《金属热处理原理》复习题1
一、选择题（每空分，共分）
1.钢的低温回火的温度为（）。
A．400℃
B．350℃
C．300℃
D．250℃
2.可逆回火脆性的温度范围是（）。
A．150℃～200℃
B．250℃～400℃
C．400℃～550℃
D．550℃～650℃
3.不可逆回火脆性的温度范围是（）。
A．150℃～200℃
B．250℃～400℃
C．400℃～550℃
D．550℃～650℃
4.加热是钢进行热处理的第一步，其目的是使钢获得（）。
A．均匀的基体组织
B．均匀的A体组织
C．均匀的P体组织
D．均匀的M体组织
5.钢的高温回火的温度为（）。
A．500℃
B．450℃
C．400℃
D．350℃
6.钢的中温回火的温度为（）。
A．350℃
B．300℃
C．250℃
D．200℃
7.碳钢的淬火工艺是将其工件加热到一定温度，保温一段时间，然后采用的冷却方式是（）。
A．随炉冷却
B．在风中冷却
C．在空气中冷却
D．在水中冷却
8.正火是将工件加热到一定温度，保温一段时间，然后采用的冷却方式是（）。A．随炉冷却
B．在油中冷却
C．在空气中冷却
D．在水中冷却
9.完全退火主要用于（）。
A．亚共析钢
B．共析钢
C．过共析钢
D．所有钢种
10.共析钢在奥氏体的连续冷却转变产物中，不可能出现的组织是（）。
A．P
B．S
C．B
D．M
11.退火是将工件加热到一定温度，保温一段时间，然后采用的冷却方式是（）。A．随炉冷却
B．在油中冷却
C．在空气中冷却
D．在水中冷却
二、是非题
1. 完全退火是将工件加热到Acm以上30～50℃，保温一定的时间后，随炉缓慢冷却的一种热处理工艺。
2. 合金元素溶于奥氏体后，均能增加过冷奥氏体的稳定性。
3. 渗氮处理是将活性氮原子渗入工件表层，然后再进行淬火和低温回火的一种热处理方法。
4. 马氏体转变温度区的位置主要与钢的化学成分有关，而与冷却速度无关。
三、填空题
1. 共析钢中奥氏体的形成过程是：（），（），残余Fe3C溶解，奥氏体均匀化。
2. 氰化处理是将（），（）同时渗入工件表面的一种化学热处理方法。
3. 化学热处理的基本过程，均由以下三个阶段组成，即（），（），活性原子继续向工件内部扩散。
4. 马氏体是碳在（）中的（）组织。
5. 在钢的热处理中，奥氏体的形成过程是由（）和（）两个基本过程来完成的。
6. 钢的中温回火的温度范围在（），回火后的组织为（）。
7. 共析钢中奥氏体的形成过程是：奥氏体形核，奥氏体长大，（），（）。
8. 钢的低温回火的温度范围在（），回火后的组织为（）。
9. 在钢的回火时，随着回火温度的升高，淬火钢的组织转变可以归纳为以下四个阶段：马氏体的分解，残余奥氏体的转变，（），（）。
10. 钢的高温回火的温度范围在（），回火后的组织为（）。
11. 根据共析钢的C曲线，过冷奥氏体在A1线以下等温转变所获得的组织产物是（）和贝氏体型组织。
12. 常见钢的退火种类有：完全退火，（）和（）。
13. 根据共析钢的C曲线，过冷奥氏体在A1线以下转变的产物类型有（），（）和马氏体型组织。
14. 材料在一定的淬火剂中能被淬透的（）越大，表示（）越好。
15. 化学热处理的基本过程，均有以下三个阶段组成，即（），活性原子被工件表面吸收，（）。
四、改正题
1. 临界冷却速度是指过冷奥氏体向马氏体转变的最快的冷却速度。
2. 弹簧经淬火和中温回火后的组织是回火索氏体。
3. 低碳钢和某些低碳合金钢，经球化退火后能适当提高硬度，改善切削加工。
4. 完全退火主要应用于过共析钢。
5. 去应力退火是将工件加热到Ac3线以上，保温后缓慢地冷却下来地热处理工艺。
6. 减低硬度的球化退火主要适用于亚共析钢。
7. 在生产中，习惯把淬火和高温回火相结合的热处理方法称为预备热处理。
8. 除钴之外，其它合金元素溶于奥氏体后，均能增加过冷奥氏体的稳定性，使C 曲线左移。
9. 马氏体硬度主要取决于马氏体中的合金含量。
10.晶粒度是用来表示晶粒可承受最高温度的一种尺度。
11.钢的热处理后的最终性能，主要取决于该钢的化学成分。
12.钢的热处理是通过加热，保温和冷却，以改变钢的形状，尺寸，从而改善钢的性能的一种工艺方法。
13.热处理的加热，其目的是使钢件获得表层和心部温度均匀一致。
14.过共析钢完全退火后能消除网状渗碳体。
15.淬火钢随着回火温度的升高，钢的硬度值显著降低，这种现象称为回火脆性。
16.调质钢经淬火和高温回火后的组织是回火马氏体。
17.马氏体转变的Ms和Mf温度线，随奥氏体含碳量增加而上升。
五、简答题
1.指出下列工件正火的主要作用及正火后的组织。
（1）20CrMnTi制造传动齿轮
（2）T12钢制造铣刀
2.用45钢制造主轴，其加工工艺路线为：下料——锻造——退火——粗加工——调质处理
试问：
（1）调质处理的作用。
（2）调质处理加热温度范围。
3.热处理的目是什么？有哪些基本类型？
4.简述过冷奥氏体等温转变组织的名称及其性能。
5.氮化处理与渗碳处理相比有哪些特点。
6.什么叫退火？其主要目的是什么？
7.什么叫回火？淬火钢为什么要进行回火处理？
8.什么叫淬火？其主要目的是什么？
9.淬火钢采用低温或高温回火各获得什么组织？其主要应用在什么场合？
10.指出过共析钢淬火加热温度的范围，并说明其理由。
11.球化退火的目的是什么？主要应用在什么场合？
12.共析钢的奥氏体形成过程可归纳为几个阶段？
《金属热处理原理》复习题2
复习思考题一
1．从热力学出发，合金相可能存在哪几种状态？举例说明。
答：按照热力学第二定律，隔离体系中，过程自发的方向为自由能降低的方向。可以判断，体系处于自由能最低的状态为稳定状态。照此规律，合金相可以分下述三种状态：
1）稳定相：在体系中处于自由能最低的相。例如，在室温存在的铁素体，在910～1394℃存在的奥氏体等；
2）亚稳相：在体系中处于自由能较低且与最低自由能位的相由能垒相分隔的相。如在室温存在的渗碳体，马氏体等；3）不稳定相：在体系中处于自由能较低且与稳定相和亚稳相之间无能垒相分隔的相。如过冷奥氏体等。
2．综述奥氏体的主要性能。（200字以内）
答：奥氏体是碳溶于r-Fe中的间隙固溶体，碳的溶入，使点阵发生畸变，从而点阵常数增大；虽然，大多合金元素为置换型的，但由于二者的原子半径不等，从而亦引起点阵畸变，上述因素均使奥氏体得到强化。
在钢的各种组织中，A的比容最小，而线膨胀系数最大，且为顺磁性，根据这些性能不仅可以定量分析奥氏体量，测定相对开始点，而且可以用来控制热处理变形及制作功能元器件。
A的导热系数较小，仅比渗碳体大，为避免工件的变形，故不宜采用过大的加热速度。
由于奥氏体塑性好，σS较低，易于塑性变形，故工件的塑性变形常常加热到奥氏体单相区中进行。
3．画出Fe-Fe3C亚稳平衡图，说明加热时奥氏体形成机理。
答：加热时，奥氏体的形成，是在固态下实现的相变，它属于形核长大型，是受扩散控制的。
1）奥氏体的形核
（1）形核的成分、结构条件
由Fe—Fe3C 相图知，在A1温度
C% 0.0218 6.69 0.77
结构体心立方复杂斜方面心立方
可见，转变前的二相与转变产物不仅在成分上，而且在结构上都很大差异。所以，奥氏体的形核需同时满足成分、结构及能量上的要求。
（2）形核的自由能判据
珠光体转变为奥氏体时，体系总的自由能变化为
其中为Ａ与Ｐ的自由能差
为晶体缺陷处形核时引起的自由能降低
为弹性应变能
为产生新相后引入的界面能
