金属材料与热处理 第二章金属材料的性能 习题

金属学与热处理第一章习题1.作图表示出立方晶系（1 2 3）、（0 -1 -2）、（4 2 1）等晶面和[-1 0 2]、[-2 1 1]、[3 4 6] 等晶向3.某晶体的原子位于正方晶格的节点上，其晶格常数a=b≠c，c=2/3a。

今有一晶面在X、Y、Z坐标轴上的截距分别是5个原子间距，2个原子间距和3个原子间距，求该晶面的晶面参数。

解：设X方向的截距为5a，Y方向的截距为2a，则Z方向截距为3c=3X2a/3=2a，取截距的倒数，分别为1/5a，1/2a，1/2a化为最小简单整数分别为2,5,5故该晶面的晶面指数为（2 5 5）4.体心立方晶格的晶格常数为a，试求出（1 0 0）、（1 1 0）、（1 1 1）晶面的晶面间距，并指出面间距最大的晶面解：（1 0 0）面间距为a/2，（1 1 0）面间距为√2a/2，（1 1 1）面间距为√3a/3三个晶面晶面中面间距最大的晶面为（1 1 0）7.证明理想密排六方晶胞中的轴比c/a=1.633证明：理想密排六方晶格配位数为12，即晶胞上底面中心原子与其下面的3个位于晶胞内的原子相切，成正四面体，如图所示则OD=c/2，AB=BC=CA=CD=a因△ABC是等边三角形，所以有OC=2/3CE由于(BC)2=(CE)2+(BE)2则有(CD)2=(OC)2+(1/2c)2，即因此c/a=√8/3=1.6338.试证明面心立方晶格的八面体间隙半径为r=0.414R解：面心立方八面体间隙半径r=a/2-√2a/4=0.146a面心立方原子半径R=√2a/4，则a=4R/√2，代入上式有R=0.146X4R/√2=0.414R9.a）设有一刚球模型，球的直径不变，当由面心立方晶格转变为体心立方晶格时，试计算其体积膨胀。

b）经X射线测定，在912℃时γ-Fe的晶格常数为0.3633nm，α-Fe的晶格常数为0.2892nm，当由γ-Fe转化为α-Fe时，求其体积膨胀，并与a）比较，说明其差别的原因。

课题一：金属材料的的性能1、金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫（强度、硬度、塑性、弹性）。

P35、当应力超过材料的屈服极限，零件会发生塑性变形。

2、要求耐磨的零件，应选择（塑性、硬度、疲劳极限、强度）好的材料。

3、材料的耐磨性与什么力学性能（塑性、硬度、疲劳极限、强度）关系密切4、在交变载荷工作条件下的零件材料要考虑的主要的力学性能指标为什么？（塑性、硬度、疲劳极限、强度）。

P96、各种硬度之间存在着一定的关系,因此各种硬度值之间是可以换算吗？错（各种硬度值之间无直接换算关系，只是相对比较）7、拉伸试验可以测定金属材料的弹性、强度和塑性等多项指标数据。

所以拉伸试验是机械性能试验的重要方法。

对的P3-5。

补充：低碳钢拉伸实验中，应力超过屈服点后不会立刻在局部形成缩颈是因为已变形的部分得到了形变强化而比未变形的部分强度高。

8、退火、正火后的零件用一般用HBS硬度表示，淬火后的零件一般用HRC硬度表示。

P8表1-2（HBS、HRC、HRA、HV）P6、P79、硬度根据测定方法的不同，分为布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。

10、在有关工件的图样上，出现了以下几种硬度标注方法，问是否正确，如不正确应如何修改？HBW210～300 HRC5～15？HV300 800～900HV前三个标注均不正确，应修改如下：HBW210～300应改为210～300HBW；HRC5～15 HRC的测量范围在：20～70HRC；HV300 应改为300HV；800～900HV标注是正确的。

补充：金属的晶体结构与结晶1、普通玻璃、沥青、松香、食盐哪种是晶体。

食盐是晶体2、对金属材料来说，晶粒越细小，则力学性能怎样？力学性能越高3、空位是点缺陷，位错是面缺陷，晶界是线缺陷吗？（参考）不对，正确的是：空位是点缺陷，位错是线缺陷，晶界是面缺陷。

