绪论 引入: 材料金属材料 机械行业本课程得重要性 主要内容：金属材料得基本知识(晶格结构及变性） 金属得性能(力学及工艺性能） 金属学基础知识（铁碳相图、组织） 热处理(退火、正火、淬火、回火) 学习方法：三个主线 重要概念 ①掌握 基本理论 ②成分 组织性能用途热处理 ③理论联系实际 引入：内部结构决定金属性能 内部结构？ 第一章:金属得结构与结晶 §1-１金属得晶体结构 ★学习目得:了解金属得晶体结构 ★重点：有关金属结构得基本概念:晶面、晶向、晶体、晶格、单晶
体、晶体,金属晶格得三种常见类型. ★难点：金属得晶体缺陷及其对金属性能得影响. 一、晶体与非晶体 1、晶体:原子在空间呈规则排列得固体物质称为“晶体"。（晶体内得原子之所以在空间就是规则排列，主要就是由于各原子之间得相互吸引力与排斥力相平衡得结晶。） 规则几何形状 性能特点: 熔点一定 各向异性 2、非晶体：非晶体得原子则就是无规则、无次序得堆积在一起得(如普通玻璃、松香、树脂等）。 二、金属晶格得类型 1、晶格与晶胞 晶格：把点阵中得结点假象用一序列平行直线连接起来构成空间格子称为晶格. 晶胞:构成晶格得最基本单元 2、晶面与晶向 晶面：点阵中得结点所构成得平面。 晶向：点阵中得结点所组成得直线 由于晶体中原子排列得规律性，可以用晶胞来描述其排列特征。(阵点(结点）:把原子（离子或分子）抽象为规则排列于空间得几何点,称为阵点或结点。点阵：阵点(或结点）在空间得排列方式称
晶体。) 晶胞晶面晶向 3、金属晶格得类型就是指金属中原子排列得规律。 7个晶系 1４种类型 最常见:体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格 (1)、体心立方晶格:(体心立方晶格得晶胞就是由八个原子构成得立方体,并且在立方体得体中心还有一个原子）。 属于这种晶格得金属有：铬Cr、钒Ｖ、钨Ｗ、钼Ｍｏ、及α—铁α-Fe 所含原子数 1/8×8+1=2（个) (2）、面心立方晶格：面心立方晶格得晶胞也就是由八个原子构成得立方体,但在立方体得每个面上还各有一个原子。 属于这种晶格得金属有：Al、Cu、Ｎi、Pb(γ-Fｅ）等 所含原子数1／８×8+6×1/２=4（个） （3）、密排六方晶格：由1２个原子构成得简单六方晶体，且在上下两个六方面心还各有一个原子，而且简单六方体中心还有3个原子。 属于这种晶格得金属有铍（Be）、Ｍg、Zｎ、镉(Ｃd)等。 所含原子数 1/6×6×2+1／2×2+3=6(个） 三、单晶体与多晶体 金属就是由很多大小、外形与晶格排列方向均不相同得小晶体组成得,
华南理工大学材料工程金属学及热处理考研最新经验总结 802金属学及热处理是华工机械与汽车工程学院考研的专业科目，例如材料科学与工程、材料工程等专业，这些都是华工热门的专业。 一、业课考试大纲与参考书目 考试内容和考试要求：802金属学及热处理考试大纲 一、考试内容 1.金属的晶体结构 金属的晶体结构、实际金属的晶体结构及晶体缺陷、位错 2.纯金属的结晶 金属的结晶、铸锭结构及其影响因素 3.金属的塑性变形与再结晶 金属的塑性变形、变形对金属的组织性能的影响、回复与再结晶、金属的热加工 4.合金的相结构与二元合金相图 合金中的相结构、合金的结晶过程（包括平衡结晶与不平衡结晶）及合金相图的建立、二元合金相图的基本类型、合金性能与相图的关系 5.扩散 扩散定律、扩散机制、影响扩散的因素 6.铁碳合金 纯铁的同素异晶转变与铁碳合金中的相、铁碳相图、碳钢 7.钢的热处理 钢在加热时的组织转变、钢在冷却时的组织转变、钢的退火与正火、钢的淬火和回火、钢的淬透性、钢的表面淬火、钢的化学热处理 8.合金钢 合金元素在钢中的作用、钢的强韧化、合金钢的分类及编号、合金结构钢、轴承钢、合金工具钢、不锈钢、耐热钢、粉末冶金材料 9.铸铁 铸铁的特点与分类、铸铁的石墨化及其影响因素、灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁 10.有色金属及其合金 有色金属热处理、铝及其合金、铜及其合金、镁及其合金、钛及其合金、钨及其合金 11.机械零件选材及加工路线分析 机械零件的失效、选材的基本原则、零件设计与热处理工艺性的关系、典型零件的选材及工艺分析考试题型：1、填空、2、选择题、3、判断题、4、简答题、5、问答题 参考书目： 《金属学与热处理》崔忠圻主编，机械工业出版社(任一版本)；《金属材料及热处理》崔振铎、刘华山主编，中南大学出版社。 心得：其实这些书都就是自己本科学的专业教材或者相似教材。很多人就会问，每本都要考吗，那么多
第1章金属的结构与结晶 一、填空： 1、原子呈无序堆积状态的物体叫，原子呈有序、有规则排列的物体称为。一般固态金属都属于。 2、在晶体中由一系列原子组成的平面，称为。通过两个或两个以上原子中心的直线，可代表晶格空间排列的的直线，称为。 3、常见的金属晶格类型有、和三种。铬属于晶格，铜属于晶格，锌属于晶格。 4、金属晶体结构的缺陷主要有、、、、、和 等。晶体缺陷的存在都会造成，使增大，从而使金属的提高。 5、金属的结晶是指由原子排列的转变为原子排列的过程。 6、纯金属的冷却曲线是用法测定的。冷却曲线的纵坐标表示，横坐标表示。 7、与之差称为过冷度。过冷度的大小与有关， 越快，金属的实际结晶温度越，过冷度也就越大。 8、金属的结晶过程是由和两个基本过程组成的。 9、细化晶粒的根本途径是控制结晶时的及。 10、金属在下，随温度的改变，由转变为的现象称为
