金属热处理期末复习

v1.0 可编辑可修改第一章1、热处理的目的改变钢的内部结构，以改善钢的性能。

2、热处理的作用1)提高钢的力学性能，延长机器零件的使用寿命。

2)消除铸、锻、焊等热加工工艺造成的各种缺陷，细化晶粒，消除偏析，降低内应力，使钢的组织和性能更均匀。

3)使工件表面具有抗磨损、耐腐蚀等特殊物理化学性能。

3、原则上，只有在加热或冷却时发生溶解度显著变化或者发生类似纯铁的同素异构转变，即固态相变发生的合金才能进行热处理强化。

4、Ac1：加热时珠光体转变为奥氏体的开始温度；Ar1：冷却时奥氏体转变为珠光体的开始温度；Ac3：加热时游离铁素体全部转变为奥氏体的终了温度；Ar3：冷却时奥氏体析出游离铁素体的开始温度；Accm：加热时二次渗碳体全部溶入奥氏体的终了温度；Arcm：冷却时奥氏体析出二次渗碳体的开始温度。

5、热处理通常由加热、保温和冷却三个阶段组成。

通常把钢加热获得奥氏体的转变过程称为奥氏体化。

6、珠光体向奥氏体的转变包括以下四个阶段：奥氏体形核、奥氏体长大、剩余渗碳体溶解和奥氏体成分均匀化。

（1）奥氏体形核：珠光体加热到A1点以上，首先在铁素体和渗碳体的相界面上形成奥氏体晶核；铁素体与渗碳体都不能直接转变为奥氏体。

在铁素体与渗碳体的界面上具备奥氏体形核所需要的浓度、结构起伏和能量起伏条件，因此奥氏体晶核优先在铁素体和渗碳体的相界面上形成。

（2）奥氏体的长大：奥氏体晶粒长大是通过渗碳体的溶解、碳在奥氏体和铁素体中的扩散以及铁素体继续向奥氏体转变而进行的。

C原子的扩散；奥氏体晶格改组；长大速度：向铁素体方向大于渗碳体方向，温度越高速度差越大。

（3）残余Fe3C溶解；（4）奥氏体均匀化；7、影响奥氏体等温形成速度的因素（1）加热温度和保温时间的影响1）加热温度必须高于A1温度，珠光体才能向奥氏体转变，转变前有一段孕育期。

温度越高，孕育期越短。

2）转变温度越高，奥氏体的形成速度越快，转变所需要的时间越短。

3）为了获得相同的奥氏体状态，既可以通过低温长时间加热得到，也可由高温短时间加热得到。

得分评分人得分评分人得分评分人《金属材料与热处理》考试试卷Ⅰ专业班级: 学号: 姓名:一、填空题（请将正确答案填在空格处，每空2分，共24分）：1、金属材料与热处理是一门研究金属材料的成分、组织、热处理与金属材料的间的关系和变化规律的学科。

2、所谓金属是指由单一元素构成的具有特殊的 、导电性、导热性和延展性的物质；金属材料是金属及其合金的总称。

3、铁碳合金的基本组织包括、奥氏体、渗碳体、珠光体和莱氏体等五种。

4、金属的化学性能是指金属在化学作用下所表现出的性能，它包括 、抗氧化性和化学稳定性等。

5、常见的金属晶格类型有体心立方晶格、面心立方晶格和 晶格三种。

6、过冷度的大小与冷却速度有关，冷却越快，金属的实际结晶温度越 ，过冷度就越大。

7、金属的整个结晶过程是由 和晶核的长大两个基本过程组成的。

8、一般细晶粒金属比粗晶粒金属具有较高的 、硬度、 塑性和韧性。

9、细化晶粒的方法主要有 、变质处理和振动处理等 。

10、常见的力学性能指标有：强度、硬度、塑性、韧性和 等。

11、常见的金属的晶体缺陷有点缺陷、线缺陷和 缺陷等三种。

12、金属的工艺性能包括铸造性、锻造性、焊接性和 等。

二、判断题（正确打“√”，错误打“×”，每小题2分，共18分）1、金属没有固定的熔点。

（ ）2、导热性好的金属具有好的散热性，可用来制造散热器、热交换器等。

（ ）3、金属结晶时，过冷度越大，结晶后晶粒越粗。

（ ）4、一般情况下，金属的晶粒越细，其力学性能越差。

（ ）5、引起疲劳破坏的应力较低，常常低于材料的屈服强度。

（ ）6、所有金属材料在拉伸实验时都会出现显著的屈服现象。

（ ）7、洛氏硬度值无单位。

（ ）8、铸铁的铸造性能较好，故常用来铸造形状复杂的工件。

（ ）9、一般来说，硬度高的材料其强度也较高。

（ ）三、选择题（请将正确答案填在括号内，每空3分，共24分）1、下列金属的导电能力按由高到低顺序排列正确的是（ ）。

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（）。

金属热处理原理及工艺期末总结第一篇：金属热处理原理及工艺期末总结正火：将钢材或钢件加热到临界点AC3或ACM以上的适当温度保持一定时间后在空气中冷却，得到珠光体类组织的热处理工艺。