4、根据晶体几何特征，晶体缺陷一般分为以下哪三类？•分为点缺陷、线缺陷、面缺陷。

（参考）5、工业上将通过细化晶粒以提高材料强度的方法叫做什么？细晶强化细晶强化：细晶强化能使材料强度和硬度提高，塑性和韧性也提高；形变强化（即冷变形强化或加工硬化）：金属材料在再结晶温度以下塑性变形时能使材料强度和硬度提高，但塑性和韧性降低。

金属材料与热处理练习题（含答案）一、单选题（共30题，每题1分，共30分）1、面心立方晶格有( )个顶点。

A、6B、10C、8正确答案：C2、45钢的含碳量是（）。

A、0.45%B、4.5%C、45%正确答案：A3、铅在常温下的变形属:( ) 。

A、弹性变形B、既有冷变形也有热变形C、冷变形D、热变形正确答案：D4、铁碳合金共晶转变的温度是( )摄氏度。

A、1227B、727C、1148D、1083正确答案：C5、共晶白口铸铁的含碳量为( )%。

A、4.3B、2.11C、6.69正确答案：A6、牌号55的优质碳素用途是哪种( )。

A、轴B、型材C、齿轮D、弹簧正确答案：C7、冷变形时，随着变形量的增加，金属中的位错密度( )。

A、增加B、减小C、无变化D、先增大后减小正确答案：A8、根据材料的主要性能与作用分类,下列复合材料不正确的是( )。

A、功能复合材料B、纤维复合材料C、智能复合材料D、结构复合材料正确答案：B9、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、铁素体-奥氏体不锈钢B、贝氏体不锈钢C、莱氏体不锈钢D、马氏体-奥氏体不锈钢正确答案：A10、灰铸铁中石墨呈什么状态的存在?( )。

A、球状B、网状C、团絮状D、片状正确答案：D11、原子的最小单元是( )。

A、晶体B、晶胞C、晶格正确答案：B12、实际晶粒度总是( )起始晶粒度。

A、大于B、等于C、小于D、无法确定正确答案：A13、淬火后的钢一般需要进行及时（）。

A、退火B、正火C、回火正确答案：A14、按碳的含量分类下列正确的是( )。

A、大碳钢B、超碳钢C、小碳钢D、中碳钢正确答案：D15、合金固溶强化的主要原因是( )。

A、晶格类型发生了变化B、晶格发生了畸变C、晶粒细化D、发生了化学反应正确答案：B16、合金渗碳钢渗碳后需要进行（）后才能达到使用要求。

A、淬火+高温回火B、淬火+低温回火C、淬火+中温回火正确答案：B17、球墨铸铁是怎样制作出来的( )。

第二章纯金属的结晶2-1 a）试证明均匀形核时，形成临界晶粒的△Gk与其体积V之间关系式为△Gk=V △Gv/2b）当非均匀形核形成球冠状晶核时，其△Gk与V之间的关系如何答：2-2 如果临界晶核是边长为a的正方体，试求出△Gk和a之间的关系。

为什么形成立方体晶核的△Gk比球形晶核要大。

答：2-3 为什么金属结晶时一定要由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：金属结晶时需过冷的原因：如图所示，液态金属和固态金属的吉布斯自由能随温度的增高而降低，由于液态金属原子排列混乱程度比固态高，也就是熵值比固态高，所以液相自由能下降的比固态快。

当两线相交于Tm温度时，即Gs=Gl，表示固相和液相具有相同的稳定性，可以同时存在。

所以如果液态金属要结晶，必须在Tm温度以下某一温度Tn，才能使Gs＜Gl，也就是在过冷的情况下才可自发地发生结晶。

把Tm-Tn的差值称为液态金属的过冷度影响过冷度的因素：金属材质不同，过冷度大小不同；金属纯度越高，则过冷度越大；当材质和纯度一定时，冷却速度越大，则过冷度越大，实际结晶温度越低。

