机械工程材料大纲(简化后)

金属材料的机械性能

工程材料的4大分类及结合键

常用力学性能指标的符号及物理意义

晶体结构与结晶

体心立方、面心立方、密排六方这3种晶体结构

3种晶格缺陷

金属结晶的概念、金属结晶的过程、影响结晶生核和长大的因素

同素异构转变

金属的塑性变形与再结晶

塑性变形的2种方式

加工硬化

冷变形金属经过回复或再结晶后性能发生了哪些变化

热加工和冷加工的概念

强化金属材料的基本方法：细化晶粒、固溶强化、弥散强化、加工硬化

二元合金

固溶体的概念，置换固溶体、间隙固溶体

二元合金相图的类型（匀晶相图、共晶相图、共析相图、包晶相图）及杠杆定律计 铁碳合金

钢的铁碳合金相图

亚共析钢、共析钢和过共析钢的结晶过程

用杠杆定律计算各相及组织的重量百分数

常用杂质元素对碳钢性能的影响

了解碳钢的分类、编号及用途

钢的热处理

钢在加热和冷却时的转变、奥氏体的形成过程

奥氏体的晶粒度概念，影响奥氏体晶粒长大的因素

奥氏体等温转变曲线（C曲线）

影响C曲线的因素：化学成分和奥氏体化条件

淬透性及淬硬性的概念

钢的常规热处理方法：退火正火淬火回火及上述各种热处理身为目的以及处理后钢的力学性能变化

合金钢

合金元素在钢中的作用

合金结构钢（普通低合金钢、渗碳钢、调质钢、弹簧钢、滚动轴承钢）、合金工具钢（低合金刃具钢、高速钢、模具钢）的牌号、合金元素作用，含碳量、各钢种的热处理工艺 不锈钢是重点

铸铁

铸铁的分类及牌号

铸铁的石墨化及影响因素

有色金属及其合金从这以后的章节了解即可，不看也没事！不考的范围！

附两套习题给你参考：（都不难，对照课本就能找到答案）



简单的浏览一下就行，不用全做。毕竟复试笔试只考选择和两道简答题而已，看看我给你的2004年的华东理工大学的工程材料真题就能知道华理的出题风格和范围了。

再给你打上我本科阶段这科老师给我们划的问答题吧。

间隙固溶体与间隙化合物有什么区别？（概念定义不同）

强化金属材料的基本方法是哪4种？（上面大纲上有）

球化退火的目的？

什么叫固溶强化以及产生固溶强化的原因是什么？

什么叫加工硬化？

淬透性与淬硬性的区别。

二次强化的定义。

奥氏体的形成过程。

细晶强化的原因。

外面还有一个PPT课件，那是早上打电话问我以前大学里带过我这门课的老师要的，我看了一下，很不错，不过内容好像还是很多，毕竟我们笔试不算很难，都是些基础重点，呵呵！对照我给你简化过的大纲和华理2004年的那份真题看，脑子里有个印象就行。

PS：机械设计和工程材料都是倾向记忆性的学科，还容易突击准备。我的材料力学和机械原理就来愁了，对我的耐心是一项不小的挑战，呵呵，不会的地方你可要多给我讲讲啊，先谢谢你了，住复试顺利，拿了奖学金请我吃饭！！

习题1

一、名词解释

滑移、孪生、加工硬化、滑移系、形变织构、回复、再结晶、二次再结晶、热加工

二、填空题

1．常温下，金属单晶体的塑性变形方式为（）和（）两种。

2．与单晶体比较，影响多晶体塑性变形的两个主要因素是（）和（）。

3．在金属学中，冷加工和热加工的界限是以（）来划分的．因此Cu（熔点为1084℃）在室温下变形加工称为（）加工，Sn（熔点为232℃）在室温的变形加工称为（）加工。

4．再结晶温度是指（），其数值与熔点间的大致关系为（）。

5．再结晶后晶粒度的大小取决于（）、（）、和（）。

6．a－Fe发生塑性变形时，其滑移面和滑移方向分别为（）和（），滑够系为（）个。

7．强化金属材料的基本方法有（）、（）、（）和（）。

8．冷变形后的金属进行加热，当温度不太高时，金属内部的晶格畸变程度（），内应力（），这个阶段称为（）。当加热到较高温度，晶粒内部晶格畸变（），金属的位错密度（），使变形的晶粒逐步变成（等轴晶粒），这一过程称为（）。

