机械工程材料复习题含答案

赵乾胜10机本一班1第一章金属学基础一、名词解释1过冷度实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度。2均质成核在一定条件下，从液态金属中直接产生，原子呈规则排列的结晶核心。3非均质成核是液态金属依附在一些未溶颗粒表面所形成的晶核。4冷变形金属在再结晶温度以下一定温度进行的塑性变形。5热变性金属加在再结晶温度以上一定温度进行的塑性变形。6加工硬化随着冷变形的增加，金属的强度、硬度增加；塑性、韧性下降的现象。7再结晶冷变形后的金属被加热到较高的温度时，破碎拉长的晶粒变成新的等轴晶粒。和变形前的晶粒形状相似，晶格类型相同，把这一阶段称为“再结晶”。8纤维组织在塑性变形中，随着变形量的增加，其内部各晶粒的形状将沿受力方向伸长，由等轴晶粒变为扁平形或长条形晶粒。当变形量较大时，晶粒被拉成纤维状，此时的组织称为“纤维组织”。9锻造流线在锻造时,金属的脆性杂质被打碎,顺着金属主要伸长方向呈碎粒状或链状分布；塑性杂质随着金属变形沿主要伸长方向呈带状分布,这样热锻后的金属组织称为锻造流线。10同素异构转变某些金属，在固态下随温度或压力的改变,发生晶体结构的变化，即由一种晶格转变为另一种晶格的变化，称为同素异构转变。11变质处理在液态金属结晶前，人为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。二、单选题1表示金属材料延伸率的符号是（A）ABCEDB2表示金属材料弹性极限的符号是（A）AEBSCBD13金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫（A）A强度B韧性C塑性D弹性4晶体中的位错属于（C）A体缺陷B面缺陷C线缺陷D点缺陷5在晶体缺陷中，属于线缺陷的有（B）A间隙原子B位错C晶界D缩孔6变形金属再结晶后，（D）A形成等轴晶，强度增大B形成柱状晶，塑性下降C形成柱状晶，强度增大D形成等轴晶，塑性升高7表示晶体中原子排列形式的空间格子叫做（B）A晶胞B晶格C晶粒D晶向8晶格中的最小单元叫做（A）A晶胞B晶体C晶粒D晶向赵乾胜10机本一班29属于（B）的金属有FE、铝、铜等A体心立方晶格B面心立方晶格C密排六方晶格D简单立方晶格10晶体结构属于体心立方的金属有（C）AFE、金、银、铜等B镁、锌、钒、FE等CFE、铬、钨、钼等DFE、铜、钨、铝等11晶体结构属于面心立方的金属有（A）AFE、铝、铜、镍等B镁、锌、钒、FE等C铬、钨、钼、铝等D铬、铜、钼、铝等12属于密排六方晶格的金属是（D）AFEBFECFEDMG13属于（A）的金属有FE、钨、铬等A体心立方B面心立方C密排六方D简单立方14CU属于（C）A密排六方结构金属B体心立方结构金属C面心立方结构金属D复杂立方结构金属15实际金属的结晶温度一般都（C）理论结晶温度A高于B等于C低于D都有可能16FE、铝、铜的晶格类型属于（D）A体心立方B简单立方C密排六方D面心立方17属于面心立方晶格的金属是（B）AFEBCUCFEDZN18在金属结晶时，向液体金属中加入某种难熔杂质来有效细化金属的晶粒，以达到改善其机械性能的目的，这种细化晶粒的方法叫做（B）A时效处理B变质处理C加工硬化D调质19金属的滑移总是沿着晶体中原子密度（B）进行A最小的晶面和其上原子密度最大的晶向B最大的晶面和其上原子密度最大的晶向C最小的晶面和其上原子密度最小的晶向D最大的晶面和其上原子密度最小的晶向20下面关于加工硬化的说法中正确的是（B）A由于塑性变形而使金属材料强度和韧性升高的现象B加工硬化是强化金属的重要工艺手段之一；C钢的加工硬化可通过500550的低温去应力退火消除；D加工硬化对冷变形工件成形没有什么影响。21每个体心立方晶胞中包含有（B）个原子。A1B2C3D422每个面心立方晶胞中包含有（D）个原子。A1B2C3D423属于面心立方晶格的金属有（C）。AFE，铜BFE，钒CFE，铜DFE，钒24属于体心立方晶格的金属有（B）。AFE,铝BFE,铬CFE,铝DFE,铬25在晶体缺陷中，属于点缺陷的有（A）。A间隙原子B位错C晶界D缩孔赵乾胜10机本一班326金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将BA越高B越低C越接近理论结晶温度D没变化27为细化晶粒，可采用BA快速浇注B加变质剂C以砂型代金属型D时效处理28铸锭剖面由表面到中心的晶粒特点依次为AA表面等轴粗晶粒层，中间柱状晶粒层，心部细晶粒层。B表面细晶粒层，中间柱状晶粒层，心部等轴粗晶粒层。C表面等轴粗晶粒层，中间细晶粒层，心部柱状晶粒层。D表面等轴粗晶粒层，中间柱状晶粒层，心部等轴粗晶粒层。29下列三种方法制造紧固螺栓，哪一种比较理想（B）。A直接用圆钢切削加工而成；B将圆钢局部镦粗，然后再加工；C用一厚钢板切削加工而成。30对重要受力零件，纤维组织的方向应该是与（C）。A最大正应力和最大剪应力平行；B最大正应力垂直和最大剪应力平行；C最大正应力平行和最大剪应力垂直。