要作用是什么？4、铝合金熔炼过程中的精炼处理包含哪些内容？举例说明铝合金的精炼原理和操作要领。2022 年试题一、名词解释1. 构造材料：以力学性能为主，兼有肯定物理化学性能的一类工程材 料。2. 功能材料：以特别的物理化学性能为主，兼有肯定力学性能的一类 工程材料。3. 钢的合金化：在钢中参加适当的、含量在肯定范围内的化学元素以转变钢的性能的方法。4. 钢的应变时效5.

10、高速钢风钢：是一种高 C 且含有大量的 W、Mo、Cr、V、Co等合金元素的合金刃具钢。6. 钢结硬质合金7. 钢的热稳定性：是指钢在高温下抗氧化或抗高温介质腐蚀而不被破 坏的力量。8. 麻口铸铁：铸铁中，碳既以游离态石墨存在，又以碳化物形式存在， 断口夹杂着白亮的渗碳体和暗灰色的石墨。9. HT200 和 QT450-10：HT200 是灰铸铁的一种标准或牌号，代表单铸 30mm 试棒的最低抗拉强度大于等于 200Mp。QT450-10是球墨铸铁的一种标准或牌号，代表单铸试棒的最低抗拉强度大于等于 450Mp 且延长率不低于 10%。10. 特 殊 黄 铜 ： 是 在 铜 锌 合 金 中 加

11、 入 其 他 元 素 如Si,Al,Pb,Sn,Mn,Fe,Ni 等获得特别性能的一类黄铜。常见的有锰黄铜，铝黄铜，铅黄铜，锡黄铜。二、填空题1. 材料的使用性能是指材料在使用过程中能够安全牢靠地工作所必需具备的性能，它包括材料的 力学 性能、 物理 性能和 化学 性能。2. 材料的组织状态包括：显微组织、晶体缺陷、冶金缺陷。3. 构件用钢以工艺性能为主，力学性能为辅；机器零件用钢以力学性能为主、工艺性能为辅。4. 钢中合金元素的强化作用主要有以下四种方式：固溶强化、晶界强 化、其次相强化以及位错强化。5. 钢中合金元素的存在形式主要有：固溶体形式、相成强化相、相成 非金属夹杂物和游离态。6.

12、 机器零件用钢的力学性能要求为：高的疲乏强度 、高的屈服强度 、抗拉强度及较高的断裂抗力 、良好的耐磨性和接触疲乏强度 、较高的韧性 。7. 热作模具包括：锤锻摸 、热挤压模 和压铸模 三类。8. 塑料模具用钢应满足：抛光性能好材质纯洁组织致密 、 被切削加工性或冷挤压成型性优良，热处理变形微小 、外表较高硬度，耐磨耐蚀，尺寸精度高 、 足够的强度和韧性。9. 莱氏体是指 珠光体 和 渗碳体 两相共存的共晶反响产物，主要表现在 白口 铸铁中。10. 石墨晶体在空间上呈 六方晶格片层 构造，因而石墨在铁液中生长如不受外界影响时具有 特性。11. 石墨铸铁中石墨呈球状分布，因而这种工程构造材料的

13、强度高同时 韧性 好。12. 依据二元 Al-Si 相图，当含 Si 量超过共晶点12.5%Si后，获得的结晶组织为，其中 Si 晶体有两种结晶形态，分别为 和。三、问答题1. 以汽车发动机曲轴为例，说明工程金属材料选材的一般原则。2. 汽车发动机缸体、减速机齿轮和耐酸泵泵体三个零件选用何种工程 构造金属材料制造为好？为什么？3. 何为调质处理？调质钢的性能特点是什么？某材料成型模具要求用调质钢制造，请推举一种钢材，简要介绍该模具的制造过程。 4.二元 Al-Cu 合金热处理强化实质是什么？简要介绍其原理。5. 球墨铸铁炉前球化处理的同时，必需进展孕育处理。这是为什么？6. ZCuSn5Pb5

