热处理工艺习题集 部分答案

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 ）。

热处理习题集————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期：ﻩ一、填空题1)铁素体是以体心立方结构的为溶剂，原子作为间隙式溶质溶于其中所组成的固溶体。

答案:铁、碳2)一般金属发生塑性形变后,进一步塑性形变需要更大的应力，这种现象称为。

答案:加工硬化(冷作硬化)3)将具有马氏体组织的钢加热到共析温度以下改善其性能的热处理操作叫做。

答案：回火4)所谓固溶体是以一种元素作为，另一种或多种元素作为的。

固溶体保持的晶格。

答案:溶剂、溶质、溶剂5)金属学中把奥氏体与Fe3C组成的两相共晶体称为。

答案:莱氏体6)在拉伸实验中，常用的强度指标有和。

答案：屈服强度、抗拉强度7)某些高合金钢（如W1８Cr4V)回火后会出现硬度的升高或停止下降，这种现象被称为＿_＿___＿＿。

答案：二次硬化(或二次淬火）8)通常把铁及其合金称为___＿金属,而把其它所有金属及其合金称为___＿金属。

答案：黑色、有色9)为获得所要求的组织结构、物理、化学性能和机械性能而特别添加到钢中的化学元素称为＿_＿＿___＿_ 。

答案：合金元素10)由冶炼时所用原材料以及冶炼方法和工艺操作等所带入钢中的化学元素，则称为＿＿_。

答案: 杂质11)合金元素影响钢的___＿_＿＿＿,杂质影响钢的＿__＿。

答案:组织性能、质量12)__＿____＿＿_是材料抵抗变形和断裂的能力。

答案:强度13)钢的热处理工艺一般由_＿_____＿、_＿_＿____、________三个阶段组成。

答案:加热、保温、冷却14)４5钢按用途分类属于_＿______ 。

答案:结构钢15)金属材料的性能包括__＿____性能、______性能、__＿_＿__性能和_______性能。

答案:力学、物理、化学、工艺16)原子规则排列的物质叫________＿_＿＿__＿_＿,一般固态金属都属于__________＿。

第1章钢的热处理一、填空题1．整体热处理分为、、和等。

2．热处理工艺过程由、和三个阶段组成。

3．共析钢在等温转变过程中，其高温转变产物有：、和。

4．贝氏体分和两种。

5．淬火方法有：淬火、淬火、淬火和淬火等。

6．感应加热表面淬火，按电流频率的不同，可分为、和三种。

而且感应加热电流频率越高，淬硬层越。

7．按回火温度范围可将回火分为：回火、回火和回火三种。

8．化学热处理是有、和三个基本过程组成。

9．根据渗碳时介质的物理状态不同，渗碳方法可分为渗碳、渗碳和渗碳三种。

10．除外，其它的合金元素溶入奥氏体中均使C曲线向移动，即使钢的临界冷却速度,淬透性。

11．淬火钢在回火时的组织转变大致包括，，，等四个阶段。

12．碳钢马氏体形态主要有和两种，其中以强韧性较好。

13、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。

二、选择题1．过冷奥氏体是温度下存在，尚未转变的奥氏体。

A．Ms B．M f C．A12．过共析钢的淬火加热温度应该选择在，亚共析钢则应该选择在。

C CA．Ac1+30~50B．Ac cm以上C．Ac3+30~503．调质处理就是。

A．淬火＋低温回火B．淬火＋中温回火C．淬火＋高温回火4．化学热处理与其他热处理方法的基本区别是。

A．加热温度B．组织变化C．改变表面化学成分5．零件渗碳后，一般需经处理，才能达到表面高硬度和耐磨的目的。

A．淬火＋低温回火B．正火C．调质6．马氏体的硬度主要取决于马氏体的（）A.组织形态B.合金成分C.含碳量7．直径为10mm的40钢其整体淬火温度大约为（）A．750℃B.850℃C.920℃8．钢在具体的热处理或热加工条件下实际获得的奥氏体晶粒大小称为（）A.起始晶粒度B.实际晶粒度C.理论晶粒度D.本质晶粒度9．钢渗碳的温度通常是（）。

