第九章-金属学与热处理-热处理工艺习题

第一章金属及合金的晶体结构一、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．晶格：一个能反映原子排列规律的空间格架。

4．晶胞：构成晶格的最基本单元。

5．单晶体：只有一个晶粒组成的晶体。

6．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。

7．晶界：晶粒和晶粒之间的界面。

8．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。

9．组元：组成合金最基本的、独立的物质称为组元。

10．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。

11．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。

12．固溶体：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（分子、离子或原子集团）是否在三维空间做有规则的周期性重复排列。

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．金属晶体中最主要的面缺陷是晶界和亚晶界。

9．位错两种基本类型是刃型位错和螺型位错，多余半原子面是刃型位错所特有的。

10．在立方晶系中，｛120｝晶面族包括(120)、(120)、(102)、(102)、(210)、 (210)、(201)、 (201)、(012)、(012)、(021)、(021)、等晶面。

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 ）。

金属学与热处理习题与思考题(一)解释名词合金元素、固溶处理、红硬性、石墨化、孕育(变质)处理、球化处理、石墨化退火、时效硬化、回归、黄铜、锡青铜、巴氏合金。

(二)填空题1．按钢中合金元素含量，可将合金钢分为________________________，和__________________和_______________________几类(分别写出合金元素含量范围)。

2．合金钢按用途可分为______________、____________和____________。

3．20CrMnTi是____________钢，Cr，Mn的主要作用是________，Ti的主要作用是_____________，热处理工艺是_____________。

4．W18Cr4V是__________钢，含碳量是_______，W的主要作用是_________、Cr的主要作用是_________，V的主要作用是________。

热处理工艺是___________，最后组织是___________。

5．0Crl8Ni9Ti是__________钢，Cr，Ni和Ti的作用分别是_________ 、_________________和_______________。

6．拖拉机和坦克履带板受到严重的磨损及强烈的冲击，应选用_________钢，采用____________处理。

7．白口铸铁中碳主要以_____________的形式存在，灰口铸铁中碳主要以____________的形式存在。

8．普通灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁及蠕墨铸铁中石墨的形态分别为______状、_____状和_______状。

9．铸铁的基体有__________、___________、_____________三种．10．QT500-05牌号中，QT表示_________，数字500表示__________，数字05表示____________。

1.热处理工艺：通过加热，保温和冷却的方法使金属和合金内部组织结构发生变化，以获得工件使用性能所要求的组织结构，这种技术称为热处理工艺。

2.热处理工艺的分类：（1）普通热处理（退火、正火、回火、淬火）(2)化学热处理（3）表面热处理（3）复合热处理3.由炉内热源把热量传给工件表面的过程，可以借辐射，对流，传导等方式实现，工件表面获得热量以后向内部的传递过程，则靠热传导方式。

4.影响热处理工件加热的因素：（1）加热方式的影响，加热速度按随炉加热、预热加热、到温入炉加热、高温入炉加热的方向依次增大；（2）加热介质及工件放置方式的影响：①加热介质的影响；②工件在炉内排布方式的影响直接影响热量传递的通道；③工件本身的影响：工件的几何形状、表面积与体积之比以及工件材料的物理性质等直接影响工件内部的热量传递及温度场。

5.金属和合金在不同介质中加热时常见的化学反应有氧化，脱碳；物理作用有脱气，合金元素的蒸发等。

6.脱碳：钢在加热时不仅表面发生氧化，形成氧化铁，而且钢中的碳也会和气氛作用，使钢的表面失去一部分碳，含碳量降低，这种现象称为脱碳钢脱碳的过程和脱碳层的组织特点：①钢件表面的碳与炉气发生化学反应（脱碳反应），形成含碳气体逸出表面，使表面碳浓度降低②由于表面碳浓度的降低，工件表面与内部发生浓度差，从而发生内部的碳向表面扩散的过程。

