金属材料与热处理试题及答案1
1、常见的金属晶格类型有体心立方晶格、面心立方晶和密排立方晶格。
2、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疲劳强度_。衡量金属材料在交变载和冲击载荷作用下的指标有疲劳强度和冲击韧性_。
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、耐磨钢、耐热钢。
5、根据铝合金成分和工艺特点，可将铝合金分为变形吕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，碳钢分为沸腾刚、镇静钢、连铸坯和半镇静钢。
7、钢在一定条件下淬火后，获得一定深度的淬透层的能力，称为钢的淬透性。淬透层通常以工件表面到半马氏体层的深度来表示。
8、冷塑性变形的内应力，按作用范围，可分为宏观（第一类）内应力、晶间（第二类）内应力晶格畸变（第三类）内应力。
9、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冷却速度和化学成分。
10、根据共析钢的“C”曲线，过冷奥氏体在A1温度以下等温转变的组织产物可分为三大类，即珠光体型组织、贝氏体型组织和马氏体型组织等。
二、选择题（30分，每题2分）
1、拉伸试验时．试样拉断前能承受的最大标拉应力称为材料的（B）。
A 屈服点
B 抗拉强度
C 弹性极限
D 刚度
2、金属的（D ）越好，其锻造性能就越好。
A 硬度
B 塑性
C 弹性
D 强度
3、根据金属铝的密度，它属于（C）。
A 贵金属
B 重金属
C 轻金属
D 稀有金属
4、位错是一种（A）。
A 线缺陷
B 点缺陷
C 面缺陷
D 不确定
5、晶体中原子一定规则排列的空间几何图形称（B）。
A 晶粒
B 晶格
C 晶界
D 晶相
6、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
7、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
8、从灰铸铁的牌号可以看出它的（D）指标。
A 硬度
B 韧性
C 塑性
D 强度
9、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
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
11、GCrl5SiMn钢的含铬量是：（B）
A 15％
B 1．5％
C 0. 15％
D 0.015％
12、铅在常温下的变形属：(B )
A 冷变形
B 热变形
C 弹性变形
D 既有冷变形也有热变形
13、黄铜、青铜和白铜的分类是根据：（D）
A合金元素B密度C颜色D主加元素
14、用于制造柴油机曲轴，减速箱齿轮及轧钢机轧辊的铸铁为（B）
A 可锻铸铁
B 球墨铸铁
C 灰口铸铁
D 白口铸铁
15、从金属学的观点来看，冷加工和热加工是以（C ）温度为界限区分的。
A 结晶
B 再结晶
C 相变
D 25℃
三、名词解释（12分，每题3分）
1、加工硬化: 答：金属材料随着冷塑变形程度的增大，强度和硬度逐渐升高，塑性和韧性逐渐降低的现象称为加工硬化或冷作硬化
2、回复:
答：回复是指冷塑性变形金属在加热温度较低时，金属中的一些点缺陷和位错的迁移，使晶格畸变逐渐降低，内应力逐渐减小的过程
3、合金:
答：将两种或两种以上的金属或金属与非金属熔合在一起，获得的具有金属性质的物质，称为合金
4、热处理:
答：热处理是通过加热和冷却固态金属的操作方法来改变其内部组织结构，并获的所需性能的一种工艺。
四、简答题（20分，每题4分）
1、铁碳合金中基本相是那些？其机械性能如何？
答：基本相有：铁素体奥氏体渗碳体铁素体的强度和硬度不高，但具有良好的塑性和韧性。奥氏体的硬度较低而塑性较高，易于锻压成型。渗碳体硬度很高而塑性和韧性几乎为零，脆性大。
2、写出下列牌号数字及文字的含意，Q235-F、KTZ450-06、H68、LF5。
例如：HT100：表示灰铸铁，其最低抗拉强度为100MPa。
答：Q235-F：表示普通碳素结构钢，其屈服强度为235MPa，F表示是沸腾钢。KTZ450-06：表示珠光体基体的可锻铸铁，其表示最低抗拉强度为450MPa，最小伸长率为6%。H68：表示含铜68%的黄铜。LF5：表示防锈铝，其序数号为5
3、提高零件疲劳寿命的方法有那些？
、答：
（1）设计上减少应力集中，转接处避免锐角连接；
（2）减小零件表面粗糙度；
（3）强化表面，在零件表面造成残余压应力，抵消一部分拉应力，降低零件表面实际拉应力峰值，从而提高零件的疲劳强度。
4、试述正火的主要应用场合。
答：正火主要用于：
（1）改善低碳钢和低碳合金钢的切削加工性；
（2）作为普通结构零件或大型及形状复杂零件的最终热处理；
（3）作为中碳和低合金结构钢重要零件的预备热处理；
（4）消除过共析钢中的网状二次渗碳体
5、试述热变形对金属组织和性能的影响。
（1）改变铸锭和坯料的组织和性能；
（2）产生热变形纤维组织（流线）；
（3）可能产生带状组织；
（4）可能产生热组织与魏氏组织。
五综述题（8分）
用20CrMnTi制造汽车变速箱齿轮，要求齿面硬度HRC58-60，中心硬度HRC30-45，试写出加工工艺路线答：加工工艺路线为：下料?锻造?正火?机械粗加工?渗碳+淬火+低温回火?喷丸?磨齿正火处理可使同批毛坯具有相同的硬度（便于切削加工），并使组织细化，均匀；渗碳后表面含碳量提高，保证淬火后得到高的硬度，提高耐磨性和接触疲劳强度；喷丸处理是提高齿轮表层的压力使表层材料强化，提高抗疲劳能力
