《材科热处理原理》思考题

思考题第一章1．什么叫奥氏体？奥氏体的晶体结构，组织形态和性能有何特点？2．奥氏体的形成大致分几个阶段？为何奥氏体核心总是优先在铁素体和渗碳体相界面上形成？奥氏体长大有何特点？3．什么叫奥氏体本质晶粒度？奥氏体晶粒大小怎样表示？影响晶粒大小的主要因素有哪些？第二章1、以共析成分的碳钢为例，说明过冷奥氏体冷却到不同温度时的等温转变产物，简单描述它们的显微形态和硬度变化。

2 C曲线为何出现转变速度的极大值（鼻点）？3．影响C曲线的因素有哪些？4．什么叫淬火临界速度？影响淬火临界速度的因素有哪些？第三章1．珠光体有哪两种形态？影响片状珠光体片层间距的主要因素有哪些？2．何谓相间沉淀？对钢的性能有何影响？3．先共析铁素体的形态有哪些？哪些形态是我们不希望出现的？针状（魏氏组织）铁素体形成的主要条件有哪些？4 珠光体类型组织有哪几种?它们在形成条件、组织形态和性能方面有何不同?5生产热轧低碳钢板，有时因W(C)偏低强度不够而不合标准，为了提高强度，可在热轧后采用吹风甚至喷雾冷却。

试解释其原因。

6试述片间距大小对片状珠光体机械性能的影响。

影响片层间距的主要因素是什么？索氏体、屈氏体在显微组织及性能上的主要差别是什么？实际生产中如何控制珠光体类型？在什么条件下过冷奥氏体易转变为粒状珠光体，什么条件下易转变为片状珠光体？第四章1．什么叫马氏体？2．钢中马氏体的晶体结构特点是什么？3．钢中马氏体的基本形态有哪两种？它们的显微形态特点和亚结构特点是什么？影响马氏体形态的因素有哪些？4．Ms点的物理意义是什么？影响因素有哪些？5．马氏体转变的特点有哪些？6．为什么马氏体转变不能进行到底？影响残余奥氏体量的主要因素是什么？7．什么叫形变诱发马氏体？为什么会出现这种现象？8．什么叫奥氏体的热稳定化？产生热稳定化的原因是什么？9．马氏体的性能特点有哪些？为什么会有这些特点？第五章1．贝氏体转变和珠光体转变及马氏体转变相比，有哪些特点？为什么B下的性能比B上好？2．什么叫粒状贝氏体？什么样成分的钢会出现粒贝？3．魏氏组织形成的特点有哪些？对钢的性能有何影响？第六章4．淬火钢在回火过程中发生哪些转变？5．什么叫回火脆性？防止的方法有哪些？6．为什么淬火后的钢总有残余奥氏体存在？残余奥氏体的量和什么因素有关？7．什么叫二次硬化？什么叫二次淬火？产生的条件和产生的原因是什么？8．什么叫淬火时效？什么叫形变时效？产生的原因是否相同？9．什么叫过时效？第七章1．退火的目的有哪些？2．退火的方法有哪些？各种不同退火方法的工艺特点，工艺曲线，达到何种目的？适用什么范围？3．球化退火的原理。

《材料加工成型原理》思考题参考答案1、金属塑性变形的主要机制有哪些？单晶体的塑性变形：滑移和孪生；多晶体的塑性变形：晶内变形和晶界变形通过各种位错运动而实现的晶内一部分相对于另一部分的剪切运动，就是晶内变形。

