2008年金属热处理原理期末考试复习题(2)
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专业课原理概述部分一、选择题(每题1分,共5分)1. 下列哪种材料属于有色金属?A. 铁B. 铝C. 钢D. 铅2. 金属的晶体结构中,下列哪种属于面心立方晶格?A. 铁素体B. 渗碳体C. 钼D. 铜锌合金A. 回火B. 正火C. 渗碳D. 淬火4. 金属的疲劳断裂通常发生在什么部位?A. 表面B. 内部C. 晶界D. 相界面5. 下列哪种现象是金属的蠕变现象?A. 脆性断裂B. 塑性变形C. 疲劳断裂D. 长时间承受恒定载荷下的缓慢变形二、判断题(每题1分,共5分)1. 金属材料的强度和硬度成正比关系。
(×)2. 冷加工可以提高金属的塑性和韧性。
(×)3. 热处理工艺可以改变金属的晶体结构。
(√)4. 金属的疲劳寿命与应力集中无关。
(×)5. 金属材料在高温下的力学性能主要取决于其蠕变性能。
(√)三、填空题(每题1分,共5分)1. 金属的晶体结构主要有体心立方、面心立方和______三种。
2. 金属材料的力学性能主要包括强度、塑性、韧性、硬度和______。
3. 常用的热处理工艺有退火、正火、淬火和______。
4. 金属的疲劳断裂过程通常经历裂纹萌生、裂纹______和断裂三个阶段。
5. 评价金属高温性能的指标有高温强度、高温______和高温抗氧化性。
四、简答题(每题2分,共10分)1. 简述金属材料的物理性能和化学性能。
2. 什么是金属的冷加工硬化?它对金属材料有什么影响?3. 简述淬火工艺的基本原理及其目的。
4. 什么是金属的疲劳极限?如何测定?5. 简述金属材料在高温环境下的主要失效形式。
五、应用题(每题2分,共10分)1. 给定一种碳钢材料,如何通过热处理工艺提高其硬度?2. 如何通过调整热处理工艺参数来改善金属的疲劳性能?3. 某一金属零件在工作过程中出现断裂,试分析可能的原因。
4. 如何选择合适的金属材料和热处理工艺以满足特定的工作条件?5. 设计一种热处理工艺,以改善金属材料的蠕变性能。
金属材料与热处理2班级___________________姓名 ____________________一、填空题(30分,每空1分)1、金属材料的性能包括__________和__________两种。
2、淬火钢在回火过程中:随着回火温度的升高钢的__________和__________下降,而__________和__________提高。
3、常见的冷却介质有__________、__________、__________。
4、合金钢按合金元素含量分为:_________ 、_________ 、_________ 。
5、提高钢的抗氧化能力,可在钢中加入__________元素。
6、常见的淬火缺陷有_________、_________、_________和_________。
7、碳的质量分数_________,且不含有_________的钢,称为碳素钢。
8、在普通铸铁的基础上加入一定量的____________,制成合金铸铁。
9、碳素钢按用途分为__________和__________。
10、硬质合金的主要性能特点是__________高,__________好,__________高,_________低,__________高__________很差。
11、常用的不锈钢有_________ 、_________ 两种。
二、选择题(30分,每题2分)1、金属()的越好,则其锻造性能越好。
A 强度B 塑性C 硬度 D冲击韧性2、铸铁中碳以石墨形态析出的过程称为()。
A 变质处理B 石墨化C 球化处理D 孕育处理3、QT800-2可制造()。
A 机床床身B 炉底板C 轴承座 D曲轴4、零件在工作中所承受的应力,不允许超过抗拉强度,否则会产生()。
A 弹性变形B 断裂C 塑性变形D 屈服5、大小、方向随时间发生周期性变化的载荷叫()。
A 冲击载荷B 静载荷C 交变载荷D 可变载荷6、机械零件失效80%以上属于(),这种破坏没有明显变形,是突然性的。
金属热处理习题及参考答案一、判断题(共100题,每题1分,共100分)1.严格控制铸钢、铸铁中的硫含量可使铸件产生热裂纹的倾向大大降低。
()A、正确B、错误正确答案:A2.普通金属都是多晶体。
()A、正确B、错误正确答案:A3.当晶核长大时,随过冷度增大,晶核的长大速度增大。
但当过冷度很大时,晶核长大的速度很快减小。
()A、正确B、错误正确答案:A4.耐磨钢ZGMn13,经""水刨处理""后即可获得高耐磨性,而心部仍保持高的塑性和韧性。
()A、正确B、错误正确答案:B5.合金元素加入钢中,会降低钢的回火稳定性。
()A、正确B、错误正确答案:B6.共析转变时温度不变,且三相的成分也是确定的。
()A、正确B、错误正确答案:A7.在连续式热处理炉中,钢带是成卷进行处理的。
()A、正确B、错误正确答案:B8.铸铁可以经过热处理改变基体组织和石墨形态。
()A、正确B、错误正确答案:B9.光线照射物体能够使物体变热。
()A、正确B、错误正确答案:A10.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:A11.在轧制过程中,原料的体积和成品的体积是不变的,只是形状和尺寸发生了变化。
()A、正确B、错误正确答案:A12.对流板可提高罩式退火炉的传热效率。
()A、正确B、错误正确答案:A13.正火与退火在冷却方法上的区别是:正火冷却较快,在空气中冷却,退火则是缓冷。
()A、正确B、错误正确答案:A14.疲劳破坏是机械零件失效的主要原因之一。
()A、正确B、错误正确答案:A15.等温转变可以获得马氏体,连续冷却可以获得贝氏体。
()A、正确B、错误正确答案:A16.硬度是衡量材料软硬程度的指标。
()A、正确B、错误正确答案:A17.热加工是指在室温以上的塑性变形加工。
()A、正确B、错误正确答案:B18.正火工艺是将钢加热到AC3+(30~50℃)或Accm+(30~50℃),保温一定时间后出炉空冷。
