哈尔滨工业大学 01-03年硕士研究生入学考试试题 金属学与热处理

14、何谓组元？何谓相？何谓固溶体？固溶体的晶体结构有何特点？何谓置换固溶体？影响其固溶度的因素有哪些？答: 组元：组成合金最基本的、独立的物质。

相：合金中结构相同、成分和性能均一并以界面相互分开的组成部分。

固溶体：合金组元之间以不同的比例相互混合形成的晶体结构与某一组元相同的固相。

固溶体的晶体结构特点：固溶体仍保持着溶剂的晶格类型，但结构发生了变化，主要包括以下几个方面：1)有晶格畸变，2)有偏聚与有序，3)当低于某一温度时，可使具有短程有序的固溶体的溶质和溶剂原子在整个晶体中都按—定的顺序排列起来，转变为长程有序，形成有序固溶体。

置换固溶体：溶质原子位于溶剂晶格的某些结点位置所形成的固溶体。

影响置换固溶体固溶度的因素：原子尺寸，电负性，电子浓度，晶体结构何谓柏氏矢量？答：柏氏矢量：不但可以表示位错的性质，而且可以表示晶格畸变的大小和方向，从而使人们在研究位错时能够摆脱位错区域内原子排列具体细节的约束1、名词解释：过冷现象：结晶时，实际结晶温度低于理论结晶温度的现象。

在一定压力下,当液体的温度已低于该压力下液体的凝固点,而液体仍不凝固的现象叫液体的过冷现象结构起伏液态金属中近程有序的原子集团处于瞬间出现、瞬间消失、此起彼伏、变化不定的状态之中，仿佛在液态金属中不断涌现出一些极微小的固态结构一样。

这种不断变化的近程有序原子集团成为结构起伏。

能量起伏液态金属中处于热运动的原子能量有高有低，同一原子的能量也在随时间不停地变化，时高时低的现象。

2、根据结晶的热力学条件解释。

为什么金属结晶时一定要有过冷度？冷却速度与过冷度有什么关系？答：由热力学第二定律知道，在等温等压条件下，一切自发过程都朝着使系统自由能降低的方向进行。

液态金属要结晶，其结晶温度一定要低于理论结晶温度Tm，此时的固态金属自由能低于液态金属的自由能，两相自由能之差构成了金属结晶的驱动力。

要获得结晶过程所必须的驱动力，一定要使实际结晶温度低于理论结晶温度，这样才能满足结晶的热力学条件。

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. 2000年哈尔滨工业大学金属学与热处理学科入学考试题
1：已经纯钢的［110］(111)滑移系的临界分切应力ζc 为1MPa ，回答下列问题： ①要是(111)面上的错位沿［101］方向发生滑移，至少需要在［001］方向上施加多大的应力？
②说明此时(111)面上的位错能否沿［110］方向滑移。

（计算结果保留两位有效数字）
3：什么是伪共晶，离异共晶？说明它们的形成条件，组织形态以及对材料力学性能的影响。

4：图2试为组元在固态下完全不溶的三元共晶合金相图的投影图，作Ab 的变温截面图，并分析O 点成分合金的平衡结晶过程，写出室温下的组织。

5：试阐述晶粒度对钢的力学性能的影响，用位错观点解释晶粒度对屈服强度的影响规律，简述所学过的细化晶粒的工艺方法。

6：什么是魏氏组织？简述魏氏组织的形成条件，对钢力学性能的影响规律及其消除方法。

7：用T10A （含碳量1.0%,Ac 1=730℃, Accm=800℃）钢制造冷冲头模的冲头，试
制订最终热处理工艺（包括名称和具体参数），并说明热处理各阶段获得何种组织以及热处理后的工件的力学性能特点。

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）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？哈尔滨工业大学2001年硕士研究生入学考试试题考试科目：金属学及热处理报考专业：材料学、材料加工工程、材料物理与化学一、（10分）分别写出体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格晶体的滑移面、滑移方向和滑移系数目。

金属材料及热处理测试试卷1 . 以下是低碳钢的是（） [单选题] *A.20Mn(正确答案)B.65C.ZG200-400D.T122 . 将淬火后的钢件，再加热到500~650°C，保温一定的时间，然后冷却到室温的热处理工艺称为（） [单选题] *A.正火B.去应力退火C.球化退火D.高温回火(正确答案)3 . 下列材料中适宜制作冷冲压工件的是( )钢。