14、Zn5 是青铜还是黄铜？元素 Sn、Pb、Zn 在该合金中的存在形式和作用是什么？2022 年试题一、名词解释1、构造材料和工程材料：构造材料是以力学性能为主，兼有肯定物理化学性能的一类工程材料；功能材料是以特别的物理化学性能为主，兼有肯定力学性能的一类工程材料。2、调质处理及调质钢的性能特点：淬火 +高温回火即为调质处理； 调质钢的性能特点：高的屈服强度和疲乏极限，良好的冲击韧性和塑性，外表和局部有肯定的耐磨性。3、钢的红硬性及高速钢：钢的红硬性指钢在受热状况下，能够保持足够高的硬度和切削力量；高速钢是一种高 C 且含有大量的 W、Mo、Cr、V、Co 等合金元素的合金刃具钢。4、灰口铸铁和

15、白口铸铁：灰口铸铁指铸铁中，碳主要以片状石墨的形式存在，断口呈灰色；白口铸铁指铸铁中，碳主要以渗碳体形式存在，断口呈白亮色。5、HT300 和 QT800-2：HT300 是灰铸铁的一种标准或牌号，代表单铸 30mm 试棒的最低抗拉强度大于等于 300Mp。QT800-2 是球墨铸铁的一种标准或牌号，代表单铸试棒的最低抗拉强度大于等于 800Mp 且延长率不低于 2%。6、变形铝合金和铸造铝合金举例说明变形铝合金：铝合金组织中为单相固溶体，这种合金材料塑性好，适宜进展锻造，轧制等压力加工。LY12,LD10铸造铝合金：铝合金中有共晶组织，这种合金材料的流淌性较高，适宜薄壁简单件的铸造成型。 (

16、ZL101,ZL109)7、青铜和黄铜举例说明：青铜指相对于黄铜，白铜而言，除 Cu外，参加非 Zn,Ni 以外的其他元素为主要合金元素的铜合金。如ZQSn10-1、QAl7、QBe2；黄铜是相对于青铜，白铜而言，以 Zn 为主加合金元素的铜合金。如 H80、H62、H68。二、填空题1、金属材料的工艺性能是指金属材料对各种加工工艺手段所表现出来的特性，即材料的可加工性，包括：铸造性能、锻造性能、焊接性能、热处理性能和切削加工性能等。2、工程上常见金属材料的失效的形式主要有：变形、断裂、磨损。3、钢中合金元素的强化作用主要有以下四种方式：固溶强化、晶界强化、其次相强化以及位错强化。4、构件用钢

17、的力学性能的三大特点是：屈服现象、冷脆现象、时效现象。5、作为构件用钢应具有的性能要求是：肯定的力学性能、耐腐蚀性能，肯定的耐大气腐蚀及耐海水腐蚀性能、良好的冷变形性能和焊接性能。6、构件用钢以工艺性能为主，力学性能为辅。机器零件用钢以力学性能为主，工艺性能为辅。7、依据用途不同，工具钢可分为刃具用钢、模具用钢和量具用钢。按化学成分不同，工具钢又可分为碳素工具钢、合金工具钢 和 高速钢。8、弹簧钢应具有的力学性能特征是：高的弹性极限、屈服极限和高的屈强比、高的疲乏极限、肯定的塑性和韧性。9、随着含碳量的增加，白口铸铁的硬度 上升 ，而灰口铸铁的硬度降低 。10、假设铸铁结晶按稳定系进展，则铸铁

18、中的高碳相为石墨，假设按介稳定系结晶，则高碳相为渗碳体。11、球墨铸铁球化处理良好的标志是：石墨球径小、数量多、圆整度好、分布均匀。12、二元 Al-Si 合金中随着含 Si 量的增加，合金的密度降低而硬度增大；合金金相组织中的 Si 晶体在变质处理前以粗大、多条、多角形态分布，而变质或细化处理后以细小、均匀、纤维化形态分布。三、问答题1、举例说明工程金属材料选材的一般原则2、齿轮是一种典型的机器零件，即可用调质钢制造，也可用渗碳钢制造。请简要介绍用这两种合金制作齿轮的一般过程，重点介绍热处理的根本原理和最终组织性能特征。3、机床床身、内燃机曲轴和摩托车凸轮轴三个零件选用何种工程构造金属材料为