固态金属熔化时是否会出现过热及原因：会。

原因：与液态金属结晶需要过冷的原因相似，只有在过热的情况下，Gl＜Gs，固态金属才会发生自发地熔化。

2-4 试比较均匀形核和非均匀形核的异同点。

答：相同点：1、形核驱动力都是体积自由能的下降，形核阻力都是表面能的增加。

2、具有相同的临界形核半径。

3、所需形核功都等于所增加表面能的1/3。

不同点：1、非均匀形核的△Gk小于等于均匀形核的△Gk，随晶核与基体的润湿角的变化而变化。

2、非均匀形核所需要的临界过冷度小于等于均匀形核的临界过冷度。

3、两者对形核率的影响因素不同。

非均匀形核的形核率除了受过冷度和温度的影响，还受固态杂质结构、数量、形貌及其他一些物理因素的影响。

2-5 说明晶体生长形状与温度梯度的关系。

答：液相中的温度梯度分为：正温度梯度：指液相中的温度随至固液界面距离的增加而提高的温度分布情况。

第二章第一节金属材料的力学性能一、选择题1.表示金属材料屈服强度的符号是（）。

A.σe B.σsC.σbD.σ-12.表示金属材料弹性极限的符号是（）。

A.σe B.σsC.σbD.σ-13.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（）。

A.HBB.HRC.HVD.HS4.金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫（）。

A.强度B.硬度C.塑性D.弹性二、填空1.金属材料的机械性能是指在载荷作用下其抵抗（）或（）的能力。

2.金属塑性的指标主要有（）和（）两种。

3.低碳钢拉伸试验的过程可以分为弹性变形、（）和（）三个阶段。

4.常用测定硬度的方法有（）、（）和维氏硬度测试法。

5.疲劳强度是表示材料经（）作用而（）的最大应力值。

三、是非题1.用布氏硬度测量硬度时，压头为钢球，用符号HBS表示。

（）2.用布氏硬度测量硬度时，压头为硬质合金球，用符号HBW表示。

（）四、改正题1. 疲劳强度是表示在冲击载荷作用下而不致引起断裂的最大应力。

2. 渗碳件经淬火处理后用HB硬度计测量表层硬度。

3. 受冲击载荷作用的工件，考虑机械性能的指标主要是疲劳强度。

4. 衡量材料的塑性的指标主要有伸长率和冲击韧性。

5. 冲击韧性是指金属材料在载荷作用下抵抗破坏的能力。

五、简答题1.说明下列机械性能指标符合所表示的意思：σS 、σ0.2、HRC、σ-1。

2.说明下列机械性能指标符合所表示的意思：σb 、δ5、HBS、akv。

2.2金属材料的物理性能、化学性能和工艺性能一、判断题1.金属材料的密度越大其质量也越大。

（）2.金属材料的热导率越大，导热性越好。

（）3.金属的电阻率越小，其导电性越好。

（）二、简答题：1.什么是金属材料的工艺性能？它包括哪些？2.什么是金属材料的物理性能？它包括哪些？3.什么是金属材料的化学性能？它包括哪些？。

【关键字】加工《金属材料学》习题第一章金属材料的性能1.在设计机械零件时多用哪两种强度指标？为什么？2.在设计刚度好的零件，应根据何种指标选择材料。

采用何种材料为宜？材料的E越大，其塑性越差，这种说法是否正确？为什么？3.常用的硬度试验方法有几种？其应用范围如何？这些方法测出的硬度值能否进行比较？4.标锯不相同的伸长率能否进行比较？为什么？5.反映材料的受冲击载荷的性能指标是什么？不同条件下测得的这种指标能否比较？怎样应用这种性能指标？6.疲劳破坏是怎样形成的？提高零件疲劳寿命的方法有哪些？为什么表面粗糙和零件尺寸增大能使材料的疲劳强度值减小？7.断裂韧度是表明材料何种性能的指标？为什么要求在设计零件时考虑这种指标？第二章金属的结构与结晶1.解释下列名词：晶体，非晶体，金属键；晶格，晶胞，晶格常数，致密度，配位数；晶面指数，晶向指数；晶体的各向异性，同素异构（晶）转变；点缺陷，线缺陷，面缺陷，亚晶粒，亚晶界，位错；单晶体，多晶体；过冷度，形核率，成长率，自由能差；蜕变处理，蜕变剂。

2.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？α-Fe、γ-Fe、Al、Cu、Ni、Pb、Cr、V、Mg、Zn各属何种晶体结构？3.已知Cu的原子直径为2.56，求Cu的晶格常数，并计算1mm3Cu中的原子数。

4.在立方晶体结构中，一平面通过y＝1/2、z＝3并平行于X轴，它的晶面指数是多少？试绘图表示。

5.在面心立方晶格中，哪个晶面和晶向的原子密度最大？6.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？7.过冷度与冷却速度有何关系？它对金属结晶过程有何影响？对铸件晶粒大小有何影响？8.金属结晶的基本规律试什么？晶核的形成率和成长率受到哪些因素的影响？9.在铸造生产中，采用哪些措施控制晶粒大小？在生产中如何应用蜕变处理？举例说明。