同素异构转变。 二、判断： 1、金属材料的力学性能差异是由其内部组织结构所决定的。（） 2、非晶体具有各向同性的特点。（） 3、体心立方晶格的原子位于立方体的八个顶角及立方体六个平面的中心。（） 4、金属的实际结晶温度均低于理论结晶温度。（） 5、金属结晶时过冷度越大，结晶后晶粒越粗。（） 6、一般说，晶粒越细小，金属材料的力学性能越好。（） 7、多晶体中各晶粒的位向是完全相同的。（） 8、单晶体具有各向异性的特点。（） 9、在任何情况下，铁及其合金都是体心立方晶格。（） 10、同素异构转变过程也遵循晶核形成与晶核长大的规律。（） 11、金属发生同素异构转变时要放出热量，转变是在恒温下进行的。（） 三、选择 1、α—Fe是具有（）晶格的铁。 A、体心立方 B、面心立方 C、密排六方 2、纯铁在1450℃时为（）晶格，在1000℃时为（）晶格，在600℃时为 （）晶格。A、体心立方 B、面心立方 C、密排六方 3、纯铁在700℃时称为（），在1000℃时称为（），在1500℃时称为（）。
中南大学考试试卷 2001 —— 2002 学年第二学期时间 110 分钟 材料科学与工程课程 64 学时 4 学分考试形式：闭卷 专业年级材料 1999 级总分 100 分，占总评成绩 70% 一、名词解释（5分×8） 1、金属玻璃 2、金属间化合物 3、离异共晶 4、晶界偏聚 5、科垂尔气团（Cottrell Atmosphere） 6、孪生 7、反应扩散 8、变形织构 二、问答题 1、（10分）标出hcp晶胞中晶面ABCDEF面、ABO面的晶面指数，OC方向、OC方向的晶向指数。这些晶面与晶向中，那些可构成滑移系？指出最容易产生滑移的滑移系。 2、（10分）判断 ] 1101 [ 6 ]1 2 1[ 6 ]1 1 2[ 6 a a a → + 位错反应在面心立方晶体中能否进行？若两个扩 展位错的领先位错发生上述反应，会对面心立方金属性能有何影响。 3、（10分）写出非稳态扩散方程的表达式，说明影响方程中扩散系数的主要因素。 4、（10分）指出影响冷变形后金属再结晶温度的主要因素。要获得尺寸细小的再结晶晶粒，有那些主要措施，为什么? 5、（15分）试述针对工业纯铝、Al－5％Cu合金、Al－5％Al2O3复合材料分别可能采用那些主要的强化机制来进行强化。 6、（15分）请在如下Pb－Bi－Sn相图中 （1）写出三相平衡和四相平衡反应式； （2）标出成分为5％Pb，65％Bi与30％Sn合金所在位置，写出该合金凝固结晶过程，画出并说明其在室温下的组织示意图。
7、（20分）Cu－Sn合金相图如图所示。 （1）写出相图中三条水平线的反应式，并画出T1温度下的成分－自由能曲线示意图； （2）说明Cu－10wt％Sn合金平衡和非平衡凝固过程，分别画出室温下组织示意图； （3）非平衡凝固对Cu－5wt％Sn合金的组织性能有何影响，如何消除？ 8、（20分）低层错能的工业纯铜铸锭采用T＝0.5T熔点温度热加工开坯轧制。 （1）画出该材料分别在高、低应变速率下热加工时的真应力－真应变曲线示意图，并说明影响曲线变化的各种作用机制； （2）开坯后该金属在室温下继续进行轧制，画出此时的真应力－真应变曲线示意图，并说明影响曲线变化的机制； （3）开坯后该金属要获得硬态、半硬态和软态制品，最后工序中可采用那些方法，为什么？ 中南大学考试试卷 2002 —— 2003 学年第二学期时间 110 分钟 材料科学与工程课程 64 学时 4 学分考试形式：闭卷 专业年级材料 2000 级总分 100 分，占总评成绩 70% 一、填空（0.5X30=15分） 1、fcc结构的密排方向是_____，密排面是____，密排面的堆垛顺序是_____，致密度为________，配位数是____，晶胞中原子数为___，把原子视为半径为r的刚性球时，原子的半径是点阵常数a 的关系为_________。 2、形成有序固溶体的必要条件是：（1）________，（2）_________，（3）________。 3、无序固溶体转变为有序固溶体时，合金性能变化的一般规律是：强度和硬度__________，塑性_______________，导电性_________________。 4、Fe-Fe3C相图中含碳量小于___为钢，大于____为铸铁；铁碳合金室温平衡组织均由______和___两个基本相组成；奥氏体其晶体结构是____，合金平衡结晶时，奥氏体的最大含碳量是 ______；珠光体的含碳量是_____；莱氏体的含碳量为____；在常温下，亚共析钢的平衡组织是_____，过共析钢的平衡组织是_____；Fe3C I是从_____中析出的，Fe3C II是从____中析出的，Fe3C III
中南大学网络教育课程考试复习题及参考答案 高等数学(专科) 一、填空题： 1.函数1 1 42-+ -= x x y 的定义域是 。 解：),2[]2,(∞+--∞ 。 2.若函数52)1(2 -+=+x x x f ，则=)(x f 。 解：62 -x 3.sin lim x x x x →∞-= 。 答案：1 正确解法：101sin lim 1lim )sin 1(lim sin lim =-=-=-=-∞→∞→∞→∞→x x x x x x x x x x x 4.已知22 lim 2 22=--++→x x b ax x x ，则=a _____, =b _____。 由所给极限存在知，024=++b a ，得42--=a b ， 又由234 12lim 2lim 22 22=+=+++=--++→→a x a x x x b ax x x x , 知8,2-==b a 5.