南航金属材料学期末考试重点(带答案)

过程考核题目一、填空题1、（钛）、（铌）、（钒）等强碳化物形成元素阻止奥氏体晶粒长大的作用显著。

2、对结构钢的强度，贡献最大的是（细晶）强化和（沉淀）强化。

3、希望钢中的碳化物在大小、分布、形状和数量的特征参量上为（小）、（均）、（圆）和（适量）。

4、调质钢的含碳量（0.25~0.45％）；碳素弹簧钢的含碳量（0.60~1.05％）；低合金弹簧钢的含碳量（0.40~0.74％）；渗碳钢的含碳量（0.12~0.25％）。

5、普通弹簧冷卷成型后进行（去应力退火）热处理；车辆用板簧淬火后进行（中温回火）热处理。

6、高锰铸钢化学成分的特点是（高碳）、（高锰），常用的高锰铸钢为（ZGMn13型）型，铸态的高锰钢必须经过（水韧）处理，被广泛应用于承受（大冲击载荷）、（强烈磨损）是工况下工作的零件。

7、高速钢淬火加热温度Ac1+（400 ），常采用的冷却方式是（分级）淬火，回火温度（560 ）℃，（3 ）次。

8、（Cr12MoV ）钢主要制造大尺寸、形状复杂、承受载荷较大的模具，曾经有“冷作模具王牌”之称。

9、热作模具的苛刻工作条件要求模具钢具有（高抗热塑性变形能力）、（高韧度）、（高抗热疲劳性）和（良好的抗热烧蚀性）。

1、与碳素钢相比，一般情况下合金钢具有（晶粒细化）、（淬透性高）、（回火稳定性好）三大优点。

2、不锈钢中含碳量越（高），耐蚀性（下降）。

3、钢的热强性指标主要有（蠕变极限）、（抗拉强度）、（高温疲劳强度）、（持久寿命）。

4、石墨可以从（液体）中析出、也可以从（奥氏体）中析出，还可以由（渗碳体）中分解得到。

5、对于大部分工模具钢来说，碳化物是钢中重要的第二相。

一般要求碳化物呈（球状）、（细小）、（均匀）分布。

1、（防锈铝）是不能热处理强化的铝合金。

2、（调质钢）钢在机械零件中是用量最大的。

3、铁素体不锈钢都是高（铬）钢。

4、（奥氏体）不锈钢是应用最广泛的不锈钢。

5、（锡黄铜）有海军黄铜之称，（H70/H68）是弹壳黄铜。

金属材料复习题及答案一、选择题1. 金属材料通常分为哪两大类？A. 铁合金和非铁合金B. 金属材料和非金属材料C. 有色金属和黑色金属D. 重金属和轻金属2. 什么是合金？A. 由两种或两种以上金属元素组成的材料B. 由金属和非金属元素组成的材料C. 由三种或三种以上金属元素组成的材料D. 由金属和金属氧化物组成的材料3. 金属的塑性变形主要通过哪种机制实现？A. 位错运动B. 原子扩散C. 相变D. 热膨胀4. 金属材料的硬度通常用什么方法来测量？A. 布氏硬度测试B. 洛氏硬度测试C. 维氏硬度测试D. 所有上述方法5. 什么是金属的疲劳？A. 金属材料在高温下失去强度B. 金属材料在反复加载和卸载下发生断裂C. 金属材料在腐蚀环境下失去强度D. 金属材料在长时间使用后发生老化二、填空题6. 金属材料的_______性能是其在没有明显塑性变形的情况下抵抗破坏的能力。

7. 金属材料的_______性能是其在受到外力作用时发生塑性变形而不断裂的能力。

8. 金属材料的_______性能是指材料在高温下抵抗氧化的能力。

9. 金属材料的_______是指材料在受到外力作用时，内部产生的抵抗外力的力。

10. 金属材料的_______是指材料在受到外力作用时，发生形变后不能恢复的性质。

三、简答题11. 简述金属材料的热处理工艺有哪些，并说明它们的作用。

12. 金属材料的腐蚀类型有哪些？请列举并简要说明。

四、计算题13. 已知一块金属材料的抗拉强度为800 MPa，试计算其在受到800 N 的拉力时的应变。

五、论述题14. 论述金属材料在现代工业中的应用及其重要性。

答案：1. C2. A3. A4. D5. B6. 强度7. 韧性8. 抗氧化性9. 内力10. 塑性11. 金属材料的热处理工艺包括退火、正火、淬火和回火等。

退火可以降低硬度，消除内应力；正火可以细化晶粒，提高塑性；淬火可以提高硬度和强度；回火可以降低脆性，提高韧性。

金属材料学复习题及答案〔1-32 题〕1. 解释以下名词合金元素:特别添加到金属中为了保证获得所要求的组织构造、物理、化学和机械性能的化学元素。

合金钢：为了增加某些性能而添加合金元素的钢马氏体：碳溶于α-Fe 的过饱和的固溶体，是奥氏体通过无集中型相变转变成的亚稳定相奥氏体：碳溶于 -Fe 中形成的固溶体淬透性：钢在淬火时能获得马氏体的力量，是钢本身固有的一个属性淬硬性：在抱负淬火条件下，以超过临界冷却速度所形成的马氏体组织能够到达的最高硬度淬火临界冷却速度：为了获得马氏体所需的最低的冷却速度二次硬化 ：某些铁碳合金〔如高速钢〕须经屡次回火后，才进一步提高其硬度。