（） [单选题] *A.45B.65MnC.08(正确答案)D.Q1904 . 38CrMoAl钢属于合金（） [单选题] *A.调质钢(正确答案)B.渗碳钢C.弹簧钢D.模具钢5 . 零件在循环加载下，产生疲劳破坏所需应力或应变的循环次数称为（） [单选题] *A.疲劳极限B.疲劳寿命(正确答案)C.疲劳强度D.循环极限6 . 硬度值与压痕直径有关的是（） [单选题] *A.布氏硬度(正确答案)B.洛氏硬度C标C.维氏硬度D.洛氏硬度B标7 . 会造成低温条件下工作的结构件冷脆的有害元素是（） [单选题] *A.硫B.磷(正确答案)C.硅D.锰8 . 无需淬火既有很高的硬度及耐磨性的化学热处理是（） [单选题] *A.气体渗碳B.渗氮(正确答案)C.碳氮共渗D.液体渗碳9 . 正确选用下列工具材料：高精度长丝锥（） [单选题] *A.CrWMn(正确答案)B.Crl2MoC.4Crl3D.W18Cr4V10 . 有良好的铸造性能和较高的耐蚀性的铝合金为（） [单选题] *A.铸造铝硅合金(正确答案)B.铸造铝镁合金C.铸造铝锌合金D.铸造铝铜合金11 . 常用来制造弹簧垫圈、板簧的材料是（） [单选题] *A.15B.65(正确答案)C.T8D.Q25512 . 用拉伸试验可测定材料的力学性能指标为（） [单选题] *A. 塑性B.强度C.强度和塑性(正确答案)D.硬度13 . 硬质合金和其他刀具材料相比最显著的特点是（） [单选题] *A.强度高B.热硬性高(正确答案)C.韧性好D.可加工性好14 . 为改善低碳钢的切削加工性应进行的热处理是（） [单选题] *A.退火B.正火(正确答案)C.淬火D.回火15 . 将淬火钢重新加热到Ａc1以下一定温度，保温一段时间冷却到室温的热处理工艺是（） [单选题] *A.淬火B.回火(正确答案)C.正火D.退火16 . 钢之所以能通过热处理改变其性能，其根本原因是（） [单选题] *A.含合金元素B.存在过冷现象C.有同素异构转变(正确答案)D.存在晶格畸变17 . 钢在热处理过程中组织未发生变化的是（） [单选题] *A.完全退火B.正火C.球化退火D.去应力退火(正确答案)18 . 下列牌号中,最适合制造车床主轴的是（） [单选题] *A.T8B.Q195C.45(正确答案)D.6019 . 普通、优质和高级优质钢是按钢的( )进行划分的。