金属材料及热处理期末试卷一.填空题(每空1分共20)1.塑性通常用________ 和 _________ 来表示2.金属结晶的必要条件是__________3.单晶体的塑性变形方式是_______ 和_________4.固溶体合金在结晶过程中,产生晶粒内部化学成分不均匀的现象为_________ ,由于这种偏析呈树枝状分布,故又称__________5.工业纯铁的室温平衡组织为__________6.淬火钢在250〜350°C温度范围内冋火吋要发生冋火脆性,称为____________7.滚动轴承钢主要用于制造滚动轴承的________________8.灰铸铁的热处理方法有_________ 、_________ 、____________9.变形铝合金按其性能特点可分为__________ 、__________ 、__________ 和锻铝10・青铜是指除_______ 、 _________ 以外的铜合金11・金属材料、________ 和________ 统称三大固体工程材料二.选择题(每题2分共20分)1•灰铸铁的硬度测定方法是()A.布氏硬度B.洛氏硕度C.维氏硕度2.下列物质属于晶体的是()A.松香B.水晶C.石蜡3.冷塑性变形的金属晶粒重新结晶为均匀的等轴晶粒需进行的热处理是()A.去应力退火B.完全退火C.再结晶退火4 .下列情况属于相变过程的是()A.液态金屈的结晶B.晶粒长大C.冷变形金屈的再结晶5•在铁碳合金的基本组成相屮,属于金属化合物是()A.铁素体B.渗碳体C.奥氏体6.调质是()A.淬火+低温回火B.淬火+中温回火C.淬火+高温回火7.下列关于合金元素在钢屮的作用论述错误的是()A.合金元素的加入使铁素体产生固溶强化B.合金元素的加入使奥氏体相区的大小发牛改变C.除钻外,合金元素的加入使C曲线左移8.阻止石墨化的元素有()A.硅B.磷C.硫9.属于软基体上分布硬质点的轴承合金有()A.锡基巴氏合金B.铝基轴承合金C.珠光体灰铸铁10.碳以片状石墨形式存在的铸铁是()A.灰铸铁B.白口铸铁C.球墨铸铁三.判断题(对的打",错的打X。
一、填空题(每空1分, 共20分)1. 常见的金属的塑性变形方式有和孪生两种类型。
2. 滑移实际上是在切应力下运动的结果。
当滑移面与外力平行或垂直时, 晶体不可能滑移, 这种位向称为。
3. 钢的热处理是指把钢在固态下加热到一定温度, 进行必要的, 并以适当的速度, 以改变钢的内部组织, 从而得到所需性能的工艺方法。
4. 淬火前, 若钢中存在网状渗碳体, 应采用的方法予以消除, 否则会影响钢的淬透性。
5. 是指加热温度偏高而使奥氏体晶粒粗大, 淬火后得到粗大的马氏体, 导致零件性能变脆。
6.合金元素能够抑制马氏体分解, 阻碍碳化物的聚集和长大, 使钢在很高的回火温度下保持高硬度和高强度, 这种性质称为。
7. 强碳化物形成元素, 在含量较高及在一定回火温度下, 还将沉淀析出各自细小、弥散的特殊碳化物, 其使钢的硬度不降低反而再次提高, 这种现象称为。
8. 把两个45钢退火状态小试样分别加热到Ac3+30 ~50℃和Ac1~ Ac3之间, 保温后迅速水冷, 所得到的组织是, 前者为马氏体和残余奥氏体, 后者为、残余奥氏体和, 前者的硬度较后者(高或低)。
9. 钢的淬透性主要指钢在淬火时形成组织深度的能力, 是一种重要的热处理工艺性能, 其高低可在相同的淬火条件下钢所获得的淬硬层来评定的。
10. 量具用钢的主要性能要求是具有及良好的耐磨性, 并在长期使用和存放期间有良好的。
11.可锻铸铁中, 石墨呈状存在。
在各类铸铁中, 铸铁的力学性能介于优质灰铸铁和球墨铸铁之间。
12. 淬火铝合金随着时间的延长而发生强化的现象称为。
已时效硬化的铝合金再重新加热后在室温下放置, 仍能进行正常时效的现象称为。
二、单项选择题(每一小题的备选答案中, 只有一个答案是正确的, 请把你认为正确答案的题号填入括号内。
错选、多选、不选均不给分, 每小题2分, 共30分)1.锻造的曲轴要比由切削制成的曲轴有更高的力学性能, 主要是由于工件内部有()。
金属热处理复习题含答案一、判断题(共100题,每题1分,共100分)1.在半环状工件淬火冷却时,为使圆弧不增大,可使内圆弧向上冷却或用夹具固定工件冷却。
()A、正确B、错误正确答案:B2.镍铬-镍铝热电偶中,镍铝是正极,镍铬是负极。
()A、正确B、错误正确答案:B3.塑性好的材料易变形加工。
()A、正确B、错误正确答案:A4.热处理是改善钢切削加工性能的重要途径。
()A、正确B、错误正确答案:A5.带状组织是一种缺陷,会引号起钢材力学性能的各向异性。
一般很难用热处理的方法消除带状组织。
()A、正确B、错误正确答案:B6.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:A7.非晶体的原子是呈无序、无规则堆积的物质。
()A、正确B、错误正确答案:A8.由于感应淬火时加热速度极快、仅改变工件表面组织而保持心部的原始组织,因此心部冷态金属的高强度会制约表层淬火时所产生的裂纹,使工件开裂倾向小。
另外、由于感应加热时间短、因此工件表面氧化、脱碳也少。
()A、正确B、错误正确答案:B9.通过同素异构转变可使金属在固态下重组晶粒获得所需性能。
()A、正确B、错误正确答案:A10.合金钢在碎火加热时易过热。
()A、正确B、错误正确答案:B11.煤油的产气量高,但易产生碳黑,由于价格便宜是目前采用的主要气体渗碳剂。
()A、正确B、错误正确答案:A12.评价计算机最常用的指标有计算速度、字长、存贮容量、指令系统、输入、输出设备、系统软件和可靠性。
()A、正确B、错误正确答案:A13.固溶体具有与溶剂金属相同的晶体结构。
()A、正确B、错误正确答案:A14.箱式电阻炉钢制门框中部温度过高,致使焊接门框变形量超过膨胀切口而发生变形。
此种故障是不可修复的,只能进行更换。
()A、正确B、错误正确答案:B15.小能量多次冲击抗力大小主要取决于材料的强度和塑性。
()A、正确B、错误正确答案:A16.一般来说,硬度高的材料其强度也较高。
第七章⾦属热处理原理复习题(已做完)第七章《⾦属热处理原理》部分复习题⼀、名词解释:1.实际晶粒度:某⼀具体热处理或热加⼯条件下的奥⽒体的晶粒度叫实际晶粒度2.马⽒体、贝⽒体(上贝⽒体和下贝⽒体):过冷奥⽒体的等温转变中温转变时渗碳体分布在碳过饱和的铁素体基体上的两相混合物称为贝⽒体,上贝⽒体(B上):550℃~350℃,呈⽻⽑状,⼩⽚状的渗碳体分布在成排的铁素体⽚之间,下贝⽒体(B 下):350℃~Ms:在光学显微镜下为⿊⾊针状,在电⼦显微镜下可看到在铁素体针内沿⼀定⽅向分布着细⼩的碳化物(Fe2.4C)颗粒。
贝⽒体:过冷奥⽒体的连续冷却转变时碳在α-Fe 中的过饱和间隙固溶体。
⼆、填空题:1.钢加热时奥⽒体形成是由奥⽒体形核;晶核的长⼤;未溶碳化物(Fe3C)溶解;奥⽒体成分均匀化等四个基本过程所组成。
2.在过冷奥⽒体等温转变产物中,珠光体与屈⽒体的主要相同点是都是它们都是珠光体类型的组织,不同点是层间距不同,且珠光体层间距较⼤,屈似体层间距最⼩。
3.⽤光学显微镜观察,上贝⽒体的组织特征呈⽻⽑状状,⽽下贝⽒体则呈⿊⾊针状。
4.与共析钢相⽐,⾮共析钢C曲线的特征是多⼀条过冷A→F或(Fe3CⅡ)的转变开始线,亚共析钢左上部多⼀条过冷A转变为铁素体(F)的转变开始线,过共析钢多⼀条过冷A中析出⼆次渗碳体(Fe3CII) 开始线。
5.马⽒体的显微组织形态主要有板条状、针状两种。
其中板条状马⽒体的韧性较好。
6.⾼碳淬⽕马⽒体和回⽕马⽒体在形成条件上的区别是前者是在淬⽕中形成,后者在低温回⽕时形成,在⾦相显微镜下观察⼆者的区别是前者为⽵叶形,后者为⿊⾊针装。
7.⽬前较普遍采⽤的测定钢的淬透性的⽅法是“末端淬⽕法”即端淬试验。
三、判断题:1.所谓本质细晶粒钢就是⼀种在任何加热条件下晶粒均不发⽣粗化的钢。