D最大正应力和最大剪应力垂直31表示金属材料屈服强度的符号是（B）AEBSCBD132表示金属材料抗拉强度的符号是（D）ABCEDB三、填空题（本大题共18小题，每小题2分，共36分）1常见金属的晶体结构有（体心立方晶格）、（面心立方晶格）与密排六方晶格。2晶体缺陷主要可分为（点缺陷）,（线缺陷）和面缺陷三类。3每个面心立方晶胞在晶核中实际含有（4）原子，致密度为（074）。4面缺陷主要指的是（晶界）和（亚晶界）。5最常见的线缺陷有（位错）和（挛晶）。6每个体心立方晶胞在晶核中实际含有（2）原子，致密度为（068）。7随着过冷度的增大，晶核形核率N（增大）,长大率G（增大）。8细化晶粒的主要方法有（提高过冷度）、（变质处理）和机械振动。9纯铁在1200时晶体结构为（面心立方晶格），在800时晶体结构为（体心立方晶格）。10金属的结晶过程是（形核）与（长大）的过程。11在工业生产中，金属的晶粒形状大都呈（等轴）状。12晶粒的大小取决于（形核）速率与（长大）速率。13钨在1000变形加工属于（冷）加工，锡在室温下变形加工属于（热）加工。（钨的熔点3410、锡的熔点232）14随着冷变形程度的增加，金属材料的强度、硬度（升高），塑性、韧性（下降）。15铸锭可由三个不同外形的晶粒区所组成，即（表面等轴粗晶粒区），（中间柱状晶粒区）和心部等轴晶粒区。赵乾胜10机本一班416金属塑性的指标主要有（延伸率）和（断面收缩率）两种。17常用测定硬度的方法有（布氏硬度）、（洛氏硬度）和维氏硬度测试法。18对重要受力零件，纤维组织的方向应该是与最大正应力（平行），与最大剪应力的剪切平面（垂直）。四、判断题（本大题共30小题，每小题1分，共30分）1金属的同素异构转变同样是通过金属原子的重新排列来完成的，故称其为再结晶。本题答案错误2室温下，金属晶粒越细，则强度越高，塑性越低。本题答案错误3在一般情况下，金属结晶后晶粒越细小，则其强度越好，而塑性和韧性越差。本题答案错误4晶粒度级数数值越大，晶粒越细。本题答案正确5间隙相的性能特点是硬度高，熔点低。本题答案错误6晶粒度级数数值越大，晶粒越粗。本题答案错误7再结晶过程是有晶格类型变化的结晶过程。本题答案错误8同一金属，结晶时冷却速度愈大，则过冷度愈大，晶粒越细小。本题答案正确9把在实际晶体中出现的刃型位错和螺型位错的缺陷叫做面缺陷。本题答案错误10把在实际晶体中出现的空位和间隙原子的缺陷叫做线缺陷。本题答案正确11衡量材料的塑性的指标主要有伸长率和断面收缩率。本题答案正确12钨、铁、锡的熔点分别为3410、1538、232，钨在1000、铁在900、锡在100OC下的变形加工均属于热加工。本题答案错误13冷变形强化是指金属材料在冷变形后，产生碎晶，位错密度增加，使其强度、硬度提高的现象。本题答案正确14体心立方晶格的致密度为074，面心立方晶格的致密度为068。所以，纯铁在发生同素异晶转变时，体积发生变化，从而产生一定的内应力。本题答案错误15在实际金属的结晶过程中，自发形核比非自发形核更重要，往往起优先的主导的作用。本题答案错误16金属结晶的必要条件是要有一定的过冷度。本题答案正确17非晶体具有各向异性。本题答案正确赵乾胜10机本一班518每个体心立方晶胞中实际包含有2个原子。本题答案正确19每个面心立方晶胞中实际包含有2个原子。本题答案错误20每个面心立方晶胞中实际包含有4个原子。本题答案正确21每个体心立方晶胞中实际包含有4个原子。本题答案错误22单晶体具有各向异性，多晶体具有各向同性。本题答案正确23晶体具有各向同性。本题答案错误24单晶体具有各向同性，多晶体具有各向异性。本题答案错误25物质从液体状态转变为固体状态的过程称为结晶。本题答案错误26金属结晶后晶体结构不再发生变化。本题答案错误27在金属的结晶中，随着过冷度的增大，晶核的形核率N和长大率G都增大，在N/G增大的情况下晶粒细化。本题答案正确28液态金属结晶时的冷却速度越快，过冷度就越大，形核率和长大率都增大，故晶粒就粗大。本题答案错误29物质从液体状态转变为固体状态的过程称为凝固。本题答案正确30液态金属冷却到结晶温度时，液态金属中立即就有固态金属结晶出来。本题答案错误六、简答题1液态金属结晶的必要条件是什么细化晶粒的途径有哪些晶粒大小对金属材料的机械性能有何影响答案液态金属结晶的必要条件是过冷度细化晶粒的途径有提高过冷度，如提高冷却速度和降低浇注温度。变质处理。机械振动、搅拌。晶粒大小对金属材料的机械性能的影响晶粒越细，金属材料的强度硬度越高，塑性和韧性越好2什么是加工硬化试分析加工硬化的利与弊。答案随着变形的增加，晶粒逐渐被拉长，直至破碎，这样使各晶粒都破碎成细碎的亚晶粒，变形愈大，晶粒破碎的程度愈大，这样使位错密度显著增加；同时细碎的亚晶粒也随着晶粒的拉长而被拉长。因此，随着变形量的增加，由于晶粒破碎和位错密度的增加，金属的塑性变形抗力将迅速增大，即强度和硬度显著提高，而塑性和韧性下降产生所谓“加工硬化”现象。金属的加工硬化现象会给金属的进一步加工带来困难，如钢板在冷轧过程中会越轧越硬，以致最后轧不动。另一方面人们可以利用加工硬化现象，来提高金属强赵乾胜10机本一班6度和硬度，如冷拔高强度钢丝就是利用冷加工变形产生的加工硬化来提高钢丝的强度的。加工硬化也是某些压力加工工艺能够实现的重要因素。3何谓金属的同素异构转变并以纯铁来说明。