剪切运动有不同的机理，其中最基本的是滑移、孪生和扭析。

其中滑移变形是主要的；而孪生变形是次时，可能出现晶间变形。

这类变形不仅同位错运动要的，一般仅起调节作用。

在T》0．5T熔有关，而且扩散机理起着很重要的作用。

扩散蠕变机理又包括扩散-位错机理、溶质原子定向溶解机理、定向空位流机理。

在金属和合金的塑性变形过程中，常常同时有几种机理起作用。

具体的塑性变形过程中各种机理的具体作用要受许多因素的影响。

例如晶体结构、化学成分、相状态、组织、温度、应变量和应变速率等因素的影响。

在冷态条件下，由于晶界强度高于晶内，多晶体的塑性变形主要是晶内变形，晶间变形只起次要作用，而且需要有其它变形机制相协调。

变形机理主要有：晶内滑移与孪生、晶界滑移和扩散蠕变。

热塑性变形时，通常的热塑性变形速度较快，而且高温下，由于晶界的强度低于晶内，使得晶界滑动易于进行，所以晶粒相互滑移和转动起着尤为重要的作用。

温度越高，原子动能和扩散能力就越大，扩散蠕变既直接为塑性变形作贡献，也对晶界滑移其调节作用。

热塑性变形的主要机理是晶内滑移。

2. 滑移和孪生塑性变形机制的主要区别滑移是指在力的作用下晶体的一部分沿一定的晶面和晶向相对于晶体的另一部分发生相对移动或切变，滑移总是沿着原子密度最大的晶面和晶向发生。

孪生是指晶体在切应力作用下沿着一定的晶面和一定的晶向发生均匀切变。

滑移和孪生是单晶体的主要变形机制，都是通过位错运动而实现晶内的一部分相对于另一部分的剪切运动。

但是他们也明显的区别，如下：由孪生的变形过程可知，孪生所发生的切变均匀地波及整个孪生变形区，而滑移变形只集中在滑移面上，切变是不均匀的；孪生切变时原子移动的距离不是孪生方向原子间距的整数倍（而是几分之一原子间距），而滑移时原子移动的距离是滑移方向原子间距的整数倍；孪生变形后，孪晶面两边晶体位向不同，成镜像对称；而滑移时，滑移面两边晶体位向不变；由于孪生改变了晶体的取向，因此孪晶经抛光浸蚀后仍可观察到，而滑移所造成的台阶经抛光浸蚀后不会重现；孪生的临界分切应力要比滑移的临界分切应力大得多，常萌发于滑移受阻引起的局部应力集中区；孪生变形的速度极大，常引起冲击波，发出声响；滑移时全位错运动的结果，孪生是不全位错运动。

第一章金属的晶体结构与结晶1．解释下列名词点缺陷，线缺陷，面缺陷，亚晶粒，亚晶界，刃型位错，单晶体，多晶体，过冷度，自发形核，非自发形核，变质处理，变质剂。

答：点缺陷：原子排列不规则的区域在空间三个方向尺寸都很小，主要指空位间隙原子、置换原子等。

线缺陷：原子排列的不规则区域在空间一个方向上的尺寸很大，而在其余两个方向上的尺寸很小。

如位错。

面缺陷：原子排列不规则的区域在空间两个方向上的尺寸很大，而另一方向上的尺寸很小。

如晶界和亚晶界。

亚晶粒：在多晶体的每一个晶粒内，晶格位向也并非完全一致，而是存在着许多尺寸很小、位向差很小的小晶块，它们相互镶嵌而成晶粒，称亚晶粒。

亚晶界：两相邻亚晶粒间的边界称为亚晶界。

刃型位错：位错可认为是晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体的局部滑移而造成。

滑移部分与未滑移部分的交界线即为位错线。

如果相对滑移的结果上半部分多出一半原子面，多余半原子面的边缘好像插入晶体中的一把刀的刃口，故称“刃型位错”。

单晶体：如果一块晶体，其内部的晶格位向完全一致，则称这块晶体为单晶体。

多晶体：由多种晶粒组成的晶体结构称为“多晶体”。

过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度。

自发形核：在一定条件下，从液态金属中直接产生，原子呈规则排列的结晶核心。

非自发形核：是液态金属依附在一些未溶颗粒表面所形成的晶核。

变质处理：在液态金属结晶前，特意加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶时的晶核数目大大增加，从而提高了形核率，细化晶粒，这种处理方法即为变质处理。