三、简答题

1.为什么细晶粒的金属材料其强度、塑性均比粗晶粒金属好？

2．什么是加工硬化？试举例说明加工硬化现象在生产中的利弊。

3．用冷拔紫铜管进行冷弯，加工成输油管，为避免冷弯时开裂，应采用什么措施？为什么？

4．已知W、Fe、Cu的熔点（见教材），说明钨在 1000℃、铁在800℃、铜在600℃时的加工变形是处于什么加工状态。

5．用下述三种方法制成齿轮，哪种方法较为理想？为什么？

（1）用厚钢板切出圆饼再加工成齿轮。

（2）用粗钢棒切下圆饼再加工成齿轮。

（3）由圆棒锻成圆饼再加工成齿轮。

6．说明下列现象产生的原因。

（1）滑移面是原子密度最大的晶面，滑移方向是原子密度最大的方向。

（2）晶界处滑落的阻力最大。

（3）Zn（密排六方）、a一Fe、Cu的塑性不同。

7．简述加热温度对低碳钢的冷塑性变形的组织和性能的影响。

8．在图2－10中的晶面、晶向中，哪些是滑移面，哪单是滑移方向？就图中情况能否构成滑移系？

四、判断题

1．由于再结晶的过程是一个形核长大的过程，因而再结晶前后金属的晶格结构发生变化。（）

2．因为体心立方晶格与面心立方晶格具有相同数量的滑移系，所以两种晶体的塑性变形能力完全相同。（）

3．金属的预变形度越大，其开始再结晶的温度越高。（）

4．滑移变形不会引起金属晶体结构的变化。（）

5．热加工是指在室温以上的塑性变形加工。（）

6．为了保持冷变形金属的强度和硬度，应采用再结晶退火。（）

7．热加工过程，实行上是加工硬化和再结晶这两个重叠的过程。（）

8．孪生变形所需的切应力要比滑移变形时所需的小得多。（）

五、选择填空

1．体心立方晶格金属与面心立方晶格金属在塑性上的差别，主要是由于两者的（） （a）滑移系数不同 (b)滑移方向数不同

（c）滑移面数不同（d）滑移面和滑移方向的指数不同

2．随冷塑性变形量增加，金属的（）。

（a）强度下降，塑性提高 (b) 强度和塑性都下降

（c）强度和塑性都提高（d）强度提高，塑性下降

3．冷变形金属再结晶后，则（）。，

（a）形成等轴晶，强度增大 (b)形成柱状晶，塑性下降

（c）形成柱状晶，强度升高 (d)形成等轴晶，塑性升高

4．能使单晶体产生塑性变形的应力为（）。

（a）正应力（b）切应力（c）复合应力

5．变形金属加热时发生的再结晶过程是一个新晶粒代替旧晶粒的过程，这种新晶粒的 晶型是（）。

（a）与变形前的金属相同（b）与变形后的金属相同（c）形成新的晶型

6．再结晶和重结晶都有形核与长大两个过程，主要区别在于有没有（）改变。

（a）温度（b）晶体结构（c）应力状态。

7．冷热加工的区别在于加工后是否留下（）。

（a）加工硬化（b）晶格改变性（c）纤维组织

8．钢只有通过冷加工并经随后加热才能使晶粒细化，而铁则不需冷加工，只需加热到 一定温度即使晶粒细化，其原因是（）

（a）铁总是存在加工硬化，而铜没有（b）铜有加工硬化现象，而铁没有

（c）铁在固态下有同索异构转变，而钢没有（d）铁和铜的再结晶温度不同

习题2

一、名词解释

淬火、马氏体、调质处理、二次淬火、珠光体、Ｃ曲线

二、填空

1．本质晶粒度是根据标准实验方法，在（）℃保温（）小时后测定的奥氏体晶粒大小。

2．共析钢加热到均匀的奥氏体化状态后缓慢冷却，稍低于温度将形成（），为（）与（）的机械混合物，其典型形态为（）或（）。

3．中马氏体是碳在α—Fe中的过饱和（），具有（）点阵。

4．于过冷奥氏体等温转变图通常呈（ ），所以又称（ ），亦称为（ ）。

5．把钢加热到临界点Ac1；或Ac3以上保温并随之以大于临界冷却速度冷却，用以得到介稳状态的马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺方法称为（）。

6．中温回火主要用于处理（）。。因火后得到（）。

7．根据渗碳剂在渗碳过程中聚集状态的不同，渗碳方法可以分为（）、（）和（）三种。

8．在钢的表面同时渗入碳和氮的化学热处理工艺称为（），其中低温（）的硬度提高不多，故又称为（）。

三、简答

1．什么是热处理？常见的热处理方法有几种，其目的是什么？从相图上看，怎样的合 金才能进行热处理？

提示：只有从高温到低温发生相变或由固溶体溶度变化的合金才有可能进行热处理。

2．什么是回火？回火的分类、因火的目的是什么？回火的四个阶段具有怎样的特点？ 如何避免回火脆性，相应回答回火冷却时应注意什么？

提示：回火后工件一般在空气中冷却，对于具有第二类回火脆性的钢件，回火后进行油 冷。对于性能要求较高的工件在防止开裂条件下，可进行油冷或水冷，然后进行一次低温补 充回火，以消除快冷产生的内应力