已知∞=---→) 1)((lim 0x a x b e x x ，则=a _____, =b _____。 ∞=---→)1)((lim 0x a x b e x x , 即01)1)((lim 0=-=---→b a b e x a x x x ，∴0,1a b =≠ 6.函数????? ≥+<=0 1 01sin )(x x x x x x f 的间断点是x = 。 解：由)(x f 是分段函数，0=x 是)(x f 的分段点，考虑函数在0=x 处的连续性。 因为 1)0(1)1(lim 01 sin lim 00 ==+=+-→→f x x x x x 所以函数)(x f 在0=x 处是间断的， 又)(x f 在)0,(-∞和),0(+∞都是连续的，故函数)(x f 的间断点是0=x 。 7.设()()()n x x x x y -??--= 21, 则() =+1n y (1)!n +
一．填空（每空2分，共24分） 1. 马氏体形态主要有________和________两种，其中________马氏体硬度高、塑性差。 2．中温回火主要用于处理______零件。 3．为了降低冷变形金属的强度和硬度，应采用______退火工艺。 4．铝合金按其成分及生产工艺特点，可分为和 ,铝合金的时效方法可分为____和________两种。 5．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、和二．选择题（每空2分，共12分） 1．制造手用锯条应当选用（） （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 2．65、65Mn、50CrV等属于（）类钢，其热处理工艺一般为（） （a）工具钢，b）轴承钢，（c）弹簧钢，（d）渗碳+淬火+中温回火, (e)淬火+低温回火，(f)淬火+中温回火 3．适合制造渗碳零件的钢有（）。 （a）16Mn、15、20Cr、1Cr13、12Cr2Ni4A （b）45、40Cr、65Mn、T12 （c）15、20Cr、18Cr2Ni4WA、20CrMnTi 4．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（） （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 5．铝合金（AI—Cu）在一般情况下，其时效次序为（）。 （a）富溶质原子区→θ→θ′→θ″（b）富溶质原子区θ″→θ′→θ （c）θ→θ′→θ″富溶质原子区 三．简要回答：（每题6分，共24分） 1．从相图上看，怎样的合金才能进行热处理？ 2．什么是回火脆性，一般采用何种方法避免回火脆性？ 3 简述固溶、时效处理时的脱溶序列并分析原因。
中南大学考试试卷 2008 -- 2008 学年学期时间110分钟 金属材料热处理课程 60学时学分考试形式：闭卷专业年级：姓名总分100分，占总评成绩 %注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上 一．填空（每空1分，共26分） 1．热处理基本过程是；；。 2．.均匀化处理的目的是在高温下通过消除或减小实际结晶条件下晶内成分和偏离于的组织状态，改善合金材料的工艺性能和使用性能。3．基于回复及再结晶过程退火主要应用是消除金属及合金因而造成的组织与性能亚稳定状态。变形前的原始晶粒小，变形储能，再结晶温度。 4 ．时效（回火）实质上是的分解。 5．时效与回火的区别是固溶体从高温到低温时是否发生了晶体结构的转变。 6.在固态相变中，.新相形核的阻力是新相与母相之间的；新相与母相比容积差导致的。 7．时效后脱溶相与基体界面关系有、、三种形式。 8．时效强化是与的相互作用。主要有机制与机制。 9．铝合金按其成分及生产工艺特点，可分为和 ,铝合金的时效方法可分为____和________两种。 10．形变热处理是将塑性变形的强化与热处理时的强化结合，使成型工艺与获得最终性能统一起来的一种综合工艺。 二．选择题（每空2分，共10分） 1．硬铝淬火时效后的强度、硬度和塑性与刚淬火后的相比（）。 （a）强度、硬度提高，塑性降低（b）强度、硬度降低，塑性提高 （c）强度、硬度和塑性均提高（d）强度、硬度和塑性均降低2．可热处理强化的变形铝合金，淬火后在室温放置一段时间，则其力学性能会发生的变化是（）。 （a）强度和硬度显著下降，塑性提高(b)硬度和强度明显提高，但塑性下降 （c）强度、硬度和塑性都有明显提高 3．铝合金（AI—Cu）在一般情况下，其时效次序为（）。 （a）富溶质原子区→θ→θ′→θ″（b）富溶质原子区θ″→θ′→θ （c）θ→θ′→θ″富溶质原子区 4..实现预形变热处理的必要条件是（）。 (a) 无动态再结晶、有亚动态、静态再结晶且淬火加热时也发生再结晶;
《金属材料与热处理》课程教学大纲 一、课程性质、目的和任务 属材料与热处理是一门技术基础课。其要紧内容包括：金属的性能、金属学基础知识、钢的热处理、常用金属材料及非金属材料的牌号等。 二、教学差不多要求 本课程的任务是使学生掌握金属材料与热处理的差不多知识，为学习专业理论，掌握专业技能打好基础。通过本课程的学习，学生应达到下列差不多要求： (1)了解金属学的差不多知识。 (2)掌握常用金属材料的牌号、性能及用途。 (3)了解金属材料的组织结构与性能之间的关系。 (4)了解热处理的一般原理及其工艺。 (5)了解热处理工艺在实际生产中的应用。 三、教学内容及要求 绪论 教学要求： 1、明确学习本课程的目的。 2、了解本课程的差不多内容。 教学内容： 1、学习金属材料与热处理的目的 2、金属材料与热处理的差不多内容 3、金属材料与热处理的进展史
