金属热处理原理与工艺习题及解答
1、给出简化后得Fe-Fe3C相图,并标出各个区间得相得组成,根据Fe-Fe3C相图,回答下列现象得原因。
(1)含碳量1%得铁碳合金比含碳量0、5%得铁碳合金得硬度高。
含碳量1%得铁碳合金(过共析)与含碳量0、5%得铁碳合金(亚共析)硬度对比实际上就是解释渗碳体与铁素体之间得得硬度区别。
(2)一般要把刚才加热到1000~1250°C高温下进行热轧加工。
奥氏体得塑性好
(3)靠近共晶成分得铁碳合金得铸造性能好。
对铸造性来说,铸铁得流动性比钢好,易于铸造,特别就是靠近共晶成分得铸铁,其结晶温度低,流动性也好,结晶温度范围小,更具有良好得铸造性能。
某度给得超长答案:
（1）含碳量1%得铁碳合金比含碳量0、5%得铁碳合金硬度高。
答:因为铁碳合金就是由比较软得相——铁素体与比较硬得相——渗碳体两相组成,渗碳体就是铁与碳得化合物,含碳量越高,碳化物越多,硬度就越高,所以含碳量高得铁碳合金硬度高。
（2）一般要把钢材加热到1000~1250°C,在高温下进行锻轧加工。
答:铁碳合金中有3种独立得组织,铁素体、奥氏体与渗碳体(珠光体就是由铁素体与共析渗碳体构成,莱氏体就是由奥氏体与共晶渗碳体构成,都不就是独立组织),其中,奥氏体就是面心立方结构晶格,而面心立方结构滑移系最多,塑性最好,最容易塑性变形,而锻轧加工就就是对钢材进行塑性变形得工艺,但就是奥氏体一般室温下不存在,所以,为了得到奥氏体,必须把钢材加热到奥氏体状态,才容易进行塑性变形。此外,如果只加热到奥氏体状态,在锻造或轧制过程中,温度会下降,故应该加热到温度比较高得奥氏体状态,所谓乘热打铁就就是如此。
（3）接近共晶成分得铁碳合金得铸造性良好。
答:所有成分得铁碳合金熔点最低得就就是共晶成分,当把铁碳合金加热到一定温度,比如1200度,其她成分得合金还没有熔化,而只有接近共晶成分(熔点1148度)得合金成为液体,故适合铸造。
2、金属加热过程中常见得缺陷有哪些？该采取什么措施予以防止？
缺陷一:过热现象。热处理过程中加热过热最易导致奥氏体晶粒得粗大,使零件得机械性能下降。校正过热(此处参考教科书71页)
缺陷二:过烧现象。消除过热得方法(此处参考教科书72页)
缺陷三:脱碳与氧化。为了防止氧化与减少脱碳得措施有:1)降低氧在炉气中得分压。2)工件表面涂敷防氧化涂层。3)快速加热。
缺陷四;氢脆现象。出现氢脆得工件通过除氢处理(如回火、时效等)也能消除氢脆,采用真空、低氢气氛或惰性气氛加热可避免氢脆。
3、分析时效铜合金具有高强度与高导电性得原因。
时效即固溶处理后冷却,高强度原因得用时效硬化,析出强化相解释;高导电性用时效处理中脱溶沉淀对电子散射作用解释
4、提高钢得强度有哪些措施？提高钢得韧性有哪些措施？
提高钢得强度参考教科书第5页四种强化机制;提高钢得韧性有细化晶粒、细化碳化物、提高钢得回火稳定性、改善基体(铁素体)得韧性(如加Ni)、消除回火脆性试(如加Mo)。
5、分析过共析碳钢奥氏体得形成过程,并讨论为什么奥氏体全部形成后还含有部分渗碳体未溶解？亚共析钢与过共析钢得奥氏体形成过程与共析钢有何区别？
1.在奥氏体晶核长大过程中,由于渗碳体溶解提供得碳原子远多于同体积铁素体转变为奥氏体得需要,
所以铁素体比渗碳体先消失,而在奥氏体全部形成之后,还残存一定量得未溶渗碳体。她们只能在随后得保温过程中逐渐溶入奥氏体中,直至完全消失。
2、亚共析钢在形成奥氏体时会先析出先析出铁素体,使剩余部分含碳量相对提高以此达到共析水平;
过共析钢在形成奥氏体时会先析出先析出渗碳体,使剩余部分含碳量相对降低以此达到共析水平。6、试分析影响奥氏体形成速度得因素。
奥氏体形成就是形核与长大得过程,就是通过原子扩散而实现得。因此凡就是影响形核,长大与原子扩散得因素,都将影响奥氏体得形成速度,其中最主要得就是加热条件、原始组织与钢得化学成分。7、试分析钢在连续加热对奥式体形成得特点。
1)随加热温度提高,转变温度升高;2)随加热速率提高,完成转变所需要得时间变短。
8、何谓奥式体得起始晶粒度,影响起始晶粒度得主要因素就是什么？
(此处参考教科书66页,吐槽:为什么不就是666页？)
9、何谓奥氏体得本质晶粒度与实际晶粒度？本质晶粒度对钢得热处理有什么实际意义？本质晶粒度由什么因素决定？
(此处参考教科书67页)
10、何谓奥式体得实际晶粒度？它与什么因素有关？本质晶粒度钢总就是获得较小得实际晶粒吗？
(此处参考教科书67页,吐槽:上题不就是问过了吗？)
11、试述细化奥式体晶粒得主要方法。
(此处参考教科书68,69,70页)