一、概述1、热处理：将钢在固态下加热到预定的温度，保温一定的时间，然后以预定的方式冷却到室温的一种热加工工艺（1）目的：细化晶粒、消除偏析、降低内应力，使组织和性能更加均匀（2）预备热处理：热加工后为随后冷拔、冷冲压和切削加工或最终热处理作好组织准备的热处理（3）热处理原理：钢的加热转变、P转变、M转变、B转变和回火转变2、钢的临界温度：A1、A3、A cm（过冷度和过热度）（1）A c1：加热时P向A转变的开始温度A r1：冷却时A向P转变的开始温度（2）A c3：加热时先共析F全部融入A的终了温度A r3：冷却时A开始析出先共析F的温度（3）A ccm：加热时Fe3C II全部溶入A的终了温度A rcm：冷却时A开始析出Fe3C II温度二、珠光体转变1、P转变：过冷A在临界温度A1以下比较高的温度范围内进行转变（1）实质：单相A分解为F和Fe3C两个新相的机械混合物的相变过程（2）扩散型相变：碳的重新分布和铁的晶格改组2、组织形态和机械性能（1）片状珠光体：由片层相间的F和Fe3C片组成P的片间距（S0）：相邻两片F或Fe3C之间的距离→P形成时的过冷度（越大、越小）一般片状珠光体：在光学显微镜下能明显分辨出F和Fe3C层片状组织形态S（细片状P）：只能在高倍光学显微镜下才能分辨出F和Fe3C层片状组织形态T（极细P）：只能在电子显微镜下才能分辨出F和Fe3C层片状组织形态机械性能：片间距和P团的直径片间距和直径越小，强度和硬度越高；片间距减小能提高塑性（2）粒状珠光体：F基体上分布着粒状Fe3C的组织球化退火或淬火后经过中、高温回火得到机械性能：Fe3C颗粒的大小、形态和分布Fe3C颗粒越细（相界面越多），强度和硬度越高碳化物接近等轴状、分布越均匀，韧性越好**成分相同，粒状P比片状P硬度稍低，但塑性较好；硬度相同，粒状P比片状P具有良好的拉伸性能；粒状P具有较好的切削加工性能、冷成型性能及淬火工艺性能3、珠光体形成过程：（1）片状P：形核（A晶界或相界面），长大（受碳的扩散控制）晶格重构是由Fe原子自扩散完成（2）粒状P：淬火组织回火、过冷A直接分解；冷却速度的大小和等温温度的高低三、马氏体转变1、M转变：钢从A状态快速冷却，抑制其扩散性分解，在低于Ms点下发生的转变（1）实质：低温转变，非扩散性相变（Fe的晶格改组通过切边方式完成）（2）M：碳在α-Fe中的过饱和固溶体，具有很高的硬度和强度2、M的组织形态（1）板条M（位错M）：由许多成群、相互平行排列的板条所组成空间形态：扁条状，小角晶界相间低、中碳钢、M时效钢、不锈钢亚结构：高密度位错位错胞：位错分布不均相互缠结，形成胞状亚结构（2）片状M（针状M）：大量显微裂纹（增加高碳钢脆性）空间形态：双凸透镜状，光学显微镜下呈针状或竹叶状最大尺寸：取决于原始A晶粒大小→隐晶M（光学显微镜无法分辨）亚结构：孪晶（孪晶M）细微孪晶区（3）影响M形态的因素：M的形成温度（A的化学成分，即碳和合金元素的含量）板条M：200℃以上；片状M：200℃以下碳浓度越高，板条M越少，片状M越多：降低Ms的合金元素促进片状M形成Ms以上不太高温度进行塑性变形，增加板条M的数量3、M的晶体结构：正方度（轴比c/a，表示碳的过饱和程度，取决于M的质量分数）4、M的性能：（1）M的硬度和强度：硬度取决于M的含碳质量分数；合金元素影响强度固溶强化、相变强化、时效强化、晶界强化（原始A晶粒大小及板条M束大小）（2）M的塑性和韧性：取决于含碳质量分数、组织形态和内部的亚结构片状M 硬而脆；板条M 具有较高的强度、硬度以及相当高的塑性、韧性（3）M 的物理性质：铁磁性，高的矫顽力，高电阻率等5、M 转变的特点：（1）热力学特点：)(e S V G G G G ∆+∆+∆=∆，相变驱动力与表面能和弹性应能之和（2）晶体学特点：无扩散性，切变性，共格性，严格的位向关系和惯习面（3）动力学特点：M 的降温转变，A 的稳定化（热稳定化和机械稳定化（两种））（4）M 转变的可逆性：A 可以在冷却时转变为M ，M 重新加热又能形成A四、贝氏体转变1、B 转变（中温转变）：介于珠P 和M 转变之间的一种转变既具有P 转变又具有M 转变的某些特征2、B 