最新材料工程基礎複習測試題?煉鐵：還原過程，使鐵在鐵的的氧化物中還原，并使還原出的鐵與脈石分離煉鋼：氧化過程，以生鐵為原料，通過冶煉降低生鐵中的碳及其他雜質元素的含量，我來為大家科普一下關于最新材料工程基礎複習測試題?下面希望有你要的答案，我們一起來看看吧!

最新材料工程基礎複習測試題

煉鐵：還原過程，使鐵在鐵的的氧化物中還原，并使還原出的鐵與脈石分離。煉鋼：氧化過程，以生鐵為原料，通過冶煉降低生鐵中的碳及其他雜質元素的含量。

煉鐵原料（1）鐵礦石的要求a：含鐵量愈高愈好b：還原性要好c：粒度 大小合适d：脈石成分 SiO2，Al2O3、CaO、MgO e：雜質含量要少。（2）溶劑的作用：a降低脈石熔點b去硫（3）燃料：焦炭 作用：作為發熱劑提供熱量；還原劑；高爐料柱的骨架。 要求：含碳量要高，确保它有高的發熱量和燃燒溫度；有害雜事硫、磷及水分、灰分、揮發分的含量要低；在常溫及高溫下有足夠的機械強度；氣孔率要大，粒度要均勻，以保證高爐的有良好的透氣性。

高爐冶煉的理化過程1燃料的燃燒2氧化鐵的還原3鐵的增碳4非鐵元素的還原5去硫6造渣

減少生鐵中硫的措施：采取優質爐料，基本措施；提高爐溫和爐渣的堿度。

生鐵 鑄造生鐵：含矽量高（2.75~3.25%）碳以石墨形式存在 灰口生鐵；煉鋼生鐵：含碳量高（4~4.4%）含矽量較低碳以fe3c形式存在 白口生鐵

煉鋼過程的物理化學原理：1脫碳2矽、錳的氧化3脫磷和回磷過程4脫硫5脫氧

脫磷的基本條件：低溫；适量增加渣中CaO的含量；渣中必須含有足夠數量的FeO。

回磷現象：在煉鋼過程中的某一時期，當脫磷的基本條件得不到滿足時，則已氧化進入渣中的的磷會重新被還原，并返回到鋼液中，稱此為回磷過程。經常發生在煉鋼爐内假如鐵合金或出鋼的過程中。防止措施：控制煉鋼後期的鋼液的溫度；減少鋼液在盛鋼桶内的停留時間，向盛鋼桶中爐渣加石灰提高堿度，采用堿性襯層的盛鋼桶。

脫硫：[FeS] (CaO)=（CaS） （FeO）（吸熱）必須在堿性爐内冶煉 脫硫劑：石灰或石灰石 生産中采取的措施：1在渣内加入堿；2增加石灰或石灰石的量；3扒掉含硫量高的初期渣，造成無硫的新渣；4加入CaP2、MnO等能降低爐渣粘度的造渣材料，提高爐渣的流動性；5攪拌鋼液，以增加鋼液與爐渣的接觸面積。

當鋼中雜質元素被除去到規定要求後，應采取一定方法來降低鋼液中的氧含量。稱為脫氧，脫氧是煉鋼過程的量後過程，在很大程度上影響着鋼的質量。脫氧劑：矽鐵、錳鐵、鋁

脫氧方式：擴散脫氧（矽鐵和炭粉）、沉澱脫氧（錳鐵、矽鐵、鋁），加在渣面

沉澱脫氧與擴散脫氧相結合：用錳鐵進行沉澱預脫氧；用碳粉和矽鐵進行擴散脫氧；用矽進行沉澱脫氧。

鎮靜鋼：經過充分脫氧處理的鋼；沸騰鋼：未經完全脫氧處理的鋼；半鎮靜鋼：脫氧程度介于鎮靜鋼和沸騰鋼之間的鋼

鋼的澆注 1模鑄法2連鑄法

粉末的制備：

機械制粉：将原料機械的粉碎而化學成分基本不發生變化的工藝物理制粉 機械研磨法、氣流研磨法。 球磨機理：在球磨的過程中，球磨筒将機械能傳遞到筒内的球磨物料及介質上，相互間産生正向沖擊力、側向擠壓力、摩擦力等，當這些複雜的外力作用到脆性粉末顆粒上時，就使大顆粒不斷解理成小顆粒。

