工程材料与热处理 第7章作业题

第二章工程材料+热处理（16/18）×1. 低碳钢为了达到硬而耐磨，可采用淬火热处理工艺。

2. 在碳素钢中，为提高其性能，加入一种或多种合金元素，即成为合金钢。

（正确）3. 热处理工艺中淬硬性和淬透性的含义是一样的。

（错）4. 正火比退火过冷度大（冷却速度较快），获得的组织较细，因此正火的强度和硬度比退火高。

（错误）5. 焊接后为消除焊接应力，可采用退火工艺。

（正确）6. 造成热处理变形的主要原因，是淬火冷却时工件内部产生的内应力所致。

（正确）7. 为了获得优良的淬火质量，细而长的轴类零件、薄而平的零件，应垂直淬入冷却液中。

（错误）8. 金属材料的塑性，随温度的升高而降低。

（错误）9. 淬火加高温回火的工艺称为调质处理。

（正确）10. W18Cr4V是（）。

A、工具钢 B、弹簧钢 C、不锈钢 D、耐热钢11.调质的目的是（）。

A、提高硬度 B、降低硬度 C、改善切削性能D、获得良好综合力学性能12.钳工实习时做的小锤头，热处理应采用（）。

A、淬火+低温回火 B、正火 C、退火 D、淬火+高温回火13.以下哪些不属于金属材料及热处理实践所需的仪器或设备A、箱式电炉B、邵氏硬度计C、洛氏硬度计D、维氏硬度计14.铸造机床床身一般采用的材料是（） A、铸钢 B、可锻铸铁C、灰铸铁 D、球墨铸铁15.制造轴、齿轮、连杆、曲轴等机械零件，一般应选用。

A、耐磨钢 B、低碳钢C、中碳钢 D、高碳钢16.以下硬度值标示中，哪一项的写法是正确的。

A、HBS240 B、HRA80 C、55HRC D、HV80017.选择材料时，应考虑哪些原则（）。

A、力学性能B、使用性能和工艺性能 C、化学性能18.用碳素工具钢制造的刀具能否用于高速切削为什么A、能，因硬度高B、不能，因硬度低C、能，因红硬性好D、不能，因红硬性差19.淬火后零件立即进行回火处理的目的是（）。

