工程材料与热处理试卷.
08机电一体化《程材料与热处理》复习题
一、填空
1、根据采用的渗碳剂的不同，将渗碳分为固体渗碳、__液体渗氮__和__气体渗氮_三种。
2、金属的力学性能主要有__强度__、_硬度_、塑性等。
3、理论结晶温度与实际结晶温度之差称为_过冷度_。冷却速度越_快_，过冷度也越大。
4、铁碳合金室温的基本组织有_铁素体___、__奥氏体__、渗碳体、珠光体和莱氏体等。
5、实际金属晶体的缺陷有点缺陷、__线缺陷__、_面缺陷_。
6、常见碳素钢按含碳量分为高碳钢、_中碳钢__、_低碳钢_。
7、在机械零件中，要求表面具有耐磨性和__硬度__，而心部要求足够塑性和__强度_时，应进行表面热处理。
8、热处理工艺过程都由 _加热__、保温、_冷却_ 三个阶段组成.。
9、工厂里淬火常用的淬火介质有_水_、__油_和盐水溶液等。
10、常用的整体热处理有退火、 _正火_、__淬火_ 回火等。
11、根据构成合金元素之间相互作用不同，合金组织可分为___纯金属___、___固溶体、混合物三种类型。
12、铸铁按碳存在形式分_灰铸铁_ _蠕墨铸铁_可锻铸铁、球墨铸铁等。
13、从金属学观点来说，凡在再结晶温度以下进行的加工，称为_冷轧_；而在再结晶温度以上进行的加工，称为_热轧_。
14、常用的淬火缺陷有_氧化___与脱碳、过热与_过烧__、畸变与开裂和硬度不足与软点等。
15、常见的金属晶体结构有体心立方晶格、_面心立方晶格___和__密排六方晶格__三种。
16、工业上广泛应用的铜合金按化学成分的不同分__黄铜_、__青铜__ 、白铜。
17、合金常见的相图有_匀晶、__共晶__、包晶相图和具有稳定化合物的二元相图。
18、调质是__淬火__和_高温回火_的热处理。
19、铁碳合金相图是表示在___及其缓慢冷却__的条件下，不同成分的铁碳合金的_组织状态_，随温度变化的图形。
20、金属材料的性能包括物理性能、化学性能、__工艺__性能和___经济__性能。
二选择
1、铜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（ C ）
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 铁在固态下有同素异构转变，而铜没有
D 铁和铜的再结晶温度不同
2、正火与退火比正确的是（ C ）。
A 正火成本高 B正火时间长 C 正火硬度高 D 正火后强度低
3、钢在一定条件下淬火后，获得淬硬层深度的能力称为（ A ）。
A、淬硬度
B、淬透性
C、耐磨性
D、红硬性
4、试样拉断前承受的最大标称拉应力称为（ B ）。
A 屈服强度 B抗拉强度 C 塑性强度 D 抗压强度
5、以下哪种铸铁的断口呈灰黑色？（ D ）
A 马口铁
B 白口铸铁
C 麻口铸铁 D灰铸铁
6、常用金属的塑性判断依据是断后伸长率和（ C ）。
A 硬度
B 强度
C 断面收缩率
D 屈服极限
4、用于制造渗碳零件的钢称为（C ）。
A 结构钢
B 合金钢
C 渗碳钢
D 工具钢
7、金属的韧性通常随温度降低（ B）。
A 变好
B 变差
C 不变
D 都不对
8、马氏体组织有两种形态（ C ）。
A 板条、树状
B 板条、针状
C 树状、针状
D 索状、树状
9、铁碳合金相图中，ECF线是（D ）。
A 液相线
B 共析线
C 固相线
D 共晶线
10、钢是以铁为主要元素的铁碳合金，一般含碳量小于（ B ）。
A 0.77%
B 2.11%
C 4.3%
D 6.69%
11、实际生产中，金属冷却时（ C ）。
A 理论结晶温度总是低于实际结晶温度
B 理论结晶温度总是等于实际结晶温度
C 理论结晶温度总是大于实际结晶温度
D 实际结晶温度和理论结晶温度没有关系
12、碳素钢中含碳量为20%时，这种钢是（A）。
A 低碳钢
B 中碳钢
C 高碳钢 D碳素工具钢
13、零件渗碳后，一般需经过（A ）才能达到表面硬度高而且耐磨的目的。
A 淬火+低温回火
B 正火
C 调质
D 淬火+高温回火
14、钢号45的优质碳素结构钢，其平均含碳量是（C ）。
A 45%
B 4.5%
C 0.45%
D 0.045%
15、C曲线右移使淬火临界冷却速度（A ），淬透性（）。
A 减小、增大
B 减小、减小
C 增大、减小 D、增大、增大
16、铁碳合金相图中ACEF线以下任意成分的铁碳合金均为（ A ）。
A 固体
B 液体
C 液——固共存
D 以上都不对
17、机械制造中，T10钢常用来制造（B）
A 容器
B 刀具
C 轴承
D 齿轮
18、淬火后主要获得的室温组织为（D ）。
A 奥氏体
B 渗碳体
C 贝氏体
D 马氏体或贝氏体
10、钢经表面淬火后将获得：（ A ）
A 一定深度的马氏体 B全部马氏体 C 下贝氏体 D上贝氏体
19、对40Gr的说法正确的是（ B ）。
A 渗碳钢
B 调质钢
C 工具钢
D 高速钢
20、铁碳合金相图中PSK线为共析线，其共析产物是（A ）。
A 铁素体
B 珠光体
C 奥氏体
D 莱氏体
21、铅在常温下的变形属：( C )
A 冷变形
B 弹性变形
C 热变形
D 既有冷变形也有热变形
13、黄铜是以（D ）为主加元素的铜合金。
A 铅
B 铁
C 锡
D 锌
22、T12中含碳量平均为（ C）。
A 12%
B 0.12%
C 1.2%
D 0.012%
23、在Fe-Fe3C和图中，奥氏体冷却到ES线时开始析出（C ）。
A 铁素体
B 珠光体
C 二次渗碳体
D 莱氏体
24、对完全退火说法正确的是（ A ）。
A 能降低硬度
B 主要用于共析钢
C 退火后组织为奥氏体
D 不利于切削加工
25、用40Cr钢制造齿轮，锻造后的典型热处理工艺应为（ D ）。
A、正火处理
B、全退火
C、调质处理 D 回火
26、合金钢淬火时一般选用的冷却介质为（ B）。
A 水
B 油
C 盐水
D 石灰水
27、以提高钢件表面耐蚀力为目的，可选（ D ）。
A 渗碳
B 淬火
C 高频加热表面淬火 D渗氮
28、材料的冲击韧性值越大，其韧性（A）。
A 越好
B 越差
C 两者无关
D 以上都不对
29、可锻铸铁中石墨是（B）。
A 大片状
B 团絮状
C 球状
D 蠕虫状
30、当铸件某部位是白口铸铁时，将加热850—950保温，目的是（A ）。
A 石墨细化
B 石墨分解
C 渗碳体分解为石墨 C 石墨分解为渗碳体
31、一般所说的“氮化”，指的是（ A）处理。
A 渗氮
B 渗碳
C 碳氮共渗
D 以上都不对
32、rl5SiMn钢的含铬量是：（ B ）
A 15％
B 1．5％
C 0. 15％
D 0.015％
三、判断
1、钢中的锰、硅、磷、硫等杂质元素含量一般低于生铁。（）
2、材料的力学性能，是由其内部组织结构决定的。（）
3金属的熔点及凝固点是同一温度。（）
4拉伸试验可以测定金属材料的弹性、强度和塑性等多项指标。所以，拉伸试验是机械性能试验的重要方法。（）
5所有金属材料在拉伸试验时都会出现显著的屈服现象。（）
6导热性差金属，加热和冷却时产生内外温度差，导致内外不同的膨胀或收缩，使金属变形或开裂。（）
7钢的铸造性比铸铁好，故常用来铸造形状复杂的工件。（）
8金属发生同素异构转变时，要吸收或放出热量，转变是在恒温下进行的。（）
9弹性变形能随载荷的去除而消失。（）
10、材料的伸长率、断面收缩率数值越大，表明塑性越好。（）
四、名称解释
1、共晶转变与共析转变
共晶转变：一定成分的液相在一定温度下，同时结晶出两种不同固相的机械混合物的转变
2结晶与再结晶
结晶：金属从液态冷却转变为固态的过程，也就是原子由不规则
3、固溶强化与加工硬化
4渗碳与渗氮
五、问答
1什么是回火？淬火钢为什么要回火？
2何谓淬火？淬火的主要目的是什么？
3、用手来回弯折一根铁丝时，开始感觉省劲，后来逐渐感到有些费劲，最后铁丝被弯断。试结合所学金属材料知识解释过程演变的原因?
