金属学及热处理题.doc

一、填空1、金属材料的性能一般分为两类，一类是使用性能，它包括 力学性能 、 物理性能 和 化学性能 等，另一类是工艺性能，它包括 铸造性能 、 锻造性能 、焊接性能和 .切削加工性能 等。2、强度是指金属材料在 静 载荷作用下，抵抗 塑性变形 或 断裂 的能力，常用衡量指标有 屈服点 和 抗拉强度 ，分别用符号 和 表示。3、有一钢试样其横截面积为100mm2，已知钢试样的s=314Mpa, b=530Mpa。拉伸试验时，当受到拉力为 100*314 时，试样出现屈服现象，当受到拉力为 100*530 时，试样出现缩颈。4、金属材料在断裂前产生 塑性变形 _的能力称为塑性。金属材料的 伸长率 和 断面收缩率 的数值越大，表示材料的塑性越好。5、硬度符号的含义HRC是_洛氏硬度（金刚石圆锥压头）_ HBW是_布氏硬度（硬质合金钢球压头）_HV是_维氏硬度_ 二、判断（正确打“”，错误打“”）1、所有金属材料在拉伸试验时都会出现显著的屈服现象。（ 错 ）2、洛氏硬度值无单位。（ 对 ）3、做布氏硬度试验时，当试验条件相同时，其压痕直径越小，材料的硬度越低。（ 错 ）4、材料对小能量多次冲击抗力的大小主要取决于材料的强度和塑性。（ 对 ）5、布氏硬度测量法不宜于测量成品及较薄零件。（ 对 ）6、洛氏硬度值是根据压头压入被测定材料的压痕深度得出的。（ 对）三、选择（将正确答案填入括号内）1、拉伸试验时，试样拉断前所能承受的最大应力称为材料的（B ）。A、屈服点 B、抗拉强度 C、弹性极限2、做疲劳试验时，试样承受的载荷为（ C ）。A、静载荷 B、冲击载荷 C、循环载荷3、洛氏硬度C标尺所用的压头是（ B ）。A、淬硬钢球 B、金刚石圆锥体 C、硬质合金球4、金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力称为（ C ）。A、塑性 B、硬度 C、强度5、用拉伸试验可测定材料的（ A ）性能指标。A、强度 B、硬度 C、韧性6、检验成品钻头的硬度应该选_B_试验法，其符号是_C_。 A 、布氏硬度 B、 洛氏硬度 C、 HRC D、 HBS7、材料的_B_越好，则可锻性越好。A、强度 B、塑性 C、硬度四、名词解释抗拉强度-试样在拉断前所承受的最大应力称为抗拉强度五、简答 什么是金属的力学性能？金属的力学性能包括哪些？金属在力的作用下所显示的弹性和非弹性反应相关或涉及应力应变关系的性能。包括强度、塑性、硬度、疲劳强度、冲击韧度。第二章 金属的晶体结构与结晶了解纯金属的结晶过程，了解常见金属晶格类型掌握常用细化晶粒方法，了解实际金属的晶体缺陷掌握纯铁的同素异构转变一、填空：1、金属的结晶过程是由 不断形成晶核 和 晶核不断长大 两个基本过程组成的。2、生产中常用细化晶粒的方法有 增加过冷度 、 变质处理 和_振动处理。3金属在固态下随温度的改变由一种晶格转变为另一种晶格的变化称为同素异构转变。4、理论结晶温度 与 实际结晶温度 之差称为过冷度。过冷度的大小与 冷却速度 有关_冷却速度_越快，金属的实际结晶温度越 快 ，过冷度也就越大。5、金属液结晶的必要条件是_过冷_。二、判断：1、金属的实际结晶温度均低于理论结晶温度。（ 对 ）2、金属结晶时过冷度越大，结晶后晶粒越粗。（ 错 ）3、一般说，晶粒越细小，金属材料的力学性能越好。