10.简述铸钢锭的组织和缺陷。

11.为什么钢锭希望尽量减少柱状晶区？而铜锭、铝锭往往希望扩大柱状晶区？12.如果其他条件相同，试比较在下列铸造条件下，铸件晶粒的大小：（1）金属模浇注与沙模浇注；（2）高温浇注与低温浇注；（3）铸成薄件与铸成厚件；（4）浇注时采用震动与不采用震动。

金属学与热处理第一章习题1.作图表示出立方晶系（1 2 3）、（0 -1 -2）、（4 2 1）等晶面和[-1 0 2]、[-2 1 1]、[3 4 6] 等晶向3.某晶体的原子位于正方晶格的节点上，其晶格常数a=b≠c，c=2/3a。

今有一晶面在X、Y、Z坐标轴上的截距分别是5个原子间距，2个原子间距和3个原子间距，求该晶面的晶面参数。

解：设X方向的截距为5a，Y方向的截距为2a，则Z方向截距为3c=3X2a/3=2a，取截距的倒数，分别为1/5a，1/2a，1/2a化为最小简单整数分别为2,5,5故该晶面的晶面指数为（2 5 5）4.体心立方晶格的晶格常数为a，试求出（1 0 0）、（1 1 0）、（1 1 1）晶面的晶面间距，并指出面间距最大的晶面解：（1 0 0）面间距为a/2，（1 1 0）面间距为√2a/2，（1 1 1）面间距为√3a/3三个晶面晶面中面间距最大的晶面为（1 1 0）7.证明理想密排六方晶胞中的轴比c/a=1.633证明：理想密排六方晶格配位数为12，即晶胞上底面中心原子与其下面的3个位于晶胞内的原子相切，成正四面体，如图所示则OD=c/2，AB=BC=CA=CD=a因△ABC是等边三角形，所以有OC=2/3CE由于(BC)2=(CE)2+(BE)2则有(CD)2=(OC)2+(1/2c)2，即因此c/a=√8/3=1.6338.试证明面心立方晶格的八面体间隙半径为r=0.414R解：面心立方八面体间隙半径r=a/2-√2a/4=0.146a面心立方原子半径R=√2a/4，则a=4R/√2，代入上式有R=0.146X4R/√2=0.414R9.a）设有一刚球模型，球的直径不变，当由面心立方晶格转变为体心立方晶格时，试计算其体积膨胀。

b）经X射线测定，在912℃时γ-Fe的晶格常数为0.3633nm，α-Fe的晶格常数为0.2892nm，当由γ-Fe转化为α-Fe时，求其体积膨胀，并与a）比较，说明其差别的原因。

《金属材料与热处理》教材习题答案作者：陈志毅绪论1．金属材料与热处理是一门怎样的课程？答：金属材料与热处理这门课程的内容主要包括金属材料的基本知识、金属的性能、金属学基础知识和热处理的基本知识等。

2．什么是从属与从属材料？答：所谓金属是指由单一元素构成的具有特殊的光泽、延展性、导电性、导热性的物质。

如金、银、铜、铁、锰、锌、铝等。

而合金是指由一种金属元素与其它金属元素或非金属元素通过熔炼或其它方法合成的具有金属特性的材料，所以金属材料是金属及其合金的总称，即指金属元素或以金属元素为主构成的，并具有金属特性的物质。

3．怎样才能学好金属材料与热处理这门课程？答：金属材料与热处理是一门从生产实践中发展起来，又直接为生产服务的专业基础课，具有很强的实践性，因此在学习时应结合生产实际，弄清楚重要的概念和基本理论，按照材料的成分和热处理决定其组织，组织决定其性能，性能又决定其用途这一内在关系进行学习和记忆；认真完成作业和实验等教学环节，就完全可以学好这门课程的。

第一章金属的结构与结晶1．什么是晶体和非晶体？它们在性能上有什么不同？想一想，除了金属，你在生活中还见过哪些晶体？答：原子呈有序、有规则排列的物质称为晶体；而原子呈无序、无规则堆积状态的物质称为非晶体。