一、填空：（每题0.5分共20分）要求按空格填入正确答案，不可多填，也不可少填。
1、按合金元素总含量分，合金钢可分为（）钢、（）钢、（）钢。
2、指出下列钢的质量级别：１６Ｍｎ为（）钢，３５ＳｉＭｎ为（）钢，２０Ｃｒ２Ｎｉ４Ａ为（）钢。
3、写出下列合金钢的名称：16Mn为（）钢，Y12 为（）钢，Cr12MoV 为（）钢。
4、直径小于８ｍｍ弹簧钢丝的供应状态有（）、（）和（）；各种状态的钢丝，经冷卷成弹簧后，分别应该进行的热处理是（）、（）和（）。
6、机械零件选材的基本原则是（）、（）和（）。
7、滑移是在（）应力作用下，晶体中一部分沿着（）晶面、（）晶向与晶体的另一部分产生滑动。
8、塑性金属材料制造的零件，在工作过程中一旦过载，零件不会立即断裂而是发生（），使强度（）。
9、材料的弹性模量愈高，其刚度愈（）。刚度（）通过热处理改变；材料一定时，可通过（）和（）的方法来提高零件的刚度。
10、晶体缺陷，按几何特征可分为（）、（）和（）三种类型。
11、在９１２℃α－Ｆｅ转变成为γ－Ｆｅ过程中，其体积将产生
（），这是由于其晶体结构由（）转变成为（）造成的。
12、金属结晶的必要条件是（），其结晶过程要进行（）和（）两个过程。
13、单相固溶体合金的机械性能特点是（）好，（）低，故适宜（）加工。
14、碳原子溶入γ－Ｆｅ形成（）固溶体，是（）晶格。
二、判断题：（每1题分共10分）要求在括号内打∨或×，∨代表正确、×代表错误，其他符号一律算错。
1、各种渗碳钢制造的零件都可以在渗碳后进行直接淬火。（）
2、普通灰口铸铁中的碳、硅含量愈高，则强度愈低，铸造性能愈差。（）
3、20CrMnTi为合金渗碳钢，42CrMo为合金调质钢，55Si2Mn 为合金弹簧钢。（）
4、退火状态的４５、Ｔ８、Ｔ１２Ａ钢的机械性能相比较，４５钢塑性最高，Ｔ１２钢强度最高，Ｔ８钢硬度最高。（）
5、化学成分为Ｅ点的铁碳合金，其室温平衡组织为珠光体＋二次渗碳体＋低温（变态）莱氏体。（）
6、铁碳合金在共析转变过程中，奥氏体、铁素体及渗碳体三相的化学成分和相对量保持恒定不变。（）
7、由固溶体（基体）和金属化合物（第二相）构成的合金，适量的金属化合物在合金中起强化相作用。（）
8、同一种固相，它的初生相和次生相在化学成分、晶体结构上是不同的。（）
9、２５钢、４５钢、６５钢的室温平衡态的组织组成物及相组成物均相同。（）
10、与面心立方晶格的｛１１１｝晶面相比，体心立方晶格的｛１１０｝晶面上的原子排列比较紧密。（）
三、单选题：（每题1分共10分）要求在四个备选项中选出一个正确的答案，填入括号内，多选算错。
1、实测的晶体滑移需要的临界分切应力值比理论计算的小，这说明晶体滑移机制是（）。
Ａ，滑移面的刚性移动Ｂ，位错在滑移面上运动Ｃ，空位、间隙原子迁移Ｄ，晶界迁移
2、晶体滑移总是沿着（）晶面和晶向进行。Ａ，原子密度最大的Ｂ，与外力成４５度的Ｃ，任意的Ｄ，原子密度最小的
3、珠光体是（）。Ａ，固溶体Ｂ，化合物Ｃ，机械混合物Ｄ，金属化合物
4、Ｆｅ－Ｆｅ３Ｃ相图中，ＧＳ线是平衡结晶时（）的开始线。Ａ，奥氏体向珠光体转变Ｂ，奥氏体向二次渗碳体转变Ｃ，奥氏体向铁素体转变Ｄ，奥氏体向δ固溶体转变
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5、平衡结晶时共晶白口铁冷至共晶温度，共晶转变已经开始，但尚未结束，此时存在的相为（）。
Ａ，液相Ｂ，液相＋奥氏体Ｃ，奥氏体＋渗碳体Ｄ，液相＋奥氏体＋渗碳体
6、用４％硝酸酒精溶液浸蚀的Ｔ７钢的平衡组织，在光学显微镜下，先共析铁素体呈（）。
Ａ，白色块状Ｂ，黑色块状Ｃ，白色网状Ｄ，黑色网状
7、在铁碳合金平衡组织中，硬度最高的是（）。Ａ，铁素体Ｂ，渗碳体Ｃ，低温莱氏体或变态莱氏体Ｄ，珠光体8、６５钢适宜制造（）零件。
Ａ，冲压Ｂ，弹性Ｃ，耐磨Ｄ，调质
9、２０ＣｒＭｎＴｉ钢中的钛在钢中的主要作用是（）。
Ａ，提高钢的淬透性Ｂ，提高回火稳定性Ｃ，提高钢的强度Ｄ，细化晶粒
10、能够扩大Ｆｅ－Ｆｅ３Ｃ相图奥氏体相区的合金元素是（）。Ａ，铬Ｂ，钨Ｃ，钼Ｄ，镍
四、名词解释：（每题3分共15分）要求简要说明名词的意义或含义，如繁琐且有错误酌情扣分。
1、调质处理
2、残余奥氏体
3、临界（淬火）冷却速度
4、间隙固溶体
5、屈服强度
五、简述题：（每题5分共15分）要求回答简明扼要，如繁琐且有错误酌情扣分。
1、４５钢（Ac1=730℃,Ac3=780℃）分别加热至760℃,830℃,1040℃时的组织以及在水中冷却后的组织。
a) 选择下列零件的退火方法：（１）用弹簧钢丝（强化的）经冷卷成弹簧后；（２）消除６０钢锻件的过热组织。
b) 为什么一般情况下亚共析钢采用完全（奥氏体化）淬火，过共析钢采用不完全淬火？
4、一般情况，铸钢锭中有几个晶区？各晶区中的晶粒有何特征？
5、简要说明金属结晶的必要条件及结晶过程。
六、综述题：（每题15分共30分）要求说明要点，书写清楚，文字简明，如繁琐且有错误酌情扣分。
1、画出Ｆｅ－Ｆｅ３Ｃ相图，估计一室温平衡组织为铁素体＋珠光体（其中珠光体占77%）优质钢的钢号。用冷却曲线来表示该钢的平衡结晶过程，并且在该钢冷却曲线上标出各阶段的组织。
2、欲得珠光体、索氏体、下贝氏体、屈氏体＋马氏体＋残余奥氏体、马氏体＋残余奥氏体组织，各应采用何种冷却工艺（指出工艺名称及冷却剂），并将各工艺的冷却曲线画在该钢的ＴＴＴ图上。
在拉伸试验中，试样拉断前能承受的最大应力称为材料的（）。
2、在金属学中，冷加工和热加工的界限是以（）来划分的．
3、生产中为细化晶粒，提高金属力学性能，常采用（）、（）、（）等方法。
4、金属的塑性变形有（）和（）两种。
5、铁碳合金的基本单相组织有（）、（）和（）。
6、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。
7、白口铸铁中碳的主要以（）的形式存在，灰口铸铁中碳主要以（）的形式存在。
8、从金属学的观点来说，把再结晶以上的变形称为（）；而把再结晶以下的变形称为（）。
9、硫存在于钢中，会使钢产生（）现象。
10、45钢，按化学成分分类，属于（）钢；按质量分类，属于（）钢。
三、解释下列现象
1、在退火条件下，含碳0.77的碳钢强度大于含碳1.2的碳钢。
2、钢适宜于通过压力加工成形，而铸铁适宜于通过铸造成形
3、浇注时采用振动比不采用振动的铸件晶粒小。
4、在相同含碳量情况下，除了含Ni和Mn的合金钢外，大多数合金钢的热处理温度都比碳钢高。
5、渗碳多适用于低碳钢
1、什么叫过冷度？它对结晶过程和晶粒度的影响规律如何？
2、有一批Wc=0.45℅的碳钢齿轮，其制造工艺为：圆钢下料→锻造→退火→车削加工→淬火→回火→铣齿→表面淬火。说明各热处理工序的名称和作用。（8分）
3、已知铜的熔点为1083℃，在550℃对其进行压力加工。试问：（1）该加工是否属于热加工？（2）求其再结晶退火的温度范围。（8分
4.金属塑性变形造成哪几种残余应力？残余应力对机械零件可能产生哪些利弊？
工程材料试卷及答案（A、B）
一、选择题（20分）
1．氮化钢通常采用下面那种方法测试硬度（C ）。
A.布氏硬度法
B.洛氏硬度法
C.维氏硬度法
D.肖氏硬度法
2．加热时，合金的实际相变温度总是（C ）。
A.等于理论相变温度
B. 低于理论相变温度
C. 高于理论相变温度
D.以上三种都不是
3．共析转变形成的产物为（Ｐ）。
A.Ｌd
B.Ａ
C.Ｐ
D.Ｆ
4．高温菜氏体构成为（D ）。
A.F+Fe3C共晶
B.P+Fe3CⅡ+Fe3C共晶
C.P+Fe3C共晶
D.A+Fe3CⅡ+Fe3C共晶
5．T10钢加热时，加热速度越快，珠光体向奥氏体转变的（A ）。
A.温度越高
B. 温度越低
C.稳定性越大
6．马氏体相变是（C ）型相变。
A.扩散
B.半扩散
C.无扩散
7．40钢部分奥氏体化后，奥氏体中的含量（A ）钢中的含碳量。
A.低于
B.等于
C.高于
8．采用（B ）方法可减少淬火钢中的残余奥氏体。
A. 增加钢中的含碳量
B. 深冷处理
C.添加合金元素
9．碳钢经调质处理后的组织为（A ）。
A. 回火索氏体
B. 回火马氏体
C.回火托氏体
10．过共析钢应采用的预先热处理为（A ）。
A.球化退火
B.扩散退火
C.完全退火
11．45钢的预先热处理应为（C ）。
A.完全退火
B.球化退火
C.正火
12．T10钢完全奥氏体化后，奥氏体中的含量（A ）钢中的含碳量。
A. 等于
B. 低于
C.高于
13．要求高韧性冷冲压件所用的材料为（A ）。
A.08F
B.45
C.65Mn
D.T12
14．有A、B、C三种高聚物，现用作橡胶，其工作温度是70~80℃，应选择的材料为（D ）。
A. Tg=-30℃
B.