退火：将亚共析钢工件加热至AC3以上20—40度，保温一段时间后，随炉缓慢冷却（或埋在砂中或石灰中冷却）至500度以下在空气中冷却的热处理工艺固溶热处理：将合金加热至高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中，然后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺时效：合金经固溶热处理或冷塑性形变后，在室温放置或稍高于室温保持时，其性能随时间而变化的现象。

Al-4Cu合金在时效过程中，过饱和固溶体的各个沉淀阶段，其顺序可概括为：α过饱和→G.P.区θ''→过渡相θ'→过渡相θ→(CuAl2)稳定相固溶处理：使合金中各种相充分溶解，强化固溶体并提高韧性及抗蚀性能，消除应力与软化，以便继续加工成型时效处理：在强化相析出的温度加热并保温，使强化相沉淀析出，得以硬化，提高强度时效处理有自然时效和人工时效两种。

淬火：将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却，使工件在横截面内全部或一定的范围内发生马氏体等不稳定组织结构转变的热处理工艺回火：将经过淬火的工件加热到临界点AC1以下的适当温度保持一定时间，随后用符合要求的方法冷却，以获得所需要的组织和性能的热处理工艺调质处理：将钢件淬火，随之进行高温回火，这种复合工艺称调质处理。

表面热处理：改变钢件表面组织或化学成分，以其改面表面性能的热处理工艺。

表面淬火：是将钢件的表面通过快速加热到临界温度以上，但热量还未来得及传到心部之前迅速冷却，这样就可以把表面层被淬在马氏体组织，而心部没有发生相变，这就实现了表面淬硬而心部不变的目的。

适用于中碳钢。

化学热处理：是指将化学元素的原子，借助高温时原子扩散的能力，把它渗入到工件的表面层去，来改变工件表面层的化学成分和结构，从而达到使钢的表面层具有特定要求的组织和性能的一种热处理工艺渗碳：向钢的表面渗入碳原子，提高表面含碳量，提高材料表面硬度、抗疲劳性和耐磨性。