的组织形态：（1）上B ：成束分布、平行排列的F 和夹于其间的断续的条状Fe 3C 的混合物羽毛状，亚结构是位错（2）下B ：由含碳过饱和的片状F 和其内部沉淀的碳化物组成的机械混合物空间形态呈双凸透镜状，光学显微镜下呈黑色针状或竹叶状，亚结构是位错（3）粒状B ：形成于上B 转变区上限温度范围内，无论如何冷却都可有粒状B 的形成 分解为F 和碳化物形成P ；发生M 转变；富碳的A 全部保留亚结构是位错（密度不大）3、B 的机械性能：取决于B 的组织形态（1）上B ：强度和硬度较低，冲击韧性较低（2）下B ：良好的综合力学性能（等温淬火工艺得到）（3）粒状B ：良好的强韧性（复相强化作用）4、B 转变的特点：（1）B 转变的热力学特点：)(e S V G G G G ∆+∆+∆=∆（2）B 转变的晶体学特点：F 通过切变结构形成；一定的位向关系和惯习面（3）B 转变的动力学特点：F 的形成和碳化物的析出5、魏氏组织：从A 晶界上生长出来的F 或Fe 3C 近乎平行，呈羽毛状或三角形，其间存在着P 的组织，这种组织称为魏氏组织（1）形成：魏氏组织中的F 按B 切变共格机理形成，相当于无碳B （易出现在过热钢中）（2）影响：常伴随A 晶粒粗大，使钢的机械性能尤其是塑性、韧性显著降低（3）消除方法：细化晶粒的正火、退火以及锻造等，严重可采用二次正火五、钢在加热中的转变1、奥氏体化过程：钢加热获得A 的转变过程（1）热力学条件：)(e S V G G G G ∆+∆+∆=∆→A 的自由能低于P 的自由能（2）A 形成过程：形核、长大、剩余Fe 3C 溶解和A 均匀化形核：优先在F 和Fe 3C 的相界面上形成（浓度起伏、结构起伏、能量起伏） 长大：形核后便开始长大，F 向A 转变速度远大于Fe 3C 溶解速度剩余Fe 3C 溶解：趋于共析成分A 均匀化：均匀的单相A（3）A 形成速度：P 向A 转变开始、结束，剩余Fe 3C 溶解完毕，A 均匀化完成 孕育期：共析钢加热到A c1以上某一温度等温，A 并不是立即出现，而是需要保温一段时间才开始形成A 形核、长大阶段所需时间较短，剩余Fe 3C 溶解所需时间较长，A 均匀化更长（4）影响A 形成速度的因素：加热温度，原始组织，化学成分加热温度：加快扩散；增加自由能差原始组织：原始组织越细小，相界面积越大，A 形成越快化学成分影响：碳的质量分数，合金元素（扩散速度、临界温度、不均匀分布）2、A 的晶粒大小及其影响因素（1）A 的晶粒度：起始晶粒度，实际晶粒度，本质晶粒度起始晶粒度：A 转变刚刚完成，其晶粒边界刚刚相互接触时的A 晶粒大小（N/G ） 实际晶粒度：钢在某一具体的热处理或热加工条件下获得的A 的实际晶粒大小 本质晶粒度：根据标准试验方法，在（930±10）℃保温3~8 h 后测得的A 晶粒大小 本质晶粒度表示钢在一定条件下A 晶粒长大的倾向性（本质粗晶粒钢、本质细晶粒钢），与炼钢的脱氧方法和钢的化学成分有关（2）影响A 晶粒长大的因素：升温或保温过程中A 晶粒长大的倾向加热温度和保温时间，加热速度，质量分数，合金元素影响3、过冷A（临界温度A1以下处于不稳定状态的A称为过冷A）等温转变：C曲线（1）过冷A等温转变曲线建立：膨胀法，磁性法，金相硬度法（2）过冷A等温转变曲线分析：A1以上是A稳定区；Ms至M f为M转变区（3）影响A等温转变曲线因素：含碳质量分数，合金元素，A状态，4、过冷A连续冷却转变：CCT图（1）过冷A连续冷却转变曲线建立：膨胀法，金相法，热分析法（2）过冷A连续冷却转变曲线分析：只有P和M转变区，没有B转变区共析钢和过共析钢没有B转变区（A的碳浓度高使B的孕育期长，连续冷却时来不及进行B转变便冷却至低温），亚共析钢由B转变区上临界冷却速度（临界淬火速度）：过冷A连续冷却过程中不发生分解，全部冷至Ms点以下发生M转变的最小冷却速度，v c，P+残余A下临界冷却速度：过冷A全部得到P的最大冷却速度，P+M**过冷A等温转变曲线和连续冷却转变曲线比较：①连续冷却转变过程中过冷A的转变温度低于相应的等温转变时的温度，且孕育期长②等温转变产物为单一的组织；连续冷却转变是在一定的温度范围内进行。