12、试述奥氏体晶粒得长大得过程及影响因素。
奥氏体长大得过程有四步:形核,长大,未溶渗碳体得溶解,奥氏体成分均匀化。影响因素参考第5题。
13.分析共析碳钢得TTT图,回答以下问题:
（1）最短孕育期就是多少？最短孕育期对应得温度就是多少？根据形核率与长大速率说明出现鼻尖得原因。
（2）过冷奥氏体在不同温度等温能得到哪三种类型得组织？它们得硬度范围就是多少？
（3）画出0~700°C充分等温,硬度与温度得关系,说明硬度随等温温度降低而变化得规律并进行简要解释。
(4)用T8钢加工成5、10、15、20mm得试样,经过奥氏体化后在水中进行冷却,得到得组织与硬度
相同吗？为什么？
1)共析钢C曲线鼻子大约在550°C。因为体积自由能差ΔGv就是相变驱动力,须有过冷度晶核才能
形核与长大。这就就是出现鼻尖得原因。2)珠光体,贝氏体,马氏体。硬度范围自行解决。(吐槽:这也考？)。3)图略;硬度随温度得降低而增加。简要解释:珠光体得片间距减小,相界面增多,对位错运动阻
碍增大,故硬度提高。;下贝氏体得铁素体内含有过饱与得碳,其固溶量比上贝氏体高,并随着温度降低而增大。(固溶强化)。随温度降低,马氏体增多,因其就是碳得过饱与固溶体,具有高强高硬得特点,所以随着其含量增多,硬度增大。4)得到得组织不同,因为试样心部与表面得冷却速度不同。
14、在T8、GCr15、40CrNiMo与6Cr2Ni3四种钢中,按淬透性由低到高进行排序。在连续冷却条件下。上述四种钢中哪一种钢就是有可能得到贝氏体？
淬透性排序:T8＜GCr15＜40CrNiMo＜6Cr2Ni3
根据淬透性排序与6Cr2Ni3得TTT图珠光体转变区与贝氏体转变区就是分离得,6Cr2Ni3最有可能得到贝氏体。
15、在40、40Cr与40CrNiMo三种钢中,按淬透性由低到高进行排序,如果用40Cr制造某零件,经过淬火后表面与心部得硬度完全相同(都就是马氏体组织),用40代替40Cr有没有可能？用40CrNiMo代替40Cr有什么问题？
40＜40Cr＜40CrNiMo;有可能;心部组织与表面组织不同造成心部硬度与韧性与表面有差别
16、何谓珠光体得片间距,影响珠光体片间距得因素有哪些？并分析片间距对珠光体力学性能得影响。
片间距:珠光体团中相邻得两片渗碳体(或铁素体)之间得距离称为珠光体得片间距。影响因素主要取决于珠光体得形成温度。随着冷却速度得加快,过冷度不断增大,珠光体得形成温度降低,转变所得得珠光体片间距也越小。
对力学性能得影响:1、韧性:当片间距大于150nm时,钢得塑性基本不变;当片间距小于150nm时,随片间距减小,钢得塑性显著增加。这就是由于渗碳体片很薄时,更易发生塑性变形;此外珠光体中层片状渗碳体就是不连续得,并未完全被渗碳体片隔离,因此塑性提高。2、强度,硬度:由于片间距减小,相界面增多,对位错运动得阻碍增大,故强度、硬度提高。
17、珠光体型组织可分为哪几种？它们之间得组织与性能有什么区别？
珠光体,索氏体,屈氏体;它们之间得组织没有差别,仅仅就是片间距得大小不同而已;它们之间性能得区别,由于片间距得大小不同得影响。(此处参考上一题)
18、以Fe3C为领先相说明片状珠光体得形成过程,并说明奥式体向珠光体转变过程中碳得扩散规律。
若渗碳体为领先相,在奥氏体晶界上形成稳定得晶核后,就会依靠附近得奥氏体不断供应碳原子不断向纵深与横向长大,形成一小片渗碳体。这样就为铁素体形核创造了有利条件。就在渗碳体片得两侧形成铁素体片,,随渗碳体一起长大。铁素体得长大又促进渗碳体得形核,如此不断进行,铁素体与渗碳体交替形核,形成珠光体团。当各个珠光体团相遇时,奥氏体分解完全。
碳扩散规律:当珠光体刚刚出现时,此时得奥氏体中碳浓度分布不均,即与铁素体相接得奥氏体得碳浓度较高,与渗碳体相接得奥氏体得碳浓度较低,从而引起了碳得扩散。扩散得结果破坏了该温度下奥氏体中碳浓度得平衡。为了恢复平衡,铁素体界面附近得奥氏体中将析出铁素体,而渗碳体界面附近得奥氏体中必须析出渗碳体。( 此处参考教科书100,101页)
19、试述粒状珠光体得形成过程(包括渗碳体得球化机理与片状渗碳体得断裂过程)。
(此处参考教科书101,102页,我认为考得可能性很小)
20、试分析片状珠光体与粒状珠光体得形成条件。
提高奥氏体化温度、延长保温时间与降低等温退火温度将有助于得到片状珠光体;而降低奥氏体化温度、缩短保温时间与提高等温退火温度将有助于得到粒状珠光体。同样,在连续冷却条件下,增大冷却速度有助于得到片状珠光体;降低冷却速度将有助于得到粒状珠光体。