由热力学知，在Ａ１温度，＝０，而、、均为正植，并
且仅仅依靠缺陷以及能量起伏提供的能量，并不能使，所以相变必须在
一定的过热度下，使得，才能得。由此可见，相变必须在高于A1的某一温度下才能发生，奥氏体才能开始形核。
（3）形核位置
鉴于相变对成分、结构以及能量的要求，奥氏体晶核将在F—Fe3C相界面上优先形成，这是由于：
①如所前所述，晶界形核，可以消除部分晶体缺陷而使体系的自由能降低，有利于相变对能量的要求。
②相界面两边的碳浓度差大，较易获得与新相奥氏体相适配的碳浓度，况且碳原子沿晶界扩散也较晶内为快，从而加速了奥氏体的形核。
③晶界处，原子排列较不规则，易于产生结构起伏，从而由bcc改组成fcc。一旦在相界面处形成奥氏体核心，则产生三相平衡，且晶核的生长随之开始。
２）奥氏体晶核的生长
由于P→A的转变是扩散型相变，且相变是在较高温度下进行的，二相的自由能差较小，故奥氏体的生长主要受控于C、Fe原子的扩散，根据Fick第一定律，扩散通量与浓度梯度成正比，且向着浓度降低的方向进行，所以我们只要分析相界面处与奥氏体晶核内部的浓度梯度，就可预测晶核长大的趋势。
由Fe-Fe3C相图知（相图略），P→A时，将产生两个相界面α＋γ、γ+Fe3C，而α＋Fe3C相界面消失，各界面处的浓度为：
（最大）
（最小）
（中等）
从而在γ相内产生碳浓度差（虽然在α相内亦存在浓度梯度，但比起γ相内的要小的多，故予以忽略），从而产生浓度梯度，引起碳的扩散；扩散
的结果，↘，↗，这就破坏了该温度下、相
界面处Ｃ原子的平衡，为了得到这种平衡，在相界面处，必须通过
溶入奥氏体，使↗，则奥氏体向推进了一段距离；与此
同时，在相界面处，必须通过，使↘，则奥氏体又向
推进一段距离，从而实现了奥氏体晶核的生长。由于相界面处的浓度
差远大于相界面处的浓度差，奥氏体向铁素体推进的速度远大于向
推进的速度，所以在奥氏体生长过程中，往往是铁素体优先消失，而有剩余。
３）残留Fe3C的溶解
由于残留Fe3C中的C通过扩散进入奥氏体，而A中的Fe则通过扩散，进入Fe3C 阵点，随之Fe3C中的C浓度降低，使得复杂斜方结构变得不稳定，逐渐改组为面心立方点阵，实现了残留奥氏体的溶解。
４）奥氏体成分的均匀化
综上所述，珠光体转变为奥氏体的过程是一个形核长大的过程，是受扩散控制的。由于相变对成分、结构、能量的要求，A首先在α/Fe3C相界面上形核，从而产生α/γ，γ/Fe3C二个相界面。奥氏体晶核借助于相界面上的浓度差而产生的浓度梯度，通过扩散生长。在A生长过程中，铁素体优先消失，残留渗碳体则借助于Fe、C原子的扩散进一步溶解，最后经过Fe、C原子在A内部的进一步扩散，而得到成分均匀的奥氏体。
4．综述奥氏体晶粒度的概念，说明如何加热可得到细晶奥氏体。
答：晶粒度-晶粒大小的尺度，共分8级，1～4级为粗晶粒；5～8级为细晶粒。超过8级的为超细晶粒。可分为下述三种：①起始晶粒度。奥氏体转变刚刚完成，其晶粒边界刚刚接触时的晶粒大小。一般地讲，这时的奥氏体由一批晶粒大小不一，晶粒易弯曲的晶粒组成。
②实际晶粒度：在某一加热条件下最终获得的奥氏体晶格大小。它基本决定了热处理后的晶粒大小及该加热条件下奥氏体的性能。
③本质晶粒度：在一定热条件下，奥氏体晶粒长大的倾向，它基本上由钢材冶炼时的脱氧方法所决定。
条件：930 ± 10℃，保温3～8小时，晶粒度为1～4级，本质细晶结构，而5～8级则为本质细晶粒钢。
5．设γ-Fe的点阵常数为3.64 ?，C的原子半径为0.77 ?，若平均2.5个γ-Fe晶胞中溶入一个C原子，则单胞的相对膨胀量为多大？
解：依题意，γ-Fe的点阵常数?，设γ-Fe的八面体间隙半径为
r8，则?，碳原子进入八面体间
隙后，八面体间隙胀大的体积为?3，故相对
膨胀量为
。
复习思考题二珠光体相变
1．试对珠光体片层间距随温度的降低而减小作出定性解释。
答：S与ΔT成反比，且，这一关系可定性解释如下：珠光体型相变为扩散型相变，是受碳、铁原子的扩散控制的。当珠光体的形成温度下下降时，ΔT增加，扩散变得较为困难，从而层片间距必然减小（以
缩短原子的扩散距离），所以S与ΔT成反比关系。在一定的过冷度下，若S过大，为了达到相变对成分的要求，原子所需扩散的距离就要增大，这使转变发生困难；若S过小，则由于相界面面积增大，而使表面能增大，这时ΔG V不变，σS增加，必然使相变驱动力过小，而使相变不易进行。
可见，S与ΔT必然存在一定的定量关系，但S与原奥氏体晶粒尺寸无关。2．解释珠光体相变属扩散型相变。
3．分析珠光体相变的领先相及珠光体的形成机理。
答：从热力学上讲，在奥氏体中优先形成α相或Fe3C相都是可能的，所以分析谁是领先相，必须从相变对成分、结构的要求着手，从成分上讲，由于钢的含碳
量较低，产生低碳区更为有利，即有利于铁素体为领先相；但从结构上讲，在较高温度，特别在高碳钢中，往往出现先共析Fe3C相，或存在未溶Fe3C微粒，故一般认为过共析钢的领先相为Fe3C，而共析钢的领先相并不排除铁素体的可能性。
珠光体形成时，在奥氏体中的形核，符合一般的相变规律。即母相奥氏体成分均匀时，往往优先在原奥氏体相界面上形核，而当母相成分不均匀时，则可能在晶粒内的亚晶界或缺陷处形核。
珠光体依靠碳原子的扩散，满足相变对成分的要求，而铁原子的自扩散，则完成点阵的改组。而其生长的过程则是一个“互相促发，依次形核，逐渐伸展”
的过程，若在奥氏体晶界上形成了一片渗碳体（领先相为片状，主要是由于片状的应变能较低，片状在形核过程中的相变阻力小），然后同时向纵横方向生长，由于横向生长，使周围碳原子在向渗碳体聚集的同时，产生贫碳区，当其C%下降到该温度下xα/k浓度时，铁素体即在Fe3C—γ相界面上形核并长成片状；随着F的横向生长，又促使渗碳体片的形核并生长；如此不断形核生长，从而形成铁素体、渗碳体相相同的片层。形成片状的原因，一般以为：片状可以大面积获得碳原子，同时片状扩散距离短，有利于扩散。
当形成γ-α，γ-cem相界面以后，在γ的相界面上产生浓度差xγ/α>xγ/k从而引起碳原子由α前沿向Fe3C前沿扩散，扩散的结果破坏了相界面γ，C浓度的平衡（在γ-α相界面上，浓度低于平衡浓度xγ/α而γ-Fe3C相界面上，浓度则高于xγ/k，为了恢复碳浓度的平衡，在γ-α相界面上形成α，γ-cem相界面上形成Fe3C，从而P实现纵向生长。
铁素体的横向生长，由于其两例渗碳体片的形成而终止，渗碳体的横向生长亦然，故P片的横向生长很快停止，而纵向生长继续，直到与另一方向长来的P 相遇为止。这就形成了层片状的珠咣体。随着温度的降低，碳原子的扩散能力下降，从而形成的铁素体、渗碳体片逐渐变薄缩短，片层间距缩短。由片状P→S→F。
4．分析珠光体相变的影响因素
复习思考题三马氏体相变
1．试述马氏体相变的主要特征，并作简要的分析说明。
2．分析马氏体的性能及其与马氏体结构的关系。
3．假设马氏体相变时原子半径不变，试计算45钢中发生马氏体相变时的体积变化。
4．试分析影响M S点的主要因素。
5．按形成方式分类，马氏体相变有哪几种类型，各有何特点？
6．何为奥氏体稳定化现象？热稳定化和力学稳定化受哪些因素的影响？在生产上，如何利用奥氏体稳定化规律改善产品的性能。试根据变形时的临界分切应力，分析位错型马氏体和孪晶型马氏体的成因及其惯习面的变化规律。
7．试计算45（含0.45%C）钢淬火时由组织转变引起的体积相对膨胀量。（已
知铁和碳的原子半径分别为1.25和0.77 ；铁和碳的原子量分别为55.847和12.011）