(×)2.当把亚共析钢加热到A c1和A c3之间的温度时,将获得由铁素体和奥⽒体构成的两相组织,在平衡条件下,其中奥⽒体的碳含量总是⼤于钢的碳含量。
金属热处理复习题(含答案)一、判断题(共100题,每题1分,共100分)1.布氏硬度测量法不宜用于测量成品及较薄零件。
()A、正确B、错误正确答案:A2.间隙固溶体一定是无限固溶体。
()A、正确B、错误正确答案:B3.要求大截面工件获得小尺寸试样的性能指标或者要求低碳钢不经化学热处理达到高硬度等都是不合理的。
()A、正确B、错误正确答案:A4.锻造生产是以材料的韧性为基础的,球墨铸铁、可锻铸铁都能进行锻造。
()A、正确B、错误正确答案:B5.在设计热处理工装夹具时,应将容易变形的方筐改为不易变形的圆筐,增加焊接加强助以提高板或框架的牢固程度,用多点悬挂支撑来代替单点悬挂支撑以平衡工件重量等。
()A、正确B、错误正确答案:A6.经热处理后钢出炉温度过高会造成氧化色。
()B、错误正确答案:A7.临界淬透直径与冷却介质无关。
()A、正确B、错误正确答案:B8.高速钢是热硬性(热稳定性)、耐磨性很好的高合金工具钢。
它的热硬性可达到600℃,切削时能长期保持刀具刃口锋利,故又称为""锋钢""。
()A、正确B、错误正确答案:A9.存在残余应力的工件受外载荷作用时,若残余应力作用的方向与受力方向相反,会加速工件失效。
()A、正确B、错误正确答案:B10.杠杆定律不仅适用于匀晶相图两相区中两平衡相的相对重量计算,对其他类型的二元合金相图两相区中两平衡相的相对重量计算也同样适用。
()A、正确B、错误正确答案:A11.在退火状态(接近平衡组织),45钢比20钢的硬度和强度都高。
()A、正确正确答案:A12.多元少量是合金化的重要原则之一。
()A、正确B、错误正确答案:A13.采用感应加热表面淬火时,可通过调节电流频率来调节工件淬硬层深度。
()A、正确B、错误正确答案:A14.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:A15.调质处理广泛用于重要的受力构件。
金属热处理模拟考试题(附答案)一、判断题(共100题,每题1分,共100分)1.要使45钢工件具有良好的综合力学性能,通常应在粗加工后进行调质。
()A、正确B、错误正确答案:A2.洛氏硬度值是根据压头压入被测定材料的深度来确定的。
()A、正确B、错误正确答案:A3.热硬性高的钢必定有较高的回火稳定性。
()A、正确B、错误正确答案:A4.无焰燃烧的整个燃烧过程在烧嘴砖内既已结束。
()A、正确B、错误正确答案:A5.氧化皮对于弹簧钢丝一类的材料来说,虽然在拉丝过程中会嵌入钢丝表面,形成麻点,但是这种表面缺陷和表面脱碳可以在以后的加工过程中去除,不会显著降低弹簧的疲劳寿命。
()A、正确B、错误正确答案:B6.低碳钢铸件正火处理,以获得均匀的铁素体加细片状珠光体组织。
()A、正确B、错误正确答案:B7.取向硅钢的出炉温度应以光学高温计实测为准。
()A、正确B、错误正确答案:A8.CrWMn又称为微变形钢。
()A、正确B、错误正确答案:A9.冷轧带钢在罩式炉中进行再结晶退火时,有紧卷退火和松卷退火两种方式。
()A、正确B、错误正确答案:A10.若新的电极式盐浴炉烘干不彻底或坩埚漏盐,则会导致盐浴翻花,其颜色多与熔盐相同。
()A、正确B、错误正确答案:A11.高速钢刀具在淬火不合格需要返修时,应先重新进行完全退火,防止重新淬火时晶粒异常长大,出现萘状断口或其他缺陷。
()A、正确B、错误正确答案:A12.金属性能的差异是由其内部结构决定的。
()A、正确B、错误正确答案:A13.对于过烧的工件,可用正火或退火的返修方法来消除过烧组织。
()A、正确B、错误正确答案:B14.在任何情况下,同一种钢材的抗拉强度指标统计规律均符合正态分布。
()A、正确B、错误正确答案:B15.一般规定自工件表面至半马氏体区的深度作为淬硬层深度。
()A、正确B、错误正确答案:B16.钢的晶粒因过热而粗化时,就有变脆倾向。
()A、正确B、错误正确答案:A17.有甲、乙两个工件,甲工件硬度是230HBS,乙工件的硬度是HRC34,所以甲比乙硬得多。
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。
金属热处理测试题+答案一、判断题(共100题,每题1分,共100分)1.变质处理是在浇注前往液态金属中加入形核剂(又称变质剂),促进形成大量的非均匀晶核来细化晶粒。
()A、正确B、错误正确答案:A2.由于感应淬火时加热速度极快、仅改变工件表面组织而保持心部的原始组织,因此心部冷态金属的高强度会制约表层淬火时所产生的裂纹,使工件开裂倾向小。
另外、由于感应加热时间短、因此工件表面氧化、脱碳也少。
()A、正确B、错误正确答案:B3.圆盘形工件应轴向与淬火冷却介质液面保持水平淬入。
()A、正确B、错误正确答案:A4.小能量多次冲击抗力大小主要取决于材料的强度和塑性。
()A、正确B、错误正确答案:A5.碳氮共渗温度一般低于渗碳温度,面且氮能强烈地稳定奥氏体,所以不可以直接淬火。
()A、正确B、错误正确答案:B6.金属的锻造性与锻压方法无关而与材料的性能有关。
()A、正确B、错误正确答案:B7.为保持冷变形金属的强度和硬度,应采用再结晶退火。
()A、正确B、错误正确答案:B8.实际加热时的临界点总是低于像图上的临界点。
()A、正确B、错误正确答案:B9.莱氏体的性能接近于渗碳体。
()A、正确B、错误正确答案:A10.感应加热淬火的温度,与钢的化学成份及原始组织状态有关,而与加热速度无关。
()A、正确B、错误正确答案:B11.热轧过程中是不会出现加工硬化现象的。
()A、正确B、错误正确答案:B12.马氏体转变特征中的无扩散性是指在相变过程中所有原子都不发生迁移。
()A、正确B、错误正确答案:B13.晶界越多晶粒一定细。
()A、正确B、错误正确答案:B14.液压校直机是利用液体压力加压于工件来校正工件的变形。
()A、正确B、错误正确答案:A15.电炉主要用于冶炼高质量的合金钢。
()A、正确B、错误正确答案:A16.井式炉的横向间距,小型热处理炉为0.8-1.2m;中型热处理炉为1.2~1.5m;大型炉热处理为2.5~4.0m。
《金属材料与热处理》理论期末试题(满分100分,时间60分钟)一、填空题(每空1分,共35分)1.常见的金属晶格类型有_______ 晶格,______ 晶格和______ 晶格三种。
2.金属在_______ 态下,随温度的改变,由 _______ 改变为 ____ 的现象称为同素异构转变。
3.金属材料抵抗______ 载荷作用而_____ 的能力,称为冲击韧性。
4.根据溶质原子在溶剂晶格屮所处位置不同,固溶体可分为___________ 和_________ 两种。
5.碳素钢屮除铁、碳外,还常含有______ 、______ 、 ____ 、 ___ 、等元素。
6.常用的热处理方法有_________ 、________ 、_________ 和 ________ -7.为了得到细小而均匀的奥氏体晶粒,必须严格控制________ 和_______ ,以避免发生晶粒粗大现象。
