金属材料与热处理-4

金属材料与热处理习题册答案绪论一、填空题1、成分、组织、热处理、性能之间。

2、石器时代、青铜器时代、铁器时代、钢铁时代、人工合成材料时代。

3、成分、热处理、性能、性能。

二、选择题：1、A2、B3、C三、简答题1、掌握金属材料与热处理的相关知识对机械加工有什么现实意义？答：机械工人所使用的工具、刀夹、量具以及加工的零件大都是金属材料.所以了解金属材料与热处理后相关知识.对我们工作中正确合理地使用这些工具.根据材料特点正确合理地选择和刃磨刀具几何参数；选择适当的切削用量；正确选择改善零件工艺必能的方法都具有非常的现实意义。

2、如何学好《金属材料与热热处理》这门课程？答：在学习过程中.只要认真掌握重要的概念和基本理论.按照材料的成分和热处理决定组织.组织决定其性能.性能又决定其用途这一内在关系进行学习和记忆；注意理论联系实际.认真完成作业和实验等教学环节.是完全可以学好这门课程的。

第一章金属的结构和结晶1-1金属的晶体结构一、填空题1、非晶体晶体晶体2、体心立方面心立方密排立方体心立方面心立方密排立方3、晶体缺陷点缺陷面缺陷二、判断题1、√2、√3、×4、√三、选择题1、A2、C3、C四、名词解释1、晶格与晶胞：P5答：将原子简化为一个质点.再用假想的线将它们连接起来.这样就形成了一个能反映原子排列规律的空间格架.称为晶格；晶胞是能够完整地反映晶体晶格特征的最小几何单元。

3、单晶体与多晶体答：只由一个晶粒组成称为单晶格.多晶格是由很多大小.外形和晶格排列方向均不相同的小晶格组成的。

五、简答题书P6□1-2纯金属的结晶一、填空题1、液体状态固体状态2、过冷度3、冷却速度冷却速度4、晶核的产生长大5、强度硬度塑性二、判断题1、×2、×3、×4、×5、√6、√三、选择题1、C、B、A2、B3、A4、A四、名词解释1、结晶与结晶潜热 (P8)答：（1）结晶：是金属从高温液体状态.冷却凝固为原子有序排列的固体状态的过程。

《金属材料与热处理》教材习题答案作者：陈志毅绪论1．金属材料与热处理是一门怎样的课程？答：金属材料与热处理这门课程的内容主要包括金属材料的基本知识、金属的性能、金属学基础知识和热处理的基本知识等。

2．什么是从属与从属材料？答：所谓金属是指由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。

如金、银、铜、铁、锰、锌、铝等。

而合金是指由一种金属元素与其它金属元素或非金属元素通过熔炼或其它方法合成的具有金属特性的材料，所以金属材料是金属及其合金的总称，即指金属元素或以金属元素为主构成的，并具有金属特性的物质。

3．怎样才能学好金属材料与热处理这门课程？答：金属材料与热处理是一门从生产实践中发展起来，又直接为生产服务的专业基础课，具有很强的实践性，因此在学习时应结合生产实际，弄清楚重要的概念和基本理论，按照材料的成分和热处理决定其组织，组织决定其性能，性能又决定其用途这一内在关系进行学习和记忆；认真完成作业和实验等教学环节，就完全可以学好这门课程的。

第一章金属的结构与结晶1．什么是晶体和非晶体？它们在性能上有什么不同？想一想，除了金属，你在生活中还见过哪些晶体？答：原子呈有序、有规则排列的物质称为晶体；而原子呈无序、无规则堆积状态的物质称为非晶体。

晶体一般具有规则的几何形状、有一定的熔点，性能呈各向异性；而非晶体一般没有规则的几何形状和一定的熔点，性能呈各向同性。

生活中常见的食盐、冰糖、明矾等都有是典型的晶体。

2．什么是晶格和晶胞？金属中主要有哪三种晶格类型？它们的晶胞各有何特点？答：假想的能反映原子排列规律的空间格架，称为晶格。

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。

我们把其中能够完整地反映晶体晶格特征的最小几何单元称为晶胞。

金属中主要有体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格等三种晶格类型，体心立方晶格的晶胞是一个立方体，原子位于立方体的八个顶点和立方体的中心；面心立方晶格的晶胞也是一个立方体，原子位于立方体的八个顶点和立方体六个面的中心；密排六方晶格的晶胞是一个正六棱柱，原子除排列于柱体的每个顶点和上、下两个底面的中心外，正六棱柱的中心还有三个原子。