半脱碳层组织特点;自表面到中心组织依次为珠光体加铁素体逐渐过渡到珠光体，再至相当于该钢件未脱碳时的退火组织。

(F+P—P+C—退火组织)全脱碳层组织特点：表面为单一的铁素体区，向里为铁素体加珠光体逐渐过渡到相当于钢原始含碳量缓冷组织在强氧化性气体中加热时，表面脱碳与表面氧化往往同时发生。

在一般情况下，表面脱碳现象比氧化现象更易发生，特别是含碳量高的钢。

7.碳势：即纯铁在一定温度下于加热炉气中加热时达到既不增碳也不脱碳并与炉气保持平衡时表面的含碳量。

8.退火：将组织偏离平衡状态的金属或合金加热到适当的温度，保持一定时间，然后缓慢冷却以达到接近平衡状态组织的热处理工艺称为退火。

第二章纯金属的结晶2-3 为什么金属结晶时一定要有过冷度？影响过冷度的因素是什么？固态金属熔化时是否会出现过热？为什么？答：（1）因为金属结晶时存在过冷现象，是为了满足结晶的热力学条件，过冷度越大，固、液两项的自由能差越大，相变驱动力越大。

（2）过冷度随金属的纯度不同和本性不同，以及冷却速度的差异可以再很大范围内变化。

金属不同，过冷度也不同；金属的纯度越高，则过冷度越大；冷却速度越大，过冷度越大，反之，越小。

（3）会，当液态金属的自由能低于固态时，这时实际结晶温度高于理论结晶温度T m，此时，固态金属才能自发的转变为液态金属，称为过热。

2-4试比较均匀形核与非均匀形核的异同点。

答;均匀形核是指：若液相中各区域出现新相晶核的几率是相同的；非均匀形核：液态金属中存在微小的固相杂质质点，液态金属与型壁相接触，晶核可以优先依附现成的固体表面形核。

在实际的中，非均匀形核比均匀形核要容易发生。

二者形核皆需要结构起伏，能量起伏，过冷度必须大于临界过冷度，晶胚的尺寸必须大于临界晶核半径。

2-5说明晶体成长形状与温度梯度的关系？答;正温度梯度下以平面状态的长大形态，服温度梯度下以树枝状长大。

2-6简述铸锭三晶区形成的原因及每个晶区的性能特点？（1）表层细晶区形成原因：①型壁临近的金属液体产生极大过冷度满足形核的热力学条件；②型壁可以作为非均匀形核的基地。

该晶区特点：组织细密，力学性能较好，但该晶区较薄，一般没有多大的实际意义。

（2）柱状晶区的形成原因：①液态金属结晶前沿有适当的过冷度，满足形核要求；②垂直于型壁方向散热最快，晶体向相反的方向生长；③外因是散热的方向性；④内因是晶体晶体生长的各向异性。

该晶区的特点：相互平行的柱状晶接触面及相邻垂直的柱状晶区的交界面较为脆弱，并常聚集着易熔杂质和非金属夹杂物，使铸锭在热压力加工时，容易沿着这些脆弱面开裂，组织比较致密。

（3）中心等轴晶区形成特定：①中心液体达到过冷，加上杂质元素的作用，满足形核的要求；②散热失去方向性，晶核自由生长，长大速度差不多，长成等轴区。

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。

第九章钢得热处理原理91 金属固态相变有哪些主要特征？哪些因素构成相变得阻力？答:固体相变主要特征:1、相变阻力大2、新相晶核与母相晶核存在一定得晶体学位向关系。

