材料科学:材料腐蚀与防护.docx
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1、材料科学:材料腐蚀与防护1、问答题(江南博哥)金属的腐蚀按机理分为哪两大类?工业中常用的防腐工艺有哪些?解析:(1)分化学腐蚀和电化学腐蚀两大类。(2)防止金属材料腐蚀的方法有改善金属的本质,如在钢中加Cr和Ni、Mn等;形成保护层,在金属表面覆盖各种保护层,把被保护的金属与腐蚀介质隔开;改善腐蚀环境;电化学保护法。工厂中常用的防腐有钢件的发蓝,镀锌,铝合金的阳极氧化等。2、填空题应力或应变波,当其中最大值为正值,最小值为负值时,称为()。解析:交变3、问答题为什么淬火后的钢一般需要及时进行回火处理?解析:淬火后的钢存在很大的淬火应力,如不及时消除,易造成变形和开裂;淬火后获得的马氏体是亚稳定
2、组织,且具有一定的脆性。为消除淬火应力,防止变形、开裂和稳定组织,从而稳定淬火零件的尺寸,消除马氏体的脆性和改善韧性,一般淬火后的钢应及时进行回火处理。4、问答题什么是本质晶粒度和实际晶粒度?它们对热处理有什么指导意义?解析:本质晶粒度的实质是表示钢加热时奥氏体晶粒长大的倾向。实际晶粒度指在热处理时具体加热条件下所得到的奥氏体晶粒大小。本质细晶粒钢在热处理时可选择较宽的加热温度,如果是本质粗晶粒钢,就要严格控制加热温度避免因加热时晶粒粗化使零件在热处理后性能变坏。5、填空题金属结晶时细化晶粒的常用方法有()、()、()。解析:增加过冷度;变质处理;附加振动6、填空题硬铝合金经固溶处理后,在室温
3、放置或稍高于室温保持时,其性能随时间而变化的现象称为()。解析:时效7、填空题退火处理是为了消除铸件或锻件中的(),以防变形和开裂。解析:残余应力8、问答题简述2A50(LD5)的特点及在航空领域的应用。解析:2A50(LD5)合金是铝铜镁硅系可热处理强化的铝合金。固溶热处理加人工时效后具有较高的强度和塑性。热加工工艺塑性良好,适于制造形状复杂及承受中等载荷的锻件。合金的接触焊、点焊、滚焊性能较好,但电弧焊和气焊性能差。合金的铸造性能良好,适于制造大截面铸锭,作为热锻大型零件毛坯之用。同时也广泛用于制造各类中、小型锻件。9、问答题铸铝合金热处理目的有哪些?解析:消除铸件的内应力。消除铸件偏析,
4、改变组织中针状组成物的形状,提高合金的力学性能。稳定在高温下工作的铸件的尺寸、组织与性能。改善铸件的切削加工性。10、填空题金属材料的布氏硬度值用符号()表示。解析:HB11、填空题合金元素在改善结构钢性质上所起的作用,可分为()和()两类。解析:主加元素;辅加元素12、问答题合金中的基本组成相有哪两类?它们的性能各有何特点?解析:合金中的基本组成相有固溶体和金属化合物。合金中的组元间形成固溶体后,产生固溶强化,固溶体的强度一般优于组成固溶体的线性金属,同时固溶体还具备良好的塑性和韧性,因此,合金组织中的基体一般应为这种强韧性兼备的固溶体;金属化合物具有高的溶点和硬度,但脆性较大,一般作为合金
5、中的强化相,当其量少、呈细小均匀分布时,可强化合金,提高硬度和耐磨性等,但当其量大、呈粗大分布时,会增加合金脆性。13、问答题去应力退火和回火都可消除内应力,试问两者在生产中是否通用?为什么?解析:去应力退火和回火两者在生产工艺中所处的工序位置不一样,一般去应力退火安排在毛坯生产之后或零件机械加工之后,是去除由于各种冷热加工所产生的内应力,而材料的组织和性能不发生变化;回火是紧随淬火之后的热处理工艺,用于消除淬火内应力,获得所需的稳定回火组织和性能。14、填空题纯铜的铸造性(),强度、硬度较()。解析:差;低15、名词解释1Cr18Ni9Ti解析:(奥氏体)不锈钢,含碳0.1,固溶处理(淬火)
6、,高温部分蒙皮、耐蚀件、厨房用品等。16、填空题金属在载荷作用下,其()和()都会有不同程度的变化,这种()和()的改变,叫变形。解析:尺寸;形状;尺寸;形状17、填空题实际上滑移是借助于()的移动来实现的。解析:位错18、填空题回火的目的是消除(),降低()、提高(),使钢具有所需要的机械性质。解析:淬火内应力;脆性;韧性19、问答题简述钢的过烧现象。解析:过烧是指加热温度更高,使奥氏体晶界熔化或晶粒被氧化现象。20、问答题感应加热淬火的特点是什么?解析:感应加热淬火具有加热速度快、效率高,热处理后表面晶粒细、性能好,淬硬层深度易控制,生产过程易实现自动化等优点,但设备投资大,维修复杂,需要
