河南大学2021年《金属与热处理》期末考试试题及答案

(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____________。

11．HT250是__________铸铁，250表示__________。

12．促进石墨化的元素有_________、_________，阻碍石墨化的元素有_____、_________。

13．铸铁的石墨化过程分为三个阶段，分别为__________、____________、__________。

14．可锻铸铁铸件的生产方法是先____________，然后再进行__________。

15．生产孕育(变质)铸铁选用___________作为孕育(变质)剂。

16．生产球墨铸铁选用____________作为球化剂。

17．灰口铸铁的机械性能主要取决于_______________。

18．机架和机床床身应选用_____________。

19．影响石墨化的主要因素是___________和_____________。

20.球墨铸铁的强度、塑性和韧性均较普通灰口铸铁高，这是因为_________________________________。

21．ZL110是____________合金，其组成元素为_____________。

22．HSn70-1是_________合金，其含Sn量为______________％。

23．QAl7是______________合金，其组成元素是__________________。

24．TC4是_____________型的_________________合金。

(三)是非题

1．调质钢的合金化主要是考虑提高其红硬性。 ( )

2．T8钢比T12和40钢有更好的淬透性和淬硬性。 ( )

3．要提高奥氏体不锈钢的强度，只能采用冷塑性变形予以强化。 ( )

4．高速钢反复锻造是为了打碎鱼骨状共晶莱氏体，使其均匀分布于基体中。 ( )

5．T8与20MnVB相比，淬硬性和淬透性都较低。 ( )

6．高速钢采用很高温度淬火，其目的是使碳化物尽可能多的溶入奥

氏体中，从而提高钢的硬性。 ( )

7．奥氏体不锈钢的热处理工艺是淬火后稳定化处理。 ( )

8．20CrMnTi与1Crl8Ni9Ti中的Ti都是起细化晶粒的作用。 ( )

9．铸铁可以经过热处理改变基体组织和石墨形态。 ( )

10．可锻铸铁在高温时可以进行锻造加工。 ( )

11．石墨化的第三阶段不易进行。 ( )

12．可以通过球化退火使普通灰口铸铁变成球墨铸铁。 ( )

13．球墨铸铁可以通过调质处理和等温淬火工艺提高其机械性能。 ( )

14．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. ( )

15．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。 ( )

16．灰铸铁的减震性能比钢好。 ( )

17．所有的铝合金都可以通过热处理予以强化。 ( )

18．铅黄铜加铅是为了提高合金的切削加工性。 ( )

19．ZChSnSb8-4是在软基体上分布硬颗粒的滑动轴承合金。 ( )

20．若铝合金的晶粒粗大，可以重新加热予以细化． ( )