金属材料与热处理试题及答案金属材料与热处理金属材料的晶体类型包括体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格三种。

金属的结晶过程包括形核和长大两个基本过程。

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和置换固溶体两种。

常见的特殊性能钢有不锈钢、耐热钢和耐磨钢。

常用的常规热处理方法有回火、正火和淬火、退火。

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。

磨具钢根据工作条件不同，又可分为冷作模具钢、热作模具钢和塑料磨具用钢等。

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。

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。

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。

铸铁的力学性能主要取决于基体的组织的组织和石墨的基体、形态、数量以及分布状态。

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。

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。

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。

选择题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铁在固态下有同素异构转变，而铜没有。

2、α-Fe是具有体心立方晶格的铁。

3、以下哪种铸铁的断口呈灰黑色？D灰铸铁。

4、用于制造渗碳零件的钢称为C渗碳钢。

5、合金发生固溶强化的主要原因是C晶格发生畸形。

6、调质处理就是A淬火+高温回火的热处理。

并渗入金属晶粒中3）扩散：渗入的元素在金属内部扩散，形成新的化合物或固溶体4）固溶化：渗入元素与金属原子形成固溶体，改变了金属的化学成分和性能。

淬透性是指钢在淬火冷却时能够获得马氏体组织深度的能力。

回火的目的是为了消除或降低零件脆性和内应力，同时获得所要求的力学性能，稳定尺寸，改善加工性。

金属材料与热处理课程标准课程名称：金属材料与热处理课程性质：职业能力必修课学分：4计划学时：64＜理论56,实践8〕适用专业：机械设计与制造17.1〔一〕前言1.课程定位：本课程是机械类各专业一门重要的技术基础课.其主要内容包括：金属的性能、金属学基础知识、钢的热处理、常用金属材料与非金属材料的牌号等.是机械类各技术专业必须掌握的一门综合性应用技术基础课程.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,应使学生达到下列基本要求：2.设计思路3.与前后课程的联系前续课程为《机械制图》,《高等数学》,后续课程包括《机械设计基础》、《互换性与技术测量》、《机械制造基础》；〔二〕课程目标1.总体目标2.具体目标＜1＞知识目标1〕了解金属学的基本知识；2〕掌握常用金属材料的牌号、性能与用途；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与其工艺；5〕了解热处理工艺在实际生产中的应用；<2>能力目标1〕初步具有选用工程材料的能力；2〕初步具有在实际生产中应用热处理工艺的能力；<3>素质目标1〕培养学生具有创新精神和实践能力；2〕培养严谨的科学态度和良好的职业道德；3.学时分配（三）课程内容与要求绪论第一章•金属材料的性能:第二章常见金属的结构与结晶第四章二元合金第五章铁碳合金第六章钢的热处理第七章合金钢第八章特殊性能钢寻酒0B1S耳g酱曲逑□! > WU冈亘/imj可HawvHl*vHl*冈冈n>/g同®§=DrwvHl*游nnj>CXCf潯«烟B vHl*刪Illi =Drin夷i帝艸曲电［靠诺圉另彳》■甫巻丰乍常：皿d点潯«2«B斗删H曲因1.教材选用和编写建议〔1〕选用教材《金属材料与热处理》、机械工业、丁仁亮（2）参考教材[1]邓文英.金属工艺学:上册.第4版.:高等教育,2001.[2]刘世荣.金属学与热处理.:机械工业,1985.[3]戴枝荣.工程材料与机械制造基础-工程材料.:高等教育,1992.[4]陈培里.工程材料与热加工.:高等教育,2007.2.教学建议〔1〕本课程采用实物、教具、多媒体、仿真软件等形式辅助教学,突出感性认知,帮助学生理解.〔2〕根据课程的教学目标,应注重实践教学,在教学过程中,多联系实际生产需求,多去实训中心,加强对学生动手能力的培养.在实践教学中注重学生安全意识的培养,加强其职业素质的培养,提高学生的综合素质.3.教学考核评价建议结合课堂提问、学生作业、平时测绘、动手操作能力与考试情况,综合评价学生成绩.本课程考试成绩与平时成绩相结合.考试成绩占70%,平时成绩占30%.4.课程资源的开发与利用〔1〕常用课程资源的开发和利用挂图、幻灯片、投影仪、视听光盘、多媒体软件、仿真软件等,这些资源有利于次创设形象生动的工作情境,激发学生的学习兴趣,促进学生对知识的理解和掌握,建议加强常用课程资源的开发,建立多媒体课程资源的数据库.〔2〕积极开发和利用网络课程资源充分利用电子书籍、电子期刊、数据库、数字图书馆、教育和电子论坛等网上信息资源,使教学从单一媒体向多媒体转换,使教学活动从信息的单向传递向双向交换转变,使学生从单独的学习向合作学习转变.。