7、根据零件实际制作感应器,所以不适合单件生产,而主要用于成批、大量的生产。21、填空题在一定的外作用力下,要求构件不发生过大的弹性变形,这就是说要求构件有足够的()。解析:刚度22、填空题淬火的目的是使铝合金得到铝基的(),然后通过时效,使铝合金的饱和固溶体发生变化,达到使用性能要求。解析:饱和固溶体23、问答题普通热处理的四把“火”分别指的是哪几种热处理工艺?解析:普通热处理的四把“火”是指退火、正火、淬火、回火。24、问答题热处理可强化变形铝合金淬火后为什么塑性好?时效后强度为什么会提高?解析:铝合金是扩散型强化,由两个缺一不可的热处理过程(淬火与时效)实现的。在淬火时固溶体分解被阻止而得到
8、低强度与高塑性的过饱和固溶体,时效过程中,内部组织发生扩散,形成许多强化相微粒弥散于固溶体基体上,使合金强化。25、填空题凡是能抵抗空气、水、酸、碱、盐类溶液或其他介质等腐蚀作用的钢,常称为()。解析:不锈钢26、问答题简述金属的氧化过程。解析:金属加热时,介质中含氧化成分的物质与金属反应生成氧化物的过程。27、填空题实际金属晶体中存在的晶体缺陷有点、()、()三种类型。解析:线;面28、填空题金属和合金塑性变形时,硬度会随变形程度的增大而不断提高,直至破坏,此即所谓的变形()。解析:硬化29、填空题强度极限是指拉断试样的整个过程中,试样所受的()。解析:最大拉伸应力30、问答题简述形变铝合金
9、的时效特点有哪些?解析:新淬火状态下的加工变形,会降低硬铝合金时效后的力学性能,其影响程度视合金成分,变形时机和变形程度不同而不同。人工时效前的自然时效时间,对人工时效后的力学性能有一定影响。应避免在对力学性能具有最大影响的时间范围内开始人工时效。自然时效的孕育期依合金成分不同而不同。降低时效温度可以延长孕育期,例如:LYll(2A11)在20时孕育期为2h,在0时为24h,而在零下20以下时几乎不发生时效现象。超声波能促进时效过程,缩短时效时间,并获得比普通时效更高的强度。材料科学:材料腐蚀与防护试题及答案1、填空题退火处理是为了消除铸件或锻件中的残余应力,以防()。解析:变形和开裂2、填空
10、题淬火马氏体主要分为()和()两种。解析:板条;针状3、填空题硬铝合金经固溶处理后,在室温放置或稍高于室温保持时,其性能随时间而变化的现象称为()。解析:时效4、填空题金属的物理性质有:颜色、比重、()、()、()、()和磁性等。解析:熔点;凝固点;导电性;热膨胀性5、名词解释Cr12MoV解析:冷作模具钢,含碳大于1.0,球化退火、淬火+低温回火,冷作模具、量具等。6、填空题硬度是指金属表面上局部体积内抵抗()变形和破裂的能力。解析:塑性7、填空题应力或应变波,当其中最大值为正值,最小值为负值时,称为()。解析:交变8、填空题造成疲劳破坏的重复变化载荷称为()。解析:交变载荷9、填空题请用硬
11、度值符号写出下列情况下该用什么硬度实验方法检查硬度值:热作模具成品(),齿轮渗碳层(),材料库中钢材()。解析:HRC;HV;HB10、问答题为什么碳素调质钢和合金调质钢采用中碳成分?解析:调质钢主要用于制造在多种载荷(如扭转、弯曲、冲击等)下工作、受力比较复杂的重要零件,这些零件要求具有良好综合力学性能,所以应采用中碳成分的钢。11、填空题金属的化学性质是指金属与其他物质发生(),即形成氧化物、盐类和其他化学物的性质。解析:化学作用12、填空题镁的比重小很(),镁合金在一定的热处理后具有较大的强度。解析:轻13、问答题简述钢的过热现象。解析:过热是指加热温度过高,使奥氏体晶粒粗大,力学性能下