3、母相中得晶体学缺陷对相变其促进作用。

4、相变过程中易出现过渡相。

相变阻力构成:1、表面能得增加。

2、弹性应变能得增加,这就是由于新旧两相得比体积不同,相变时必然发生体积得变化,或者就是由于新旧两相相界面得不匹配而引起弹性畸变,都会导致弹性应变能得增加。

3、固态相变温度低,原子扩散更困难,例如固态合金中原子得扩散速度为107—108cm/d,而液态金属原子得扩散速度为107 cm/s。

92 何谓奥氏体晶粒度？说明奥氏体晶粒大小对钢得性能影响？答:奥氏体晶粒度:就是奥氏体晶粒大小得度量。

当以单位面积内晶粒得个数或每个晶粒得平均面积与平均直径来描述晶粒大小时,可以建立晶粒大小得概念。

通常采用金相显微镜100倍放大倍数下,在645mm2范围内观察到得晶粒个数来确定奥氏体晶粒度得级别。

对钢得性能得影响:奥氏体晶粒小:钢热处理后得组织细小,强度高、塑性好,冲击韧性高。

奥氏体晶粒大:钢热处理后得组织粗大,显著降低钢得冲击韧性,提高钢得韧脆转变温度,增加淬火变形与开裂得倾向。

当晶粒大小不均匀时,还显著降低钢得结构强度,引起应力集中,容易产生脆性断裂。

93 试述珠光体形成时钢中碳得扩散情况及片、粒状珠光体得形成过程？答:珠光体形成时碳得扩散:珠光体形成过程中在奥氏体内或晶界上由于渗碳体与铁素体形核,造成其与原奥氏体形成得相界面两侧形成碳得浓度差,从而造成碳在渗碳体与铁素体中进行扩散,简言之,在奥氏体中由于碳得扩散形成富碳区与贫碳区,从而促使渗碳体与铁素体不断地交替形核长大,直至消耗完全部奥氏体。

片状珠光体形成过程:片状珠光体就是渗碳体呈片状得珠光体。

首先在奥氏体晶界形成渗碳体晶核,核刚形成时与奥氏体保持共格关系,为减小形核得应变能而呈片状。

渗碳体长大得同时,使其两侧得奥氏体出现贫碳区,从而为铁素体在渗碳体两侧形核创造条件,在渗碳体两侧形成铁素体后,铁素体长大得同时造成其与奥氏体体界面处形成富碳区,这又促使形成新得渗碳体片。

第九章钢的热处理原理9-1 金属固态相变有哪些主要特征？哪些因素构成相变的阻力？答：固体相变主要特征：1、相变阻力大2、新相晶核与母相晶核存在一定的晶体学位向关系。

3、母相中的晶体学缺陷对相变其促进作用。

4、相变过程中易出现过渡相。

相变阻力构成：1、表面能的增加。

2、弹性应变能的增加，这是由于新旧两相的比体积不同，相变时必然发生体积的变化，或者是由于新旧两相相界面的不匹配而引起弹性畸变，都会导致弹性应变能的增加。

3、固态相变温度低，原子扩散更困难，例如固态合金中原子的扩散速度为10-7—10-8cm/d，而液态金属原子的扩散速度为10-7 cm/s。

9-2 何谓奥氏体晶粒度？说明奥氏体晶粒大小对钢的性能影响？答：奥氏体晶粒度：是奥氏体晶粒大小的度量。

当以单位面积内晶粒的个数或每个晶粒的平均面积与平均直径来描述晶粒大小时，可以建立晶粒大小的概念。

通常采用金相显微镜100倍放大倍数下，在645mm2范围内观察到的晶粒个数来确定奥氏体晶粒度的级别。

对钢的性能的影响：奥氏体晶粒小：钢热处理后的组织细小，强度高、塑性好，冲击韧性高。

奥氏体晶粒大：钢热处理后的组织粗大，显著降低钢的冲击韧性，提高钢的韧脆转变温度，增加淬火变形和开裂的倾向。

当晶粒大小不均匀时，还显著降低钢的结构强度，引起应力集中，容易产生脆性断裂。

9-3 试述珠光体形成时钢中碳的扩散情况及片、粒状珠光体的形成过程？答：珠光体形成时碳的扩散：珠光体形成过程中在奥氏体内或晶界上由于渗碳体和铁素体形核，造成其与原奥氏体形成的相界面两侧形成碳的浓度差，从而造成碳在渗碳体和铁素体中进行扩散，简言之，在奥氏体中由于碳的扩散形成富碳区和贫碳区，从而促使渗碳体和铁素体不断地交替形核长大，直至消耗完全部奥氏体。