复习思考题四
1．试述贝氏体的形貌特征及其形成的条件。
2．试比较贝氏体、珠光体和马氏体相变的异同。
3．简述几种主要贝氏体的转变机理。
4．试分析影响贝氏体性能的因素
复习思考题五
1．试设计一种应用金相法测定某种钢的TTT曲线的试验。
2．大型钢件淬火时，为何会出现逆硬化现象？
3．如何应用TTT图估计钢的临界淬火速度？
复习思考题六
1．简述回火第一阶段发生的组织转变，电阻率在此阶段有何变化？
2．简述第三阶段所发生的组织转变，为什么淬回火马氏体的板条形态可以保持到较高温度？
3．简述合金元素对提高钢的回火抗力的作用。
4．综述钢的两次回火脆性对性能的影响，产生的机理，及其预防的措施。5．已知某铸钢中的Mn发生偏析，要求经热处理后，Mn的偏析幅度降低到原来的1/3，请制定其扩散退火工艺。（Mn在900℃和1100℃的扩散系数分别为
cm/s和cm/s，枝晶距离= 0.01 cm，且
《金属学与热处理》复习题 绪论 基本概念： 1.工艺性能:金属材料适应实际加工工艺的能力。（分类） 2.使用性能：金属材料在使用时抵抗外界作用的能力。（分类） 3.组织：用肉眼，或不同放大倍数的放大镜和显微镜所观察到的金属材料内部的情景。 宏观组织：用肉眼或用放大几十倍的放大镜所观察到的组织。 （金属内部的各种宏观缺陷） 显微组织：用100-2000倍的显微镜所观察到的组织。 （各个组成相的种类、形状、尺寸、相对数量和分布，是决定性能的主要因素）4：结构：晶体中原子的排列方式。 第一章 基本概念： 1.金属：具有正的电阻温度系数的物质，其电阻随温度升高而增加。 2.金属键；金属正离子和自由电子之间相互作用而形成的键。 3.晶体：原子（离子）按一定规律周期性地重复排列的物质。 4.晶体特性：(原子)规则排列；确定的熔点；各向异性；规则几何外形。 5.晶胞：组成晶格的最基本的几何单元。 6.配位数:晶格中任一原子周围与其最近邻且等距的原子数目。
7.晶面族：原子排列相同但空间位向不同的所有晶面称为晶面族。 8.晶向族：原子排列相同但空间位向不同的所有晶向称为晶向族。 9.多晶型性：当外部条件（如温度和压强）改变时，有些金属会由一种晶体结构向另一种晶体结构转变。又称为同素异构转变。 10.晶体缺陷：实际晶体中原子排列偏离理想结构的现象。 11.空位：晶格结点上的原子由于热振动脱离了结点位置，在原来的位置上形成的空结点。 12.位错：晶体中有一列或若干列原子发生了有规则的错排现象，使长度达几百至几万个原子间距、宽约几个原子间距范围内的原子离开其平衡位置，发生了有规律的错动。 13.柏氏矢量：在实际晶体中沿逆时针方向环绕位错线作一个闭合回路。在完整晶体中以同样的方向和步数作相同的回路，由回路的终点向起点引一矢量，该矢量即为这条位错线的柏氏矢量。 14.晶粒：晶体中存在的内部晶格位向完全一致，而相互之间位向不相同的小晶体。 15.各向异性：由于晶体中不同晶面和晶向上的原子密度不同，因而晶体在不同方向上的性能有所差异。 16.伪各向同性：由于多晶体中各个晶粒的位向不同，所以不表示出单晶体的各向异性。 17.小角度晶界：相邻晶粒位向差小于10o的晶界。 18.大角度晶界：相邻晶粒位向差小于10o的晶界。 基础知识： 1.三种典型金属结构的晶体学特点。（点阵常数，原子半径，晶胞内原子数，配位数，致密度，间隙种类及大小）
第十章钢的热处理工艺 10-1 何谓钢的退火？退火种类及用途如何？ 答： 钢的退火：退火是将钢加热至临界点AC1以上或以下温度，保温一定时间以后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。 退火种类：根据加热温度可以分为在临界温度AC1以上或以下的退火，前者包括完全退火、不完全退火、球化退火、均匀化退火，后者包括再结晶退火、去应力退火，根据冷却方式可以分为等温退火和连续冷却退火。 退火用途： 1、完全退火：完全退火是将钢加热至AC3以上20-30℃，保温足够长时间，使 组织完全奥氏体化后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。 其主要应用于亚共析钢，其目的是细化晶粒、消除应力和加工硬化、提高塑韧性、均匀钢的化学成分和组织、改善钢的切削加工性能，消除中碳结构钢中的魏氏组织、带状组织等缺陷。 2、不完全退火：不完全退火是将钢加热至AC1- AC3（亚共析钢）或AC1-ACcm （过共析钢）之间，保温一定时间以后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。对于亚共析钢，如果钢的原始组织分布合适，则可采用不完全退火代替完全退火达到消除应力、降低硬度的目的。对于过共析钢，不完全退火主要是为了获得球状珠光体组织，以消除应力、降低硬度，改善切削加工性能。 3、球化退火：球化退火是使钢中碳化物球化，获得粒状珠光体的热处理工艺。 主要用于共析钢、过共析钢和合金工具钢。其目的是降低硬度、改善切削加工性能，均匀组织、为淬火做组织准备。 4、均匀化退火：又称扩散退火，它是将钢锭、铸件或锻轧坯加热至略低于固相 线的温度下长时间保温，然后缓慢冷却至室温的热处理工艺。其目的是消除铸锭或铸件在凝固过程中产生的枝晶偏析及区域偏析，使成分和组织均匀化。 5、再结晶退火：将冷变形后的金属加热到再结晶温度以上保持适当时间，然后 缓慢冷却至室温的热处理工艺。其目的是使变形晶粒重新转变为均匀等轴晶粒，同时消除加工硬化和残留应力，使钢的组织和性能恢复到冷变形前的状态。 6、去应力退火：在冷变形金属加热到再结晶温度以下某一温度，保温一段时间 然后缓慢冷却至室温的热处理工艺。其主要目的是消除铸件、锻轧件、焊接件及机械加工工件中的残留应力（主要是第一类应力），以提高尺寸稳定性，减小工件变形和开裂的倾向。 10-2 何谓钢的正火？目的如何？有何应用？ 答： 钢的正火：正火是将钢加热到AC3或Accm以上适当温度，保温适当时间进行完全奥氏体化以后，以较快速度（空冷、风冷或喷雾）冷却，得到珠光体类组织的热处理工艺。正火过程的实质是完全奥氏体化加伪共析转变。 目的：细化晶粒、均匀成分和组织、消除应力、调整硬度、消除魏氏组织、带状组织、网状碳化物等缺陷，为最终热处理提供合适的组织状态。
《金属学与热处理》试题库 一、名词解释 1、铁素体、奥氏体、珠光体、马氏体、贝氏体、莱氏体 2、共晶转变、共析转变、包晶转变、包析转变 3、晶面族、晶向族 4、有限固溶体、无限固溶体 5、晶胞 6、二次渗碳体 7、回复、再结晶、二次再结晶 8、晶体结构、空间点阵 9、相、组织 10、伪共晶、离异共晶 11、临界变形度 12、淬透性、淬硬性 13、固溶体 14、均匀形核、非均匀形核 15、成分过冷 16、间隙固溶体 17、临界晶核 18、枝晶偏析 19、钢的退火，正火，淬火，回火 20、反应扩散 21、临界分切应力 22、调幅分解 23、二次硬化 24、上坡扩散 25、负温度梯度 26、正常价化合物 27、加聚反应 28、缩聚反应 四、简答 1、简述工程结构钢的强韧化方法。（20分）