C.Tg=60℃
D. Tg=-50℃Tg=101℃
15．灰铸铁的基体组织主要取决于其石墨化过程，当第一、中间阶段石墨充分进行，而第二阶段石墨化完全进行，则得到的组织为（A ）。
A. F+G
B. LD+P+G
C. P+F+G
D. P+G
16．当零件要求心部综合性能较好，但表面耐磨时应选用（B ）。
A.弹簧钢
B. 渗碳钢
C. 碳素工具钢
D.高速钢
17．高锰耐磨钢为提高耐蚀性常采用的热处理为（C ）。
A.正火
B. 时效处理
C. 水韧处理
D.退火
18．60钢与20Cr钢相比较，60钢的（C ）。
A.淬透性高，淬硬性高
B. 淬透性差，淬硬性差
C. 淬透性差，但淬硬性高
D. 淬透性好，但淬硬性低
19．滚动轴承钢可采用的预先热处理为（D ）。
A.正火
B.调质
C. 淬火+低温回火
D.球化退火
20．减速机箱体体常采用的材料是（B ）。
A.碳素钢
B. 灰铸铁
C. 合金钢
D.可锻铸铁
二、填空题（15分）
1．纯铁的三种晶格类型为（体心立方晶格、面心立方晶格、体心立方晶格）。
2．在Fe-Fe3C相图中，亚共晶组织为（P+Ld`+ Fe3CⅡ）；亚共析组织为（P+F）。
3．奥氏体是碳原子溶于（γ- Fe）中形成的间隙固溶体；铁素体是碳原子溶于（α- Fe）中形成的间隙固溶体。
4．钢的热处理的冷却方式由（连续冷却）和（等温冷却）。
5．在C曲线上孕育期最长的一处，表示过冷奥氏体最（稳定）。
6．贝氏体的两种基本形态是（羽毛状上贝氏体）和（针状下贝氏体）。
7．钢的调质处理即（淬火+高温回火）。
8．化学热处理常用的方法有（渗碳）、（渗氮）等。
9．（过热）热处理缺陷可用正火消除。
10．合金元素溶入奥氏体后（除Ｃo外），使Ｃ曲线（右）移，从而提高了钢的（淬透性）。
11．高速钢在铸态下含有大量的（莱氏体）组织，制造时需要反复（锻造）。
12．可锻铸铁是经（可锻化退火）而得到的，其石墨形状呈（团絮状）。
13．将金属粉末经过（压制）成型和（烧结），以获得金属零件和材料的生产方法，称为粉末冶金。
14．（复合材料）是由两种及以上性能不同的材料组合而成。
15．塑料按受热时的变化分类，可分为（热塑性塑料）和（热固性塑料）两大类。
三、判断题（×√）（15分）
1．由于实际晶体是由许多位向各异的晶粒组成，因而整体显示各向异性。（×）
2．共析渗碳体、共晶渗碳体、一次渗碳体、二次渗碳体是铁碳合金中结构相似而原子数量比不同的四种铁碳化合物。（×）
3．通常机械混合物比单一固溶体具有更高的塑性，而单一固溶体比机械混合物具有更高的强度和硬度。（×）
4．钢中含碳量越高，钢淬火后硬度越高。（×）
5．钢中含碳量越低，马氏体转变点Ｍs，Ｍf越高。（√）
6．同一钢材在相同加热条件下，水淬比油淬的淬硬深度深。（√）
7．淬火钢回火后的性能与回火后冷却速度关系不大。（√）
8．淬透性越低的钢，在正常淬火后获得的硬度越低。（×）
9．中碳钢为了细化晶粒常采用球化退火。（×）
10．硫在钢中是有害元素,它能使钢的冷脆性提高。（×）
11．高碳钢的质量优于中碳钢，中碳钢的质量优于低碳钢。（×）
12．合金钢淬火时一般采用油淬。（√）
13．钢中主要元素是铁和碳，若其它元素较少时，则该钢就是非合金钢。（×）
14．铁素体可锻铸铁具有较好的塑性及韧性，因此它可以锻造。（×）
15．钢中合金元素含量越多，淬火后钢的硬度越高。（×）
四、简答题（20分）
1．钢的铸造性能随钢中碳的质量分数增加而降低，但铸铁中碳的质量分数远高于钢，为什么铸铁的铸造性能比钢好？（4分）
铸铁的液固相线距离最小，且液相线温度最低，因而流动性好，分散缩孔少，偏析小。
2．在平衡条件下，简述钢的强度、硬度、塑性、韧性与含碳量的关系？（4分）
一般情况下，钢的塑性和韧性随着含碳量的增加而降低。钢的硬度随着含碳量的增加而增加。在含碳量在0.9%以下时，钢的强度随着含碳量的增加而提高，但以后随着含碳量的增加而降低，这主要是二次网状渗碳体的存在而使强度下降。
3．将T10、T12的碳钢同时加热到900℃保温后进行淬火，问：（4分）
（1）淬火马氏体的含碳量及硬度是否相同？为什么？
含碳量与硬度不相同，因为900℃时，这两种钢都已完全奥氏体化，而T13钢的奥氏体含碳量高，其
硬度也高。
（2）此温度淬火是否合理，为什么？
不合理。过共析钢应使用的组织为马氏体+二次渗碳体，使用完全奥氏体化温度淬火，会得到粗大的马氏体，性能差，同时残余奥氏体量多，变形开裂倾向大。
4．淬火后的高速钢，为什么要进行三次高温回火？（4分）
因高速钢淬火后有大量的Ar，只有经三次高温回火才能彻底转变为回火马氏体，使其获得高性能。每次回火可消除前面二次淬火产生的应力。高温回火还可获得二次硬化，进一步提高硬度和耐磨性。
5．何谓钢的回火稳定性？回火稳定性与热硬性有何关系？（4分）
钢在回火过程中抵抗软化的能力。
回火稳定性愈高，热硬性愈高。
五、牌号题：写出下面牌号所表示的钢种。（15分）
Q215碳素结构钢Q390低合金高强钢05F优质碳素结构钢10优质碳素结构钢
40优质碳素结构钢60优质碳素结构钢60Mn优质碳素结构钢T10碳素工具钢
15MnV合金渗碳钢ZG09MnV合金铸钢40CrMn合金调质刚15Cr合金渗碳钢
50CrV A合金弹簧钢GCr15滚动轴承钢9Cr2合金工具钢Cr2合金工具钢
W6Mo5Cr4V2高速钢1Cr18Ni9Ti不锈耐蚀钢4Cr13不锈耐蚀钢ZGMn13高锰耐磨钢
HT250灰铸铁QT900-2球墨铸铁KTZ450-06可锻铸铁L Y12硬铝合金
LC4超硬铝合金ZAlSi12铸造铝合金YT5硬质合金H62加工黄铜
QSi3-1加工青铜ZCuAl10Fe3铸造青铜
六、综合题（15分）
1．现有20CrMnTi钢和40CrNiMo钢齿轮各一个，要求齿面具有高的硬度和耐磨性，问：
（1）写出各自加工工艺路线？（9分）
20CrMnTi：下料-锻造-正火-粗加工-渗碳-淬火+低温回火-精加工（各0.5分）
40CrNiMo：下料-锻造-正火-粗加工-调质-半精加工-表面淬火+低温回火-精加工（各0.5分）
（2）分别写出它们最终热处理后的组织并比较两种钢之间的性能差异？（6分）
20CrMnTi钢组织：表面是高碳回火Ｍ体，心部是低碳回火Ｍ体。
40CrNiMo钢组织：表面是中碳回火Ｍ体，心部是回火索氏体。
20CrMnTi钢的表面耐磨性比40Cr钢高，40CrNiMo钢心部综合性能比20Cr钢好。
工程材料与热处理复习题及答案
一·选择题
1.金属的化学性能主要指耐腐蚀性和抗氧化性。
2.材料的物理性能除了密度外，还包括熔点，导热性，导电性，磁性和热膨胀性。
3.工艺性能是指金属材料对不同加工工艺方法的适应能力，它包括切削加工性能，热加工性能和热处理工艺性能。
4.常见的金属晶体结构有体心立方晶格，面心立方晶格，密排六方晶格。
5.金属结晶时冷却速度越快，则过冷度约大，结晶后晶粒越小，
6.钢的热处理是将刚在固态下采用适当的方法进行加热，保温和冷却，已获得所需要的组织结构与性能的工艺。
7.根据回火加热温度不同，可将其分为低温回火，中温回火和高温回火三种。
8.调质是指淬火后高温回火的复合热处理工艺。
9.钢的化学热处理的过程包括分解，吸收，扩散三个过程。
10.08F钢属于低碳钢，其含碳量0.2% ；40钢属于中碳钢，其含碳量0.45%；T8钢属于碳素工具钢，其含碳量0.8% 。
11.根据石墨的形态不同，灰口铸铁可分为灰铸铁，球墨铸铁，可锻铸铁和蠕墨铸铁。
12.影响石墨化过程的主要因素有化学成分和冷却速度。
13.常用的高分子材料有塑料，橡胶，胶黏剂和纤维素。二．选择题
1.下列力学性能指标的判据中不能用拉伸试验测得的是（B ）。
A.δs
B.HBS
C.σDψ
2.下列退火中不适用于过共析钢的是（ A ）。
A.完全退火
B.球化退火
C.去应力退火
3.钢淬火的主要目的是为了获得（ C ）。
A.球状体组织
B.贝氏体组织
C.马氏体组织
4.为了提高钢的综合机械性能，应进行（B）。
A. 正火
B.调质
C.退火
D.淬火+中温回火
5.v5F牌号（C ）属于优质碳素结构钢。
A.ZG450
B.T12
C.35
D.Gr12
6选择制造下列零件的材料，冷冲压条件（A）；齿轮（C）；小弹簧（B）。
A.08F
B.70
C.45
7.汽车板弹簧选用（B ）。
A.45
B.60si2Mn
C.2Cr13
D.16Mn
8.汽车拖拉机的齿轮要求表面耐磨性，中心有良好的韧性，应选用（C ）
A.20钢渗碳淬火后低温回火
B.40Cr淬火后高温回火
C.20CrMnTi渗碳淬火后低温回火
9.常见的齿轮材料20CrMnTi的最终热处理工艺应该是（D ）。
A.调质
B.淬火+低温回火
C.渗碳
D.渗碳后淬火+低温回火
10.某一重载齿轮决定用45钢制造，其最终热处理采用下列哪种方案为宜（C ）。
A.淬火+低温回火
B.渗碳后淬火+低温回火
C.调质后表面淬火
D.正火
11.钢的红硬性是只刚在高温下保持（B ）的能力。
A.高强度
B.高强度和高耐磨性
C.高抗氧化性
12.我国古代遗留下来的文物如铜镜，钢钟等物件是人类最早应用合金（B ）。