19、好？为虾米？4、二元 Al-Si 合金为什么不能通过常规热处理进展强化？5、何谓低合金灰铸铁？在孕育良好的前提下，低合金灰铸铁为什么比一般孕育铸铁具有更高的强度/硬度比b/HB？2022 年试题铸铁局部一、名词解释1、灰口铸铁和白口铸铁：灰口铸铁指铸铁中，碳主要以片状石墨的形式存在，断口呈灰色；白口铸铁指铸铁中，碳主要以渗碳体形式存在，断口呈白亮色。2、稳定系铸铁含碳当量CE的数学表达式只反响 C、Si、P 三元素3、低合金灰铸铁4、HT250 和 QT450-10：HT250 是灰铸铁的一种标准或牌号，代表单铸 30mm 试棒的最低抗拉强度大于等于 250Mp；QT450-10 是球墨铸铁的

20、一种标准或牌号，代表单铸试棒的最低抗拉强度大于等于 450Mp 且延长率不低于 10%。5、D 型石墨可绘图示意6、炉渣碱度R及酸性、碱性和中性炉渣7、耐磨铸铁和抗磨铸铁：耐磨铸铁是指在一般铸铁根底上参加某些合金元素可以使铸铁获得良好的耐磨性，从而形成的一种特别性能的合金铸铁。耐磨铸铁分为减摩铸铁和抗磨铸铁。抗磨铸铁用来制造工作于干摩擦条件下的零件，要求高硬组织均匀，如轧辊，球磨机磨球等。二、填空1、硅Si元素在铸铁中具有特别的作用，它能减弱铁原子与碳原子之间的结合力，降低高碳相渗碳体的稳定性。2、石墨晶体在空间上呈 片层构造；因而石墨在铁液中生长如不受外界影响时具有成片生长，各向异性特性。3

21、、假设铸铁结晶按稳定系进展，则铸铁中的高碳相为 石墨 ；假设按介稳定系结晶，则高碳相为 渗碳体 。4、球墨铸铁中石墨呈球状分布，因而这种工程构造材料的 强度 高同时韧性 好。5、莱氏体是指 珠光体 和 渗碳体 两相共存共晶反响产物，主要消灭在白口 铸铁中。6、优质铁液的标志是：杂质含量少、组织成分均匀、石墨呈球状细化均匀分布。7、球墨铸铁球化良好的标志是：石墨球径小、数量多、圆整度好、分布均匀。8、铸铁的耐热性是指在高温下的抗氧化和抗生长力量。三、推断题1、随着含碳量增加，灰口铸铁的硬度上升而白口铸铁的硬度下降。2、在亚共晶灰口铸铁组织中，有可能消灭粗大的初生石墨。3、灰铸铁铸件验收的依据是其

22、化学成分，一般不把其机械性能作为验收的依据。4、一般灰铸铁由于大量石墨的存在，对基体减弱作用大，因而基体热处理强化的意义不大。四、简述问答题6、铸铁孕育处理的原理、目的和意义。7、汽车发动机曲轴选用球墨铸铁为好，还是选用灰口铸铁为好？为什么？8、如何提高灰口铸铁的机械强度和使用性能？9、球墨铸铁和蠕墨铸铁在球化处理和蠕化处理后为什么要进展孕育处理？10、在孕育良好的前提下，低合金灰铸铁为什么比一般孕育铸铁具有更高的强度/硬度比b/HB？二、解释名词术语1、变形铝合金要求举例说明：铝合金组织中为单相固溶体，这种合金材料塑性好，适宜进展锻造，轧制等压力加工。LY12,LD10 2、铸造铝合金要求举