8.传统的淬火冷却介质有_______ 、________ 、_______ 和 _______ 等。
9.合金钢按用途可分为____________ 、 ___________ 和____________ o10.铸铁是含碳量_______________ 的铁碳合金,但铸铁屮的碳大部分不再以 __________ 的形式存在,而是以游离的 __________ 状态存在。
11 •通常把黑色金属以外的金属称为______________ ,也称 __________ O12.硬质合金是指将一•种或多种难溶金属__________ 和 ____________ ,通过 _________ 工艺生产的一•类合金材料。
二、判断题(每题1分,共15分)1.一般情况下,金属的晶格越细,其力学性能越差。
()2.选材时,只要满足工件使用要求即可,并非各项要求越高越好。
()3.弹性变形不能载荷的去除而消失。
()4.由于猛、硅都是有益元素,适半增加其含量,能提高钢的强度。
金属热处理原理复习题1一、选择题每空分,共分1.钢的低温回火的温度为 ;A.400℃B.350℃C.300℃D.250℃2.可逆回火脆性的温度范围是 ;A.150℃~200℃B.250℃~400℃C.400℃~550℃D.550℃~650℃3.不可逆回火脆性的温度范围是 ;A.150℃~200℃B.250℃~400℃C.400℃~550℃D.550℃~650℃4.加热是钢进行热处理的第一步,其目的是使钢获得 ;A.均匀的基体组织B.均匀的A体组织C.均匀的P体组织D.均匀的M体组织5.钢的高温回火的温度为 ;A.500℃B.450℃C.400℃D.350℃6.钢的中温回火的温度为 ;A.350℃B.300℃C.250℃D.200℃7.碳钢的淬火工艺是将其工件加热到一定温度,保温一段时间,然后采用的冷却方式是 ;A.随炉冷却B.在风中冷却C.在空气中冷却D.在水中冷却8.正火是将工件加热到一定温度,保温一段时间,然后采用的冷却方式是 ;A.随炉冷却B.在油中冷却C.在空气中冷却D.在水中冷却9.完全退火主要用于 ;A.亚共析钢B.共析钢C.过共析钢D.所有钢种10.共析钢在奥氏体的连续冷却转变产物中,不可能出现的组织是 ;A.PB.SC.BD.M11.退火是将工件加热到一定温度,保温一段时间,然后采用的冷却方式是 ;A.随炉冷却B.在油中冷却C.在空气中冷却D.在水中冷却二、是非题1. 完全退火是将工件加热到Acm以上30~50℃,保温一定的时间后,随炉缓慢冷却的一种热处理工艺;2. 合金元素溶于奥氏体后,均能增加过冷奥氏体的稳定性;3. 渗氮处理是将活性氮原子渗入工件表层,然后再进行淬火和低温回火的一种热处理方法;4. 马氏体转变温度区的位置主要与钢的化学成分有关,而与冷却速度无关;三、填空题1. 共析钢中奥氏体的形成过程是: , ,残余Fe3C溶解,奥氏体均匀化;2. 氰化处理是将 , 同时渗入工件表面的一种化学热处理方法;3. 化学热处理的基本过程,均由以下三个阶段组成,即 , ,活性原子继续向工件内部扩散;4. 马氏体是碳在中的组织;5. 在钢的热处理中,奥氏体的形成过程是由和两个基本过程来完成的;6. 钢的中温回火的温度范围在 ,回火后的组织为 ;7. 共析钢中奥氏体的形成过程是:奥氏体形核,奥氏体长大, , ;8. 钢的低温回火的温度范围在 ,回火后的组织为 ;9. 在钢的回火时,随着回火温度的升高,淬火钢的组织转变可以归纳为以下四个阶段:马氏体的分解,残余奥氏体的转变, , ;10. 钢的高温回火的温度范围在 ,回火后的组织为 ;11. 根据共析钢的C曲线,过冷奥氏体在A1线以下等温转变所获得的组织产物是和贝氏体型组织;12. 常见钢的退火种类有:完全退火, 和 ;13. 根据共析钢的C曲线,过冷奥氏体在A1线以下转变的产物类型有 , 和马氏体型组织;14. 材料在一定的淬火剂中能被淬透的越大,表示越好;15. 化学热处理的基本过程,均有以下三个阶段组成,即 ,活性原子被工件表面吸收, ;四、改正题1. 临界冷却速度是指过冷奥氏体向马氏体转变的最快的冷却速度;2. 弹簧经淬火和中温回火后的组织是回火索氏体;3. 低碳钢和某些低碳合金钢,经球化退火后能适当提高硬度,改善切削加工;4. 完全退火主要应用于过共析钢;5. 去应力退火是将工件加热到Ac3线以上,保温后缓慢地冷却下来地热处理工艺;6. 减低硬度的球化退火主要适用于亚共析钢;7. 在生产中,习惯把淬火和高温回火相结合的热处理方法称为预备热处理;8. 除钴之外,其它合金元素溶于奥氏体后,均能增加过冷奥氏体的稳定性,使C曲线左移;9. 马氏体硬度主要取决于马氏体中的合金含量;10.晶粒度是用来表示晶粒可承受最高温度的一种尺度;11.钢的热处理后的最终性能,主要取决于该钢的化学成分;12.钢的热处理是通过加热,保温和冷却,以改变钢的形状,尺寸,从而改善钢的性能的一种工艺方法;13.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;14.过共析钢完全退火后能消除网状渗碳体;15.淬火钢随着回火温度的升高,钢的硬度值显着降低,这种现象称为回火脆性;16.调质钢经淬火和高温回火后的组织是回火马氏体;17.马氏体转变的Ms和Mf温度线,随奥氏体含碳量增加而上升;五、简答题1.指出下列工件正火的主要作用及正火后的组织;120CrMnTi制造传动齿轮2T12钢制造铣刀2.用45钢制造主轴,其加工工艺路线为:下料——锻造——退火——粗加工——调质处理试问:1调质处理的作用;2调质处理加热温度范围;3.热处理的目是什么有哪些基本类型4.简述过冷奥氏体等温转变组织的名称及其性能;5.氮化处理与渗碳处理相比有哪些特点;6.什么叫退火其主要目的是什么7.什么叫回火淬火钢为什么要进行回火处理8.什么叫淬火其主要目的是什么9.淬火钢采用低温或高温回火各获得什么组织其主要应用在什么场合10.指出过共析钢淬火加热温度的范围,并说明其理由;11.球化退火的目的是什么主要应用在什么场合12.