★课程考试大纲要求考试内容1）金属学理论a:金属与合金的晶体结构及晶体缺陷b:纯金属的结晶理论c:二元合金相图及二元合金的结晶d:铁碳合金及Fe-Fe 3C 相图e:三元合金相图f:金属的塑性变形理论及冷变形金属加热时的组织性能变化（前六章，去掉6.7节 超塑性）2）热处理原理及工艺a:钢的加热相变理论b:钢的冷却相变理论c:回火转变理论d:合金的时效及调幅分解e:钢的普通热处理工艺及钢的淬透性（后三章）题型结构a:基本知识与基本概念题 （约30分）b:理论分析论述题（约60分）c:实际应用题（约30分）d:计算与作图题（约30分）试题形式a:选择题b:判断题c:简答与计算d: 综合题等★样题一、 选择题（在每小题的五个备选答案中，选出一个或一个以上正确的答案，将其标号填入括号内。

正确的答案没有选全或选错的，该题无分。

）1. 与固溶体相比，金属化合物的性能特点是( )。

①熔点高、硬度低； ② 硬度高、塑性高；③ 熔点高、硬度高；④熔点高、塑性低； ⑤ 硬度低、塑性高2．若体心立方晶胞的晶格常数为a, 则其八面体间隙 ( )。

① 是不对称的； ② 是对称的； ③ 位于面心和棱边中点；④ 位于体心和棱边中点； ⑤ 半径为a 432－ 3．奥氏体是( )。

① 碳在γ- Fe 中的间隙固溶体; ② 碳在α- Fe 中的间隙固溶体;③ 碳在α- Fe 中的有限固溶体; ④ 碳在γ- Fe 中的置换固溶体；⑤碳在α- Fe 中的有序固溶体4．渗碳体是一种 ( )。

① 间隙相；② 金属化合物； ③正常价化合物； ④电子化合物；⑤ 间隙化合物5．六方晶系的[100]晶向指数，若改用四坐标轴的密勒指数标定，可表示为 ( )。

① []0112；② []0211； ③ []0121；④ []1102；⑤ []01106．晶面(110)和(111)所在的晶带，其晶带轴的指数为( )。

① []101；② []011；③ []101；④ []110；⑤ []0117．在室温平衡状态下，碳钢的含碳量超过0.9%后，随着含碳量增加，其 ( )。

金属材料与热处理试题 1一、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（）。

金属与热处理试题及答案(总35页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--一、填空题（每空1分，共20分）1.机械设计时常用抗拉强度和屈服强度两种强度指标。