2、简述Al-Cu二元合金的沉淀强化机制（20分） 3、为什么奥氏体不锈钢（18-8型不锈钢）在450℃～850℃保温时会产生晶间腐蚀？如何防止或减轻奥氏体不锈钢的晶间腐蚀？ 4、为什么大多数铸造合金的成分都选择在共晶合金附近？ 5、什么是交滑移?为什么只有螺位错可以发生交滑移而刃位错却不能？ 6、根据溶质原子在点阵中的位置，举例说明固溶体相可分为几类？固溶体在材料中有何意义？ 7、固溶体合金非平衡凝固时，有时会形成微观偏析，有时会形成宏观偏析，原因何在？ 8、应变硬化在生产中有何意义？作为一种强化方法，它有什么局限性？ 9、一种合金能够产生析出硬化的必要条件是什么？ 10、比较说明不平衡共晶和离异共晶的特点。 11、枝晶偏析是怎么产生的？如何消除？ 12、请简述影响扩散的主要因素有哪些。 13、请简述间隙固溶体、间隙相、间隙化合物的异同点？ 14、临界晶核的物理意义是什么？形成临界晶核的充分条件是什么？ 15、请简述二元合金结晶的基本条件有哪些。 16、为什么钢的渗碳温度一般要选择在γ-Fe相区中进行？若不在γ-Fe相区进行会有什么结果？ 17、一个楔形板坯经冷轧后得到相同厚度的板材，再结晶退火后发现板材两端的抗拉强度不同，请解释这个现象。 18、冷轧纯铜板，如果要求保持较高强度，应进行何种热处理？若需要继续冷轧变薄时，又应进行何种热处理？ 19、位错密度有哪几种表征方式？ 20、淬透性与淬硬性的差别。 21、铁碳相图为例说明什么是包晶反应、共晶反应、共析反应。 22、马氏体相变的基本特征？（12分） 23、加工硬化的原因？（6分） 24、柏氏矢量的意义？（6分） 25、如何解释低碳钢中有上下屈服点和屈服平台这种不连续的现象？（8分） 26、已知916℃时，γ-Fe的点阵常数0.365nm，（011）晶面间距是多少？（5分） 27、画示意图说明包晶反应种类，写出转变反应式？（4分） 28、影响成分过冷的因素是什么？（9分） 29、单滑移、多滑移和交滑移的意义是什么？（9分） 30、简要说明纯金属中晶粒细度和材料强度的关系，并解释原因。（6分）
模具材料及热处理试题库 一、判断 1、60钢以上的优质碳素结构钢属高碳钢，经适当的热处理后具有高的强度、韧性和弹性，主要用于制作弹性零件和耐磨零件。（×） 2、40Cr钢是最常用的合金调质钢。（√） 3、60Si2Mn钢的最终热处理方法是淬火后进行高温回火。（×） 4、高合金钢的完全退火的冷却速度是每小时100～150℃。（×） 5、等温淬火与普通淬火比较，可以获得相同情况下的高硬度和更好的韧度。（√） 6、一些形状复杂、截面不大、变形要求严的工件，用分级淬火比双液淬火能更有效的减少工件的变形开裂。（√） 7、渗碳时采用低碳合金钢，主要是为提高工件的表面淬火硬度。（×） 8、均匀化退火主要应用于消除大型铸钢、合金钢锭在铸造过程中所产生的化学成分不均及材料偏析，并使其均匀化。（√） 9、高合金钢及形状复杂的零件可以随炉升温，不用控制加热速度。（×） 10、铬钼钢是本质粗晶粒钢、其淬透性和回火稳定性高，高温强度也高。（×） 11、铬锰硅钢可以代替镍铬钢用于制造高速、高负荷、高强度的零件。（√） 12、铬轴承钢加热温度高，保温时间略长，主要使奥氏体中溶入足够的合金碳化物。（√）13、低合金渗碳钢二次重新加热淬火，对于本质细晶粒钢的零件，主要使心部、表层都达到高性能要求。（×） 14、铸铁的等温淬火将获得贝氏体和马氏体组织。（√） 15、高速钢是制造多种工具的主要材料，它除含碳量高外，还有大量的多种合金元素（W、Cr、Mo、V、Co），属高碳高合金钢。（×）16、钢在相同成分和组织条件下，细晶粒不仅强度高，更重要的是韧性好，因此严格控制奥氏体的晶粒大小，在热处理生产中是一个重要环节。（√）17、有些中碳钢，为了适应冷挤压成型，要求钢材具有较高的塑性和较低的硬度，也常进行球化退火。（√）18、低碳钢正火，为了提高硬度易于切削，提高正火温度，增大冷却速度，以获得较细的珠光体和比较分散的自由铁素体。（√）19、过共析钢正火加热时必须保证网状碳化物完全融入奥氏体中，为了抑制自由碳化物的析出，使其获得伪共析组织，必须采用较大的冷却速度冷却。（√）20、含碳量相同的碳钢与合金钢淬火后，硬度相差很小，但碳钢的强度显著高于合金钢。（×）21、中高碳钢的等温淬火效果很好，不仅减少了变形，而且还获得了高的综合力学性能。（√）22、淬火钢组织中，马氏体处于碳的过饱和状态，残余奥氏体处于过热状态，所以组织不稳定，需要回火处理。（×）23、低碳钢淬火时的比容变化较小，特别是淬透性较差，故要急冷淬火，因此常是以组织应力为主引起的变形。（×）24、工件淬火后不要在室温下放置，要立即进行回火，会显著提高马氏体的强度和塑性，防止开裂。（√）
第一章金属及合金的晶体结构 一、名词解释： 1．晶体：原子（分子、离子或原子集团）在三维空间做有规则的周期性重复排列的物质。2．非晶体：指原子呈不规则排列的固态物质。 3．晶格：一个能反映原子排列规律的空间格架。 4．晶胞：构成晶格的最基本单元。 5．单晶体：只有一个晶粒组成的晶体。 6．多晶体：由许多取向不同，形状和大小甚至成分不同的单晶体（晶粒）通过晶界结合在一起的聚合体。 7．晶界：晶粒和晶粒之间的界面。 8．合金：是以一种金属为基础，加入其他金属或非金属，经过熔合而获得的具有金属特性的材料。 9．组元：组成合金最基本的、独立的物质称为组元。 10．相：金属中具有同一化学成分、同一晶格形式并以界面分开的各个均匀组成部分称为相。 11．组织：用肉眼观察到或借助于放大镜、显微镜观察到的相的形态及分布的图象统称为组织。 12．固溶体：合金组元通过溶解形成成分和性能均匀的、结构上与组元之一相同的固相。 二、填空题： 1．晶体与非晶体的根本区别在于原子（分子、离子或原子集团）是否在三维空间做有规则的周期性重复排列。 2．常见金属的晶体结构有体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格三种。 3．实际金属的晶体缺陷有点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷。 4．根据溶质原子在溶剂晶格中占据的位置不同，固溶体可分为置换固溶体和间隙固溶体两种。 5．置换固溶体按照溶解度不同，又分为无限固溶体和有限固溶体。 6．合金相的种类繁多，根据相的晶体结构特点可将其分为固溶体和金属化合物两种。7．同非金属相比，金属的主要特征是良好的导电性、导热性，良好的塑性，不透明，有光泽，正的电阻温度系数。 8．金属晶体中最主要的面缺陷是晶界和亚晶界。
1、热处理的定义：根据钢件的热处理目的,把钢加热到预定的温度，在此温度下保持一定的时间，然后以预定的速度冷却下来的一种综合工艺。钢的热处理是通过加热、保温和冷却的方法，来改变钢内部组织结构，从而改善其性能的一种工艺。凡是材料体系（金属、无机材料）中有相变发生，总可以采用热处理的方法，来改变组织与性能。 2、Ac1、Ac 3、Accm的意义：对于一个具体钢成分来说，A1、A3、Acm是一个点，而且是无限缓慢加热或冷却时的平衡临界温度。加热时的实际临界温度加注脚字母“C”，用Ac1、Ac3、Accm表示；冷却时的实际临界温度加注脚字母“r”，用Ar1、Ar3、Arcm表示。 3、什么是奥氏体化？奥氏体化的四个过程？是什么类型的相恋？将钢加热到AC1点或AC3点以上，使体心立方的α-Fe铁结构转变为面心立方结构的γ-Fe，这个过程就是奥氏体化过程。从铁碳相图可知，任何成分碳钢加热到Ac1以上，珠光体就向奥氏体转变；加热到Ac3或Accm以上，将全部变为奥氏体。这种加热转变称奥氏体化。共析钢的奥氏体化过程包括以下四个过程：形核；长大；残余渗碳体溶解；奥氏体成分均匀化。加热时奥氏体化程度会直接影响冷却转变过程，以及转变产物的组成和性能。是扩散型相变。 