A.600~650℃B.700~750℃C.800~850℃D.900~950℃10．贝氏体转变属于（）。

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( )。

《钢的热处理》习题与思考题参考答案（一）填空题1.板条马氏体具有较高的强度、硬度和一定的塑性和韧性。

2.淬火钢经低温回火后的组织为m硬度、高塑性和韧性零件。

3．马氏体按其组织形态主要分为板条状马氏体和片状马氏体两种。

4．珠光体按层片间距的大小又可分为珠光体、索氏体和托氏体。

5．钢的淬透性越高，则临界冷却却速度越低；其c曲线的位置越右移。

6.钢球化退火的主要目的是降低硬度，改善切削性能，为淬火准备显微组织；主要适用于过共析（高碳钢）钢。

7．淬火钢进行回火的目的是消除内应力，稳定尺寸；改善塑性与韧性；使强度、硬度与塑性和韧性合理配合。

8.T8钢的低温回火温度一般不超过250℃，回火组织为M循环+碳化物+Ar，硬度不低于58hrc。

（2）判断问题1．随奥氏体中碳含量的增高，马氏体转变后，其中片状马氏体减小，板条状马氏增多。

（×）（×）3.高合金钢具有良好的淬透性和淬透性。

（×）4. 为了提高低碳钢的可加工性，常采用正火工艺代替退火工艺。

（√）（×）6．经加工硬化了的金属材料，为了基本恢复材料的原有性能，常进行再结晶退火处理。

（√）（三）选择题1.淬火和回火处理后的钢组织为B。

a．淬火马氏体b．回火索氏体c．回火屈氏体d．索氏体2．若钢中加入合金元素能使c曲线右移，则将使淬透性a。

a、增加B.减少C.不改变D.小样本增加，大样本减少3。

正火以消除碳素工具钢中的网状渗碳体，其加热温度为a。

a．accm+（30~50）℃b．accm-（30~50）℃c．ac1+（30~50）℃d．ac1-（30~50）℃4．钢丝在冷拉过程中必须经b退火。

a、扩散退火B.消除应力退火C.再结晶退火D.再结晶退火5．工件焊接后应进行b。

a．重结晶退火b．去应力退火c．再结晶退火d．扩散退火回来（+碳化物+ar），其目的是使钢具有高的强度和硬度；中温回火后的结构为T型背，一般用于高温σE）结构构件；高温回火后的组织为s循环，用于要求足够高的强度2．马氏体是碳在a-fe中所形成的过饱和间隙固溶体。

金属材料及热处理王英杰教材习题答案机工中职道《金属材料及热处理》习题集答案主编王英杰 1 1 原版教学配套课件内容简介本习题集及其标准答案是根据机械工业出版社出版的中等职业教育“十一五”规划教材《金属材料及热处理》(王英杰主编)编写的。

全书共9章，习题集内容涉及:金属材料与机械产品制造过程简介、金属材料的性能、金属材料的晶体结构与结晶、铁碳合金相图、非合金钢、钢材热处理、低合金钢与合金钢、铸铁、非铁金属及其合金、金属材料的选择与分析等。

本习题集及其标准答案覆盖各章主要的知识点和基本的教学要求，题型种类多，习题数量合理，没有难题和怪题，便于学生复习和自学考核，也便于教师根据教学要求进行组卷。

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2 2 原版教学配套课件第一单元金属材料与机械产品制造过程简介综合训练一、名词解释 1.金属材料金属材料是由金属元素或以金属元素为主要材料构成的，并具有金属特性的工程材料。

