金属学与热处理原理试题2004-2005

金属学与热处理试题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+30-50?CB、Ac+30-50?CC、Ac+30-50?C cm315、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。

金属学与热处理习题及答案金属学与热处理习题及答案金属学是研究金属材料的结构、性质和加工工艺的学科，而热处理则是指通过加热和冷却来改变金属材料的性质和结构。

在学习金属学和热处理的过程中，习题是非常重要的一部分，通过解答习题可以加深对知识的理解和掌握。

下面将给出一些金属学与热处理的习题及答案。

习题一：金属的晶体结构1. 金属的晶体结构有哪几种？2. 铁素体和奥氏体的晶体结构分别是什么？3. 钨的晶体结构是什么？答案：1. 金属的晶体结构有面心立方结构、体心立方结构和简单立方结构。

2. 铁素体的晶体结构为体心立方结构，奥氏体的晶体结构为面心立方结构。

3. 钨的晶体结构为简单立方结构。

习题二：金属的机械性能1. 什么是屈服强度和抗拉强度？2. 强度和韧性之间的关系是什么？3. 金属的硬度和强度有什么区别？答案：1. 屈服强度是指材料在受力过程中开始发生塑性变形的应力值，抗拉强度是指材料在拉伸过程中最大的抗拉应力值。

2. 强度和韧性是互相矛盾的，一般来说，材料的强度越高，韧性越低。

3. 金属的硬度是指材料抵抗局部压痕的能力，而强度是指材料抵抗外力破坏的能力。

习题三：热处理工艺1. 什么是退火和淬火？2. 淬火的目的是什么？3. 淬火过程中的冷却介质有哪些？答案：1. 退火是将金属材料加热到一定温度，然后缓慢冷却的过程，目的是消除材料内部的应力和改善其机械性能。

淬火是将金属材料加热到一定温度，然后迅速冷却的过程，目的是使材料具有高硬度和高强度。

2. 淬火的目的是通过迅速冷却来使材料的组织发生相变，从而提高材料的硬度和强度。

3. 淬火过程中常用的冷却介质有水、油和盐溶液等。

习题四：金属的腐蚀与防护1. 什么是金属的腐蚀？2. 金属腐蚀的原因有哪些？3. 防止金属腐蚀的方法有哪些？答案：1. 金属的腐蚀是指金属在与外界介质接触时，发生化学反应而使其性能和结构受到破坏的过程。

2. 金属腐蚀的原因主要有氧化、电化学腐蚀和化学腐蚀等。

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41.6％，珠光体58.4％，则此钢的含碳量为约0.46％。

3.屈强比是屈服强度及，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及性能。

(5.×，表面淬火只能改变工件表面的组织及性能。

)（√）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及性能。

（√）7.高碳钢淬火时，将获得高硬度的马氏体，但由于奥氏体向马氏体转变的终止温度在0℃以下，故钢淬火后的组织中保留有少量的残余奥氏体。

金属学与热处理考试试卷一、选择题（每小题2分，共12分）1、当晶格常数相同时，FCC晶体比BCC晶体 ( )。

A．原子半径大，但致密度小； B．原子半径小，但致密度大；C．原子半径大，但致密度也大； D．原子半径小．但致密度也小。

2、能使单晶体产生塑性变形的应力为( )。

A．正应力 B．切应力 C．原子活动力 D．复合应力3、钢在淬火后所获得的马氏体组织的粗细主要取决于( )A．奥氏体的本质晶粒度 B．奥氏体的实际晶粒度C．奥氏体的起始晶粒度 D．加热前的原始组织4、过共析钢的正常淬火加热温度是( )。

A．Acm十(30—50℃) B．Ac3十(30—50℃)C．Ac1十(30—50℃) D．Ac1一(30—50℃)5、制造手工锯条应采用( )。

A．45钢淬火＋低温回火 B．65Mn淬火＋中温回火C．T12钢淬火＋低温回火 D．9SiCr淬火＋低温回火6、LYl2的( )。

A．耐蚀性好 B．铸造性能好 C．时效强化效果好 D．压力加工性好二、填空题（每空1分，共15分）1、实际金属中存在有、和三类晶体缺陷。

2、为了使金属结晶过程得以进行，必须造成一定的，它是理论结晶温度与的差值。

3、碳在α—Fe中的间隙固溶体称为，它具有晶体结构．在℃时碳的最大溶解度为％。

4、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点越转变后的残余奥氏体量就越。

5、除处，其他的合金元素溶人A中均使C曲线向移动，即使钢的临界冷却速度，淬透性。

三、名词解释（每小题2分，共10分）1、相：。

2、热处理：。

3、置换固溶体：。

4、加工硬化：。

5、珠光体：。

四、判断题（每小题1分，共5分）1、固溶体的强度和硬度，比组成固溶体的溶剂金属的强度和硬度高。

( )2、实际金属是由许多结晶位向都完全相同的小晶粒组成的。

( )3、T10和T12钢如其淬火温度—样，那么它们淬火后残余奥氏体量也是一样的。

( ) 4、高速钢反复锻造是为了打碎鱼骨状共晶莱氏体，使其均匀分布于基体中。

第一章金属的晶体结构马氏体沉淀硬化不锈钢,它是美国ARMCO 钢公司在1949年发表的,其特点是强度高,耐蚀性好,易焊接,热处理工艺简单,缺点是延韧性和切削性能差,这种马氏体不锈钢与靠间隙元素碳强化的马氏体钢不同,它除靠马氏体相变外并在它的基体上通过时效处理析出金属间化合物来强化。