一、名词解释：1热强性：在室温下,钢的力学性能与加载时间无关,但在高温下钢的强度及变形量不但与时间有关,而且与温度有关,这就是耐热钢所谓的热强性;2形变热处理：是将塑性变形同热处理有机结合在一起,获得形变强化和相变强化综合效果的工艺方法;3热硬性：热硬性是指钢在较高温度下,仍能保持较高硬度的性能;4固溶处理：指将合金加热到高温单相区恒温保持,使过剩相充分溶解到固溶体中后快速冷却,以得到的热处理工艺;5回火脆性：是指回火后出现韧性下降的;6二次硬化：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;7回火稳定性：在时,抵抗强度、硬度下降的能力称为回火稳定性;8淬硬性：指钢在淬火时硬化能力,用淬成马氏体可能得到的最高硬度表示;9水韧处理：将钢加热至奥氏体区温度1050-1100℃,视钢中碳化物的细小或粗大而定并保温一段时间每25mm壁厚保温1h,使铸态组织中的碳化物基本上都固溶到奥氏体中,然后在水中进行淬火,从而得到单一的奥氏体组织;10分级淬火：将奥氏体状态的工件首先淬入温度略高于钢的Ms点的盐浴或碱浴炉中保温,当工件内外温度均匀后,再从浴炉中取出空冷至室温,完成马氏体转变;11临界淬火冷却速度：是过冷奥氏体不发生分解直接得到全部马氏体含残留奥氏体的最低冷却速度;12季裂：它指的是经冷变形后的金属内有拉伸应力存在又处于特定环境中所发生的断裂; 13奥氏体化：将钢加热至临界点以上使形成奥氏体的金属热处理过程;14本质晶粒度：本质晶粒度用于表征钢加热时晶粒长大的倾向;二、简答：1 何为奥氏体化简述共析钢的奥氏体化过程;答：1、将钢加热至临界点以上使形成奥氏体的金属热处理过程;2、它是一种扩散性相变,转变过程分为四个阶段;1形核;将珠光体加热到Ac1以上,在铁素体和渗碳体的相界面上奥氏体优先形核;珠光体群边界也可形核;在快速加热时,由于过热度大,铁素体亚边界也能形核;2长大;奥氏体晶粒长大是通过渗碳体的溶解、碳在奥氏体和铁素体中的扩散和铁素体向奥氏体转变;为了相平衡,奥氏体的两个相界面自然地向铁素体和渗碳体两个方向推移,奥氏体便不断长大;3残余渗碳体的溶解;铁素体消失后,随着保温时间的延长,通过碳原子扩散,残余渗碳体逐渐溶入奥氏体;4奥氏体的均匀化;残余渗碳体完全溶解后,奥氏体中碳浓度仍是不均匀的;只有经长时间的保温或继续加热,让碳原子进行充分地扩散才能得到成分均匀的奥氏体;2 奥氏体晶粒大小对冷却转变后钢的组织和性能有何影响简述影响奥氏体晶粒大小的因素;答：1、奥氏体晶粒度大小对钢冷却后的组织和性能有很大影响;奥氏体晶粒度越细小,冷却后的组织转变产物也越细小,其强度也越高,此外塑性,韧性也较好;但奥氏体化温度过高或在高温下保持时间过长会显着降低钢的冲击韧度、减少裂纹扩展功和提高脆性转变温度;2、奥氏体晶粒大小是影响使用性能的重要指标,主要有下列因素影响奥氏体晶粒大小;1加热温度和保温时间的影响加热温度越高,保温时间越长,奥氏体晶粒越粗大;2加热速度的影响加热速度越快,奥氏体的实际形成温度越高,形核率和长大速度越大,则奥氏体的起始晶粒越细小,但快速加热时,保温时间不能过长,否则晶粒反而更加粗大;3钢的化学成分的影响在一定含碳量范围内,随着奥氏体中含碳量的增加,碳在奥氏体中的扩散速度及铁的自扩散速度增大,晶粒长大倾向增加,但当含碳量超过一定限度后,碳能以未溶碳化物的形式存在,阻碍奥氏体晶粒长大,使奥氏体晶粒长大倾向减小;4钢的原始组织的影响钢的原始组织越细,碳化物弥散速度越大,奥氏体的起始晶粒越细小,相同的加热条件下奥氏体晶粒越细小;3 简述影响过冷奥氏体等温转变的因素;答：奥氏体成分含碳量、合金元素、奥氏体状态钢的原始组织、奥氏体化的温度和保温时间及应力和塑性变形;1、含碳量的影响亚共析钢随奥氏体含碳量增加,使C曲线右移,Ms和Mf点降低;过共析钢随含碳量的增加,使C曲线向左移,Ms和Mf点降低;2、合金元素的影响除Co、AlWAl>%外,所有合金元素的溶解到奥氏体中后,都增大过冷奥氏体的稳定性,使C曲线右移,Ms和Mf点降低;3、奥氏体状态的影响奥氏体化温度越低,保温时间越短,奥氏体晶粒越细小,C曲线左移;4、应力和塑性变形的影响在奥氏体状态下承受拉应力会加速奥氏体的等温转变,承受压应力则会阻碍这种转变;对奥氏体进行塑性变形有加速奥氏体转变的作用,C曲线左移;4简述片状珠光体和粒状珠光体的组织和性能;答：1、片状珠光体组织：WC=%的奥氏体在近于平衡的缓慢冷却条件下形成的珠光体是由铁素体和渗碳体组成的片层相间的组织;性能：主要决定于片间距;片间距越小,钢的断裂强度和硬度均随片间距的缩小而增大;随片间距减小,钢的塑性显着增加;片间距减小,塑性变形抗力增大,故强度;硬度提高;2、粒状珠光体组织：渗碳体呈颗粒状分布在连续的铁素体基体中的组织性能：主要取决于渗碳体颗粒的大小,形态与分布;钢的成分一定时,渗碳体颗粒越细,相界面越多,则刚的硬度和强度越高;碳化物越接近等轴状、分布越均匀,则钢的韧性越好;粒状珠光体的硬度和强度较低,塑性和韧性较好,冷变形性能,可加工性能以及淬火工艺性能都比珠光体好;5何为马氏体简述马氏体的晶体结构、组织形态、性能及转变特点;答：是碳在α-Fe中过饱和的间隙固溶体;2、马氏体的晶体结构在钢中有两种:体心正方结构WC<%,c/a=1;体心正方结构WC>%,c/a>1;组织形态：板条马氏体、片状马氏体200℃以上,WC<%,完全形成板条马氏体,因其体内含有大量位错又称位错马氏体;特点强而韧%<WC<1%,为板条马氏体和片状马氏体的混合物;200℃以下,WC>%,完全形成片状马氏体,因其亚结构主要为孪晶又称孪晶马氏体;特点硬而脆4、1马氏体的显着特点是高硬度和高强度,原因包括固溶强化、相变强化、时效强化、原始奥氏体晶粒大小及板条马氏体束大小;马氏体的硬度主要取决于马氏体的含碳量;合金元素对马氏体的硬度影响不大,但可以提高其强度;2马氏体的塑性和韧性主要取决于马氏体的亚结构;5、1无扩散性;奥氏体成分保留在马氏体中2马氏体转变的切变共格性3马氏体转变具有特定的惯习面和位向关系4马氏体转变是在一定温度范围内进行的6 