晶体一般具有规则的几何形状、有一定的熔点，性能呈各向异性；而非晶体一般没有规则的几何形状和一定的熔点，性能呈各向同性。

生活中常见的食盐、冰糖、明矾等都有是典型的晶体。

2．什么是晶格和晶胞？金属中主要有哪三种晶格类型？它们的晶胞各有何特点？答：假想的能反映原子排列规律的空间格架，称为晶格。

晶格是由许多形状、大小相同的小几何单元重复堆积而成的。

我们把其中能够完整地反映晶体晶格特征的最小几何单元称为晶胞。

金属中主要有体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格等三种晶格类型，体心立方晶格的晶胞是一个立方体，原子位于立方体的八个顶点和立方体的中心；面心立方晶格的晶胞也是一个立方体，原子位于立方体的八个顶点和立方体六个面的中心；密排六方晶格的晶胞是一个正六棱柱，原子除排列于柱体的每个顶点和上、下两个底面的中心外，正六棱柱的中心还有三个原子。

第一章金属材料基础知识1、什么是强度？材料强度设计的两个重要指标分别是什么？2、什么是塑性？塑性对材料的使用有何实际意义？3、绘出简化后的Fe-Fe3C相图。

4、根据Fe-Fe3C相图，说明下列现象的原因。

（1）含碳量1%的铁碳合金比含碳量0.5%的铁碳合金的硬度高。

（2）一般要把钢材加热到1000~1250℃高温下进行锻轧加工。

（3）靠近共晶成分的铁碳合金的铸造性能好。

5、随着含碳量的增加，钢的组织性能如何变化？6、铁碳相图中的几个单相分别是什么？其本质及性能如何？第二章钢的热处理原理1、何谓奥氏体？简述奥氏体转变的形成过程及影响奥氏体晶粒长大的因素。

奥氏体晶粒的大小对钢热处理后的性能有何影响？2、什么是过冷奥氏体与残余奥氏体。

3、为什么相同含碳量的合金钢比碳素钢热处理的加热温度要高、保温时间要长？4、画出共析钢过冷奥氏体等温转变动力学图。

并标出：（1）各区的组织和临界点（线）代表的意义；（2）临界冷却曲线；，S，T＋M组织的冷却曲线。

（3）分别获得M、P、B下5、什么是第一类回火脆性和第二类回火脆性？如何消除？6、说明45钢试样（Φ10mm）经下列温度加热、保温并在水中冷却得到的室温组织：700℃，780℃，860℃，1100℃。

7、马氏体的本质是什么？它的硬度为什么很高？是什么因素决定了它的脆性？8、简述随回火温度升高，淬火钢在回火过程中的组织转变过程与性能的变化趋势。

第三章钢的热处理工艺1、简述退火的种类、目的、用途。

2、什么是正火？正火有哪些应用？3、什么是淬火，淬火的主要目的是什么？4、什么是临界冷却速度？它与钢的淬透性有何关系？5、什么是表面淬火？表面淬火的方法有哪几种？表面淬火适应于什么钢？简述钢的表面淬火的目的及应用。

6、有一具有网状渗碳体的T12钢坯，应进行哪些热处理才能达到改善切削加工性能的目的？试说明热处理后的组织状态。

7、简述化学热处理的几个基本过程。

渗碳缓冷后和再经淬火回火后由表面到心部是由什么组织组成？8、什么是钢的淬透性和淬硬性？影响钢的淬透性的因素有哪些？如何影响？9、过共析钢一般在什么温度下淬火？为什么？10、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？11、甲、乙两厂生产同一种零件，均选用 45 钢，硬度要求 220 ～ 250HBS 。

金属材料与热处理习题册答案绪论一、填空题 1成分组织热处理性能 2．光泽延展性导电性导热性合金 3．成分热处理性能性能二、思考题 答：机械工人所使用的工具、刀、夹、量具以及加工的零件大都是金属材料，所以了解金属材料与热处理的相关知识。

对我们工作中正确合理地使用这些工具；根据材料特点正确合理地选择和刃磨刀具几何参数；选择适当的切削用量；正确选择改善零件工艺性能的方法等都具有非常重要的指导意义。

第一章金属的结构与结晶一、填空题 1．非晶体晶体晶体 2．体心立方面心立方密排六方体心立方面心立方密排六方 3．晶体缺陷间隙空位置代刃位错晶界亚晶界 4．无序液态有序固态 5．过冷度 6．冷却速度冷却速度低 7．形核长大 8．强度硬度塑性 9．固一种晶格另一种晶格 10．静冲击交变 11．弹性塑性塑性 12．材料内部与外力相对抗 13．内力不同 14．外部形状内部的结构二、判断题 1．√ 2．× 3．× 4．× 5．× 6．√ 7．√ 8．√ 9．√ 10．√ 11．× 12．√ 13．√ 14．× 15．√三、选择题 1．A 2．C B A 3．B四、名词解释 1．答：晶格是假想的反映原子排列规律的空间格架；晶胞是能够完整地反映晶体晶格特征的最小几何单元。