金属材料与热处理试题及答案2
一、填空题（30分，每空1分）
1、根据采用的渗碳剂的不同，将渗碳分为固体渗碳液体渗碳和气体渗碳三种。
2、普通灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁及蠕墨铸铁中石墨的形态分别为片状棉絮状球状蠕虫
3、实际金属晶体的缺陷有空位间隙原子位错
4、工程中常用的特殊性能钢有不锈钢耐热钢耐磨刚
5、金属的断裂形式有脆性断裂和延性断裂两
种。
6、按冶炼浇注时脱氧剂与脱氧程度分，碳钢分为沸腾钢镇静钢连铸坯和半镇静钢
7、金属元素在钢中形成的碳化物可分为合金渗碳体和特殊碳化两类。
8、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。
9、合金常见的相图有匀晶相图共晶相图包晶相和具有稳定化合物的二元相图。
10、感应表面淬火的技术条件主要包括表面硬度有效淬硬深度淬硬区的分布
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 ）
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、常用不锈钢有铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢和（ A ）
A 铁素体-奥氏体不锈钢
B 马氏体-奥氏体不锈钢
C 莱氏体不锈钢
D 贝氏体不锈钢
3、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
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
5、马氏体组织有两种形态（B）。
A 板条、树状
B 板条、针状
C 树状、针状
D 索状、树状
6、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
7、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
8、C曲线右移使淬火临界冷却速度（），淬透性（A ）。
A 减小、增大
B 减小、减小
C 增大、减小D、增大、增大
9、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
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
11、GCrl5SiMn钢的含铬量是：（B）
A 15％
B 1．5％
C 0. 15％
D 0.015％
12、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
14、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
15、从金属学的观点来看，冷加工和热加工是以（C）温度为界限区分的。
A 结晶
B 再结晶
C 相变
D 25℃
三、名词解释（12分，每题3分）
1、加工硬化
答：金属材料随着冷塑变形程度的增大，强度和硬度逐渐升高，塑性和韧性逐渐降低的现象称为加工硬化或冷作硬化
2、结晶
答：结晶就是原子由不规则排列状态（液态）过渡到规则排列状态（固态）的过程。
3、稀有金属
答：一般是指那些在地壳中含量少、分布稀散、冶炼方法较复杂或研制使用较晚的一大类有色金属4、自然时效
答：自然时效是指经过冷、热加工或热处理的金属材料，于室温下发生性能随时间而变化的现象。
四、简答题（20分，每题4分）
1、简述奥氏体晶粒对钢在室温下组织和性能的影响。
答：奥氏体晶粒细小时，冷却后转变产物的组织也细小，其强度与塑性韧性都较高，冷脆转变温度也较低；反之，粗大的奥氏体晶粒，冷却转变后仍获得粗晶粒组织，使钢的力学性能（特别是冲击韧性）降低，甚至在淬火时发生变形、开裂。
2、写出下列牌号数字及文字的含意，Q235-F、KTZ450-06、H68、LF5。例如：HT100：表示灰铸铁，其最低抗拉强度为100MPa。、
答：Q235-F：表示普通碳素结构钢，其屈服强度为235MPa，F表示是沸腾钢。KTZ450-06：表示珠光体基体的可锻铸铁，其表示最低抗拉强度为450MPa，最小伸长率为6%。H68：表示含铜68%的黄铜。LF5：表示防锈铝，其序数号为5
3、轴承钢应满足哪些性能要求？
答：轴承钢应满足以下性能要求：
（1）高的接触疲劳强度和抗压强度；
（2）高的硬度和耐磨性；
（3）高的弹性极限和一定的冲击韧度；
（4）有一定的抗蚀性。
4、试述耐磨钢的耐磨原理。
答：耐磨钢工作时，如受到强烈的冲击、压力和摩擦，则表面因塑性变形会产生强烈的加工硬化，而使表面硬度提高到500—550HBS，因而获得高的耐磨性，而心部仍保持原来奥氏体所具有的高的塑性与韧性。当旧表面磨损后，新露出的表面又可在冲击与摩擦作用下，获得新的耐磨层。故这种钢具有很高的抗冲击能力与耐磨性，但在一般机器工作条件下，它并不耐磨。
5、简述回火的目的。、
答：回火的目的是：
（1）降低零件脆性，消除或降低内应力；
（2）获得所要求的力学性能；
（3）稳定尺寸；
（4）改善加工性
五综述题（8分）
用20CrMnTi制造汽车变速箱齿轮，要求齿面硬度HRC58-60，中心硬度HRC30-45，试写出加工工艺路线，并说明各热处理的作用目的
答：加工工艺路线为：下料?锻造?正火?机械粗加工?渗碳+淬火+低温回火?喷丸?磨齿正火处理可使同批毛坯具有相同的硬度（便于切削加工），并使组织细化，均匀；渗碳后表面含碳量提高，保证淬火后得到高的硬度，提高耐磨性和接触疲劳强度；喷丸处理是提高齿轮表层的压力使表层材料强化，提高