A.黄钢
B.锡青铜
C.铝青铜
三．判断题
1.塑性变形是指外力去除后可以部分恢复的变形（×）
2.材料的力学性能指标越高越有利于切削加工（×）
3.σs是衡量材料被拉断前所能承受的最大内应力的大小指标（×）
4.凡是原子具有规则排列的物质都叫晶体（√）
5.金属再结晶时过冷度越大，结晶后的晶粒越粗（×）
6.碳溶解在γ-Fe中形成的间隙固溶液称为铁素体（×）
7.下贝氏体由于力学性能比较差，所以一般不再生产中使用（×）
8.钢的最高淬火硬度主要取决于钢中奥氏体的含碳量（×）
9.硬度越高的材料淬透性越好（×)
10.影响钢的淬透性的主要因素是钢中碳的含量（×）
11.T10刚的含碳量为10% （×）
12.锉20钢比锉T10钢费力（×）
13.滚动轴承钢GCr15的含鉻量为15% （×）
14.高速钢需要反复锻造是因为硬度高不易成型（×）
15.Cr13不锈钢中得平均含铬量为13% （×）
16.可锻铸铁就是指可以锻造的铸铁（×）四．名词解释
1.结晶：
2过冷现象：
3.合金：
4.相图：
5.铁素体：
6.奥氏体：
7.珠光体：
解答题
1.金属采量的性能包括那几个方面？
2.结晶是可以采用那些方法控制晶粒大小？
3.淬透性与淬硬性有什么区别和联系？
4.表面淬火的目的是什么？常用的表面淬火方法有哪几种？
5.化学热处理包括那几个过程？常用的化学热处理方法有哪几种？
6.回火有何作用？回火的方式有哪几种？各使用在什么时候？
7.简述通过什么途径使金属材料满足“外硬内韧”的工艺要求？
机械工程材料及热加工工艺试题及答案
一、名词解释： １、固溶强化：固溶体溶入溶质后强度、硬度提高，塑性韧性下降现象。 ２、加工硬化：金属塑性变形后，强度硬度提高的现象。 ２、合金强化：在钢液中有选择地加入合金元素，提高材料强度和硬度 ４、热处理：钢在固态下通过加热、保温、冷却改变钢的组织结构从而获得所需性能的一种工艺。５、细晶强化：晶粒尺寸通过细化处理，使得金属强度提高的方法。 二、选择适宜材料并说明常用的热处理方法 三、（20分）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、主轴应用的材料：45钢 2、正火的目的和大致热处理工艺细化晶粒，消除应力；加热到Ac3＋50℃保温一段时间空冷 3、调质目的和大致热处理工艺强度硬度塑性韧性达到良好配合淬火＋高温回火 4、表面淬火目的提高轴颈表面硬度 5．低温回火目的和轴颈表面和心部组织。去除表面淬火热应力，表面M＋A’心部S回 四、选择填空（20分） １．合金元素对奥氏体晶粒长大的影响是（d） （a）均强烈阻止奥氏体晶粒长大（b）均强烈促进奥氏体晶粒长大 （c）无影响（d）上述说法都不全面 ２．适合制造渗碳零件的钢有（c）。 （a）16Mn、15、20Cr、1Cr13、12Cr2Ni4A （b）45、40Cr、65Mn、T12 （c）15、20Cr、18Cr2Ni4WA、20CrMnTi ３．要制造直径16mm的螺栓，要求整个截面上具有良好的综合机械性能，应选用（c ）（a）45钢经正火处理（b）60Si2Mn经淬火和中温回火（c）40Cr钢经调质处理 4．制造手用锯条应当选用（a ） （a）T12钢经淬火和低温回火（b）Cr12Mo钢经淬火和低温回火（c）65钢淬火后中温回火 5．高速钢的红硬性取决于（b ） （a）马氏体的多少（b）淬火加热时溶入奥氏体中的合金元素的量（c）钢中的碳含量6．汽车、拖拉机的齿轮要求表面高耐磨性，中心有良好的强韧性，应选用（c ）（a）60钢渗碳淬火后低温回火（b）40Cr淬火后高温回火（c）20CrMnTi渗碳淬火后低温回火 7．65、65Mn、50CrV等属于哪类钢，其热处理特点是（c ） （a）工具钢，淬火+低温回火（b）轴承钢，渗碳+淬火+低温回火（c）弹簧钢，淬火+中温回火 8. 二次硬化属于（d） （a）固溶强化（b）细晶强化（c）位错强化（d）第二相强化 9. 1Cr18Ni9Ti奥氏体型不锈钢，进行固溶处理的目的是（b） （a）获得单一的马氏体组织，提高硬度和耐磨性
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工程材料及热处理 一、名词解释（20分）8个名词解释 1.过冷度：金属实际结晶温度T和理论结晶温度、Tm之差称为过冷度△T，△T=Tm-T。 2.固溶体：溶质原子溶入金属溶剂中形成的合金相称为固溶体。 3.固溶强化：固溶体的强度、硬度随溶质原子浓度升高而明显增加，而塑、韧性稍有下降，这种现象称为固溶强化。 4.匀晶转变：从液相中结晶出单相的固溶体的结晶过程称匀晶转变。 5.共晶转变：从一个液相中同时结晶出两种不同的固相 6.包晶转变：由一种液相和固相相互作用生成另一种固相的转变过程，称为包晶转变。 7.高温铁素体：碳溶于δ-Fe的间隙固溶体，体心立方晶格，用符号δ表示。 铁素体：碳溶于α－Fe的间隙固溶体，体心立方晶格，用符号α或F表示。 奥氏体：碳溶于γ-Fe的间隙固溶体，面心立方晶格，用符号γ或 F表示。 8.热脆（红脆）：含有硫化物共晶的钢材进行热压力加工，分布在晶界处的共晶体处于熔融状态，一经轧制或锻打，钢材就会沿晶界开裂。这种现象称为钢的热脆。 冷脆：较高的含磷量，使钢显著提高强度、硬度的同时，剧烈地降低钢的塑、韧性并且还提高了钢的脆性转化温度，使得低温工作的零
件冲击韧性很低，脆性很大，这种现象称为冷脆。 氢脆：氢在钢中含量尽管很少，但溶解于固态钢中时，剧烈地降低钢的塑韧性增大钢的脆性，这种现象称为氢脆。 9.再结晶：将变形金属继续加热到足够高的温度，就会在金属中发生新晶粒的形核和长大，最终无应变的新等轴晶粒全部取代了旧的变形晶粒，这个过程就称为再结晶。 10.马氏体：马氏体转变是指钢从奥氏体状态快速冷却，来不及发生扩散分解而产生的无扩散型的相变，转变产物称为马氏体。 含碳量低于0.2%，板条状马氏体；含碳量高于1.0%，针片状马氏体；含碳量介于0.2%-1.0%之间，马氏体为板条状和针片状的混合组织。 11.退火：钢加热到适当的温度，经过一定时间保温后缓慢冷却，以达到改善组织提高加工性能的一种热处理工艺。 12.正火：将钢加热到3c A或ccm A以上30-50℃，保温一定时间，然后在空气中冷却以获得珠光体类组织的一种热处理工艺。 13.淬火：将钢加热到3c A或1c A以上的一定温度，保温后快速冷却，以获得马氏体组织的一种热处理工艺。 14.回火：将淬火钢加热到临界点1c A以下的某一温度，保温后以适当方式冷却到室温的一种热处理工艺。（低温回火-回火马氏体；中温回火-回火托氏体；高温回火-回火索氏体） 15.回火脆性：淬火钢回火时，其冲击韧性并非随着回火温度的升高而单调地提高，在250-400℃和450-650℃两个温度区间内出现明显下降，这种脆化现象称为钢的回火脆性。
工程材料与热处理作业题参考答案
1.置换固溶体中，被置换的溶剂原子哪里去了？ 答：溶质把溶剂原子置换后，溶剂原子重新加入晶体排列中，处于晶格的格点位置。 2.间隙固溶体和间隙化合物在晶体结构与性能上的区别何在？举例说明之。 答：间隙固溶体是溶质原子进入溶剂晶格的间隙中而形成的固溶体，间隙固溶体的晶体结构与溶剂组元的结构相同，形成间隙固溶体可以提高金属的强度和硬度，起到固溶强化的作用。如：铁素体F是碳在α-Fe中的间隙固溶体，晶体结构与α-Fe相同，为体心立方，碳的溶入使铁素体F强度高于纯铁。 间隙化合物的晶体结构与组元的结构不同，间隙化合物是由H、B、C、N等原子半径较小的非金属元素（以X表示）与过渡族金属元素（以M表示）结合， 且半径比r X /r M ＞0.59时形成的晶体结构很复杂的化合物，如Fe3C间隙化合物 硬而脆，塑性差。 3.现有A、B两元素组成如图所示的二元匀晶相图，试分析以下几种说法是否正 确？为什么？ （1）形成二元匀晶相图的A与B两个相元的晶格类型可以不同，但是原子大小一定相等。 （2）K合金结晶过程中，由于固相成分随固相线变化，故已结晶出来的固溶体中含B量总是高于原液相中含B量. （3）固溶体合金按匀晶相图进行结晶时，由于不同温度下结晶出来的固溶体成分和剩余液相成分不相同，故在平衡态下固溶体的成分是不均匀的。 答：（1）错：Cu-Ni合金形成匀晶相图，但两者的原子大小相差不大。 （2）对：在同一温度下做温度线，分别与固相和液相线相交，过交点，做垂直线与成分线AB相交，可以看出与固相线交点处B含量高于另一点。