12、降的现象。14、填空题金属接受焊接的能力,称为()。解析:焊接性15、问答题简述正火的目的。解析:细化晶粒,消除缺陷并使组织均匀化,提高低碳钢工件的硬度和切削加工性能;消除切削加工后的硬化现象和去除内应力,消除过共析钢中的网状碳化物中碳钢要求不高时可代替调质处理,简化工艺,为下一步热处理做准备。16、填空题按钢中的含碳量来分类,调质钢属于()碳钢,冷作模具钢属于()碳钢,渗碳钢属于()碳钢。解析:中;高;低17、填空题铁碳合金的室温显微组织由()和()两种基本相组成。解析:渗碳体;F18、问答题什么是加工硬化?有何利弊?如何消除加工硬化?解析:材料随塑性变形量的增加,其强度硬度增加而塑性韧性降
13、低的现象称加工硬化。利:是强化材料的手段之一;有利于金属材料的均匀塑变。弊:有时需要增加中间热处理而增加成本。可通过再结晶退火消除加工硬化。19、名词解释40CrA解析:高级优质合金调质钢,含碳0.4,调质,轴、连杆、螺栓等。20、填空题钢的热处理按其形式可分为四种:()、()、()及()。解析:淬火;回火;退火;正火21、问答题去应力退火和回火都可消除内应力,试问两者在生产中是否通用?为什么?解析:去应力退火和回火两者在生产工艺中所处的工序位置不一样,一般去应力退火安排在毛坯生产之后或零件机械加工之后,是去除由于各种冷热加工所产生的内应力,而材料的组织和性能不发生变化;回火是紧随淬火之后的热
14、处理工艺,用于消除淬火内应力,获得所需的稳定回火组织和性能。22、问答题什么叫材料的使用性能?什么叫工艺性能?解析:材料的使用性能是指保证工件正常工作应具备的性能,即在使用过程中表现出的性能,如力学性能、物理性能、化学性能等。工艺性能是指材料在被加工过程中适应各种次冷热加工的性能,如切削加工性能、热处理性能、焊接性能、铸造性能、锻压性能等。23、填空题载荷的种类按其性质可分为()和()两种。解析:静载荷;动载荷24、填空题在制造金属零件时,会采用不同的工艺方法,如()、()、()、切削等。解析:铸造;锻造;焊接25、填空题金属传导热量的能力,称为()。解析:导热性26、填空题金属在载荷(外力)
15、作用下,产生塑性变形而不发生破坏的能力称为()。解析:塑性27、名词解释5CrNiMo解析:热作模具钢,含碳0.5,淬火+中高温回火,热锻模、热挤压模等。28、填空题金属的机械性质主要包括()、塑性、()、韧性和抗疲劳性等。解析:强度;硬度29、填空题退火处理是为了消除铸件或锻件中的(),以防变形和开裂。解析:残余应力30、填空题金属在载荷(外力)作用下,产生()变形而不发生破坏的能力称为塑性。解析:塑性材料科学:材料腐蚀与防护考点巩固1、填空题应力或应变的每一周期性变化称为一个()或()。解析:应力循环;应变循环2、问答题铸铝合金热处理目的有哪些?解析:消除铸件的内应力。消除铸件偏析,改变组
16、织中针状组成物的形状,提高合金的力学性能。稳定在高温下工作的铸件的尺寸、组织与性能。改善铸件的切削加工性。3、填空题应力或应变波,当其中最大值为正值,最小值为负值时,称为()。解析:交变4、填空题金属塑性差时,脆性就(),这样的金属变形时容易破裂。解析:大5、问答题简述钢的过热现象。解析:过热是指加热温度过高,使奥氏体晶粒粗大,力学性能下降的现象。6、填空题内力和外力()相等()相反。解析:大小;方向7、填空题实际金属晶体中存在的晶体缺陷有点、()、()三种类型。解析:线;面8、问答题简述钢的过烧现象。解析:过烧是指加热温度更高,使奥氏体晶界熔化或晶粒被氧化现象。9、填空题当合金元素与碳形成碳
17、化物时,和碳钢中的碳化铁一样,具有提高()、()和降低()的作用。解析:强度;硬度;韧性10、填空题金属的塑性是指金属在载荷作用下,产生塑性变形而不至()的能力。解析:破裂11、问答题什么是加工硬化?有何利弊?如何消除加工硬化?解析:材料随塑性变形量的增加,其强度硬度增加而塑性韧性降低的现象称加工硬化。利:是强化材料的手段之一;有利于金属材料的均匀塑变。弊:有时需要增加中间热处理而增加成本。可通过再结晶退火消除加工硬化。12、问答题简述如何选择时效方式?解析:在确定采用自然时效还是人工时效及人工时效温度和时间时,应对合金的成分与特点,对合金力学性能与抗蚀性能要求,加以综合考虑。例如:普通硬铝合