抗疲劳能力。
1、常见的金属晶格类型有___________、___________和___________。
2、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___________、___________、___________。衡量金属材料在交变载荷和冲击载荷作用下的指标有___________和___________。
3、常用的回火方法有低温回火、___________ 和 ___________ 。
4、工程中常用的特殊性能钢有_________、_________、_________。
5、根据铝合金成分和工艺特点，可将铝合金分为___________和__________两大类。
6、按冶炼浇注时脱氧剂与脱氧程度分，碳钢分为_________、_________、_________和_________。
7、钢在一定条件下淬火后，获得一定深度的淬透层的能力，称为钢的淬透性。淬透层通常以工件______到______的深度来表示。
8、冷塑性变形的内应力，按作用范围，可分为____________、____________、
____________ 。
9、铸铁中____________________________的过程称为石墨化，影响石墨化的主要因素有___________ 和 ___________。
10、根据共析钢的“C”曲线，过冷奥氏体在A1温度以下等温转变的组织产物可分为三大类，即___________型组织、___________型组织和___________型组织等。
二、选择题（30分，每题2分）
1、拉伸试验时．试样拉断前能承受的最大标拉应力称为材料的（）。
A 屈服点
B 抗拉强度
C 弹性极限
D 刚度
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
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
4、位错是一种（）。
A 线缺陷
B 点缺陷
C 面缺陷
D 不确定
5、晶体中原子一定规则排列的空间几何图形称（）。
A 晶粒
B 晶格
C 晶界
D 晶相
6、实际生产中，金属冷却时（）。
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
7、零件渗碳后，一般需经过（）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
8、从灰铸铁的牌号可以看出它的（）指标。
A 硬度
B 韧性
C 塑性
D 强度
9、机械制造中，T10钢常用来制造（）
A 容器
B 刀具
C 轴承
D 齿轮
10、钢经表面淬火后将获得：（）
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
11、GCrl5SiMn钢的含铬量是：（）
A 15％
B 1．5％
C 0. 15％
D 0.015％
12、铅在常温下的变形属：( )
A 冷变形
B 热变形
C 弹性变形
D 既有冷变形也有热变形
13、黄铜、青铜和白铜的分类是根据：（）
A合金元素 B密度 C颜色 D主加元素
14、用于制造柴油机曲轴，减速箱齿轮及轧钢机轧辊的铸铁为（）
A 可锻铸铁
B 球墨铸铁
C 灰口铸铁
D 白口铸铁
15、从金属学的观点来看，冷加工和热加工是以（）温度为界限区分的。
A 结晶
B 再结晶
C 相变
D 25℃
三、名词解释（12分，每题3分）
1、加工硬化
2、回复
3、合金
4、热处理
四、简答题（20分，每题4分）
1、铁碳合金中基本相是那些？其机械性能如何？
2、写出下列牌号数字及文字的含意，Q235-F、KTZ450-06、H68、LF5。
例如：HT100：表示灰铸铁，其最低抗拉强度为100MPa。
3、提高零件疲劳寿命的方法有那些？
4、试述正火的主要应用场合。
5、试述热变形对金属组织和性能的影响。
五综述题（8分）
用20CrMnTi制造汽车变速箱齿轮，要求齿面硬度HRC58-60，中心硬度HRC30-45，试写出加工工艺路线
参考答案：
一填空
1、体心立方晶格面心立方晶格密排立方晶格
2、强度硬度塑性疲劳强度冲击韧性
3、中温回火高温回火
4、不锈钢耐热钢耐磨刚
5、变形铝合金铸造铝合金
6、沸腾钢镇静钢连铸坯半镇静钢
7、表面半马氏体层
8、宏观（第一类）内应力晶间（第二类）内应力晶格畸变（第三类）内应力
9、碳以石墨形式析出冷却速度化学成分
10、珠光体贝氏体马氏体
二选择题
1 B
2 D
3 C
4 A
5 B
6 C
7 A
8 D
9 B 10 A 11 B 12 B 13 D 14 B 15 C
三名词解释
1、答：金属材料随着冷塑变形程度的增大，强度和硬度逐渐升高，塑性和韧性逐渐降低的现象称为加工硬化或冷作硬化。
2、答：回复是指冷塑性变形金属在加热温度较低时，金属中的一些点缺陷和位错的迁移，使晶格畸变逐渐降低，内应力逐渐减小的过程。
3、答：将两种或两种以上的金属或金属与非金属熔合在一起，获得的具有金属性质的物质，称为合金
4、答：热处理是通过加热和冷却固态金属的操作方法来改变其内部组织结构，并获的所需性能的一种工艺。
四、简答题（16分，每题4分）
1、答：
基本相有：铁素体奥氏体渗碳体
铁素体的强度和硬度不高，但具有良好的塑性和韧性。
奥氏体的硬度较低而塑性较高，易于锻压成型。
渗碳体硬度很高而塑性和韧性几乎为零，脆性大。