（ 对 ）二、名词解释 金属的同素异构转变-金属在固态下随温度的改变由一种晶格转变为另一种晶格的变化称为同素异构转变。第三章 金属的塑性变形与再结晶(选学)了解金属的塑性变形， 理解冷塑性变形对金属组织和性能的影响， 了解回复与再结晶，了解金属的热塑性变形题库：选学可不考第四章 合金的晶体结构与结晶建立合金的概念，了解二元合金相图的建立，了解匀晶相图和共晶相图一般分析方法掌握合金组织的基本类型，固溶体、金属化合物的结构和性能特点一、填空：1、根据合金中各组元之间的相互作用不同，合金的组织可分为 固溶体 、 金属化合物 和 混合物 三种类型。2、根据溶质原子在溶剂晶格中所处的位置不同，固溶体可分为 间隙固溶体 和 置换固溶体 两种。二、判断1、固溶体的晶格类型与溶剂的晶格类型相同。（ 对 ）2、金属化合物一般具有复杂的晶体结构。（ 对 ）三、选择1、组成合金的最基本的独立物质称为（ B ）。A、相 B、组元 C、组织2、合金固溶强化的主要原因是（ C ）。A、晶格类型发生了变化 B、晶粒细化 C、晶格发生了畸变四、名词解释固溶强化-通过溶入溶质元素形成固溶体，从而使金属材料的强度和硬度提高的现象第五章 铁碳合金理解铁碳合金的基本相和组织以及它们的性能特点， 理解简化的铁碳合金相图钢的部分；掌握含碳量对钢组织及性能的影响一、填空：1、碳溶于-Fe中形成的间隙固溶体称为_铁素体_，r-Fe的晶格类型为_面心立方格_ ;它在1148时能溶解碳_2.11_，在727时能溶解碳_0.77_。2、铁碳合金中，共析钢的wc= _0.77_ %,室温平衡组织为 珠光体 (P) _；亚共析钢的wc= 0.02180.77_%，室温平衡组织为 F+P _；过共析钢的wc= 0.772.11 %,室温平衡组织为 P+二次渗碳体 _。 3、铁碳合金的主要力学性能与碳的质量分数之间的关系规律是：当wc0.9%时，随着碳质量分数的增加，其 强度 、 硬度 增加，而 塑性 、 韧性 降低；当wc0.9%时，其 强度 、 硬度 、 韧性 降低，而 塑性 增加。 三、简答题 1、何谓共析反应和共晶反应？分别写出它们铁碳合金的转变表达式。 四、名词解释珠光体-铁素体和渗碳体组成的共析体第六章 钢的热处理了解钢在加热时的转变，了解不同的冷却速度得到不同的组织及性能的一般规律；掌握钢的退火、正火、淬火、回火的目的及实际应用；掌握钢的表面热处理的目的、方法及实际应用掌握典型零件热处理工艺的应用一、填空1、钢的热处理是通过钢在固态下的 加热 、 保温 和 冷却 ，使其获得所需要的 组织与 性能 的一种工艺方法。2、根据工艺的不同，钢的热处理方法可分为 退火 、 正火 、 回火 、 表面热处理 及 淬火 五种。3、工厂里常用的淬火方法有单介质淬火、 双介质淬火 _、 马氏体分级淬火 和 贝氏体等温淬火 等。4、碳溶于-Fe中形成的过饱和固溶体称为_马氏体_。5、调质处理就是将钢_淬火_后再经_高温回火_的一种工艺方法。6、要求表面具有高的耐磨性而心部需要足够的_应力_的零件应进行表面热处理。7、常见的淬火缺陷有 氧化与脱碳 、 过热与过烧 _ 、 变形与开裂 _ 和 硬度不足 _ 等。8、化学热处理是通过 分解 、 吸收 和 扩散 三个基本过程完成的。9、渗碳零件必须采用 低碳钢 或 低碳合金钢 材料。二、判断1、在去应力退火过程中，钢的组织不发生变化。