物理制粉：借助物理的作用改變原材料的聚集狀态而獲得粉末的過程 霧化法、物理蒸發冷凝法 霧化法：将液體金屬或合金直接破碎成為細小的液滴，然後凝固為固态粉末顆粒的方法。 雙流霧化法發生機理：a動能交換b熱量交換c流等特性反應d化學反應 離心霧化：借助離心力的作用，将液态金屬破碎為小液滴，然後凝固為固态粉末顆粒的方法。

化學制粉：借助化學的作用生産的粉态物質的過程 化學氣相沉澱法（通過某種形式的能量輸入使氣體原料發生化學反應，生成固态金屬或陶瓷粉體的制粉方法）、還原—化合法（利用還原劑還原金屬氧化物或鹽類進行氧化還原反應制取金屬粉末的方法）、電化學法（在溶液或熔鹽中控制通入直流電流密度，使金屬離子重新獲得外層電子，形成粉末）

液态成型（鑄造）：是将材料融化成一定成分和一定溫度的液體，然後在重力或外力作用下澆入到具有一定形狀、尺寸大小的行腔中，經凝固冷卻後便形成所需要的零件的技術。

合金的充型能力：液态合金充滿鑄型行腔，獲得形狀完整、輪廓清晰的健全鑄件的能力。

影響充型能力的因素及工藝措施：1合金的流動性2鑄型性質3澆注條件4鑄件結構

合金的流動性是指液态合金的流動能力 對鑄件質量的影響，流動性好的合金1充型能力強，澆注時能迅速充滿鑄型型腔，易于獲得形狀完整、輪廓清晰的鑄件2可使液态合金中的氣體，夾雜吳易于浮出，減少鑄件中的氣孔和夾雜物的存在3也可使鑄件在凝固期間産生的熔孔和因收縮受阻産生的裂紋得到充填和彌合。

影響鑄件合金流動性的主要因素：1合金的成分及結晶特點2合金的物理性能

提高鑄造合金的流動性的主要措施：1增加矽含量2放出大量熱，保持液态合金時間越久3①合金的熱導率小、比熱容大，密度大流動性好；②合金的表面張力小，流動性大③液态合金的粘度小，流動性大

鑄鐵合金的收縮 三個階段：液态收縮、凝固收縮、固态收縮（表現：鑄件線性尺寸減小）

收縮對鑄件質量的影響：1使鑄件有效截面積減小2引起應力集中，降低其力學性能3降低鑄件的氣密性和物理化學性能

影響縮孔、縮松的因素1合金種類2澆注溫度3鑄件條件和鑄件結構 生産中采取的措施：1定向凝固2同時凝固3加壓補滑4熱等靜壓法

壓力鑄造 缺點：1成本高，工藝準備時間長，不适宜單件小批生産2壓鑄尚不适于鋼、鑄鐵能高熔點合金的鑄造3壓鑄内部有氣孔

特種鑄造：榕摸鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造、定型鑄造（消失模鑄造）、離心鑄造

熔模鑄造是用易熔材料制成模樣，在模樣上塗挂若幹層耐火材料，硬化後熔去模樣制成型殼，在經焙燒，澆注得到鑄件的一種方法 工藝過程：①制造壓型②制模③制殼④脫模⑤焙燒和澆注⑥脫殼清理 用于制造汽輪機、燃氣輪機、渦輪發動機的葉片和葉輪以及汽車、拖拉機、紡織機械、機床、風動工具和測量儀表等精密鑄件。