答案同一种金属元素随着外界条件（如温度、压力）的变化而转变成不同晶格类型的晶体结构，称为同素异构转变。如，纯铁，从液态经1538结晶后是体心立方晶格，称为FE。在1394以下转变为面心立方晶格，称为FE。冷却912到时又转变为体心立方晶格，称为FE。4用一冷拔钢丝绳吊装一大型工件入炉，并随工件一起加热到1000保温，保温后再次吊装工件时，钢丝绳发生断裂，试分析原因。答案因为钢丝绳经冷拔后发生了加工硬化，具有很高的强度和硬度，故可以用来吊装工件。当它随工件一起加热到1000保温后，钢丝绳内部发生了再结晶，其强度和硬度大幅度下降，塑性和韧性恢复到冷拔前的状态，因而当其再次吊装工件时，钢丝绳发生断裂。5分析铸锭结晶后可形成三个不同晶粒区的成因。答案金属浇入铸锭时，铸锭结液体金属注入锭模时，由于锭模温度不高，传热快，外层金属受到激冷，过冷度大，生成大量的晶核。同时模壁也能起非自发成核的作用。结果，在金属的表层形成一层厚度不大、晶粒很细的等轴细晶区；细晶区形成的同时，锭模温度升高，液态金属的冷却速度降低，过冷度减小，生核速度降低，但此时长大速度受到的影响较小，结晶过程进行的方式主要是，优先长大方向（即一次晶轴方向）与散热最快方向（一般为往外垂直模壁的方向）的反方向一致的晶核，向液体内部平行长大，结果形成柱状晶区；结晶进行到铸锭中心时，液相内外温度差减小，锭模已成为高温外壳，加上放出结晶潜热，使液态金属的冷却速度很快降低，过冷度大大减小，内部温度趋于均匀，散热逐渐失去方向性，进入过冷状态后，凝固成了等轴的粗晶粒。第二章合金相图一、名词解释1珠光体由铁素体和渗碳体组成的机械混合物。铁素体和渗碳体呈层片状。2奥氏体奥氏体是碳在FE中形成的间隙固溶体3铁素体铁素体是碳在FE中形成的间隙固溶体4固溶体合金组元通过相互溶解形成一种成分和性能均匀且结构与组元之一相同的固相称为固溶体。5固溶强化溶质原子溶入到溶剂晶格中形成固溶体，并使溶剂晶格产生畸变，而使金属的强度、硬度升高的现象称为固溶强化。6金属化合物合金的组元间发生相互作用形成的一种具有金属性质的新相，称为金属间化合物。7共晶反应指一定成分的液体合金，在一定温度下，同时结晶出成分和晶格均不相同的两种晶体的反应。8共析反应由特定成分的单相固态合金，在恒定的温度下，分解成两个新的，具有一定晶体结构的固相的反应。赵乾胜10机本一班79匀晶组成合金的组元在液态时无限互溶，在固态时也无限互溶，并形成单一的固溶体。2、选择题1铁素体是碳溶解在（A）中所形成的间隙固溶体。AFEBFECFEDFE2奥氏体是碳溶解在（B）中所形成的间隙固溶体。AFEBFECFEDFE3渗碳体是一种（C）。A固溶体B金属化合物C机械混合物D非金属化合物4在FEFE3C相图中，钢与铁的分界点的含碳量为（C）。A2B206C211D225莱氏体是一种（C）。A固溶体B金属化合物C机械混合物D单相组织金属6在FEFE3C相图中，ES线也称为（D）。A共晶线B共析线CA3线DACM线7在FEFE3C相图中，GS线也称为（C）。A共晶线B共析线CA3线DACM线8在FEFE3C相图中，共析线也称为（D）。AA1线BECF线CACM线DPSK线9珠光体是一种（C）。A固溶体B金属化合物C机械混合物D单相组织金属10在FEFE3C相图中，PSK线也称为（B）。A共晶线B共析线CA3线DACM线11FEFE3C相图中，共析线的温度为（D）。A724B725C726D72712在铁碳合金中，共析钢的含碳量为（B）。A067B077C08D08713根据FEFE3C平衡相图，含碳量为30的合金平衡冷却至750时的组织为（C）APFE3CLDBAFE3CLDCAFE3CLDDPFE3CLD1440钢中，珠光体的含量大约C。A20B35C50D7015固溶体的晶体结构（A）A与溶剂相同B与溶质相同C为其他晶型D都有可能16根据FEFE3C平衡相图，含碳量为30的合金平衡冷却至室温的组织为（D）APFE3CLDBAFE3CLDCAFE3CLDDPFE3CLD17根据FEFE3C平衡相图，含碳量为43的合金平衡冷却至室温的组织为（C）APFE3CLDBAFE3CLDCLDDLD18共晶成分的铁碳合金发生共晶反应时，其反应式为（C）ALFABAFFE3CCLAFE3CDAP19铁素体的机械性能特点是（C）A强度高、塑性好、硬度低B强度低、塑性差、硬度低C强度低、塑性好、硬度低D强度高、塑性好、硬度低赵乾胜10机本一班83、填空题1根据溶质原子在溶剂晶格中分布情况的不同，可将固溶体分为（置换固溶体）和（间隙固溶体）。2相是指合金中（具有相同的物理和化学性能）与（其他部分以界面分开的）均匀一致的组成部分。3合金的晶体结构大致可以有三种类型（固溶体），化合物和（机械混合物）。合金的基本相结构有（固溶体）和（化合物）两种类型。4组成合金的（），（）物质称为组元。5珠光体是（铁素体）和（渗碳体）混合在一起形成的机械混合物。6碳溶解在（FE）中所形成的（固溶体）称为铁素体。7在FEFE3C相图中，共晶点的含碳量为（43），共析点的含碳量为（077）。8低温莱氏体是（珠光体）和（渗碳体）组成的机械混合物。9高温莱氏体是（奥氏体）和（渗碳体）组成的机械混合物。10在FEFE3C相图中，共晶转变温度是（1148），共析转变温度是（727）。