(3)错：虽然结晶出来成分不同，由于原子的扩散，平衡状态下固溶体的成分是均匀的。 4.共析部分的Mg-Cu相图如图所示： (1)填入各区域的组织组成物和相组成物。在各区域中是否会有纯Mg相存在？ 为什么？ 答: Mg-Mg2Cu系的相组成物如下图：（α为Cu在Mg中的固溶体） Mg-Mg2Cu系的组织组成物如下图：（α为Cu在Mg中的固溶体，） 在各区域中不会有纯Mg相存在，此时Mg以固溶体形式存在。 (2)求出20%Cu合金冷却到500℃、400℃时各相的成分和重量百分比。 答: 20%Cu合金冷却到500℃时,如右图所示: α相的成分为a wt%, 液相里含Cu 为b wt%,根据杠杆原理可知: Wα=O 1b/ab*100%, W L = O 1 a/ab*100% 同理: 冷却到400℃时，α相的成分为m wt%, Mg2Cu相里含Cu 为n wt%, Wα=O 2n/mn*100%, W mg2Cu = O 2 m/mn*100% (3)画出20%Cu合金自液相冷却到室温的曲线，并注明各阶段的相与相变过程。 答:各相变过程如下(如右图所示): xp: 液相冷却,至p点开始析出Mg的固熔体α相 py: Mg的固熔体α相从p点开始到y点结束 yy,: 剩余的液相y开始发生共晶反应,L?α+Mg 2 Cu y,q:随着T的降低, Cu在Mg的固熔体α相的固溶度降低. 5.试分析比较纯金属、固溶体、共晶体三者在结晶过程和显微组织上的异同之处。 答：相同的是,三者都是由原子无序的液态转变成原子有序排列的固态晶体。 不同的是， 纯金属和共晶体是恒温结晶，固溶体是变温结晶，纯金属和固溶体的结晶是由
合工大工程材料及热处理试卷答案
《机械工程材料》试卷（B 卷） 考试形式: 闭卷笔试，2小时学号： 命题教师：徐光青姓名： 适用专业：机械年级专业： 题号一二三四五六总分评卷人得分 一、名词解释（3分×10） 1. 空间点阵 2. 结晶潜热 3. 固溶强化 4. 固溶体 5. 包晶相图 6. 过冷奥氏体 7. 珠光体转变 8. 淬透性 9. 起始晶粒度 10. 淬火
二、填空（1分×20） 1. 金属晶体中常见的点缺陷有______、______和_____等 2. 液态金属结晶的宏观现象为______和_______，微观过程为_______和_______。 3. 固溶体按照溶质原子所处位置可分为_______和______两类。 4. 碳素钢按质量分为________、________和___________。 5. 滑移的本质是________________________ 6. 片状珠光体按照其片层间距可分为________、________和________。 7. 珠光体片间距越小，其强硬度_____，塑韧性_____，随着含碳量的增加，珠光体的强硬度______，塑韧性_______。 三、请从金属学的角度解释为什么要“趁热打铁”？（10分）
四、根据Fe-Fe3C平衡相图，分析含碳％的碳钢的平衡结晶过程，并写出其室温组织（共10分） 1 2 3 4
五、请指出下述牌号钢的具体种类，并写出其主要成分（15分）T12 40CrMnTi 60Si2Mn GCr15 00Cr18Ni9Ti 六、一根Φ10的含碳量为%的圆钢棒，初始状态为退火态。然后从一端加热，依靠热传导使圆棒上各点达到如图所示的温度。试问（15分）： 1. 初始状态的组织是什么，加热后各点所在部位的组织是什么？ 2. 整个圆棒自图示各温度缓慢冷却到室温后，各点部位的组织是什么？ 3. 整个圆棒自图示各温度水淬快冷到室温后，各点部位的组织是什么？ A B C 初始态 1 2 3 《机械工程材料》标准答案（B 卷）
工程材料与热处理 第2章作业题参考答案
工程材料与热处理第2章作业题参考答案1( 常见的金属晶格类型有哪些?试绘图说明其特征。 体心立方: 单位晶胞原子数为2 配位数为8 3a原子半径= (设晶格常数为a) 4 致密度0.68
单位晶胞原子数为4 配位数为12 2a原子半径= (设晶格常数为a)致密度0.74 4
密排六方: 晶体致密度为0.74，晶胞内含有原子数目为6。配位数为12，原子半径为 1/2a。 2实际金属中有哪些晶体缺陷?晶体缺陷对金属的性能有何影响? 点缺陷、线缺陷、面缺陷 一般晶体缺陷密度增大，强度和硬度提高。 3什么叫过冷现象、过冷度?过冷度与冷却速度有何关系,它对结晶后的晶粒大小有何影响, 金属实际结晶温度低于理论结晶温度的现象称为过冷现象。理论结晶温度与实际结晶温度之差称为过冷度。金属结晶时的过冷度与冷却速度有关，冷却速度愈大，过冷度愈大，金属的实际结晶温度就愈低。结晶后的晶粒大小愈小。
4金属的晶粒大小对力学性能有何影响?控制金属晶粒大小的方法有哪些? 一般情况下，晶粒愈细小，金属的强度和硬度愈高，塑性和韧性也愈好。 控制金属晶粒大小的方法有:增大过冷度、进行变质处理、采用振动、搅拌处理。 5(如果其他条件相同，试比较下列铸造条件下铸件晶粒的大小: (1)金属型浇注与砂型浇注: (2)浇注温度高与浇注温度低; (3)铸成薄壁件与铸成厚壁件; (4)厚大铸件的表面部分与中心部分 (5)浇注时采用振动与不采用振动。 (6)浇注时加变质剂与不加变质剂。 (1) 金属型浇注的冷却速度快，晶粒细化，所以金属型浇注的晶粒小; (2) 浇注温度低的铸件晶粒较小; (3) 铸成薄壁件的晶粒较小; (4) 厚大铸件的表面部分晶粒较小; (5) 浇注时采用振动的晶粒较小。 (6) 浇注时加变质剂晶粒较小。。 6(金属铸锭通常由哪几个晶区组成?它们的组织和性能有何特点? (1) 表层细等轴晶粒区金属铸锭中的细等轴晶粒区，显微组织比较致密，室温下 力学性能最高; (2) 柱状晶粒区在铸锭的柱状晶区，平行分布的柱状晶粒间的接触面较为脆弱， 并常常聚集有易熔杂质和非金属夹杂物等，使金属铸锭在冷、热压力加工时容
机械工程材料与热处理A试卷
成都工业学院 2013－2014学年第一学期考试试卷 1、满分100分。要求卷面整洁、字迹工整、无错别字。 2、考试必须将姓名、班级、学号完整、准确、清楚地填写在试卷规定地方，否则视为废卷。 3、考试必须在签到单上签到，若出现遗漏，后果自负。 4、答案请全部填写在试卷上，否则不给分。 试题 一、填空题 (每空0.5分,共35分) 1. 在静载荷作用下，金属抵抗塑性变形或断裂的能力称为（强度）；其常用指标的名称及符号分别是（弹性极限）符号（）、（屈服强度）符号（）、（抗拉强度）符号（）。 2. 金属常见的晶体结构有（体心立方）、（面心立方）和（密排六方）等三种；其中，（面心立方）结构的金属塑性最好，（体心立方）结构的金属塑性次之，（密排六方）结构的金属塑性最差。合金的基本相结构分别是（固溶体）和（金属化合物）；工程用合金主要是以（固溶体）为基体，在基体中分布有（金属化合物）。 3. 金属结晶的过程是（形核）和（长大）的过程。金属结晶后的晶粒愈细小，其(硬度)愈高，且（塑性）和（韧性）也愈好。 4. 钢的热处理是指将钢在固态下经过（加热）、（保温）和（冷却），以获得所需（组织）和（性能）的工艺方法。通过适当的热处理，能显著提高钢的（力学性能），以满足零件的使用要求；能改善钢的（加工工艺），以提高生产率和加工质量；能消除钢在加工过程中产生的（内应力），以稳定零件的形状和尺寸。按其原理不同分为(一般)热处理、(表面)处理和（其他）处理等三大类。 5. 淬火是指将钢加热至（奥氏体）状态，然后以大于(临界冷却速度)的冷却速度快冷至室温以获得高硬度(马氏体)组织的热处理工艺。回火是指将淬火钢在（A1）温度以下重新加热、保温和冷却的热处理工艺。根据回火温度范围不同，回火分为（低温）回火、（中温）回火和（高温）回火等三种；其中，淬火和（高温）回火的复合热处理称为调质。 6. 根据形态不同，马氏体分为（板条状）和（针状）两种；其中，（针状）硬度高而塑性差。
工程材料及热处理复习资料
一．名词解释题 间隙固溶体：溶质原子分布于溶剂的晶格间隙中所形成的固溶体。 再结晶：金属发生重新形核和长大而不改变其晶格类型的结晶过程。 淬透性：钢淬火时获得马氏体的能力。 枝晶偏析：金属结晶后晶粒内部的成分不均匀现象。 时效强化：固溶处理后铝合金的强度和硬度随时间变化而发生显著提高的现象。 同素异构性：同一金属在不同温度下具有不同晶格类型的现象。临界冷却速度：钢淬火时获得完全马氏体的最低冷却速度。 热硬性：指金属材料在高温下保持高硬度的能力。 二次硬化：淬火钢在回火时硬度提高的现象。 共晶转变：指具有一定成分的液态合金,在一定温度下,同时结晶出两种不同的固相的转变。 比重偏析：因初晶相与剩余液相比重不同而造成的成分偏析。 置换固溶体：溶质原子溶入溶质晶格并占据溶质晶格位置所形成的固溶体。 变质处理：在金属浇注前添加变质剂来改变晶粒的形状或大小的处理方法。 晶体的各向异性：晶体在不同方向具有不同性能的现象。 固溶强化：因溶质原子溶入而使固溶体的强度和硬度升高的现象。 形变强化：随着塑性变形程度的增加，金属的强度、硬度提高，而塑性、韧性下降的现象。 残余奥氏体：指淬火后尚未转变，被迫保留下来的奥氏体。 调质处理：指淬火及高温回火的热处理工艺。 淬硬性：钢淬火时的硬化能力。 过冷奥氏体：将钢奥氏体化后冷却至A1温度之下尚未分解的奥氏体。 本质晶粒度：指奥氏体晶粒的长大倾向。 C曲线：过冷奥氏体的等温冷却转变曲线。 CCT曲线：过冷奥氏体的连续冷却转变曲线。 马氏体：含碳过饱和的α固溶体。 热塑性塑料：加热时软化融融，冷却又变硬，并可反复进行的塑料。 热固性塑料：首次加热时软化并发生交连反应形成网状结构，再加热时不软化的塑料。 回火稳定性：钢在回火时抵抗硬度下降的能力。 可逆回火脆性：又称第二类回火脆性，发生的温度在400～650℃，当重新加热脆性消失后，应迅速冷却，不能在400～650℃区间长时间停留或缓冷，否则会再次发生催化现象。 