4、碳钢与合金钢的奥氏体化有什么区别？为什么？在同一奥氏体化温度下，合金元素在奥氏体中扩散系数只有碳的扩散系数的千分之几到万分之几，可见合金钢的奥氏体均匀化时间远比碳钢长得多。在制定合金钢的热处理工艺规范时，应比碳钢的加热温度高些，保温时间长些，促使合金元素尽可能均匀化。 5奥氏体晶粒的三个概念（初始晶粒、实际晶粒和本质晶粒）？奥氏体的初始晶粒：指加热时奥氏体转变过程刚刚结束时的奥氏体晶粒，这时的晶粒大小就是初始晶粒度。奥氏体实际晶粒：指在热处理时某一具体加热条件下最终所得的奥氏体晶粒，其大小就是奥氏体的实际晶粒度。奥氏体的本质晶粒：指各种钢的奥氏体晶粒的长大趋势。晶粒容易长大的称为本质粗晶粒钢；晶粒不容易长大的称为本质细晶粒钢； 6为什么要研究奥氏体晶粒大小？奥氏体晶粒大小会显著影响冷却转变产物的组织和性能。 7、工厂中对奥氏体晶粒大小的表征方法是什么？本质晶粒度的测试方法？统一采用与标准金相图片比较，来确定晶粒度的级别。生产中为了便于确定钢的本质晶粒度，只需测出930度左右的实际晶粒度，就可以判断。 8过冷奥氏体：奥氏体冷至临界温度以下，牌热力学不稳定状态，称为过冷奥氏体。 9、钢的共析转变？珠光体组织的三种类型？钢的共析转变：钢奥氏体化后，过冷到A1至“鼻尖”之间区域等温停留时，将发生共析转变，形成珠光体组织，其反应如下：γ→P(α+Fe3C)结构：FCC、BCC、正交；含碳：0.77%、0.0218%、6.69%珠光体的三种类型：珠光体，索氏体，屈氏体。 10、什么叫钢的C曲线？如何测定？影响C曲线的因素？过冷奥氏体等温转变曲线，也称TTT曲线。因曲线形状象英文字母“C”，故常称C曲线。在过冷奥氏体的转变过程中有组织（相变）转变和性能变化，因此可用金相法、硬度法、膨胀法或磁性法等来测定过冷奥氏体的等温转变过程，其中金相法是最基本的。金相法测定过冷奥氏体等温转变图---C曲线（基本方法），以共析钢为例：①用共析钢制成多组圆片状试样(φ10×1.5)；②取一组试样加热奥氏体化；③迅速转入A1以下一定温度熔盐浴中等温；④各试样停留不同时间后分别淬入盐水中，使未分解的过冷奥氏体变为马氏体；⑤这样在金相显微镜下就可以观察到过冷奥氏体的等温分解过程。钢的成分和热处理条件都会引起C曲线形状和位置的变化1)含碳量的影响2)合金元素的影响3)奥氏体化温度和保温时间的影响 11、什么叫CCT曲线？如何测定？连接冷却曲线上相同性质的转变开始点和终了点，得到钢种的连续冷却转变图称为CCT曲线。与测定C曲线的方法相同，一般也都用膨胀法或金相-硬度法等来测定CCT(Continuous Cooling Transformation)图；在测定时，首先选定一组具有不同冷却速度的方法，然后将欲测试样加热奥氏体化，并以各种冷却速度进行冷却，同时测
重庆大学 学期考试试卷 课程名称：金属学及热处理课程代码： 主要班级：教学班号： 本卷为 A 卷，共 2 页，考试方式：闭卷，考试时间：120 分钟 一、填空题（15分） 1、在BCC和FCC晶格中，单位晶胞内的原子数分别为和，其致密度分别为和。 2、金属的结晶过程是的过程。控制结晶后晶粒大小的方法有、和。 3、冷变形金属在加热时组织与性能的变化，随加热温度不同，大致分为、 和三个阶段。 4、1Crl8Ni9Ti钢中Ti的作用是，而20CrMnTi 钢中Ti的作用是。 5、碳在白口铸铁中主要以形式存在，而在灰口铸铁中主要以形式存在。 二、名词解释（10分） 1、合金； 2、共晶转变； 3、枝晶偏析； 4、伪共晶； 5、回复； 三、选择题（12分） 1、工程上使用的金属材料一般都呈( )。 A．各向异性；B．各向同性；C．伪各向异性；D．伪各向同性。 2、固溶体的晶体结构( )。 A．与溶剂的相同；B．与溶质的相同；
C．与溶剂、溶质的都不相同；D．是两组元各自结构的混合。 3、多晶体金属的晶粒越细，则其( )。 A．强度越高，塑性越好B．强度越高，塑性越差 C．强度越低，塑性越好D．强度越低，塑性越差 4、调质处理后可获得综合力学性能好的组织是( ) A．回火马氏体B．回火托氏体 C．回火索氏体D．索氏体 5、过共析钢正火的目的是( )。 A．调整硬度，改善切削加工性B．细化晶粒，为淬火作组织准备 C消除网状二次渗碳体D．防止淬火变形与开裂 6、对于可热处理强化的铝合金，其热处理方法为( )。 A．淬火＋低温回火B．完全退火 C．水韧处理D．固溶＋时效 四、判断题（5分） 1、金属铸件可通过再结晶退火来细化晶粒。( ) 2、亚共析钢加热至Ac1和Ac3之间将获得奥氏体＋铁素体二相组织，在此区间，奥氏体的含碳量总是大于钢的含碳量。( ) 3、化学热处理既改变工件表面的化学成分，又改变其表面组织。( ) 4、所有合金元素均使Ms、Mf点下降。( ) 5、可锻铸铁可在高温下进行锻造加工。( ) 五、问答题（36分） 1、什么叫临界晶核?它的物理意义及与过冷度的定量关系如何?（8分） 2、试比较45钢、T 8钢、T12钢的硬度、强度和塑性有何不同?（9分） 3、试述奥氏体的形成过程及控制奥氏体晶粒的方法。（9分）
热处理工试题带答案集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）
热处理工试卷（出自热处理工考工题解） 一、填空题： 1、认真贯彻执行“安全第一，预防为主”的方针，做到先安全后生产，不安全不生产。工作前必须穿戴好劳动保护品。 2、工件出炉后，油冷件必须观察油温是否上升，以便确定工件是否搬出。 3、机组程序进出炉过程中，必须要有操作人员在操作室内，同时手要放在急停按钮附近，如有紧急情况可以迅速急停。 4、热处理“四把火”是指正火、淬火、退火、回火。 5、热处理回火根据温度不同分为低温回火、中温回火、高温回火。 6、热处理操作人员应注意防火、防爆、防毒、防烫、防触电，并了解有关的救护知识。工作场地应配备消防器材。 7、液氨瓶、丙烷瓶、甲醇桶必须放在阴暗处，不得靠近热源，经常检查钢瓶阀门是否泄漏现象，气温高时要注意冷却。使用完毕必须妥善保管，防止碰撞，存放时严禁混放。 8、高频操作人员应具备一定的电气知识，并穿戴好绝缘靴、绝缘手套合其它防护用品。操作台及地面必须铺设绝缘橡胶板。屏蔽合防护罩栏应完好。 9、高频操作须两人以上方可操作设备，并指定一人负责。更换感应器时，必须切断高压电。 10、高频操作结束，首先切断高压电，再切断灯丝电源。设备停止工作后，应继续供水5～10分钟，待电子管充分冷却后，再停水泵。
11、箱式电炉送电时，先合总开关，后合控制开关；停电时，先切断控制开关。高温箱式炉换挡时，应切断电源，禁止带电换挡。 12、热处理机组加热过程中，当温度超过700℃时，将防危险温度计下限指针指在700℃；机组停炉时，确认炉温不大于850℃，油温小于80℃。 13、热处理工艺规程中，必须包括三个主要工艺参数，分别是加热温度、加热时间、冷却速度。 14、按照钢的含碳量不同，可分为：低碳钢、中碳钢、高碳钢。 15、厚薄不均匀的工件淬火时，先将厚的部分淬入介质中，以防止开裂。有凹形孔的工件，凹面向上淬入冷却介质，不能凹面向下。 16、我厂工件常用冷却方式有空冷、水冷、油冷。其中空冷冷却方式最慢。 17、减速机齿轮材质一般采用20CrMnTi，由于该材质含碳量低，为了提高其耐磨性及强度，经常采用渗碳工艺进行热处理。回火则采用低温回火。 18、材质45#的齿轮，为了提高齿面硬度，我厂经常采用高频热处理工艺，该工件冷却方式采用水冷。 19、我厂机组渗碳采用甲醇作为滴注剂，采用丙烷作为富化气。 20、我厂机组加热炉最高温度为950℃，回火炉最高温度为650℃。 二、选择题：单选题 1、以下四种钢的结构组织中哪种硬度最高？（ B ） A、铁素体 B、渗碳体 C、奥氏体 D、珠光体 2、为改善低碳钢加工性能应采用(??C??)。 A、淬火或回火? B、退火或调质?? C、正火?? D、调质或回火 3、钢材淬火后获得的组织大部分为(??D??)。 A、洛氏体? B、奥氏体 C、肖氏体和索氏体? D、马氏体