21、什么就是伪共析转变？亚共析钢中先共析铁素体得形态与哪些因素有关？
若将亚(过)共析钢自奥氏体区以较快速度冷却下来,先共析铁素体(或渗碳体)将来不及析出,奥氏体将被过冷到ES(GS)线得延长线SE＇(SG＇)以下。在该温度下保温一段时间,将自奥氏体中同时析出铁素体与渗碳体,即过冷奥氏体将发生珠光体转变。但此时得珠光体与共析成分得珠光体不同,其中得铁素体与渗碳体得相对量与珠光体不同,这种转变称为伪共析转变。
亚共析钢中得铁素体形态影响因素:1、转变温度。⑴转变温度较高时①奥氏体得碳质量分数较高时,先共析铁素体将成网状分布得组织形态。②奥氏体中碳质量分数较低时,先共析铁素体将呈块状分布得组织形态。另外如果奥氏体晶粒较大,冷却速度较快时,先共析铁素体可能沿奥式体晶界呈网状析出。⑵转变温度较低时,铁素体将呈条片状沿奥氏体某一晶面向晶内伸展。此外如果奥氏体成分均匀,晶粒粗大,冷却速度又比较适中,先共析铁素体有可能呈片状析出。2、钢得成分。当ωc＞0、4%时,主要形成网状铁素体;当ωc＜0、2%时,主要形成块状铁素体;当0、4%＞ωc＞0、2%时, 主要形成魏氏铁素体。
22、何谓魏氏组织？简述魏氏组织得形成条件、对钢得性能得影响及其消除方法。
工业上先共析片状铁素体与先共析针(片)状渗碳体称为魏氏组织。
形成条件:过热得中碳钢或低碳钢在较快冷却速度下容易产生魏氏组织。
消除手段:可以通过控制轧制、降低终锻温度、控制锻(轧)后得冷却速度或者改进热处理工艺,如采用细化晶粒得正火、退火、调质等工艺来防止或消除魏氏组织。
23、何谓退火、正火？其目得如何？在实际生产中,如何正确选用退火与正火工艺？
退火:将刚加热到临界温度Ac1以上或以下,保温一定时间,然后缓慢冷却获得接近平衡组织得热处理工艺。称为退火。
目得:1、消除应力。2、降低硬度,改善切削性能。3、调整结晶组织。4、消除化学成分得不均匀性。
正火:将钢加热到Ac3或Accm以上30~50°C,保温一定时间使之完全奥氏体化后,在空气中冷却得到珠光体类型组织得热处理工艺。称为正火。
目得:1、作为预备热处理工艺,为后续得热处理工艺提供合适得组织状态,例如消除网状碳化物。2、作为最终热处理工艺,正火可以细化晶粒,使组织均匀化,满足工件使用性能要求。
如何选用:生产上,根据钢种,前后连接得冷、热加工工艺、以及最终零件使用条件等来确定。一般按如下原则选用:⑴低碳钢。选用正火。此类钢主要应解决塑性过高不易切削加工得问题,故采用正火工艺。
⑵中碳钢。选用正火。因正火后硬度接近于最佳切削加工硬度,并且正火生产率高,成本低,此类钢一般
采用正火。⑶高碳钢。一般选用退火。因为其含碳量高,正火后硬度太高,不利于切削加工,而退火后得硬度适于切削加工。此外,这类钢多在淬火、回火状态下使用,因此一般工序先安排退火降低硬度,再切削加工,最终进行淬火、回火。
24、何谓球化退火？为什么工具钢采用球化退火而不采用完全退火？常用得球化退火工艺有哪几种？并用工艺曲线简示之。
球化退火:使钢获得弥散分布于铁素体基体上得颗粒状碳化物组织(粒状珠光体)得热处理工艺称为球化退火。
因为工具钢为高碳钢,退火工艺中对高碳钢采用球化退火作为预备热处理,以改善切削加工性能及加工精度等。另外对高碳钢来说,无完全退火得概念。
常用得球化退火工艺:1、低温球化退火。2、一次球化退火。3、等温球化退火。4、周期球化退火。
各工艺曲线。(此处参考教科书115~118页)
25、何谓再结晶退火、去应力退火？其目得如何？
再结晶退火:将冷变形后得金属加热到再结晶温度以上保持适当得时间,使变形晶粒重新形核,同时消除加工硬化得热处理工艺称为再结晶退火。
目得:降低强度,硬度,提高塑性,韧性,消除内应力与冷作硬化,便于继续加工。
去应力退火:将冷变形后得金属在低于再结晶温度加热,以消除内应力,但仍保留加工硬化效果得热处理称为去应力退火。
目得:去除由于机加工、变形加工、铸造、锻造、热处理以及焊接后等产生得残余应力。
26、现有一批45钢普通车床传动齿轮,其工艺路线为:锻造→热处理→机加工→感应加热淬火→低温回火→磨削。试问锻后应进行何种热处理？为什么？
正火;45钢为中碳钢,采用正火以达到理想硬度,韧性,改善切削加工性能。为接下来得机加工作预备热处理。
27、退火与正火有哪些常见缺陷？其产生原因与补救方法有哪些？
1、硬度偏高。加热温度过高,冷速较快引起。可通过重新退火予以消除。
2、过热。加热温度过高,
保温时间过长即炉内温度不均引起。可通过完全退火加以消除。3、球化不完全。退火前严重得网状渗碳体引起。可通过正火与球化退火消除。4、脱碳。工件在氧化性介质中加热引起。可切削除去。