简述淬火钢的回火转变、组织及淬火钢在回火时的性能变化;答：1、钢的回火转变包括五个方面180℃-100℃以下温度回火,马氏体中碳的偏聚,组织是马氏体马氏体：碳溶于α-Fe的过饱和的固溶体280℃-100℃回火,马氏体开始分解,组织是回火马氏体回火马氏体：低碳马氏体和ε碳化物组成的混合物,称为回火马氏体;3200℃-300℃回火,残余奥氏体开始转变,组织是回火马氏体4200℃-400℃回火,碳化物的转变为Fe3C,组织是回火托氏体回火托氏体：由针状α相和无共格联系的细粒状渗碳体组成的机械混合物;5500℃-650℃渗碳体的聚集长大和α相回复或再结晶,组织是回火索氏体回火索氏体：回复或再结晶的铁素体和粗粒状渗碳体的机械混合物;2、回火时力学性能变化总的趋势是随回火温度提高,钢的抗拉强度、屈服强度和硬度下降,塑性、韧性提高;7 简述回火脆性的分类、特点及如何消除;答：1分类：第一类回火脆性低温回火脆性250℃-400℃和第二类回火脆性高温回火脆性450℃-650℃2特点第一类回火脆性：1具有不可逆性第二类回火脆性：1具有可逆性；2与后的有关3与组织状态无关,但以M的脆化倾向3如何消除第一类回火脆性：无法消除,合金元素会提高脆化温度;第二类回火脆性：1选择含杂质元素极少的优质钢材以及采用形变热处理；2加入适量的Mo、W等合金元素阻碍杂质元素在晶界上便聚；3对亚共析钢在A1~A3临界区可采用4采用高温回火后快冷的方法可抑制回火脆性,但不适用于对回火脆性敏感的较大工件;8 叙述淬透性和淬硬性及淬透性和实际条件下淬透层深度的区别;答：1、淬透性：是指奥氏体化后的钢在淬火时获得马氏体的能力,它反映过冷奥氏体的稳定性,与钢的临界冷却速度有关;临界冷却速度越慢,淬透性越大;其大小以钢在一定条件下淬火获得的淬透层深度和硬度分布来表示;2、淬硬性：是指奥氏体化后的钢在淬火时硬化的能力,主要取决于马氏体中的含碳量,含碳量越高,淬硬性越大;用淬火马氏体可能达到的最高硬度来表示;3、实际条件下的淬透层深度：是指具体条件下测定的半马氏体区至表面的深度;4、区别：1同一材料的淬透层深度与工件尺寸、冷却介质有关.工件尺寸小、介质冷却能力强,淬透层深;2淬透性与工件尺寸、冷却介质无关,它是钢的一种属性;相同奥氏体化温度下的同一钢种,其淬透性是确定不不变的;9 何谓淬火热应力、组织应力影响因素都是什么简述热应力和组织应力造成的变形规律;答：1、淬火热应力：工件在加热或冷却时由于内外的温度差异导致热涨或冷缩的不一致所引起的内应力;2、组织应力：工件在冷却过程中,由于内外温差造成组织转变不同时,引起内外比体积的不同变化而引起的内应力;3、影响因素：1含碳量的影响：随着含碳量的增加热应力作用逐渐减弱组织应力逐渐增强;2合金元素的影响：加入合金元素热应力和组织应力增加;3工件尺寸的影响：a.在完全淬透的情况下随着工件直径的增大淬火后残余应力将由组织应力性逐渐变成热应力性;b.在未完全淬透的情况下所产生的应力特性是与热应力相似的,工件直径越大淬硬层越薄,热应力特性越明显;4淬火介质和冷却方法的影响:如果在高于Ms点以上的温度区域冷却速度快而在温度低于Ms点区域冷却速度慢则为热应力性,反之则为组织应力型;4、变形规律：1热应力引起的变形①沿最大尺寸方向收缩,沿最小尺寸方向伸长；②平面凸起,直角变钝,趋于球形；③外径胀大,内径缩小;2组织应力引起变形与热应力相反;10 何谓回火叙述回火工艺的分类,得到的组织,性能特点及应用;答：1、回火：回火是指将淬火钢加热到A1以下的某温度保温后冷却的工艺;2、分类: 低温回火：1得到回火马氏体;2在保留高硬度、高强度及良好的耐磨性的同时又适当提高了韧性,降低内应力;3适用于刀具、量具、滚动轴承、渗碳件及高频表面淬火件;中温回火：1得到回火托氏体;2基本消除了淬火应力,具有高的弹性极限,较高的强度和硬度,良好的塑性和韧性;3适用于弹簧热处理及热锻模具;高温回火：1得到回火索氏体;2获得良好的综合力学性能,即在保持较高的强度同时,具有良好的塑性和韧性;3广泛用于各种结构件如轴、齿轮等热处理;也可作为要求较高精密件、量具等预备热处理;11 简述化学热处理的一般过程；渗碳的工艺、渗层深度、渗碳后表层含碳量、用钢、热处理、组织和应用;答：1、过程：1介质渗剂的分解2工件表面的吸收3原子向内部扩散;2、渗碳工艺：气体渗碳法,固体渗碳,离子渗碳3、渗碳层厚度由表面到过度层一半处的厚度：一般为-2mm;4、渗碳层表面含碳量：以%%为最好;5、用刚：为含的低碳钢和低碳合金钢;碳高则心部韧性降低;6、热处理：常用方法是渗碳缓冷后,重新加热到Ac1+30-50℃淬火分三类：遇冷直接淬火、一次淬火、二次淬火+低温回火;7、组织：表层：高碳M回+颗粒状碳化物+A少量心部：低碳M回+铁素体淬透时、铁素体+索氏体8、应用：拖拉机履带板,坦克履带板。