金属学与热处理复习题
第一章复习题 晶向指数相同，符号相反的为同一条直线 原子排列相同但空间位向不同的所有晶向 晶面指数的数字和顺序相同，符号相反则两平面互相平行 晶面的空间位向不同但原子排列相同的所有晶面 当一个晶向[uvw]与一个晶面（hkl）平行时hu+kv+lw=0 当一个晶向[uvw]与一个晶面（hkl）垂直时h=u，K=v，l=w 晶体的各向异性原因: 在不同晶面上的原子紧密程度不同 纯铁冷却时在912 发生同素异晶转变是从结构转变为结构，配位数，致密 度降低，晶体体积，原子半径发 生。 面心立方晶胞中画出） 11晶面和]211[晶向 （2 刃型位错的四个特征（作业） 螺型位错的四个特征（作业） 面心立方（FCC）体心立方（BCC）密排六方（HCP）晶胞原子数
原子半径 配位数 致密度 同素异构转变定义--18页 晶体缺陷的分类： 常见的点缺陷： 常见的面缺陷： 第二章复习题 一、填空 1、金属结晶两个密切联系的基本过程是和 2 、金属结晶的动力学条件为 3 、金属结晶的结构条件为 4 、铸锭的宏观组织包括 5、如果其他条件相同，则金属模浇注的铸件晶粒比砂模浇注的晶粒更细，高 温浇注的铸件晶粒比低温浇注的晶粒粗大，采用振动浇注的铸件晶 粒比不采用振动的晶粒更细，薄铸件的晶粒比厚铸件晶粒更细。 二、问答 1、金属的结晶形核45页 2、金属的长大的要点52页 2、铸锭三晶区名称及形成过程（柱状晶为重点） 3、影响柱状晶生长的因素56-57页 三、名词解释： 1、细晶强化 2、变质处理 3、铸造织构 第三章二元合金的相结构与结晶作业题（复习题） 1、概念 合金、相、固溶体、固溶强化、、离异共晶、伪共晶 2、填空
金属学与热处理期末练习题（含答案） 1、金属的机械性能主要包括强度、硬度、塑性、韧性、疲劳强度等指标，其中衡量金属材料在静载荷下机械性能的指标有____强度_______、_____硬度______、_________塑性__。衡量金属材料在交变载荷和冲击载荷作用下的指标有_______韧性____和____疲劳强度_______。 2、常见的金属晶格类型有___面心立方晶格____ 、___体心立方晶格___ ____和__密棑六方晶格_ ________。 3、常用的回火方法有低温回火、_中温回火__________ 和____高温回火_______ 。 4、工程中常用的特殊性能钢有___不锈钢______、耐热钢_________和耐磨刚。 5、根据铝合金成分和工艺特点，可将铝合金分为__变形铝合金_________和铸造铝合金两大类。 6、按冶炼浇注时脱氧剂与脱氧程度分，碳钢分为_镇静钢________、半镇静钢_________、特殊镇静钢_________和__沸腾钢_______。 7、铸铁中_________碳以石墨形式析出___________________的过程称为石墨化，影响石墨化的主要因素有_化学成分__________ 和冷却速度。 8、分别填写下列铁碳合金组织符号： 奥氏体A、铁素体F、渗碳体fe3c 、 珠光体P 、高温莱氏体ld 、低温莱氏体ld’。 9、含碳量小于%的钢为低碳钢，含碳量为的钢为中碳钢，含碳量大于% 的钢为高碳钢。 10、三大固体工程材料是指高分子材料、复合材料和陶瓷材料。 二、选择题（每小题1分，共15分） （ b ）1、拉伸试验时，试样拉断前能承受的最大拉应力称为材料的（）。 A 屈服点 B 抗拉强度 C 弹性极限 D 刚度 （b）2、金属的（）越好，其锻造性能就越好。 A 硬度 B 塑性 C 弹性 D 强度 （ c ）3、根据金属铝的密度，它属于（）。 A 贵金属 B 重金属 C 轻金属 D 稀有金属 （ d ）4、位错是一种（）。
金属学与热处理 一、填空题（30分，每空1分） 1、常见的金属晶体类型有___体心立方晶格、_面心立方_________晶格和密排六方晶格三种。 2、金属的整个结晶过程包括___型核_______、___长大_______两个基本过程组成。 3、根据溶质原子在溶剂晶格中所处的位置不同，固溶体分为___间隙固溶体_______与__置换固溶体________两种。 4、工程中常用的特殊性能钢有__不锈钢_______、___耐热钢______、耐磨钢。 5、常用的常规热处理方法有__回火________、正火和淬火、_退_火________。 6、随着回火加热温度的升高，钢的__强度________和硬度下降，而____塑性______和韧性提高。 7、根据工作条件不同，磨具钢又可分为__冷作磨具钢________、__热作磨具钢________和塑料磨具用钢等。 8、合金按照用途可分为__合金渗碳体________、_特殊碳化物_________和特殊性能钢三类。 9、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。 10、硬质合金是指将一种或多种难熔金属__碳化物________和金属粘结剂，通过__粉末冶金________工艺生产的一类合金材料。 11、铸铁的力学挺能主要取决于__机体组织________的组织和石墨的基体、形态、_____数量_____以及分布状态。 12、根据铸铁在结晶过程中的石墨化程度不同，铸铁可分为__灰口铸铁________、__白口铸铁________和麻口铸铁三类。 13、常用铜合金中，__青铜________是以锌为主加合金元素，__白铜________是以镍为主加合金元素。 14、铁碳合金的基本组织中属于固溶体的有___铁素体_______和___奥氏体_______,属于金属化合物的有___渗碳体_______，属于混合物的有____珠光体______和莱氏体。 二、选择题（30分，每题2分） 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 ）
1. 在生产中，用来消除过共析钢中的网状渗碳体最常用的热处理工艺是B □ A）完全退火□ B）正火 □ C）不完全退火□ D）回火 2. 对于T8钢的预备热处理应采用C 口A)完全退火口B)扩散退火口C)球化退火口D)正火3、45钢经下列处理后所得组织中，最接近于平衡组织的是：（D） A．750℃保温10h后空冷 B．750℃保温10h后炉冷 C．800℃保温10h后炉冷 D．800℃保温10h后空冷 4、45钢正火组织中最有可能的是B A．铁素体＋珠光体 B．珠光体 C．珠光体＋少量渗碳体 D．铁素体＋少量渗碳体 为780℃，如在820℃保温并随炉冷却。此工艺最有可能属于A 5、某钢的A C3 A．完全退火 B．不完全退火 C．扩散退火 D．球化退火 6、亚共析钢的正火温度一般为（C） A．Acl+30-50°C B．Accm+30-50°C