4、金属材料在工农业生产中的应用 教学建议： 1、结合实际生产授课，以激发学生学习本课程的兴趣。 2、展望金属材料与热处理的进展前景。 第一章金属的性能 教学要求： 1、掌握金属的力学性能，包括强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳等概念及各力学性能的衡量指标。 2、了解金属的工艺性能。 教学内容： §1—1 金属的力学性能 一、强度 二、塑性 三、硬度 四、冲击韧性 五、疲劳强度 §1-2金属的工艺性能 一、铸造性能 二、锻造性能 三、焊接性能 四、切削加工性能
第二章金属的结构与结晶 教学要求： 1、了解金属的晶体结构。 2、掌握纯金属的结晶过程。 3、掌握纯铁的同素异构转变。 教学内容： §2-1 金属的晶体结构 一、晶体与非晶体 二、晶体结构的概念 三、金属晶格的类型 §2—2纯金属的结晶 一、纯金属的冷却曲线及过冷度 二、纯金属的结晶过程 三、晶粒大小对金属力学性能的阻碍 ＊四、金属晶体结构的缺陷 §2—3 金属的同素异构转变 教学建议： 1、晶体结构较抽象，可使用模型配合讲课。 2、讲透同素异构转变与结晶过程之间的异同点。 ＊第三章金属的塑性变形与再结晶 教学要求： 1、了解金属塑性变形的差不多原理。
一、基本概念 1.均匀形核：若新相晶核在母相的整个体积中均匀地形成，称为均匀形核 非均匀形核：若新相晶核在母相不连续处（如晶体缺陷）优先形成，称为非均匀形核。 2.位向关系：固态相变时，新相的某些低指数晶面与旧相的某些低指数晶面平行：表现出一定的晶体学位向关系。 惯习面：实验发现，许多合金系固态相变时，新相往往在母相中的特定晶面形成，母相这一晶面称为习惯面。 3.一级相变：由一相转变为两相时，若两相的吉布斯自由能，化学位相等，但化学位的一级偏微商不相等，称为一级相变。 二级相变：由一相转变为两相时两相吉布斯自由能、化学位相等，化学位的一级偏微商也相等，但化学位的二级偏微商不相等，称为二级相变。 4.共格界面：一般是指具有点阵弹性畸变的共格相界。 非共格界面：可看成是由弹性畸变的共格相界和位错所组成。它类似于小角度晶界。 非共格相界：两晶相间无一定位相关系者称非共格相界。与大角度晶界相似 5.退火：是将钢加热到临界点Ac1以上或一下温度，保温后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态的热处理工艺。 正火：是将钢加热到Ac3或Acm以上适当温度，保温以后在空气中冷却得到珠光体类组织。 淬火：将钢加热到临界点Ac3或Ac1以上一定温度，保温后以大于临界冷却速度冷却得到马氏体或下贝氏体。 回火：钢的回火是将淬火钢加热至Ac1以下的温度，保温，然后冷却的一种热处理形式。 6.均匀化退火：将铸态合金加热到一定温度，提高原子扩撒能力，较快地完成由非平衡状态向平衡状态的转化过程。这种为使铸态合金组织向平衡状态的专业热处理成为均匀化退火或扩散退火。 球化退火：实际是不完全退火的一种，目的是使钢中碳化物球化，得到在铁素体基体上均匀分布的球状或颗粒状碳化物的组织。 完全退火：将钢加热到Ac3温度以上，保温足够时间，使组织完全奥氏体化后缓慢冷却，以获得接近平衡组织的工艺。 7.钢的淬透性：是指奥氏体化后的钢在淬火时获得马氏体的能力。 钢的淬硬性：表示钢淬火时的硬化能力。 8.二次硬化：如钢中含有W，Mo，V，Ti，Nb，Zr等碳化物形成元素，经淬火并在450℃以上温度回火时，不仅硬度不降低，反而升高到接近淬火钢的高硬度值，这种强化效应，称为合金钢的二次硬化。 钢的二次硬化：较高温度回火过程中，从马氏体中析出第二相（碳化物）而使刚产生附加强化。 二次淬火：在高合金钢中回火冷却时残余奥氏体转变为马氏体的现象称为二次淬火。 9本质晶粒度：按标准实验方法得到的奥氏体晶粒大小。 10固溶处理：如果合金从高温下以足够大的速度冷却下来，将合金在高温下所具有的状态以过冷、过饱和状态固定至室温，合金元素原子的扩散和重新分配来不及进行，第二相就不能形核和长大，而且基体固溶体不会发生多型性转变，此时合金的室温组织为过饱和的单相固溶体，这就是淬火，也称为固溶处理。 时效：淬火后合金一般得到亚稳定的过饱和固溶体。因为是亚稳定的，所以存在自发分解的趋势。有些合金室温就可分解，大多数需要加热到一定温度，增加原子的热激活几率，分解才得以进行。这种使过饱和固溶体分解的热处理称为时效。时效的实质是过饱和固溶体的脱溶过程。 11调幅分解：又称为增幅分解或亚稳分解，即固溶体分解为结构相同但成分不同的两相。调幅分解是一种无核分解，是一种扩散型相变，但没有形核势垒，同时为上坡扩散 12.调质处理：淬火和高温回火相结合的热处理称为调质。 13.回复：为了消除金属的加工硬化现象，将变形金属加热到某一温度，以使其组织和性能发生变化。在加热温度较低时，原子的活动能力不大，这时金属的晶粒大小和形状没有明显的变化，只是在晶内发生点缺