2、答：
Q235-F：表示普通碳素结构钢，其屈服强度为235MPa，F表示是沸腾钢。
KTZ450-06：表示珠光体基体的可锻铸铁，其表示最低抗拉强度为450MPa，最小伸长率为6%。
H68：表示含铜68%的黄铜。
LF5：表示防锈铝，其序数号为5。
3、答：
（1）设计上减少应力集中，转接处避免锐角连接；
（2）减小零件表面粗糙度；
（3）强化表面，在零件表面造成残余压应力，抵消一部分拉应力，降低零件表面实际拉应力峰值，从而提高零件的疲劳强度。
4、答：正火主要用于：
（1）改善低碳钢和低碳合金钢的切削加工性；
（2）作为普通结构零件或大型及形状复杂零件的最终热处理；
（3）作为中碳和低合金结构钢重要零件的预备热处理；
（4）消除过共析钢中的网状二次渗碳体。
5、答：
（1）改变铸锭和坯料的组织和性能；
（2）产生热变形纤维组织（流线）；
（3）可能产生带状组织；
（4）可能产生热组织与魏氏组织。
五综述题（8分）
答：
加工工艺路线为：下料?锻造?正火?机械粗加工?渗碳+淬火+低温回火?喷丸?磨齿
正火处理可使同批毛坯具有相同的硬度（便于切削加工），并使组织细化，均匀；
渗碳后表面含碳量提高，保证淬火后得到高的硬度，提高耐磨性和接触疲劳强度；
喷丸处理是提高齿轮表层的压力使表层材料强化，提高抗疲劳能力。
金属材料与热处理试题及答案2
一、填空题（30分，每空1分）
1、根据采用的渗碳剂的不同，将渗碳分为__________、__________和__________三种。
2、普通灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁及蠕墨铸铁中石墨的形态分别为__________、__________、__________和__________。
3、实际金属晶体的缺陷有__________、__________、__________。
4、工程中常用的特殊性能钢有_________、_________、_________。
5、金属的断裂形式有__________和__________两种。
6、按冶炼浇注时脱氧剂与脱氧程度分，碳钢分为_________、_________、_________和_________。
7、金属元素在钢中形成的碳化物可分为_________、_________两类。
8、常见的金属晶体结构有____________、____________和____________三种。
9、合金常见的相图有__________、__________、__________和具有稳定化合物的二元相图。
10、感应表面淬火的技术条件主要包括__________、__________及__________。
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（）
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、常用不锈钢有铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢和（）
A 铁素体-奥氏体不锈钢
B 马氏体-奥氏体不锈钢
C 莱氏体不锈钢
D 贝氏体不锈钢
3、以下哪种铸铁的断口呈灰黑色？（）
A 马口铁
B 白口铸铁
C 麻口铸铁D灰铸铁
4、用于制造渗碳零件的钢称为（）。
A 结构钢
B 合金钢
C 渗碳钢
D 工具钢
5、马氏体组织有两种形态（）。
A 板条、树状
B 板条、针状
C 树状、针状
D 索状、树状
6、实际生产中，金属冷却时（）。
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
7、零件渗碳后，一般需经过（）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
8、C曲线右移使淬火临界冷却速度（），淬透性（）。
A 减小、增大
B 减小、减小
C 增大、减小D、增大、增大
9、机械制造中，T10钢常用来制造（）
A 容器
B 刀具
C 轴承
D 齿轮
10、钢经表面淬火后将获得：（）
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
11、GCrl5SiMn钢的含铬量是：（）
A 15％
B 1．5％
C 0. 15％
D 0.015％
12、铅在常温下的变形属：( )
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（）为主加元素的铜合金。
A 铅
B 铁
C 锡
D 锌
14、在Fe-Fe3C和图中，奥氏体冷却到ES线时开始析出（）。
A 铁素体
B 珠光体
C 二次渗碳体
D 莱氏体
15、从金属学的观点来看，冷加工和热加工是以（）温度为界限区分的。
A 结晶
B 再结晶
C 相变
D 25℃
三、名词解释（12分，每题3分）
1、加工硬化
2、结晶
3、稀有金属
4、自然时效
四、简答题（20分，每题4分）
1、简述奥氏体晶粒对钢在室温下组织和性能的影响。
2、写出下列牌号数字及文字的含意，Q235-F、KTZ450-06、H68、LF5。
例如：HT100：表示灰铸铁，其最低抗拉强度为100MPa。
3、轴承钢应满足哪些性能要求？
4、试述耐磨钢的耐磨原理。
5、简述回火的目的。
五综述题（8分）
用20CrMnTi制造汽车变速箱齿轮，要求齿面硬度HRC58-60，中心硬度HRC30-45，试写出加工工艺路线，并说明各热处理的作用目的。
参考答案：
一填空
1、固体渗碳液体渗碳气体渗碳