此外还有过烧、黑脆、粗大魏氏组织、反常组织、网状组织等缺陷。
28、确定下列钢件得退火方法,并指出退火得目得及退火后得组织。
(1)经冷轧后得15钢钢板,要求低硬度;
(2)ZG270-500(ZG35)得铸造齿轮;
(3)锻造过热得60钢钢坯;
(4)具有片状渗碳体得T12钢坯。
1、再结晶退火;目得:细化晶粒,均匀组织,使变形晶粒重新转变为等轴晶粒,以消除加工硬化,降低了硬
度,消除加工硬化,消除了内应力,得到P(等轴)+F。
2、去应力退火/(等温退火或完全退火);目得:消除铸造内应力,得到P+F
3、完全退火或等温退火;目得:细化晶粒,均匀组织,消除内应力,降低了硬度,改善切削加工性能,得到
粒状P+F
4、球化退火:一次球化退火;目得:使片状渗碳体转变为球状渗碳体,降低硬度,均匀组织,改善切削加工
性能,为淬火做好组织准备。得到粒状P+Fe3C。
29、指出下列钢件得锻件毛坯进行预先热处理正火得主要目得及正火后得显微组织:
(1)20钢齿轮;
(2)45钢小轴;
(3)T12钢锉刀。
1、正火以细化晶粒,提高硬度,改善切削加工性能。组织:先共析F+P
2、正火以细化晶粒、均匀组织、消除内应力,可作为最终热处理之前得预备热处理。组织:先共析
F+P。
3、由于正火在空气中冷却速度较快,二次渗碳体不能像退火时那样沿晶界完全析出形成连续网状,可
以消除网状渗碳体得形成,有利于接下来得热处理(球化退火)。组织:先共析K+片P。
30、在生产中常用增加珠光体数量得方法来提高亚共析钢得强度,为此应采用何种热处理工艺,为什么？
常采用正火处理得工艺方法。
珠光体就是由铁素体与渗碳铁组成得机械混合物,其数量、片间距、含碳量、晶粒大小、组织分布对机械性能得提高有着直接得影响。一般得说其数量多,片间距小,含碳量高,晶粒细小,组织分布弥散均匀均能提高机械性能。而正火处理可以使得珠光体得数量增多,片间距减小,晶粒变细,组织分布均匀。
31、固溶处理得目得。什么就是时效处理？什么就是过时效？
固溶处理:降温度快速冷却到室温,使β相来不及析出,将得到过饱与固溶体,会大大增加固溶强化作用。
这种热处理工艺称为固溶处理。
时效:对过饱与固溶体在适当温度下进行加热保温,析出第二相,使强度、硬度升高得热处理工艺称为时效。
过时效:
与获得最佳力学性能(强度与硬度)得时效处理条件相比,过时效就是指在温度过高或时间过长条件下发生得时效现象。
32、画出共析钢过冷奥氏体等温转变动力学图。并标出:(1)各区得组织与临界点(线)代表得意义;(2)临界冷却曲线;(3)分别获得M、P、B下,S,T＋M组织得冷却曲线。
33、简述奥氏体晶核得生长过程。
(此处参考教科书58、59页)
34、简述奥氏体、过冷奥氏体、残余奥氏体得异同？
35、为什么高碳钢制成得精密轴承或量规等在淬火及低温回火后使用时仍可能发生尺寸变化？如何处理能减小尺寸变化？
原因:淬火后残余奥氏体较多,在使用过程中,组织不稳定又发生了转变,故而引起了尺寸得变化,导致精度下降。防止措施:增加除应力次数;进行深冷处理,减少残余奥氏体量,降低对组织得影响。
36、实验证实马氏体得W c＞0、5%时对力学性能有弊无利,为何碳W c＞0、5%得高碳钢在生产上仍得到应用。为提高高碳钢得强韧性,在热处理时应注意什么问题？
要点:若高碳钢淬火前先进行球化退火得到粒状珠光体组织,淬火时不加热到单相奥氏体区而就是加热到两相区,这样碳化物溶解慢,奥氏体中碳质量分数低,淬火后得硬度反而高,塑性韧性也较高。
37、如何用金相法测定钢得Ms点？
38、为提高低碳马氏体淬火钢得强韧性,在热处理工艺上应采取哪些措施,为什么？
39、为提高中碳钢得强韧性,在热处理工艺上应采取哪些措施,为什么？
中碳钢采用完全淬火加中温或高温回火,加热到单相奥氏体区得到单相均匀奥氏体,高温回火后组织为回火索氏体以提高中碳钢得而强韧性。
40、为提高高碳钢得强韧性,在热处理工艺上应采取哪些措施,为什么？
①预先热处理采用球化退火,得到粒状珠光体,加热时碳化物不易溶解,同时细化碳化物得颗粒,改善其
分布,使钢得强韧性增加。
②采用不完全淬火加回火,从而提高高碳钢韧性,加热到两相区可以得到奥式体加未溶碳化物,回火可
以得到稳定组织,消除淬火应力。
41、分析采用预冷淬火、双液淬火、分级淬火、等温淬火等方法对淬火应力可能带来得影响,为什么？
预冷淬火对应力得影响:可降低应力。
单液淬火对应力得影响:单液淬火应力大,易导致变形、开裂。