共析钢的奥氏体形成过程可归纳为几个阶段金属热处理原理复习题2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910~4℃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-FeC亚稳平衡图,说明加热时奥氏体形成机理;3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 —Fe 3C 相图知,在A 1温度C%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A1温度,=0,而 、 、 均为正植,并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A 1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 —Fe 3C 相界面上优先形成,这是由于:①如所前所述,晶界形核,可以消除部分晶体缺陷而使体系的自由能降低,有利于相变对能量的要求;②相界面两边的碳浓度差大,较易获得与新相奥氏体相适配的碳浓度,况且碳原子沿晶界扩散也较晶内为快,从而加速了奥氏体的形核;③晶界处,原子排列较不规则,易于产生结构起伏,从而由bcc 改组成fcc;一旦在相界面处形成奥氏体核心,则产生三相平衡,且晶核的生长随之开始; 2奥氏体晶核的生长由于P→A 的转变是扩散型相变,且相变是在较高温度下进行的,二相的自由能差较小,故奥氏体的生长主要受控于C 、Fe 原子的扩散,根据 Fick 第一定律,扩散通量与浓度梯度成正比,且向着浓度降低的方向进行,所以我们只要分析相界面处与奥氏体晶核内部的浓度梯度,就可预测晶核长大的趋势;由Fe-Fe 3C 相图知相图略,P→A 时,将产生两个相界面α+γ、γ+Fe 3C,而α+Fe 3C 相界面消失,各界面处的浓度为:最大最小中等从而在γ相内产生碳浓度差 虽然在α相内亦存在浓度梯度,但比起γ相内的要小的多,故予以忽略,从而产生浓度梯度,引起碳的扩散;扩散的结果, ↘ , ↗ ,这就破坏了该温度下 、 相界面处C原子的平衡,为了得到这种平衡,在 相界面处,必须通过 溶入奥氏体,使 ↗,则奥氏体向 推进了一段距离;与此同时,在 相界面处,必须通过 ,使 ↘ ,则奥氏体又向 推进一段距离,从而实现了奥氏体晶核的生长;由于相界面处的浓度差远大于 相界面处的浓度差,奥氏体向铁素体推进的速度远大于向推进的速度,所以在奥氏体生长过程中,往往是铁素体优先消失,而有剩余; 3残留Fe 3C 的溶解 由于残留Fe 3C 中的C 通过扩散进入奥氏体,而A 中的Fe 则通过扩散,进入Fe 3C 阵点,随之Fe 3C 中的C 浓度降低,使得复杂斜方结构变得不稳定,逐渐改组为面心立方点阵,实现了残留奥氏体的溶解;4奥氏体成分的均匀化综上所述,珠光体转变为奥氏体的过程是一个形核长大的过程,是受扩散控制的;由于相变对成分、结构、能量的要求,A 首先在α/Fe 3C 相界面上形核,从而产生α/γ,γ/Fe 3C 二个相界面;奥氏体晶核借助于相界面上的浓度差而产生的浓度梯度,通过扩散生长;在A 生长过程中,铁素体优先消失,残留渗碳体则借助于Fe 、C原子的扩散进一步溶解,最后经过Fe、C原子在A内部的进一步扩散,而得到成分均匀的奥氏体;4.综述奥氏体晶粒度的概念,说明如何加热可得到细晶奥氏体;答:晶粒度-晶粒大小的尺度,共分8级,1~4级为粗晶粒;5~8级为细晶粒;超过8级的为超细晶粒;可分为下述三种:①起始晶粒度;奥氏体转变刚刚完成,其晶粒边界刚刚接触时的晶粒大小;一般地讲,这时的奥氏体由一批晶粒大小不一,晶粒易弯曲的晶粒组成;②实际晶粒度:在某一加热条件下最终获得的奥氏体晶格大小;它基本决定了热处理后的晶粒大小及该加热条件下奥氏体的性能;③本质晶粒度:在一定热条件下,奥氏体晶粒长大的倾向,它基本上由钢材冶炼时的脱氧方法所决定;条件:930 ±10℃,保温3~8小时,晶粒度为1~4级,本质细晶结构,而5~8级则为本质细晶粒钢;5.设γ-Fe的点阵常数为 ,C的原子半径为 ,若平均个γ-Fe晶胞中溶入一个C 原子,则单胞的相对膨胀量为多大解:依题意,γ-Fe的点阵常数,设γ-Fe的八面体间隙半径为r8,则,碳原子进入八面体间隙后,八面体间隙胀大的体积为3,故相对膨胀量为;复习思考题二珠光体相变1.试对珠光体片层间距随温度的降低而减小作出定性解释;答:S与ΔT成反比,且,这一关系可定性解释如下:珠光体型相变为扩散型相变,是受碳、铁原子的扩散控制的;当珠光体的形成温度下下降时,ΔT增加,扩散变得较为困难,从而层片间距必然减小以缩短原子的扩散距离,所以S与ΔT成反比关系;在一定的过冷度下,若S过大,为了达到相变对成分的要求,原子所需扩散的距离就要增大,这使转变发生困难;若S过小,则由于相界面面积增大,而使表面能增大,这时ΔGV 不变,σS增加,必然使相变驱动力过小,而使相变不易进行;可见,S与ΔT必然存在一定的定量关系,但S与原奥氏体晶粒尺寸无关;2.解释珠光体相变属扩散型相变;3.分析珠光体相变的领先相及珠光体的形成机理;答:从热力学上讲,在奥氏体中优先形成α相或Fe3C相都是可能的,所以分析谁是领先相,必须从相变对成分、结构的要求着手,从成分上讲,由于钢的含碳量较低,产生低碳区更为有利,即有利于铁素体为领先相;但从结构上讲,在较高温度,特别在高碳钢中,往往出现先共析Fe3C相,或存在未溶Fe3C微粒,故一般认为过共析钢的领先相为Fe3C,而共析钢的领先相并不排除铁素体的可能性;珠光体形成时,在奥氏体中的形核,符合一般的相变规律;即母相奥氏体成分均匀时,往往优先在原奥氏体相界面上形核,而当母相成分不均匀时,则可能在晶粒内的亚晶界或缺陷处形核;珠光体依靠碳原子的扩散,满足相变对成分的要求,而铁原子的自扩散,则完成点阵的改组;而其生长的过程则是一个“互相促发,依次形核,逐渐伸展”的过程,若在奥氏体晶界上形成了一片渗碳体领先相为片状,主要是由于片状的应变能较低,片状在形核过程中的相变阻力小,然后同时向纵横方向生长,由于横向生长,使周围碳原子在向渗碳体聚集的同时,产生贫碳区,当其C%下降到该温度下xα/k浓度时,铁素体即在Fe3C—γ相界面上形核并长成片状;随着F的横向生长,又促使渗碳体片的形核并生长;如此不断形核生长,从而形成铁素体、渗碳体相相同的片层;形成片状的原因,一般以为:片状可以大面积获得碳原子,同时片状扩散距离短,有利于扩散;当形成γ-α,γ-cem相界面以后,在γ的相界面上产生浓度差xγ/α>xγ/k从而引起碳原子由α前沿向Fe3C前沿扩散,扩散的结果破坏了相界面γ,C浓度的平衡在γ-α相界面上,浓度低于平衡浓度xγ/α而γ-Fe3C相界面上,浓度则高于xγ/k,为了恢复碳浓度的平衡,在γ-α相界面上形成α,γ-cem相界面上形成Fe3C,从而P实现纵向生长;铁素体的横向生长,由于其两例渗碳体片的形成而终止,渗碳体的横向生长亦然,故P片的横向生长很快停止,而纵向生长继续,直到与另一方向长来的P相遇为止;这就形成了层片状的珠咣体;随着温度的降低,碳原子的扩散能力下降,从而形成的铁素体、渗碳体片逐渐变薄缩短,片层间距缩短;由片状P→S→F;4.分析珠光体相变的影响因素复习思考题三马氏体相变1.试述马氏体相变的主要特征,并作简要的分析说明;2.分析马氏体的性能及其与马氏体结构的关系;3.假设马氏体相变时原子半径不变,试计算45钢中发生马氏体相变时的体积变化;4.试分析影响M点的主要因素;S5.按形成方式分类,马氏体相变有哪几种类型,各有何特点6.何为奥氏体稳定化现象热稳定化和力学稳定化受哪些因素的影响在生产上,如何利用奥氏体稳定化规律改善产品的性能;试根据变形时的临界分切应力,分析位错型马氏体和孪晶型马氏体的成因及其惯习面的变化规律;7.试计算45含%C钢淬火时由组织转变引起的体积相对膨胀量;已知铁和碳的原子半径分别为和;铁和碳的原子量分别为和复习思考题四1.试述贝氏体的形貌特征及其形成的条件;2.试比较贝氏体、珠光体和马氏体相变的异同;3.简述几种主要贝氏体的转变机理;4.试分析影响贝氏体性能的因素复习思考题五1.试设计一种应用金相法测定某种钢的TTT曲线的试验;2.大型钢件淬火时,为何会出现逆硬化现象3.如何应用TTT图估计钢的临界淬火速度复习思考题六1.简述回火第一阶段发生的组织转变,电阻率在此阶段有何变化2.简述第三阶段所发生的组织转变,为什么淬回火马氏体的板条形态可以保持到较高温度3.简述合金元素对提高钢的回火抗力的作用;4.综述钢的两次回火脆性对性能的影响,产生的机理,及其预防的措施;5.已知某铸钢中的Mn发生偏析,要求经热处理后,Mn的偏析幅度降低到原来的1/3,请制定其扩散退火工艺;Mn在900℃和1100℃的扩散系数分别为cm/s和cm/s,枝晶距离= cm,且。