2、片状棉絮状球状蠕虫状
3、空位间隙原子位错
4、不锈钢耐热钢耐磨刚
5、脆性断裂延性断裂
6、沸腾钢镇静钢连铸坯半镇静钢
7、合金渗碳体特殊碳化物
8、体心立方晶格面心立方晶格密排六方晶格
9、匀晶相图共晶相图包晶相图
10、表面硬度有效淬硬深度淬硬区的分布
二选择题
1 C
2 A
3 D
4 C
5 B
6 C
7 A
8 A
9 B 10 A 11 B 12 C 13 D 14 C 15 C
三名词解释
1、答：金属材料随着冷塑变形程度的增大，强度和硬度逐渐升高，塑性和韧性逐渐降低的现象称为加工硬化或冷作硬化。
2、答：结晶就是原子由不规则排列状态（液态）过渡到规则排列状态（固态）的过程。
3、答：一般是指那些在地壳中含量少、分布稀散、冶炼方法较复杂或研制使用较晚的一大类有色金属。
4、答：自然时效是指经过冷、热加工或热处理的金属材料，于室温下发生性能随时间而变化的现象。
四、简答题（16分，每题4分）
1、答：奥氏体晶粒细小时，冷却后转变产物的组织也细小，其强度与塑性韧性都较高，冷脆转变温度也较低；反之，粗大的奥氏体晶粒，冷却转变后仍获得粗晶粒组织，使钢的力学性能（特别是冲击韧性）降低，甚至在淬火时发生变形、开裂。
2、答：
Q235-F：表示普通碳素结构钢，其屈服强度为235MPa，F表示是沸腾钢。
KTZ450-06：表示珠光体基体的可锻铸铁，其表示最低抗拉强度为450MPa，最小伸长率为6%。
H68：表示含铜68%的黄铜。
LF5：表示防锈铝，其序数号为5。
3、答：轴承钢应满足以下性能要求：
（1）高的接触疲劳强度和抗压强度；
（2）高的硬度和耐磨性；
（3）高的弹性极限和一定的冲击韧度；
（4）有一定的抗蚀性。
4、答：耐磨钢工作时，如受到强烈的冲击、压力和摩擦，则表面因塑性变形会产生强烈的加工硬化，而使表面硬度提高到500—550HBS，因而获得高的耐磨性，而心部仍保持原来奥氏体所具有的高的塑性与韧性。当旧表面磨损后，新露出的表面又可在冲击与摩擦作用下，获得新的耐磨层。故这种钢具有很高的抗冲击能力与耐磨性，但在一般机器工作条件下，它并不耐磨。
5、答：回火的目的是：
（1）降低零件脆性，消除或降低内应力；
（2）获得所要求的力学性能；
（3）稳定尺寸；
（4）改善加工性。
五综述题（8分）
答：
加工工艺路线为：下料?锻造?正火?机械粗加工?渗碳+淬火+低温回火?喷丸?磨齿
正火处理可使同批毛坯具有相同的硬度（便于切削加工），并使组织细化，均匀；
渗碳后表面含碳量提高，保证淬火后得到高的硬度，提高耐磨性和接触疲劳强度；
喷丸处理是提高齿轮表层的压力使表层材料强化，提高抗疲劳能力。
一、填空题（每空1分，共20分）
1、金属材料与热处理是一门研究金属材料的、、与金属材料的间的关系和变化规律的学科。
2、金属材料的性能一般分为两类，一类是使用性能，它包括、和等；另一类是工艺性能，它包括、、
和等。
3、金属的整个结晶过程包括和两个基本过程组成。
4、冷处理的目的是：，，提高。
5、分别写出下列铁碳合金组织的符号：
铁素体，奥氏体，渗碳体，珠光体。
二、判断题(每题2分，共20分)
1、同一材料式样长短不同，测得的伸长率数值相同。（）
2、布氏硬度测量法不宜用于测量成品及较薄零件。（）
3、合金渗碳钢经最终热处理后的组织全部是回火马氏体。（）
4、T7碳素工具钢的含碳量为7%。（）
5、珠光体是由铁素体和渗碳体组成的金属化合物。（）
6、含碳量越高，钢的硬度越高。（）
7、一般情况下，金属的晶粒越细，力学性能越好。（）
8、Q235-A?F表示抗拉强度为235Mpa的A级沸腾钢。（）
9、弹性变形不能随载荷的去除而消失。（）
10、合金元素的有益作用只有通过适当的热处理才能发挥出来。（）
三、选择题(每题2分，共20分)
1、转变为－时的温度为（）℃
A、770
B、912
C、1394
2、洛氏硬度C标尺所用的压头是（）。
A、淬硬钢球
B、金刚石圆锥体
C、硬质合金球
3、用拉伸试验可测定材料的（）性能指标。
A、强度
B、硬度
C、韧性
4、拉伸试验时．试样拉断前能承受的最大标拉应力称为材料的（）。
A、屈服点
B、抗拉强度
C、弹性极限
5、位错是一种（）。
A、面缺陷
B、点缺陷
C、线缺陷
6、实际生产中，金属冷却时（）。
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
7、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
8、零件渗碳后，一般需经过（）才能达到表面硬度高而且耐磨的目的。
A、淬火+低温回火
B、调质处理
C、淬火+高温回火
9、铁碳合金相图上的共析线是（）。
A、ACD
B、ECF
C、PSK
10、生产上通常用来消除枝晶偏析的热处理是（）。
A、火焰淬火
B、均匀化退火
C、调质处理
四、名词解释(1-5题各3分，6题10分，共25分)
1、弹性变形
2、回复
3、固溶强化
4、热处理
5、再结晶
6、解释下列符号含义
（1）σ0.2（2）σs
（3）ψ（4）αk
（5）HRC
五、简答题（每题5分，共15分）
1、铁碳合金中基本相是那些？其机械性能如何？
2、强化金属材料的方法有哪些？
3、什么是金属的同素异构转变？以纯铁为例说明金属的同素异构转变。
一、填空题（每空0.5分，共20分）
1、成分组织热处理性能
2、力学性能物理性能化学性能
铸造性能锻造性能焊接性能切削加工性能（热处理性能）
3、晶核形成晶核长大
4、稳定工件尺寸减少组织中的残余奥氏体工件的硬度
5、F A Fe3C P
二、判断题（每题2分，共20分）