金屬型鑄造是指利用金屬材料制成鑄型，依靠重力作用将熔融金屬澆入鑄型中制造鑄件的一種鑄造方法。

熱處理：将鋼在固态下加熱到預熱溫度，保溫一定時間，然後以預定的方式冷卻到室溫的一種熱加工工藝，分為預備熱處理和最終熱處理 工藝參數：加熱溫度、保溫時間、冷卻方式

内容：鋼的加熱轉變，鋼的冷卻轉變（珠光體、貝氏體、馬氏體轉變），淬火鋼的回火轉變

鋼的加熱轉變（奧氏體化）奧氏體形成的熱力學條件：

隻有當溫度高于A1、時，珠光體向奧氏體轉變的驅動力才能夠克服界面能和相變能的阻力，使奧氏體自由能低于珠光體自由能，奧氏體才能自發形成。奧氏體的形成過程①奧氏體的形核：優先在鐵素體和滲碳體的相界面上形成：形核條件：結構起伏、能量起伏、濃度起伏②奧氏體的長大：長大方式：奧氏體向鐵素體和滲碳體兩邊長大，且鐵素體方向快；長大機制：相界擴散移動；長大後的結果：鐵素體消失，尚有殘餘滲碳體，奧氏體的平均碳濃度低于其先析濃度③殘餘滲碳體的溶解④奧氏體的均勻化

影響奧氏體形成速度的原因：1加熱溫度和保溫時間：轉變溫度越高，所需要的時間越短，奧氏體形成速率越快2加熱速度：加熱速度越快，孕育期越短，轉變所需的時間也越短3原始組織：原始組織越細，奧氏體形成速率越快4化學成分：含碳量，鋼中含碳量越高，奧氏體形成速率越快；合金元素，不改變奧氏體化的過程，但影響奧氏體形成的速率，合金鋼奧氏體化要比碳鋼緩慢

起始晶粒度：奧氏體轉變剛剛完成，其晶粒邊界剛剛相互接觸時的奧氏體晶粒大小，決定于N和長大速率G

實際晶粒度：鋼在某一具體的熱處理或熱加工條件下，獲得的奧氏體的實際晶粒大小，決定與具體的加熱溫度和保溫時間

本質晶粒度：根據标準試驗方法（YB27-64），在（930 -10）保溫3~8h後測定的奧氏體晶粒大小，反應鋼材加熱時奧氏體晶粒長大傾向的一個指标，決定于鋼的化學成分和冶金條件，表示鋼在一定條件下奧氏體晶粒長大的傾向性

影響奧氏體晶粒度的原因：1加熱溫度和保溫時間：在特定的溫度下加熱時，随着時間的延長，晶粒不斷長大，但長大到一定尺寸後，就幾乎不在長大；加熱溫度越高，晶粒長大越快，最終尺寸也越大2加熱速度：在最高加熱溫度相同時，加熱溫度越快，奧氏體晶粒越細小3原始組織：一般來說，原始組織越細，碳化物分散度越大，所形成的奧氏體起始晶粒就越小，則長大傾向則越大，因此，對原始組織極細的鋼，不宜采用過高的加熱溫度和長時間保溫4化學成分：含碳量、含碳質量分數在一定的範圍内，随着含碳量的增加，奧氏體長大的傾向增大，但含碳量超過某一限度，奧氏體反而變得細小；合金元素、強烈阻礙的元素一般阻礙的元素阻礙作用不明顯的元素促進晶粒長大的元素

鋼在冷卻時候的轉變：連續冷卻、将奧氏體化後的鋼以一定的冷卻速度連續從高溫冷卻到室溫 cct

等溫冷卻、将奧氏體化的鋼由高溫快速冷卻到臨界穩定一下某一溫度，保溫一段時間，以進行等溫轉變，然後在冷卻到室溫 ttt曲線

過冷奧氏體：在臨界溫度以下存在，且不穩定的，将要轉變的奧氏體

過冷奧氏體穩定性同時有兩個因素控制：舊相與新相之間的自由能差，原子擴散系數

Cct和ttt曲線的區别：1共析鋼與過共析鋼在cct曲線無貝氏體轉變區2轉變産物有差别，連續冷卻得到混合組織，等溫轉變得到均勻組織3cct曲線在ttt曲線的右下方