大学期末考试模拟卷 - 金属材料及热处理期末试卷及答案一、填空题(每空2分,共20分)1、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。
2、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。
3、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。
4、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)。
5、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、单项选择题:(每小题2分,共20分)。
1、GCrl5SiMn钢的含铬量是:( B )A、15%B、1.5%C、0.15%D、0.015%2、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3、黄铜是以( D )为主加元素的铜合金。
A、铅B、铁C、锡D、锌4、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5、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℃6、T10钢改善切削加工性能的热处理采用( B )。
A、完全退火B、球化退火C、去应力退火D、正火7、下列牌号中属于优质碳素结构钢的是( A )。
A、45B、T8C、Q235D、9SiCr8、钢在规定条件下淬火冷却时获得马氏体组织深度的能力称为( A )A、淬透性B、淬硬性C、耐磨性D、热硬性9、调质处理是淬火加( C )的热处理。
A、低温回火B、中温回火C、高温回火D、正火10、生产中所说的水淬油冷属于( B )。
A、单液淬火B、双液淬火C、分级淬火D、等温淬火三、判断题(每小题2分,共20分)1、在相同的回火温度下,合金钢比同样含碳量的碳素钢具有更高的强度。
第九章热处理原理(一)填空题(除复习题外的部分为作业题)1. 淬火钢低温回火后的组织是和;中温回火后的组织是,高温回火后的组织是,2.马氏体的三个强化包括强化、强化、强化。
(作业)3.第二类回火脆性主要产生于含、、等合金元素的钢中,其产生的原因是钢中晶粒边界的增加的结果,这种脆性可用冷来防止,此外在钢中加入和Mo及热处理等方法也能防止回火脆性。
4.共析钢加热至稍高于727℃时将发生的转变,其形成过程包括、、等四个步骤。
(作业)5.根据共析钢转变产物的不同,可将C曲线分为、、三个转变区。
(作业)6.根据共析钢相变过程中原子的扩散情况,珠光体转变属于转变,贝氏体转变属于转变,马氏体转变属于转变。
7.马氏体按其组织形态主要分为和两种。
(复习题)8.马氏体按其亚结构主要分为位错马氏体和孪晶马氏体两种。
其中位错马氏体性能为孪晶马氏体性能为(作业)9.贝氏体按其形成温度和组织形态,主要分为上贝氏体和下贝氏体两种。
性能方面--------------更优异。
(复习题)10.珠光体按其组织形态可分为片状珠光体和粒状珠光体(复习题);按片间距的大小又可分为体、体和体。
11.当钢发生奥氏体向马氏体组织的转变时,原奥氏体中w(c)越高,则Ms点越低,转变后的残余奥氏体量越多。
(复习题)12.亚共析钢和过共析钢的C曲线与共析钢的相比多一条先共析相析出线.(复习题)13随着含碳量的增大钢的C曲线先移后移14.除Co、Al(WAl>2.5%)外的所有,溶入奥氏体后,使C曲线右移(复习题)15.工业用钢中淬火马氏体金相形态(复习题)①低碳钢:C < 0.2% , 全部板条②中碳钢:0.3~0.6%,板 +片;③高碳钢:C > 1.0%,片状16.片状M的性质:硬而脆;板条M的性质:强而韧(复习题)17钢的回火转变包括---------------------等五个过程。
(作业)(二)名词解释(作业题)马氏体(作业)残余奥氏体(作业)热处理冷处理孕育期回火脆性(作业)(三)判断题(复习题)1.合金元素使钢的过冷奥氏体转变延慢的原因是合金元素在奥氏体中扩散很慢,另一原因是合金元素的存在使碳的扩散速度减慢。
金属热处理原理期末考试复习题Company Document number:WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998《金属热处理原理》复习题 1一、选择题(每空分,共分)1.钢的低温回火的温度为()。
A.400℃B.350℃C.300℃D.250℃2.可逆回火脆性的温度范围是()。
A.150℃~200℃B.250℃~400℃C.400℃~550℃D.550℃~650℃3.不可逆回火脆性的温度范围是()。
A.150℃~200℃B.250℃~400℃C.400℃~550℃D.550℃~650℃4.加热是钢进行热处理的第一步,其目的是使钢获得()。
A.均匀的基体组织B.均匀的A体组织C.均匀的P体组织D.均匀的M体组织5.钢的高温回火的温度为()。
A.500℃B.450℃C.400℃D.350℃6.钢的中温回火的温度为()。
A.350℃B.300℃C.250℃D.200℃7.碳钢的淬火工艺是将其工件加热到一定温度,保温一段时间,然后采用的冷却方式是()。
A.随炉冷却B.在风中冷却C.在空气中冷却D.在水中冷却8.正火是将工件加热到一定温度,保温一段时间,然后采用的冷却方式是()。
A.随炉冷却B.在油中冷却C.在空气中冷却D.在水中冷却9.完全退火主要用于()。
A.亚共析钢B.共析钢C.过共析钢D.所有钢种10.共析钢在奥氏体的连续冷却转变产物中,不可能出现的组织是()。
A.PB.SC.BD.M11.退火是将工件加热到一定温度,保温一段时间,然后采用的冷却方式是()。
A.随炉冷却B.在油中冷却C.在空气中冷却D.在水中冷却二、是非题1. 完全退火是将工件加热到Acm以上30~50℃,保温一定的时间后,随炉缓慢冷却的一种热处理工艺。
2. 合金元素溶于奥氏体后,均能增加过冷奥氏体的稳定性。
3. 渗氮处理是将活性氮原子渗入工件表层,然后再进行淬火和低温回火的一种热处理方法。