A、提高硬度 B、提高强度C、降低脆性，提高韧性第三章铸造（/20）1. 在造型时，舂砂太松（紧），则会产生气孔。

《工程材料与热加工》综合练习题一、填空题。

1．金属材料的力学性能主要有强度（）、（）、（）和疲劳强度。

2．金属抵抗永久变形和断裂的能力称为（），常用的力学指标有Ъs和（）。

3．（）是指材料表面抵抗局部塑性变形的能力，是反映材料软硬程度的力学性能指标，常用的有布氏硬度符号（），（）硬度符号（）。

（）硬度符号（），4．常见的金属晶格有体心立方晶格和（），（）。

5．常用的塑性指标有延伸率和（）两项，分别用符号（），（）表示。

6．一种组元均匀熔解在另一种组元中而形成的晶体称。

7．根据溶质原子在溶剂晶格中占据的位置不同，可将固溶体分为（）固溶体和（）固溶体两大类。

8．渗碳体是（）与（）的化合物，其分子式为（）。

9．纯金属液态结晶过程是（）形成及（）长大的过程。

10．理论结晶温度与实际结晶温度之差称（）。

11．钢锭组织是由表层细晶粒区，（）和（）组成的。

12．细化铸件晶粒大小的方法有增大过冷度，（）和（）。

13．铁碳合金状态图是用来表示合金元素的组织与（）和温度之间的关系图形。

14．铁素体是碳溶解于（）中的间隙固溶体。

15．奥氏体是碳溶解于r－Fe中的（）固溶体。

16．铁素体和渗碳体的机械混合物称（）。

17．含碳量＜2.11%的铁碳合金称为（）。

18．含碳量＞2.11%的铁碳合金称为（）。

19．根据铁碳相图把铁碳合金中的钢分为亚共析钢，（）和（）。

把白口铸铁分为亚共晶白口铸铁，（）和（）。

20．钢的热处理是钢在固态范围内通过加热（）和（）的方法。

21．钢的普通热处理分为退火（）淬火和（）。

22．钢的回火按加热温度不同分为低温回火（）和（）。

23．碳钢中常存的有益元素有（）、（）有害元素有（）、（）。

24．在固态下，随温度的变化，其晶格类型会发生转变的现象称（）转变。

25．碳钢按钢中含碳量可分为低碳钢（）、（）。

26．生产中淬火常用的冷却介质有水，盐水（）和（）等。

27．（）是将钢加热到Ac3以上30～50℃，保温一定时间，随炉冷至600℃以下，再出炉空冷的退火工艺。

工程材料与热处理试题及答案工程材料与热处理复习题及答案一·选择题1.金属的化学性能主要指耐腐蚀性和抗氧化性。

2.材料的物理性能除了密度外，还包括熔点，导热性，导电性，磁性和热膨胀性。

3.工艺性能是指金属材料对不同加工工艺方法的适应能力，它包括切削加工性能，热加工性能和热处理工艺性能。

4.常见的金属晶体结构有体心立方晶格，面心立方晶格，密排六方晶格。

5.金属结晶时冷却速度越快，则过冷度约大，结晶后晶粒越小，6.钢的热处理是将刚在固态下采用适当的方法进行加热，保温和冷却，已获得所需要的组织结构与性能的工艺。

7.根据回火加热温度不同，可将其分为低温回火，中温回火和高温回火三种。

8.调质是指淬火后高温回火的复合热处理工艺。

9.钢的化学热处理的过程包括分解，吸收，扩散三个过程。

10.08F钢属于低碳钢，其含碳量0.2% ；40钢属于中碳钢，其含碳量0.45%；T8钢属于碳素工具钢，其含碳量0.8% 。

11.根据石墨的形态不同，灰口铸铁可分为灰铸铁，球墨铸铁，可锻铸铁和蠕墨铸铁。

12.影响石墨化过程的主要因素有化学成分和冷却速度。

13.常用的高分子材料有塑料，橡胶，胶黏剂和纤维素。

二．选择题1.下列力学性能指标的判据中不能用拉伸试验测得的是（B ）。

A.δsB.HBSC.σDψ2.下列退火中不适用于过共析钢的是（ A ）。

A.完全退火B.球化退火C.去应力退火3.钢淬火的主要目的是为了获得（ C ）。

A.球状体组织B.贝氏体组织C.马氏体组织4.为了提高钢的综合机械性能，应进行（B）。

A. 正火B.调质C.退火D.淬火+中温回火5.v5F牌号（C ）属于优质碳素结构钢。

A.ZG450B.T12C.35D.Gr126选择制造下列零件的材料，冷冲压条件（A）；齿轮（C）；小弹簧（B）。

A.08FB.70C.457.汽车板弹簧选用（B ）。

A.45B.60si2MnC.2Cr13D.16Mn8.汽车拖拉机的齿轮要求表面耐磨性，中心有良好的韧性，应选用（C ）A.20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9.常见的齿轮材料20CrMnTi的最终热处理工艺应该是（ D ）。

第七章铸铁及其热处理习题解答7-1 铸造生产中，为什么铸铁的碳、硅含量低时易形成白口? 而同一铸铁件上，为什么其表层或薄壁处易形成白口?答：因为碳、硅是促进石墨化的元素，当它们含量含量低时石墨化不易进行，所以容易形成白口。

同一铸件上表层和薄壁的冷却速度比较快，不利于石墨化，故易形成白口。

7-2 在铸铁的石墨化过程中，如果第一、第二阶段完全石墨化，而第三阶段分别为完全、部分或未石墨化时，问它们各获得哪种基体组织的铸铁?答：第三阶段石墨化完全进行时，获得铁素体基体铸铁；部分进行时为铁素体+珠光体基体铸铁；未进行石墨化时为珠光体基体铸铁。