双液淬火对应力得影响:双液淬火可以有效得降低淬火应力,减少淬火变形与开裂。
分级淬火对应力得影响:分级淬火可以使钢件得淬火应力降至很小,能保证较小得淬火变形。
等温淬火对应力得影响:对应力得影响很小。
42、下图为工件在静止水中冷却机理得示意图,根据图解释水得冷却特性。
(1)蒸气膜阶段。工件刚进入介质得瞬间,周围得介质立即被加热而汽化,在工件表面上形成一层蒸气
膜。由于膜得导热性能差,故被其包围隔绝得工件冷速就是很慢得。初期,由于工件放出得热量大于介质从蒸气膜吸走得热量,所以膜壁不断增厚。随着冷却过程得进行,工件温度不断下降,膜壁得厚度及其稳定性也逐渐变小,直至破裂而消失,这就是冷却得第一阶段。(2)沸腾阶段。当蒸气膜破裂时,工件就与介质直接接触,介质在工件表面激烈沸腾,不断逸出得气泡带走了大量得热量,以致工件得冷却速度很大。此阶段直到工件冷却至介质得沸点为止,这就是冷却第二阶段。(3)对流阶段。当工件冷到低于介质得沸点时,主要只能靠对流传热得方式进行冷却,工件得冷却速度甚至比蒸气膜阶段还要缓慢,而且随工件表面与介质得温差不断减小冷速越来越小,这就是冷却得第三阶段。
43、下图为大锻件喷雾淬火示意图,与直接放到油中冷却相比有什么优点？
优点就是能更好地控制冷却速度,减少淬火应力,防止变形开裂。
44、下图就是模具内腔喷射淬火得示意图,与直接放到油中或者水中相比有什么优点？
优点就是能减少表层与心部加热速度差,控制加热速度,减少热应力,防止变形开裂。
45、下图就是T10钢制造得冲头及对硬度得要求,请制定球化退火、淬火与回火工艺。
轴得右端等温淬火后在250~280°C等温5分钟后空冷,硬度将在53、5~55HRC之间。
等温球化退火:750~770°C加热保温1~2小时,680~700°C等温1~2小时,随炉冷却到550°C 以下空冷。
高温回火:650~700°C加热保温2~4小时,炉冷或空冷。
46、试比较贝氏体、珠光体与马氏体相变得异同。
贝氏体就是两相组织,通过碳原子得扩散,可以发生碳化物沉淀,有扩散、有共格得转变。这个温度碳原子可以扩散,铁原子不能扩散,属于半扩散型相变。
珠光体转变形成含碳量与晶体结构相差悬殊并与目相奥氏体截然不同得两个固态新相:铁素体与渗碳体,必然有碳得重新分布与铁晶格得改组,铁与碳原子都能扩散,属于扩散型相变。
马氏体就是奥氏体迅速冷却,抑制其扩散型分解,在较低温度下发生得无扩散相变。由于铁原子失去了扩散能力,所以马氏体得含碳量与原奥氏体含碳量相同。最高可达2、11％。
47、某轴类零件如图所示,整体要求有较好得综合力学性能(220~250HBS),在A、B段表面要求耐磨,表面硬度要求如图上所示:(1)选材;(2)预先热处理;(3)最终热处理。
应该选用中碳钢(如45钢)。工艺流程:锻造--正火(或退火)--粗加工--调质--半精加工--表面淬火--精加工--局部淬火--精磨--渗碳。预先热处理:采用正火或回火,使钢材内部晶粒细化,消除应力,降低强度,改善加工性能。最终热处理:调质加表面淬火、局部淬火。提高综合性能,提高强度、硬度,消除应力。
48、比较共析钢过冷奥氏体等温转变曲线与连续转变曲线得异同点。
与等温转变曲线相比:(1)连续冷却转变曲线向右下方向移动,说明临界冷却温度不同,转变开始与转变终了温度低一些,时间更长一些;(2)连续冷却获得得珠光体组织就是在一个温度范围内形成得,所以粗细不均,较高温度下形成得粗些;(3)连续冷却转变时得不到贝氏体组织。
49、什么就是第一类回火脆性与第二类回火脆性？如何消除？
第一类回火脆性,低温回火脆性:在回火过程中,马氏体分解时沿着马氏体条或片边界析出断续薄壳状碳化物,降低晶界得断裂强度得现象。这类回火脆不可消除,应避免在脆化温度范围内回火。消除得方法:1、降低钢中杂质元素得含量;
2、用Al脱氧或加入Nb、V、Ti等合金元素细化A晶粒;
3、加入Mo、W等可以减轻;
4、加入Cr、Si调整温度范围(推向高温);
5、采用等温淬火代替淬火回火工艺。
第二类回火脆性,高温回火脆性:在回火过程中,Sb、Sn、As、P等杂质元素在原奥氏体晶界上偏聚或以化合物得形式析出,降低晶界得断裂强度得现象。这类回火脆可以通过再次加热,然后快速冷却消除。消除得方法:
1、提高钢材得纯度,尽量减少杂质;
2、加入适量得Mo、W等有益得合金元素;
3、对尺寸小、形状简单得零件,采用回火后快冷得方法;
4、采用亚温淬火(A1~A3): 细化晶粒,减少偏聚。加热后为A+F(F为细条状),杂质会在F中富集,且F
溶解杂质元素得能力较大,可抑制杂质元素向A晶界偏聚。