1-5、×√××× 6-10、√√××√
三、选择题（每题2分，共20分）
1-5、BBABC 6-10、CCACB
四、名词解释（1-5题各3分，6题10分，共25分）
1、弹性变形：材料在外力作用下产生变形，当外力取消后，材料变形即可消失，并能完全恢复原来形状的变形称为弹性变形。
2、回复：指冷塑性变形金属在加热温度较低时，金属中的一些点缺陷和位错的迁移，使晶格畸变逐渐降低，内应力逐渐减小的过程。
3、固溶强化：通过融入某种溶质元素来形成固溶体而使金属强化的现象称为固溶强化。
4、热处理：通过加热和冷却固态金属的操作方法来改变其内部组织结构，并获的所需性能的一种工艺。
5、再结晶：指经冷塑性变形的金属超过一定温度加热时，通过形核长大形成等轴无畸变新晶粒的过程。
6、解释下列钢牌号含义
（1）σ0.2：没有明显的屈服现象发生的材料，用试样标距长度产生0.2%塑性变形时的应力值作为该材料的屈服强度，用σ0.2表示，称为条件屈服强度。
（2）σs：表示屈服强度。
（3）T8：表示断面收缩率。
（4）αk：表示冲击韧性。
（5）HRC：表示洛氏硬度。
五、简答题（每题5分，共15分）
1、答：基本相有：铁素体奥氏体渗碳体
①铁素体的强度和硬度不高，但具有良好的塑性和韧性。
②奥氏体的硬度较低而塑性较高，易于锻压成型。
③渗碳体硬度很高而塑性和韧性几乎为零，脆性大。
2、答：①细化晶粒；②冷变形强化；③固溶强化；④热处理等
3、答：同一种金属在固态下随温度的变化由一种晶格类型转变为另外一种晶格类型的转变过程称为金属的
同素异构转变。
纯铁在912oC以下时为体心立方晶格，从912oC开始变为面心立方晶格，升温到1394oC时又转变为体
一、填空题（本大题20分，每空1分） 1、共晶转变和共析转变的产物都属于两相混合物。 2、塑性变形后的金属经加热将发生回复、再结晶、晶粒长大的变化。 3、共析钢的含碳量为0.77％。 4、Q235钢的含义是为屈服点数值（屈服强度）为235MPa的碳素结构钢。 5、单晶体塑性变形中滑移的实质是在切应力作用下，位错沿滑移面的运动。 6、体心立方晶格的致密度为68％。 7、根据钢的成分、退火的工艺与目的不同，退火常分为完全退火、等温退火、 均匀化退火、球化退火、去应力退火等几种。 8、钢在奥氏体化后，冷却的方式通常有等温冷却和连续冷却两种。 9、在铁碳合金的室温平衡组织中，强度最高的合金含碳量约为0.9 %。 10、工具钢按用途可分为刃具钢钢、模具钢钢、量具钢钢。 11、常用测定硬度的方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度测试法。 二、判断题（本大题10分，每小题1分） （在括号里正确的划“√”，错误的划“×”） 1、单晶体具有各向同性，多晶体具有各向异性。（×） 2、物质从液体状态转变为固体状态的过程称为结晶。（√） 3、共晶转变是在恒温下进行的。（√） 4、铁素体是碳溶解在γ-Fe中所形成的间隙固溶体。（×） 5、热处理选用的钢一般为本质细晶粒钢。（√） 6、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。（×） 7、弹簧在热处理后再进行喷丸处理，目的是在表面形成残余压应力。（√）8、熔点为232℃的锡在室温下的塑性变形是冷加工。（×） 9、金属结晶时，冷却速度愈大，则结晶后金属的晶粒愈粗大。（×） 10、铸铁经过热处理，改变了基体和石墨形态，从而提高了性能。（×） 三、单选题（本大题20分，每小题1分）
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,
《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）
1/工件淬火时常出现的缺陷有表面缺陷、性能缺陷、组织缺陷、形状缺陷。 2退火的目的主要是降低硬度，便于切削加工：消除或改善钢在铸造、轧制、锻造和焊接过程中所造成的各种组织缺陷；细化晶粒，改善组织，为最终热处理做准备；还有为了消除应力，防止变形和开裂。 3正火的目的和退火基本相同，但正火后得到细片状珠光体组织，对低碳钢来说讲，正火组织易进行机械加工；能降低工件切削加工的表面粗糙度；正火还可以消除过共析钢中的渗碳体网。 4淬火的目的是把奥氏体化的钢件淬成马氏体，然后和不同回火温度相配合,获得所需的力学性能。 5 热应力是由于工件加热或冷却时，各部温度不同，使之热胀冷缩不同而产生的应力叫热应力。 减少变形与防止开裂的方法很多，但主要的是靠正确的选材、合理的结构设计、冷热加工工艺的密切配合以及正确的热处理制度来保证。 1将同一棒料上切割下来的4块45#试样，同时加热到850°，然后分别在水、油、炉和空气中冷却，说明：各是何种热处理工艺？各获得何种组织？排列一下硬度大小：答：（1）水冷：淬火 M（2）油冷：淬火 M+T （3）炉冷：退火 P+F（4）空冷：正火 S+F 硬度（1）>（2）>（4）>（3） 2.两个碳质量分数为 1.2%的碳钢薄试样，分别加热到780°C和900°C，保温相同时间奥氏体化后，以大于淬火临界冷却速度的速度冷却至室温。试分析： （1）哪个温度加热淬火后马氏体晶粒较粗大？ （2）哪个温度加热淬火后马氏体碳含量较多？ （3）哪个温度加热淬火后残余奥氏体较多？ （4）哪个温度加热淬火后未溶渗碳体较多？ （5）你认为哪个温度加热淬火合适？为什么？ 答：（1）900°C（2）900°C（3）900°C （4）780°C（5）780°C，综上所述此温度淬火后得到的均匀细小的M+颗粒状Cm+AR 的混合组织，使钢具有最大的硬度和耐磨性。 3.用T10钢制造形状简单的车刀，其工艺路线为：锻造—热处理—机加工—热处理—磨加工。