4. 马氏体转变温度区的位置主要与钢的化学成分有关,而与冷却速度无关。
金属热处理练习题库(含答案)一、判断题(共100题,每题1分,共100分)1.淬硬性是指在规定条件下,决定钢材淬硬深度和硬度分布的特性,即钢淬火时得到淬硬层深度大小的能力。
()A、正确B、错误正确答案:B2.淬火钢回火时力学性能总的变化趋势是:随着回火温度的上升,硬度、强度降低,塑性、韧性升高。
()A、正确B、错误正确答案:A3.碳氮共渗温度一般低于渗碳温度,面且氮能强烈地稳定奥氏体,所以不可以直接淬火。
()A、正确B、错误正确答案:B4.缓冷坑也属于热处理设备。
()A、正确B、错误正确答案:A5.钢中的碳含量越低,焊接性能越好。
在相同碳含量的情况下,合金元素含量越高,钢的焊接性能也越好。
()A、正确B、错误正确答案:B6.在三种常见的金属晶格类型中,体心立方晶格中原子排列最密。
()B、错误正确答案:B7.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:A8.由于正火较退火冷却速度快,过冷度大,转变温度较低,获得组织较细,因此正火钢强度和硬度比退火钢高。
()A、正确B、错误正确答案:A9.确定钢的淬火加热温度,主要是依据钢的临界点、工件形状与技术要求。
()A、正确B、错误正确答案:A10.当物体的温度降到零度时,物体的辐射传热过程也就终止了。
()A、正确B、错误正确答案:B11.“T10”表示平均碳含量为0.1%的碳素工具钢。
()A、正确B、错误正确答案:B12.为减小工件畸变量,细长工件应该垂直放立或吊挂装炉,不可平放,当情况特殊时,可以斜放装炉。
()A、正确正确答案:B13.晶体有一定的熔点,性能呈各向异性。
()A、正确B、错误正确答案:B14.铁素体的本质是碳在α-Fe中的间隙相。
()A、正确B、错误正确答案:B15.冷却时,奥氏体可以通过马氏体相变机制转变为马氏体,同样重新加热时,马氏体也可以通过逆向马氏体相变机制转变成奥氏体,即马氏体相变具有可逆性。
金属热处理模拟考试题与参考答案一、判断题(共100题,每题1分,共100分)1.淬火后硬度高的钢不一定淬透性就高,而硬度低的钢也可能具有很高的淬透性。
()A、正确B、错误正确答案:A2.实际上滑移是借助于位错的移动来实现的,故晶界处滑移阻力最小。
()A、正确B、错误正确答案:B3.多元少量是合金化的重要原则之一。
()A、正确B、错误正确答案:A4.熔融金属的流动能力称为滚动性。
()A、正确B、错误正确答案:B5.壁厚相差较大的工件应选用延迟淬火工艺冷却。
()A、正确B、错误正确答案:A6.为防止箱式电阻炉中电热元件因短路而造成过热、烧损或熔断,装炉时工件与电热元件间至少应保持50mm以上的距离。
()A、正确B、错误正确答案:A7.Q345钢属于低合金高强度结构钢。
()A、正确B、错误正确答案:A8.GCrl5钢是目前应用最多的滚动轴承钢,其中WCr为15%。
()A、正确B、错误正确答案:B9.一般合金钢的淬透性优于与之相同成分含碳量的碳钢。
()A、正确B、错误正确答案:A10.对于淬火温度过高而造成淬火硬度不足的工件,可在较低温度下重新淬火进行补救。
()A、正确B、错误正确答案:A11.马氏体转变特征中的无扩散性是指在相变过程中所有原子都不发生迁移。
()A、正确B、错误正确答案:B12.由于热轧或热锻停止的温度过高引起晶粒粗大,如冷却不当,易出现魏氏组织。
()A、正确B、错误正确答案:A13.马氏体组织是一种非稳定的组织。
()A、正确B、错误正确答案:B14.在连续式热处理炉中,钢带是成卷进行处理的。
()A、正确B、错误正确答案:B15.为了消除精密零件在长期使用中尺寸、形状发生变化,常在低温回火后精加工前,把工件重新加热到100~150℃,保持5~20小时,这种处理称为时效。
()A、正确B、错误正确答案:A16.奥氏体是碳在a-Fe中的固溶体。
()A、正确B、错误正确答案:B17.表面淬火的关键是必须要有较快的加热速度。
《金属热处理原理及工艺》习题二参考答案1.真空加热的特点有哪些?答:1)加热速度缓慢2)氧化作用被抑制3)表面净化4)脱气作用5)蒸发现象2.有一批马氏体不锈钢工件(1Cr13、2Cr13、3Cr13)在真空中加热淬火后发现表面抗蚀性显著下降,试分析可能的原因。
答:由于真空加热过程中的金属蒸发,表面Cr含量降低,不再满足1/8定律,从而导致抗蚀性显著下降。
3.试比较退火和正火的异同点。
答:相同点:均为中间热处理工艺;均获得接近平衡态珠光体类组织。
不同点:冷却速度不同;过冷度不同;正火会发生伪共析转变,对于高碳钢,无先共析相;正火可以作为性能要求不高零件的最终热处理。
4.简述正火和退火工艺的选用原则。
答:1)Wc<0.25%低碳钢:正火代替退火(从切削加工性角度考虑)2)0.25%<Wc<0.5%:正火代替退火(从经济性考虑(此时硬度尚可加工))3)0.5%<Wc<0.7%:完全退火(改善加工性)4)Wc>0.7%:球化退火(如果有网状渗碳体,先用正火消除)5)正火可作为性能要求不高零件的最终热处理6)在满足性能的前提下,尽可能用正火代替退火(经济性角度考虑)5.根据球化退火的工艺原理,球化退火可分为哪四大类?各自的适用范围是什么?答:球化退火工艺适用范围低温球化(接近Ac1长时间保温球化)Ac1-(10~30℃)高合金结构钢及过共析钢降低硬度、改善加工性,以及冷变形钢的球化退火。
球化效果差,原始组织粗大者更不适用。
细珠光体在低温球化后仍保留大量细片状碳化物。
缓慢冷却球化退火Ac1+(10~20℃)共析及过共析碳钢的球化退火;球化较充分,周期长。
等温球化退火Ac1+(20~30℃)Ar1-(20~30℃)过共析碳钢、合金工具钢的球化退火;球化充分,易控制,周期较短,适宜大件。
周期(循环)球化退火Ac1+(10~20℃)Ar1-(20~30℃)过共析碳钢及合金工具钢的球化退火;周期较短,球化较充分,但控制较繁,不宜大件退火。
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:①如所前所述,晶界形核,可以消除部分晶体缺陷而使体系的自由能降低,有利于相变对能量的要求。
②相界面两边的碳浓度差大,较易获得与新相奥氏体相适配的碳浓度,况且碳原子沿晶界扩散也较晶内为快,从而加速了奥氏体的形核。
③晶界处,原子排列较不规则,易于产生结构起伏,从而由bcc改组成fcc。
一旦在相界面处形成奥氏体核心,则产生三相平衡,且晶核的生长随之开始。
2)奥氏体晶核的生长由于P→A的转变是扩散型相变,且相变是在较高温度下进行的,二相的自由能差较小,故奥氏体的生长主要受控于C、Fe原子的扩散,根据Fick第一定律,扩散通量与浓度梯度成正比,且向着浓度降低的方向进行,所以我们只要分析相界面处与奥氏体晶核内部的浓度梯度,就可预测晶核长大的趋势。