这种 硬化现象，称为二次硬化，它是由于特别碳化物析出和〔或〕由于与奥氏体转变为马氏体或贝氏体所致不锈钢 ：在空气、水、盐、酸、碱等腐蚀介质中具有高的化学稳定性的钢耐热钢：通常将在高温条件下工作的钢称耐热钢2. 合金元素在钢中以什么形式存在?对钢的性能有哪些影响?答：存在形式：溶于固溶体、形成碳化物和氮化物、存在于金属化合物、各类夹杂物、自由态固溶体：随溶质元素含量的增多，产生固溶强化作用3. 指出Fe-C 相图中Ac1、Ac3、ACcm 、Ar1、Ar3、Arcm 各相变点的意义。

答：Ac1：加热时，P 向A 转变的开头温度；Ac3：加热时，先共析F 全部转为A 的终了温度ACcm ：加热时，Fe 3C Ⅱ全部融入A 的终了温度Ar1：冷却时，A 向P 转变的开头温度Ar3：冷却时，A 开头析出先共析F 的温度Arcm ：冷却时，A 开头析出Fe 3C Ⅱ的温度5. 指出以下铁碳合金工件的淬火及回火温度，并说明回火后得到的组织和大致硬度。

〔1〕wc=0.45%钢制小轴〔要求综合力学性能好〕；〔2〕wc=0.60%钢制弹簧；〔3〕wc=1.2% 钢制锉刀。

答：(1). 45 钢小轴,840 度淬火，回火温度调质 500-600，布氏 250 左右，回火索氏体(2)60 弹簧钢，820 度淬火，回火温度 380-420，硬度 40-45HRC ，回火托氏体(3)T12 钢锉刀 ，780-800 度淬火，回火温度 160-180，硬度 60-60HRC ，回火马氏体 6. 现有低碳钢和中碳钢齿轮各一个，为了使齿面具有高硬度和高耐磨性，应进展何种热处理？ 并比较经热处理后组织和性能上有何不同？答：低碳钢进展的热处理工艺：渗碳直接淬火+低温回火 外表组织为：回火M+碳化物中碳钢进展的热处理工艺：调质处理+外表淬火+低温回火组织为：回火M7.试说明外表淬火、渗碳、氮化热处理工艺在用钢、性能、应用范围等方面的差异。