23、例说明：铝合金中有共晶组织，这种合金材料的流淌性较高，适宜薄壁简单件的铸造成型。 (ZL101,ZL109) 10、过共晶铝硅合金：指二元规律合金中硅含量大于 11.7铝硅二元相图共晶点的铝硅合金，过晶成分主要形成硅晶体的过剩相强化，合金的强度硬度相应提高。但过剩相过多以及多角形的板块初晶消灭时，强度和韧性急剧下降。11、中间合金要求举例说明12、硅晶体的变质处理：浇注前向熔融合金中参加 23的钠盐或钾盐作为变质剂。相图上使得共晶点移向右下，合金进入亚共晶区， 消退合金组织中的初晶硅，细化共晶组织，使合金的综合机械性能得到改善。13、青铜要求举例说明相对于黄铜，白铜而言，除Cu 外，参加非 Z

24、n,Ni 以外的其他元素为主要合金元素的铜合金。如锡青铜，铝青铜，硅青铜，铍青铜等。14、黄铜要求举例说明相对于青铜，白铜而言，以Zn 为主加合金元素的铜合金。商业黄铜 H62,弹壳黄铜 H68,色泽美观用于装饰镀层的 H80;参加其他元素形成的锰黄铜，铝黄铜，铅黄铜，锡黄铜等。二、简述问答题1、绘出 Al-Cu 二元相图的富铝局部，简述 Al-4.0%Cu 二元合金热处理强化固溶强化和时效强化的原理。2、ZAlSi12Cu1Mg1Ni1ZL109合金常用于制造内燃机活塞。请 分析元素 Si，Cu，Mg，Ni 在合金中的主要作用。答：Si：过剩相强化，形成的 Al-Si 系合金共晶点低，易于铸

25、造。Cu：增加合金耐热性。 Mg：提高韧性和疲乏强度，提高抗蚀性。 Ni：提高耐热性，耐腐蚀性能。3、ZCuSn5Pb5Zn5 是青铜还是黄铜？元素 Sn、Pb、Zn 在该合金中的主要作用是什么？4、铝合金熔炼过程中的精炼处理包含哪些内容？举例说明铝合金的精炼原理和操作要领。工程材料局部笔记一、名次解释构造材料以力学性能为主，兼有肯定物理化学性能的一类工程材料。功能材料以特别的物理化学性能为主，兼有肯定力学性能的一类工程材料。高速钢 是一种高 C 且含有大量的 W、Mo、Cr、V、Co 等合金元素的合金刃具钢。调质处理淬火高温回火，得到回火索氏体。调质钢的综合特性， 强度韧性都比较好。红硬性

26、指钢在受热状况下，能够保持足够高的硬度和切削力量。灰口铸铁铸铁中，碳主要以片状石墨的形式存在，断口呈灰色。白口铸铁铸铁中，碳主要以渗碳体形式存在，断口呈白亮色。 麻口铸铁铸铁中，碳既以游离态石墨存在，又以碳化物形式存在，断口夹杂着白亮的渗碳体和暗灰色的石墨。HT250 是灰铸铁的一种标准或牌号，代表单铸 30mm 试棒的最低抗拉强度大于等于 250Mp。QT500-2是球墨铸铁的一种标准或牌号，代表单铸试棒的最低抗拉强度大于等于 500Mp 且延长率不低于 2%。KTH350-10是黑心可锻铸铁的一种标准或牌号，代表单铸试样的最低抗拉强度大于等于 350Mp，且延长率不低于 10%。Z 表示珠