2．答：只由一个晶粒组成的晶体称为单晶体；由很多的小晶体组成的晶体称为多晶体。

3．答：弹性变形是指外力消除后，能够恢复的变形；塑性变形是指外力消除后，无法恢复的永久性的变形。

4．答：材料在受到外部载荷作用时，为保持其不变形，在材料内部产生的一种与外力相对抗的力，称为内力；单位面积上所受的内力就称为应力。

五、思考与练习 1．冷却曲线上有一段水平线，是说明在这一时间段中温度是恒定的。

结晶实际上是原子由一个高能量级向一个较低的能量级转化的过程，所以在结晶时会放出一定的结晶潜热，结晶潜热使正在结晶的金属处于一种动态的热平衡，所以纯金属结晶是在恒温下进行的。

金属材料与热处理（少学时）（第二版）答案绪论一、填空题（将正确答案填写在横线上）1.材料能源信息2.40多万 5%左右金属3.石器青铜器铁器水泥钢铁硅新材料4.成分热处理金属材料性能5. 成分热处理用途二、简答题1.答：为了能够正确的认识和使用金属材料，合理地确定不同金属材料的加工方法，充分发挥它们的作用，我们必须比较深入地学习有关金属材料的知识。

2.答：第一章金属材料及其性能§1-1 金属材料的基本知识一、填空题（将正确答案填写在横线上）1.合金金属特性2.黑色金属有色金属3. 静冲击交变4. 弹性塑性5.使用性能工艺性能二、选择题（将正确答案的序号填在括号内）1.A2.B3. C三、名词解释1. 答：弹性变形是指外力消除后，能够恢复的变形；塑性变形是指外力消除后，无法恢复的永久性的变形。

2．答：物体受外力作用后所导致物体内部之间的相互作用力称为内力。

单位横截面积上的内力称为应力。

四、简答题1.答：（略）2.金属材料是如何分类的？答：金属材料种类繁多，通常分为黑色金属和有色金属两大类。

黑色金属指铁、锰、铬及其合金，而把除铁、锰、铬以外的其他金属及合金称为有色金属（或××合金）。

另外，通常将硬质合金也作为一个类别来单独划分。

§1—2金属材料的力学性能一、填空题（将正确答案填写在横线上）1.强度塑性硬度冲击韧性疲劳强度2.抗拉强度抗压强度抗扭强度抗弯强度抗剪强度3.静永久（塑性）变形断裂4.断后伸长率（A）断面收缩率（Z）5.硬度6.布氏硬度洛氏硬度维氏硬度7.试验力测量表面压痕直径8.平均压力 HBW9.冲击不破坏10. 107 108二、判断题(正确的打“√”，错误的打“×”)1. ×2. ×3. ×4. √5. √6. √7. √8. √9. √10. √三、选择题（将正确答案的序号填在括号内）1.C2.A3. A4. A5.C四、名词解释1．答：屈服强度是金属材料呈现屈服现象时，材料发生塑性变形而力不增加的应力点，用R eL表示。

金属材料与热处理（第七版）习题册参考答案绪论一、填空题1.石器青铜器铁器水泥钢铁硅新材料2.材料能源信息3.405% 金属材料4.金属材料的基本知识金属的性能金属学基础知识热处理的基本知识金属材料及其应用5.成分热处理用途二、选择题1.A2.B3.C三、思考与练习1.答：为了能够正确地认识和使用金属材料，合理地确定不同金属材料的加工方法，充分发挥它们的潜力，就必须熟悉金属材料的牌号，了解它们的性能和变化规律。

为此，需要比较深入地去学习和了解有关金属材料的知识。

2.答：3.答：要弄清楚重要的概念和基本理论，按照材料的成分和热处理决定其性能，性能又决定其用途这一内在关系进行学习和记忆；注意理论联系实际，认真完成作业和试验等教学环节，是完全可以学好这门课程的。

第一章金属的结构与结晶§1—1 金属的晶体结构1.非晶体晶体晶体2.体心立方面心立方密排六方体心立方面心立方密排六方3.晶体缺陷点缺陷线缺陷面缺陷二、判断题1．√ 2．√ 3．×4．×三、选择题1．A 2．C 3．C四、名词解释1．答：晶格是假想的反映原子排列规律的空间格架；晶胞是能够完整地反映晶体晶格特征的最小几何单元。