一,名词解释1.热脆:S容易与Fe结合形成熔点为989℃的FeS相,会使钢在加热过程中产生热脆性.2.冷脆:P和Fe结合形成硬脆性的Fe3P相,使钢在冷变形加工过程中产生冷脆性.3.稳定化处理:也成为稳定化退火,这种处理只是在含Ti,Nb元素的奥氏体不锈钢中使用,稳定化退火通常采用850~950℃,保温2~4小时后空冷.4.微合金元素:含量小于或等于0.1%且能显著影响刚的组织和性能的合金元素,如V Nb TiZr B等5.二次硬化:某些淬火合金钢在500~600℃回火后硬度增加,在硬度-回火温度曲线上出现峰值的现象.6.红硬性:在高温下保持硬度的能力.在高速切削过程中,刃具的刃部温度可达600℃以上,并且满足切削性能和耐磨性,这要求他必须具有红硬性,提高红硬性元素C W Mo V Co N7.合金元素:特别添加到钢中为了保证获得所要求的组织,物理化学和机械性能的化学元素.8.晶间腐蚀:金属材料在特定的腐蚀介质中沿着材料的晶粒边界或晶界附近发生腐蚀,是晶粒之间丧失结合力的一种局部破坏的腐蚀现象.9.莱氏体钢:凝固过程中会发生共晶相变使得凝固组织含有共晶组织(莱氏体)的合金钢.10.球化处理:将球化剂加入到铁液中的操作过程,使石墨以球状形态析出从而改善球墨铸铁的力学性能的工艺.11.球化退火:使钢中碳化物球化而进行的退火工艺.12.变质处理:向铝-硅铸造合金液中加入变质剂,使钠被吸附在硅晶核上改变了硅晶体的生长方式而产生的工艺.13.水韧处理:即固溶处理,加热温度应在Acm线以上,一般为1050~1100℃在一定的保温时间下使炭化物全部融入奥氏体中的处理.14.贝氏体钢:正火或连续冷却条件下获得的以贝氏体为机体的钢.15.位错强化:随着位错密度的增大,增加了位错产生交割缠结的概率,所以有效地阻止了位错的运动从而提高了钢的强度.16.细晶强化:对于晶体来说位错运动要克服晶界的阻力,晶粒越小阻力越大.17.第二相强化:钢中的微粒第二相对位错有很好的钉扎作用,位错要通过第二相要消耗能量,这就起了强化效果.18.固溶强化:原子固溶于钢的集体中,一般都会使晶格发生畸变从而在机体中产生了弹性应力场,弹性应力长与位错的交互作用将增加位错的阻力,从而起到强化效果.19.冷处理:20.铸铁孕育处理:是指把孕育剂加入到铁液中去以改变铁液的冶金状态从而改善铸铁的组织和性能.21.时效强化:铝合金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,引起强度弹性及物理和化学性能的显著变化.二,大题1.铸铁的石墨化过程.灰口铸铁的石墨化:第一阶段:凡是发生在共析转变线P`S`K`以上的石墨化过程.第二阶段:凡是发生在共析转变线P`S`K`以下的石墨化过程.可锻铸铁的石墨化过程:第一阶段:白口铸铁加热至高温(950℃左右或更高)保温时,莱氏体中的渗碳体分解成奥氏体+石墨.中间冷却阶段:若从900~950℃以较快速度(100℃/h)冷却的共析温度稍下(710~730℃)使奥氏体转变为珠光体就得到了以珠光体为基的可锻铸铁.第二阶段石墨化:若继续在710~730℃进行低温阶段的石墨化使共析体中的渗碳体也发生分解,形成铁素体和团絮状石墨,最终便可得到以铁素体为基体的可锻铸铁.2.从合金化角度提高钢韧度的方法.①细化奥氏体晶粒,如加入强碳化物形成元素Ti Nb V等②提高回火稳定性如加入强碳化物形成元素Ti Nb V等③改善机体的韧度,如加入镍④细化碳化物,碳化物细小圆整,分布均匀,和适量对韧度有利.⑤降低或消除回火脆性,如加入W Mo⑥在保证强度下尽可能降低含碳量3.高速钢种W Mo V合金元素的作用.高速钢的淬火温度为什么这样高,为什么用560℃三次回火?①W:提高钢红硬性形成W6C,淬火加热时未溶K阻碍晶粒长大,溶解部分提高抗回火稳定性,在回火时弥散析出W2C,提高耐磨性.但W降低钢的导热性.Mo的作用与W相似.含MO的高速钢热塑性较好,便于热压力加工或热塑性变形.V显著提高红硬性,硬度和耐磨性同时可有效降低过热敏感性.②高速钢中要使Wmo V等元素发挥作用,必须使其充分地溶解到奥氏体中,然后再回火时产生二次硬化效果,由于这些元素形成的炭化物稳定,溶解温度在1000℃以上,故需要高的淬火加热温度.③由于高速钢中高合金度,马氏体的回火稳定性非常好,在560℃左右回火才能弥散析出特殊碳化物,产生硬化.同时在560℃左右回火使刚才的组织和性能达到了最佳状态,一次回火使大部分奥氏体发生马氏体转变,二次回火使第一次回火时产生的淬火马氏体回火,并使奥氏体更多的转化为马氏体,三次回火可将奥氏体控制在合适的量并且使内应力消除的更彻底.4.比较马氏体奥氏体不锈钢,力学性能,耐磨性,热处理工艺,应用.①铁素体:即含Cr不含Ni的不锈钢,Cr的质量分数在11.5%~32.6%范围内,随着Cr含量的提高,其耐酸性能也提高,加Mo后则可提高耐酸腐蚀性和抗应力腐蚀性.用途:多用于受力不大的耐酸结构即作抗氧化钢使用.例如灶具,排气管道.②马氏体:个别含有少量Ni,大多数只含有Cr(11.5%~18.0%),但C的质量分数可高达0.6%,C含量的增高提高了钢的强度和硬度,加少量的NI可促使生成马氏体,同时又能提高其耐蚀性.用途:模具,刃具,餐具,螺栓螺母③奥氏体不锈钢即含Cr Ni或Cr Ni Mn或Cr Mn N等元素的不锈钢.④力学性能:铁素体不锈钢力学性能和工艺性较差,脆性大,冷加工能使之达到某种程度,热处理则不能,马氏体不锈钢具有高的强度和耐磨性.奥氏体不锈钢具有很高的塑性韧度,低温韧度也较好⑤耐腐蚀性:奥氏体不锈钢的耐蚀性最好,铁素体,马氏体不锈钢其次.⑥热处理:铁素体不锈钢采用(870~950)℃X1h的淬火水冷.避免高温晶间腐蚀区和铁素体晶粒长大区.马氏体不锈钢的优点是热处理能使之硬化.其热处理工艺有:软化处理,调质处理,淬火+低温回火.对奥氏体不锈钢,热处理只能使之软化,再退火状态中是无磁的,冷加工后有的会带有磁性,其热处理工艺有:固溶处理,稳定化处理.5.比较T9碳素工具钢与9SiGr合金工具钢?①9SiGr热处理温度比T9高②直径为30~40mm的9SiGr钢在油中冷却会淬透,相关尺寸的T9不能,即9SiGr的淬透性好.③9SiGr的红硬性比T9好.④9SiGr钢与T9钢相比退火后硬度偏高.⑤9SiGr比T9钢淬火加热时脱碳倾向较大.6.60Si2Mn属弹簧钢,含碳量为0.60%热处理工艺是淬火+中温回火(得到回火托氏体)7.轴承钢碳化物不均匀性有什么及其措施①液析碳化物, 采用高温扩散退火1200℃②带状碳化物, 需要很长的退火时间③网状碳化物, 控制终轧或终煅温度控制轧制后冷速或正火.8.渗碳钢的表层,内部组织;成分合金化;工艺特点;工艺参数①经过渗碳后的钢是一种很好的复合材料,表层相当于高碳钢而芯部是低碳钢②含碳量在0.12%~0.25%个别钢种可达到0.28%,合金元素Mn Gr Ni作用主要是提高淬透性使较大尺寸的零件在淬火是芯部能获得大量的板条马氏体,还可改善渗碳层参数.Ti V W Mo可以阻止奥氏体晶粒在高温渗碳时的长大能细化晶粒.③一般渗碳零件的渗碳热处理温度为930℃左右.渗碳后淬火处理常有直接淬火,一次淬火和二次淬火等方法.9.青铜黄铜的牌号10.不锈钢晶间腐蚀问题. 参考P135或P144 第5.5.2节11.钢中主要合金元素的作用:Cr;a.缩小γ相区,提高淬透性,b,回火时阻止碳化物长大,提高回火稳定性,c,碳化物稳定不易长大,故能细化晶粒,d,促进杂质原子偏聚增大回火脆性倾向e,形成Cr2O3,提高钢抗氧化性f,提高耐蚀性提高淬火温度,提高热疲劳性Mn,a,固溶强化b,提高淬透性c,促进晶粒长大,增大钢的过热敏感性,d,提高回火脆性倾向.e,增加淬火钢中的奥氏体.f,减轻或消除钢的热脆性g,能形成MnO,因此是较好的脱氧剂Ni a,稳定奥氏体b,提高钢机体的韧度,提高淬透性,c,增大回火脆性Mo a,推迟珠光体转变,提高淬透性是贝氏体钢的主要合金元素b,抑制有害元素的偏聚,消除或减轻钢高温回火脆性,c细化晶粒提高钢的回火稳定性.d,提高热强性.12.高碳钢脱碳现象问题没有解决.13.9SiCr和9Mn2V的热处理工艺9SiCr 820~860℃油淬140~180℃回火9Mn2v 780~810℃油淬150~200℃回火14,铝合金的强化方法.固溶处理后获得过饱和固溶体在室温或低温加热保温时,第二相从过饱和固溶体中析出引起强度硬度即物理和化学性能的变化,即时效强化.15.石墨形态的差别:普通灰铸铁中的石墨是片状的,球墨铸铁中的是球状的,蠕墨铸铁中的是蠕虫状的,可锻铸铁中的团絮状.。

