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《机械工程材料》 总 复 习 考试题型 1.名词解释 例如：强度、塑性、疲劳强度、晶体缺陷、固溶体、金属化合物、加工硬化、奥氏体、铁素体、珠光体、马氏体、莱氏体、回复、再结晶、退火、淬火、表面淬火、回火、化学热处理、自然时效等。 2.选择题 3.判断题 4.填空题 5.问答题 一、材料的性能 ㈠ 使用性能 1、力学性能 ⑴ 刚度：材料抵抗弹性变形的能力。 指标为弹性模量：E=?/? ⑵ 强度：材料抵抗变形和破坏的能力。指标： 抗拉强度? b—材料断裂前承受的最大应力。 屈服强度? s—材料产生微量塑性变形时的应力。 疲劳强度? -1—无数次交变应力作用下不发生破坏的最大应力。 ⑶ 塑性：材料断裂前承受最大塑性变形的能力。指标为伸长率?和断面收缩率?。 ⑷ 硬度：材料抵抗局部塑性变形的能力。指标为HB、HRC。 布氏硬度HB：退火钢、正火钢、调质钢、铸铁等。 洛氏硬度HR：硬质合金、渗碳层、淬火层等。 二、晶体结构 ㈠ 纯金属的晶体结构 1、理想金属 ⑴ 晶体：原子呈规则排列的固体。 晶格：表示原子排列规律的空间格架。 晶胞：晶格中代表原子排列规律的最小几何单元. ⑵ 三种常见纯金属的晶体结构 Mg、Zn ?-Fe、Ni、Al ?-Fe、Cr、W 常见金属 3 12 12 滑移系 底面对角×3 110 ×3 111 ×2 滑移方向 六方底面×1 {111} ×4 {110}×6 滑移面 0.74 0.74 0.68 致密度 12 12 8 配位数 6 4 2 原子个数 原子半径 a、c a a 晶格常数 密排六方 面心立方 体心立方 2、实际金属 ⑴ 多晶体结构：由多晶粒组成的晶体结构。 晶粒：组成金属的方位不同、外形不规则的小晶体. 晶界：晶粒之间的交界面。 ⑵ 晶体缺陷—晶格不完整的部位 ① 点缺陷 空位：晶格中的空结点。 间隙原子：挤进晶格间隙中的原子。 置换原子：取代原来原子位置的外来原子。 ② 线缺陷——位错 晶格中一部分晶体相对另一部分晶体沿某一晶面发生局部滑移, 滑移面上滑移区与未滑移区的交接线. ③ 面缺陷——晶界和亚晶界 亚晶粒：组成晶粒的尺寸很小、位向差也很小的小晶块。亚晶界：亚晶粒之间的交界面。 ④ 晶界的特点： 原子排列不规则；阻碍位错运动；熔点低；耐蚀性低；产生内吸附；是相变的优先形核部位。 金属的晶粒越细，晶界总面积越大，位错障碍越多；需要协调的具有不同位向的晶粒越多，使得金属塑性变形的抗力越高。 晶粒越细，单位体积内同时参与变形的晶粒数目越多,变形越均匀，在断裂前将发生较大塑性变形。强度和塑性同时增加，在断裂前消耗的功大，因而韧性也好. 细晶强化：通过细化晶粒来提高强度、硬度和塑性、韧性的方法。 ㈡ 合金的晶体结构 合金：由两种或两种以上元素组成的具有金属特性的物质。如碳钢、合金钢、铸铁、有色合金。 相：金属或合金中凡成分相同、结构相同，并与其他部分有界面分开的均匀组成部分。 1、固溶体：与组成元素之一的晶体结构相同的固相. ⑴ 置换固溶体：溶质原子占据溶剂晶格结点位置形成的固溶体。多为金属元素之间形成的固溶体。 ⑵ 间隙固溶体：溶质原子处于溶剂晶格间隙所形成的固溶体。 为过渡族金属元素与小原子半径非金属元素组成。 铁素体：碳在?-Fe中的固溶体。 奥氏体：碳在?-Fe中的固溶体。 马氏体：碳在?-Fe中的过饱和固溶体。 固溶强化：随溶质含量增加，固溶体的强度、硬度提高，塑性、韧性下降的现象。 马氏体的硬度主要取决于其含碳量，并随含碳量增加而提高。 ⑵ 金属化合物：与组成元素晶体结构均不相同的固相. ⑶ 性能比较：强度：固溶体?纯金属 硬度：化合物?固溶体?纯金属 塑性：化合物?固溶体?纯金属 ? 合金元素在钢中的作用 1、强化铁素体； 2、形成化合物——第二相强化 3、扩大（C,Mn,Ni,Co）或缩小（Cr,Si,W,Mo）A相区 4、使S、E点左移 5、影响A化 6、溶于A(除Co外), 使C曲线右移, Vk减小, 淬透性提高. 7、除Co、Al外，使Ms、Mf点下降。 三、组织 ㈠ 纯金属的组织 1、结晶：金属由液态转变为晶体的过程 ⑴ 结晶的条件——过冷：在理论结晶温度以下发生结晶的现象。 过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度的差。 ⑵ 结晶的基本过程——晶核形成与晶核长大 形核——自发形核与非自发形核 长大——均匀长大与树枝状长大 ⑶ 结晶晶粒度控制方法：①增加过冷度；②变质处理；③机械振动、搅拌 2、纯金属中的固态转变 同素异构转变：物质在固态下晶体结构随温度而发生变化的现象。 固态转变的特点：①