2.合金合金是指两种或两种以上的金属元素或金属与非金属元素组成的金属材料。

3.钢铁材料以铁或以它为主而非铁金属除钢铁材料以外的其它金属，都称形成的金属材料，称为钢铁材料。

4.为非铁金属。

5.钢铁。

钢铁是铁和碳的合金。

二、填空题 1.金属材料一般可分为钢铁材料材料和非铁金属材料两类。

2.钢铁材料是由 Fe 、 C 及Si、Mn 、S、P等杂质元素组成的金属材料。

3.生铁是由铁矿石原料经高炉冶炼而获得的。

高炉生铁一般分为炼钢生铁和铸造生铁两种。

4.现代炼钢方法主要有氧气转炉电弧炉炼钢法。

5.根据钢水的脱氧程度不同，钢可分为沸腾钢、半炼钢法和镇静钢、镇静钢和特殊镇静钢。

6.机械产品的制造过程一般分为设计、制造和使用三个阶段。

7.钢锭经过轧制最终会形成板材、管材、型材、线材和其他材料等产品。

三、判断题 1.钢和生铁都是以铁碳为主的合金。

热工练习题及答案解析（一）一：选择题1.（C）以下几项力学性能指标中，可通过金属拉伸试验测得的是。

A.HRCB. σC. E2.（A）亚共析钢经过常规神火+低温回火后的组织为。

A.回火马氏体：B.回火马氏体一铁素体；C.回火马氏体+二次渗碳体。

3.（B）下列热处理方法中，常用于预备热处理的工艺是。

A.淬火+低温回火，B.正火；C.淬火+中温回火。

4.（C）按钢中合金元素含量分类，下列牌号的合金钢中属于高合金钢的是A. GCr15B. 4Cr5MoSiV1；C.Cr12MoV。

5.（B）随着含碳量的增加，亚共析钢的室温平衡组织中的 _____量增多。

A.铁素体：B.珠光体：C.二次渗碳体。

6.（B）过共析钢在A1至Acm之间温度范围内的平衡组织是·A. A+P;B. A+Fe3CⅡ;C. F+A+Fe3CⅡ7.（A）防止钢产生第一类回火脆性的方法是：A.避开产生回火脆性的回火温度B.回火后快冷C.延长回火时间8.（C）汽车发动机连杆要求具有良好的综合力学性能，其加工路线A.正火，B.淬火十中温回火；C.调质9.（A）片状珠光体组织与球状珠光体组织相比，加热时奥氏体形成的速度A. 较快B. 慢; C基本相同。

10.（C）45钢适用于制造：A.电冰箱壳体B.切剧刀具；C轴类零件。

11.（C）制造高速内燃机滚动轴承宜选用下列材料中的。

A. 3A21;B. ZSnSb11Cu6；C. GCr15.12.（B）5CrNiMo智制造热锻模常用的最终热处理工艺是：A.正火；B. 淬火+中温回火， C 渗碳+淬火。

13.（C）35CrMo钢中合金元素Mo的主要作用是A.固溶强化；B. 细化晶粒；C. 防止回火脆性。

14.（C）过共折钢加热时其组织完全奥氏体化的温度为。

A.大于Ac1B. 大于Ac1C.大于Acm。

15.（A）影响钢的淬透性的因素之一是。

A.奥氏体化温度B.淬火介质的冷却能力C.淬火冷却时间二：判断题（×）1.固溶体的晶格类型与其溶剂或溶质组元的晶格类型均不同。

金属学与热处理课后习题答案Standardization of sany group #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#第七章金属及合金的回复和再结晶7-1 用冷拔铜丝线制作导线，冷拔之后应如何如理，为什么答：应采取回复退火（去应力退火）处理：即将冷变形金属加热到再结晶温度以下某一温度，并保温足够时间，然后缓慢冷却到室温的热处理工艺。

原因：铜丝冷拔属于再结晶温度以下的冷变形加工，冷塑性变形会使铜丝产生加工硬化和残留内应力，该残留内应力的存在容易导致铜丝在使用过程中断裂。

因此，应当采用去应力退火使冷拔铜丝在基本上保持加工硬化的条件下降低其内应力（主要是第一类内应力），改善其塑性和韧性，提高其在使用过程的安全性。

7-2 一块厚纯金属板经冷弯并再结晶退火后，试画出截面上的显微组织示意图。

答：解答此题就是画出金属冷变形后晶粒回复、再结晶和晶粒长大过程示意图（可参考教材P195，图7-1）7-3 已知W、Fe、Cu的熔点分别为3399℃、1538℃和1083℃，试估算其再结晶温度。

