上海第7期材料热处理工程师(见习)资格认证考试-总复习题.docx

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1、上海第7期材料热处理工程师（见习）资格认真考试总复习题一、工程材料1．工程材料是怎样分类的？（1）金属材料，陶瓷材料，高分子材料。2．原子结合键分几大类？金属键的特性？（2）分为两大类：一次键（强键），包括离子键，共价键，金属键。二次键（弱键），包括范德瓦尔键和氢键。金属键的特性：没有方向性，正离子之间改变相对位置并不会破坏电子和正离子之间的结合力，因此金属具有良好的塑性，金属正离子被另一种金属的正离子取代时不会破坏结合键，这种金属之间的固熔能力也是金属的特性，此外，金属的导电性，导热性以及金属晶体中的密集排列等都直接起因于金属结合键。3．什么叫晶体结构（5）？何谓晶向指数和晶面指

2、数（6）？典型的金属晶体结构有哪三种（6）？何谓同素异构转变及在研究钢材性能中的实际意义（7）？晶体结构：晶体中原子（离子或分子）在三维空间的具体排列方式；晶向指数是表示晶体中点阵方向的指数，由晶向上阵点的坐标值决定，用[uvw]表示；晶面指数是表示晶体中点阵平面的指数，由晶面与三个坐标轴的截距值所决定，用（hkl）表示；典型的晶体结构有面心，体心和密排立方结构；当外界条件（主要指温度和压力）改变时，元素的晶体结构可以发生改变，把金属的这种性质称为多晶型性。这种转变称为多晶型转变或同素异构转变。当晶体结构改变时，金属的性能（如体积，强度，塑性，磁性和导电性等）往往发生改变，钢铁材料

3、可以通过热处理来改变性能。4．晶体的缺陷分为哪三大类，并分别举例（9）。为什么金属通过冷变形使材料的强度大幅度升高？（10）晶体缺陷：点缺陷-空位，间隙原子及异类原子；线缺陷-位错；面缺陷-晶体的外表面（表面和自由界面）和内界面（晶界，亚晶界，孪晶界，堆垛层错和相界等）。金属通过冷变形，位错密度可达1014~1016m/m3以上，位错密度大大增加，所以强度大大提升。5．何谓位错能（11）？何谓“柯氏气团”？固溶强化的原理是什么（11）？位错线周围的原子偏离原来的位置，处于较高的能量状态，高出的能量称为位错能；在位错应力场的作用下，溶质原子与刃位错能发生强烈的交互作用后，在位错周围偏

4、聚的现象称为气团（又称柯氏气团）。固溶强化的原理：气团的形成对位错的钉扎作用。6．什么叫固溶体？分哪几类？（12）以合金中某一组元作为溶剂，其他组元作为溶质，所形成的与溶剂有相同的晶体结构，晶格常数稍有变化的固相称为固溶体；按照溶质原子在溶剂晶格中所占的位置，分为置换固溶体和间隙固溶体；按固溶度的大小分为有限固溶体和无限固溶体；按溶质原子与溶剂原子的相对分布情况分为有序固溶体和无序固溶体。7．铁碳合金在固态下出现的几种基本组织？晶体结构性能（20～21）？铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体铁素体：溶碳能力很小，常温下仅能溶解Wc为0.0008%的碳，在727℃时最大溶碳能力为0

5、.02%。奥氏体：溶碳能力较大，在727℃时溶碳为Wc=0.77%，1148℃时可溶碳2.11%。在大于727℃高温下才能稳定存在的组织。塑性好，是绝大多数钢种在高温下进行压力加工时所要求的组织，没有磁性。渗碳体：熔点1227℃，硬度很高HBW=800，塑性韧性几乎为零，脆性很大。珠光体：力学性能介于铁素体和渗碳体之间，决定于珠光体片层间距。莱氏体：其基体是硬而脆的渗碳体，硬度高，塑性很差。8．绘出简化的铁碳合金相图以及指出图中各特性点的温度和成分点。并分析共析、亚共析、过共析钢结晶过程及转变产物（22～23）。指出铁碳合金相图在零件选材和热处理中的应用（026～27）？共析钢结晶

6、过程：亚共析钢结晶过程：过共析钢：为零件选材提供成分依据：Fe-Fe3C相图描述了铁碳合金的平衡组织随碳的质量分数的变化规律，合金性能和碳的质量分数关系，这就可以根据零件性能要求来选择不同成分的铁碳合金。若零件要求塑性，韧性好，如建筑材料，容器等，应选择低碳钢（0.1%~0.25%c），若零件要求强度，塑性，韧性都好，如轴类零件，应选择中碳钢（0.25%~0.6%c），若零件要求硬度高，耐磨性好，例如工具等，应选择高碳钢（0.6%~1.3%c）；热处理中的应用：热处理的加热温度都以相图上的临界点A1，A3，Acm为依据，由Fe-Fe3C相图可知，任何成分的钢加热到A1温度以上时，都

7、会发生珠光体像奥氏体转变。将共析钢，亚共析钢和过共析钢分别加热到A1，A3，Acm以上时，都完全转变为单相奥氏体，通常把这种加热转变称为奥氏体化，显然加热的目的就是为了使钢获得奥氏体组织，并利用加热规范控制奥氏体晶粒大小。钢只有处于按实体状况才能通过不同的冷却方式使其转变为不同的组织，从而获得所需的性能。9．钢中硫、磷、氢、氮元素等杂质元素对钢性能的影响？何谓热脆、冷脆、氢脆、应变时效？（25～26）硫不熔于铁，而与铁形成熔点为1190℃的FeS，FeS常与γ-Fe形