片状珠光体形成过程：片状珠光体是渗碳体呈片状的珠光体。

首先在奥氏体晶界形成渗碳体晶核，核刚形成时与奥氏体保持共格关系，为减小形核的应变能而呈片状。

渗碳体长大的同时，使其两侧的奥氏体出现贫碳区，从而为铁素体在渗碳体两侧形核创造条件，在渗碳体两侧形成铁素体后，铁素体长大的同时造成其与奥氏体体界面处形成富碳区，这又促使形成新的渗碳体片。

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.奥氏体是碳在a-Fe中的固溶体。

（）A、正确B、错误正确答案：B2.金属分为黑色金属和有色金属。

（）A、正确B、错误正确答案：A3.合金渗碳体与渗碳体晶体结构相同,性能亦相同。

（）A、正确B、错误正确答案：B4.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：A5.一般规定自工件表面至半马氏体区(马氏体和非马氏体组织各占50%)的深度作为淬硬层深度。

（）A、正确B、错误正确答案：A6.铁碳合金平衡结晶过程中，只有Wc=0.77%的共析钢才能发生共析反应。

（）A、正确B、错误正确答案：B7.钢的实际晶粒度是表示钢材晶粒大小的尺度。

（）A、正确B、错误正确答案：B8.钢中常见的间隙相有Fe4N、Fe2N、VC、TiC、WC、VC2等。

（）A、正确B、错误正确答案：A9.晶体的面缺陷包括晶体的外表面和内界面两类。

（）A、正确B、错误正确答案：A10.无论是在常温还是在高温下，金属材料的晶粒越细小，晶界就会越多，对金属塑性变形的阻碍作用也就越大，金属的强度、硬度也就越高。

（）A、正确B、错误正确答案：B11.金属化合物的特性是硬而脆，莱氏体的性能也是硬而脆故莱氏体属于金属化合物。

（）A、正确B、错误正确答案：B12.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：B13.白口铸铁具有高的硬度，所以可用于制作刀具。

（）A、正确B、错误正确答案：A14.低碳钢的强度、硬度较低，但塑性、韧性及焊接性能较好。

（）A、正确B、错误正确答案：A15.为了获得足够低的硬度,合金钢退火时必须采用较碳钢更慢的冷却速度和更长的退火时间。

（）A、正确B、错误正确答案：A16.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硬度和强度。

（）A、正确B、错误正确答案：A17.滚动轴承钢是高碳钢。

第六章1.试用多晶体的塑性变形过程说明金属晶粒越细强度越高、塑性越好的原因是什么？2.答：由Hall-Petch 公式可知，屈服强度σs 与晶粒直径平方根的倒数 d v2呈线性关系。

在多晶体中，滑移能否从先塑性变形的晶粒转移到相邻晶粒主要取决于在已滑移晶粒晶界附近的位错塞积群所产生的应力集中能否激发相邻晶粒滑移系中的位错源，使其开动起来，从而进行协调性的多滑移。

由τ=nτ0知，塞积位错数目n越大，应力集中τ越大。

位错数目n与引起塞积的晶界到位错源的距离成正比。

晶粒越大，应力集中越大，晶粒小，应力集中小，在同样外加应力下，小晶粒需要在较大的外加应力下才能使相邻晶粒发生塑性变形。

在同样变形量下，晶粒细小，变形能分散在更多晶粒内进行，晶粒内部和晶界附近应变度相差较小，引起的应力集中减小，材料在断裂前能承受较大变形量，故具有较大的延伸率和断面收缩率。

另外，晶粒细小，晶界就曲折，不利于裂纹传播，在断裂过程中可吸收更多能量，表现出较高的韧性。

2.金属材料经塑性变形后为什么会保留残留内应力？研究这部分残留内应力有什么实际意义？金属材料经塑性变形后为什么会保留残留内应力？研究这部分残留内应力有什么实际意义？答：残余内应力存在的原因1）塑性变形使金属工件或材料各部分的变形不均匀，导致宏观变形不均匀；2）塑性变形使晶粒或亚晶粒变形不均匀，导致微观内应力；3）塑性变形使金属内部产生大量的位错或空位，使点阵中的一部分原子偏离其平衡位置，导致点阵畸变内应力。