答：再结晶温度：通常把经过严重冷变形（变形度在70%以上）的金属，在约1h的保温时间内能够完成超过95%再结晶转变量的温度作为再结晶温度。

≈δTm，对于工业纯1、金属的最低再结晶温度与其熔点之间存在一经验关系式：T再金属来说：δ值为，取计算。

2、应当指出，为了消除冷塑性变形加工硬化现象，再结晶退火温度通常要比其最低再结晶温度高出100-200℃。

=，可得：如上所述取T再W=3399×=℃再=1538×=℃Fe再Cu=1083×=℃再7-4 说明以下概念的本质区别：1、一次再结晶和二次在结晶。

2、再结晶时晶核长大和再结晶后的晶粒长大。

答：1、一次再结晶和二次在结晶。

定义一次再结晶：冷变形后的金属加热到一定温度，保温足够时间后，在原来的变形组织中产生了无畸变的新的等轴晶粒，位错密度显着下降，性能发生显着变化恢复到冷变形前的水平，称为（一次）再结晶。

《金属热处理原理及工艺》习题二参考答案1.真空加热的特点有哪些?答:1)加热速度缓慢2)氧化作用被抑制3)表面净化4)脱气作用5)蒸发现象2.有一批马氏体不锈钢工件（1Cr13、2Cr13、3Cr13）在真空中加热淬火后发现表面抗蚀性显著下降，试分析可能的原因。

答:由于真空加热过程中的金属蒸发，表面Cr含量降低，不再满足1/8定律，从而导致抗蚀性显著下降。

3.试比较退火和正火的异同点。

答：相同点：均为中间热处理工艺；均获得接近平衡态珠光体类组织。

不同点：冷却速度不同；过冷度不同；正火会发生伪共析转变，对于高碳钢，无先共析相；正火可以作为性能要求不高零件的最终热处理。

4.简述正火和退火工艺的选用原则。

答：1)Wc＜0.25%低碳钢：正火代替退火（从切削加工性角度考虑）2)0.25%＜Wc＜0.5%：正火代替退火（从经济性考虑（此时硬度尚可加工））3)0.5%＜Wc＜0.7%：完全退火（改善加工性）4)Wc＞0.7%：球化退火（如果有网状渗碳体，先用正火消除）5)正火可作为性能要求不高零件的最终热处理6)在满足性能的前提下，尽可能用正火代替退火（经济性角度考虑）5.根据球化退火的工艺原理，球化退火可分为哪四大类？各自的适用范围是什么？答：球化退火工艺适用范围低温球化（接近Ac1长时间保温球化）Ac1－（10～30℃）高合金结构钢及过共析钢降低硬度、改善加工性，以及冷变形钢的球化退火。

球化效果差，原始组织粗大者更不适用。

细珠光体在低温球化后仍保留大量细片状碳化物。

缓慢冷却球化退火Ac1+（10～20℃）共析及过共析碳钢的球化退火；球化较充分，周期长。

等温球化退火Ac1+（20～30℃）Ar1－（20～30℃）过共析碳钢、合金工具钢的球化退火；球化充分，易控制，周期较短，适宜大件。

周期（循环）球化退火Ac1+（10～20℃）Ar1－（20～30℃）过共析碳钢及合金工具钢的球化退火；周期较短，球化较充分，但控制较繁，不宜大件退火。

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。

金属热处理原理及工艺复习题一、金属固态相变有哪些主要特征？哪些因素构成相变阻力？哪些构成相变驱动力？1．相变特征：（1）新相和母相间存在不同的界面（相界面特殊），按结构特点可分为三种：共格界面、半共格界面、非共格界面。

（2）新相晶核与母相间有一定的位向关系、存在惯习面（3）产生应变能，相变阻力大（4）易出现过渡相：在有些情况下，固态相变不能直接形成自由能最低的稳定相，而是经过一系列的中间阶段，先形成一系列自由能较低的过渡相（又称中间亚稳相），然后在条件允许时才形成自由能最低的稳定相．相变过程可以写成：母相―→较不稳定过渡相―→较稳定过渡相―→稳定（5）母相晶体缺陷的促进作用：固态相变时，母相中晶体缺陷起促进作用。