7-3 机床的床身、床脚和箱体为什么大都采用灰铸铁铸造？能否用钢板焊接制造?试将两者的使用性和经济性作简要比较。

答：1、因为灰铸铁的性能适合制造这些零件：抗压性能比抗拉性能好，铸造性能优良，减摩性好，减振性强，切削加工性良好，缺口敏感性较低。

2、能用钢板焊接制造，但钢板的减摩性、减振性不如灰铸铁。

在使用性和经济性上，灰铸铁成本低，易于铸造结构复杂的零件，并且其尺寸不受限制，这些都是用钢板制造不能达到的。

7-4 有一壁厚为20～30mm的铸件，要求抗拉强度为150MPa，应选用何种牌号的灰铸铁制造?答：根据强度要求和壁厚，应选用HT200。

7-5 生产中出现下列不正常现象，应采取什么措施予以防止或改善?(1) 灰铸铁精密床身铸造后即进行切削，在切削加工后发现变形量超差；(2) 灰铸铁件薄壁处出现白口组织，造成切削加工困难。

答：(1) 应在切削前进行去应力退火，消除铸造应力。

去应力退火通常是将铸件缓慢加热到500~560℃，保温一段时间(每l0mm厚度保温1h)，然后随炉冷至150～200℃后出炉。

(2)应进行消除白口组织退火。

退火方法是把铸件加热到850～950℃，保温1～3h，使共晶渗碳体发生分解，即进行第一阶段的石墨化，然后又在随炉冷却中进行第二和第三阶段石墨化，析出二次石墨和共析石墨，到500～400℃再出炉空冷。

机械工程材料习题答案第二章作业2－1常见的金属晶体结构有哪几种？它们的原子排列和晶格常数有什么特点?－Fe、－Fe、Al、Cu、Ni、Cr、V、Mg、Zn各属何种结构? 答：常见晶体结构有3种：⑴体心立方：－Fe、Cr、V⑵面心立方:－Fe、Al、Cu、Ni⑶密排六方:Mg、Zn2———7为何单晶体具有各向异性，而多晶体在一般情况下不显示出各向异性？答：因为单晶体内各个方向上原子排列密度不同，造成原子间结合力不同,因而表现出各向异性;而多晶体是由很多个单晶体所组成，它在各个方向上的力相互抵消平衡，因而表现各向同性。

第三章作业3－2 如果其它条件相同,试比较在下列铸造条件下,所得铸件晶粒的大小;⑴金属模浇注与砂模浇注;⑵高温浇注与低温浇注;⑶铸成薄壁件与铸成厚壁件；⑷浇注时采用振动与不采用振动；⑸厚大铸件的表面部分与中心部分.答：晶粒大小：⑴金属模浇注的晶粒小⑵低温浇注的晶粒小⑶铸成薄壁件的晶粒小⑷采用振动的晶粒小⑸厚大铸件表面部分的晶粒小第四章作业4－4 在常温下为什么细晶粒金属强度高，且塑性、韧性也好？试用多晶体塑性变形的特点予以解释.答:晶粒细小而均匀，不仅常温下强度较高,而且塑性和韧性也较好，即强韧性好。

原因是：（1）强度高:Hall-Petch公式。

晶界越多,越难滑移。

（2）塑性好：晶粒越多，变形均匀而分散,减少应力集中。

(3）韧性好：晶粒越细，晶界越曲折，裂纹越不易传播。

4－6 生产中加工长的精密细杠(或轴）时,常在半精加工后，将将丝杠吊挂起来并用木锤沿全长轻击几遍在吊挂7～15天，然后再精加工.试解释这样做的目的及其原因?答：这叫时效处理一般是在工件热处理之后进行原因用木锤轻击是为了尽快消除工件内部应力减少成品形变应力吊起来，是细长工件的一种存放形式吊个7天，让工件释放应力的时间，轴越粗放的时间越长。

4－8 钨在1000℃变形加工，锡在室温下变形加工，请说明它们是热加工还是冷加工(钨熔点是3410℃,锡熔点是232℃)?答:W、Sn的最低再结晶温度分别为:TR（W) =（0.4～0。

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ccmA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。

第1章习题参考答案自测题一、填空题1. 强度、刚度、硬度、塑性、韧性2. σe σs σb3. 屈服点规定残余伸长率为0.2%时的应力值塑性变形4. 断后伸长率断面收缩率断面收缩率5. 应力场强度因子断裂韧度断裂二、判断题1.（×）2.（×）3.（×）4.（×）习题与思考题1.①因为δ5=L1L0L5d0100%=1100%=25% L05d0δ10=L1L0L10d0100%=1100%=25% L010d0所以L1（5）=6.25d0同理L1（10）=12.5d0②长试样的塑性好。