过冷度：金属的理论结晶温度与实际结晶温度之差。 二．判断正误并加以改正 1、细化晶粒虽能提高金属的强度，但增大了金属的脆性。（╳）改正：细化晶粒不但能提高金属的强度，也降低了金属的脆性。 2、结构钢的淬透性，随钢中碳含量的增大而增大。（╳） 改正：结构钢的淬硬性，随钢中碳含量的增大而增大。 3、普通低合金结构钢不能通过热化处理进行强化。（√） 4、置换固溶体必是无限固溶体。（╳） 改正：置换固溶体有可能是无限固溶体。 5、单晶体必有各向异性。（√） 6、普通钢和优质钢是按其强度等级来区分的。（╳） 改正：普通钢和优质钢是按钢中有害杂质硫、磷的含量来划分的。 7、过热钢经再结晶退火后能显著细化晶粒。（╳） 改正：过热钢经正火后能显著细化晶粒。 8、奥氏体耐热钢也就是奥氏体不锈钢。（╳） 改正：奥氏体耐热钢不是奥氏体不锈钢。 9、马氏体的晶体结构和铁素体的相同。（√） 10、面心立方金属的塑性比体心立方金属的好。（√） 11、铁素体是置换固溶体。（╳） 改正：铁素体是碳溶于α-Fe中形成的间隙固溶体体。 12、晶界是金属晶体的常见缺陷。（√） 13、渗碳体是钢中常见的固溶体相。（╳） 改正：渗碳体是钢中常见的金属化合物相。 14、金属的塑性变形主要通过位错的滑移进行。（√） 15、金属在进行热加工时，不会产生加工硬化现象。（√） 16、比重偏析不能通过热处理来消除。 17、上贝氏体的韧性比下贝氏体好。（╳） 改正：上贝氏体的韧性比下贝氏体差。 18、对过共析钢工件进行完全退火可消除渗碳体网。（╳） 改正：对过共析钢工件进行正火可消除渗碳体网。 19、对低碳低合金钢进行正火处理可提高其硬度。（√） 20、淬火获得马氏体的必要条件之一是其淬火冷却速度必须小于Vk。（╳） 改正：淬火获得马氏体的必要条件之一是其淬火冷却速度必须大于Vk。 21、氮化件的变形远比渗碳件的小。（√） 22、工件渗碳后直接淬火其开裂倾向比一次淬火的要小。（√） 23、高锰钢在各种条件下均能表现出良好的耐磨性。（╳） 改正：高锰钢只有在受到强烈的冲击和压力的条件下才能表现出良好的耐磨性。 24、无限固溶体必是置换固溶体。（√） 25、金属的晶粒越细小，其强度越高，但韧性变差。（╳） 改正：一般地说，在室温下，金属的晶粒越细小，其强度和韧性越高。 26、所谓临界冷却速度就是指钢能获得完全马氏体组织的最小冷却速度。（√） 27、钢进行分级淬火的目的是为了得到下贝氏体组织。（╳）改正：钢进行分级淬火的目的是为了减小淬火应力，防止工件变形和开裂。 28、对奥氏体不锈钢进行固溶处理的目的是为了提高其强度。
工程材料试卷及答案
机械工程材料A卷评分标准 一、名词解释：（１０分） １、固溶强化：固溶体溶入溶质后强度、硬度提高，塑性韧性下降现象。（2分） ２、加工硬化：金属塑性变形后，强度硬度提高的现象。（2分） ２、合金强化：在钢液中有选择地加入合金元素，提高材料强度和硬度（2分） ４、热处理：钢在固态下通过加热、保温、冷却改变钢的组织结构从而获得所需性能的一种工艺。（2分） ５、细晶强化：通过细化晶粒处理，使得金属强度提高的方法。（2分） 二、选择适宜材料并说明常用的热处理方法（30分）（每空1分） 三、（20分）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、主轴应 用的材料：45钢（4 分） 2、正火的目的和大致热处理工艺细化晶粒，消除应力；加热到Ac3＋50℃保温一段时间空冷（4分）
3、调质目的和大致热处理工艺强度硬度塑性韧性达到良好配合淬火＋高温回火（4分） 4、表面淬火目的提高轴颈表面硬度（4分） １．低温回火目的和轴颈表面和心部组织。去除表面淬火热应力，表面M＋A’心部S回。 （4分） 四、选择填空（20分）（每空2分） 1．合金元素对奥氏体晶粒长大的影响是（d ） （a）均强烈阻止奥氏体晶粒长大（b）均强烈促进奥氏体晶粒长大 （c）无影响（d）上述说法都不全面 2．适合制造渗碳零件的钢有（c）。 （a）16Mn、15、20Cr、1Cr13、12Cr2Ni4A （b）45、40Cr、65Mn、T12 （c）15、20Cr、18Cr2Ni4WA、20CrMnTi 3．要制造直径16mm的螺栓，要求整个截面上具有良好的综合机械性能，应选用（c ）（a）45钢经正火处理（b）60Si2Mn经淬火和中温回火（c）40Cr钢经调质处理 4．制造手用锯条应当选用（a ） （a）T12钢经淬火和低温回火（b）Cr12Mo钢经淬火和低温回火（c）65钢淬火后中温回火5．高速钢的红硬性取决于（b ） （a）马氏体的多少（b）淬火加热时溶入奥氏体中的合金元素的量（c）钢中的碳含量 6．汽车、拖拉机的齿轮要求表面高耐磨性，中心有良好的强韧性，应选用（c ） （a）60钢渗碳淬火后低温回火（b）40Cr淬火后高温回火（c）20CrMnTi渗碳淬火后低温回火7．65、65Mn、50CrV等属于哪类钢，其热处理特点是（c ） （a）工具钢，淬火+低温回火（b）轴承钢，渗碳+淬火+低温回火（c）弹簧钢，淬火+中温回火8. 二次硬化属于（d） （a）固溶强化（b）细晶强化（c）位错强化（d）第二相强化 9. 1Cr18Ni9Ti奥氏体型不锈钢，进行固溶处理的目的是（b） （a）获得单一的马氏体组织，提高硬度和耐磨性 （b）获得单一的奥氏体组织，提高抗腐蚀性，防止晶间腐蚀（c）降低硬度，便于切削加工 １０.推土机铲和坦克履带板受到严重的磨损及强烈冲击，应选择用（b ） （a）20Cr渗碳淬火后低温回火（b）ZGMn13—3经水韧处理（c）W18Cr4V淬火后低温回火 五、填空题(20分) （每空1分） 1、马氏体是碳在a-相中的过饱和固溶体，其形态主要有板条马氏体、片状马氏体。 其中，片状马氏体硬度高、塑性差 2、W18Cr4V钢的淬火加热温度为1270－1280℃，回火加热温度为560℃，回火次数3次。 3、材料选择的三原则一般原则，工艺性原则，经济性原则。 4、合金结构钢与碳素结构钢相比，其突出优点是强度高，淬透性好。 5. 共析钢过冷奥氏体等温转变曲线三个转变区的转变产物是P B M。 6. 共析钢淬火形成M+A'后，在低温、中温、高温回火后的产物分别为M回＋A’
工程材料及热处理期末A
班级（学生填写） ： 姓名： 学号： 命题： 审题： 审批： ----------------------------------------------- 密 ---------------------------- 封 --------------------------- 线 ------------------------------------------------------- （答题不能超出密封线）
班级（学生填写）： 姓名： 学号： ------------------------------------------------ 密 ---------------------------- 封 --------------------------- 线 ------------------------------------------------ （答题不能超出密封线） 9. 碳钢的塑性和强度都随着含碳量的增加而降低。 ( ) 10. 感应加热表面淬火一般只改变钢件表面层的组织，而不改变心部组织。( ) 三、选择题：(每题1分，共10分) 1. 钢中加入除Co 之外的其它合金元素一般均能使其C 曲线右移，从而（ ） A 、增大VK B 、增加淬透性 C 、减小其淬透性 D 、增大其淬硬性 2. 高碳钢淬火后回火时，随回火温度升高其（ ） A 、强度硬度下降，塑性韧性提高 B 、强度硬度提高，塑性韧性下降 C 、强度韧性提高，塑性韧性下降 D 、强度韧性下降，塑性硬度提高 3. 常见的齿轮材料20CrMnTi 的最终热处理工艺应该是（ ） A 、调质 B 、淬火+低温回火 C 、渗碳 D 、渗碳后淬火+低温回火 4. 某工件采用单相黄铜制造，其强化工艺应该是（ ） A 、时效强化 B 、固溶强化 C 、形变强化 D 、热处理强化 5. 下列钢经完全退火后，哪种钢可能会析出网状渗碳体（ ） A 、Q235 B 、45 C 、60Si2Mn D 、T12 6. 下列合金中，哪种合金被称为巴氏合金（ ） A 、铝基轴承合金 B 、铅基轴承合金 C 、铜基轴承合金 D 、锌基轴承合金 7. 下列钢经淬火后硬度最低的是（ ） A 、Q235 B 、40Cr C 、GCr15 D 、45钢 8. 高速钢淬火后进行多次回火的主要目的是（ ） A 、消除残余奥氏体，使碳化物入基体 B 、消除残余奥氏体，使碳化物先分析出 C 、使马氏体分解，提高其韧性 D 、消除应力，减少工件变形 9. 过共析钢因过热而析出网状渗碳体组织时，可用下列哪种工艺消除（ ） A 、完全退火 B 、等温退火 C 、球化退火 D 、正火 10. 钢的淬透性主要决定于其（ ）
工程材料及热处理模拟试题