金属材料学复习题及答案（1-32题）1.解释下列名词合金元素:特别添加到金属中为了保证获得所要求的组织结构、物理、化学和机械性能的化学元素。

合金钢：为了增加某些性能而添加合金元素的钢马氏体：碳溶于α-Fe的过饱和的固溶体，是奥氏体通过无扩散型相变转变成的亚稳定相奥氏体：碳溶于ɣ-Fe中形成的固溶体淬透性：钢在淬火时能获得马氏体的能力，是钢本身固有的一个属性淬硬性：在理想淬火条件下，以超过临界冷却速度所形成的马氏体组织能够达到的最高硬度淬火临界冷却速度：为了获得马氏体所需的最低的冷却速度二次硬化：某些铁碳合金（如高速钢）须经多次回火后，才进一步提高其硬度。

这种硬化现象，称为二次硬化，它是由于特殊碳化物析出和（或）由于与奥氏体转变为马氏体或贝氏体所致不锈钢：在空气、水、盐、酸、碱等腐蚀介质中具有高的化学稳定性的钢耐热钢：通常将在高温条件下工作的钢称耐热钢2.合金元素在钢中以什么形式存在?对钢的性能有哪些影响?答：存在形式：溶于固溶体、形成碳化物和氮化物、存在于金属化合物、各类夹杂物、自由态固溶体：随溶质元素含量的增多，产生固溶强化作用3.指出Fe-C相图中Ac1、Ac3、ACcm、Ar1、Ar3、Arcm各相变点的意义。

答：Ac1：加热时，P向A转变的开始温度；Ac3：加热时，先共析F全部转为A的终了温度ACcm：加热时，Fe3CⅡ全部融入A的终了温度Ar1：冷却时，A向P转变的开始温度Ar3：冷却时，A开始析出先共析F的温度Arcm：冷却时，A开始析出Fe3CⅡ的温度5.指出下列铁碳合金工件的淬火及回火温度，并说明回火后得到的组织和大致硬度。

（1）wc=0.45%钢制小轴（要求综合力学性能好）；（2）wc=0.60%钢制弹簧；（3）wc=1.2%钢制锉刀。

答：(1).45钢小轴,840度淬火，回火温度调质 500-600，布氏250左右，回火索氏体(2)60弹簧钢，820度淬火，回火温度380-420，硬度40-45HRC，回火托氏体(3)T12钢锉刀，780-800度淬火，回火温度160-180，硬度60-60HRC，回火马氏体6.现有低碳钢和中碳钢齿轮各一个，为了使齿面具有高硬度和高耐磨性，应进行何种热处理？并比较经热处理后组织和性能上有何不同？答：低碳钢进行的热处理工艺：渗碳直接淬火+低温回火表面组织为：回火M+碳化物中碳钢进行的热处理工艺：调质处理+表面淬火+低温回火组织为：回火M7.试说明表面淬火、渗碳、氮化热处理工艺在用钢、性能、应用范围等方面的差别。

金属材料学理论知识考核一、选择题1、在Fe-Fe3C和图中，奥氏体冷却到ES线时开始析出（）。

（单选题）[单选题] *A、铁素体FB、珠光体PC、二次渗碳体√D、奥氏体A2、马氏体组织有两种形态（）。

（单选题）[单选题] *A、板条、树状B、板条、针状√C、树状、针状3、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。