C．Ac3+30-50°C D．Ar3+30-50℃ 7、如果过共析钢中存在严重的网状渗碳体，球化退火前进行（A）预先热处理 A．正火 B．完全退火 C．调质处理 D．淬火 8、低碳钢为便于削切加工，常进行（A） A．完全退火 B．正火 C．球化退火 D．不完全退火 9、某钢的A 为780℃，如在950℃保温并随炉冷却。此工艺最有可能属于（A）C3 A．完全退火 B．不完全退火 C．扩散退火 D．球化退火 10、某碳素钢的AC3为780℃，如在750℃保温并随炉冷却。此工艺最有可能属于 （ D ） A．完全退火 C．扩散退火 D．球化退火
11、为了改善60钢的切削加工性能，一般应采用（A ）。 A．完全退火 B．球化退火 C．正火 D.回火 12．下列碳钢的退火工艺中加热温度最高的退火工艺是A A. 扩散退火 B. 完全退火 C. 不完全退火 D. 再结晶退火 13．下列碳钢的退火工艺中加热温度最低的工艺是D A. 扩散退火 B. 完全退火 C. 不完全退火 D. 再结晶退火 14．亚共析钢很多时候采用不完全退火工艺，下列对不完全退火的描述中不正确的是： A. 不完全退火温度选取在为Ac1和Ac3之间； B. 基本上不改变先共析铁素体原来的形态及分布； C. 珠光体的片间距有所减小； D. 内应力有所降低 15．下列球化退火的目的中不正确的是：D A. 降低硬度，改善切削性能； B. 获得均匀组织，改善热处理工艺性能； C. 经淬火，回火后获得良好综合力学性能；
802 华南理工大学 2009年攻读硕士学位研究生入学考试试卷 （请在答题纸上做答，试卷上做答无效，试后本卷必须与答题纸一同交回） 科目名称：金属学及热处理 适用专业：材料加工工程
9、20CrMnTi钢是（27）钢，Cr的主要作用是（28）。 10、根据铝合金的成分及生产工艺特点，可将其分为（29）铝合金和（30） 铝合金两大类。 二、选择题 (每小题1.5分,共22.5分) 1、面心立方晶格中原子排列密度最大的晶面和晶向分别是。 A．{110}、<111> B．{111}、<110> C．{100}、<111> 2、一根弯曲的位错线，。 A．具有唯一的位错类型B．具有唯一的柏氏矢量 C．位错类型和柏氏矢量处处相同 3、置换固溶体中原子扩散机制为。 A．换位扩散机制B．空位扩散机制C．间隙扩散机制 4、铁丝在室温下反复弯折，会越变越硬，直到断裂；而铅丝在室温下反复弯折， 则始终处于软态，其原因是。 A．Pb不发生加工硬化，不发生再结晶，Fe发生加工硬化，不发生再结晶 B．Fe不发生加工硬化，不发生再结晶，Pb发生加工硬化，不发生再结晶 C．Pb发生加工硬化，发生再结晶，Fe发生加工硬化，不发生再结晶 D．Fe发生加工硬化，不发生再结晶，Pb发生加工硬化，不发生再结晶 5、对于亚共析钢，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．Ac 1+30~50℃B．Acm+30~50℃C．Ac 3 +30~50℃D．A +30~50℃ 6、在二元合金中，铸造性能最好的合金是具有。 A．共析成分合金B．固溶成分合金C．共晶成分合金7、马氏体片的粗细，主要取决于。
精心整理 热处理试题 一、选择题 1．拉伸试验可测定（）。 A.强度 B.硬度 C.冲击韧性 D.疲劳强度 2．材料在断裂前所承受的最大应力称为（）。 A.强度 B.屈服点 C.抗拉强度 D.疲劳强度 3．HRC表示（）。 A.布氏硬度 B.洛氏硬度 C.维氏硬度 D. 4．αk表示（）。 A.屈服点 B.冲击吸收功 C.冲击韧度 D. 5 A 6．α-Fe A D．复杂斜方7．γ-Fe A D．复杂斜方 8 A．晶格类型变化B．晶粒细化C．晶格畸变D．温度升高9．奥氏体是（）晶格。 A．体心立方B．面心立方C．密排六方D．复杂斜方10．铁素体与渗碳体的机械混合物是（）。 A.珠光体 B.莱氏体 C.共晶渗碳体 D.索氏体
11．纯铁在600℃是（）晶格。 A．体心立方B．面心立方C．密排六方D．复杂斜方 12．铁碳合金相图中的A1线是（）。 A.共析线 B.共晶线 C.碳在奥氏体中的溶解度线 D.缓慢冷却时从奥氏体中析出铁素体 开始线 13．某机械零件要求有较高的强度和韧性，一般选用（）制造。 A.低碳钢 B.中碳钢 C.高碳钢 D.中高碳钢 14．含碳量为1.0%的钢加热到750 A.P+F B.A+F C.P+Fe3C D.A 15 A.完全退火 B.球化退火 C.去应力退火 16．T 10 A. D.正火 17。 18 A.淬透性 19 A.低温回火 B.中温回火 C.高温回火 D.正火 20．生产中所说的水淬油冷属于（）。 A.单液淬火 B.双液淬火 C.分级淬火 D.等温淬火 21．钢的淬透性由（）决定。 A.淬火冷却速度 B.钢的临界冷却速度 C.工件的形状 D.工件的尺寸 22．油、水、盐水、碱水等冷却介质中冷却能力最强的是（）。
本答案非标准答案，仅作参考，祝大家期末取的好成绩！ 金属学与热处理铸造合金及其熔炼考试题纲 1．铁碳相图的二重性及其分析 从热力学观点上看，Fe-Fe3C相图只是介稳定的，Fe-C相图才是稳定的；从动力学观点看，在一定条件下，按Fe-Fe3C相图转变也是可能的，因此就出现了二重性。 分析：1）稳定平衡的共晶点C’的成分和温度与C点不同 2）稳定平衡的共析点S’的成分和温度与S点不同 2．稳定态和亚稳定态铁碳相图异同点 稳定平衡态的Fe-C相图中的共晶温度和共析温度都比介稳定平衡的高一点； 在共晶温度时，稳定平衡态的奥氏体的含碳量小于亚稳态平衡下奥氏体的含碳量。 3．用铁碳相图分析铸铁碳钢一二次结晶异同点 一次结晶：铁液降至液相线时，有初析石墨和初析奥氏体析出。温度继续下降，熔体中同时析出奥氏体和石墨，铸铁进入共晶凝固阶段。 当钢液温度降低至液相线时，有高温铁素体析出。温度下降至包晶温度时，发生包晶转变，生成奥氏体。温度继续下降，穿过L+γ区时，又有奥氏体自钢液中析出，此析出过程进行到固相线温度为止。 二次结晶：铸铁的固态相变即二次结晶。继续冷却，奥氏体中的含碳量沿E’S’线减小，以二次石墨的形式析出。当奥氏体冷却至共析温度以下，并达到一定的过冷度，就开始共析转变。两个固体相α与Fe3C相互协同地从第三个固体相长大（成对长大），形成珠光体。当温度下降至GS和PS线之间的区域是，有先共析铁素体α相析出。随着α相的析出，剩余奥氏体的含碳量上升。当温度达到共析转变温度时，发生共析转变，形成珠光体。结晶过程完了后，钢的组织基本上不在变化。 4．分析球状石墨形成过程 目前已基本肯定，球状石墨可以和奥氏体直接从熔体中析出。 在亚共晶或共晶成分的球墨铸铁中，首批小石墨在远高于平衡共晶转变温度就已成形，这是不平衡条件所造成的，但随着温度的下降，有的小石墨球会重新解体，而有的则能长大成球，随着这一温度的进行，又会出现新的小石墨球，说明石墨球的成核可在一定的温度范围内进行。 某些石墨球能在熔体中单独成长至一定尺寸，然后被奥氏体包围，而有的石墨球则很早的就被奥氏体包围，形成奥氏体外壳。总之，石墨球的长大包括；两个阶段，即：1）在熔体中直接析出核心并长大2）形成奥氏体外壳，在奥氏体外壳包围下成长。 5．灰铸铁的金相组织及其性能特点 灰铸铁的金相组织由金属基体和片状石墨所组成，还有少量非金属夹杂物。 特点：强度性能差；硬度特点，同一硬度时，抗拉强度有一个范围，同一强度时，硬度也有一定的范围；较低的缺口敏感性；良好的减震性；良好的减磨性。 6．流动性的概念及其影响因素