新相优先在晶体缺陷处形核。

（6）原子的扩散速度对固态相变有显著的影响。

固态相变必须通过某些组元的扩散才能进行，扩散成为相变的主要控制因素。

2．相变阻力：相界面的存在，产生应变能，原子的扩散3．相变驱动力：存在位相关系和惯习面，过渡相的形成，晶体缺陷二、奥氏体晶核优先在什么地方形成？为什么？奥氏体晶核优先在铁素体和渗碳体的两相界面上形成，原因是：(1)两相界面处碳原子的浓度差较大，有利于获得奥氏体晶核形成所需的碳浓度；(2)两相界面处原子排列不规则，铁原子可通过短程扩散由母相点阵向新相点阵转移，形核所需结构起伏小(3)两相界面处杂质和晶体缺陷多，畸变能高，新相形核可能消除部分缺陷使系统自由能降低，新相形成的应变能也容易释放；三、简述珠光体转变为奥氏体的基本过程。

奥氏体转变（由α到γ的点阵重构、渗碳体的溶解、以及C在奥氏体中的扩散重新分布的过程）：奥氏体形核→奥氏体晶核向α和Fe3C两个方向长大→剩余碳化物溶解→奥氏体均匀化四、什么是奥氏体的本质晶粒度、起始晶粒度和实际晶粒度，说明晶粒大小对钢的性能的影响。

本质晶粒度：根据标准试验方法，在930＋ 10℃保温足够时间（3～8小时）后测得的奥氏体晶粒大小。

第十一章参考答案11-1试述影响材料强度的因素及提高强度的方法答：（1）影响材料强度的因素：化学成分、组织织构、加工工艺、形变温度、应变速率等。

以钢为例，合金元素的加入可能产生固溶强化、沉淀强化、细晶强化，对提高钢材的强度有利。

对于同一化学成分的合金而言，组织结构不同，其力学性能也不相同。

为了提高其强度，可通过改变热处理工艺或加工工艺来实现。

一般情况下，降低形变温度或提高应变速率，合金的强度会增大。

（2）提高材料强度的途径：加工硬化/形变强化、固溶强化、第二相强化（沉淀强化和弥散强化）、细晶强化/晶界强度（较低温度）。

11-2试述影响材料塑性的因素及提高塑性的方法答：（1）影响材料塑性的因素：化学成分、组织织构、加工工艺、形变温度、应变速率等。

杂质元素通常对塑性不利，合金元素的加入一般对提高材料的强度有贡献，在等强温度下，只有晶界强化可以提高强度的同时，提高其韧性，使材料获得细晶组织结构可提高其塑性。

一般而言，形变温度的降低或应变速率的提高对强度有利，而对提高塑性不利。

（2）提高材料塑性的途径：降低材料中杂质的含量、细化晶粒、加入韧化元素、加入细化晶粒元素、提高变形温度、降低应变速率。

11-4试就合金元素与碳的相互作用进行分类，指出1）哪些元素不形成碳化物2）哪些元素为弱碳化物形成元素，性能特点如何3）哪些元素为强碳化物形成元素，性能特点如何4）何谓合金渗碳体，与渗碳体相比，其性能如何答：1）非碳化物形成元素：Ni、Si、Co、Al、Cu等。