（ 对 ）2、由于正火较退火冷却速度快，过冷度大，转变温度较低，获得组织较细，因此同一种钢，正火要比退火的强度和硬度高。（ 对 ）3、淬透性好的钢，淬火后硬度一定很高。（ 错 ）4、淬火后的钢，回火温度越高，回火后的强度和硬度也越高。（ 错 ）5、合金钢的淬透性比碳钢好，因此淬火时一般采用油淬。 （对 ）6、退火与正火的目的大致相同，它们的主要区别是保温时间的长短不同。 （ 错 ）三、选择1、下列冷却介质按冷却能力由大至小的次序排列为：（ B ）（ A ）（ C ）A、20自来水 B、20的10%食盐水溶液 C、矿物油2、一般来说，碳素钢淬火应选择（ B ）作冷却介质，合金钢应选择（ A ）作冷却介质。 A、矿物油 B、20自来水 C、20的10%食盐水溶液3、钢在一定条件下淬火后，获得淬硬层深度的能力称为（ B ）。A、淬硬性 B、淬透性 C、耐磨性4、调质处理就是（ C ）的热处理。A、淬火+低温回火 B、淬火+中温回火 C、淬火+高温回火5、化学热处理与其它热处理方法的主要区别是（ C ）。A、加热温度 B、组织变化 C、改变表面化学成分6、零件渗碳后一般须经（ A ）处理，才能达到表面硬而耐磨的目的。A、淬火+低温回火 B、正火 C、调质7、用15钢制造的齿轮，要求齿轮表面硬度高而心部具有良好的韧性，应采用（ C ）热处理。若改用45钢制造这一齿轮，则采用（ B ）热处理。A、淬火+低温回火 B、表面淬火+低温回火 C、渗碳+淬火+低温回火8、为改善20钢的切削加工性能，通常采用（ A ）；为改善T10钢的切削加工性能，通常采用（ B ）处理。A、完全退火 B、球化退火 C、低温回火9、用65Mn钢做弹簧，淬火后应进行（ B ）；用T10A做锯片，淬火后应进行（ C ）。A、高温回火 B、中温回火 C、低温回火10、现有45钢制造的汽车轮毂螺栓，其淬火加热温度应选择（ B ），冷却介质应选择（ D ）。 A、750 B、840 C、1000 D、20的10%食盐水溶液 E、矿物油11、某些重要的精密钢制零件，在精加工之前需进行_C_处理。 A、 退火 B、 正火 C、 调质 D、 淬火+低温回火 12、对力学性能要求不高的零件，常用做最终热处理的工艺是_B_。A、退火 B、正火 C、淬火 D、回火13、调质处理的工艺一般应安排在_A_以后。 A、粗加工 B、半精加工 C、毛坯锻造 14、工具钢、轴承钢锻压后，为改善其切削加工性能，常需进行_D_。 A、完全退火 B、正火 C、去应力退火 D、球化退火15、GCr15钢制滚动轴承，为提高其硬度和耐磨性，常进行_B_处理。A、渗碳 B、淬火+低温回火 C、表面淬火 D、正火16、退火、正火一般安排在_A_之后。A、毛坯制造； B、粗加工； C、半精加工； D、精加工。17、要求尺寸稳定的量具，在淬火后需进行_A_处理。A、冷处理 B、水韧处理 C、 固溶处理 四、名词解释1、马氏体：碳溶于-Fe中形成的过饱和固溶体称为_马氏体_。2、淬透性：钢在淬火时获得的马氏体组织深度的能力3、淬硬性：钢在理想条件下进行淬火硬化时所能达到最高硬度的能力五、问答题 1、何谓淬火？淬火的主要目的是什么？2、什么是调质处理？调质处理与正火处理相比，在组织与性能上有什么区别？3、用T12钢制造锉刀，硬度要求为60-64HRC,工艺路线如下：锻造热处理机加工热处理精加工。试写出各热处理工序的名称及其作用。