实际意义：可以控制材料或工件的变形、开裂、应力腐蚀；可以利用残留应力提高工件的使用寿命。

3.何谓脆性断裂和塑性断裂，若在材料中存在裂纹时，试述裂纹对脆性材料和塑性材料断裂过程中的影响。

答：塑性断裂又称为延性断裂，断裂前发生大量的宏观塑性变形，断裂时承受的工程应力大于材料的屈服强度。

在塑性和韧性好的金属中，通常以穿晶方式发生塑性断裂，在断口附近会观察到大龄的塑性变形痕迹，如缩颈。

金属学与热处理课后习题答案(崔忠圻版) 第十章钢的热处理工艺10-1 何谓钢的退火,退火种类及用途如何,答:钢的退火:退火是将钢加热至临界点AC1以上或以下温度，保温一定时间以后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。

退火种类:根据加热温度可以分为在临界温度AC1以上或以下的退火，前者包括完全退火、不完全退火、球化退火、均匀化退火，后者包括再结晶退火、去应力退火，根据冷却方式可以分为等温退火和连续冷却退火。

退火用途:1、完全退火:完全退火是将钢加热至AC3以上20-30?，保温足够长时间，使组织完全奥氏体化后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。

其主要应用于亚共析钢，其目的是细化晶粒、消除内应力和加工硬化、提高塑韧性、均匀钢的化学成分和组织、改善钢的切削加工性能，消除中碳结构钢中的魏氏组织、带状组织等缺陷。

2、不完全退火:不完全退火是将钢加热至AC1- AC3(亚共析钢)或AC1-ACcm(过共析钢)之间，保温一定时间以后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。

对于亚共析钢，如果钢的原始组织分布合适，则可采用不完全退火代替完全退火达到消除内应力、降低硬度的目的。

对于过共析钢，不完全退火主要是为了获得球状珠光体组织，以消除内应力、降低硬度，改善切削加工性能。

3、球化退火:球化退火是使钢中碳化物球化，获得粒状珠光体的热处理工艺。

主要用于共析钢、过共析钢和合金工具钢。

其目的是降低硬度、改善切削加工性能，均匀组织、为淬火做组织准备。

4、均匀化退火:又称扩散退火，它是将钢锭、铸件或锻轧坯加热至略低于固相线的温度下长时间保温，然后缓慢冷却至室温的热处理工艺。

其目的是消除铸锭或铸件在凝固过程中产生的枝晶偏析及区域偏析，使成分和组织均匀化。

5、再结晶退火:将冷变形后的金属加热到再结晶温度以上保持适当时间，然后缓慢冷却至室温的热处理工艺。

其目的是使变形晶粒重新转变为均匀等轴晶粒，同时消除加工硬化和残留内应力，使钢的组织和性能恢复到冷变形前的状态。

金属材料与热处理试题+参考答案一、单选题（共33题，每题1分，共33分）1.a-Fe转变为y-Fe时的温度为()摄氏度。

A、912B、1538C、770正确答案：A2.下列铸铁中石墨以团絮状存在的是()。

A、球墨铸铁B、可锻铸铁C、灰口铸铁D、蠕墨铸铁正确答案：B3.ZG25表示含碳量为()的铸造碳钢。

A、0.0035B、0.0025C、0.0028D、0.0037正确答案：B4.淬火后铝合金的强度和硬度随时间而发生显著提高的现象称为()。

A、退火处理B、淬火处理C、时效或沉淀强化D、正火处理正确答案：C5.灰铸铁中石墨呈什么状态的存在?()。

A、网状B、片状C、球状D、团絮状正确答案：B6.常用不锈钢有铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢和()。