(四)选择题

1．要制造直径25mm的螺栓，要求整个截面上具有良好的综合机械性能，应选用

(a)45钢经正火处理； (b)60Si2Mn钢经淬火和中温回火；

(c)40Cr钢经调质处理。

2．制造手用锯条应当选用：

(a) T12钢经淬火和低温回火；(b)Crl2Mo钢经淬火和低温回火；

(c)65钢淬火后中温回火。

3．高速钢的红硬性取决于：

(a) 马氏体的多少； (b)淬火加热时溶于奥氏体中的合金元素的量；

(c)钢中的碳含量

4．汽车、拖拉机的齿轮要求表面高耐磨性，中心有良好的强韧性，应选用：

(a) 20钢渗碳淬火后低温回火；(b)40Cr淬火后高温回火；

(c)20CrMnTi渗碳淬火后低温回火。

5．下列钢种中，以球化退火作为预备热处理的钢种是：

(a)40Cr； (b)20Cr； (c)16Mn； (d)GCrl5。

6．60Si2Mn钢的热处理工艺是：

(a)淬火和低温回火； (b)淬火和中温回火； (c)再结晶退火。

7．热锻模应选用：

(a)Crl2MoV淬火和低温回火；(b)5CrNiMo调质处理；(c)40Cr调质处理。

8．GCrl5钢中Cr的平均含量为；

(a)15%； (b)1.5%； (c)没有表示出来。

9．二次硬化属于：

(a)固溶强化；(b)细晶强化，(c)位错强化，(d)第二相强化。

10．欲制一耐酸容器，选用的材料和相应的热处理工艺应为：

(a) W18Cr4V，固溶处理； (b)1Crl8Ni9，稳定化处理；

(c)1Crl8Ni9Ti，固溶处理； (d)1Crl7，固溶处理。

11．0Crl8Ni9钢固溶处理的目的是：

(a)增加塑性； (b)提高强度： (c)提高耐蚀性。

12．下列钢中最易发生晶间腐蚀的是：

(a)0Crl8Ni9Ti； (b)0Crl8Ni9； (c)1Crl8Ni9； (d)1Crl8Ni9Ti。

13．下列钢中热处理时不产生二次硬化的是：

(a)W18Cr4V； (b)Crl2MoV； (c)3Cr2W8V； (d)5CrNiMo。

14．铸铁石墨化过程的第一，二、三阶段完全进行，其显微组织为：

（a）F十G； （b)F+P+G； (c)P十G。

15．铸铁石墨化过程的第一、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+G。

16．铸铁石墨化过程的第一、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+G。

17．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。

18．普通灰铸铁的机械性能主要取决于：

(a)基体组织； (b)石墨的大小和分布； (c)石墨化程度。

19．现有下列灰口铸铁，请按用途选材；

(a)HT250； (b)KTH350-10； (c)QT600-02。

①机床床身( )；

②汽车前后轮壳( )；

③柴油机曲轴( )。

20．灰口铸铁磨床床身薄壁处出现白口组织，造成切削加工困难。解决的办法是：

(a)改用球墨铸铁； (b)正火处理； (c)软化退火； (d)等温淬火。

21.在下列铸铁中可采用调质、等温淬火工艺方法获得良好综合机械性能的是：

(a)灰铸铁； (b)球墨铸铁； (c)可锻铸铁； (d)蠕墨铸铁。

22．HMn58-2中含Zn量为：

(a)0%； (b)2%； (c)58%； (d)40％。

23．ZChSnSb8-4是：

(a)铸造铝合金；(b)铸造黄铜；(c)铸造青铜；(d)滑动轴承合金。

24．LF5的：

(a)铸造性能好；(b)强度高；(c)耐蚀性好；(d)时效强化效果好。

25．对于可热处理强化的铝合金，其热处理方法为：

(a)淬火+低温回火；(b)完全退火，(c)水韧处理；(d)固溶+时效。

(五)综合分析题

1．说出Q235A，15，45，65，T8，T12等钢的钢类，含碳量，各举出一个应用实例。

2．下列零件或工具用何种碳钢制造：手锯锯条、普通螺钉、车床主轴。

3．为什么低合金高强钢用锰作为主要的合金元素?

4．试述渗碳钢和调质钢的合金化及热处理特点。

5．有两种高强螺栓，一种直径为10mm，另一种直径为30mm，都要求有较高的综合机械

性能：σb≥800MPa，αk≥25J/cm2。试问应选择什么材料及热处理工艺?

6．为什么合金弹簧钢以硅为重要的合金元素?为什么要进行中温回火?

7．轴承钢为什么要用铬钢?为什么对非金属夹杂限制特别严格?

8．简述高速钢的成分、热处理和性能特点，并分析合金元素的作用。

9．W18Cr4V钢的Ac1约为820℃，若以一般工具钢Ac1+30～50℃的常规方法来确定其淬火加热温度，最终热处理后能否达到高速切削刀具所要求的性能?为什么?其实际淬火温度是多少?W18Cr4V钢刀具在正常淬火后都要进行560℃三次回火，这又是为什么?

10．不锈钢的固溶处理与稳定化处理的目的各是什么?

11．试分析30CrMnTi钢和1Crl8Ni9Ti钢中Ti的作用。

12．试分析珠光体、马氏体和奥氏体耐热钢提高强度的主要手段。

13．试分析合金元素Cr在40Cr，GCrl5，CrWMn，1Crl3，1Crl8Ni9Ti，4Cr9Si2等钢中的作用。

14．试就下列四个钢号：20CrMnTi，65，T8，40Cr讨论如下问题：

a．在加热温度相同的情况下，比较其淬透性和淬硬性，并说明理由；

b．各种钢的用途，热处理工艺，最终的组织．

15．试画出经正常淬火后的W18Cr4V钢在回火时的回火温度与硬度的关系曲线。

17．20Cr钢渗碳零件，表层的金相组织为马氏体和网状渗碳体，心部为马氏体和大量块状铁素体，试问：

(1)表层和心部的马氏体形态如何?

(2)经过何种热处理才能得到这种组织?

18．用20CrMnTi制造的齿轮，经渗碳、淬火低温回火后，进行磨削加工。磨完后发现表面有很多磨削裂纹。在检查渗碳层金相组织时，发现表面有一薄层白色的马氏体组织，次层为回火索氏体，试解释这一现象。

20．吊环零件，原用进口图纸，选材为35钢，正火后使用，吊环尺寸庞大，重达296公斤，十分笨重。现改用低碳马氏体钢20CrMn2MoVA，淬火、低温回火后使用，重量较前减轻了两倍，只有98公斤，深受用户的欢迎。试从改进前后两种钢材热处理后的组织、性能分析大大减轻重量的原因。

21．试述铸铁的石墨形态对性能的影响。

22．某工厂轧制用的轧辊，采用铸铁制造，根据轧辊的工作条件，表面要求高硬度，因而希望表层为白口铁，由于轧辊还承受很大的弯曲应力，要求材料具有足够的强度和韧性，故希望心部为灰口铸铁，为了满足这些要求，铸铁的化学成分应如何选择?应采用什么方法铸造?

23．生产中出现下列不正常现象，应采取什么有效措施加以防止或改善?