27、光体可锻铸铁，H 表示黑心可锻铸铁，B 表示白心可锻铸铁青铜相对于黄铜，白铜而言，除 Cu 外，参加非 Zn,Ni 以外的其他元素为主要合金元素的铜合金。如锡青铜，铝青铜，硅青铜， 铍青铜等。黄 铜相对于青铜，白铜而言，以 Zn 为主加合金元素的铜合金。商业黄铜 H62,弹壳黄铜 H68,色泽美观用于装饰镀层的 H80; 参加其他元素形成的锰黄铜，铝黄铜，铅黄铜，锡黄铜等。白 铜相对于黄铜，青铜而言，以 Ni 为主加合金元素的铜合金。B5,B18,B30;锌黄铜，锰黄铜变形铝合金铝合金组织中为单相固溶体，这种合金材料塑性好， 适宜进展锻造，轧制等压力加工。LY12,LD10铸造铝合金铝合金中有

28、共晶组织，这种合金材料的流淌性较高， 适宜薄壁简单件的铸造成型。 (ZL101,ZL109)冷作模具在工作中与冷态金属相接触，包括：冷镦模、冷挤压模、压弯模、拉丝模等。热作模具在工作中与热态金属相接触，包括：锤锻模、热挤压模、压铸模等。二、填空1、工程上常见的三种失效形式：变形、断裂、磨损。2、工艺性能包括：铸造性能、锻造性能、焊接性能、热处理性能、切削加工性能等。3、当钢中合金含量小于等于 5%时，称为低合金钢；510时， 称为中合金钢；大于 10时候，称为高合金钢。4、S、P 等元素参加钢中，以1固溶体形式存在；2形成强化相；3形成非金属夹杂物；4在钢中以游离态存在。碳钢中的碳有时候也以自

29、由状态石墨存在。5、钢中合金元素的强化作用主要有：固溶强化，晶界强化，其次相强化，位错强化。6、构件用钢以工艺性能为主，力学性能为辅。7、弹簧应具有：1高的弹性极限，屈服极限；2高的屈强比；3高的疲乏极限；4具有肯定的塑性和韧性；5在高温、易腐蚀条件下，具有耐热性和抗蚀性。8、工具钢依据用途不同，可以分为刃具钢、模具钢、量具钢；依据成分不同可以分为碳素工具钢、合金工具钢、高速钢。9、量具的性能要求是：高硬度好高耐磨性，高的尺寸稳定性，足够的韧性，在特别环境下具有抗腐蚀性。10、球化处理同时进展孕育处理以生长球径小、圆整度好、分布均匀、单位面积石墨球数量多的石墨。11、二元 AlSi 合金，随

30、Si 提高密度下降硬度上升。12、铝硅合金的变质处理变质前：粗大、多条、多角变质后：细小、均匀、纤维化。三、问答题1、举例说明工程选材的一般原则。答：如机床床身，它几何外形简单，几何尺寸大，在工作中受压，受振动，因此我们在选材时，必需选择能减振、抗压、耐磨的金属材料。在使用性能方面，一般钢能满足机床床身的一般要求，但钢的吸振性不如灰铸铁，而且灰铸铁具有较好的减振、抗压、耐磨、流淌性。在工艺性能方面，灰铸铁中的碳以片状石墨形式存在，使灰铸铁的铸造性能好，切削性能好，适于铸造简单、尺寸大的零件。在经济方面，灰铸铁价格廉价，消耗的原料简洁获得。综合工程选材的三大原则，我们选择灰铸铁而不选普碳钢作为机

31、床床身的加工材料。2、齿轮可由渗碳钢、调质钢来作，试述它们的制作过程、热处理，以及最终组织状态。答：由于齿轮要求外表硬度高、耐磨、耐疲乏，芯部韧性好、耐冲击， 因此1 假设用调质钢来作，则一般的工作流程为：型材改锻毛坯热处理切削加工最终热处理磨削。热处理：型材改锻后，外表硬度可能上升，毛坯经过高温回火的热处理后，可以软化材料和组织，便于加工，综合特性、强度、韧性都比较好。最终热处理：调质处理，淬火得马氏体+高温回火回火索氏体组织2 假设用渗碳钢来作，则一般工作流程为：型材改锻毛坯热处理切削加工最终热处理磨削。热处理：淬火，马上渗碳钢加热到临界点以上，保温一段时间，使齿轮外表奥氏体含量增加，能做