（单选题）[单选题] *A、淬火+低温回火√B、调质C、淬火+高温回火4、纯金属结晶时，冷却速度越快，则实际结晶温度将（）。

（单选题）[单选题] *A、越高B、越低√C、越接近理论结晶温度D、没有变化5、材料开始发生塑性变形的应力值叫做材料的（）。

（单选题）[单选题] *A、弹性极限B、屈服强度√C、抗拉强度D、条件屈服强度6、测量淬火钢及某些表面硬化件的硬度时，一般应用（）。

（单选题）[单选题] *A、HRA√B、HRBC、HRCD、HB7、钢经调质处理后所获得的组织的是（）。

（单选题）[单选题] *A、淬火马氏体B、回火索氏体√C、回火屈氏体D、索氏体8、室温下，金属的晶粒越细小，则（）。

（单选题）[单选题] *A、强度高、塑性低B、强度低、塑性低C、强度低、塑性高D、强度高、塑性高√9、滚动轴承钢主要加入（）合金元素。

（单选题）[单选题] *A、MnB、Cr√C、SiD、V10、要制造直径25mm的螺栓，要求整个截面上具有良好的综合机械性能，应选用（）合处理。

（单选题）[单选题] *A、45钢经正火B、40Cr钢经调质√C、60Si2Mn钢经淬火和中温回火11、普通低合金结构钢是（）。

（单选题）[单选题] *A、16Mn√B、20CrMnTiC、9CrSiD、T8A12、合金工具钢有（）。

（单选题）[单选题] *A、20CrB、20CrMnTiC、T12AD、9CrSi√13、GCr15中Cr的含量为（）。

（单选题）[单选题] *A、15%B、0.15%C、1.5%√D、0.015%14、调质钢大多是（）。

金属材料期末考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 金属材料的硬度通常用哪种方法来测量？A. 拉伸试验B. 冲击试验C. 硬度试验D. 疲劳试验答案：C2. 以下哪个不是金属材料的常见性能？A. 强度B. 韧性C. 导热性D. 可塑性答案：D3. 金属材料的塑性变形通常发生在哪个阶段？A. 弹性阶段B. 塑性阶段C. 断裂阶段D. 疲劳阶段答案：B4. 金属材料的疲劳寿命主要受什么因素影响？A. 材料的强度B. 材料的硬度C. 材料的韧性D. 循环应力的大小答案：D5. 以下哪种合金不是铁合金？A. 不锈钢B. 铝合金C. 铜合金D. 镍合金答案：B6. 金属材料的腐蚀通常分为哪两种类型？A. 化学腐蚀和电化学腐蚀B. 物理腐蚀和化学腐蚀C. 电化学腐蚀和物理腐蚀D. 化学腐蚀和物理腐蚀答案：A7. 金属材料的热处理通常包括哪些过程？A. 淬火和回火B. 锻造和轧制C. 焊接和切割D. 铸造和锻造答案：A8. 金属材料的导电性能主要取决于什么？A. 材料的密度B. 材料的纯度C. 材料的晶体结构D. 材料的硬度答案：C9. 金属材料的焊接性能通常与哪些因素有关？A. 材料的强度B. 材料的硬度C. 材料的熔点D. 材料的塑性答案：C10. 金属材料的疲劳强度通常与什么有关？A. 材料的韧性B. 材料的硬度C. 材料的强度D. 材料的塑性答案：C二、填空题（每空1分，共10分）1. 金属材料的______是其抵抗外力作用而不发生永久变形的能力。

答案：弹性2. 金属材料的______是指在没有明显塑性变形的情况下，材料发生断裂的能力。

答案：脆性3. 金属材料的______是指材料在受到外力作用时，抵抗变形的能力。

答案：强度4. 金属材料的______是指材料在受到外力作用时，发生塑性变形而不断裂的能力。

答案：韧性5. 金属材料的______是指材料在受到反复或交替变化的外力作用下发生断裂的能力。

一、填空题：请将正确答案写在划线内 每空1分，计16分 ⒈ 工程构件正常工作的条件是 ――――――――――――、、――――――――――――、―――――――――――――。

⒉ 工程上将延伸律------- δ的材料称为脆性材料。

⒊ 矩形截面梁横截面上最大剪应力max τ出现在―――――――――――各点，其值=τmax -------------。

4．平面弯曲梁的q 、F s 、M 微分关系的表达式分别为--------------、、-------------、、 ----------------。

5．四个常用的古典强度理论的表达式分别为―――――――――――――――――、―――――――――――――――――――――、 ――――――――――――――、―――――――――――――――――――――――――――――――――。

6．用主应力表示的广义虎克定律为 ――――――――――――――――――――― ；――――――――――――――――――――――；－―――――――――――――――――――――――。

二、单项选择题⒈ 没有明显屈服平台的塑性材料，其破坏应力取材料的――――――――――――。

⑴ 比例极限p σ； ⑵ 名义屈服极限2.0σ； ⑶ 强度极限b σ； ⑷ 根据需要确定。

２． 矩形截面的核心形状为----------------------------------------------。

⑴ 矩形； ⑵ 菱形； ⑶ 正方形； ⑷三角形。

3． 杆件的刚度是指――――――――――――――－。

⑴ 杆件的软硬程度； ⑵ 杆件的承载能力； ⑶ 杆件对弯曲变形的抵抗能力； ⑷ 杆件对弹性变形的抵抗能力；4. 图示二向应力单元体，如剪应力改变方向，则―――――――――――――。

⑴ 主应力的大小和主平面的方位都将改变；⑵ 主应力的大小和主平面的方位都不会改变； ⑶ 主应力的大小不变，主平面的方位改变； ⑷ 主应力的大小改变，主平面的方位不变。

《金属材料与热处理》期末试卷班级姓名学号成绩一、填空题1´*20=20´1、常见的金属晶格类型有、_______ ____和___________.2、金属在态下，随温度的改变，由转变为另一种晶格类型的现象称为同素异构转变。

3、原子呈无序堆积状况的物体叫，一般固态金属都属于。

4、45钢的平均含碳量为。

5、大小不变或变化很慢的载荷称为载荷。

6、热处理四把火为、、、。

7、调质是火加上。

8、常用的回火方法有低温回火、______ __ 和______ _ 。

9、奥氏体的符号是，莱氏体的符号是，珠光体的符号是。

二、选择题（将答案填入下方格内1.5´*10=15´）1、在短时间内以较高速度作用于零件上的载荷是（）。

A .静载荷B .冲击载荷C .交变载荷2、表示布氏硬度值的符号是（）。

A .HRB .HVC .HBS（HBW）3、从液体中析出的渗碳体称为（）渗碳体。

A 一次B 二次C 三次D四次4、渗碳体的含碳量为（）%A 0.77B 4.3C 2.11D 6.695、合金固溶强化的主要原因是（）。

A、晶格类型发生了变化B、晶粒细化C、晶格发生了畸变6、珠光体是由组成的机械混合物。

A铁素体和渗碳体B奥氏体和渗碳体 C 铁素体和奥氏体7、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8、GCrl5SiMn钢的含铬量是：（）A 15％B 1．5％C 0. 15％D 0.015％9、Q235—A·F中的235表示（）。