第1章钢的热处理一、填空题1．热处理根据目的和工序位置不同可分为预备热处理和最终热处理.2．热处理工艺过程由加热、保温和冷却三个阶段组成。

3．珠光体根据层片的厚薄可细分为珠光体、索氏体和屈氏体。

4．珠光体转变是典型的扩散型相变,其转变温度越低,组织越细，强度、硬度越高。

5．贝氏体分上贝氏体和下贝氏体两种.6．感应加热表面淬火,按电流频率的不同，可分为高频感应加热淬火、中频感应加热淬火和工频感应加热淬火三种.而且感应加热电流频率越高，淬硬层越薄。

7．钢的回火脆性分为第一类回火脆性和第二类回火脆性,采用回火后快冷不易发生的是第二类回火脆性 . 8．化学热处理是有分解、吸收和扩散三个基本过程组成.9．根据渗碳时介质的物理状态不同，渗碳方法可分为固体渗碳、液体渗碳和气体渗碳三种.10．除Co外，其它的合金元素溶入奥氏体中均使C曲线向右移动，即使钢的临界冷却速度变小，淬透性提高。

11．淬火钢在回火时的组织转变大致包括马氏体的分解,残余奥氏体的分解,碳化物的转变，碳化物的集聚长大和a相的再结晶等四个阶段。

12．碳钢马氏体形态主要有板条和片状两种，其中以板条强韧性较好。

13、当钢中发生奥氏体向马氏体转变时，原奥氏体中碳含量越高，则Ms点越低，转变后的残余奥氏体量就越多二、选择题1．过冷奥氏体是C温度下存在，尚未转变的奥氏体。

A．Ms B．M f C．A12．过共析钢的淬火加热温度应该选择在A,亚共析钢则应该选择在C。

A．Ac1+30~50C B．Ac cm以上 C．Ac3+30~50C3．调质处理就是C。

A．淬火＋低温回火 B．淬火＋中温回火 C．淬火＋高温回火4．化学热处理与其他热处理方法的基本区别是C.A．加热温度 B．组织变化 C．改变表面化学成分5．渗氮零件在渗氮后应采取（ A ）工艺。