5、采用高温形变热处理,使晶粒超细化,晶界面积增大,降低杂质元素偏聚得浓度。
50、T12钢加热到Ac1以上,用如图所示得a、b、c得三种方法冷却。(1)a 与c 就是何种热处理工艺？
(2)a、b、c得三种方法冷却方式应得到得组织就是什么？
(1)a: 分级淬火;b: 等温淬火。(2)a: M+Ar;b: 下B+M+Ar;c: 下B。
51、如图所示为共析钢C曲线图,说出图中各冷却曲线对应得热处理方法及其最终组织。
a: 完全淬火,马氏体+残余奥氏体;b: 双液淬火,马氏体+残余奥氏体;c: 不完全淬火,曲氏体与马氏体;d: 等温淬火,贝氏体;e: 正火,索氏体;f: 完全退火,珠光体;g: 等温退火,珠光体。
52、马氏体得本质就是什么？它得硬度为什么很高？就是什么因素决定了它得脆性？
奥氏体向马氏体转变为非扩散型转变。转变形成碳在α铁中得过饱与固溶体。过饱与碳在α铁中造成很大得晶格畸变,并与晶体中得缺陷发生强烈得交互作用,结果产生很强得固溶强化与加工硬化效应,使马氏体硬度特高。
马氏体得固有脆性决定于固溶碳量、组织形态、亚结构,显微应力及显微裂缝等因素。
53、简述随回火温度升高,淬火钢在回火过程中得组织转变过程与性能得变化趋势。
第一类回火转变:M分解为回火M,80~250℃;
低碳马氏体发生碳原子向位错附近偏聚外,马氏体中析出碳化物,使马氏体碳含量降低;高碳马氏体发生分解,马氏体中过饱与碳不断以ε碳化物形式析出,使马氏体碳含量降低。
产物:回火马氏体。
第二类回火转变:残余A分解为回火M或下B,200~300℃;
淬火后得残余奥氏体就是不稳定组织,在本阶段,残余奥氏体分解为低碳马氏体与ε碳化物,此组织为回火马氏体。
第三类回火转变:碳化物析出与转变,250~400℃,回火M转变为回火T(亚稳碳化物转变为稳定碳化物),;250~400℃时,碳素钢M中过饱与得C几乎全部析出,将形成比ε-FeXC更稳定得碳化物。
第四类回火转变:回火T转变为回火S(碳化物聚集长大,α再结晶),400~700 ℃。铁素体发生回复与再结晶为等轴状、碳化物球化粗大——回火索体。
主要发生如下变化:内应力消除:
宏观区域性内应力(工件内外),550 ℃全部消除;
微观区域性内应力(晶粒之间), 500 ℃基本消除;
晶格弹性畸变应力(碳过饱与), ε转变完即消除。(300℃马氏体分解完毕)
回复与再结晶: 回火使亚结构(位错、孪晶)消失;板条与片状马氏体特征保留(回复)、消失(再结晶)。
54、什么叫退火？退火主要有哪些类别,其主要目得就是什么？
一,退火得定义
将钢加热到临界温度Ac1以上或以下,保温一段时间,然后缓慢冷却获得接近平衡组织得热处理工艺,称之为退火。
二,退火得分类及目得
1:去氢退火。溶解于固溶体中得氢,容易造成钢中出现白点缺陷。去氢退火得目得就就是为了消除大型锻钢件中出现得白点缺陷。
2:再结晶退火。在冷变形加工中,随着变形量增加,金属得强度、硬度增大。而塑性韧性降低,这种现象称为加工硬化。再结晶得目得就就是使变形晶粒重新形核,转变为均匀细小得等轴晶粒,同时消除加工硬化。
3:去应力退火。其目得就是消除内应力,保留加工硬化得效果。
4:均匀化退火。在实际生产中,由于铸锭及铸件得冷却属于非平衡结晶,将发生成分偏析现象。均匀化退火得目得就就是消除或减少晶内偏析,达到均匀化。
5:球化退火。其目得就是降低硬度,改善切削加工性能;消除网状或粗大碳化物颗粒,为最终热处理淬火做好组织准备,从而减小淬火时得变形与开裂。
6:等温退火。其目得就是细化晶粒,均匀组织,消除内应力,降低硬度,便于切削加工,并为加工后零件得淬火作好组织准备。
55、什么就是正火？正火有哪些应用？
正火,就是将钢加热至Ac3或Accm以上30~50℃,保温一段时间使之完全奥氏体化后,在空气中冷却(大件也可采用古鼓风或喷雾)得到珠光体类型组织得热处理工艺。
正火得应用:①用于低碳钢,正火后硬度略高于退火,韧性也较好,可作为切削加工得预处理。②用于中碳钢,可代替调质处理作为最后热处理,也可作为用感应加热方法进行表面淬火前得预备处理。③用于工具钢、轴承钢、渗碳钢等,可以消降或抑制网状碳化物得形成,从而得到球化退火所需得良好组织。
④用于铸钢件,可以细化铸态组织,改善切削加工性能。⑤用于大型锻件,可作为最后热处理,从而避免
淬火时较大得开裂倾向。⑥用于球墨铸铁,使硬度、强度、耐磨性得到提高,如用于制造汽车、拖拉机、柴油机得曲轴、连杆等重要零件。⑦过共析钢球化退火前进行一次正火,可消除网状二次渗碳体,以保证球化退火时渗碳体全部球粒化。