A、马氏体-奥氏体不锈钢B、铁素体-奥氏体不锈钢C、莱氏体不锈钢D、贝氏体不锈钢正确答案：B7.Wc<0.77%铁碳合金冷却至A3线时，将从奥氏体中析出（）。

A、铁素体B、渗碳体C、珠光体D、莱氏体正确答案：A8.钢经表面淬火后将获得:()。

A、一定深度的马氏体B、全部马氏体C、下贝氏体D、上贝氏体正确答案：A9.拉伸实验时，试样拉断前所能承受的最大应力称为材料的()。

A、屈服强度B、弹性极限C、抗拉强度正确答案：C10.下列钢中,属于低合金钢的是()。

A、15CrMoB、Q235—BC、20D、20A正确答案：A11.以下哪种铸铁的断口呈灰黑色?()。

A、麻口铸铁B、马口铁C、灰铸铁D、白口铸铁正确答案：C12.反应晶格特征的最小几何单元称()。

A、晶胞B、晶相C、晶格D、晶界正确答案：A13.根据拉伸实验过程中拉伸实验力和伸长量关系，画出的--伸长曲线（拉伸图）可以确定出金属的（）。

A、强度和塑性B、塑性和韧性C、强度和硬度D、强度和韧性正确答案：A14.金属材料的强度按照载荷方式的不同分类,下列不正确的是()。

A、抗弯强度B、扭转强度C、抗压强度D、抗塑强度正确答案：D15.（）是日前广泛应用于碳钢和碳合金钢的铸、蚪、轧制件等的退火工艺。

可编辑修改精选全文完整版复习自测题绪论及第一章金属的晶体结构自测题(一)区别概念1．屈服强度和抗拉强度；2．晶体和非晶体；3 刚度与强度(二)填空1．与非金属相比，金属的主要特性是2．体心立方晶胞原子数是，原子半径是，常见的体心立方结构的金属有。

3．设计刚度好的零件，应根据指标来选择材料。

是材料从状态转变为状态时的温度。

4 TK5 屈强比是与之比。

6．材料主要的工艺性能有、、和。

7 材料学是研究材料的、、和四大要素以及这四大要素相互关系与规律的一门科学；材料性能取决于其内部的，后者又取决于材料的和。

8 本课程主要包括三方面内容：、和。

(三)判断题1．晶体中原子偏离平衡位置，就会使晶体的能量升高，因此能增加晶体的强度。

( )2．因为面心立方和密排六方晶体的配位数和致密度都相同，因此分别具有这两种晶体结构的金属其性能基本上是一样的。

( )3．因为单晶体具有各向异性，多晶体中的各个晶粒类似于单晶体，由此推断多晶体在各个方向上的性能也是不相同的。

( )4．金属的理想晶体的强度比实际晶体的强度高得多。

5．材料的强度高，其硬度就高，所以其刚度也大。

(四)改错题1．通常材料的电阻随温度升高而增加。

3．面心立方晶格的致密度为0．68。

4．常温下，金属材料的晶粒越细小时，其强度硬度越高，塑性韧性越低。

5．体心立方晶格的最密排面是｛100｝晶面。

(五) 问答题1．从原子结合的观点来看，金属、陶瓷和高分子材料有何主要区别?在性能上有何表现?2．试用金属键结合的方式，解释金属具有良好导电性、导热性、塑性和金属光泽等基本特性。

(六) 计算作图题1．在一个晶胞中，分别画出室温纯铁(011)、(111)晶面及[111)、[011)晶向。

2．已知一直径为11．28mm，标距为50mm的拉伸试样，加载为50000N时，试样的伸长为0.04mm。

撤去载荷，变形恢复，求该试样的弹性模量。

3．已知a-Fe的晶格常数a=0.28664nm，γ-Fe的晶格常数a=0.364nm。

第十章钢的热处理工艺10-1 何谓钢的退火？退火种类及用途如何？答：钢的退火：退火是将钢加热至临界点AC1以上或以下温度，保温一定时间以后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。

退火种类：根据加热温度可以分为在临界温度AC1以上或以下的退火，前者包括完全退火、不完全退火、球化退火、均匀化退火，后者包括再结晶退火、去应力退火，根据冷却方式可以分为等温退火和连续冷却退火。

退火用途：1、完全退火：完全退火是将钢加热至AC3以上20-30℃，保温足够长时间，使组织完全奥氏体化后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。