影響過冷奧氏體等溫轉變的因素1奧氏體碳濃度的影響2合金元素的影響3奧氏體狀态的影響4拉力和塑形變形的影響

珠光體轉變（是高溫轉變、擴散型相變）：共析鋼在A1到550之間的轉變

根據過冷度不同分為片狀珠光體和粒狀珠光體。片狀珠光體形成條件：在較高奧氏體溫度下形成均勻奧氏體；均勻奧氏體在A1~550之間等溫時可形成片狀奧氏體。粒狀奧氏體形成條件：奧氏體化溫度低，保溫時間較短，加熱轉變為充分進行，此時奧氏體中有許多未融的碳化物或許多微小的高濃度的碳的富集區；其次是轉變為珠光體的等溫溫度高，等溫時間足夠長，這樣可使奧氏體成為粒狀

馬氏體轉變（非擴散型相變，低溫轉變）：鋼從奧氏體狀态快速冷卻，在低于Ms點發生的轉變。

闆條馬氏體（低碳馬氏體、位錯馬氏體）：含碳量低；光學顯微鏡下為闆條狀；有位錯亞結構；自回火現象有利于提高馬氏體的強韌性。

片狀馬氏體（孿晶馬氏體、高碳馬氏體）：含碳量高；光學顯微鏡下針狀或竹葉狀，曾一定角度排列；具有孿晶亞結構；組織中存在大量纖維裂紋。

影響馬氏體形态的因素：含碳量、合金元素，融入奧氏體的合金元素除Co、Al外大多數都是Ms點下降，促進片狀馬氏體的形成。

馬氏體的性能：①高硬度和高強度：馬氏體的硬度取決于含碳量，合金元素對硬度影響不大，但提高強度，固溶強化、相變強化、時效強化、相界面強化②塑形和韌性：片狀馬氏體硬而脆，條狀馬氏體強而韌③馬氏體的比容最大，奧氏體的比容最小，是産生淬火應力，導緻變形開裂的主要原因

馬氏體轉變特點：①熱力學特點：奧氏體轉變為馬氏體條件：冷卻速度必須大于臨界速度，必須深度過冷，低于Ms點以下才能發生馬氏體轉變，驅動力：新舊兩相自由能差，阻力界面能彈性應變能②動力學特點：⑴降溫轉變，相變無孕育期，依靠不斷出現的新馬氏體而不是依靠原有馬氏體的長大，轉變不完全⑵奧氏體的穩定化：熱穩定化和機械穩定化（相變強化機械穩定化和形變強化機械穩定化）③晶體學特點，無擴散性，切變型，共格性，嚴格的位相關系和慣習面④馬氏體轉變可逆性

冷處理：冷至是溫室後繼續深冷，使殘餘奧氏體繼續轉變成奧氏體，這種低于室溫的冷卻方法叫做冷處理

奧氏體的穩定化：奧氏體在外界因素作用下，由于内部結構發生了某種變化，而且向馬氏體轉變的溫度降低，和殘餘奧氏體量增加的轉變遲滞現象

貝氏體轉變（中溫轉變、半擴散性轉變）：含碳過飽和的鐵素體和碳化物所組成的機械組成物，550~Ms

組織形态：1上貝氏體：形成溫度：550~350在光鏡下呈羽毛狀，在電鏡下是由許多平行分布的條狀鐵素體以及夾雜與條之間不連續的條狀滲碳體所組成的（位錯比馬氏體的低） 化學成分：中高碳鋼2下貝氏體：形成溫度：350~Ms 在光鏡下呈竹葉狀，在電鏡下碳化物的形态細小彌散，呈顆粒或短條狀沿着與鐵素體軸呈55~65度平行排列（鐵素體的亞結構為位錯，比上貝氏體中的密度高） 3粒狀貝氏體： 形成溫度：貝氏體轉變溫度區間最上部，纖維組織：在大塊狀或針狀鐵素體内部分布的顆粒狀的小島， 化學成分：低碳鋼和低碳、中碳合金鋼