变质剂：在浇注前所加入的难熔杂质称为变质剂。

2.常见的金属晶体结构有哪几种α-Fe 、γ- Fe 、Al 、Cu 、Ni 、Pb 、Cr 、V 、Mg、Zn 各属何种晶体结构答：常见金属晶体结构：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格；α－Fe、Cr、V属于体心立方晶格；γ－Fe 、Al、Cu、Ni、Pb属于面心立方晶格；Mg、Zn属于密排六方晶格；3.配位数和致密度可以用来说明哪些问题答：用来说明晶体中原子排列的紧密程度。

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、性能之间。

2、石器时代、青铜器时代、铁器时代、钢铁时代、人工合成材料时代。

3、成分、热处理、性能、性能。

二、选择题：1、A2、B3、C三、简答题1、掌握金属材料与热处理的相关知识对机械加工有什么现实意义？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后相关知识，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必能的方法都具有非常的现实意义。

2、如何学好《金属材料与热热处理》这门课程？答：在学习过程中，只要认真掌握重要的概念和基本理论，按照材料的成分和热处理决定组织，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；注意理论联系实际，认真完成作业和实验等教学环节，是完全可以学好这门课程的。

第一章金属的结构和结晶1-1金属的晶体结构一、填空题1、非晶体晶体晶体2、体心立方面心立方密排立方体心立方面心立方密排立方3、晶体缺陷点缺陷面缺陷二、判断题1、√2、√3、×4、√三、选择题1、A2、C3、C四、名词解释1、晶格与晶胞：P5答：将原子简化为一个质点，再用假想的线将它们连接起来，这样就形成了一个能反映原子排列规律的空间格架，称为晶格；晶胞是能够完整地反映晶体晶格特征的最小几何单元。

3、单晶体与多晶体答：只由一个晶粒组成称为单晶格，多晶格是由很多大小，外形和晶格排列方向均不相同的小晶格组成的。

五、简答题书P6□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4、晶核的产生长大5、强度硬度塑性二、判断题1、×2、×3、×4、×5、√6、√三、选择题1、C、B、A2、B3、A4、A四、名词解释1、结晶与结晶潜热 (P8)答：（1）结晶：是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。