正因为如此而获得了强度高的优点,但延韧性却差。

1、试用金属键的结合方式，解释金属具有良好的导电性、正的电阻温度系数、导热性、塑性和金属光泽等基本特性.答：(1)导电性：在外电场的作用下，自由电子沿电场方向作定向运动。

(2)正的电阻温度系数：随着温度升高，正离子振动的振幅要加大，对自由电子通过的阻碍作用也加大，即金属的电阻是随温度的升高而增加的。

(3)导热性：自由电子的运动和正离子的振动可以传递热能。

(4) 延展性：金属键没有饱和性和方向性，经变形不断裂。

(5)金属光泽：自由电子易吸收可见光能量，被激发到较高能量级，当跳回到原位时辐射所吸收能量，从而使金属不透明具有金属光泽。

2、填空：1)金属常见的晶格类型是面心立方、体心立方、密排六方。

2)金属具有良好的导电性、导热性、塑性和金属光泽主要是因为金属原子具有金属键的结合方式。

3)物质的原子间结合键主要包括金属键、离子键和共价键三种。

4)大部分陶瓷材料的结合键为共价键。

5)高分子材料的结合键是范德瓦尔键。

6)在立方晶系中，某晶面在x轴上的截距为2，在y轴上的截距为1/2；与z轴平行，则该晶面指数为（（ 140 ）） .7)在立方晶格中，各点坐标为：A (1，0，1)，B (0，1，1)，C (1，1，1/2)，D(1/2，1，1/2)，那么AB晶向指数为（-110），OC晶向指数为（221），OD晶向指数为（121）。

8)铜是（面心）结构的金属，它的最密排面是（111 ）。

9) α-Fe、γ-Fe、Al、Cu、Ni、Cr、V、Mg、Zn中属于体心立方晶格的有（α-Fe 、 Cr、V ），属于面心立方晶格的有（γ-Fe、Al、Cu、Ni ），属于密排六方晶格的有（ Mg、Zn ）。

1.片状珠光体形成机理：分枝形成机制，Fe3C分支主要发生在根部；层片形成机制2.贝氏体转变：温度区间：共析奥氏体过冷到C曲线“鼻子”以下至MS线之间，即550°C——230°C之间，发生B 转变，因此是过冷奥氏体中温区转变产物，又称中温转变。

特点：半扩散型，切变长大钢中常见上贝、下贝、粒状贝3.淬火硬化，回火软化，回火脆（特点）：（1）第一类回火脆性：淬火钢在250~400℃（低温）回火时出现的回火脆性特点：1）断裂方式为沿晶断裂或穿晶断裂。

2）与回火后的冷却速度无关3）已经产生第一类回火脆性的工件在更高温度回火，脆性消失，重新在其脆性温度区回火，也不产生回火脆性，这种特性称不可逆回火脆性。

（2）第二类回火脆性：450~600℃（高温）回火时出现的回火脆性特点：1）断裂方式为沿晶断裂。

2）与回火后的冷却速度有关（对冷却速度敏感），快冷不产生回火脆性，慢冷产生回火脆性。

3）已产生第二类回火脆性钢回火重新加热快冷，回火脆性消失。

在此温度重新回火慢冷时又产生回火脆性。

所以叫可逆回火脆性。

4.退火、回火区别：冷速不同，退火炉冷慢，回火空冷快退火后再正火组织变化：退火得到类平衡组织，正火得到类（伪）珠光体（珠光体数量多）；退火后再正火铁素体含量减少，P含量增多，强度增大5.钢中马氏体形态：板条M：位错马氏体，低C 8.本质细晶粒钢不是在任何温度下加热都能得到细晶粒片状M：孪晶马氏体，高C 9.化学热处理改变成分而表面热处理不改变成分6.弹簧中温回火，得到回火屈（托）氏体10.索氏体，回火索氏体：淬火+高温回火（调质）7.奥氏体含量最少（不会）组织形态：回火是粒状珠光体，性能更好11.过热：奥氏体晶粒大。

处理方法：退火或正火细化晶粒过烧：工作不能使用12.奥氏体化四个阶段（P234）（一）奥氏体的形核以共析钢为例：奥氏体晶核主要在α和Fe3C的相界面形核，其次在珠光体团的界面上、α亚结构( 嵌镶块) 界面形核。

