下载文档原格式
《金属材料及热处理》考试知识点考试要求要求学生全面、系统的掌握“金属学与热处理”课程的基础理论、基本知识和基本技能，并能灵活运用金属学与热处理理论分析和解决工程的实际问题的综合能力。
考试知识点（一）金属的晶体结构1、金属的宏观特性。
2、金属的晶体结构；晶体学基础——晶体结构、空间点阵、晶格常数、晶向指数和晶面指数、晶面间距。
三种典型金属晶体结构。
3、实际金属的晶体结构；晶体缺陷——点缺陷、位错和面缺陷。
（二）纯金属的结晶1、金属结晶的基本规律——结晶的两个基本过程，冷却曲线、过冷度。
2、金属结晶的基本条件——结晶的动力学条件、热力学条件和结构条件。
3、形核——均匀形核与非均匀形核。
4、长大——液/固界面的微观结构、晶核的长大机制与晶体的长大形态及温度梯度。
5、结晶理论的应用——结晶理论在实际生产中的具体应用。
（三）合金相结构与二元相图1、合金的相结构——合金、组元、系（统）、相（变）、相平衡、固溶体与金属化合物（中间相）。
2、二元合金相图概论——相图、相律，杠杆定律的应用。
3、匀晶相图——结晶规律、平衡结晶和不平衡结晶。
4、共晶相图——结晶规律、平衡结晶的组织与不平衡结晶组织。
5、包晶相图——结晶规律、平衡结晶的组织与不平衡结晶组织。
6、金属铸锭的组织与缺陷——合金铸锭的三晶区和铸锭组织的缺陷。
（四）铁碳合金1、铁碳相图——基本相的组成及相图的特点。
2、铁碳合金的平衡结晶——铁碳合金的分类，平衡结晶过程及其组织形貌。
3、含碳量的影响——掌握含碳量对铁碳合金平衡组织、机械性能和工艺性能的影响。
（五）金属及合金的塑性变形1、金属的应力-应变曲线——应力-应变曲线、弹性极限、屈服强度、抗拉强度、延伸率和断面收缩率。
2、(金属)单晶体的塑性变形——滑移、滑移系、位错的运动和增殖、弗兰克－瑞德源、位错的交割与塞积。
3、多晶体的塑性变形——晶粒尺寸对塑性变形的影响,Hall-Patch公式。
4、合金的塑性变形——合金相对塑性变形的影响，固溶强化、弥散强化、沉淀强化、加工硬化。
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。
1.概念：滑移：在外力作用下，晶体相邻二部分沿一定晶面、一定晶向彼此产生相对的平行滑动。
临界分切应力：使滑移系开动的最小分切应力。
软取向与硬取向：φ＝45°时:取向因子可获得最大值1/2（cos λ·cos φ＝cos(90°－φ)·cos φ），取向因子大，易产生滑移，软取向；φ或λ＝90°时:取向因子为0，难滑移，硬取向。
多滑移：晶体的滑移在两组或者更多的滑移系上同时进行。
可促进加工硬化。
交滑移：多个滑移面同时沿一个滑移方向进行的滑移。
可降低脆性。
滑移系：一个滑移面和该面上的一个滑移方向组成滑移系。
孪生：晶体在切应力下其一部分沿一定的晶面和晶向相对于另一部分作均匀切变。
形变织构：金属塑性变形到很大程度(>70%)时，晶粒发生转动，各晶粒的位向趋于一致，这种有序化的结构。
加工硬化：随变形度增大，金属的强硬度显著增高而塑韧性明显下降的现象。
屈服效应:在拉伸的σ－ε曲线上，有明显的上、下屈服点及屈服平台的现象。
柯氏气团（柯垂尔气团）：溶质原子在刃型位错周围聚集的现象，可阻碍位错运动。
形变时效:具有明显屈服效应的金属，在变形后于室温长期仃留或短时加热保温，引起屈服应力升高并出现明显屈服点的现象。
吕德斯带：具有屈服现象的试样从上屈服点出现直到屈服延伸结束,在试样表面看到由于不均匀变形而形成的表面皱褶带, 称为吕德斯带。
细晶强化：通过细化晶粒，增加晶界，提高材料强度的方法。