热处理原理与工艺课后答案1. 热处理的原理是通过对金属材料进行加热和冷却来改变其微观结构和性能的一种工艺。

热处理可以使金属材料达到期望的力学性能，提高材料的硬度、强度和耐腐蚀性能。

2. 热处理的工艺包括加热、保温和冷却三个步骤。

加热过程中，金属材料被加热到高温，使其达到晶体内部的活动化能，使原子间的结构发生改变。

保温是维持金属材料在一定温度下的时间，以使金属内部的结构达到均匀和稳定。

冷却过程中，金属材料被迅速冷却，使其内部结构固定，从而实现所需的性能改变。

3. 热处理的主要目的包括回火、退火、淬火、时效等。

回火是为了去除淬火产生的应力并增加材料的韧性。

退火是为了通过加热和缓慢冷却来改善材料的塑性和延展性。

淬火是通过迅速冷却使材料产生高硬度和高强度。

时效是通过特定的温度和时间来调控金属材料的组织和性能。

4. 不同的金属材料和应用要求需要采用不同的热处理工艺。

例如，碳钢通过回火可以提高韧性，淬火可以提高硬度和强度。

铝合金可以通过时效使其硬度和强度提高。

还有一些特殊的热处理工艺，如表面处理和脱氢处理，可以改善金属材料的表面性能和纯净度。

5. 热处理过程中需要控制温度、时间和冷却速度等参数，以确保得到理想的组织和性能。

温度控制可以使用炉温计或红外测温仪来实现。

时间控制可以通过保温时间和加热速率来控制。

冷却过程中可以采用不同的冷却介质和速率来调控材料的性能。

6. 在热处理过程中，还需要注意材料的选择和预处理。

材料的选择应考虑其化学成分、热处理敏感性和应用要求。

预处理可以包括去除表面污染物、退火去应力、调平等工艺，以减少热处理过程中的变形和应力。

7. 热处理的质量控制可以通过金相显微镜、拉伸试验机、硬度计等测试仪器来进行。

通过观察组织结构、测量机械性能和硬度值，可以评估热处理效果和判断材料的性能是否符合要求。

8. 当进行热处理时，还需要注意安全和环保。

热处理过程中会产生高温和有害气体，需要采取相应的防护和排放措施。

《材科热处理原理》思考题第一章固态相变概论1. 金属固态相变的主要类型有哪些？2. 热力学主要的状态函数与状态变数之间的关系如何？3. 金属固态相变按（1）相变前后热力学函数、（2）原子迁移情况、（3）相变方式分为哪几类？4. 金属固态相变有哪些特点？5. 固态相变的驱动力和阻力包括什么？加以说明。

6. 固态相变的过程中形核和长大的方式是什么？加以说明。

7. 何谓热处理？热处理的目的是什么？热处理在机械加工过程中作用有那些？热处理与合金相图有何关系？8. 金属固态相变主要有哪些变化？9. 说明下列符号的物理意义及加热速度和冷却速度对他们的影响？Ａc1、Ａr1、Ａc3、Ａr3、Ａccm、Ａrcm10. 一些概念：固态相变、热处理、平衡转变、不平衡转变、同素异构转变、多形性转变、共析转变、包析转变、平衡脱溶沉淀、调幅分解、有序化转变、伪共析转变、马氏体转变、贝氏体转变、块状转变、不平衡脱溶沉淀、一级相变、二级相变、扩散型相变、非扩散型相变、半扩散型相变、共格界面、半共格界面、非共格界面、惯习面、位向关系、应变能、界面能、过渡相、均匀形核、非均匀形核、晶界形核、位错形核、空位形核、界面过程、传质过程、协同型方式长大、非协同型方式长大、切变机制、台阶机制第二章钢中奥氏体的形成1. 奥氏体(A)的晶体结构，组织形态与性能有什么特点？2. 奥氏体形成的热力学条件是什么？共析钢的珠光体（平衡态组织）向奥氏体转变属于何种转变？试说明珠光体向奥氏体转变过程。

3. 钢在实际热处理加热和冷却过程时的临界点为什么偏离相图上的临界点？实际的临界点如何表示？实际的临界点与加热和冷却速度有什么关系？4. 试以碳扩散的观点说明奥氏体长大机理。

（奥氏体的形成包括哪几个过程？为什么说奥氏体形成是以C 扩散为基础并受碳扩散控制的？）5. 说明奥氏体形成时铁素体先消失的原因。

6. 非共析钢的奥氏体的形成与共析钢的奥氏体的形成有哪些异同？7. 共析碳钢奥氏体等温形成动力学（TTA图）有什么特点？非共析钢和共析碳钢奥氏体等温形成动力学图有什么异同？8. 影响奥氏体等温形成的形核率的因素有哪些？如何计算A线长大速度？影响奥氏体转变速度的因素有哪些？如何影响？（奥氏体等温形成动力学（形核与长大）的经验公式）（为什么温度升高，奥氏体转变速度加快？）（合金元素对奥氏体的形成速度有什么影响？）9. 合金钢的奥氏体形成动力学有什么特点？10. 连续加热时奥氏体形成动力学有什么特点？试以连续加热时奥氏体的形成动力学曲线，说明奥氏体形成时临界点的变化。