2．答：只由一个晶粒组成的晶体称为单晶体；由很多大小、外形和晶格排列方向均不相同的晶粒所组成的晶体称为多晶体。

五、思考与练习答：三种常见的金属晶格的晶胞名称分别为：（体心立方晶格）（面心立方晶格）（密排六方晶格）§1—2 纯金属的结晶一、填空题1.液体状态固体状态2.过冷度3.冷却速度冷却速度低4.形核长大5.强度硬度塑性二、判断题1．×2．×3．×4．√ 5．√6．√1．CBA 2．B 3．A 4．A四、名词解释1．答：结晶指金属从高温液体状态冷却凝固为原子有序排列的固体状态的过程。

在结晶的过程中放出的热量称为结晶潜热。

2．答：在固态下，金属随温度的改变由一种晶格转变为另一种晶格的现象称为金属的同素异构转变。

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。

第二章知识巩固与能力训练题一、填空题1.常见的金属晶格类型有体心立方、面心立方、密排六方三种，锌属于密排六方晶格，铬属于体心立方晶格，铜于面心立方晶格。

2.晶体缺陷的存在都会造成晶格畸变，从而使金属的强度提高。

3. 理论结晶温度和实际结晶温度之差称为过冷度。

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

4.细化晶粒的根本途径是控制结晶时的形核率及长大速度。

5.金属结晶时，形核率越大，晶体长大速度越快，单位体积内的晶核就越多，晶粒就越细。

6.金属液内部最先形成的结晶核心的微小晶体称为晶核，包括自发形核和非自发形核。

7.金属化合物是指合金的组元间发生互相作用而生成的一种新相，通常其性能特点是具有很高的熔点、硬度和脆性。

8.碳溶于α-Fe中形成的间隙固溶体称为铁素体，用F表示。

9.碳溶于γ-Fe中形成的间隙固溶体称为奥氏体，用A表示。

10. 渗碳体为铁和碳形成的金属化合物，用Fe3C表示。

二、选择题1.γ-Fe转变为α-Fe时，纯铁的体积会 B 。

A.收缩B.膨胀C.不变D.无法判断2.金属发生结构改变的温度称为 A 。

A.临界点B.凝固点C.熔点D.结晶点3.晶体中某处的一列或若干列原子有规律的错排现象称为B 。

A.同素异构转变B.位错C.晶格畸变D.亚晶界4.同种元素具有不同的晶格类型的晶体称为B 。

A.同位素B.同素异晶体C.同素异性体5.金属经剧烈冷变形后，位错密度 C 。

A.降低B.稍有变化C.大大提高D.没有变化6.同素异构转变可以改变金属的 D 。

A.晶粒形状B.晶粒大小C.化学成分D.晶格类型7.多晶体是由许多原子排列位向不同的 C 组成。

A.晶格B.晶胞C.晶粒D.亚晶粒8.铸造生产中，由砂型铸造改为金属铸模是利用 C 细化晶粒的事例。

A.变质处理B.机械振动C.增大过冷度D.电磁搅拌9.合金固溶强化的基本原因是 C 。

A.晶格的类型改变B.晶粒细化C.晶格发生畸变D.增加了原子结合力10.固溶体具有 B 的晶格类型。

基础课程《金属材料与热处理》应掌握知识重庆市机械高级技工学校培训中心备注：1、未标注“▲”符号的内容是培训4学时的班级必须掌握。

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复习要求第二章金属材料的性能一、了解金属的性能概述二、理解金属的力学性能定义及其应用▲三、理解金属的工艺性能定义及其应用第三章铁碳合金▲一、了解金属的实际晶体结构二、了解合金的基本组织▲三、熟悉铁碳合金的基本组织四、二元Fe3C相图的运用1、了解二元Fe3C相图的运用▲2、理解二元Fe3C相图，并会运用相图分析钢铁热处理组织转变过程4、基本会用二元Fe3C相图铸造、锻造、热处理工艺制定依据五、掌握碳素钢的分类、牌号表示方法及性能第四章钢的热处理一、理解钢的热处理原理，并掌握热处理分类方法二、基本熟悉常见钢的整体热处理工艺方法▲三、基本熟悉钢表面热处理工艺方法▲四、了解钢在加热和冷却时的组织转变五、基本能对典型零件的热处理后给予质量评价和分析第五章合金钢▲一、了解合金元素在钢中的作用二、掌握合金钢分类和牌号表示方法▲三、基本熟悉合金结构钢和合金工具钢常用牌号、性能和用途第六章铸铁▲一、了解铸铁的基本组织，熟知铸铁的分类二、常用铸铁（灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁）的牌价、性能、用途第七章有色金属及硬质合金▲一、了解纯铝的牌号、性能和用途二、基本熟悉铝合金分类、牌号、性能和用途附基本复习题于后第二章金属材料的性能—.填空题（将正确答案填写在横线上）2. 强度的常用衡量指标有.屈服强度、和抗拉强度，分别用符号ReL、和Rm表示。