设长试样为A,短试样为B,已知δ所以δ5B=δ10A，因为同一种材料，δ5〉δ10，5B=δ10A<δ5A,则δ5B<δ5A，即长试样的塑性好。

2.合格。

因为σs=FS21100268.79MP >225 MP aa S03.1425σb=Fb34500439.5 MP >372MPaa S03.1425L15d065500100%30%>27% 100%=505d0δ5=S0S15232ψ=100%64%>55% 所以，该15钢合格2S033.（1）洛氏硬度HRC；（2）洛氏硬度HRB；（3）洛氏硬度HRA；（4）布氏硬度HB；（5）维氏硬度HV。

第2章习题解答参考自测题一、填空题1. 体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格2. （1）A （2）F （3）Fe3C （4）P （5）Ld （6）Ld'3. F+P 大高低4. 过冷过冷度细好5. 固溶体金属化合物成分、组织、状态、温度6.二、判断题1.（×）2.（√）3.（×）习题与思考题1.根据晶体缺陷的几何形态特征，实际金属晶体中存在有点、线、面缺陷。

在这些缺陷处及其附近，晶格均处于畸变状态，使金属的强度、硬度有所提高。

2.(1）钢材加热到1000～1250℃时为单相奥氏体组织，奥氏体强度、硬度不高，塑性、韧性好，变形抗力小，适于热轧、锻造。

晶体与非晶体的本质区别是什么？定义：【晶体】具有规则几何形状的固体【非晶体】指组成它的原子或离子不是作有规律排列的固态物质区别：具有一定的熔点是一切晶体的宏观特性，也是晶体和非晶体的主要区别。

特点：晶体点阵是晶体粒子所在位置的点在空间的排列。

相应地在外形上表现为一定形状的几何多面体，这是它的宏观特性晶体的另一基本特点是有一定的熔点，不同的晶体有它不相同的熔点。

且在熔解过程中温度保持不变。

非晶体没有固定的熔点，随着温度升高，物质首先变软，然后由稠逐渐变稀，成为流体。

＊课外习题：一判断题1．碳素工具钢都是优质或高级优质钢。

( x )2．做普通小弹簧应用15钢。

( x )3．T12A和CrW5都属高碳钢，它们的耐磨性、红硬性也基本相同( x )4．除Fe和C外还含有其他元素的钢就是合金钢。

( x )5．Crl2Mo钢是不锈钢。

( x )6．不锈钢中的含碳量越高，其耐腐蚀性越好。

( x )8．Q295是低合金结构钢。

( x )9．1Crl8Ni9Ti是高合金工具钢。

( x )10．受力小、形状简单的模具，常用碳素工具钢制造。

( V )12．60Si2Mn的最终热处理方法是淬火后进行高温回火。

． ( x )13．预先热处理的目的，是为了消除或改善前工序引起的缺陷。

( V )14．大型铸件在扩散退火后不再进行一次正火或完全退火。

( x )15．去应力退火，一般可在Ac1点以上温度加热，保温4—6h后，缓冷至200—300℃再出炉 (x)。

16．含碳量高于0.8％的钢，一般不能采用正火工艺。

( V )17．钢在加热时，往往在600℃以上才开始发生氧化现象。

( x )18．钢中的杂质元素中，硫使钢产生热脆性，磷使钢产生冷脆性，因而硫、磷是有害元素。

( V )19．退火与回火都可以消除钢中的应力，所以在生产中可以通用。

( x )20．淬火过程中常用的冷却介质是水、油、盐和碱水溶液。

( x )21．碳素工具钢的含碳量都在0．7％以上，而且都是优质钢。

第一章测试1.在下列指标中，用来表示材料强度的指标是（）。

A:K B:A C:Rm D:HBW 答案:C2.材料在外力作用下所表现出来的性能属于（）。

A:物理性能 B:力学性能 C:使用性能 D:固有性能答案:B3.（）是指外力去除后不能恢复的变形。

A:拉伸变形 B:弯曲变形 C:永久变形D:弹性变形答案:C4.（）不是指不发生永久变形的最大应力。

A:屈服极限Rs B:弹性极限Rp C:弹性模量E D:抗拉强度Rm 答案:ACD5.洛氏硬度的特点是（） A:压痕面积小 B:数据分散度大 C:不能用于薄件、小件 D:软硬材料都适用答案:ABD6.疲劳断裂的特点有（） A:都是脆断 B:都是低应力破坏 C:对缺陷极其敏感 D:应力大小和疲劳寿命呈反比答案:ABCD7.金属的塑性越好，越不容易断裂。