2）Mn为弱碳化物形成元素，除少量可溶于渗碳体中形成合金渗碳体外，几乎都溶于铁素体和奥氏体中。

3）Zr、Nb、V、Ti为强碳化物形成元素，与碳具有极强的亲和力，只要有足够的碳，就形成碳化物，仅在缺少碳的情况下，才以原子状态融入固溶体中。

4）合金元素溶入渗碳体中即为合金渗碳体，它是合金元素溶入渗碳体中并置换部分铁原子而形成的碳化物，合金渗碳体比一般渗碳体稳定，硬度高，可以提高耐磨性。

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。

一、填空题1)铁素体是以体心立方结构的为溶剂，原子作为间隙式溶质溶于其中所组成的固溶体。

答案：铁、碳2)一般金属发生塑性形变后，进一步塑性形变需要更大的应力，这种现象称为。

答案：加工硬化(冷作硬化)3)将具有马氏体组织的钢加热到共析温度以下改善其性能的热处理操作叫做。

答案：回火4)所谓固溶体是以一种元素作为，另一种或多种元素作为的。

固溶体保持的晶格。

答案：溶剂、溶质、溶剂5)金属学中把奥氏体与Fe3C组成的两相共晶体称为。

答案：莱氏体6)在拉伸实验中，常用的强度指标有和。

答案：屈服强度、抗拉强度7)某些高合金钢〔如W18Cr4V〕回火后会出现硬度的升高或停止下降，这种现象被称为＿＿＿＿＿＿＿＿。

答案：二次硬化〔或二次淬火〕8)通常把铁及其合金称为＿＿＿＿金属，而把其它所有金属及其合金称为＿＿＿＿金属。

答案：黑色、有色9)为获得所要求的组织结构、物理、化学性能和机械性能而特别添加到钢中的化学元素称为_________ 。

答案：合金元素10)由冶炼时所用原材料以及冶炼方法和工艺操作等所带入钢中的化学元素，则称为＿＿＿。

答案：杂质11)合金元素影响钢的＿＿＿＿＿＿＿＿，杂质影响钢的＿＿＿＿。

答案：组织性能、质量12)__________是材料抵抗变形和断裂的能力。

答案：强度13)钢的热处理工艺一般由________、________、________三个阶段组成。

答案：加热、保温、冷却14)45钢按用途分类属于________ 。

答案：结构钢15)金属材料的性能包括_______性能、______性能、_______性能和_______性能。

答案：力学、物理、化学、工艺16)原子规则排列的物质叫_________________，一般固态金属都属于___________。

答案：晶体、晶体17)奥氏体转变为马氏体，需要很大过冷度，其冷却速度应______，而且必须过冷到_____温度以下。

答案：快、Ms18)钢从固体变为液体的温度称为_____________。

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）。

工程材料及热处理练习题—、简答题8.写出Fe-Fe:i C状态图上共品和共析反应式。

答案.L-*A+FesC (共晶)A->F+Fe3C (共析)9.选用工程材料的一般原则是什么？答案.①使用性能足够的原则②工艺性能&好的原则③经济性合理的原则④结构、材料、成形工敢相适应的原则。

10.金属结品的一般过程归纳为几个阶段？答案.一种是&发形核；另一种是非&发形核11.简述普通热处理的基本过程。

答案.退火、正火、淬火、回火12.何谓加工硬化？加工硬化：金属经过冷态下的塑性变形后其性能发生很大的变化，最明显的特点是强度随变形程度的增加而大为提髙，其槊性却随之冇较人的降低。

15.试述金属结品吋品粒度的控制方法。

①增加过冷度②变质处量③热处理16.什么是同索异构转变？并举例说明。

同素异构转变：就是原子重新排列的过程，它也遵循生核勾忪大的基本规律。

17.铁碳合金中基本相足哪些？其机械性能如何？基本相：铁素体、奥氏体、渗碳体；机械性能：铁素体溶碳能力差，奥氏体溶液碳能力较强，渗碳体溶碳能力最强；18.简述化学热处理的基本过程。

过程：活性原了•的产生、活性原了•的吸收、活性原子的扩散二、问答题3.试比较金属材料、陶瓷材料、髙分子材料和复合材料在结合键上的差别及其主要性能特点。

T答案:4.用冷却曲线表示45钢的平衡结晶过程；写出该过程中相及组织转变反应式；图P48LL+A-* AA+F-* P+F5.工厂生产一批小齿轮，耍求齿面硬度大于HKC55，心部冇&好的塑性和韧性，现冇以下材料：65Mn、45钢、16Mn、9SiCr、己知:试回答以下问题：(1)•选择一种合适的材料，并说明理由；45,采用表而淬火，45钢屈于，调质钢，渗碳+淬火+低温W火，具有高强度和足够的韧性.(2)•编制其•工艺流程；下料毛坯成形预备热处理粗加终热处理一精加工一装配(3)•制订其热处理工艺(用工艺曲线表示，要求标出加热温度、冷却介质)；(4)-说明各热处理工序的主要目的，并指岀最终热处理记齿轮表凼和心部的组织。

热处理工艺习题集部分答案热处理工艺习题集部分答案12.将?5mm的t8钢加热至760℃并保温足够时间，问采用什么样的冷却工艺可得到如下组织：珠光体，索氏体，屈氏体，上贝氏体，下贝氏体，屈氏体+马氏体，马氏体+少量残余奥氏体；在c曲线上描出工艺曲线示意图。