《金属学及热处理》复习资料第1章金属的性能1、名词解释强度、塑性、韧性、硬度。

强度：材料在外力作用下抵抗永久变形和破坏的能力。

塑性：材料受力破坏前可承受最大塑性变形的能力。

指标为伸长率3和断面收缩率2。

韧性：材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。

硬度：指材料对局部塑性变形、压痕或划痕的抗力。

是材料力学性能的一个综合物理量。

第2章金属与合金的结构1、名词解释空间点阵、晶格、晶胞、晶体缺陷、合金、组元、相、组织、固溶体、固溶强化、中间相、同素异构转变。

空间点阵：将构成晶体的原子等抽象为几何点（阵点），得到一个由无数阵点在三维空间规则排列而成的阵列，阵点的周围环境必须相同。

晶格：描述原子或原子团在晶体中排列方式的几何空间格架。

晶胞：从晶格中选取出来的一个能够完全反映晶格特征的最小几何单元晶体缺陷：实际晶体中原子组合（原子、分子、离子或原子团）排列在局部区域的某些不规则现象。

合金：由一种金属元素跟其他金属或非金属熔合而成的、具有金属特性的物质。

组元：组成合金的最基本的独立的物质。

可以是元素，也可以是化合物。

相：指合金中具有同一聚集状态、结构相同、成分和性能均一，并有明确界面与其他部分分开的均匀组成部分。

合金在固态下相即为合金相。

组织：用肉眼或显微镜所观察到的组成相的形状、分布及各相之间的组合状态。

固溶体：以合金某一组元为溶剂，在其晶格中溶入其它组元原子（溶质）后所形成的一种合金相。

仍然保持溶剂的晶体结构。

固溶强化：溶质元素产生晶格畸变，使固溶体强度、硬度升高的现象。

中间相：当溶质含量超过固溶体的溶解度时，将出现晶体结构和任一组元都不相同的新相，即金属间化合物。

由于金属间化合物在二元合金相图中总是处于两个组元或端际固溶体区域之间的中间部位，故又称之为中间相。

多晶型转变或同素异构转变：具有多晶型性的金属在温度或压力变化时，由一种晶体结构转变为另一种晶体结构的过程。

2、金属有哪几种常见的晶体结构？晶胞内原子数和致密度各为多少？a-Fe、Y -Fe、Al、Cu、Ni、Cr、V、Mg W Mo Zn各属何种晶体结构？答：体心立方结构：a -Fe、Cr、V W和Mo等30多种纯金属。