中南大学制造工程训练试卷一答案 材料成形工艺部分 一、填空：(10分) 1、空气锤的规格以落下部分的质量来表示； 2、常用的手弧焊设备有两类:交流弧焊变压器与直流弧焊发电机； 3、焊缝的缺陷主要有裂纹、未焊透、夹渣、气孔、咬边和焊瘤等几种； 4、常用的特种铸造方法有金属模铸造、压力铸造、离心铸造与熔模铸造等几种； 5、MEM350熔融挤压成形制造的成形材料为ABS,成形温度为246℃,每层成形厚度为约0.15mm 6、传统制造采用去除法制造实体或零件,而快速成形制造技术采用添加法制造实体或零件； 7、在逆向工程系统中,测量点资料的设备按探头不同可分为接触式和非接触式两种； 二、判断下列叙述的正误，正确者在题后括号内标记“√”，不正确者在题后括号内标记“×”：(10分) 1、透气性太差的型砂易使铸件形成气孔；( √ ) 2、型砂强度过高,阻碍铸件收缩,而使铸件产生过大的应力或裂纹；(√ ) 3、起模时在模样周围刷水可提高型砂的可塑性；(√ ) 4、将内浇口开设在铸件的薄壁处,有利于铸件同时凝固和收缩,防止铸造应力；(√ ) 5、型芯的主要作用是获得铸件的内腔；(√ ) 6、面砂的强度,耐火性等性能要求较高；(× ) 7、锻造时,在允许温度范围内，加热温度越高,钢材的可锻性越好；(√ ) 8、真空注型快速制造所用的液体材料必须在真空条件下进行脱泡处理；(√ ) 9、氧气切割简便易行,适合于所有的金属； ( × ) 10、焊接件产生应力,是因为工件局部受，热温度分布不均匀引起的；(√ ) 三、下列各题均有三个可供选择的答案，请你选择正确的答案填在括号内：(10分) 1、型砂的耐火性差,造成铸件( B )； A、气孔； B、粘砂； C、冷隔；
《金属材料与热处理》课程标准 一、课程性质、定位与设计思路 （一）课程性质 本课程是机械制造及自动化专业高职学生的一门必修专业基础课，讲授金属材料与热处理相关理论知识的专业课。主要内容包括：金属材料的分类，金属材料的结构，金属材料的性能测试，铁碳合金组织，金属材料的常规热处理，金属材料的表面热处理，金属材料的工程选用等。使学生初步认识材料的性能、了解晶体结构、掌握铁碳合金相图、掌握常用材料的牌号及其用途，并能够合理选择热处理方法。 （二）课程定位 通过本课程的学习，学生具有处理简单的金属材料与热处理力学性能测试和硬度性能测试的能力，具有分析金属的晶体结构、二元合金相图和铁碳合金相图的基本能力，具有初步的钢热处理知识，并应用钢热处理知识完成钢的热处理能力，具有鉴别金属材料与的能力，具有选择热处理方式的能力，具有选择机械工程常用材料的能力。同时通过对典型机械材料的分析，培养学生分析问题、解决问题的能力。 （三）课程设计思路
本课程是根据高职教育机械设计及制造专业人才培养目标，通过素质教育、金属材料与热处理知识提升、技能操作以及策略的制定与应用，充分体现素质、知识、能力“三位一体”的要求。本课程应用项目任务驱动和项目问题引入来激发学生的学习动机和兴趣，遵循以“校企合作，工学结合”的教学理念设计课程。 1.主要结构 课程教学内容根据高职学生对金属材料理论知识和应用能力的要求，精简学科理论知识，突出理论与实际的“前因后果”关系，按照“感性认识→理性认识→综合利用”对教学内容进行序化，使学生由浅入深，从具备金属材料的基本概念和初步鉴别能力，到掌握金属材料的本质和具备显微鉴别能力，再到具备金属材料及热处理的工程应用能力。 2.课程设计理念 （1）贴近生产岗位。本标准以企业需求为基本依据，加强实践性教学，以满足企业岗位对高技能人才的需求作为课程教学的出发点，使本书内容与相关岗位对从业人员的要求 相衔接。 （2）借鉴国内外先进职业教育教学模式，突出项目教学。 （3）工学结合。培养理论联系实际，学以致用，在“做中学”的优良学风。突出实践，立足于实际运用。 （4）充分应用多媒体教学的优势，很多的知识以图、表、视频、动画等方式进行展现。 （5）实施项目教学，项目制作课题的考评标准具体明确，直观实用，可操作性强。 （6）突出高职教育特点，重视实践教学环节，培养学生的创新能力和实践能力。 （四）本课程对应的职业岗位标准 本课程的学习内容，与机械加工类的职业岗位的要求是相符的，如：中高级
金属的表面淬火 ——激光加热表面淬火 摘要 摘要正文：激光加热表面淬火为热源加热，具有高能量密度，可以在金属表面获得非结晶组织，显著提高零件的疲劳强度和耐磨性。激光加热表面淬火是以高能量的激光束作为热源的热处理。处理过程是将激光束扫描金属零件表面，其红外能量被零件表面吸收而迅速形成很高的温度，使金属发生相变。 关键词：激光加热表面淬火强度 随着经济与现代生产技术的飞速发展，淬火工艺在现代机械制造工业得到广泛的应用。机械中重要零件，尤其在汽车、飞机、火箭中应用的钢件几乎都经过淬火处理。 表面淬火的目的在于获得高硬度，高耐磨性的表面，而心部仍然保持原有的良好韧性，常用于机床主轴，齿轮，发动机的曲轴等。表面淬火是将钢件的表面层淬透到一定的深度，而心部分仍保持未淬火状态的一种局部淬火的方法。表面淬火时通过快速加热，使钢件表面很快到淬火的温度，在热量来不及穿到工件心部就立即冷却，实现局部淬火。 表面淬火的方法很多，有感应加热表面淬火，火焰加热表面淬火，盐浴加热表面淬火，电解液加热表面淬火，激光加热表面淬火，电子束加热表面淬火等。其中，激光加热表面淬火为热源加热，具有高能量密度，可以在金属表面获得非结晶组织，显著提高零件的疲劳强度和耐磨性。 激光的特点是高亮度、高方向性、高单色性和高相干性。高亮度和高方向性对激光加热淬火就有决定性的意义。高亮度即激光束的能量高，在很小的面积上 形成高达kW/的功率密度。高方向性可使激光束容易控制，不仅可以将激光束引向任何位置，还可以将能量传到很远而不致衰减。 激光加热表面淬火是以高能量的激光束作为热源的热处理。处理过程是将激光束扫描金属零件表面，其红外能量被零件表面吸收而迅速形成很高的温度，使金属发生相变。随着激光束离开金属表面，零件表面的热量，依靠金属本身热传导迅速向内部传递，而形成极大的冷却速度，可以靠自激冷却使零件表面淬火，使其硬化。