A.淬火+低温回火B.淬火+中温回火 C。

淬火+高温回火 D.不需热处理6．马氏体的硬度主要取决于马氏体的（C ）A.组织形态B.合金成分 C。

《金属材料与热处理》考试大纲（第四学期）注：X：重点；Y：次重点；Z：非重点。

《金属材料与热处理》试卷分值明细表（第四学期）一、填空（将正确答案填在横线上）每格1分。

11AX2 零件图是表述零件的结零件图是表述零件的结零件图是表述零件的结零件图是表述11AX2 1、金属的力学性能包括、、、工地及疲劳强度等。

11AX2 1、金属的力学性能包括强度、塑性、硬度、冲击韧性及疲劳强度等。

11AX1 2、变形一般分为弹性变形和塑性变形两种。

11AX2 3、强度是指金属材料在静载荷的作用下，抵抗塑性变形或断裂的能力。

11AX1 4、衡量金属材料强度的高低（或大小）的常用指标有屈服点或规定残余伸长应力和抗拉强度。

11AX1 5. 如果零件工作时所受的应力低于材料的屈服点或规定残余伸长应力则不会产生过量的塑性变形。

11AX2 6、断裂前金属材料产生永久变形的能力，称为塑性。

金属材料的伸长率和断面收缩率的数值越大，表示材料的塑性越好。

11AX2 7、材料抵抗硬的物体压入自己的表面的能力称为硬度。

常用测定金属材料硬度的方法有布氏硬度试验法、洛氏硬度试验法和维氏硬度试验法。

11AX2 8、45HRC表示用C标尺测定的洛氏硬度值为45。

11AX1 9、金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力，称为冲击韧性。

51CX2 1、碳素钢是含碳量小于2.11%而且不含有特意加入合金元素的铁碳合金。

50AX1 2、碳素钢中除铁、碳外，还常有硅、锰、硫.磷等元素。

其中硅、锰是有益元素，硫、磷是有害元素。

52AX2 3、含碳量小于或等于0.25%的碳钢为低碳钢，含碳量为0.25%~0.60% 的碳钢为中碳钢，含碳量大于或等于0.60% 的碳钢为高碳钢。

53AX2 4、45钢按用途分类属于结构钢，按质量分类属于优质钢，按含碳量分类属于中碳钢。

53AX2 5、T12A钢按用途分类属于工具钢，按含碳量分类属于高碳钢，按质量分类属于高级优质钢。

《金属材料与热处理》学习情境四一．填空题1. 铁碳合金组织中有铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体和莱氏体五种基本组织。

2. 奥氏体在l148 ℃时溶碳能力可达w c=2.11％。

随着温度的下降，溶解度逐渐减小，在727 ℃时溶碳能力为w c=0.77％。

3. 莱氏体是碳的质量分数为w c=4.3％的液态铁碳合金在1148 ℃时的共晶转变的产物，是奥氏体和渗碳体组成的机械混合物。

4. 根据室温组织的不同，钢又分为共析钢，其室温组织为珠光体既铁素体和渗碳体；亚共析钢，其室温组织为铁素体和珠光体；过共析钢，其室温组织为渗碳体和珠光体。

5. 铁碳合金相图是揭示铁碳合金组织随成分、温度变化规律的图。

6. 铁素体是体心立方晶格，奥氏体的是面心立方晶格。

7. 低温莱氏体的组织由珠光体和渗碳体组成的机械混合物。

8. 铁碳合金相图上的ES线，用代号A cm表示，PSK线用代号A1表示，GS线用代号A3表示。

二．选择题1.碳溶解于α-Fe中形成的间隙固溶体称为铁素体。

A. α-FeB. β-FeC. γ-Fe2. 珠光体是碳的质量分数w c=0.77％的铁碳合金在727 ℃时发生共析转变的产物，是由铁素体和渗碳体组成的混合物。

A.铁素体和渗碳体B.奥氏体和渗碳体C.铁素体和奥氏体3.铁碳合金相图上的共析线是PSK线，共晶线是ECF线。

A.ECF线B.ACD线C.PSK线4.铁碳合金随着碳的质量分数的增加，其强度、硬度增高，塑性、韧性降低。

其原因是其组织中的渗碳体的质量分数增高。

A.增高B.降低C.关系不大5.将碳的质量分数w c=1.5％的铁碳合金加热到650 ℃时，其组织为珠光体+渗碳体，加热到850 ℃时其组织为奥氏体+渗碳体，加热到1100 ℃时其组织为奥氏体。

A.珠光体B.珠光体+渗碳体C.奥氏体D.奥氏体+渗碳体三．简答题1.画出Fe-Fe3C相图，填出各相区的组织符号，说明相图中主要点和线的意义。

答：（参阅教材图4-8，表4-2，表4-3）2.简述铁碳合金相图中的共析转变和共晶转变，写出转变表达式，注出碳的质量分数及温度并指出具有共析转变以及既有共晶转变又有共析转变的铁碳合金成分范围。

金属材料与热处理习题册答案绪论填空题1．成分组织热处理性能2．光泽延展性导电性导热性合金3．成分热处理性能性能思考题答：机械工人所使用的工具、刀、夹、量具以及加工的零件大都是金属材料，所以了解金属材料与热处理的相关知识。