2.若退火亚共析钢试样中先共析铁素体占％，珠光体％，则此钢的含碳量为约％。

3.屈强比是屈服强度与，抗拉强度之比。

4.一般工程结构用金属是多晶体，在各个方向上的性能相同，这就是实际金属的各向同性现象。

5.实际金属存在点缺陷、线缺陷和面缺陷三种缺陷。

实际晶体的强度比理想晶体的强度低（高，低）得多。

6.根据组成合金的各组元之间的相互作用不同，合金的结构可分为两大类：固溶体和金属化合物。

固溶体的晶格结构同溶剂，其强度硬度比纯金属的高。

7.共析钢加热至Ac1时将发生珠光体向奥氏体的转变，其形成过程包括四个阶段。

8.把两个45钢的退火态小试样分别加热到Ac1～Ac3之间和Ac3以上温度水冷淬火，所得到的组织前者为马氏体+铁素体+残余奥氏体，后者为马氏体＋残余奥氏体。

二、判断改错题（对打√，错打“×”并改错，每小题1分，共10分）（）1.随奥氏体中碳含量的增高，马氏体转变后，其中片状马氏体减少，板条状马氏体增多。

(×，片状马氏体增多，板条马氏体减少)（）2.回火屈氏体、回火索氏体和过冷奥氏体分解时形成的屈氏体、索氏体，只是形成过程不同，但组织形态和性能则是相同的。

(×，组织形态和性能也不同)（）3.退火工件常用HRC标出其硬度，淬火工件常用HBS标出其硬度。

(×，退火工件硬度用HBS标出，淬火工件硬度用HRC标出；)（√）4.马氏体是碳在α－Fe中所形成的过饱和固溶体；当发生奥氏体向马氏体的转变时，体积发生膨胀。

；（）5.表面淬火既能改变工件表面的化学成分，也能改善其心部组织与性能。

(5.×，表面淬火只能改变工件表面的组织与性能。

)（√）6.化学热处理既能改变工件表面的化学成分，也能改善其心部组织与性能。

2010硕士研究生入学考试哈工大金属学与热处理一选择题（一个或多个答案）1.决定金属材料性能的因素有（）A晶体结构类型B晶体缺陷的种类与数量C组织状态D热加工工艺2．金属与非金属的区别有（）2页A良好的延展性B良好的导热性C正的电阻温度系数D负的电阻温度系数3.晶格常熟为a的奥氏体八面体间隙（）11页A是不对称的B间隙半径为0.146a C六个原子围成D位于面心和棱边中点4.铁由体心立方晶格变成密排六方晶格，其体积（）A将膨胀B将收缩C不发生变化D不确定39页5.在AC1到AC3温度区间加热时，奥氏体转变为铁素体的转变属于（）A二次再结晶B重结晶C同素异构转变D多晶型转变107页6.钢中的铁素体为（）A间隙相B间隙固溶体C间隙化合物D置换固溶体107页7.六方晶系[010]晶向指数，若改为四坐标轴的密勒指数标定，可表示为（）15页A[2-1-10] B[11-20] C[-12-10] D[1-210]8.晶面（101）和（1-11）所在的晶带轴指数为（）16页A[-110] B[0-11] C[10-1] D[1-10]9.大型铸件的细化可以采用（）A减小过冷度B变质处理C降低冷却速度D固溶与失效10.位错环周围的位错线的特点是（）31页A相同的位错类型B唯一的柏氏矢量C不同的位错类型D不同的柏氏矢量11.金属冷变形经过回复退火再结晶工艺之后的效果为（）A保持了加工硬化状态B有效消除了第二类内应力C减轻了翘曲和变形D提高了塑性韧性和耐磨性12.含碳量在2.11%钢中渗碳体的类型为（）120页A一次渗碳体B二次渗碳体C共晶渗碳体D共析渗碳体13.0.6%的铁碳合金平衡结晶到室温，则室温下该合金中（）A相组成物为铁素体和渗碳体B组织组成物为铁素体和奥氏体C铁素体含量为…. D奥氏体含量为……14.固溶体在正温度梯度条件下结晶时（）54页A垂直方式长大B螺型位错C二维晶核方式D可能呈平面状胞状树枝状15.碳溶于a-Fe中形成的过饱和间隙式固溶体称为（）107页A铁素体B奥氏体C马氏体D贝氏体16.第一类回火脆性（）219页A又称低温回火脆性B在几乎所有钢中可能出现C又称高温回火脆性D又称不可逆回火脆性17.过共析钢经过正火后（）A调整硬度便于机械加工B细化晶粒消除内应力C消除魏氏组织和带状组织D消除网状碳化物18.三元合金变温截面图可以（）A确定三元合金平衡相成分B定性分析三元合金的平衡结晶过程C应用杠杆定律和重心法则D确定平衡相的含量19铝锭300度进行塑性变形时，其组织性能变化（）161页A逐渐形成纤维组织和形变织构B位错密度升高形成形变包C产生残余内应力和点阵畸变D气泡焊合缩松压实成分均匀化20单相铝合金提高强度和硬度的方法为（）A固溶和时效B淬火和回火C冷变形和再结晶D退火和正火二判断题1.（）冷变形态金属构件经再结晶退火工艺处理后，其晶粒外形与晶格类型均可能发生变化。

金属学及热处理试题总结金属学及热处理试题1、过冷奥氏体是指过冷到（）温度以下，尚未转变的奥氏体。

A、MsB、MrC、A12、确定碳钢淬火加热温度的主要依据是（）。

A、C曲线B、铁碳相图C、钢的Ms线3、淬火介质的冷却速度必须（）临界冷却速度。

A、大于B、小于C、等于4、T12钢的淬火加热温度为（）。

A、Ac cm+30-50°CB、Ac3+30-50°CC、Ac1+30-50°C5、钢的淬透性主要取决于钢的（）。

A、含硫量B、临界冷却速度C、含碳量D、含硅量6、钢的热硬性是指钢在高温下保持（）的能力。

A、高抗氧化性B、高强度C、高硬度和高耐磨性7、钢的淬硬性主要取决于钢的（）。

A、含硫量B、含锰量C、含碳量D、含硅量8、一般来说，碳素钢淬火应选择（）作为冷却介质。

A、矿物油B、20°C自来水C、20°C的10%食盐水溶液9、钢在一定条件下淬火后，获得淬硬层深度的能力，称为( ).A、淬硬性B、淬透性C、耐磨性10、钢的回火处理在（）后进行。

A、正火B、退火C、淬火11、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12、化学热处理与其热处理方法的主要区别是（）。

A、加热温度B、组织变化C、改变表面化学成分13、零件渗碳后一般须经（）处理，才能使表面硬而耐磨。

A、淬火+低温回火B、正火C、调质14、用15钢制造的齿轮，要求齿轮表面硬度高而心部具有良好的韧性，应采用（）热处理A、淬火+低温回火B、表面淬火+低温回火C、渗碳+淬火+低温回火15、用65Mn钢做弹簧，淬火后应进行（）；A、低温回火B、中温回火C、高温回火二、判断题（在题号前作记号“√”或“×”）1、（）实际加热时的临界点总是低于相图的临界点。