11碳在奥氏体中的溶解度随温度而变化，在1148时溶解度为（211），在727时达（077）。12填写下列组织的符号奥氏体（A,）、铁素体（F）、渗碳体（FE3C）、珠光体（P）、高温莱氏体（LD）13奥氏体和渗碳体组成的共晶组织称为（高温莱氏体），其含碳量为（43），当温度低于7237，转变为珠光体加渗碳体，又称为（低温莱氏体）。14碳在FE中的固溶体称为（铁素体），在FE中的固溶体称为（奥氏体）。其中溶碳能力大的是（奥氏体）四判断题1在铁碳合金平衡结晶过程中，只有碳质量分数为43的铁碳合金才能发生共晶反应。本题答案错误2合金元素在固态下彼此相互溶解或部分地溶解，而形成成分和性能均匀的固态合金称为金属化合物。本题答案错误3铁素体是碳溶解在FE中所形成的置换固溶体。本题答案错误4铁素体是碳溶解在FE中所形成的间隙固溶体。本题答案错误5渗碳体是一种不稳定化合物，容易分解成铁和石墨。本题答案错误6GS线表示由奥氏体冷却时析出铁素体的开始线，通称ACM线。本题答案错误7奥氏体是碳溶解在FE中所形成的间隙固溶体。本题答案正确8ES线是碳在奥氏体中的溶解度变化曲线，通称ACM线。本题答案正确9ES线是碳在奥氏体中的溶解度变化曲线，通称A1线。本题答案错误赵乾胜10机本一班910奥氏体是碳溶解在FE中所形成的置换固溶体。本题答案错误11在FEFE3C相图中的ES线是碳在奥氏体中的溶解度变化曲线，通常称为A3线。本题答案错误12共析钢结晶的过程是LLAAP。本题答案正确13GS线表示由奥氏体冷却时析出铁素体的开始线，通称A1线。本题答案错误14铸铁在室温下的相组成物是铁素体和渗碳体。本题答案正确15铁素体是碳溶解在FE中所形成的间隙固溶体。本题答案正确16过共析钢缓冷到室温时，其平衡组织由铁素体和二次渗碳体组成。本题答案错误17过共析钢缓冷到室温时，其平衡组织由珠光体和二次渗碳体组成。本题答案正确18奥氏体是碳溶解在FE中所形成的间隙固溶体。本题答案错误19ES线表示由奥氏体冷却时析出铁素体的开始线，通称ACM线。本题答案错误20GS线表示由奥氏体冷却时析出铁素体的开始线，通称A3线。本题答案正确21金属化合物的性能特点时硬度高，熔点低、脆性大。本题答案错误22在亚共析钢平衡组织中，随含碳量的增加，则珠光体量增加，而二次渗碳体量在减少本题答案错误23合金中各组成元素的原子按一定比例相互作用而生成的一种新的具有金属特性的物质称为固溶体。本题答案错误24在铁碳合金平衡结晶过程中，只有碳质量分数为077的铁碳合金才能发生共析反应。本题答案错误25在亚共析钢中含碳量越多，则其组织中的珠光体量减少，而铁素体量在增多。本题答案错误26铁碳合金的室温的相组成为铁素体和渗碳体。本题答案正确27在过共析钢中含碳量越多，则其组织中的珠光体量减少，而铁素体量在增多。本题答案错误28一个合金的室温组织为，它由三相组成。本题答案错误29亚共析钢的冷却转变过程是LLAAAFE3CPFE3C本题答案错误3045钢冷却过程中组织转变是LLAAAFPF赵乾胜10机本一班10本题答案正确31过共析钢结晶的过程是LLAAAFE3CPFE3C。本题答案正确32T12钢冷却过程中组织转变是LLAAAFE3CPFE3C本题答案正确33莱氏体的含碳量为669。本题答案错误34珠光体的含碳量为077。本题答案正确35珠光体的含碳量为669。本题答案错误36铁素体是碳在FE中的间隙固溶体。本题答案错误37亚共析钢缓冷到室温时，其平衡组织由铁素体和二次渗碳体组成。本题答案错误5简答题（本大题共24小题，每小题10分，共240分）1、根据铁碳合金相图填表本题答案钢号温度显微组织温度显微组织温度显微组织20700FP800FA920A45700FP750FA850AT12700PFE3C780AFE3C920A2合金中固溶体和金属间化合物在结构和性能上有什么主要差别答案在结构上固溶体的晶体结构与溶剂的结构相同，而金属间化合物的晶体结构不同于组成它的任一组元，它是以分子式来表示其组成。在性能上形成固溶体和金属间化合物都能强化合金，但固溶体的强度、硬度比金属间化合物低，塑性、韧性比金属间化合物好，也就是固溶体有更好的综合机械性能。3铁碳合金中基本相有哪几相答案铁碳合金中基本相有3个铁素体（F）,奥氏体（A）,渗碳体（FE3C）4铁碳合金中基本组织是哪些并指出哪个是单相组织、哪个是双相混合组织。答案铁碳合金中基本组织有6个F,A,FE3C,P,LD,LD单相组织有3个F,A,FE3C双相混合组织有3个P,LD,LD5试写出T12钢冷却时的结晶过程转变表达式，计算该钢在室温下的组织组成物的相对百分含量，并估算此钢的大致硬度。已知珠光体的大致硬度是240HB，渗碳体的大致硬度是800HB答案（1）结晶过程转变表达式LLAAAFE3CPFE3C（2）T12钢室温下组织为P，FE3C赵乾胜10机本一班11计算珠光体和二次渗碳体的相对百分含量MP（66712）/（667077）10093MFE3C1937（3）此碳钢的大致硬度为9324078002792HB6二块钢样，退火后经显微组织分析，其组织组成物的相对含量如下第一块珠光体占40，铁素体60。第二块珠光体占95，二次渗碳体占5。