第一章金属及合金的晶体结构复习题一、名词解释1．晶体：原子（分子、离子或原子集团）在三维空间做有规则的周期性重复排列的物质。

2．非晶体：指原子呈不规则排列的固态物质。

3．空间点阵：描述晶体中原子（离子、分子或原子集团）规律排列的空间格架称为空间点阵。

4．晶格：一个能反映原子排列规律的空间格架。

5．晶胞：构成晶格的最基本单元。

6．晶界：晶粒和晶粒之间的界面。

7．单晶体：只有一个晶粒组成的晶体。

8．多晶体：由许多取向不同，形状和大小甚至成分不同的单晶体（晶粒）通过晶界结合在一起的聚合体。

9．晶粒：组成多晶体的各个小单晶体的外形一般为不规则的颗粒状，故通常称之为晶粒。

10．合金：是以一种金属为基础，加入其他金属或非金属，经过熔合而获得的具有金属特性的材料。

11．组元：组成合金最基本的、独立的物质称为组元。

12．相：金属中具有同一化学成分、同一晶格形式并以界面分开的各个均匀组成部分称为相。

13．组织：用肉眼观察到或借助于放大镜、显微镜观察到的相的形态及分布的图象统称为组织。

14．固熔体：合金组元通过溶解形成成分和性能均匀的、结构上与组元之一相同的固相。

二、填空题1．晶体与非晶体的根本区别在于原子的排列是否规则。

2．常见金属的晶体结构有体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格三种。

3．实际金属的晶体缺陷有点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷。

4．根据溶质原子在溶剂晶格中占据的位置不同，固溶体可分为置换固溶体和间隙固溶体两种。

5．置换固溶体按照溶解度不同，又分为无限固溶体和有限固溶体。

6．合金相的种类繁多，根据相的晶体结构特点可将其分为固溶体和金属化合物两种。

7．同非金属相比，金属的主要特征是良好的导电性、导热性，良好的塑性，不透明，有光泽，正的电阻温度系数。

8．晶体与非晶体最根本的区别是原子（分子、离子或原子集团）在三维空间做有规则的周期性重复排列的物质，而非晶体则不是。

9．金属晶体中最主要的面缺陷是晶界和亚晶界。

第一章金属的晶体结构第一节金属1度系数为负值。

第二节金属的晶体结构1、晶体的特征：1、具有一定的熔点2、各向异性非晶体为各向同性23、为了清楚地表明原子在空间排列的规律性，常常将构成晶体的原子抽象为纯粹的几何点，称之为点阵。

这些点阵有规则地周期性重复排列所形成的三维空间阵列称为空间点阵。

常人4567、常见的三种晶体结构主要是指体心立方、面心立方和密排六方结构，其中体心立方结构(BCC)每个晶胞含有2原子，其原子配位数为8，致密度是68%面心立方结构(FCC)每个晶胞含有4原子，其原子配位数为12；致密度是74%密排六方结构(HCP)每个晶胞含有6原子，其原子配位数为12，致密度是74% 。

8、密排面的堆垛顺序是AB AB AB……，构成密排六方结构ABCABCABC……，构成面心立方结构9、通常以[uvw]表示晶向指数的普遍形式原子排列相同但空间位向不同的所有晶向成为晶向族，<uvw>表示晶面指数的一般表示形式为(hkl)晶面族用大括号{hkl}表示10、在立方结构的晶体中，当一晶向[uvw]位于或平行于某一晶面(hkl)时，必须满足以下关系：hu+kv+lw=0当某一晶向与某一晶面垂直时，则其晶向指数和晶面指数必须完全相等，即u=b、v=k、w=l。

12、由于多晶体中的晶粒位向是任意的，晶粒的各向异性被互相抵消，因此在一般情况下整个晶体不显示各向异性，称之为伪等向性。

一般金属都是多晶体第三节实际金属的晶体结构1、晶体中的线缺陷就是各种类型的位错，它是在晶体中某处有一列或若干列原子发生了有规律的错排现象。

2、刃型位错的重要特征：1、刃型位错有一额外半原子面；2、位错线是一个具有一定宽度的管道3、位错线与晶体的滑移方向相垂直，位错线运动的方向垂直于位错线螺型位错的重要特征：1、螺型位错没有额外半原子面；2、螺型位错线是一个具有一定宽度的管道，其中只有切应变，而无正应变3、位错线与晶体的滑移方向平行，位错线运动的方向与位错线垂直4、位错线与柏氏矢量垂直就是刃型位错，位错线与柏氏矢量平行，就是螺型位错。

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。

⾦属学与热处理复习题带答案⼀、名词解释（每⼩题2分，共14分）1. 结构起伏：短程有序的原⼦集团就是这样处于瞬间出现，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，这种不断变化着的短程有序的原⼦集团称为结构起伏。

2. ⾮⾃发形核：在液态⾦属中总是存在⼀些微⼩的固相杂质质点，并且液态⾦属在凝固时还要和型壁相接触，于是晶核就可以优先依附于这些现成的固体表⾯上形成，这种形核⽅式就是⾮⾃发形核。

3. 相：相是指合⾦中结构相同、成份和性能均⼀并以界⾯相互分开的组成部分。

4. 柯⽒⽓团：⾦属内部存在的⼤量位错线，在刃型位错线附近偏聚的溶质原⼦好像形成⼀个溶质原⼦“⽓团”，成为“柯⽒⽓团”5. 选择结晶：固溶体合⾦结晶时所结晶出的固相成分与液相的成分不同，这种结晶出的晶体与母相的化学成分不同的结晶称为选择结晶。

6. 形变强化：在塑形变形过程中，随着⾦属内部组织的变化，⾦属的⼒学性能也将产⽣明显的变化，随着变形过程的增加，⾦属的强度、硬度增加，⽽塑形、韧性下降，这⼀现象称为形变强化。