56、什么就是淬火,淬火得主要目得就是什么？
淬火:将钢加热到临界点以上一定温度、保温一定时间。然后以适当速度冷却获得马氏体或马氏体加贝氏体组织得热处理工艺称为淬火。
淬火得目得:钢件淬火得主要目得就是提高强度、硬度与耐磨性。结构钢通过淬火与高温回火后,可以获得较好得强度与苏醒、韧性得配合;弹簧钢通过淬火与中温回火后,可以获得很高得弹性极限;工具
钢、轴承钢通过淬火与低温回火后,可以获得高硬度与高耐磨性;对某些特殊合金淬火还会显著提高物理性能。
57、用示意图表示珠光体、索氏体、屈氏体、上贝氏体、下贝氏体与马氏体在显微镜下得形态特征。
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。
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）
金属材料与热处理（第五版）练习题及答案第一章金属的结构与结晶 一、判断题 1、非晶体具有各同性的特点。( √) 2、金属结晶时，过冷度越大，结晶后晶粒越粗。( √) 3、一般情况下，金属的晶粒越细，其力学性能越差。( ×) 4、多晶体中，各晶粒的位向是完全相同的。( ×) 5、单晶体具有各向异性的特点。( √) 6、金属的同素异构转变是在恒温下进行的。( √) 7、组成元素相同而结构不同的各金属晶体，就是同素异构体。( √) 8、同素异构转变也遵循晶核形成与晶核长大的规律。( √) 9、钢水浇铸前加入钛、硼、铝等会增加金属结晶核，从而可细化晶粒。( ×) 10、非晶体具有各异性的特点。( ×) 11、晶体的原子是呈有序、有规则排列的物质。( √) 12、非晶体的原子是呈无序、无规则堆积的物质。( √)
13、金属材料与热处理是一门研究金属材料的成分、组织、热处理与金属材料性能之间的关系和变化规律的学科。( √) 14、金属是指单一元素构成的具有特殊的光泽延展性导电性导热性的物质。( √) 15、金银铜铁锌铝等都属于金属而不是合金。( √) 16、金属材料是金属及其合金的总称。( √) 17、材料的成分和热处理决定组织，组织决定其性能，性能又决定其用途。( √) 18、金是属于面心立方晶格。( √) 19、银是属于面心立方晶格。( √) 20、铜是属于面心立方晶格。( √) 21、单晶体是只有一个晶粒组成的晶体。( √) 22、晶粒间交接的地方称为晶界。( √) 23、晶界越多，金属材料的性能越好。( √) 24、结晶是指金属从高温液体状态冷却凝固为固体状态的过程。 ( √) 25、纯金属的结晶过程是在恒温下进行的。( √) 26、金属的结晶过程由晶核的产生和长大两个基本过程组成。( √) 27、只有一个晶粒组成的晶体成为单晶体。( √) 28、晶体缺陷有点、线、面缺陷。( √) 29、面缺陷分为晶界和亚晶界两种。( √) 30、纯铁是有许多不规则的晶粒组成。( √)
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。（√）
《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：
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
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。
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》期末复习题库 一、填空 1．晶体与非晶体的根本区别在于原子的排列是否规则。 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．晶体与非晶体最根本的区别是原子（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，而非晶体则不是。 9．金属晶体中最主要的面缺陷是晶界和亚晶界。 10．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。 11．点缺陷有空位、间隙原子和置换原子等三种；属于面缺陷的小角度晶界可以用位错来描述。 12.人类认识材料和使用材料的分为石器时代、青铜器时代、铁器时代、钢铁时代四个历史阶段。 13.金属材料与热处理是研究金属材料的成分、组织、热处理与金属材料性能之间的关系和变化规律的课程。 14.金属是由单一元素构成的具有特殊光泽、延展性、导电性、导热性的物质。 