4、回火的目的是什么？常用回火方法有哪几种？指出各种回火的温度及适用范围，若用45钢做主轴需具有较高的综合力学性能，最终热处理的方法应选什么？第七章 碳素钢与合金钢掌握常用碳素钢的牌号、成分、性能和用途的一般规律；了解合金元素在钢中的作用；理解合金钢的编号原则；掌握常用合金钢、特别是工具钢的牌号、性能、热处理及用途 一、填空1、含碳量小于 0.25% 的钢为低碳钢，含碳量为 0.25%0.6% 的钢为中碳钢，含碳量大于 0.6% _的钢为高碳钢。2、45钢按用途分类属于 结构 钢，按质量分类属于 优质 钢，按含碳量分类属于 中碳钢_钢。3、T12A钢按用途分类属于 工具 钢，按含碳量分类属于 高碳 钢，按质量分类属于 优质 钢。4、合金钢按主要用途分类，可分为 合金结构钢 、 合金工具钢 及 特殊性能钢 三大类。5、为提高热作模具钢的导热性和韧性，其含碳量应在 0.3%0.6% 范围内。6、合金工具钢按用途可分为_碳素工具钢_、 _低合金刃具钢_、 _高速工具钢_三大类。7、铬不锈钢要达到耐腐蚀的目的，其含Cr量必须_大于13%5_。二、判断1、T10钢的含碳量为10%。（ 错 ）2、硫是钢中的有益元素，它能使钢的脆性下降。（ 错 ）3、低碳钢的强度、硬度低，但具有良好的塑性、韧性及焊接性能。（ 对 ）4、碳素弹簧钢的含碳量一般在0.6%以下。（ 错 ）5、大部分合金钢的淬透性都比碳钢好。（ 对 ）6、低合金钢是指含碳量低于0.25%的合金钢。（错 ）7、3Cr2W8V钢的平均含碳量为0.3%，所以它是合金结构钢。（错 ）8、Cr2W8V是不锈钢。（ 错 ）9、不锈钢中含碳量越高，其耐腐蚀性越好。（ 错）10、滚动轴承钢是高碳钢。（ 对 ）三、选择1、08F钢中的平均含碳量为（ A ）。A、0.08% B、0.8% C、8%2、普通、优质和高级优质钢是按钢的（ B ）进行划分的。A、力学性能的高低 B、S、P含量的多少 C、Mn、Si含量的多少3、在下列牌号中属于优质碳素结构钢的有（ B ）。A、T8A B、08F C、Q235-A.F4、在下列牌号中属于工具钢的有（ C ）。A、20 B、65Mn C、T10A5、选择制造下列零件的材料：冷冲压件（ A ）；齿轮（ B ）；小弹簧（C ）。A、08F B、45 C、65Mn6、渗碳钢渗碳后必须进行（A ）热处理才能使用。A淬火+低温回火 B.淬火+中温回火 C. 淬火+高温回火7、热硬性是指钢在高温下保持（ B ）的能力。A高强度 B.高硬度和高耐磨性 C.高抗氧化性8、正确选用下列零件材料：机床主轴（ B ）；板弹簧（E ）；坦克履条（ F ）；轴承滚动体（ C ）；贮酸槽（ A ）；汽车、拖拉机变速齿轮（ D ）。A1Cr18Ni9 B.40Cr C.GCr15 D.20CrMnTi E.60Si2Mn F.ZGMn139、正确选用下列零件材料：高精度长丝锥（ A ）；热锻模（ E ）；冷冲模（ B ）；医疗手术器械（ C ）；麻花钻头（ D ）。ACrWMn B.Cr12Mo C.4Cr13 D.W18Cr4V E.5CrNiMo10、合金调质钢的含碳量一般是（ B ）。A0.25% B.0.25%0.5% C. 0.5%11、制造弹簧用_D_；制造热作模具钢用_B_。A、9SiCr B、5CrNiMo C、20Cr D、60Si2Mn 12、制作普通渗碳零件应选用_A_钢, 特殊性能钢的牌号是_E_。 