2.滑移的特点：参考解析：⑴发生在最密排晶面，滑移方向为最密排晶向；原因：密排面间原子面结合力最弱⑵只在切应力下发生，存在临界分切应力；⑶滑移两部分相对移动的距离是原子间距的整数倍，滑移后滑移面两边的晶体位向仍保持一致；⑷伴随晶体的转动和旋转，滑移面转向与外力平行方向，滑移方向旋向最大切应力方向；⑸随滑移加剧，存在多滑移和交滑移现象。
3.分别列举出BCC、FCC和HCP的滑移系：参考解析：BCC：滑移面｛110｝，滑移方向〈111〉。
第四章铁碳合金(一)填空题1．Cr、V在γ-Fe中将形成置换固溶体。
C、N则形成间隙固溶体。
2．渗碳体的晶体结构是复杂正交晶系，按其化学式铁与碳原子的个数比为3:1 3．当一块质量一定的纯铁加热到912℃温度时，将发生a-Fe向γ-Fe的转变，此时体积将发生缩小。
4．共析成分的铁碳合金平衡结晶至室温时，其相组成物为α+ Fe3C，组织成物为P。
5．在生产中，若要将钢进行轧制或锻压时，必须加热至γ单相区。
6．当铁碳合金冷却时发生共晶反应的反应式为，其反应产物在室温下被称为。
7．在退火状态的碳素工具钢中，T8钢比T12 钢的硬度，强度。
8．当W(C)＝0．77％一2．11％间的铁碳合金从高温缓冷至ES线以下时，将从奥氏体中析出，其分布特征是。
9．在铁碳合金中，含三次渗碳体最多的合金成分点为，含二次渗碳体最多的合金成分点为。
10．对某亚共析碳钢进行显微组织观察时，若估计其中铁素体约占10％，其W(C) = ，大致硬度为11．奥氏体是在的固溶体，它的晶体结构是。
12．铁素体是在的固溶体，它的晶体结构是。
13．渗碳体是和的金属间化合物。
14．珠光体是和的机械混合物。
15．莱氏体是和的机械混合物，而变态莱氏体是和的机械混合物。
16．在Fe—Fe3C相图中，有、、、、五种渗碳体，它们各自的形态特征是、、、、。
17．钢中常存杂质元素有、、、等，其中、是有害元素，它们分别使钢产生、。
18．纯铁在不同温度区间的同素异晶体有(写出温度区间) 、、。
19．碳钢按相图分为、、；按W(C)分为(标出W(C)范围) 、、。
10．在铁—渗碳体相图中，存在着四条重要的线，请说明冷却通过这些线时所发生的转变并指出生成物。
ECF水平线、；PSK水平线、；ES 线、；GS线、。
21 标出Fe—Fe3C相图(图4—3)中指定相区的相组成物：①，②，③，④，⑤。
；22．铁碳合金的室温显微组织由和两种基本相组成。
23．若退火碳钢试样中先共析铁素体面积为41．6％，珠光体的面积为58．4％，则其W(C)＝。
第五章金属及合金的塑性变形
(一)填空题
1. 硬位向是指，其含义是
2．从刃型位错的结构模型分析，滑移的实质是
3．由于位错的性质，所以金属才能产生滑移变形，而使其实际强度值大大的低于理论强度值。
4. 加工硬化现象是指，加工硬化的结果使金属对塑性变形的抗力，
造成加工硬化的根本原因是。
5．影响多晶体塑性变形的两个主要因素是、。
6．．金属塑性变形的基本方式是和，冷变形后金属的强度，塑性。
7．常温下使用的金属材料以晶粒为好，而高温下使用的金属材料以晶粒为好。
8．面心立方结构的金属有滑移系，它们是。
9．体心立方结构的金属有滑移系，它们是。
10．密排六方结构的金属有滑移系，它们是。
11．单晶体金属的塑性变形都是作用下发生的，常沿着晶体中和发生。
12 金属经冷塑性变形后，其组织和性能会发生变化，如、、、等等。
13．拉伸变形时，晶体转动的方向是转到。
14．位错密度的定义是，单位为。
15 晶体的理论屈服强度约为实际屈服强度的倍。
16．内应力是指，它分为、、、三种。
17 滑移系是指，面心立方晶格的滑移面为，滑移系方向
为，构成个滑移系。
(二)判断题
1 金属在均匀塑性变形时，若外力与滑移面相平行，则意味着不可能进行塑性变形。
2 在体心立方晶格中，滑移面为｛111｝×6，滑移方向为〈110〉×2，所以其滑移系有12个
3．滑移变形不会引起晶体结构的变化。