热处理习题汇总 ----料113 朱敏 第一章（金属固态相变基础）： 本章重点： 1、各种固态相变的归类。 2、固态相变的特点。 3、固态相变驱动力和阻力。 4、固态相变的形核与长大（理解其基本过程和方式，公式不做要求） 5. C曲线、TTT曲线 习题一： 1、金属固态相变有哪些主要特征？ 2、哪些因素构成固态相变阻力？哪些构成相变驱动力？ 3、金属固态相变主要有哪些变化？ 4、固态相变的过程中形核和长大的方式是什么？ 5、固态相变的长大速度受什么控制？ 6、C曲线为何呈“C”型？影响C曲线的因素有哪些？ 第二章（奥氏体）： 小结： 1. 介绍了一些重要的术语和基本概念：奥氏体，Ac1,Accm,Ac3,TTA图，残余碳化物， 2. 共析钢平衡态组织（P）的加热时奥氏体的形成过程，非共析钢和共析钢奥氏体形成异同。奥氏体的形成是受扩散控制的。 3. 奥氏体长大机制（应用扩散观点说明） 4. 共析碳钢奥氏体等温形成动力学图分析、特点，非共析钢和共析钢奥氏体等温形成动力学图异同。奥氏体等温形成动力学（形核与长大）的经验公式及意义，影响奥氏体转变速度的因素。 5. 连续加热时奥氏体的形成特点 6. 奥氏体晶粒度的概念，晶粒度级别与晶粒大小的关系式。影响A晶粒长大的因素，A晶粒长大的控制。 思考题： 1.热处理的条件？为什么钢可以进行热处理？ 2.钢在加热和冷却时临界温度的意义？ 3. 以共析钢为例，说明奥氏体的形成过程及碳的扩散？ 4. 解释钢的本质晶粒度、起始晶粒度和实际晶粒度？ 5. 影响奥氏体形成速度的因素有那些？有何影响？ 第三章（珠光体）： 小结： 1.珠光体(P)的形态：片状珠光体和粒状珠光体；珠光体片间距及其与过冷度的关系。 2.珠光体形成的两个基本过程、形成机制－碳的扩散过程（片状珠光体的长大机制）、片状珠光体转为粒状珠光体机制 3.亚(过)共析钢的珠光体转变、先共析相的析出条件、形态
历年试题 材料成型与控制专业01级金属学与热处理试题 一. 名词解释（每小题2分，共2０分）： 1.晶体 2.正火 3.无限固溶体 4. 金属间化合物 5.晶界 6.相起伏 7.共晶转变 8.比重偏析 9.马氏体 10. 同素异构转变 二. 在同一个立方晶胞中画出以下晶面和晶向：（111）、（110）、（122）、[110]、[210]。（5分） 三. 晶粒大小对合金的常温力学性能有何影响？试分析其原因。(15分) 四.T8钢的过冷奥氏体等温冷却曲线如图所示，试分析以图中标明的几种冷却条件冷却之后各得到什么组织？对比这几种组织各具有什么样的力学性能特点．(10分) 五.．(15分) 六.冷塑性变形后的金属，在重新加热时其组织结构和力学性能各有何变化？(15分) 七．简述T8钢的奥氏体化过程由哪几个阶段组成？分析其中奥氏体晶核长大机理。(10分) 八.具有网状渗碳体的T12钢要获得回火马氏体，应进行哪些热处理？试说明每种热处理的加热温度和冷却条件。(10分) 02级材料加工各专业金属学与热处理期末考试题B 一. 名词解释（每小题3分，共30分） 1.非自发形核 2.滑移 3.再结晶 4.间隙固溶体 5.铁素体 6.珠光体 7.本质晶粒度 8.淬火 9.各向异性 10.合金
二. 填空（每空1分，共15分） 1.一个体心立方晶胞中包含（）个原子，一个面心立方晶胞中包含（）个原子，一个密排六方晶胞中包含（）个原子。 2. 纯铁在加热时，在912℃纯铁的晶格由（）转变为（），在1394℃纯铁的晶格由（）转变为（）。 3.结晶过程是依靠两个密切联系的基本过程来实现的，这两个基本过程分别是（）和（）。 4.纯金属的最低再结晶温度和熔点的关系是（）。 5.马氏体的显微组织形态主要有（）、（）两种。其中（）的韧性比较好。 6.钢的淬透性越高，则其C曲线位置越靠（），说明临界冷却速度越（）。 三. 选择（每题1分，共10分） 1.具有体心立方晶格的金属有（） a)Cu b)α-Fe c)γ-Fe 2.具有面心立方晶胞的金属有（）个滑移系。 a) 6 b)8 c)12 3.固溶体的晶体结构（）。 a) 与溶剂相同 b)与溶质相同 c) 与溶质和溶剂都不相同 4. 铁碳两个元素可能形成的相有（）。 a) 间隙固溶体 b)间隙化合物 c) 置换固溶体 5. 下列金属中塑性最好的是（） a) α-Fe b)Al c) Mg 6.冷变形金属再结晶后，（）。 a) 形成等轴晶，强度升高 b)形成柱状晶，强度升高 c) 形成等轴晶，塑性升高 7.与铁素体相比，珠光体的力学性能特点是（）。
哈尔滨工业大学2003年硕士研究生入学考试试题考试科目：金属学及热处理 一、（20分）已知面心立方晶格的晶格常数为a，分别计算（100）、（110）和（111）晶面的晶面间距；并求出[100]、[110]和[111]晶向上的原子排列密度（某晶向上的原子排列密度是指该晶向上单位长度排列原子的个数）；写出面心立方结构的滑移面和滑移方向，并说明原因。（计算结果保留两位有效数字） 二、（20分）右图为组元在固态下完全不溶的三元共晶合金相图的投影图： 1.作m n变温截面图，分析O1点成分合金的平衡结晶过程。 2.写出O1点成分合金室温下的相组成物，给出各相的相对含量的表达式。 3.写出O1点成分合金室温下的组织组成物，给出各组织组成物的相对含量的表达式 三、（25分）试述冷变形金属在加热时，其组织和性能发生的变化。 四、（20分）什么是离异共晶？举例说明离异共晶产生的原因及对合金性能的影响。 五、（20分）求莱氏体中共晶渗碳体的相对含量是多少？若某铁碳合金平衡组织中含有10%的一次渗碳体，试求该合金的含碳量是多少？（计算结果保留两位有效数字） 六、（20分）叙述板条马氏体和下贝氏体的组织形态，并说明板条马氏体和下贝氏体具有良好强韧性的原因。 七、（25分）T10A钢含碳量约为1.0%，Ac1=730℃，Accm=800℃，Ms=175℃，该合金的原始组织为片状珠光体加网状渗碳体，若用此钢制作冷冲模的冲头，说明需要经过那些热处理工序才能满足零件的性能要求，写出具体热处理工艺名称、加热温度参数、冷却方式以及各工序加热转变完成后和冷却至室温时得到的组织。 哈尔滨工业大学2002年硕士研究生入学考试试题考试科目：金属学及热处理 一、（10分）已知铜单晶的{111}<110>滑移系得临界分切应力为1Mpa。直径为1mm的铜 单晶丝受轴向拉伸，加载方向平行于单晶的[001]方向，若使铜单晶丝不产生明显的塑性变形，求此单晶丝能承受的最大轴向载荷是多少？（计算结果保留3位有效数字）二、（15分）根据组元间固态下互不溶解的三元共晶相图的投影图（如右图所示），说明O 点成分合金平衡结晶过程，画出冷却曲线示意图，并写出室温下该合金的组织组成物相对含量的表达式。 三、（15分）求珠光体组织中铁素体相的相对含量是多少？若某铁碳合金组织中除有珠光 体外，还有15%的二次渗碳体，试求该合金的含碳量是多少？ 四、（15分）试叙述贝氏体的转变特点，并比较与珠光体和马氏体转变的异同点。 五、（15分）什么是异分结晶？说明如何利用区域熔炼方法提纯金属。提纯效果与什么因 素有关？ 六、（15分）某厂对高锰钢制造的碎矿机颚板经1100℃加热后，用崭新的优质冷拔态钢丝 绳吊挂，由起重吊车运往淬火水槽，行至途中钢丝绳突然发生断裂，试分析钢丝绳发生断裂的主要原因。 七、（15分）用T10A钢（Wc=1.0%，Ac1=730℃，Accm=800℃）制造冷冲模的冲头，试 制订预备热处理工艺（包括工艺名称和具体参数），并说明预备热处理的目的以及加热转变完成和冷至室温后获得何种组织。