A、屈服强度235MPaB、碳含量2.35%C、抗拉强度235Mpa10、机床床身应选择（）。

A .20 B. 45 C. HT200三、判断题（正确打“T”，错误打“F” ，答案填在下方格内1.5´*10=15´）1、金属弹性变形后，其组织和性能发生变化。

2、含碳量越高，钢的硬度越高。

3、GCr15是目前应用最多的滚动轴承钢，其中Cr的含量为15%。

一、选择题1 、细化晶粒对钢性能的贡献是强化同时韧化；提高钢淬透性的主要作用是使零件整个断面性能趋于一致，能采用比较缓和的方式冷却。

2 、滚动轴承钢 GCr15 的 Cr 质量分数含量为 1.5% 。

滚动轴承钢中碳化物不均匀性主要是指碳化物液析、带状碳化物、网状碳化物。

3 、选择零件材料的一般原则是使用性能要求、工艺性要求和经济性要求等。

4 、凡是扩大γ区的元素均使 Fe-C 相图中 S、 E 点向左下方移动，例 Ni 、Mn 等元素；凡封闭γ区的元素使 S 、E 点向左上方移动，例Cr 、Si 、Mo 等元素。

S 点左移意味着共析碳含量减少，E 点左移意味着出现莱氏体的碳含量减少。

5 、铝合金可分铸造铝合金和变形铝，变形铝又可分硬铝、超硬铝、锻铝和防锈铝。

6 、 H62 是表示压力加工黄铜的一个牌号，主要成份及名义含量是Cu62% 、Zn38% 。

7 、在非调质钢中常用微合金化元素有Ti、 V 、 Nb 、 N 等，这些元素的主要作用是细化组织和相间沉淀析出强化。

8 、球铁的力学性能高于灰铁是因为球铁中石墨的断面切割效应、石墨应力集中效应要比灰铁小得多。

9 、铝合金热处理包括固溶处理和时效硬化两过程，和钢的热处理最大区别是铝合金没有同素异构相变。

1 、钢的合金化基本原则是多元适量、复合加入。

在钢中细化晶粒作用较大的合金元素有Ti 、V 、Nb 等，细化晶粒对钢性能的作用是既强化又韧化。

2 、在钢中，常见碳化物形成元素有Ti 、Nb 、V 、Mo 、W 、Cr 、（按强弱顺序排列，列举 5 个以上）。

钢中二元碳化物分为两类： r c /r M ≤ 0.59 为简单点阵结构，有 MC 和 M 2 C 型；r c /r M > 0.59 为复杂点阵结构，有M 23 C6 、 M 7 C3 和M 3C 型。

3 、选择零件材料的一般原则是使用性能要求、工艺性要求和经济性要求等。

汽车变速箱齿轮常用20CrMnTi 钢制造，经渗碳和淬回火热处理。

金属材料学--工程材料基础期末考试复习资料解析金属材料学—工程材料基础第一章，钢的合金化原理一，合金元素及其分类1、合金元素：为使钢获得预期的性能而有意识地加入碳钢中的元素。

按与碳的亲和力大小，合金元素可分为：非碳化物形成元素：Ni，Co，Cu，Si，Al，N，B等碳化物形成元素：Ti，Zr，Nb，V，W，Mo，Cr等此外，还有稀土元素：Re2、合金元素对钢中基本相的影响1）合金元素可溶入碳钢三个基本相中：铁素体、渗碳体、和奥氏体中。

分别形成合金铁素体、合金渗碳体和合金奥氏体。

合金元素在铁基体和奥氏体中起固溶强化作用。

固溶强化：利用点缺陷对金属基体进行强化的一种合金化方法。

方式是通过溶入某种溶质元素形成固溶体而使金属强度、硬度升高。

2）当钢种碳化物形成元素含量较高时可形成一系列合金碳化物，如：MC, M2C,M23C6、M-C3和M3C 等。

合金元素之间也可以形成化合物即金属间化合物，一般来说，合金碳化物以及金属间化合物的熔点高、硬度高，加热时难以溶入奥氏体，故对钢的性能有很大的影响。

3、合金元素对钢中相平衡的影响按合金元素对Fe-C相图上的相区的影响，将合金元素分为两大类：扩大γ区的元素：奥氏体形成元素。

在γ-Fe中有较大的溶解度，并能稳定γ相的元素，使A3下降、A4上升。

Mn，Ni，Co，C，N，Cu。

扩大α区的元素：铁素体形成元素：在α-Fe中有较大溶解度并使γ-Fe不稳定的元素。

能缩小γ相区，扩大α相存在的温度范围，使A3上升、A4下降。

如Cr、V、Mo、W、Ti、Al、Si、B、Nb、Zr 等。

扩大奥氏体区的直接结果是使共析温度下降；而缩小奥氏体区则使共析温度升高。

因此，具有共析组织的合金钢碳含量小于0.77％，同样，出现共晶组织的最低含碳量也小于2.11％。

4、合金元素对钢中相变过程的影响1）对加热时奥氏体形成元素过程的影响a 对奥氏体形核的影响：Cr、Mo、W、V等元素强烈推迟奥氏体形核；Co、Ni等元素有利于奥氏体形核。

Me对Fe-C相图的影响一、对S、E点的影响A形成元素均使S、E点向左下方移动，F形成元素使S、E点向左上方移动。

S点左移—意味着共析C量减小；E点左移—意味着出现莱氏体的C量降低。

二、对临界点的影响A形成元素Ni、Mn等使A1（A3）线向下移动；F形成元素Cr、Si等使A1（A3）线向上移动三、对γ-Fe区的影响A形成元素Ni、Mn等使γ-Fe区扩大→钢在室温下也为A体—奥氏体钢；F形成元素Cr、Si等使γ-Fe区缩小→钢在高温下仍为F体—铁素体钢。