试问它们的含碳量约为多少（铁素体含碳量可思略不计）答案第一块WC400770308第二块WC9507756671087写出铁碳相图上共晶和共析反应式及反应产物的名称。答案共晶反应LELDAFE3C。产物名称高温莱氏体共析反应ASPFFE3C。产物名称珠光体8请填写出FEFE3C相图上17处的组织。本题答案1LA；2LFE3C；3A；4PF；5PFE3C；6LDPFE3C；7LDFE3C9试分析含碳量为06的铁碳含金在室温下相的相对含量和组织相对含量。本题答案（1）室温下组织为P和FMP06/07710078MF17822（2）室温下相为F和FE3CMF（66706）/66710091MFE3C191910结合FEFE3C相图指出A1、A3和ACM代表哪个线段，并说明该线段表示的意思。答案A1即PSK线，共析转变线，在这条线上发生共析转变，转变产物为珠光体赵乾胜10机本一班12A3即GS线，奥氏体冷却时析出铁素体的开始线ACM即ES线，碳在奥氏体中的溶解度曲线11试计算退火状态的T10钢珠光体和二次渗碳体的相对含量，并估算此碳钢的大致硬度。（已知珠光体的大致硬度是240HB，渗碳体的大致硬度是800HB）答案（1）T10钢室温下组织为P，FE3C（2）计算退火状态的T10钢珠光体和二次渗碳体的相对含量MP（66710）/（667077）10096MFE3C1964（2）此碳钢的大致硬度为9624048002624HB12二块钢样，退火后经显微组织分析，其组织组成物的相对含量如下第一块珠光体占30，铁素体70；第二块珠光体占93，二次渗碳体占7。试问它们的含碳量约为多少（铁素体中含碳量可忽略不计）答案（1）第一块WC30077023（2）第二块WC80077206671213一块钢样，退火后经显微组织分析，其组织组成物的相对含量如下珠光体占40，铁素体60。请问它的含碳量约为多少试写出该钢在冷却过程中的组织转变表达式。（铁素体含碳量可忽略不计）本题答案（1）此钢含碳量大约为WC400770308（2）转变表达式LLAAAFPF14根据FEFE3C相图计算20钢和T12钢室温下组织组成物的相对质量百分比（铁素体含碳量忽略不计）。答案（1）20钢室温下组织为P和FMP02/07710021MF12179（2）T12钢室温下组织为P和FE3CMP（66712）/（667077）10093MFE3C193715根据FEFE3C相图计算60钢和T10钢室温下组织组成物的相对质量百分比（10分）（铁素体含碳量忽略不计）答案（1）60钢室温下组织为P和FMP06/07710078MF17822（2）T10钢室温下组织为P和FE3CMP（66710）/（667077）10096MFE3C19641645钢退火状态，已知其珠光体硬度240HB，试计算45钢的硬度并估算其强度。本题答案（1）室温下组织为P和FMP045/07710058赵乾胜10机本一班13MF15842（2）此碳钢的大致硬度为5824042801728HB（3）此碳钢的大致强度为B351728605MPA17某退火态的碳钢，经金相分析，其组织为珠光体和二次渗碳体，二次渗碳体约占75，问此钢材含碳量大约是多少可能是哪种牌号的钢（10分）本题答案（1）此钢含碳量大约为WC925077756671212（2）可能是T12钢18试计算20钢退火态室温下组织相对含量，并估算其硬度。已知铁素体的硬度80HB,珠光体的硬度240HB。（10分）本题答案20钢（1）室温下组织为P和FMP02/07710021MF12179（2）大此钢致硬度为2124079801136HB19铁碳合金室温基本相有哪几相铁碳合金室温基本组织是哪些本题答案（1）室温基本相F和FE3C（2）室温基本组织F，P，FE3C，LD20下图为铁碳合金相图，请回答下列问题共10分1）相图中液相线为，固相线为。（2分）2）图中ECF线为线，成分在EF范围间的合金在会发生反应，反应产物叫。（4分）3）图中PSK线为线，成分在PK范围间的合金在会发生反应，反应产物叫。（4分）答案1ACD，AECF2共晶，1148，共晶，高温莱氏体3共析，727，共析，珠光体21已知A（熔点600）与B500在液态无限互溶；在固态300时A溶于B的最大溶解度为30，室温时为10，但B不溶于A；在300时，含40B的液态合金发生共晶反应。现要求赵乾胜10机本一班141）作出AB合金相图；2）分析20A,45A,80A等合金的结晶过程，并确定室温下的组织组成物和相组成物的相对量。本题答案（1）（2）20A合金如图中合金在1点以上全部为液相，当冷至1点时，开始从液相中析出固溶体，至2点结束，23点之间合金全部由固溶体所组成，但当合金冷到3点以下，由于固溶体的浓度超过了它的溶解度限度，于是从固溶体中析出二次相A，因此最终显微组织AMA（9080/90）10011M1A89相组成物AMA（9080/90）10011M1A8945A合金如图中合金在1点以上全部为液相，冷至1点时开始从液相中析出固溶体，此时液相线成分沿线BE变化，固相线成分沿BD线变化，当冷至2点时，液相线成分到达E点，发生共晶反应，形成（A）共晶体，合金自2点冷至室温过程中，自中析出二次相A，因而合金室温组织AA相组成物A组织M（A）（7055）/7040）10050M1M（A）70/100100507010035A1M（A）M1503515相MA（9055）/9010050M1A5080A合金如图中合金在1点以上全部为液相，冷至1点时开始从液相中析出A，此时液相线成分沿AE线变化，冷至2点时，液相线成分到达点，发生共晶反应，形成A共晶体，因而合金的室温组织AA相组成物A组织MA（4020）/4010050MA1A50相A（9020）/90100781A22赵乾胜10机本一班1522某合金相图如图所示。