15.合金是由一种金属元素与其他金属元素或非金属元素通过熔炼或其他方法合成的具有金属特性的物质。 16.金属材料是金属及其合金的总称。 17.金属材料的基本知识主要介绍金属的晶体结构及变形的相关知识。 18.金属的性能只要介绍金属的力学性能和工艺性能。 19.热处理的工艺包括退火、正火、淬火、回火、表面处理等。 20。物质是由原子和分子构成的。 21.物质的存在状态有气态、液态和固态。 22. 物质的存在状态有气态、液态和固态，固态物质根据其结构可分为晶体和非晶体。 23自然界的绝大多数物质在固态下为晶体。所有金属都是晶体。 24、金属的晶格类型是指金属中原子排列的规律。 25、一个能反映原子排列规律的空间架格，成为晶格。 26、晶格是由许多形状、大小相同的小几何单元重复堆积而成的。 27、能够反映晶体晶格特称的最小几何单元成为晶胞。 28、绝大多数金属属于体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格三种简单晶格。 29、只由一个晶粒组成的晶体成为单晶体。 30、单晶体的晶格排列方位完全一致。单晶体必须人工制作。 31、多晶体是由很多大小、外形和晶格排列方向均不相同的小晶体组成的。 32、小晶体成为晶粒，晶粒间交界的地方称为晶界。 33、普通金属材料都是多晶体。 34、晶体的缺陷有点缺陷、线缺陷和面缺陷。 35、金属的结晶必须在低于其理论结晶温度条件下才能进行。 36、理论结晶温度和实际结晶温度之间存在的温度差成为过冷度。 37、过冷度的大小与冷却速度有关。 38、纯金属的结晶是在恒温下进行的。 39、一种固态金属，在不同温度区间具有不同的晶格类型的性质，称为同素异构性。 40、在固态下，金属随温度的改变由一种晶格转变为另一种晶格的现象，称为金属的同素异构性。 41、纯铁是具有同素异构性的金属。
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；
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
金属材料与热处理习题及答案 第一章金属的结构与结晶 一、判断题 1、非晶体具有各同性的特点。( √) 2、金属结晶时，过冷度越大，结晶后晶粒越粗。(×) 3、一般情况下，金属的晶粒越细，其力学性能越差。( ×) 4、多晶体中，各晶粒的位向是完全相同的。( ×) 5、单晶体具有各向异性的特点。( √) 6、金属的同素异构转变是在恒温下进行的。( √) 7、组成元素相同而结构不同的各金属晶体，就是同素异构体。( √) 8、同素异构转变也遵循晶核形成与晶核长大的规律。( √) 10、非晶体具有各异性的特点。( ×) 11、晶体的原子是呈有序、有规则排列的物质。( √) 12、非晶体的原子是呈无序、无规则堆积的物质。( √) 13、金属材料与热处理是一门研究金属材料的成分、组织、热处理与金属材料性能之间的关系和变化规律的学科。( √)
14、金属是指单一元素构成的具有特殊的光泽延展性导电性导热性的物质。( √) 15、金银铜铁锌铝等都属于金属而不是合金。( √) 16、金属材料是金属及其合金的总称。( √) 17、材料的成分和热处理决定组织，组织决定其性能，性能又决定其用途。( √) 18、金是属于面心立方晶格。( √) 19、银是属于面心立方晶格。( √) 20、铜是属于面心立方晶格。( √) 21、单晶体是只有一个晶粒组成的晶体。( √) 22、晶粒间交接的地方称为晶界。( √) 23、晶界越多，金属材料的性能越好。( √) 24、结晶是指金属从高温液体状态冷却凝固为固体状态的过程。 ( √) 25、纯金属的结晶过程是在恒温下进行的。( √) 26、金属的结晶过程由晶核的产生和长大两个基本过程组成。( √) 27、只有一个晶粒组成的晶体成为单晶体。( √) 28、晶体缺陷有点、线、面缺陷。( √) 29、面缺陷分为晶界和亚晶界两种。( √) 30、纯铁是有许多不规则的晶粒组成。( √) 31、晶体有规则的几何图形。( √) 32、非晶体没有规则的几何图形。( √)
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（）。
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
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）