二次淬火：高合金钢在500——600度这个温度范围回火后，若在加热的过程中不分解，则在冷却时发生残留奥氏体到马氏体的转变的过程。

也是二次硬化的原因之一，但它与析出特殊碳化物的弥散强化相比作用较小，只有当淬火钢中残留奥氏体量高时，其作用才显著。

二次硬化：强碳化物形成元素如cr、mo、w 、v 、ti、nb等富集于渗碳体中，当回火温度较高时（400度以上），这些元素在渗碳体中富集到超过饱和浓度后，便发生渗碳体转变特殊碳化物的过程。

这些特殊碳化物比渗碳体更为坚硬，且它形成时，以高度弥散的粒子析出于基体中，不易聚集长大，引起相固溶碳量增大并钉扎位错阻碍作用，增加弥散的强化。

三、回火脆性第1类回火脆性脆性特征①不可逆；②与回火后冷速无关；③晶界脆断。

产生原因①Fe3C薄膜在晶界形成；②杂质元素P、S、Bi等偏聚晶界，↓晶界强度。

Me作用：Mn、Cr↑脆性；V、Al改善脆性；Si ↑脆性温度区.第二类回火脆性脆性特征①可逆；②回火后慢冷产生，快冷抑制；③晶界脆断.产生原因①杂质Sb、S、As或N、P等偏聚晶界；②形成网状或片状化合物,↓晶界强度。

高于回脆温度，杂质扩散离开晶界或化合物分解；快冷抑制杂质元素扩散。

Me作用N、O、P、S、As、Bi等是脆化剂；Mn、Ni与杂质元素共偏聚，是促进剂；Cr促进其它元素偏聚，助偏剂；Mo、W、Ti抑制其它元素偏聚，清除剂Me对钢强化的形式及其机理强化本质：各种途径增大了位错滑移的阻力，在宏观上提高了钢的塑性变形抗力，即提高了强度1、固溶强化机理原子固溶→晶格发生畸变→产生弹性应力场，与位错交互作用→↑位错运动阻力效果提高强度，降低塑韧性2、位错强化机理位错密度ρ↑→↑↑位错交割、缠结，→有效地阻止了位错运动→↑钢强度。

第一章合金化合金元素: 特别添加到钢中为了保证获得所要求的组织结构从而得到一定的物理、化学或机械性能的化学元素。

微合金元素: 有些合金元素如V，Nb，Ti, Zr和B等，当其含量只在0.1%左右〔如B 0.001%，V 0.2 %〕时，会显著地影响钢的组织与性能，将这种化学元素称为微合金元素。

奥氏体形成元素:在γ-Fe中有较大的溶解度,且能稳定γ相；如 Mn, Ni, Co, C, N, Cu；铁素体形成元素:在α-Fe中有较大的溶解度，且能稳定α相。

如：V，Nb, Ti 等。

原位析出: 元素向渗碳体富集，当其浓度超过在合金渗碳体中的溶解度时, 合金渗碳体就在原位转变成特殊碳化物如Cr钢中的Cr：离位析出: 在回火过程中直接从α相中析出特殊碳化物，同时伴随着渗碳体的溶解，可使HRC和强度提高〔二次硬化效应〕。

如 V，Nb, Ti等都属于此类型。

2．合金元素V、Cr、W、Mo、Mn、Co、Ni、Cu、Ti、Al中哪些是铁素体形成元素？哪些是奥氏体形成元素？哪些能在α-Fe中形成无限固溶体？哪些能在γ-Fe 中形成无限固溶体？答：铁素体形成元素：V、Cr、W、Mo、Ti、Al；奥氏体形成元素：Mn、Co、Ni、Cu能在α-Fe中形成无限固溶体：V、Cr；能在γ-Fe 中形成无限固溶体：Mn、Co、Ni3．简述合金元素对扩大或缩小γ相区的影响，并说明利用此原理在生产中有何意义？扩大γ相区：使A3降低，A4升高一般为奥氏体形成元素分为两类：a.开启γ相区：Mn, Ni, Co 与γ-Fe无限互溶.b.扩大γ相区：有C，N，Cu等。

如Fe-C相图，形成的扩大的γ相区，构成了钢的热处理的基础。

〔2〕缩小γ相区：使A3升高，A4降低。

一般为铁素体形成元素分为两类:a.封闭γ相区：使相图中γ区缩小到一个很小的面积形成γ圈,其结果使δ相区与α相区连成一片。

如V, Cr, Si, A1, Ti, Mo, W, P, Sn, As, Sb。

xxx学校20xx—20xx学年第二学期《金属材料》期末考试试卷（陈文生编辑制作）专业：班级：姓名：一、单项选择题，把正确的选项填入下面的答题卡中（每小题1.5分，共90分）。