中南大学试卷（一）答案 一、名词解释（本题10分，每小题2分） 1.变形过程中的金属发热现象 2.材料由于温度降低等内在因素和外在条件变化，塑性急剧下降的现象。 3.在热变形过程中，在应力状态下所发生的再结晶。[金属在热变形过程中发生的再结晶] 4.回复温度以下发生的变形。在物体中，由于其各部分的不均匀变形受到物体整体性的限制而引起 5.的相互平衡的应力。 二.填空题（本题10分，每小题2分） 1.[偏应力]，球应力[静水压力] 2.变形温度、变形程度、晶粒大小 3.真应力、断面收缩率 4.适当粘度、良好活性 5.稳定细晶（5μm以下）、一定的温度区间()、一定的变形速度() 三、判断题（本题10分，每小题2分） 1.(√)、(×)、(√)、(×) 2.(√)、(×) 3.(×) 4.(√) 5.(×) 四、问答题（本题40 分，每小题10 分） 1.答： 对于低塑性材料的开坯采用挤压加工方法为佳，因为：挤压时静水压力大，塑性好。缺陷变成线状。 2.答：
3.答： 相同：使材料产生各向异性(沿纤维方向上强度高)。 不同： 冷变形：基本晶粒沿最大主变形方向拉长；热变形：夹杂物、第二相拉长。(基体是再结晶等轴晶粒) 消除措施： 冷变形：完全再结晶退火；热变形：净化，铸锭中尽量减少杂质；高温长时间退火，使夹杂物扩散，改变加工方向。 4.答： (1)种情况沿辊宽变形均匀。 (2)种情况中部易出现裂纹，因为中部附加拉应力。 五、证明题（本题10 分） 证：已知Mises塑条可表达为：
六、推导题（本题20 分） 解： 建立直角坐标系xoy如图，上下左右对称只研究第一象限
《金属材料与热处理》课程标准 （一）课程的性质 本课程是中职教学课程中一门与生产实践联系比较密切的课程，是机械专业学生学习各专业工艺学与生产实习课的基础。通过这门课程的学习不仅可以帮助学生掌握常用钢材料的成分、组织、性能及热处理工艺间的相互关系，同时可以培养学生正确选择和合理使用材料、制定和掌握热处理工艺规范等多方面的能力。（小四号楷体，下同） （二）课程教学目标和基本要求 知识目标： （1）具有本专业必需的文化基础知识、工程技术必需的基础理论知识； （2）掌握使用计算机从事本专业工作的知识； （3）具有从事本专业所必备的英语知识； （4）掌握金属材料的冷热加工、材料分析和检测以及金属材料普通热处理、表面处理等生产工艺的基本知识； （5）掌握热处理设备的使用与保养的专门知识。 能力目标： （1）具备较强的自学能力； （2）具备使用计算机从事本专业工作的能力； （3）具备对金属材料进行合理冷热加工、正确选择、合理使用金属材料以及质量控制与实验分析的初步能力，具有熟练进行相关零件的热处理 及表面处理操作的能力； （4）具备使用和保养热处理设备的能力； （5）初步具备热处理、表面处理类产品生产管理、质量管理、市场营销的能力。 综合素质： （1）思想道德素质：具有正确的人生观、价值观和良好的职业操守； （2）文化素质：文化基础知识扎实，具有良好的文化素养和人文素质； （3）身心素质：具有健康的体魄和心理状态； （4）业务素质：具有本专业基础理论和应用实践的能力，具有继续学习和再提高的能力，具有开拓意识和创新精神。 （三）课程的重点和难点 本课程的讲授为一个学期，分为《金属的性能》、《金属学的基础知识》、《钢的热处理》和《常用金属材料》四部分。本课程重点是金属学的基础知识；掌握好这部分的基础知识可以起到承前启后、画龙点睛的作用；难点是铁碳合金相图的识读与应用。
工程材料实习报告 一、填空 1 ．热处理工艺过程通常由加热、保温、冷却三个阶段组成。热 处理的目的是改变金属内部的组织结构，改善力学性能。 2. 退火处理有如下作用： 消除中碳钢铸件缺陷；改善高碳钢切削加工性能；去除大型铸件、锻 件应力。 3. 常用的表面热处理方法有表面淬火与化学热处理等几种，表面 热处理的目的是改善零件的表面性能，表面处理后零件的心部性能一 般影响不大。 4. 工具（刀具、量具和模具）需要高硬度和高耐磨性，淬火之后， 应在150-250℃温度范围内进行低温回火；弹簧和弹性零件需要高强度、高弹性和一定的韧性，淬火之后应在300-500℃温度范围进行中 温回火；齿轮和轴类等零件需要获得良好的综合力学性能，淬火之后，应在500-650℃温度范围内进行高温回火。 5 ．钢与铸铁的基本区别之一是含碳量不同，钢的含碳量在2.11% 以下，铸铁的含碳量在2.11% 以上。而钢的含碳量在0.25%以下时称 为低碳钢，含碳量为0.25-0.60%为中碳钢，含碳量在大于0.6%时为 高碳钢。 6 ．调质是淬火与高温回火相结合的热处理工艺。 二、名词解释 退火：金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷 却的过程； 正火：将工件加热至Ac3或Acm 以上30~50℃，保温一段时间后，从 炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺； 淬火：钢加热到临界温度Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共析钢）以上 某一温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体1化，然后以大于 临界冷却速度的冷速快冷到Ms 以下（或Ms 附近等温）进行马氏体（或贝氏体）转变的热处理工艺； 强度：表征金属材料抵抗断裂和变形的能力； 塑性：金属材料在外力作用下产生永久变形而不被破坏的能力； 冲击韧度：反应材料在冲击载荷的作用下抵抗断裂破坏的能力。 三、将下列各种牌号的材料，填入合适的类别，并举例说明可以制造 何种零件 Q235 45 QT600-2 HT200 KTB350-06 60Si2Mn W18Cr4V 35CrMo T10 T12A 1Cr18Ni9 9SiCr Q２３５碳素结构钢，可以制造螺栓键轴 W18Cr4V 高速钢，可以制造切削刀具模具 ４５碳素结构钢，可以制造轴齿轮 1Cr18Ni9不锈钢，可以制造医疗工具量具 T10碳素工具钢，可以制造锯条冲头 HT200灰口铸铁，可以制造底座泵体阀体 T12A 高级优质碳素工具钢，可以制造量规