其主要应用于亚共析钢，其目的是细化晶粒、消除内应力和加工硬化、提高塑韧性、均匀钢的化学成分和组织、改善钢的切削加工性能，消除中碳结构钢中的魏氏组织、带状组织等缺陷。

2、不完全退火：不完全退火是将钢加热至AC1- AC3（亚共析钢）或AC1-ACcm（过共析钢）之间，保温一定时间以后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。

对于亚共析钢，如果钢的原始组织分布合适，则可采用不完全退火代替完全退火达到消除内应力、降低硬度的目的。

对于过共析钢，不完全退火主要是为了获得球状珠光体组织，以消除内应力、降低硬度，改善切削加工性能。

3、球化退火：球化退火是使钢中碳化物球化，获得粒状珠光体的热处理工艺。

主要用于共析钢、过共析钢和合金工具钢。

其目的是降低硬度、改善切削加工性能，均匀组织、为淬火做组织准备。

4、均匀化退火：又称扩散退火，它是将钢锭、铸件或锻轧坯加热至略低于固相线的温度下长时间保温，然后缓慢冷却至室温的热处理工艺。

其目的是消除铸锭或铸件在凝固过程中产生的枝晶偏析及区域偏析，使成分和组织均匀化。

5、再结晶退火：将冷变形后的金属加热到再结晶温度以上保持适当时间，然后缓慢冷却至室温的热处理工艺。

其目的是使变形晶粒重新转变为均匀等轴晶粒，同时消除加工硬化和残留内应力，使钢的组织和性能恢复到冷变形前的状态。

金属热处理习题及答案一、判断题（共100题，每题1分，共100分）1.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：B2.奥氏体的强度、硬度不高、但具有良好的塑性。

（）A、正确B、错误正确答案：A3.金属的同素异构转变是在恒温下进行的。

（）A、正确B、错误正确答案：A4.尺寸较大的马氏体不锈钢工件无需预热，可直接淬火。

（）A、正确B、错误正确答案：B5.由于多晶体是晶体,符合晶体的力学特征,所以它呈各向异性。

（）A、正确B、错误正确答案：B6.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：A7.片状珠光体的力学性能主要取决于于片间距和珠光体团的直径。

因为珠光体的片层越细，珠光体中铁素体和渗碳体的相界面越多，其塑性变形抗力就越大，因而其强度、硬度也就越高。

（）A、正确B、错误正确答案：A8.不同金属材料的密度是不同的。

（）A、正确B、错误正确答案：A9.耐磨钢是指在巨大压力和强烈冲击载荷作用下能发生硬化的高锰钢。

（）A、正确B、错误正确答案：A10.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：A11.LY12为超硬铝合金。

（）A、正确B、错误正确答案：B12.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：B13.非晶体没有规则的几何图形。

（）A、正确B、错误正确答案：A14.除含铁(Fe)和碳(C)外,还含有其它元素的钢就是合金钢。

（）A、正确B、错误正确答案：B15.液态金属只有在过冷条件下才能够结晶。

（）A、正确B、错误正确答案：A16.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。

第九章钢的热处理原理1.金属固态相变有哪些主要特征？哪些因素构成相变阻力？答：金属固态相变主要特点：1、不同类型相界面，具有不同界面能和应变能2、新旧相之间存在一定位向关系与惯习面3、相变阻力大4、易于形成过渡相5、母相晶体缺陷对相变起促进作用6、原子的扩散速度对固态相变起有显著影响…..阻力：界面能和弹性应变能2、何为奥氏体晶粒度？说明奥氏体晶粒大小对钢的性能的影响。

答：奥氏体晶粒度是指奥氏体晶粒的大小。

金属的晶粒越细小晶界区所占的比例就越大，晶界数目越多（则晶粒缺陷越多，一般，位错运动到晶界处即停）在金属塑变时对位错运动的阻力越大，金属发生塑变的抗力越大，金属的强度和硬度也就越高。