1.机械工程固体材料分为金属材料和（）。

A 铁矿B 铝矿C 铜矿D 非金属材料2.金属材料包含（）和有色金属两大类。

A 无色金属B 银色金属C 黑色金属D 黄色金属3.固体物质按原子排列特点可分为晶体和（）。

A 金体B 铝体C 铜体D 非晶体4.凡（）按一定规律排列的固态物质，称为晶体。

A 原子B 分子C 离子D 金属5.有抽象性并用于描述（）在晶体中规则排列方式的空间几何图形称为结晶格子，简称晶格。

A 原子B 分子C 离子D 金属6.晶格中各种不同方位的（），称为晶面。

A 原子面B 分子面C 离子面D 金属面7.组成晶格的最基本几何单元称为（）。

A 晶格B 晶体C 晶胞D 晶格8.晶体内部的晶格位向完全一致，这种晶体称为（）。

A 多晶体B 单晶体C 非晶体D 复杂晶体9.由于每个小晶体外形不规则，呈颗粒状，故称为（）。

A 多晶体B 单晶体C 晶粒D 复杂晶体10.有许多晶粒组成的晶体称为（）。

A 多晶体B 单晶体C 非晶体D 复杂晶体11.物质由液态转变为固态的过程称为（）。

A 结晶B 凝固C 气化D 溶化12.在金属材料学中，（）是指物体系统中成分一致、结构相同并有界面隔开的独立均匀部分。

A 相B 合金C 固溶体D 复合物13.（）是指溶质组元溶于溶剂晶格中而形成的单一均匀固体。

A 相B 合金C 固溶体D 复合物14.两组元按照一定的原子数量比相互化合而成的原子完全不同于原来两组元晶格的固溶体物质叫（）。

A 化合物B 金属化合物C 非金属化合物D 机械化合物15.（）是由两相或多相机械地混合在一起而形成的组织。

A 化合物B 金属化合物C 非金属化合物D 机械化合物16.（）的结晶过程可以冷却曲线来研究。

A 化合物B 纯金属C 金属化合物D 机械化合物17.两组元在（）和固态均无限互溶时所构成的相图，称为匀晶格相图。

《金属材料与热处理》期末试卷班级姓名学号成绩一、填空题1´*20=20´1、常见的金属晶格类型有、_______ ____和___________.2、金属在态下，随温度的改变，由转变为另一种晶格类型的现象称为同素异构转变。

3、原子呈无序堆积状况的物体叫，一般固态金属都属于。

4、45钢的平均含碳量为。

5、大小不变或变化很慢的载荷称为载荷。

6、热处理四把火为、、、。

7、调质是火加上。

8、常用的回火方法有低温回火、______ __ 和______ _ 。

9、奥氏体的符号是，莱氏体的符号是，珠光体的符号是。

二、选择题（将答案填入下方格内1.5´*10=15´）1、在短时间内以较高速度作用于零件上的载荷是（）。

A .静载荷B .冲击载荷C .交变载荷2、表示布氏硬度值的符号是（）。

A .HRB .HVC .HBS（HBW）3、从液体中析出的渗碳体称为（）渗碳体。

A 一次B 二次C 三次D四次4、渗碳体的含碳量为（）%A 0.77B 4.3C 2.11D 6.695、合金固溶强化的主要原因是（）。

A、晶格类型发生了变化B、晶粒细化C、晶格发生了畸变6、珠光体是由组成的机械混合物。

A铁素体和渗碳体B奥氏体和渗碳体 C 铁素体和奥氏体7、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8、GCrl5SiMn钢的含铬量是：（）A 15％B 1．5％C 0. 15％D 0.015％9、Q235—A·F中的235表示（）。

A、屈服强度235MPaB、碳含量2.35%C、抗拉强度235Mpa10、机床床身应选择（）。

A .20 B. 45 C. HT200三、判断题（正确打“T”，错误打“F” ，答案填在下方格内1.5´*10=15´）1、金属弹性变形后，其组织和性能发生变化。

2、含碳量越高，钢的硬度越高。

3、GCr15是目前应用最多的滚动轴承钢，其中Cr的含量为15%。

精心整理一、选择题1、细化晶粒对钢性能的贡献是强化同时韧化；提高钢淬透性的主要作用是使零件整个断面性能趋于一致，能采用比较缓和的方式冷却。

2、滚动轴承钢GCr15的Cr质量分数含量为1.5%。

滚动轴承钢中碳化物不均匀性主要是指碳化物液析、带状碳化物、网状碳化物。

3、选择零件材料的一般原则是使用性能要求、工艺性要求和经济性要求等。

4、凡是扩大γ区的元素均使Fe-C相图中S、E点向左下方移动，例Ni、Mn等元素；凡封闭γ区的元素使S、E点向左上方移动，例Cr、Si、Mo等元素。

S点左移意味着共析碳含量减少，E点左移意味着出现莱氏体的碳含量减少。

5、铝合金可分铸造铝合金和变形铝，变形铝又可分硬铝、超硬铝、锻铝和Ni等元素（列出2个）；使γ区缩小的元素使S、E点向左上方移动，例Cr、Mo、W等元素（列出3个）。

3、提高钢淬透性的作用是获得均匀的组织，满足力学性能要求、能采取比较缓慢的冷却方式以减少变形、开裂倾向。

4、高锰耐磨钢（如ZGMn13）经水韧处理后得到奥氏体组织。

在高应力磨损条件下，硬度提高而耐磨，其原因是加工硬化及奥氏体中析出K和应力诱发马氏体相变。

5、对热锻模钢的主要性能要求有高热强性、良好的热疲劳抗力、良好的冲击韧性和良好的淬透性及耐磨性。

常用钢号有5CrNiMo（写出一个）。

6、QT600-3是球墨铸铁，“600”表示抗拉强度≥600MPa，“3”表示延伸率≥3%。

H68是黄铜，LY12是硬铝，QSn4-3是锡青铜。

7、在非调质钢中常用微合金化元素有Ti、V等（写出2个），这些元素的主要作用是细化晶粒组织和弥散沉淀强化。

8、铝合金热处理包括固溶处理和时效硬化两过程，和钢的热处理最大的区别是加热过程中没有同素异构转变。

1、钢的强化机制主要有固溶强化、位错强化、细晶强化、沉淀强化。

其中细晶强化对钢性能的贡献是既提高强度又改善塑、韧性。

2、提高钢淬透性的作用是获得均匀的组织，满足力学性能要求、能采取比较缓慢的冷却方式以减少变形、开裂倾向。