《金属材料与热处理》课程教学标准 课程名称：金属材料与热处理 适用专业： 1.前言 1.1课程性质 《金属材料与热处理》课程是数控专业必修的技术基础课。该课程理论性较强，新概念较多，同时又与生产实际有着密切联系。该课程主要讲授金属材料典型组织、结构的基本概念，金属材料的成分、组织结构变化对性能的影响，热处理的基本类型及简单热处理工艺的制定，合金钢种类、牌号、热处理特点及应用，为学生从事机械设计、制造及相关的工作打下基础。 1.2设计思路 以“项目为主线，任务为主题”，采用“项目导向、任务驱动”相结合的教学模式，实现教、学、做、练一体化。为加强学生创造思维和工程技术素质的培养，根据学生个性特点与发展的需要，本门课程建议采用讲课、自学、习题课、辅导课、报告会等多种形式组织教学。本门课程可灵活采用全班学习、分组学习等学习形式，也可以组建课外兴趣小组进行知识拓展学习。 教师要认真研究学生特点，针对学生实际情况，结合教学内容，多种教学方法手段综合运用。在教学方法上，将项目任务引入课程，将理论讲授包含在项目训练中，使学生在实践中掌握理论、学习知识，将生产中的新工艺、新方法、新技术引入课堂。采用项目式、启发式、互动式、案例式等教学方法，提高学生的学习兴趣。在教学手段上，充分利用现代多媒体电子教学，视频教学、实物教学、现场教学、网络教学等将现代科学技术充分应用于教学改革之中。 2.课程目标 本课程的任务是使学生掌握金属材料与热处理的基本知识，为学习专业理论，掌握专业技能打好基础。通过本课程的学习，学生应达到下列基本要求： ●了解金属学的基本知识 ●掌握常用金属材料的牌号、性能及用途
一．填空（每空1分，共26分） 1．热处理基本过程是；；。 2．.均匀化处理的目的是在高温下通过消除或减小实际结晶条件下晶内成分和偏离于的组织状态，改善合金材料的工艺性能和使用性能。3．基于回复及再结晶过程退火主要应用是消除金属及合金因而造成的组织与性能亚稳定状态。变形前的原始晶粒小，变形储能，再结晶温度。 4 ．时效（回火）实质上是的分解。 5．时效与回火的区别是固溶体从高温到低温时是否发生了晶体结构的转变。 6.在固态相变中，.新相形核的阻力是新相与母相之间的；新相与母相比容积差导致的。 7．时效后脱溶相与基体界面关系有、、三种形式。 8．时效强化是与的相互作用。主要有机制与机制。 9．铝合金按其成分及生产工艺特点，可分为和 ,铝合金的时效方法可分为____和________两种。 10．形变热处理是将塑性变形的强化与热处理时的强化结合，使成型工艺与获得最终性能统一起来的一种综合工艺。 二．选择题（每空2分，共10分） 1．硬铝淬火时效后的强度、硬度和塑性与刚淬火后的相比（）。 （a）强度、硬度提高，塑性降低（b）强度、硬度降低，塑性提高 （c）强度、硬度和塑性均提高（d）强度、硬度和塑性均降低2．可热处理强化的变形铝合金，淬火后在室温放置一段时间，则其力学性能会发生的变化是（）。 （a）强度和硬度显著下降，塑性提高 (b)硬度和强度明显提高，但塑性下降 （c）强度、硬度和塑性都有明显提高 3．铝合金（AI—Cu）在一般情况下，其时效次序为（）。 （a）富溶质原子区→θ→θ′→θ″（b）富溶质原子区θ″→θ′→θ （c）θ→θ′→θ″富溶质原子区 4..实现预形变热处理的必要条件是（）。 (a) 无动态再结晶、有亚动态、静态再结晶且淬火加热时也发生再结晶; (b) 有动态、亚动态、静态再结晶 ,但淬火加热时不发生再结晶; (c）无动态、亚动态、静态再结晶且淬火加热时也不发生再结晶; 5.高温形变热处理时热加工的条件是（）。 (a) 变形量大，变形温度高，变形速率高； (b) 变形量小，变形温度高，变形速率低； (c）变形量大，变形温度低，变形速率低。 (d) 变形量小，变形温度低，变形速率高。 三．判断题
《大学数学》 （高起专） 学习中心： 专业： 学号： 姓名： 完成时间：
第一章函数作业（练习一） 一、填空题: 1.函数x x x f -+-=5) 2ln(1)(的定义域是_]5,3()3,2( 2.函数392--= x x y 的定义域为),3(]3,(+∞?--∞ 3.已知1)1(2+=-x e f x ，则)(x f 的定义域为()+∞-,1 4.函数1142-+ -=x x y 的定义域是),2[]2,(∞+--∞ 5.若函数52)1(2-+=+x x x f ，则=)(x f 62-x 二、单项选择题： 1.若函数)(x f y =的定义域是[0，1]，则)(ln x f 的定义域是 ［ C ］ A .),0(∞+ B .),1[∞+ C .]e ,1[ D .]1,0[ 2.函数x y πsin ln =的值域是 ［ D ］ A .]1,1[- B .]1,0[ C .)0,(-∞ D .]0,(-∞ 3.设函数f x ()的定义域是全体实数，则函数)()(x f x f -?是 ［ C ］ A.单调减函数 B.有界函数 C.偶函数 D.周期函数 4.函数)1,0(1 1)(≠>+-=a a a a x x f x x ［ B ］ A.是奇函数 B.是偶函数 C.既奇函数又是偶函数 D.是非奇非偶函数 5.若函数221)1(x x x x f + =+，则=)(x f ［ B ］ A.2x B.22-x C.2)1(-x D.12 -x 6.设1)(+=x x f ，则)1)((+x f f = ［ D ］ A ． x B ．x + 1 C ．x + 2 D ．x + 3