1）试标注空白区域中存在相的名称；2）指出此相图包括哪几种转变类型；3）说明合金的平衡结晶过程及室温下的显微组织。本题答案1L2匀晶转变；共析转变3）合金在1点以上全部为液相,冷至1点时开始从液相中析出固溶体至2点结束,23点之间合金全部由固溶体所组成,3点以下,开始从固溶体中析出固溶体,冷至4点时合金全部由固溶体所组成,45之间全部由固溶体所组成,冷到5点以下,由于固溶体的浓度超过了它的溶解度限度,从中析出第二相固溶体,最终得到室稳下的显微组织23有形状、尺寸相同的两个CUNI合金铸件，一个含90NI，另一个含50NI,铸后自然冷却，问哪个铸件的偏析较严重本题答案含50NI的CUNI合金铸件偏析较严重。在实际冷却过程中，由于冷速较快，使得先结晶部分含高熔点组元多，后结晶部分含低熔点组元多，因为含50NI的CUNI合金铸件固相线与液相线范围比含90NI铸件宽，因此它所造成的化学成分不均匀现象要比含90NI的CUNI合金铸件严重。24根据FEFE3C相图，说明产生下列现象的原因1）含碳量为10的钢比含碳量为05的钢硬度高；2）在室温下，含碳08的钢其强度比含碳12的钢高；3）在1100，含碳04的钢能进行锻造，含碳40的生铁不能锻造；赵乾胜10机本一班164）绑轧物件一般用铁丝（镀锌低碳钢丝），而起重机吊重物却用钢丝绳（用60、65、70、75等钢制成）；5）钳工锯T8，T10，T12等钢料时比锯10，20钢费力，锯条容易磨钝；6）钢适宜于通过压力加工成形，而铸铁适宜于通过铸造成形。本题答案1）含碳量为10的钢比含碳量为05的钢硬度高；钢中随着含碳量的增加，渗碳体的含量增加，渗碳体是硬脆相，因此含碳量为10的钢比含碳量为05的钢硬度高。2）在室温下，含碳08的钢其强度比含碳12的钢高；答因为在钢中当含碳量超过10时，所析出的二次渗碳体在晶界形成连续的网络状，使钢的脆性增加，导致强度下降。因此含碳08的钢其强度比含碳12的钢高。3）在1100，含碳04的钢能进行锻造，含碳40的生铁不能锻造；答在1100时，含碳04的钢的组织为奥氏体，奥氏体的塑性很好，因此适合于锻造；含碳40的生铁的组织中含有大量的渗碳体，渗碳体的硬度很高，不适合于锻造。4）绑轧物件一般用铁丝（镀锌低碳钢丝），而起重机吊重物却用钢丝绳（用60、65、70、75等钢制成）；答绑轧物件的性能要求有很好的韧性，因此选用低碳钢有很好的塑韧性，镀锌低碳钢丝；而起重机吊重物用钢丝绳除要求有一定的强度，还要有很高的弹性极限，而60、65、70、75钢有高的强度和高的弹性极限。这样在吊重物时不会断裂。5）钳工锯T8，T10，T12等钢料时比锯10,20钢费力，锯条容易磨钝；答T8，T10,T12属于碳素工具钢，含碳量为08，10，12，因而钢中渗碳体含量高，钢的硬度较高；而10,20钢为优质碳素结构钢，属于低碳钢，钢的硬度较低，因此钳工锯T8，T10,T12等钢料时比锯10,20钢费力，锯条容易磨钝。6）钢适宜于通过压力加工成形，而铸铁适宜于通过铸造成形。答因为钢的含碳量范围在002214之间，渗碳体含量较少，铁素体含量较多，而铁素体有较好的塑韧性，因而钢适宜于压力加工；而铸铁组织中含有大量以渗碳体为基体的莱氏体，渗碳体是硬脆相，因而铸铁适宜于通过铸造成形。六、实验分析题1实验中观察了20钢、45钢、T8钢金相组织，其金相照片如下，试指出各照片的钢号，并用箭头标明图中各组织名称，分析比较三种钢的力学性能（B、HB、K）。（15分）本题答案（1）金相照片对应的钢号及各组织如下图（2）三种钢的力学性能比较如下B和HB由大到小依次为T8，45，20和K由大到小依次为20，45，T82实验中观察了工业纯铁、45钢、T12钢金相组织，其金相照片如下，试指出各照片的钢号，并用箭头标明图中各组织名称（10分），并计算T12钢中珠光体和FE3C的相对含量（10）。赵乾胜10机本一班17本题答案（1）金相照片对应的钢号及各组织如下图（2）计算T12钢中珠光体和FE3C的相对含量MP（66712）/（667077）10093MFE3C1937第三章钢的热处理自主测试一、名词解释（本大题共13小题，每小题3分，共39分）1淬透性钢在淬火时获得马氏体的能力，也反映了钢在一定条件下淬火时获得淬透层深度大小的能力，它是钢的固有属性。2调质处理淬火加高温回火以获得综合力学性能好的回火索氏体的热处理工艺操作即为调质处理。3本质晶粒度本质晶粒度根据标准试验方法，在93010保温足够时间（35小时）后测定的钢中晶粒的大小。4马氏体马氏体是碳在FE中的过饱和固溶体。5回火索氏体回火索氏体是马氏体在高温回火时形成的铁素体和粒状碳化物（包括渗碳体）的机械混合物。