7. 晶胞：晶格中能够完全反应晶格特征的最⼩⼏何单元。

⼆、选择题1.下列元素中能够扩⼤奥⽒体相区的是（ d ）。

A WB MoC CrD Ni2.属于强碳化物形成元素的是（ c ）。

A W，Mo, CrB Mn, Fe, NiC Zr, Ti, NbD Si, Be, Co3.不能提⾼钢的淬透性的合⾦元素是（ a ）。

A CoB CrC MoD Mn4.调质钢中通常加⼊（ c ）元素来抑制第⼆类回⽕脆性。

A CrB NiC MoD V5. 下列钢种属于⾼合⾦钢的是（ d ）A 40CrB 20CrMnTiC GCr15D W18Cr4V6. 选出全是促进⽯墨化的元素的⼀组（ b ）A V、Cr、SB Al、Ni、SiC W、Mn、PD Mg、B、Cu7. 选出适合制作热作模具的材质（ d ）A 20CrMnTiB Cr12C 2Cr13D 5CrNiMo三、填空1. 铸锭组织的三个典型区域是（表层细晶粒区）、（内部柱状晶区）和（中⼼等轴晶区）。

《金属材料与热处理》综合训练知识点训练解答（大学期末复习资料）模块二金属的晶体结构（P36）1.名词解释:晶体、晶格、晶胞、多晶体、晶粒、晶界、点缺陷。

答：晶体：晶体是指组成物质的微粒在三维空间做有规则、周期性排列形成的物质。

晶格：为了更清楚地表示晶体中原子的排列规律，可以将原子简化为一个质点，并且用假想的线条将各个原子的中心连接起来，这样就形成了一个能够抽象的、用于反映原子排列规律的空间格架，称为晶格晶胞：晶体中能够完全反映晶格特征的最小的几何单元。

多晶体：多晶体是指整块金属材料包含着许多小晶体，每个小晶体的晶格位向基本一致，但是各个小晶体之间的位向不同。

由许多小晶体组成的晶体结构称为多晶体结构。

晶粒：多晶体中的每个外形不规则的、呈颗粒状的小晶体称为晶粒。

晶界：多晶体材料中相邻晶粒的界面称为晶界。

点缺陷：是指在原子尺寸范围内在长、宽、高三个尺寸方向上尺寸都很小的缺陷。

2.实际金属晶体中存在哪几种缺陷?这些缺陷对金属性能有何影响?答：按照几何特征不同，晶体缺陷可分为点缺陷、线缺陷和面缺陷三类。

其中点缺陷包括空位、间隙原子和置换原子；线缺陷就是各种类型的位错，基本类型有刃型位错和螺型位错两种；面缺陷就是晶界、亚晶界。

各类缺陷的出现使原子间作用力的平衡遭到破坏，促使缺陷周围的原子发生靠拢或撑开，即产生了晶格畸变。

晶格畸变将会引起金属强度、硬度、电阻等性能的变化。

3.金属中常见的晶体结构有哪几种?答：体心立方晶格（bcc）、面心立方晶格（fcc）和密排六方晶格（hcp）三种。

模块三金属的结晶（P46）一、填空题1、金属的结晶是指由原子不规则排列的近程有序，转变为原子规则排列的晶体过程。

2、纯金属的冷却曲线是用热分析法测定的。

冷却曲线的纵坐标表示温度，横坐标表示冷却时间。

3、金属的理论结晶温度和金属的实际结晶温度之差称为过冷度。

4、过冷度的大小与冷却速度有关，冷速越快，金属的实际结晶温度越，过冷度也就越大。

第一章1、热处理得目得改变钢得内部结构,以改善钢得性能。

2、热处理得作用1)提高钢得力学性能,延长机器零件得使用寿命。

2)消除铸、锻、焊等热加工工艺造成得各种缺陷,细化晶粒,消除偏析,降低内应力,使钢得组织与性能更均匀。

3)使工件表面具有抗磨损、耐腐蚀等特殊物理化学性能。

3、原则上,只有在加热或冷却时发生溶解度显著变化或者发生类似纯铁得同素异构转变,即固态相变发生得合金才能进行热处理强化。

4、Ac1:加热时珠光体转变为奥氏体得开始温度;Ar1:冷却时奥氏体转变为珠光体得开始温度;Ac3:加热时游离铁素体全部转变为奥氏体得终了温度;Ar3:冷却时奥氏体析出游离铁素体得开始温度;Accm:加热时二次渗碳体全部溶入奥氏体得终了温度;Arcm:冷却时奥氏体析出二次渗碳体得开始温度。