《金属材料与热处理》期末考试试卷(含答案) 班级数控班姓名学号分数 一、填空题：每空1分，满分30分。 1.金属材料与热处理是一门研究金属材料的、、热处理与金属材料性能之间的关系和变化规律的学科。 2.本课程的主要内容包括金属材料的、金属的、金属学基础知识和热处理的基本知识。 3.金属材料的基本知识主要介绍金属的及的相关知识。 4.金属的性能主要介绍金属的和。 5.金属学基础知识讲述了铁碳合金的和。 6.热处理的基本知识包括热处理的和。 7.物质是由原子和分子构成的，其存在状态可分为气态、、。 8.固态物质根据其结构特点不同可分为和。 9.常见的三种金属晶格类型有、、密排六方晶格。 10.常见的晶体缺陷有点缺陷、、。
11.常见的点缺陷有间隙原子、、。 12.常见的面缺陷有金属晶体中的、。 13.晶粒的大小与和有关。 14.机械零件在使用中常见的损坏形式有变形、及。 15.因摩擦而使零件尺寸、和发生变化的现象称为磨损。 二、判断题：每题1分，满分10分。 1.金属性能的差异是由其内部结构决定的。（） 2.玻璃是晶体。（） 3.石英是晶体。（） 4.食盐是非晶体。（） 5.晶体有一定的熔点，性能呈各向异性。（） 6.非晶体没有固定熔点。（） 7.一般取晶胞来研究金属的晶体结构。（） 8.晶体缺陷在金属的塑性变形及热处理过程中起着重要作用。（） 9.金属结晶时，过冷度的大小与冷却速度有关。（） 10.冷却速度越快，过冷度就越小。（）
三、选择题：每题2分，满分20分。 1.下列材料中不属于晶体的是（） A.石英 B.食盐 C.玻璃 D.水晶 2.机械零件常见的损坏形式有（） A.变形 B.断裂 C.磨损 D.以上答案都对 3.常见的载荷形式有（） A.静载荷 B.冲击载荷 C.交变载荷 D.以上答案都对 4.拉伸试样的形状有（） A.圆形 B.矩形 C.六方 D.以上答案都对 5.通常以（）代表材料的强度指标。 A.抗拉强度 B.抗剪强度 C.抗扭强度 D.抗弯强度 6.拉伸试验时，试样拉断前所能承受的最大应力称为材料的（） A.屈服点 B.抗拉强度 C.弹性极限 D.以上答案都对 7.做疲劳试验时，试样承受的载荷为（）。 A.静载荷 B.冲击载荷 C.交变载荷 D.以上答案都对 8.洛氏硬度C标尺所用的压头是（）。
“材料学基础”试题 2003.12. 专业班级 姓名 学号 一、名词解释（24分） 1、 晶界非平衡偏聚 2、 克肯达尔（Kirkendall ）效应 3、 多边化 4、 微晶超塑性 5、 奥罗万（Orowan ）机制 6、 加工硬化 二、请在立方晶系中写出面OBC’、ODD’O’的晶面指数和OB 、OD 晶向指数（AD=1/2AB ）。（8分） 三、在fcc 晶体中，位错反应] 121[6]112[6]101[2a a a +→能否进行？若反应前的 ]101[2a 是刃位错，反应后的扩展位错能在哪个晶面上进行何种运动？（10分）
四、简述冷加工纤维组织、带状组织和变形织构的成因及其对金属材料性能的影响（10分） 五、说明金属冷变形程度的大小对再结晶形核机制和再结晶晶粒尺寸的影响。（10分） 六、根据Cu-Zn合金相图回答下列问题：（18分） 1、说明α相和η相的晶体结构类型； 2、写出图中各水平线的平衡反应式（注明反应时的温度）； 3、画出850℃时Cu-Zn合金各相的自由能－成分曲线示意图； 4、计算Cu-35%Zn合金液相刚凝固完毕时相组成物的百分数； 5、说明Cu-35%Zn合金非平衡凝固时，枝晶偏析是否严重，为什么？
七、根据三元相图回答下列问题：（20分） 1、说明aa0、bb0、cc0箭头的含义； 2、分析X成分合金凝固相变过程，说明其在刚凝固完毕和室温下的组织组成物； 3、分析Y成分合金凝固相变过程，用数学式表示出Y合金凝固完毕时相组成物 的百分数。 金属学试题 1.根据铁碳亚稳平衡相图和你所学所有知识，回答下列问题： 1）分析氢，氮，碳，硼在α-Fe 和γ-Fe 中形成固溶体的类型，进入点阵中的位置和固溶度大小。已知元素的原子半径如下：氢：0.046nm，氮：0.071nm，碳：0.077nm，硼：0.091nm，α-Fe：0.124nm，γ-Fe ：0.126nm。 2）标注平衡反应的成分及温度，写出平衡反应式。 3）分析Fe-1%C合金的平衡凝固到室温过程组织变化； 4）指出γ的晶体结构、密排方向、密排面、密排面的堆垛顺序、致密度、配位数、晶胞中原子数；指出α和γ的滑移系； 5）结合你所学的有关知识，如何提高Fe－C合金的强度； 6）Fe－0.1％C合金在拉伸中，一种情况在拉伸出现塑性变形后去载，立即再加载，另一种情况是去载后时效再加载，试解释前者无屈服现象，后者有屈服现象的原因；7）固溶处理后进行一定量的冷变形，对合金在随后的回火过程有那些可能的影响？8）Fe－0.1％C合金制作成齿轮，对含碳0.1％齿轮气体渗碳强化，画出钢在渗碳后的