1过冷奥氏体在临界温度（A1）以下存在的不稳定的且将要发生转变的奥氏体，称为过冷奥氏体。赵乾胜10机本一班182淬火临界冷却速度保证过冷奥氏体不发生分解而全部转变成马氏体的最小冷却速度。3正火正火就是将钢加热至AC3亚共析钢或ACCM（过共析钢）以上3050保温，完成奥氏体转变，然后在空气中冷却并完成组织转变的一种热处理操作。4完全退火完全退火是将亚共析钢工件加热至AC3以上3050保温，完成奥氏体转变，然后随炉缓慢冷却至500以下取出，在空气中冷至室温的一种操作。5球化退火球化退火是将过共析钢工件加热至AC1以上2040保温后，随炉缓慢冷却至500再出炉空冷的一种热处理操作。1淬硬性淬硬性是指钢在淬火时的硬化能力，用淬火后马氏体所能达到的最高硬度表示。2冷处理冷处理是指钢件淬火冷却到室温后，继续在0以下的介质中冷却以减少残余奥氏体的热处理工艺。3回火将淬火钢重新加热到A1点以下的某一温度，保温一定时间后，冷却到室温的一种热处理工艺即为回火。二、选择题1钢的低温回火的温度为（D）。A550B450C350D2502可逆回火脆性的温度范围是（D）。A150200B250400C400500D5006503不可逆回火脆性的温度范围是（B）。A150200B250400C400550D5506504加热是钢进行热处理的第一步，其目的是使钢获得（B）。A均匀的基体组织B奥氏体组织C均匀的珠光体组织D均匀的马氏体组织1钢的高温回火的温度为（A）。A500B450C400D3502碳钢的中温回火的温度为（A）。A400B300C250D2003碳钢的淬火工艺是将其工件加热到一定温度，保温一段时间，然后采用的冷却方式是（D）。A随炉冷却B在风中冷却C在空气中冷却D在水中冷却4正火是将工件加热到一定温度，保温一段时间，然后采用的冷却方式是（C）。A随炉冷却B在油中冷却C在空气中冷却D在水中冷却1完全退火主要用于（A）。A亚共析钢B共析钢C过共析钢D所有钢种2共析钢在奥氏体的连续冷却转变产物中，不可能出现的组织是（C）。APBSCBDM3退火是将工件加热到一定温度，保温一段时间，然后采用的冷却方式是（A）。A随炉冷却B在油中冷却C在空气中冷却D在水中冷却4钢的本质晶粒度是指（C）。A钢在加热过程中刚完成奥氏体转变时的奥氏体晶粒大小B钢在各种具体热加工后的奥氏体晶粒大小C钢在规定加热条件下奥氏体晶粒长大倾向性的高低D钢在供应状态下的晶粒大小1T8钢加热为奥氏体后，在580等温转变完成后的组织为（B）。A贝氏体B托氏体C马氏体D珠光体2下面几种说法中正确的是（C）。赵乾胜10机本一班19A软氮化又称低温氮碳共渗，是以渗碳为主的一种热处理工艺。B调质处理就是调整钢的成分，从而改变钢的性能的一种热处理工艺。C生产中对精密量具采用冷处理，即将工件淬火冷却至室温后，随即放在零度以下的冷却介质中冷却的一种处理方法。D渗碳工件渗碳之后必须进行淬火高温回火才能保证心部的高韧性和表面的高硬度。3若合金元素能使C曲线右移，钢的淬透性将（C）。A有时提高有时降低B降低C提高D不变4奥氏体向珠光体的转变是（B）。A非扩散型转变B扩散型转变C半扩散型转变D切变型转变1钢经调质处理后获得的组织是（D）。A回火马氏体B回火托氏体C下贝氏体D回火索氏体2下贝氏体是由（B）转变来的。A珠光体B奥氏体C马氏体D索氏体3马氏体的硬度主要取决于（C）。A冷却介质B加热温度C碳含量D合金元素含量4亚共析钢的正常淬火加热温度是（C）。AAC1以上3050BAC3以下3050CAC3以上3050DACCM以上30501球化退火主要用于（C）。A低碳钢B中碳钢C高碳钢D各种含碳量的钢2钢在淬火后获得的马氏体组织的粗细主要取决于（B）。A奥氏体的本质晶粒度B奥氏体的实际晶粒度C奥氏体的起始晶粒度D奥氏体的含碳量3过共析钢的正常淬火加热温度是（C）。AACCM以上3050BAC1以下3050CAC1以上3050DAC3以上30504T12钢的正火处理就是将钢加热到（B）保温，然后空冷的工艺操作。AAC1以上3050BACCM以上3050CACCM以下3050DAC3以上30501T12钢的淬火处理就是将钢加热到（D）保温，然后水冷的工艺操作。AAC1以下3050BACCM以上3050CAC3以下3050DAC1以上30502粗加工前，为改善20钢切削加工性，应进行（A）。A正火处理B退火处理C调质处理D渗碳处理3共析钢加热到AC13050，水冷后组织为（D）。A马氏体贝氏体B马氏体铁素体残余奥氏体C贝氏体残余奥氏体D马氏体残余奥氏体4为消除T12钢中严重的网状FE3C组织，应进行（A）。A正火处理B球化处理C调质处理D表面淬火处理1小试样的亚共析钢加热到AC1AC3之间某温度，水冷后组织为（D）。A马氏体珠光体B马氏体残余奥氏体C马氏体渗碳体残余奥氏体D马氏体铁素体残余奥氏体2下列材料中，淬硬性高的是（B）。A45B9SICRC12CR2NI4WAD20CRMNTI3钢的回火处理是在（C）。A退火后进行B正火后进行C淬火后进行D淬火前进行4共析钢过冷奥氏体在550350等温转变时，所形成的组织是（D）。赵乾胜10机本一班20A索氏体B马氏体C下贝氏体D上贝氏体1钢的淬透性主要决定于（C）。A冷却介质B加热温度C淬火临界冷却速D工件大小2中碳碳钢淬火后再经560的温度下回火，组织为（A）。