金属材料与热处理复习思考题金属材料与热处理复习思考题一、判断题1. 石墨化是指铸铁中碳原子析出形成石墨的过程。

（）2. 可锻铸铁可在高温下进行锻造加工。

（）3. 热处理可以改变铸铁中的石墨形态。

（）4. 球墨铸铁可通过热处理来提高其机械性能。

（）5. 采用整体淬火的热处理方法，可以显著提高灰铸铁的机械性能。

（）6. 采用热处理方法，可以使灰铸铁中的片状石墨细化，从而提高其机械性能。

（）7. 铸铁可以通过再结晶退火使晶粒细化，从而提高其机械性能。

（）8. 灰铸铁的减震性能比钢好。

（）二、选择填空1. 铸铁石墨化的几个阶段完全进行，其显微组织为（）（a）F+G （b）F+P+G （c）P+G2. 铸铁石墨化的第一、二阶段完全进行，第三阶段部分进行，其显微组织为（）（a）F+G （b）P+G （c）F+P+G3. 铸铁石墨化的第一、二阶段完全进行，第三阶段未进行，其显微组织为（）（a）F+P+G （b）P+G （c）F+G4. 提高灰口铸铁的耐磨性应采用（）（a）整体淬火（b）渗碳处理（c）表面淬火5. 机架和机床床身应用（）（a）白口铸铁（b）灰口铸铁（c）麻口铸铁三、综合分析题１．试总结铸铁石墨化发生的条件和过程２．试述石墨形态对铸铁性能的影响。

３．白口铸铁、灰口铸铁和碳钢，这三者在成分、组织和性能有何主要区别？４．为什么一般机器的支架、机床的床身用灰口铸铁铸造？５．出现下列不正常现象时，应采取什么有效措施予以防止和改善？（１）灰口铸铁磨床床身铸造以后就进行切削，在切削加工后发生不允许的变形。

（２）灰口铸铁薄壁处出现白口组织，造成切削加工困难。

６．指出下列铸铁的类别、用途及性能的主要指标：（１） HT150,HT400;（２） KT350-10,KTZ700-2;（３） QT420-10,MQT1200-1。

四、下面材料所属类别和应用实例材料排号类别碳含量典型热处理工艺应用举例Q235A 45 60Si2Mn 20CrMnTi W18Cr4V五、简答题１．钢中常存的杂质有哪些？硫、磷对钢的性能有哪些有益和有害的影响？２．为什么比较重要的大截面的结构零件都必需用合金钢制造？与碳钢比较，合金钢有何优点？３．合金钢中经常加入的合金元素有哪些？怎样分类？４．为什么碳钢在室温下不存在单一奥氏体或单一铁素体组织，而合金钢中有可能存在这类组织？５．合金元素对回火转变有何影响？６．试述固溶强化、加工硬化和弥散强化的强化原理，并说明三者的区别。

《金属热处理》思考题第二章钢在加热时的转变1．说明A1、A3、Acm、Ａc1、，Ac3、Accm、Ａr1、Ａr3、Ａrcm各临界点的意义。

2．奥氏体形成的全过程经历了那几个阶段？简答各阶段的特点。

3．奥氏体的形核部位在哪里优先及条件？4．哪些因素影响（及如何影响）奥氏体的形成速度？其中最主要的因素是什么？5．为什么说钢的加热相变珠光体向奥氏体转变的过程受碳扩散的控制? 用图示加以说明。

6．粒状珠光体，片状珠光体（粗片状与细片状），回火马氏体转变为奥氏体时共转变速度有何差别？7．什么是奥氏体的起始晶粒度，实际晶粒度，本质晶粒度？8．为什么细晶粒钢强度高，塑性，韧性也好？9．钢件加热时欠热，过热，过烧有何不同？能否返修？10.奥氏体是高温相，在一般钢中冷却下来就已经不存在了，谈论Ａ体晶粒大小，还有什么实际意义？11.钢件加热时过热会造成什么不良后果？12. 什么是珠光体向奥氏体转变过热度？它对钢的组织转变有何影响？第三章珠光体转变与钢的退火和正火１．简述珠光体的形成过程。