性能：上貝氏體強度低，韌性差；下貝氏體強度高，韌性高；顆粒貝氏體強度适中，韌性好

貝氏體轉變特點（有碳原子擴散的共格切變過程）：①熱力學特點,自由能<0，驅動力：體積自由能差，阻力：表面能和彈性應變能 碳在貝氏體轉變時發生預先擴散重新分布②動力學特點：碳在奧氏體中溶解度高，擴散慢，碳在奧氏體中溶解度低，擴散塊，碳在奧氏體與鐵素體界面處富集，形成ε碳化物③晶體學特點：上下貝氏體形成時，在預先抛光的試樣表面上形成浮凸，碳化物是擴散方式形成的，鐵素體是切變機構形成的，貝氏體中的鐵素體和奧氏體保持共格聯系，貝氏體中鐵素體是在奧氏體的一定晶面上以共格切變方式形成的，貝氏體轉變中鐵素體與母相奧氏體保持嚴格的位相關系

魏式組織：先共析鐵素體或滲碳體沿着奧氏體的一定晶面呈針狀析出，由晶面插入晶粒内部，集體為珠光體， 形成條件：和含碳量有關 含碳量<0.6%的亞共析鋼和含碳量>1.2%的過共析鋼中易形成 和原始奧氏體大小有關 魏氏組織易在粗大的奧氏體中形成，和冷卻速度有關，有一上限溫度Ws，在此溫度之上魏氏組織難以形成 消除魏氏組織的方法：退火或正火

鋼在回火時的轉變：一、馬氏體中碳原子的偏聚（20~100℃）二、馬氏體分解（100~250℃）三、殘餘奧氏體的轉變（250~300℃）四、碳化物的轉變（250~400℃）五、滲碳體的聚集長大和a相的再結晶（400℃以上）

回火馬氏體：鐵素體相和彌散的ε碳化物所組成的複相組織

回火屈氏體：針狀鐵素體和片狀或小顆粒滲碳體的混合組織

回火索氏體：鐵素體和粗粒狀滲碳體的機械混合物

回火：将淬火鋼加熱到臨界點Ac1以下的某一溫度，保溫後以适當方式冷卻至室溫的一種熱處理方式，它是淬火後不可缺少的熱處理工藝。

淬火鋼回火時性能變化：1硬度：200℃以下回火時，硬度降低很少，在200℃以上回火時，硬度顯著降低，而且溫度越高，硬度越低2強度和韌性：随着回火溫度的升高，εs、εb不斷下降，而塑形指标 δ、ψ不斷上升

回火脆性：有些鋼在某一溫度範圍内回火時，其沖擊韌性比在較低溫度回火時還顯著下降，這種脆化現象成為回火脆性。分為第一類回火脆性（低溫、不可逆回火脆性：由于馬氏體分解時沿馬氏體條或片的邊界析出斷續的薄殼狀碳化物割裂的馬氏體機體，降低了境界的斷裂強度 防止措施：避免在脆性溫度範圍内回火）第二類回火脆性（高溫、可逆回火脆性：主要在合金鋼，由于鋼中含有Cr、Mn、P、As、Sb、Sn等元素，第二回火脆性大防止措施：1高溫回火後快速冷卻2降低鋼中雜質元素含量3在鋼中加入合金元素（Mo、W）4采用臨界淬火工藝）