九江学院《工程材料及热处理》期末模拟 池茶永 2011-01-01 一、填空题（20×1％=20％） 1、常见的金属晶格类型有体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格三种。 2、常见的表面热处理可分为表面淬火和表面化学热处理。 3、铸铁是含碳量在大于% 铁碳合金，单铸铁中的碳大部分不再以渗碳体的形式存在，而是以游离的石墨状态存在。 4、铸铁根据石墨形态不同可分为灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和蠕墨铸铁四大类。它们在石墨的形态分别为_片状、棉絮状、球状和蠕虫状。 5、常用的常规热处理方法有回火、正火和淬火、退火。 6、合金常见的相图有匀晶相图、共晶相图、包晶相图和具有稳定化合物的二元相图。 7、实际金属中存在有点缺陷、线缺陷和面缺陷三类晶体缺陷。 8、过冷度是指理论结晶温度与实际结晶温度之差；其表示符号△T 。 9、钢的热处理工艺由加热、保温、冷却三个阶段所组成。 10、零件失效的形式有：变形失效、断裂失效及表面损伤失效。 12、根据晶胞的几何形状或自身的对称性，可把晶体结构分为七大晶系、十四种空间点阵。 13、热滞是由于过热和过冷现象的影响，加热时相变温度偏向高温，冷却时相变温度偏向低温的现象。 14、细化铸态金属晶粒主要采用下面两种方法为：增大金属的过冷度、变质处理。 15、合金钢按用途可分合金结构钢、合金工具钢、和特殊性能钢。 二、选择题（10×2％=20％） 1、化学热处理与其他热处理的主要区别是（ C ） A 组织变化 B 加热温度 C 改变表面化学成分 D 添加剂不同 2、调质处理就是（ A ）的热处理。 A 淬火+高温火 B 淬火+中温回火 C 淬火+低温回火 D 淬火+低温退火 3、零件渗碳后，一般需经过（ A ）才能达到表面硬度高而且耐磨的目的。 A 淬火+低温回火 B 正火 C 调质 D 淬火+高温回火 4、过共析钢的正常淬火加热温度是( C )。 A．Acm以上(30—50℃) B．Ac3以上(30—50℃) C．Ac1以上(30—50℃) D．Ac1以下(30—50℃) 5、属于体心立方晶格的金属有。（ B ） A.α-Fe,铝 B.α-Fe,铬 C.γ-Fe,铝 6、淬火的目的是把奥氏体化的钢件淬成( A )。 A.马氏体 B.铁素体 C.莱氏体 D.渗碳体 7、刀具、量具淬火后，一般都要进行低温回火，使刀具、量具达到( B )。 A.低硬度而耐磨的目的 B.高硬度而耐磨的目的 C.中硬度而弹性高的目的 D.高硬度而弹性高的目的 8、C曲线右移使淬火临界冷却速度（ A ），淬透性（）。 A 减小、增大 B 减小、减小 C 增大、减小 D、增大、增大
工程材料与热处理 第7章作业题参考答案
1. 铸铁分为哪几类？其最基本的区别是什么？ 答：按照碳的存在形态不同铸铁分三类：白口铸铁，碳主要以渗碳体形式存在，该类铸铁硬、脆，很少直接用；灰口铸铁，碳主要以石墨形式存在，该类铸铁因石墨形状不同而性能不同，用途不同；麻口铸铁，碳一部分以渗碳体形式存在另一部分以石墨形式存在，该类铸铁也硬、脆，很少直接用。 2.影响石墨化的因素有哪些？是如何影响的？ 答：（1）铸铁的化学成分对石墨化的影响: 碳和硅是强烈促进石墨化的元素；锰是阻碍石墨化的元素。它能溶于铁素体和渗碳体中,其固碳的作用,从而阻碍石墨化；硫是有害元素,阻碍石墨化并使铸铁变脆；磷是一个促进石墨化不显著的元素。（2）冷却速度对石墨化过程的影响： 冷却速度越慢，越有利于石墨化。 3.在生产中，有些铸件表面棱角和凸缘处常常硬度很高，难以进行机械加工，试问其原因是什么？ 答：由于结晶时表面棱角和凸缘处冷却速度快不利于石墨化的进行，形成的组织中存在大量的莱氏体，性能硬而脆，切削加工比较困难。 4.在铸铁中，为什么含碳量与含硅量越高时，铸铁的抗拉强度和硬度越低？ 答：因为碳和硅是强烈促进石墨化的元素，铸铁中碳和硅含量越高，越容易石墨化。而石墨与基体相比，其强度和塑性都要小得多，石墨减小铸件的有效承载截面积，同时石墨尖端易使铸件在承载时产生应
力集中，形成脆性断裂。 5.在铸铁的石墨化过程中，如果第一阶段（包括液相中析出一次石墨和奥氏体中析出二次石墨）、第二阶段（共析石墨）完全石墨化、部分石墨化、未石墨化，问它们各获得哪种组织的铸铁？ 答： 6.什么是孕育铸铁？如何进行孕育处理？ 答：经孕育处理后的铸铁称为孕育铸铁。孕育处理是在浇注前往铁液中加入少量的孕育剂，改变铁液的结晶条件，从而获得细珠光体基体加上细小均匀分布的片状石墨的工艺过程。 7.为什么说球墨铸铁是“以铁代钢”的好材料？其生产工艺如何？答：球墨铸铁析出的石墨呈球状，对金属基体的割裂作用比片状石墨小，使铸铁的强度达到基体组织强度的70～90%，所以球墨铸铁的抗拉强度、塑性、韧性不仅高于其它铸铁，而且可与相应组织的铸钢相媲美，特别是球墨铸铁的屈强比几乎比钢高一倍，一般钢的屈强比为0.3-0.5，而球墨铸铁的屈强比达0.7-0.8。在一般机械设计中，材料的许用应力是按照屈服强度来确定的，因此，对于承受静载荷的零件，
工程材料与热处理第3章作业题参考答案
1.置换固溶体中，被置换的溶剂原子哪里去了 答：溶质把溶剂原子置换后，溶剂原子重新加入晶体排列中，处于晶格的格点位置。 2.间隙固溶体和间隙化合物在晶体结构与性能上的区别何在举例说明之。 答：间隙固溶体是溶质原子进入溶剂晶格的间隙中而形成的固溶体，间隙固溶体的晶体结构与溶剂组元的结构相同，形成间隙固溶体可以提高金属的强度和硬度，起到固溶强化的作用。如：铁素体F是碳在α-Fe中的间隙固溶体，晶体结构与α-Fe相同，为体心立方，碳的溶入使铁素体F强度高于纯铁。 间隙化合物的晶体结构与组元的结构不同，间隙化合物是由H、B、C、N等原子半径较小的非金属元素（以X表示）与过渡族金属元素（以M表示）结合，且半径比r X/r M＞时形成的晶体结构很复杂的化合物，如Fe3C间隙化合物硬而脆，塑性差。 3.现有A、B两元素组成如图所示的二元匀晶相图，试分析以下几种说法是否正确为什么 （1）形成二元匀晶相图的A与B两个相元的晶格类型可以不同，但是原子大小一定相等。 （2）K合金结晶过程中，由于固相成分随固相线变化，故已结晶出来的固溶体中含B 量总是高于原液相中含B量. （3）固溶体合金按匀晶相图进行结晶时，由于不同温度下结晶出来的固溶体成分和剩余液相成分不相同，故在平衡态下固溶体的成分是不均匀的。 答：（1）错：Cu-Ni合金形成匀晶相图，但两者的原子大小相差不大。 （2）对：在同一温度下做温度线，分别与固相和液相线相交，过交点，做垂直线与成分线AB相交，可以看出与固相线交点处B含量高于另一点。 (3)错：虽然结晶出来成分不同，由于原子的扩散，平衡状态下固溶体的成分是均匀的。 4.共析部分的Mg-Cu相图如图所示：
工程材料以与热处理复习资料全
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一．名词解释题 间隙固溶体：溶质原子分布于溶剂的晶格间隙中所形成的固溶体。 再结晶：金属发生重新形核和长大而不改变其晶格类型的结晶过程。 淬透性：钢淬火时获得马氏体的能力。 枝晶偏析：金属结晶后晶粒内部的成分不均匀现象。 时效强化：固溶处理后铝合金的强度和硬度随时间变化而发生显著提高的现象。 同素异构性：同一金属在不同温度下具有不同晶格类型的现象。 临界冷却速度：钢淬火时获得完全马氏体的最低冷却速度。 热硬性：指金属材料在高温下保持高硬度的能力。 二次硬化：淬火钢在回火时硬度提高的现象。 共晶转变：指具有一定成分的液态合金,在一定温度下,同时结晶出两种不同的固相的转变。 比重偏析：因初晶相与剩余液相比重不同而造成的成分偏析。置换固溶体：溶质原子溶入溶质晶格并占据溶质晶格位置所形成的固溶体。 变质处理：在金属浇注前添加变质剂来改变晶粒的形状或大小的处理方法。 晶体的各向异性：晶体在不同方向具有不同性能的现象。 固溶强化：因溶质原子溶入而使固溶体的强度和硬度升高的现象。 形变强化：随着塑性变形程度的增加，金属的强度、硬度提高，而塑性、韧性下降的现象。 残余奥氏体：指淬火后尚未转变，被迫保留下来的奥氏体。 调质处理：指淬火及高温回火的热处理工艺。 淬硬性：钢淬火时的硬化能力。 过冷奥氏体：将钢奥氏体化后冷却至A1温度之下尚未分解的奥氏体。 本质晶粒度：指奥氏体晶粒的长大倾向。 C曲线：过冷奥氏体的等温冷却转变曲线。 CCT曲线：过冷奥氏体的连续冷却转变曲线。 马氏体：含碳过饱和的α固溶体。 热塑性塑料：加热时软化融融，冷却又变硬，并可反复进行的塑料。 热固性塑料：首次加热时软化并发生交连反应形成网状结构，再加热时不软化的塑料。 回火稳定性：钢在回火时抵抗硬度下降的能力。 可逆回火脆性：又称第二类回火脆性，发生的温度在400～650℃，当重新加热脆性消失后，应迅速冷却，不能在400～650℃区间长时间停留或缓冷，否则会再次发生催化现象。 过冷度：金属的理论结晶温度与实际结晶温度之差。 二．判断正误并加以改正 1、细化晶粒虽能提高金属的强度，但增大了金属的脆性。（╳） 改正：细化晶粒不但能提高金属的强度，也降低了金属的脆性。 2、结构钢的淬透性，随钢中碳含量的增大而增大。（╳） 改正：结构钢的淬硬性，随钢中碳含量的增大而增大。 