5、热处理通常由加热、保温与冷却三个阶段组成。

通常把钢加热获得奥氏体得转变过程称为奥氏体化。

6、珠光体向奥氏体得转变包括以下四个阶段:奥氏体形核、奥氏体长大、剩余渗碳体溶解与奥氏体成分均匀化。

（1）奥氏体形核:珠光体加热到A1点以上,首先在铁素体与渗碳体得相界面上形成奥氏体晶核;铁素体与渗碳体都不能直接转变为奥氏体。

在铁素体与渗碳体得界面上具备奥氏体形核所需要得浓度、结构起伏与能量起伏条件,因此奥氏体晶核优先在铁素体与渗碳体得相界面上形成。

（2）奥氏体得长大: 奥氏体晶粒长大就是通过渗碳体得溶解、碳在奥氏体与铁素体中得扩散以及铁素体继续向奥氏体转变而进行得。

C原子得扩散;奥氏体晶格改组;长大速度:向铁素体方向大于渗碳体方向,温度越高速度差越大。

（3）残余Fe3C溶解;（4）奥氏体均匀化;7、影响奥氏体等温形成速度得因素（1）加热温度与保温时间得影响1) 加热温度必须高于A1温度,珠光体才能向奥氏体转变,转变前有一段孕育期。

温度越高,孕育期越短。

2)转变温度越高,奥氏体得形成速度越快,转变所需要得时间越短。

3)为了获得相同得奥氏体状态,既可以通过低温长时间加热得到,也可由高温短时间加热得到。

金属学与热处理期末考试题
一、基础理论（共30分）
1.简述金属学与热处理的定义，指出它们之间的关系。

（5分）
2.比较冷作用与热作用在金属组织中的不同点。

（5分）
3.说明晶粒的形成及晶间相对晶粒的形成机理。

（5分）
4.简述二氧化碳对钢在热处理中的作用。

（5分）
5.水质热处理与气氛热处理有哪些不同？（5分）
6.介绍常用热处理工艺，以及它们的性能特点。

（5分）
二、应用题（共70分）
1. 假设铝合金经过550℃回火，请描述它在热处理工艺中的变化情况，并说明对应的金属组织特征。

（10分）
2. 某种钢经过800℃渗碳处理，请简述其在热处理工艺中的变化情况，并说明对应的金属组织特征。

（10分）
3. 某种钢经过淬火处理，请描述它在热处理工艺中的变化情况，并说
明对应的金属组织特征。

（10分）
4. 某种不锈钢经过淬火处理，请描述它在热处理工艺中的变化情况，
并说明对应的金属组织特征。

（10分）
5. 请比较X射线探伤、磁粉探伤与渗透探伤三种探伤方法的原理以及
优势，并说明它们在热处理工艺中的应用情况。

（10分）
6. 钢经过900℃回火处理，请比较九级回火的特点以及它在热处理工
艺中的应用。

（10分）
7. 简述铝合金经过气氛热处理后的表面变化以及表面使用性质的变化。

（10分）。

《金属材料与热处理》期末考试复习题填空：1、变形一般分为（弹性）变形和（塑性）变形两种，不能随载荷的去除而消失的变形称为（塑性）变形。

2 、强度是指金属材料在（静）载荷作用下抵抗（塑性变形）或（断裂）的能力。

3 、断裂前金属材料产生（永久变形）的能力称为塑性，金属材料的（伸长率和（断面收缩率）的数值越大，表示材料的塑性越好。

4、含金中成分、结构及性能相同的组成部分称为（相）。

5、含碳量为（0.0218％～2.11％）的铁碳合金称为钢。

根据室温组织不同，钢又分为三类：亚共析钢（0.0218%＜C＜0.77%），其室温组织为（铁素体）和（珠光体）；（C=0.77%）共析钢，其室温组织为（珠光体）；过共析钢（0.77%＜C＜2.11%），其室温组织为（珠光体）和（二次渗碳体）。

6、金属材料抵抗（冲击）载荷作用而（不破坏）能力，称为冲击韧性。

冲击韧度越大，表示材料的冲击韧性越（好）。

7、强度的常用衡量指标有（屈服点）和（屈服强度），分别用符号（σs）和（σb ）表示。

8、常见的金属晶格类型有体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格三种。

9、金属的结晶过程是由（晶核的形成）和（长大）两个基本过程组成的。

10、细化晶粒的根本途径是控制结晶时的形核率及长大速度。

11、从金属学观点来说，凡在再结晶温度以下进行的加工称为冷加工；在金属的再结晶温度以上进行的加工称为热加工。

12、铁碳合金的基本相是（铁素体F）、（奥氏体A）和（渗碳体Fe3C）。

13、铁素体的性能特点是具有良好的（塑性）和（韧性），而（强度）和（硬度）很低。

14、铁碳合金的基本组织有五种，它们是（铁素体）、（奥氏体）、（渗碳体）、（珠光体）、（莱氏体）。

15、大小不变或变化缓慢的载荷称为（静载荷），在短时间内以较高速度作用于零件上的载荷称为（冲击载荷），大小和方向随时间发生周期性变化的载荷称为（交变载荷）。

16、金属在（固态）态下，随温度的改变，由（一种晶格）转变为（另一种晶格）的现象称为同素异构转变。

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。