2、（）珠光体向奥氏体的转变也是通过形核及晶核长大的过程进行的。

3、（）珠光体、索氏体、托氏体都是片层状的铁素体和渗碳体的混合物，所以它们的力学性能相同。

金属热处理考试题与参考答案一、判断题（共100题，每题1分，共100分）1.滚动轴承钢的最终热处理为淬火加低温回火。

（）A、正确B、错误正确答案：A2.钢号""Q195""表示此钢的屈服极限是为195N/mm2。

（）A、正确B、错误正确答案：A3.马氏体组织是一种非稳定的组织。

（）A、正确B、错误正确答案：B4.奥运主场馆鸟巢用的钢是Q460。

（）A、正确B、错误正确答案：A5.索氏体和回火索氏体的性能没有多大的区别。

（）A、正确B、错误正确答案：B6.不同金属材料的密度是不同的。

（）A、正确B、错误正确答案：A7.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。

（）A、正确B、错误正确答案：A8.塑性好的材料易变形加工。

（）A、正确B、错误正确答案：A9.钢水浇铸前加入钛、硼、铝等可细化晶粒。

（）A、正确B、错误正确答案：A10.纯金属的结晶过程是一个恒温过程。

（）A、正确B、错误正确答案：A11.由液体转变为固体的过程都叫结晶。

（）A、正确B、错误正确答案：A12.一般清况下碳钢淬火用油，合金钢淬火用水。

（）A、正确B、错误正确答案：B13.铸造铝合金中没有成分随温度变化的固溶体,故不能用热处理方式进行强化。

（）A、正确B、错误正确答案：B14.奥氏体不锈钢的耐蚀性高于马氏体不锈钢。

（）A、正确B、错误正确答案：A15.钢中退火后出现石墨碳,对性能影响不大,可以应用。

（）A、正确B、错误正确答案：B16.炉衬是决定热处理电阻炉工作性能和热效率的主要因素。

（）A、正确B、错误正确答案：A17.常用的塑性材料在使用时，一般不允许有塑性变形。

（）A、正确B、错误正确答案：A18.珠光体向奥氏体转变也是通过形核及晶核长大的过程进行的。

（）A、正确B、错误正确答案：A19.火焰淬火最常用的燃料是氧-乙炔火焰混合气体。

（）A、正确B、错误正确答案：A20.碳溶于α-Fe中形成的间隙固溶体，称为奥氏体。

第一章3.某晶体的原子位于正方晶格的节点上， 其晶格常数a=bM c,c=2/3a 。

今有一晶面在X 、Y 、Z 坐标轴上的截距分别是5个原子间距，2个 原子间距和3个原子间距，求该晶面的晶面参数。

解：设X 方向的截距为5a, Y 方向的截距为2a ,则Z 方向截距为3c=3X2a/3=2a ,取截距的倒数，分别为1/5a ，1/2a, 1/2aa ，试求出（1 0 0）、（ 1 1 0）、（ 1 11） 晶面的晶面间距，并指出面间距最大的晶面 解：（1 0 0）面间距为a/2, （1 1 0）面间距为"2a/2, （1 1 1）面间距1 2 3)、(0 -1-2)、(4 2 1)等晶面和［-1 0 2］、化为最小简单整数分别为2,5,5 故该晶面的晶面指数为（2 5 5)4体心立方晶格的晶格常数为1•作图表示出立方晶系（为"3a/3三个晶面晶面中面间距最大的晶面为（1 1 0）7•证明理想密排六方晶胞中的轴比 c/a=1.633证明：理想密排六方晶格配位数为12,即晶胞上底面中心原子与其下面的3个位于晶胞内的原子相切，成正四面体，如图所示则 0D 二C/2，AB=BC=CA=CD=a因^ ABC 是等边三角形，所以有 OC=2/3CE则 有(CD)2=(OC)2+(1/2C )2，即(—— ri 三(白广3 2因此 c/a=V8/3=1.6338•试证明面心立方晶格的八面体间隙半径为 r=0.414R解：面心立方八面体间隙半径 r 二a/2-v2a/4=0.146a由于(BC)2=(CE)2+(BE)2(h ----- 爪 f K . -- X ----- ------ R23 2 3 B面心立方原子半径R二辺a/4，则a=4R/\2，代入上式有R=0.146X4R/ V2=0.414R9.a ）设有一刚球模型，球的直径不变，当由面心立方晶格转变为体心立方晶格时，试计算其体积膨胀。

可编辑修改精选全文完整版复习自测题绪论及第一章金属的晶体结构自测题(一)区别概念1．屈服强度和抗拉强度；2．晶体和非晶体；3 刚度与强度(二)填空1．与非金属相比，金属的主要特性是2．体心立方晶胞原子数是，原子半径是，常见的体心立方结构的金属有。