工程材料及热处理考试试题A 卷 一、 选择题。（每题1.5分，共45分） 1.拉伸试验时，试样拉断前能承受的最大标称压力称为 （ ）。 A ．屈服点 B.抗拉强度 C 。弹性极限 2. 测定淬火钢件的硬度，一般常用（ ）来测试。 A ．布氏硬度计 B 。洛氏硬度计 C 。维氏硬度 计 3. 金属的（ ）越好，则其压力加工性能越好。 A ．硬度 B 。塑性 C 。强度 4.铁素体为（ ）晶格，奥氏体为（ ）晶格，渗 碳体为（ ）晶格。
A．体心立方B。面心立方C。密排六方D。复杂的 5. 铁碳合金状态图上的ES线，用代号（）表示，PSK线用代号（）表示。 A．A1 B。Acm C. A3 6. 铁碳合金状态图上的共析线是（），共晶线是（）A．ECF线B。ACD线C。PSK线 7. 08F钢牌号中，08表示其平均碳的质量分数为（）。 A．0.08% B。0.8% C。8% 8. 普通、优质和特殊质量非合金钢是按（）进行划分的。 A．主要质量等级B。主要性能C。使用特性D。前三者综合考虑 9.在下列三种钢中，（）钢的弹性最好，（）钢的硬度最高，（）钢的塑性最好。 A．T10 钢B。20钢C、65 钢 10. 选择制造下列零件的材料:冷冲压件（），齿轮（），小弹簧（）。
A．08F 钢B。70 钢C。45 钢 11.选择制造下列工具所用的材料：木工工具（），锉刀（），手锯锯条（）。 A.T8A 钢B。T10 钢C、T12 钢 12. 过冷奥氏体是（）温度下存在，尚未转变的奥氏体。A．Ms B。Mf C、A1 13. 调质处理就是（）的热处理。 A．淬火+低温回火B。淬火+中温回火C、淬火+高温回火 14、化学热处理与其他热处理方法的基本区别是（）。A．加热温度B、组织变化C、改变表面化学成分 15、零件渗碳后，一般需经（）处理，才能达到表面高硬度和耐磨的目的。 A、淬火+低温回火 B、正火 C、调质 16、合金渗碳钢渗碳后必须进行（）后才能使用。A．淬火+低温回火B、淬火+中温回火C、淬火+高温回火 17、将下列合金钢牌号归类：
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 、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。 9. 位错两种基本类型是刃型位错和螺型位错，多余半原子面是刃型位错所特有的 10. 在立方晶系中，｛120｝晶面族包括(120)、(120)、(102)、(102)、(210)、(210)> (201)、
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
《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。
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。
金属材料热处理考试试题答案 一.填空：（每空2分） 1. 对金属材料进行热处理主要源于提高其综合机械性能，符合材料在设计和制备过程中所遵 循的“成分－组织－性能”的原则。 2. 加工硬化是指金属材料随着塑性变形程度的增加，强度、硬度升高；塑性、韧性下降的现 象。加工硬化（冷变形）是热处理不能强化的金属材料的主要强化方法。 3. 钢铁材料热处理是通过加热、保温和冷却方式借以改变合金的组织与性能的一种工艺方法， 其基本内容包括热处理原理及热处理工艺两大方面。 4. 淬火保温时间主要根据钢的成分特点、加热介质和零件尺寸来确定。碳量越高，含合金元 素越多，导热性越差，则保温时间就越长，零件尺寸越大，保温时间越长； 5. 通常的淬火方法包括单液淬火、双液淬火、分级淬火和等温淬火等。 6. 目的：淬火钢件经回火可以减少或消除淬火应力，稳定组织，提高钢的塑性和韧性，从而使 钢的强度、硬度和塑性、韧性得到适当配合，以满足不同工件的性能要求 7. 低温回火的目的是降低应力和脆性，获得回火马氏体组织，使钢具有高的硬度、强度和耐 磨性。 8、热处理可分为：退火、正火、淬火、回火和表面热处理。 二．选择题： 二、选择题（每小题 1 分，计10分） 1、铸铁中的碳以石墨形态析出的过程称为（ B ）。 A：变质处理 B：石墨化 C：球化处理 2、灰铸铁中，碳以（ A ）形式存在。 A：片状石墨 B：球状石墨 C：渗碳体 3、铝属于（ A ）金属材料。 A：轻金属 B：重金属材料 C：软金属 4、黄铜是指（ A ）为主的合金。 A：铜和锌 B：铜和镍 C：铜和锡 5、正火与退火相比，正火后的组织硬度、强度较退火（ A ） A：高 B：低 C：相同 6、淬火加高温回火的热处理工艺称为（ A ） A：调质处理 B：变质处理 C：热处理 7、一般来说，铁碳合金中的含碳量越高，则硬度（ A ）。 A：越高 B：越低 C：不变 8、金属的韧性通常随加载的速度提高而（ B ）。 A：增大 B：减小 C：不变 9、晶体具有（ B ）性能。 A：各向同性 B：各向异性 10、完全退火应该把亚共析钢加热到完全（ A ）组织。 A：奥氏体组织 B：珠光体组织 C：铁素体组织
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
《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（）。