（） A:对 B:错答案:A8.一般来说，HBW指标越高的材料，耐磨性越好。

（） A:对 B:错答案:A9.材料的强度越高,其硬度越高,所以塑性越大。

（） A:对 B:错答案:B10.材料的断裂强度一定大于其抗拉强度。

（） A:对 B:错答案:B第二章测试1.在下列叙述中不正确的是（） A:bcc晶胞中的原子数多于fcc。

B:hcp是密排六方晶格的简称。

C:假设同一种金属既可以形成面心立方晶格又可以形成体心立方晶格时，其面心立方晶格的晶胞大于体心立方晶格的晶胞。

D:符号fcc表示的是面心立方晶格。

答案:A2.体心立方晶格的结构特点是（）。

A:其晶胞是一个六棱柱 B:其晶胞是一个八棱柱 C:其晶胞六个表面的中心各有一个原子 D:其晶胞中心有一个原子答案:D3.晶体中的位错属于（）。

A:面缺陷 B:点缺陷 C:线缺陷 D:体缺陷答案:C4.金属化合物包括（） A:间隙式固溶体 B:间隙化合物 C:正常价化合物 D:电子化合物答案:BCD5.关于晶界的描述，正确的是（） A:晶界是晶粒与晶粒之间的分界面 B:晶界容易被优先腐蚀和氧化 C:晶界越多,材料强度越高 D:晶界可以阻碍位错运动答案:ABCD6.金属多晶体是指由许多结晶方向相同的多晶粒组成。

第1章材料的力学的性能（习题）一、选择题1. 表示金属材料屈服强度的符号是（ B ）。

A J B、一； C、一； D、心1. 金属材料在静载荷作用下，抵抗变形和破坏的能力称为（C ）。

A、塑性；B、硬度；C、强度；D、弹性；2. 在测量薄片工件的硬度时，常用的硬度测试方法的表示符号是（B ）A HBS B、HRC C、HV D、HBW3. 做疲劳试验时，试样承受的载荷为（B ）。

A、静载荷；B、交变载荷；C、冲击载荷；D、动载荷；二、填空题1. 材料的力学性能通常是指在载荷作用下材料抵抗（变形）或（断裂）的能力。

2. 金属塑性的指标主要有（断后伸长率）和（断面收缩率）两种。

3. 金属的性能包括（物理）性能、（化学）性能、（力学）性能和（工艺）性能。

4. 常用测定硬度的方法有（布氏硬度测试法）、（洛氏硬度测试法）和维氏硬度测试法。

5. 疲劳强度是表示材料经（无限次循环应力）作用而（不发生断裂）的最大应力值。

6. 材料的工艺性能包括（铸造性能）、（锻造性能）、（焊接性能）、（切削加工性能）、（热处理性能）等。

7. 零件的疲劳失效过程可分为（疲劳裂纹产生）、（疲劳裂纹扩展）、（瞬时断裂）三个阶段。

三、判断题1. 拉伸试验可以测定材料的强度、塑性等性能指标，因此材料的力学性能都可以通过拉伸试验测定。

（x ）2. 用布氏硬度测试法测量硬度时，压头为钢球，用符号HBS表示。

（X ）3. 金属材料的力学性能可以理解为金属材料的失效抗力。

（4. 材料的断裂韧度大于材料的应力场强度因子的，材料的宏观裂纹就会扩展而导致材料的断裂。

( X )四、练习与思考1. 说明下列符号的意义和单位。

(1 ) (T e；( 2) CT s 或c 0.2 ； ( 3) (T b；( 4) 5 ；( 5)；( 6) (T - 1；( 7) A K；2. 在测定强度指标时，C 0.2和C s有什么不同？3. 拉伸试样的原标距长度为50 mm直径为10 mm试验后，将已断裂的试样对接起来测量，标距长度为73 mm,颈缩区的最小直径为5.1 mm。