鋼的熱處理工藝：根據鋼在加熱和冷卻過程中的組織轉變規律，制定鋼在熱處理時的具體加熱，保溫和冷卻的工藝參數

退火：把鋼加熱到一定溫度，保溫一定時間，然後緩慢冷卻，以獲得接近平衡組織的熱處理工藝。

正火：把鋼加熱到Ac1或Accm以上适當溫度，保溫一定時間，使之完全奧氏體化，然後在空氣中冷卻，從而得到珠光體型組織的熱處理工藝。

退火和正火的目的 軟化、均勻化、穩定化、細化

鋼的淬火應力：熱應力：冷卻前期表層拉應力中心壓應力冷卻後期表層壓應力中心拉應力 組織應力：冷卻前期表層壓應力中心拉應力 冷卻後期：表層拉應力中心壓應力

熱應力影響因素：冷卻速度，淬火溫度，工件截面尺寸，鋼材導熱系數，鋼材線膨脹系數

淬火工藝：①淬火加熱工藝：加熱溫度、保溫時間、升溫速度②淬火冷卻工藝：冷卻介質、冷卻方法（單液、雙液、分級、等溫淬火法）

淬透性：鋼在淬火時獲得馬氏體的能力，其大小用鋼在一定溫度下淬火所得的淬透層來表示，取決于奧氏體的穩定性和取決與鋼的臨界冷卻速度

淬硬性：淬火後形成的馬氏體組織所能達到的硬度取決于馬氏體中的含碳量

影響淬透性的因素：碳含量、合金元素（除了Co、Ni使c曲線左移）、奧氏體化溫度、鋼中未融第二相

回火溫度：①低溫回火：150~250、回火馬氏體很高的強度，硬度和耐磨性，同時降低鋼的淬火應力和脆性，應用：各種高碳鋼、滲碳體及表面淬火件②中溫回火：350~500、回火屈氏體具有高的彈性極限，較高的強度和硬度和良好的彈性塑性 應用：各種彈簧零件和熱鍛模具③高溫回火：500~650、回火索氏體，具有強度，塑性和韌性較好的機械綜合性能 應用：中碳機構鋼和低合金結構鋼

表面熱處理：1鋼的表面淬火：不改變鋼的化學成分及心部組織，利用快速加熱将表面奧氏體化後進行淬火，以強化零件表面的熱處理工藝 目的：獲得高 硬度的表面層和有利的殘餘應力分布以提高工件的耐磨性和疲勞強度 同時心部保持足夠的塑性和韌性“表硬裡韌” 方法：感應表面淬火，加熱表面淬火2鋼的化學熱處理（滲碳、滲氮、碳氮共滲）：與表面淬火相比，不僅改變了表層組織，還改善其化學成分 基本過程：介質發生分解，形成滲入元素的活性原子，工作表面吸收活性原子向固溶體溶解，或與鋼中某些元素形成化合物，原子向内部擴散

滲碳：目的提高工件表面硬度，耐磨性，及疲勞強度，保持心部良好的塑性 方法：固體滲碳、真空、氣體 滲碳後熱處理：淬火 低溫回火 以消除殘餘應力和低溫脆性 淬火法（直接淬火：滲碳後的工件從滲碳溫度遇冷至略高至心部成分Ar3的溫度後在進行淬火，适用于本質細晶粒鋼（低合金滲碳鋼）、一次淬火：滲碳後的臨界至于空氣中或緩冷坑中冷至室溫，然後重新加熱，淬火、二次淬火：第一次淬火，加熱溫度稍高于臨界心部的A3進行完全淬火 目的,細化心部晶粒及消除表面網狀碳化物；第二次淬火，加熱到表層的Ac1以上進行不完全淬火 目的，細化表層組織，對心部影響不大）

加工路線：下料→鍛造→正火（增加珠光體數量）→機加工→滲碳（提高硬度）→遇冷直接淬火→低溫回火→噴丸→磨齒→組織從表至裡（M 碳化物 殘餘奧氏體A`）→M A`→M

滲氮：在一定溫度下，一般是在Ac1以下使活性氮原子滲入工件表面的化學熱處理工藝，滲氮溫度低，不需要淬火處理，故滲氮零件的變形極小

工藝路線：下料→鍛造→退火（降低硬度）→粗加工→調質（調整工件心部組織）→精加工→去應力退火（消除精加工的殘餘應力）→粗磨→滲氮→精磨或研磨

氮化特點：氮化件表面硬度高，耐磨性高、疲勞強度高，由于表面存在壓應力、工件變形小，因氮化溫度低，氮化後不需要熱處理、耐蝕性好，因表層形成氮化物，化學性質穩定

碳氮共滲(氰化)：同時滲入碳氮，并以滲氮為主的化學工藝 目的：高結構鋼，零件的表面強度，耐磨性及疲勞強度，提高碳素工具鋼、合金工具鋼的紅硬性 工藝：高溫、中溫、低溫

思考題：指出下列鋼件正火的主要目的及正火後的組織？

20#鋼齒輪 改善切削性能 P S

45#鋼小軸 作最終熱處理代替調質 P S

T12鋼锉刀 消除網狀碳化物及球化退火作準備 S

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