晶粒越细，同一体积内晶粒数越多，塑性变形时变形分散在许多晶粒内进行，变形也会均匀些，虽然多晶体变形具有不均匀性，晶体不同地方的变形程度不同，位错塞积程度不同，位错塞积越严重越容易导致材料的及早破坏，晶粒越细小的话，会使金属的变形更均匀，在材料破坏前可以进行更多的塑性变形，断裂前可以承受较大的变形，塑性韧性也越好。

所以细晶粒金属不仅强度高，硬度高，而且在塑性变形过程中塑性也较好。

3..珠光体形成时钢中碳的扩散情况及片粒状珠光体的形成过程4、试比较贝氏体转变、珠光体转变和马氏体转变的异同。

答：从以下几个方面论述：形成温度、相变过程及领先相、转变时的共格性、转变时的点阵切变、转变时的扩散性、转变时碳原子扩散的大约距离、合金元素的分布、等温转变的完全性、转变产物的组织、转变产物的硬度几方面论述。

试比较贝氏体转变与珠光体转变的异同点对比项目珠光体贝氏体形成温度高温区（A1以下）中温区（Bs 以下）转变过程形核长大形核长大领先相渗碳体铁素体转变共格性、浮凸效应无有共格、表面浮凸转变点阵切变无有转变时扩散Fe、C 均扩散Fe不扩散、均扩散转变合金分布通过扩散重新分布不扩散等温转变完全性可以不一定转变组织αFe3C αFe3C （上贝氏体）αε—Fe3C（下贝氏体）转变产物硬度低中5.. 珠光体、贝氏体、马氏体的特征、性能特点是什么？答：片状P 体，片层间距越小，强度越高，塑性、韧性也越好；粒状P 体，3C 颗粒越细小，Fe 分布越均匀，合金的强度越高。

第九章热处理工艺(一)填空题1. 淬火钢低温回火后的组织主要是；中温回火后的组织是；高温回火后的组织是，用于要求足够高的及高的的零件。

5.淬火钢低温回火后的组织是，其目的是使钢具有高的和；中温回火后的组织是，一般用于高的结构件；高温回火后的组织是，用于要求足够高的及高的的零件。

5 根据铁碳相图，碳钢进行完全退火的正常加热温度范围是它仅用于钢。

6 钢球化退火的主要目的是，它主要适于钢。

7 钢的正常淬火加热温度范围，对亚共析钢为；对共析和过共析钢则为℃。

8 把两个45钢的退火态小试样分别加热到Acl～Ac3之间和Ac3以上温度快速水冷，所得组织前者为；后者为。

9 把加热到Accm以上温度后缓冷下来的T10钢小试样重新加热到Acl以下温度，然后快速水冷，所得到的组织为加。

10 淬火钢进行回火的目的是；回火温度越高，钢的强度与硬度越。

12．碳钢高温回火的温度一般为，回火组织为，高温回火主要适于类零件。

13．淬火钢在(250～400)℃回火后产生的脆性通常称为或或。

14 作为淬火介质，食盐水溶液（NaCl）浓度为15．淬火内应力主要包括和两种。

16．淬火时，钢件中的内应力超过钢的强度时，便会引起钢件的变形；超过钢的强度时，钢件便会发生裂纹。

17．热应力的大小主要与冷却速度造成零件截面上的有关，冷却速度，截面温差，产生的热应力愈大。

19．为便利切削加工，不同钢材宜采用不同的热处理方法。

w(C)<0．5％的碳钢宜采用， w(C)超过共析成分的碳钢宜采用，w (C)＝在0．5％至共析成分之间的碳钢宜采用。

20．常见淬火缺陷有、、和等。

21．感应加热是利用原理，使工件表面产生而加热的—种加热方法。

25．目前生产中用得较多的可控气氛渗碳法有和两种。

（二)判断题1．回火索氏体和过冷奥氏体分解时形成的索氏体，两者只是形成过程不同，但组织形态和性能则是相同的。

（×）2．硬度试验操作既简便，又迅速，不需要制备专门试样，也不会破坏零件，根据测得的度值还能估计近似的强度值，因而是热处理工人最常用的一种机械性能试验方法。