32、到外表坚硬，芯部韧性好。最终热处理：低温回火，最终得到回火马氏体组织。 3、机床床身、内燃机曲轴、摩托车凸轮轴选材答：1 机床床身的选材略。2 因曲轴在工作中不断受到交变应力、磨损以及疲乏应力的影响，且在工作中要求曲轴耐磨、耐疲乏、抗拉，有肯定的韧性指标。假设我们用锻钢来作，它本身能满足曲轴的工作要求，但是，球墨铸铁不但可以满足曲轴的工作要求，而且铸造方法比锻造方法好，成形简洁，且球墨铸铁的经济性能也比锻钢好，因此我们选择球墨铸铁。3 因凸轮轴在工作中，高速旋转，易磨损，不断受到交变压力， 且凸轮尺寸小，壁薄，零件小，因此我们要求材料具有牢靠性、高强度、高韧性，耐磨、抗变性力量强等特点。在这种

33、要求下，可锻铸铁比低合金铸铁好，而且球墨铸铁的耐磨性也不如可锻铸铁，因此我们选择可锻铸铁。4、什么是低合金灰铸铁？在孕育良好的前提下，为什么它的指标比不加合金的 b，b/HB？答：低合金灰铸铁指除了 C、Si、Mn、P、S 五大元素外，参加的Cr、Mo、Co、Ni 等合金的总量在 35%内的灰铸铁。在孕育良好的前提下，少量的合金元素影响了石墨片的存在，细化了石墨，而低合金化更多的影响了石墨结晶，其中 C 的一次结晶影响不明显，更多的影响二次结晶过程，使石墨外的根本局部更简洁获得珠光体，其强度比铁素体大，使固态的碳化物分解变慢，使 b。在孕育良好的状况下，低合金形成的碳化物很难生成，硬度增加不明

34、显，故 b/HB。5、Al-Si 为什么不能通过热处理强化？答：从热处理强化类型来看：1 相变强化来看，固态 相从高温到低温，没有相的变化，因此相变强化不行以。2 固溶强化，理论上可以，但实际在淬火过程中，Si 在 Al 中的集中速度很快，不能形成有效的过饱和固溶体，要从淬火到室温保持饱和不行能，因此固溶强化不现实。3 时效强化，前提要有过饱和固溶体的形成，在这过程中尽管有过饱和固溶体的形成，但时间很短，在淬火和保温过程中，Si 很简洁析出，Al-Si 合金没有时效强化相，不能消灭时效现象。所以工程上 Al-Si 合金只能去应力淬火，不能热处理强化。6、ZCuSn5Pb5Zn5锡青铜1） Sn

35、 构成合金最主要的元素1 主要固溶于 -Cu 中强化基体2 使原基体 Cu 的电极电位提高，耐腐蚀性提高3 摩擦系数削减2） Pb 既不溶于基体中，也不与合金元素形成金属间化合物， 以游离态形式存在，结晶温度范围大，熔点低1 能提高合金的致密度2 改善切削加工性能3 能够承载，承受冲击载荷改善合金的耐磨性能3） Zn 1 能够缩小二元锡青铜的结晶温度范围，提高流淌性， 铸造性 2 可以强化 -Cu 基体，使 Cu 基体强度到达中高强度。7、列举结晶时细化晶粒的方法，并说明缘由。1增加过冷度T，过冷速度V上升，形核率上升，即T， V,N 2孕育处理变质处理，变质处理中参加的高熔点，固体颗粒， 不仅显著增加晶核数量，同时也阻碍晶核生长，使晶粒细化。 3振动和搅拌，能向金属溶液中输入额外能量，供给形核能量，促进晶核形成，还可以使枝晶碎化，增加晶核数量，从而到达细化晶粒的目的。