A回火索氏体B回火托氏体C回火马氏体D奥氏体3中碳碳钢淬火后再经180的回火，组织为（C）。A回火索氏体B回火屈氏体C回火马氏体残余奥氏体D回火马氏体碳化物4（B）主要用于各种弹簧淬火后的处理。A低温回火B中温回火C高温回火D调质处理1渗碳工件最终热处理是（C）。A淬火高温回火渗碳B渗碳淬火高温回火C渗碳淬火低温回火D淬火低温回火渗碳2下列材料中，淬透性高的是（B）。A38CRMOALBW18CR4VC45钢D20钢3在连续冷却和等温冷却中都能获得贝氏体组织的碳钢成分是（D）。A各种成分的碳钢B共析钢C过共析钢D亚共析钢4直径为10MM的45钢小轴的常规淬火温度大约为（B）（AC3780）A750B840C920D12701淬硬性好的钢具有（C）。A高的合金元素含量B低的合金元素含量C高的含C量D低的含C量2T8钢加热为奥氏体后，在230350的的温度区间等温转变完成后的组织为（D）。A上贝氏体B托氏体C马氏体D下贝氏体3共析钢的过冷奥氏体在600650的温度区间等温转变时，所形成的组织是（A）。A索氏体B下贝氏体C上贝氏体D马氏体三、判断题（本大题共53小题，每小题1分，共53分）1完全退火是将低碳钢工件加热到ACM以上3050，保温一定的时间后，随炉缓慢冷却的一种热处理工艺。本题答案错误2渗氮处理是将活性氮原子渗入工件表层，然后再进行淬火和低温回火的一种热处理方法。本题答案错误3马氏体转变温度区的位置主要与钢的化学成分有关，而与冷却速度无关。本题答案正确4淬火临界冷却速度是指过冷奥氏体向马氏体转变的最快的冷却速度。本题答案错误5弹簧经淬火和中温回火后的组织是回火索氏体。本题答案错误6低碳钢和某些低碳合金钢，经正火后能获得合适的硬度，改善切削加工性。本题答案正确7完全退火主要应用于过共析钢。本题答案错误赵乾胜10机本一班218去应力退火是将工件加热到AC3线以上，保温后缓慢地冷却下来的热处理工艺。本题答案错误1降低硬度的球化退火主要适用于过共析钢。本题答案正确2在生产中，习惯把淬火和高温回火相结合的热处理方法称为变质处理。本题答案错误3除钴之外，其它合金元素溶于奥氏体后，均能增加过冷奥氏体的稳定性，使C曲线左移。本题答案错误4马氏体硬度主要取决于马氏体中的合金含量。本题答案错误5晶粒度是用来表示晶粒可承受最高温度的一种尺度。本题答案错误6钢件的最终性能既取决于钢的化学成分，又取决于钢的热处理。本题答案正确7钢的热处理是通过加热，保温和冷却，以改变钢的形状，尺寸，从而改善钢的性能的一种工艺方法。本题答案错误8热处理的加热，其目的是使钢件获得表层和心部温度均匀一致。本题答案错误1过共析钢完全退火后能消除网状渗碳体。本题答案错误2淬火钢在某些温度区间回火时，钢的韧性值明显降低，这种现象称为回火脆性。本题答案正确3调质钢经淬火和高温回火后的组织是回火马氏体。本题答案错误4马氏体转变的MS和MF温度线，随奥氏体含碳量增加而上升。本题答案错误5钢的淬透性高，则其淬透层的深度一定越大。本题答案错误6当奥氏体向马氏体转变时，体积要膨胀。本题答案正确7当共析成分的奥氏体在冷却发生珠光体转变时，温度越低，则转变产物组织越细。本题答案正确8马氏体的硬度取决于碳含量。本题答案正确1钢的淬透性高，则其淬透层的硬度也越大。本题答案错误2同一种钢材在相同的加热条件下，水淬比油淬的淬透性好，小尺寸零件比大尺寸零件的淬透性好本题答案错误3渗碳处理后的工件可直接交付使用。本题答案错误4渗碳件经淬火处理后用布氏硬度计测量表层硬度。赵乾胜10机本一班22本题答案错误5在相同的工艺条件下，钢的淬透性高，则其淬透层的深度也越大。本题答案正确6当共析成分的奥氏体在冷却发生珠光体转变时，温度越低，其转变产物组织越粗。本题答案错误7经退火后再高温回火的钢，能得到回火S组织，具有良好的综合机械性能。本题答案错误8渗碳工件的处理是将活性碳原子渗入工件表层，然后再进行淬火和高温回火。本题答案错误1回火索氏体的组织特征是在铁素体基体上均匀分布着细粒状渗碳体。本题答案正确2马氏体的硬度取决于淬火时的冷却速度。本题答案错误3奥氏体向马氏体的转变是扩散型转变。本题答案错误4淬火变形和开裂是由于热应力和相变应力复合作用的结果。当淬火内应力大于钢的屈服极限时工件发生变形，大于钢的抗拉强度时工件发生开裂。本题答案正确5锻造后的T12钢为了改善切削加工性能，要进行正火处理。本题答案错误6去应力退火一般在A1以下进行，因此该退火过程是没有相变的。本题答案正确7调质处理就是调整钢的成分，从而改变钢的性能的一种热处理工艺。本题答案错误8软氮化又称低温氮碳共渗，是以渗氮为主的一种热处理工艺。本题答案正确1渗碳处理是将活性碳原子渗入工件表层，然后再进行淬火和低温回火的一种热处理方法。本题答案正确2渗氮钢的热处理是将活性氮原子渗入工件表层，然后再进行淬火和高温回火。本题答案错误3表面淬火既能改变钢的表面化学成分，也能改善心部的组织和性能。本题答案错误4钢的热处理是通过加热，保温和冷却，以改变钢的组织，从而改善钢的性能的一种工艺方法。本题答案正确5本质细晶粒钢在加热后的实际晶粒一定比本质粗晶粒钢细。本题答案错误6在室温下，退火态T12钢的强度和硬度比退火态T8钢的强度和硬度高些。本题答案错误