请问：(1)珠光体：加热至线~550℃范围内等温逗留一段时间，再加热下来获得珠光体非政府。

索氏体：冷却至650～600℃温度范围内等温停留一段时间，再冷却下来得到索光体组织。

屈氏体：加热至600～550℃温度范围内等温逗留一段时间，再加热下来获得屈氏体非政府。

上贝氏体：冷却至600～350℃温度范围内等温停留一段时间，再冷却下来得到上贝氏体组织。

下贝氏体：加热至350℃～ms温度范围内等温逗留一段时间，再加热下来获得下贝氏体非政府。

屈氏体+马氏体：以大于获得马氏体组织的最小冷却速度并小于获得珠光体组织的最大冷却速度连续冷却，获得屈氏体+马氏体。

马氏体+少量残存奥氏体：以大于赢得马氏体非政府的最轻加热速度加热赢得马氏体+少量残存奥氏体。

(2)13．退火的主要目的是什么？生产上常用的退火操作有哪几种？指出退火操作的应用范围。

答：（1）均匀钢的化学成分及组织，细化晶粒，调整硬度，并消除内应力和加工硬化，改善钢的切削加工性能并为随后的淬火作好组织准备。

（2）生产上常用的退火操作有完全退火、等温退火、球化退火、去应力退火等。

（3）完全退火和等温退火用于亚共析钢成分的碳钢和合金钢的铸件、锻件及热轧型材。

有时也用于焊接结构。

球化退火主要用于共析或过共析成分的碳钢及合金钢。

去应力退火主要用于消除铸件、锻件、焊接件、冷冲压件（或冷拔件）及机加工的残余内应力。

14.何谓球化淬火？为什么过共析钢必须使用球化淬火而不使用全然淬火？请问：（1）将钢件冷却至ac1以上30～50℃，保温一定时间后随其炉缓慢加热至600℃后揭晓觑热。

（2）过共析钢组织若为层状渗碳体和网状二次渗碳体时，不仅硬度高，难以切削加工，而且增大钢的脆性，容易产生淬火变形及开裂。

热处理原理与工艺课后习题第一章一．填空题1.奥氏体形成的热力条件（）。

只有在一定的（）条件下才能转变为奥氏体。

（）越大，驱动力越大，奥氏体转变速度越快。

2.共析奥氏体形成过程包括（）（）（）和（）四个阶段。

3.( )钢加热时奥氏体晶粒长大的倾向小，而（）钢加热时奥氏体晶粒长大的倾向小。

4.本质晶粒度是钢的热处理工艺性能之一，对于（）钢可有较宽的热处理加工范围，对于（）钢则必须严格控制加热温度，以免引起晶粒粗化而是性能变坏。

5.（）晶粒度对钢件冷却后的组织和性能影响较大。

6.控制奥氏体晶粒长大的途径主要有（）（）( )( )和（）。

7.（）遗传对热处理工件危害很大，它强烈降低钢的强韧性，使之变脆，必须避免和消除。

、二、判断正误并简述原因1.奥氏体晶核是在珠光体中各处均匀形成的。

（）2.钢中碳含量越高，奥氏体转变速度越快，完全奥氏体化所需时间越短。

（）3.同一种钢，原始组织越细，奥氏体转变速度越慢。

（）4.本质细晶粒钢的晶粒在任何加热条件下均比本质粗晶粒钢细小。

（）5.在一定加热的温度下，随温度时间延长，晶粒将不断长大。

（）6.所有合金元素都可阻止奥氏体晶粒长大，细化奥氏体晶粒。

（）三、选择题1.Ac1、A1、Ar1的关系是__________。

A．.Ac1>A>1Ar1 B. Ar1>A1>Ac1 C.A1>Ar1>Ac1 D.A1>Ac1>Ar12. Ac1、Ac3、Ac cm是实际（）时的临界点。

A. 冷却B.加热C.平衡D.保温3.本质晶粒度是指在规定的条件下测得的奥氏体晶粒（）A.长大速度B. 大小C. 起始尺寸D. 长大极限4.实际上产中，在某一具体加热条件下所得到的奥氏体晶粒大小称为（）A. 起始晶粒度B.本质晶粒度C.实际晶粒度D.名义晶粒度四、简答题1.以共析碳钢为例，说明：1.奥氏体的形成过程；2. 奥氏体晶核为什么优先在铁素体和渗碳体相界面上形成；3. 为什么铁素体消失后还有部分渗碳体未溶解。

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。