由Fe-Fe3C相图知(相图略),P→A时,将产生两个相界面α+γ、γ+Fe3C,而α+Fe3C相界面消失,各界面处的浓度为:(最大)(最小)(中等)从而在γ相内产生碳浓度差(虽然在α相内亦存在浓度梯度,但比起γ相内的要小的多,故予以忽略),从而产生浓度梯度,引起碳的扩散;扩散的结果,↘,↗,这就破坏了该温度下、相界面处C原子的平衡,为了得到这种平衡,在相界面处,必须通过溶入奥氏体,使↗,则奥氏体向推进了一段距离;与此同时,在相界面处,必须通过,使↘,则奥氏体又向推进一段距离,从而实现了奥氏体晶核的生长。
由于相界面处的浓度差远大于相界面处的浓度差,奥氏体向铁素体推进的速度远大于向推进的速度,所以在奥氏体生长过程中,往往是铁素体优先消失,而有剩余。
3)残留Fe3C的溶解由于残留Fe3C中的C通过扩散进入奥氏体,而A中的Fe则通过扩散,进入Fe3C 阵点,随之Fe3C中的C浓度降低,使得复杂斜方结构变得不稳定,逐渐改组为面心立方点阵,实现了残留奥氏体的溶解。
4)奥氏体成分的均匀化综上所述,珠光体转变为奥氏体的过程是一个形核长大的过程,是受扩散控制的。
由于相变对成分、结构、能量的要求,A首先在α/Fe3C相界面上形核,从而产生α/γ,γ/Fe3C二个相界面。
奥氏体晶核借助于相界面上的浓度差而产生的浓度梯度,通过扩散生长。
在A生长过程中,铁素体优先消失,残留渗碳体则借助于Fe、C原子的扩散进一步溶解,最后经过Fe、C原子在A内部的进一步扩散,而得到成分均匀的奥氏体。
4.综述奥氏体晶粒度的概念,说明如何加热可得到细晶奥氏体。
答:晶粒度-晶粒大小的尺度,共分8级,1~4级为粗晶粒;5~8级为细晶粒。
超过8级的为超细晶粒。
可分为下述三种:①起始晶粒度。
奥氏体转变刚刚完成,其晶粒边界刚刚接触时的晶粒大小。
一般地讲,这时的奥氏体由一批晶粒大小不一,晶粒易弯曲的晶粒组成。
②实际晶粒度:在某一加热条件下最终获得的奥氏体晶格大小。
它基本决定了热处理后的晶粒大小及该加热条件下奥氏体的性能。
③本质晶粒度:在一定热条件下,奥氏体晶粒长大的倾向,它基本上由钢材冶炼时的脱氧方法所决定。
条件:930 ± 10℃,保温3~8小时,晶粒度为1~4级,本质细晶结构,而5~8级则为本质细晶粒钢。
5.设γ-Fe的点阵常数为3.64 Ǻ,C的原子半径为0.77 Ǻ,若平均2.5个γ-Fe晶胞中溶入一个C原子,则单胞的相对膨胀量为多大?解:依题意,γ-Fe的点阵常数Ǻ,设γ-Fe的八面体间隙半径为r8,则Ǻ,碳原子进入八面体间隙后,八面体间隙胀大的体积为Ǻ3,故相对膨胀量为。
复习思考题二珠光体相变1.试对珠光体片层间距随温度的降低而减小作出定性解释。
答:S与ΔT成反比,且,这一关系可定性解释如下:珠光体型相变为扩散型相变,是受碳、铁原子的扩散控制的。
当珠光体的形成温度下下降时,ΔT增加,扩散变得较为困难,从而层片间距必然减小(以缩短原子的扩散距离),所以S与ΔT成反比关系。
在一定的过冷度下,若S过大,为了达到相变对成分的要求,原子所需扩散的距离就要增大,这使转变发生困难;若S过小,则由于相界面面积增大,而使表面能增大,这时ΔG V不变,σS增加,必然使相变驱动力过小,而使相变不易进行。
可见,S与ΔT必然存在一定的定量关系,但S与原奥氏体晶粒尺寸无关。
2.解释珠光体相变属扩散型相变。
3.分析珠光体相变的领先相及珠光体的形成机理。
答:从热力学上讲,在奥氏体中优先形成α相或Fe3C相都是可能的,所以分析谁是领先相,必须从相变对成分、结构的要求着手,从成分上讲,由于钢的含碳量较低,产生低碳区更为有利,即有利于铁素体为领先相;但从结构上讲,在较高温度,特别在高碳钢中,往往出现先共析Fe3C相,或存在未溶Fe3C微粒,故一般认为过共析钢的领先相为Fe3C,而共析钢的领先相并不排除铁素体的可能性。
珠光体形成时,在奥氏体中的形核,符合一般的相变规律。
即母相奥氏体成分均匀时,往往优先在原奥氏体相界面上形核,而当母相成分不均匀时,则可能在晶粒内的亚晶界或缺陷处形核。
珠光体依靠碳原子的扩散,满足相变对成分的要求,而铁原子的自扩散,则完成点阵的改组。
而其生长的过程则是一个“互相促发,依次形核,逐渐伸展”的过程,若在奥氏体晶界上形成了一片渗碳体(领先相为片状,主要是由于片状的应变能较低,片状在形核过程中的相变阻力小),然后同时向纵横方向生长,由于横向生长,使周围碳原子在向渗碳体聚集的同时,产生贫碳区,当其C%下降到该温度下xα/k浓度时,铁素体即在Fe3C—γ相界面上形核并长成片状;随着F的横向生长,又促使渗碳体片的形核并生长;如此不断形核生长,从而形成铁素体、渗碳体相相同的片层。
形成片状的原因,一般以为:片状可以大面积获得碳原子,同时片状扩散距离短,有利于扩散。
当形成γ-α,γ-cem相界面以后,在γ的相界面上产生浓度差xγ/α>xγ/k从而引起碳原子由α前沿向Fe3C前沿扩散,扩散的结果破坏了相界面γ,C浓度的平衡(在γ-α相界面上,浓度低于平衡浓度xγ/α而γ-Fe3C相界面上,浓度则高于xγ/k,为了恢复碳浓度的平衡,在γ-α相界面上形成α,γ-cem相界面上形成Fe3C,从而P实现纵向生长。
铁素体的横向生长,由于其两例渗碳体片的形成而终止,渗碳体的横向生长亦然,故P片的横向生长很快停止,而纵向生长继续,直到与另一方向长来的P 相遇为止。
这就形成了层片状的珠咣体。
随着温度的降低,碳原子的扩散能力下降,从而形成的铁素体、渗碳体片逐渐变薄缩短,片层间距缩短。
由片状P→S→F。
4.分析珠光体相变的影响因素复习思考题三马氏体相变1.试述马氏体相变的主要特征,并作简要的分析说明。
2.分析马氏体的性能及其与马氏体结构的关系。
3.假设马氏体相变时原子半径不变,试计算45钢中发生马氏体相变时的体积变化。
4.试分析影响M S点的主要因素。
5.按形成方式分类,马氏体相变有哪几种类型,各有何特点?6.何为奥氏体稳定化现象?热稳定化和力学稳定化受哪些因素的影响?在生产上,如何利用奥氏体稳定化规律改善产品的性能。
试根据变形时的临界分切应力,分析位错型马氏体和孪晶型马氏体的成因及其惯习面的变化规律。
7.试计算45(含0.45%C)钢淬火时由组织转变引起的体积相对膨胀量。
(已知铁和碳的原子半径分别为1.25和0.77 ;铁和碳的原子量分别为55.847和12.011)复习思考题四1.试述贝氏体的形貌特征及其形成的条件。
2.试比较贝氏体、珠光体和马氏体相变的异同。
3.简述几种主要贝氏体的转变机理。
4.试分析影响贝氏体性能的因素复习思考题五1.试设计一种应用金相法测定某种钢的TTT曲线的试验。
2.大型钢件淬火时,为何会出现逆硬化现象?3.如何应用TTT图估计钢的临界淬火速度?复习思考题六1.简述回火第一阶段发生的组织转变,电阻率在此阶段有何变化?2.简述第三阶段所发生的组织转变,为什么淬回火马氏体的板条形态可以保持到较高温度?3.简述合金元素对提高钢的回火抗力的作用。
4.综述钢的两次回火脆性对性能的影响,产生的机理,及其预防的措施。
5.已知某铸钢中的Mn发生偏析,要求经热处理后,Mn的偏析幅度降低到原来的1/3,请制定其扩散退火工艺。
(Mn在900℃和1100℃的扩散系数分别为cm/s和cm/s,枝晶距离= 0.01 cm,且。