3、普通低合金结构钢不能通过热化处理进行强化。（√） 4、置换固溶体必是无限固溶体。（╳） 改正：置换固溶体有可能是无限固溶体。 5、单晶体必有各向异性。（√） 6、普通钢和优质钢是按其强度等级来区分的。（╳） 改正：普通钢和优质钢是按钢中有害杂质硫、磷的含量来划分的。 7、过热钢经再结晶退火后能显著细化晶粒。（╳） 改正：过热钢经正火后能显著细化晶粒。 8、奥氏体耐热钢也就是奥氏体不锈钢。（╳） 改正：奥氏体耐热钢不是奥氏体不锈钢。 9、马氏体的晶体结构和铁素体的相同。（√） 10、面心立方金属的塑性比体心立方金属的好。（√） 11、铁素体是置换固溶体。（╳） 改正：铁素体是碳溶于α-Fe中形成的间隙固溶体体。 12、晶界是金属晶体的常见缺陷。（√） 13、渗碳体是钢中常见的固溶体相。（╳） 改正：渗碳体是钢中常见的金属化合物相。 14、金属的塑性变形主要通过位错的滑移进行。（√） 15、金属在进行热加工时，不会产生加工硬化现象。（√） 16、比重偏析不能通过热处理来消除。 17、上贝氏体的韧性比下贝氏体好。（╳） 改正：上贝氏体的韧性比下贝氏体差。 18、对过共析钢工件进行完全退火可消除渗碳体网。（╳）改正：对过共析钢工件进行正火可消除渗碳体网。 19、对低碳低合金钢进行正火处理可提高其硬度。（√） 20、淬火获得马氏体的必要条件之一是其淬火冷却速度必须小于Vk。（╳） 改正：淬火获得马氏体的必要条件之一是其淬火冷却速度必须大于Vk。 21、氮化件的变形远比渗碳件的小。（√） 22、工件渗碳后直接淬火其开裂倾向比一次淬火的要小。（√） 23、高锰钢在各种条件下均能表现出良好的耐磨性。（╳）改正：高锰钢只有在受到强烈的冲击和压力的条件下才能表现出良好的耐磨性。 24、无限固溶体必是置换固溶体。（√） 25、金属的晶粒越细小，其强度越高，但韧性变差。（╳）改正：一般地说，在室温下，金属的晶粒越细小，其强度和韧性越高。 26、所谓临界冷却速度就是指钢能获得完全马氏体组织的最小冷却速度。（√） 27、钢进行分级淬火的目的是为了得到下贝氏体组织。（╳）改正：钢进行分级淬火的目的是为了减小淬火应力，防止工件变形和开裂。 28、对奥氏体不锈钢进行固溶处理的目的是为了提高其强度。
工程材料与热处理第2章作业题参考答案
1.常见的金属晶格类型有哪些？试绘图说明其特征。 i 4 I 体心立方: 单位晶胞原子数为2 配位数为8 <3 原子半径=—a （设晶格常数为a） 4 致密度0.68
面心立方： 单位晶胞原子数为4 配位数为12 原子半径=_2a（设晶格常数为 4 a）致密度0.74
密排六方： 晶体致密度为0.74，晶胞内含有原子数目为6。配位数为12,原子半径为1/2a。 2实际金属中有哪些晶体缺陷？晶体缺陷对金属的性能有何影响点缺陷、线缺陷、面缺陷 一般晶体缺陷密度增大，强度和硬度提高。 3什么叫过冷现象、过冷度？过冷度与冷却速度有何关系？它对结晶后的晶粒大小有何影响？ 金属实际结晶温度低于理论结晶温度的现象称为过冷现象。理论结晶温度与实际结晶温度之差称为过冷度。金属结晶时的过冷度与冷却速度有关，冷却速度愈大，过冷度愈大，金属的实际结晶温度就愈低。结晶后的晶粒大小愈小。 4金属的晶粒大小对力学性能有何影响？控制金属晶粒大小的方法有哪些 一般情况下，晶粒愈细小，金属的强度和硬度愈高，塑性和韧性也愈好。
控制金属晶粒大小的方法有：增大过冷度、进行变质处理、采用振动、搅拌处理。 5?如果其他条件相同，试比较下列铸造条件下铸件晶粒的大小： (1) 金属型浇注与砂型浇注： (2) 浇注温度高与浇注温度低； (3) 铸成薄壁件与铸成厚壁件； (4) 厚大铸件的表面部分与中心部分 (5) 浇注时采用振动与不采用振动。 (6) 浇注时加变质剂与不加变质剂。 (1) 金属型浇注的冷却速度快，晶粒细化，所以金属型浇注的晶粒小; (2) 浇注温度低的铸件晶粒较小； (3) 铸成薄壁件的晶粒较小； (4) 厚大铸件的表面部分晶粒较小； (5) 浇注时采用振动的晶粒较小。 (6) 浇注时加变质剂晶粒较小。。 6 ?金属铸锭通常由哪几个晶区组成 ？它们的组织和性能有何特点 ？ (1) 表层细等轴晶粒区 金属铸锭中的细等轴晶粒区，显微组织比较致密，室温下 力学性能最 高； (2) 柱状晶粒区 在铸锭的柱状晶区，平行分布的柱状晶粒间的接触面较为脆弱， 并常常聚集有易熔杂质和非金属夹杂物等，使金属铸锭在冷、热压力加工时容 易沿这些脆弱面产生开裂现象，降低力学性能。 (3) 中心粗等轴晶粒区 由于铸锭的中心粗等轴晶粒区在结晶时没有择优取向，不 存在脆弱的交界面，不同方向上的晶粒彼此交错，其力学性能比较均匀，虽然 其强度和硬度 低，但塑性和韧性良好。 7?为什么单晶体具有各向异性，而多晶体在一般情况下不显示各向异性 ？ 因为单晶体中的不同晶面和晶向上的原子密度不同， 导致了晶体在不同方向上的性能不 同的现象，因此其性能呈现各向异性的。 而多晶体是由许多位向不同的晶粒组成， 虽然每个晶粒具有各向异性， 但不同位向的各晶粒 的综合作用结果，使多晶体的各方向上性能一样，故显示出各向同性。 &试计算面心立方晶格的致密度。 4 3 4 一 r 3 3 a 9?什么是位错？位错密度的大小对金属强度有何影响 ？ 所谓位错是指晶体中某处有一列或若干列原子发生了有规律的错排现象。 随着位错密度的增加金属的强度会明显提高。 0.74 74% nv V
工程材料_试题及答案
工程材料试题及答案 一、判断题 1、合金渗碳钢经最终热处理后的组织全部是回火马氏体。（×） 2、热加工与冷加工的主要区别在于是否有加工强化现象产生。（×） 3、铸铁是含碳量小于2.11%的铁碳合金。（×） 4、二元共晶相图是指合金两组元在液态和固态均能无限互溶所构成的相图。（×） 5、感应加热表面淬火一般只改变钢件表面层的组织，而不改变心部组织。（√） 6、一个合金的室温组织为α+β11 +（α+β），则它由三相组成。（×） 7、将金属加热到再结晶温度以上时，金属将发生回复、再结晶及晶粒长大等变化。（√） 8、金属在塑性变形后产生的纤维组织能使金属具有各向异性。（√） 9、碳钢的塑性和强度都随着含碳量的增加而降低。（×） 10、金属的再结晶转变，也要经历形核与晶核长大的过程。（√） 二、选择适宜材料并说明常用的热处理方法（30分） 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、主轴应用的材料：45钢 2、正火的目的和大致热处理工艺细化晶粒，消除应力；加热到Ac3＋50℃保温一段
时间空冷 3、调质目的和大致热处理工艺强度硬度塑性韧性达到良好配合淬火＋高温回火 4、表面淬火目的提高轴颈表面硬度 5．低温回火目的和轴颈表面和心部组织。去除表面淬火热应力，表面M＋A’心部S 回 四、选择填空（20分） 1、合金元素对奥氏体晶粒长大的影响是（d） （a）均强烈阻止奥氏体晶粒长大（b）均强烈促进奥氏体晶粒长大 （c）无影响（d）上述说法都不全面 2、适合制造渗碳零件的钢有（c）。 （a）16Mn、15、20Cr、1Cr13、12Cr2Ni4A （b）45、40Cr、65Mn、T12 （c）15、20Cr、18Cr2Ni4WA、20CrMnTi 3、要制造直径16mm的螺栓，要求整个截面上具有良好的综合机械性能，应选用（c ） （a）45钢经正火处理（b）60Si2Mn经淬火和中温回火（c）40Cr钢经调质处理4、制造手用锯条应当选用（a ） （a）T12钢经淬火和低温回火（b）Cr12Mo钢经淬火和低温回火（c）65钢淬火后中温回火 5、高速钢的红硬性取决于（b ） （a）马氏体的多少（b）淬火加热时溶入奥氏体中的合金元素的量（c）钢中的碳含量6、汽车、拖拉机的齿轮要求表面高耐磨性，中心有良好的强韧性，应选用（c ） （a）60钢渗碳淬火后低温回火（b）40Cr淬火后高温回火（c）20CrMnTi渗碳淬火后低温回火 7、65、65Mn、50CrV等属于哪类钢，其热处理特点是（c ） （a）工具钢，淬火+低温回火（b）轴承钢，渗碳+淬火+低温回火（c）弹簧钢，淬火+中温回火 8、二次硬化属于（d） （a）固溶强化（b）细晶强化（c）位错强化（d）第二相强化 9、1Cr18Ni9Ti奥氏体型不锈钢，进行固溶处理的目的是（b） （a）获得单一的马氏体组织，提高硬度和耐磨性 （b）获得单一的奥氏体组织，提高抗腐蚀性，防止晶间腐蚀（c）降低硬度，便于切削加工 10、推土机铲和坦克履带板受到严重的磨损及强烈冲击，应选择用（b ） （a）20Cr渗碳淬火后低温回火（b）ZGMn13—3经水韧处理（c）W18Cr4V淬火后低温回火 11、位错是一种。（①） ①线缺陷②点缺陷③面缺陷 12、纯铁在850℃时为晶格。（①） ①体心立方②面心立方③密排六方 13、有些金属在固态下会发生晶体结构的变化，这种变化可以称为。(③) ①等温转变②变温转变③同素异构转变 14、共析钢过冷奥氏体在连续冷却时，有如下转变。(②) ①只有贝氏体和马氏体转变，而没有珠光体型转变 ②只有珠光体型和马氏体转变，而没有贝氏体转变 ③只有珠光体型和贝氏体转变，而没有马氏体转变