4 因为体心立方与面心立方晶格具有相同的滑移系数目，所以它们的塑性变形能力也相
同。
（）
5．在晶体中，原子排列最密集的晶面间的距离最小，所以滑移最困难。
（）6 孪生变形所需要的切应力要比滑移变形所需要的切应力小得多。
（）7．金属的加工硬化是指金属冷塑性变形后强度和塑性提高的现象。
（）
8 单晶体主要变形的方式是滑移，其次是孪生。
（）
9．细晶粒金属的强度高，塑性也好。
（）
10．反复弯折铁丝，铁丝会越来越硬，最后会断裂。
（）
11．喷丸处理及表面辊压能显著提高材料的疲劳强度。
（）
12．晶体滑移所需的临界分切应力实测值比理论值小得多。
（）
13．晶界处滑移的阻力最大。
( )
14．滑移变形的同时伴随有晶体的转动，因此，随变形度的增加，不仅晶格位向要发生变化，而且晶格类型也要发生变化。
( )
15．滑移变形不会引起晶格位向的改变，而孪生变形则要引起晶格位向的改变。
( ) 16．面心立方晶格一般不会产生孪生变形；密排六方晶格金属因滑移系少，主要以孪生方式产生变形。
( )
(三)选择题
1．能使单晶体产生塑性变形的应力为( )
A．正应力B．切应力
2．面心立方晶体受力时的滑移方向为( )
A (111>
B <110>
C <100>
D <112>
3．体心立方与面心立方晶格具有相同的滑移系，但其塑性变形能力是不同的，其原因是面心立方晶格的滑移方向较体心立方晶格的滑移方向( )
A．少B．多 C 相等D．有时多有时少
4．冷变形时，随着变形量的增加，金属中的位错密度( )。
A．增加 B 降低C无变化D．先增加后降低
5．钢的晶粒细化以后可以( )。
A．提高强度 B 提高硬度 C 提高韧性D．既提高强度硬度，又提高韧性6．加工硬化现象的最主要原因是( )。
A．晶粒破碎细化 B 位错密度增加 C 晶粒择优取向D．形成纤维组织7．面心立方晶格金属的滑移系为( )。
A．<111><110} B．<110><111} C．(100><110} D．(100><111}
8 用铝制造的一种轻型梯子，使用时挠度过大但未塑性变形。
若要改进，应采取下列( )
措施
A 采用高强度铝合金
B 用钢代替铝
C 用高强度镁合金D．改进梯子的结构设计
(四)改错题
1．塑性变形就是提高材料塑性的变形。
2．滑移面是原子密度最大的晶面，滑移方向则是原子密度最小的方向
3．晶界处原子排列紊乱，所以其滑移阻力最小。
(五)问答题
1．试述金属经冷塑性变形后，其结构、组织与性能所发生的变化过程，分析发生变化的实质。
2．试述加工硬化对金属材料的强化作用，这些变化有什么实际意义?试举一些有用的例子，也举一些有害的事实。
3．增加金属中的位错密度，是强化金属材料的途径之一。
那么，降低位错密度是否会使金
属材料的强度降低?无位错的金属材料强度是否最低?为什么?
4．用低碳钢板冲压成型的零件，冲压后发现各部位的硬度不同?为什么? 如何解决? 5．口杯采用低碳钢板冷冲而成，如果钢板的晶粒大小很不均匀，那么冲压后常常发现口杯底部出现裂纹，这是为什么?
6．面心立方、体心立方和密排六方金属的主要塑性变形方式是什么?温度、形变速度对其有何影响?
7．指出面心立方、体心立方和密排六方晶体中的滑移面。
为什么滑移面为密排面，滑移方向是密排方向?
8．试阐述为什么金属的实际强度比理论强度低得多?
9．试用多晶体的塑性变形过程来阐述为什么晶粒越细的金属的强度、硬度越高、塑性、韧性也越好?
10．何谓加工硬化?产生原因及其消除方法是什么?
11．试述内应力的分类及其对材料性能的影响。
12．有些机器零件常采用表面喷丸处理从而大大提高零件的使用寿命，这是什么原因? (六) 作图题
1．画出α—Fe和γ—Fe的晶胞，在晶胞中指出发生滑移的一个晶面，在这个晶面上发生滑移的一列晶向。