二.判断题（正确的打“√”，错误的打“×”）▲3. 做布氏硬度试验时，在相同实验条件下，压痕直径越小说明材料的硬度越低。

（×）7. 一般用洛氏硬度机而不用布氏硬度机来检测淬火钢成品工件的硬度。

（√）▲9. 一般来说，硬度高的材料其强度也较高。

金属材料的力学性能练习题与答案1.下列关于韧性的说法,不正确的是A.韧性是金属材料在断裂前吸收变形能量的能力B.金属材料韧性的大小通常采用吸收能量 K 指标来衡量C.冲床的冲头要求具有足够的强度、塑形、硬度外,还要有足够的韧性D.韧性好的材料塑性一般不好(正确答案)2．下列零件可用布氏硬度HBW来测定硬度值的是（）A．淬火轴B．硬质合金刀片C．铸铁底座(正确答案)D．渗碳淬火齿轮3．低碳钢拉伸实验时，首先经历的阶段是（）A．弹性变形阶段(正确答案)B．屈服阶段C．强化阶段D．缩颈阶段4．拉伸试验中，拉伸试样拉断前所能承受的最大标称应力是（）A．屈服强度B．抗拉强度(正确答案)C．抗压强度D．弯曲强度5．压入法测定成品或半成品的零件硬度，应采用的测定方法是（）A．维氏硬度B．洛氏硬度(正确答案)C．布氏硬度D．莫氏硬度6．某金属的耐磨性好，说明该金属的哪项力学性能较好（）A．强度B．塑性C．硬度(正确答案)D．韧性7．压入法检验成品或半成品的零件硬度，应采用的测定方法是（）A.维氏硬度B.洛氏硬度(正确答案)C.布氏硬度D.莫氏硬度8．低碳钢棒料拉伸试验过程中，最大拉伸力出现在（）A．弹性变形阶段B．屈服阶段C．变形强化阶段(正确答案)D．缩颈与断裂阶段9．下列符号中，用来表示塑性力学性能指标的是（）A．RLB．KC．Z(正确答案)D．Rm10.按照国家规定，从2013年起，小汽车行使60万公里后会引导报废，这主要是考虑材料的（）A．强度B．疲劳强度(正确答案)C．硬度D．韧性11．金属材料在交变载荷作用下，经受无限多次循环而不断裂的能力称为（）A．疲劳强度(正确答案)B．硬度C．强度D．塑性12．用拉伸试验测定材料的强度时，试样承受的载荷是（）A．交变载荷B．静载荷(正确答案)C．冲击载荷D．动载荷13．反映金属材料塑性的两个指标一般是指（）A．屈服点和比例极限B．弹性极限和屈服点C．强度极限和断口收缩率D．伸长率和断面收缩率(正确答案)14表示塑性力学性能指标的符号是（）A.RmB.HRC.KD.Z(正确答案)15．关于金属材料强度指标说法正确的是（）A．强度是金属材料在静载荷作用下，抵抗变形和破坏的能力(正确答案) B．强度是金属材料在静载荷作用下产生永久变形的能力C．强度是金属材料抵抗其它更硬物体压入其表面的能力D．强度是金属材料抵抗冲击载荷而不破坏的能力16．下列不属于金属材料工艺性能指标的是（）A．热膨胀性(正确答案)B．锻造性C．铸造性D．焊接性17．金属材料抵抗比它更硬的物体压入其表面的能力是（）A．强度B．韧性C．塑性D．硬度(正确答案)18．金属材料在静载荷作用下抵抗变形和破坏的能力是（）A．强度(正确答案)B．硬度C．塑性D．韧性19．Rm表示试样________所承受的最大拉应力。