对我们工作中正确合理地使用这些工具；根据材料特点正确合理地选择和刃磨刀具几何参数；选择适当的切削用量；正确选择改善零件工艺性能的方法等都具有非常重要的指导意义。

第一章金属的结构与结晶填空题1．非晶体晶体晶体2．体心立方面心立方密排六方体心立方面心立方密排六方3．晶体缺陷间隙空位置代刃位错晶界亚晶界4．无序液态有序固态5．过冷度6．冷却速度冷却速度低7．形核长大8．强度硬度塑性9．固一种晶格另一种晶格判断题1．√2．×3．×4．×5．×6．√7．√8．√9．√10．√11．×12．√13．√14．×15．√选择题1．A2．C B A名词解释1．答：晶格是假想的反映原子排列规律的空间格架；晶胞是能够完整地反映晶体晶格特征的最小几何单元。

2．答：只由一个晶粒组成的晶体称为单晶体；由很多的小晶体组成的晶体称为多晶体。

思考与练习1．冷却曲线上有一段水平线，是说明在这一时间段中温度是恒定的。

结晶实际上是原子由一个高能量级向一个较低的能量级转化的过程，所以在结晶时会放出一定的结晶潜热，结晶潜热使正在结晶的金属处于一种动态的热平衡，所以纯金属结晶是在恒温下进行的。

2．生产中常用的细化晶粒的方法有：增加过冷度、采用变质处理和采用变质处理等。

金属结晶后，一般是晶粒愈细，强度、硬度愈高，塑性、韧性也愈好，所以控制材料的晶粒大小具有重要的实际意义。

3．（1）金属模浇铸的晶粒小于砂型浇铸的晶粒（2）铸成薄件的晶粒小于铸成厚件的晶粒（3）浇铸时采用振动的晶粒小于不采用振动的晶粒4．味精、冰糖、云母、食盐及各类金属均是晶体。

5．（略）6．反复弯折处逐渐变硬，弯折越来越困难直至断裂。

第四单元铁碳合金相图一、名词解释1. 铁素体铁素体是指α-Fe或其内固溶有一种或数种其他元素所形成的晶体点阵为体心立方的固溶体，用符号F(或α)表示。

2.奥氏体奥氏体是指γ-Fe内固溶有碳和(或)其它元素所形成的晶体点阵为面心立方的固溶体，常用符号A(或γ)表示。

3.珠光体珠光体是奥氏体从高温缓慢冷却时发生共析转变所形成的，其立体形状为铁素体薄层和渗碳体薄层交替重叠的层状复相组织。

或珠光体是铁素体(软)和渗碳体(硬)组成的机械混合物。

4.莱氏体莱氏体是指高碳的铁基合金在凝固过程中发生共晶转变时所形成的奥氏体和碳化物渗碳体所组成的共晶体。

5.渗碳体渗碳体是指晶体点阵为正交点阵、化学成分近似于Fe3C的一种间隙式化合物。

6. 铁碳合金相图合金状态图是表示在极缓慢冷却(或加热)条件下，不同化学成分的合金，在不同温度下所具有的组织状态的一种图形。

7.低温莱氏体在727℃以下的莱氏体称为低温莱氏体（L′d），或称变态莱氏体。

二、填空题1．分别填出下列铁碳合金组织的符号：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L′d 。

2．珠光体是由 F 和Fe3C 组成的机械混合物。

3．莱氏体是由 A 和Fe3C 组成的机械混合物。

4．奥氏体在1148℃时碳的质量分数可达2.11% ，在727℃时碳的质量分数为0.77% 。

5．根据室温组织的不同，钢分为三种，其中亚共析钢，其室温组织为 F 和P ；共析钢，其室温组织为P ；过共析钢，其室温组织为P 和Fe3C II。

6．碳的质量分数为0.77% 的铁碳合金称为共析钢，当加热后冷却到S点( 727℃)时会发生共析转变，从奥氏体中同时析出 F 和Fe3C 的混合物，称为P 。

7．奥氏体和渗碳体组成的共晶产物称为Ld ，其碳的质量分数为 4.3% 。

8.亚共晶白口铸铁碳的质量分数为2.11%<ωC<4.3% ，其室温组织为P+ Ld’+ Fe3C II。