２．什么是珠光体？性能如何？如何获得珠光体？３．珠光体有哪几种组织形态？片状珠光体的片间间距决定于什么？它对钢的性能有何影响？４．珠光体的形成条件、组织形态和性能方面有何特点？５．粒状珠光体，片状珠光体（粗片状与细片状），回火马氏体转变为奥氏体时共转变速度有何差别？６．亚共析钢中铁素体和过共析钢中渗碳体有哪几种组织形态？它们对性能有何影响？７．若共析钢加热到Ａ体状态，然后进行等温转变和连续冷却转变，均获得片状珠光体，但其组织特征有何区别？８．为什么说钢的珠光体转变过程受碳扩散的控制? 用图示加以说明。

９．分析渗碳体球化过程的机制和高碳钢要进行球化退火的原因。

１０．45钢制零件820℃加热后分别进行退火和正火，其显微组织有什么不同？性能有什么不同？１１．何谓球化退火？为什么过共析钢必须采用球化退火而不采用完全退火？１２．正火与退火的主要区别是什么？生产中应如何选择正火及退火？第四章马氏体转变１．钢中常见的马氏体形态和亚结构有哪几种？２．马氏体组织有哪几种基本类型？它们在形成条件、晶体结构、组织形态、性能有何特点？３．钢获得马氏体组织的条件是什么？与钢的珠光体相变，马氏体相变有何特点？４．条状Ｍ体和片状Ｍ体在强度，硬度，韧性等方面的性能差异如何？５．0.2%Ｃ，1.0%Ｃ钢淬火后的Ｍ体形态和亚结构有什么异同？６．钢中常见的马氏体形态和亚结构有哪几种？７．Ｍ体的强化机构有哪几个方面？８．Ｍs点位置高低有什么实际意义？它受哪些因素的影响？其中主要的因素是什么？９．淬火钢中Ａ残的存在有什么影响？决定Ａ残量的因素有哪些？在热处理操作上如何控制？１０．试分析如何通过控制热处理工艺因素提高中碳钢件和高碳钢件的强韧性。

热处理原理与工艺答案
热处理是一种通过加热和冷却来改变材料的性能和结构的金属加工工艺。

它在
工业生产中扮演着非常重要的角色，可以提高材料的硬度、强度、耐磨性和耐腐蚀性，同时还可以改善材料的加工性能和使用寿命。

下面我们将详细介绍热处理的原理和工艺答案。

首先，热处理的原理是基于材料的组织和性能随温度的变化而变化的基本规律。

通过加热和冷却的方式，可以改变材料的结构和性能，从而达到预期的效果。

热处理的原理包括晶粒长大、相变和残余应力的释放等。

晶粒长大是指在加热过程中，晶粒尺寸会随着温度的升高而增大，从而提高材料的塑性和韧性；相变是指在材料经历一定温度范围内的加热或冷却过程中，晶体结构发生改变，从而影响材料的硬度和强度；残余应力的释放是指在材料经历热处理后，内部的应力会得到释放，从而改善材料的稳定性和耐久性。

其次，热处理的工艺包括加热、保温和冷却三个阶段。

在加热阶段，材料会被
加热到一定温度，以促使晶粒长大和相变发生。

在保温阶段，材料会在一定温度下保持一段时间，以确保晶粒的长大和相变的充分进行。

在冷却阶段，材料会被快速冷却，以固定材料的组织和性能。

不同的材料和要求会采用不同的加热温度、保温时间和冷却速度，以达到最佳的热处理效果。

总之，热处理是一项非常重要的金属加工工艺，它通过改变材料的结构和性能，来满足不同的工程需求。

熟悉热处理的原理和工艺答案，可以帮助我们更好地选择和应用热处理工艺，从而提高材料的使用性能和延长使用寿命。

希望本文对您有所帮助，谢谢阅读。