3．设计刚度好的零件，应根据指标来选择材料。

是材料从状态转变为状态时的温度。

4 TK5 屈强比是与之比。

6．材料主要的工艺性能有、、和。

7 材料学是研究材料的、、和四大要素以及这四大要素相互关系与规律的一门科学；材料性能取决于其内部的，后者又取决于材料的和。

8 本课程主要包括三方面内容：、和。

(三)判断题1．晶体中原子偏离平衡位置，就会使晶体的能量升高，因此能增加晶体的强度。

( )2．因为面心立方和密排六方晶体的配位数和致密度都相同，因此分别具有这两种晶体结构的金属其性能基本上是一样的。

( )3．因为单晶体具有各向异性，多晶体中的各个晶粒类似于单晶体，由此推断多晶体在各个方向上的性能也是不相同的。

( )4．金属的理想晶体的强度比实际晶体的强度高得多。

5．材料的强度高，其硬度就高，所以其刚度也大。

(四)改错题1．通常材料的电阻随温度升高而增加。

3．面心立方晶格的致密度为0．68。

4．常温下，金属材料的晶粒越细小时，其强度硬度越高，塑性韧性越低。

5．体心立方晶格的最密排面是｛100｝晶面。

(五) 问答题1．从原子结合的观点来看，金属、陶瓷和高分子材料有何主要区别?在性能上有何表现?2．试用金属键结合的方式，解释金属具有良好导电性、导热性、塑性和金属光泽等基本特性。

(六) 计算作图题1．在一个晶胞中，分别画出室温纯铁(011)、(111)晶面及[111)、[011)晶向。

2．已知一直径为11．28mm，标距为50mm的拉伸试样，加载为50000N时，试样的伸长为0.04mm。

撤去载荷，变形恢复，求该试样的弹性模量。

3．已知a-Fe的晶格常数a=0.28664nm，γ-Fe的晶格常数a=0.364nm。

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 %题号一二三四五六七八卷面总分平时成绩课程总成绩分数一、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。

得分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。

哈工大金属学与热处理原理初试经典试题第三章什么是成分过冷？画图说明成分过冷是如何形成的？（以固相中无集中，液相中只有集中而无对流搅拌的状况为例说明）并说明成分过冷对晶体长大方式及铸锭组织的影响。

成分过冷：实质是液相成分变化引起过冷状况发生变化。

异分结晶必定导致溶质在液、固相中的浓度变化，而固溶体的平衡结晶温度则随合金成分的不同而变化，进而引起过冷状况变化。

自己把图画上（共五个）假设液态金属中仅集中，即集中不能充分进行。

由图（a）结晶的固相成分总是低于平衡成分Co,故将溶质排到界面前沿，由于不能充分集中，便在界面处产生溶质浓度梯度薄层。

结合图（C）（d）,固溶体平衡结晶温度随溶质浓度的变化而变化。

将实际温度分布（b）与平衡结晶温度分布（e）叠加，便在固液界面前肯定范围的液相中消失了过冷区域。

平衡结晶温度与实际结晶温度之差为过冷度，这个过冷度是由于液相中成分变化引起的，故称为成分过冷。

成分过冷对晶体长大方式的影响：随着成分过冷的增大，固溶体晶体由平面状向胞状、树枝状的形态进展成分过冷对铸锭组织的影响：固溶体合金的铸锭组织也是由表层细晶区、柱状晶区、中心等轴晶区组成。

当溶质含量固定时，随着G的增加成分过冷区下降，铸锭组织由等轴晶向柱状晶进展；当G 固定时，随着浓度的增加，成分过冷区增大，铸锭组织由柱状晶向等轴晶过度，有利于等轴晶形成。

（注：液相中的温度梯度G越小，成长速度R和溶质的浓度CO越大，则有利于形成成分过冷Q第四章试述铁碳合金平衡组织中铁素体和渗碳体的形态、特征和数量对合金组织和性能的影响。

从奥氏体中析出的铁素体一般呈块状，而经共析反应生成的珠光体中的铁素体，由于同渗碳体要相互制约，呈交替层片状。

而渗碳体由于生成的条件不同，使其形态变得非常简单。

当W（C）=O.0218%时，三次渗碳体从铁素体中析出，沿晶界呈小片状分布。

共析渗碳体是经共析反应生成的，与铁素体呈交替层片状，而从奥氏体中析出的二次渗碳体，则以网络状分布于奥氏体的晶界.共晶渗碳体是与奥氏体相关形成的，在莱氏体中为连续的基体，比较粗大，有时呈鱼骨状。