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。

金属学与热处理原理试题第一部分金属学一、解释下列名词并说明其性能特点（本大题共2小题，每小题3分，总计6分）1、渗碳体: 。

2、铁素体: 。

二、问答题（本大题共5小题，总计40分）1、写出Fe-Fe3C相图中共析和共晶转变式，并说明含碳量及温度。

（8分）2、写出Fick第一定律和第二定律的表达式，并说明应用范围、区别及联系。

（8分）3、图示并说明什么是热过冷。

（4分）4、何谓加工硬化？产生原因是什么？有何利弊？（12分）5、无论置换固溶体还是间隙固溶体都会引起强度升高，试分析其原因。

（8分）三、计算题（本大题共2小题，每小题5分，总计10分）1、计算莱氏体中Fe3C的相对含量。

2、已知Cu的熔点为1083℃，试估算其再结晶温度。

（δ≈0.35）四、实验题（本大题共2小题，每小题3分，总计6分）1、试画出含碳量为0.45%的铁碳合金金相显微组织示意图；2、试分析含碳量分别为0.20%、0.45%、0.65%的铁碳合金在组织和力学性能上有何不同？第二部分热处理五、名词解释（本大题共3小题，每小题2分，总计6分）1、热处理：。

2、马氏体：。

3、实际晶粒度：。

六、填空题（本大题共16个空，每空1分，总计16分）1、马氏体的基本形态有和，此外还有、和。

通常低碳钢所形成的马氏体为，高碳钢所形成的马氏体为。

2、按回火温度不同，通常将回火分为、和；回火温度分别是、和；其回火组织分别为、和。

七、何谓奥氏体？简述奥氏体的转变的形成过程及影响奥氏体晶粒长大的因素。

（本大题6分）八、问答题：（本大题共2小题，每小题5分，总计10分）将共析钢加热至780℃，经保温后，请回答：1、若以图示的V1、V2、V3、V4、V5和V6的速度进行冷却，各得到什么组织？2、如将V1冷却后的钢重新加热至530℃，经保温后冷却又将得到什么组织？力学性能有何变化？金属学与热处理原理试题参考答案第一部分金属学一、解释下列名词并说明其性能特点（本大题共2小题，每小题3分，总计6分）1.Fe3C为复杂晶体结构的间隙化合物，其硬度高，脆性大，塑性几乎等于零，硬脆相，是钢中主要强化相。

（完整版）《⾦属学与热处理》复习题参考答案《⾦属学与热处理》复习题绪论基本概念：1.⼯艺性能:⾦属材料适应实际加⼯⼯艺的能⼒。

（分类）2.使⽤性能：⾦属材料在使⽤时抵抗外界作⽤的能⼒。

（分类）3.组织：⽤⾁眼，或不同放⼤倍数的放⼤镜和显微镜所观察到的⾦属材料内部的情景。

宏观组织：⽤⾁眼或⽤放⼤⼏⼗倍的放⼤镜所观察到的组织。

（⾦属内部的各种宏观缺陷）显微组织：⽤100-2000倍的显微镜所观察到的组织。

（各个组成相的种类、形状、尺⼨、相对数量和分布，是决定性能的主要因素）4：结构：晶体中原⼦的排列⽅式。

第⼀章基本概念：1.⾦属：具有正的电阻温度系数的物质，其电阻随温度升⾼⽽增加。

2.⾦属键；⾦属正离⼦和⾃由电⼦之间相互作⽤⽽形成的键。

3.晶体：原⼦（离⼦）按⼀定规律周期性地重复排列的物质。

4.晶体特性：(原⼦)规则排列；确定的熔点；各向异性；规则⼏何外形。

5.晶胞：组成晶格的最基本的⼏何单元。

6.配位数:晶格中任⼀原⼦周围与其最近邻且等距的原⼦数⽬。

7.晶⾯族：原⼦排列相同但空间位向不同的所有晶⾯称为晶⾯族。

8.晶向族：原⼦排列相同但空间位向不同的所有晶向称为晶向族。

9.多晶型性：当外部条件（如温度和压强）改变时，有些⾦属会由⼀种晶体结构向另⼀种晶体结构转变。

⼜称为同素异构转变。

10.晶体缺陷：实际晶体中原⼦排列偏离理想结构的现象。

11.空位：晶格结点上的原⼦由于热振动脱离了结点位置，在原来的位置上形成的空结点。

12.位错：晶体中有⼀列或若⼲列原⼦发⽣了有规则的错排现象，使长度达⼏百⾄⼏万个原⼦间距、宽约⼏个原⼦间距范围内的原⼦离开其平衡位置，发⽣了有规律的错动。

13.柏⽒⽮量：在实际晶体中沿逆时针⽅向环绕位错线作⼀个闭合回路。

在完整晶体中以同样的⽅向和步数作相同的回路，由回路的终点向起点引⼀⽮量，该⽮量即为这条位错线的柏⽒⽮量。

14.晶粒：晶体中存在的内部晶格位向完全⼀致，⽽相互之间位向不相同的⼩晶体。