姓名: 班级: 学号: 遵 守 考 试 纪 律 注 意 行 为 规 范 哈尔滨工业大学（威海） 2012/2013 学年秋季学期 金属学及热处理A 试题卷（A ）参考答案 考试形式（开、闭卷）： 闭卷 答题时间： 120 （分钟） 本卷面成绩占课程成绩 80 % 一、名词解释（每题2分，共40分） 1. 固溶体：一种或多种溶质原子溶入主组元(溶剂组元)的晶格中且仍保持溶剂组元晶格类型的一类固态物质。 2. 晶胞：晶格最小的空间单位。一般为晶格中对称性最高、体积最小的某种平行六面体。 3. 结构起伏：熔体中原子的热运动和相互作用力导致的原子团分布不均匀现象。 4. 枝晶偏析：合金以树枝状凝固时，枝晶干中心部位与枝晶间的溶质浓度明显不同的成分不均匀现象。 5. 珠光体：奥氏体发生共析转变所形成的铁素体与渗碳体的共析体。 6. 滑移：晶体相邻部分在切应力作用下沿一定晶体学平面和方向的相对移动。是金属晶体塑性变形的主要方式。 7. 细晶强化：通过细化晶粒而使金属材料力学性能提高的方法称为细晶强化，工业上将通过细化晶粒以提高材料强度。 8. 回复：经冷塑性变形的金属在加热时，在光学显微组织发生改变之前所发生的某些亚结构和性能的变化过程。
9. 惯析面：固态相变时新相往往沿母相的一定晶面优先形成，该晶面被称为惯析面。 10. 球化退火：将钢加热到Ac1以上20～30℃，保温一段时间，然后缓慢冷却到略低于Ar1的温度，并停留一段时间，使组织转变完成，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。 11. 时效强化：合金元素经固溶处理后，获得过饱和固溶体。在随后的室温放置或低温加热保温时，第二相从过饱和固溶体中析出，引起强度，硬度以及物理和化学性能的显著变化，这一过程被称为时效强化。 12. 离异共晶：有共晶反应的合金中，如果成分离共晶点较远，由于初晶相数量较多，共晶相数量很少，共晶中与初晶相同的那一相会依附初晶长大，另外一个相单独分布于晶界处，使得共晶组织的特征消失，这种两相分离的共晶称为离异共晶。 13. 三次渗碳体：从铁素体F中析出的渗碳体叫三次渗碳体 14. 超塑性：超塑性是指材料在一定的内部条件和外部条件下，呈现出异常低的流变抗力、异常高的流变性能的现象。 15. 淬透性：表示钢在一定条件下淬火时获得淬硬层（马氏体层）深度。它是衡量各个不同钢种接受淬火能力的重要指标之一。 16. 中温回火：回火温度范围为350-500摄氏度，回火后的组织为回火屈氏体 17. 刚度：机械零件或构件抵抗弹性变形的能力。 18. 调质：淬火加高温回火的综合热处理工艺。 19. 软位向：滑移时临界分切应力中取向因子取极大值对应的屈服强度最低叫软位向。 20. 下贝氏体：当过冷奥氏体的温度下降到350至230℃范围时，所形成的产物叫下贝氏体，是由含碳过饱和的片状铁素体和其内部沉淀的碳化物组成的机械混合物。
1.滑移和孪晶的变形机制有何不同？为什么在一般条件下进行塑性变形时锌中容易出现 孪晶，而纯铁中容易出现滑移带？ 主要的不同：（1）晶体位向在滑移前后不改变，而在孪生前后晶体位向改变，形成镜面对称关系。（2）滑移的变形量为滑移方向原子间距的整数倍，而孪生过程中的位移量正比于该层至孪晶面的距离。（3）孪生是一部分晶体发生了均匀的切变，而滑移是不均匀的。 锌的晶体结构为密排六方，密排六方金属滑移系少，所以容易出现孪晶，而纯铁为体心立方结构，滑移系多，所以容易出现滑移带。 2.多晶体塑性变形与单晶体塑性变形有何不同？ 多晶体的每一晶粒滑移变形的规律与单晶体相同，但由于多晶体中存在晶界，且各晶体的取向也不相同，多晶体的塑性变形具有以下特点： （1）各晶粒不同同时变形； （2）各晶粒变形的不均匀性； （3）各变形晶粒相互协调。 3.什么是滑移、滑移线、滑移带和滑移系？滑移线和滑移带是如何在金属表面形成的？列 举金属中常见晶体结构最重要的滑移系，并在其晶胞内画出一个滑移系。哪种晶体的塑性最好？哪个次之？为什么？ 所谓滑移是指在切应力的作用下，晶体的一部分相对于另一部分沿一定的晶面和晶向发生相对滑动，滑动后原子处于新的稳定位置。晶体材料的滑移面与晶体表面的交线称为滑移线。由数目不等的滑移线或滑移台阶组成的条带称为滑移带。一个滑移面和该面上的一个滑移方向组成一个滑移系。 滑移线是由于晶体的滑移变形使试样的抛光表面产生高低不一的台阶所造成的；相互靠近的小台阶在宏观上反映的是一个大台阶，所以形成了滑移带。 滑移系越多，金属发生滑移的可能性越大，塑性就越好。滑移方向对滑移所起的作用比滑移面大，所以面心立方晶格金属比体心立方晶格金属的塑性更好。密排六方由于滑移少，塑性最差。 4.简述一次再结晶与二次再结晶的驱动力，并说明如何区分冷、热加工。动态再结晶与静 态再结晶后的组织结构的主要区别是什么？ 一次再结晶的驱动力是冷变形所产生的储存能的释放。二次再结晶的驱动力是由于界面能变化引起的。在再结晶温度以上的加工变形称为热加工，在再结晶温度以下的加工过程称为冷加工。 动态再结晶和静态再结晶过程相似，同样是形核长大过程，也是通过形成新的大角度晶
《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
《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）
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Ａ 温度，＝０，而、、均为正植，并１ 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：
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%