18、金可以自然时效也可以人工时效。在自然时效后能获得最高强度,并具有较高的抗蚀性。只有在高温下使用的普通铝合金例如:LYl2(2A12)为了提高屈服强度时才采用人工时效。超硬铝合金均采用人工时效,以提高抗应力腐蚀能力。耐热铝合金(LYl6(2A16)、LYl7(2A17)、LD7(2A70)、LD8(2A80)等)必须使时效温度高于工件工作温度,因此必须用人工时效。13、问答题因热处理工艺不当会造成哪些缺陷?解析:热处理加热、保温和冷却工艺不当,都将造成热处理缺陷。主要热处理缺陷有氧化、脱碳、过热、过烧、变形、裂纹、硬度不足、软点等。14、问答题什么叫强度?强度有哪些常用的判据?解析:强度是指材料
19、在力的作用下,抵抗塑性变形和断裂的能力。强度的主要判据有屈服点s和抗拉强度b等。15、问答题试分析厚大铸件表现和心部晶粒大小的区别,为什么铸件加工余量过大会使加工后铸件的强度降低?解析:厚大铸件表面与心部的冷却速度不一致,表面冷却速度较大,结晶过冷度大,结晶后的晶粒较细,而心部的冷却速度小,结晶过冷度小,结晶后的晶粒较粗。因此,一般铸件表面的性能优于心部的性能。若铸件的加工余量过大,则将表面细晶粒部分过多地切除,从而是降低铸件的强度。16、填空题根据回火温度的不同,回火可分为()、中温回火和()三种。解析:低温回火;高温回火17、问答题不什么重要的划大截面的零件一般不宜用碳钢制作,而要用合金钢
20、制作?解析:重要的零件一般承受较大或者较复杂的应力,要求材料具有高的强韧性,而大截面的零件在淬火时,为保证零件能获得马氏体组织或小的淬火变形,要求材料具有良好的淬透性。合金钢与碳钢相比,由于合金元素的作用,使钢的强韧性和淬透性提高,所以这种零件应采用强度较高、淬透性良好的合金钢制作。18、问答题实际金属晶体的缺陷对金属的力学性能有何影响?解析:实际金属晶体的缺陷都会造成品格畸变,引起塑性变形抗力增大,从而使金属的强度提高。19、填空题金属的强度是指金属在静载荷作用下,()和()的能力。解析:抵抗塑性变形;断裂20、填空题疲劳强度是指材料或构件在()时的强度。疲劳强度的大小用()来衡量。解析:变
21、负荷作用下;疲劳极限21、填空题金属的机械性质主要包括()、塑性、()、韧性和抗疲劳性等。解析:强度;硬度22、填空题测量金属硬度的方法有很多,常用的有()和()。解析:布氏硬度;洛氏硬度23、填空题在机械制造业中,最常用的化学热处理有渗碳、()和碳氮共渗。解析:渗氮24、填空题造成疲劳破坏的重复变化载荷称为()。解析:交变载荷25、填空题金属材料在无数次重复()作用下,而不破坏的最大应力称为疲劳强度。解析:交变载荷26、填空题金属在载荷(外力)作用下,产生塑性变形而不发生破坏的()称为塑性。解析:能力27、问答题奥氏体晶粒大小对钢热处理后性能有何影响?解析:奥氏体晶粒大小对冷却后钢的性能有明
22、显影响,细小奥氏体冷却后组织的晶粒也细小,则力学性能较好,尤其冲击韧性好。28、问答题为什么零件在强度设计时主要参考依据采用s?解析:s是材料的屈服点,是材料产生塑性变形而力不增加的应力值,亦表示材料发生明显塑性变形的最低应力值。一般机械零件作为保障正常服役是不允许产生明显塑性变形的,也就是说所受的应力不允许超过s,故在强度设计时主要应以s作为参考依据。29、填空题载荷的种类按其性质可分为()和()两种。解析:静载荷;动载荷30、填空题金属接受焊接的能力,称为()。解析:焊接性31、填空题金属零件受力不超过其弹性极限时,只会产生()。如受力超过弹性极限后,金属就会产生()了。解析:弹性变形;塑
23、性变形32、问答题为什么淬火后的钢一般需要及时进行回火处理?解析:淬火后的钢存在很大的淬火应力,如不及时消除,易造成变形和开裂;淬火后获得的马氏体是亚稳定组织,且具有一定的脆性。为消除淬火应力,防止变形、开裂和稳定组织,从而稳定淬火零件的尺寸,消除马氏体的脆性和改善韧性,一般淬火后的钢应及时进行回火处理。33、填空题重复载荷是()、()反复变化或()都反复变化的载荷。解析:大小;方向;大小方向34、填空题金属材料的()硬度用符号HR表示。解析:洛氏35、问答题碳素工具钢是否可用于制作铣刀、麻花钻等高速切削的刀具?为什么?解析:不适用。因为碳素工具钢的热硬性不高,温度升高至300时,硬度即降至5
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