3．何谓冷处理？为何冷处理之后还要进行回火或时效？冷处理与二次淬火及二次硬化是不是一样的？以高速钢刃具生产工艺为例说明上述问题。

提示：冷处理之后仍存在淬火应力；二次硬化是高速钢重要的强化手段。

4．试说明下述组织结构及力学性能特点，并回答它们之间有何区别与联系？珠光体和球化组织；马氏体和回火马氏体；索氏体和回火索氏体；屈氏体和回火屈氏体。

5．T12钢加热到770℃后用图2-11所示各种方法冷却，分析其所得组织。

6．用20CrMnTi为材料制造汽车变速箱齿轮，试制定其热处理生产工艺。请采用调质和渗碳两种方法，并比较两者区别。

提示：主要比较经两种工艺处理之后材料由表层到心部的组织，进而比较其性能差异。

四、判断正误并改正

1．铁素体相为面心立方点阵，渗碳体为复杂斜方点阵，奥氏体为体心立方点阵，三者点阵结构相差很大。

2．珠光体的片层间距主要取决于其形成温度。在连续冷却条件下，冷却速度越大，珠光体形成温度越低，即过冷度越大，则片层间距越小。

3．珠光体的形成过程，包含着两个同时进行的过程：一个是通过碳的扩散生成低碳的渗碳体和高碳的铁素体；另一个是晶体点阵重构，由面心立方贝氏体的转变为体心立方的马氏体和复杂单斜点阵的回火组织。

4．低碳钢中的马氏体组织，因其显微组织是由许多成群的板条组成，故又称为板条马氏体。对某些钢因板条不易侵蚀显现出来，而往往呈现为块状，所以有时也称之为块状马氏体，又因为这种马氏体的亚结构主要为位错，通常也称它为位错型马氏体。

5．马氏体的等温转变一般不能进行到底，完成一定的转变量后就停止了。

６．大量的实验结果都证明，在屈服强度相同的条件下，位错型马氏体具有较高的硬度且比孪晶马氏体的韧性差的多。

7．为了减小工件与淬火介质之间的温差，减小内应力，可以把欲淬火的工件，在淬入淬火

介质之前，先水冷一段时间。这种方法叫“预冷淬火法”

8．使钢中的碳化物球状化。或获得“球状珠光体”的退火工艺称为球化退火。因其也能够消除或减少化学成分偏析及显微组织的不均匀性，所以也称扩散退火。

五、选择填空

1．根据Ｆe一C相图，温度在A1以下时,碳钢的平衡组织为（ ）或（ ）加（ ） 或（ ）加（ ）。

(a)珠光体 (b)渗碳体 （c）铁素体 （d）马氏体

2．如果珠光体的形成温度较低，在光学显微镜下，很难辨别其铁素体片与渗碳体片的形态，由电子显微镜测定其片层间距，大约在800~1500?之间，这种细片状珠光体。工业上叫做（）。 （a）超细珠光体 (b)索氏体（c）屈氏体（d）马氏体

3．实际生产中退火的种类很多，按其物理本质的不同可分为（）、（ ）和（） 三大类。

（a）重结晶、再结晶、去应力退火（b）扩散、球化法应力退火

（c）再结晶、完全、去应力退火（d）去氢、扩散、重结晶退火

4．对于亚共折钢，适宜的淬火加热温度一般为（），淬火后的组织为均匀的马氏体。 (a)Ac1+30~50℃ (b) Acm+30~50℃ (c) Ac3+30~50℃ (d) A0+30~50℃

5．当残余奥氏体比较稳定．在较高温度回大加热保温时来发生分解：而在随后冷却时 转变为马氏体。这种在回火冷却时残余奥氏体转变为马氏体的现象称为（ ）。

(a)二次硬化（b）回火抗性（c）二次淬火（d）孪晶马氏体反稳定化

6．真空热处理、可控气氛热处理、辉光离子热处理和（ ）等热处理技术是当代发展 起来的具有广泛应用前景的新技术。

（a）表面淬火（b）复合热处理（c）化学热处理（d）表面热处理

习题3

一、名词解释：

１、调质处理 ２、淬透性： ３、马氏体： ４、共析反应： ５、过冷Ａ体： ６、加工强化： 7、热处理： ８、表面淬火：

二、作图题：

１、画出共析钢的“Ｃ”线，并标明淬火临界冷却速度

℃

lgt

2、Fe-Fe3C相图左下角部分画出并标明淬火加热温度和A1,A2,Acm线、符号

三、下面材料所属类别和应用实例

材料样号类别典型热处理工艺使用状态下组织应用举例

Q235A

Gcr15

45

T12

20CrMnTi

60Si2Mn

16Mn

9SiCr

5CrMnMo

1Cr18Ni9

四、车床主轴要求轴颈部位硬度为HRC54—58，其余地方为HRC20—25，其加工路线为：下料锻造正火机加工调质机加工（精）

轴颈表面淬火低温回火磨加工

指出： 1、本轴应用的材料：

2、正火和调质的目的和大致热处理工艺

3、表面淬火目的

4、低温回火目的及工艺

5、轴颈表面组织和其余地方组织