A、20 B、H70 C、40Cr D、60Si2Mn E、0Cr18Ni913、用作车刀材料的牌号是_C_。 A 、45 B、 GCr15 C、YT15 D、20CrMnTi14、下列材料中，热硬性最好的是_C_；其次是_D_,A、T10A B、9SiCr C YT15 D、W18Cr4V 五、说明下列牌号的名称，并说明符号及数字的含义Q235：4Ocr：45：Cr12：65Mn：T12A：1Cr13：六、名词解释热硬性-七、正确选择下列材料：1、机床主轴（ C ）；医疗手术器械（ E ）；板弹簧（ F ）； 热锻模（ G ）； 麻花钻头（ B ）；汽车变速齿轮（ D ）；贮酸槽（ A ）；轴承滚动体（ H ）。 A、1Cr18Ni9 B、W18Cr4V C、40Cr D、20CrMnTi E、3Cr13 F、60Si2Mn G、5CrNiMo H、GCr152、机床主轴（C ）； 长丝锥长铰刀（ E ）； 车刀（ B ）； 铝青铜（ F ）； 液化汽钢瓶（ D ）； 贮酸槽 （ A ）； A、1Cr18Ni9 B、W18Cr4V C、40Cr D、30CrMo E、CrWMn F、QAI7八、简答题1、高速工具钢的成分、性能和热处理特点各是什么？请写出一个牌号。2、为什么热作模具一般选用中碳合金工具钢制造？3、为什么调质钢大多采用中碳成分？4、为什么简单轻载的冷作模具一般选用T12钢或9SiCr钢制造,而复杂重载的冷作模具却选用Cr12MoV钢制造? 第八章 铸铁了解铸铁的化学成分和冷却速度对铸铁组织、性能的影响；掌握铸铁的种类及特点掌握灰铸铁和球墨铸铁的牌号、组织、性能和作用 一、填空1、铸铁是含碳量大于 2.11% 的铁碳合金。根据铸铁中石墨的存在形状不同，铸铁可分为 灰铸铁 、 可锻铸铁 、 球墨铸铁 和 如墨铸铁 等。2、灰铸铁中，由于石墨的存在降低了铸铁的 强度.塑性.韧性 ，但使铸铁获得了良好的 铸造性能 、 减摩性能 、 减振性能 、 切削加工性能 及低的 缺口敏感性 。3、白口铸铁中的碳主要以 渗碳体 形式存在，而灰口铸铁中的碳主要以 片状石墨 形式存在。4、影响铸铁石墨化主要因素是铸铁的_化学成分_和_冷却速度_。5、灰铸铁的石墨呈_片状_，石墨呈球状的铸铁称为_球墨铸铁_。6、铸造汽车后桥外壳宜选用_可锻 _铸铁。二、判断1、通过热处理可以改变灰铸铁的基体组织，故可显著地提高其力学性能。（ 错 ）2、可锻铸铁比灰铸铁的塑性好，因此可以进行锻压加工。（ 错 ）3、厚铸铁件的表面硬度总比内部高。（ 对 ）4、灰铸铁的强度、塑性和韧性远不如钢。（ 对）5、灰铸铁是目前应用最广泛的一种铸铁。（对 ）6、铸铁中的石墨数量越多，尺寸越大，铸件的强度就越高，塑性、韧性就越好。（ 错 ）三、选择1、为提高灰铸铁的表面硬度和耐磨性，采用（ B ）热处理效果较好。A、渗碳后淬火+低温回火 B、电加热表面淬火 C、等温淬火2、选择下列零件的材料：机床床身（ A ）；汽车后桥外壳（ B ）；柴油机曲轴（ C ）。A、HT200 B、KTH350-10 C、QT500-053、铸铁中的碳以石墨形态析出的过程称为（ A）。A、石墨化 B、变质处理 C、球化处理4、适用于做机床床身、立柱、底座的牌号选_B_。A 、KTH350-10 B、 HT200 C、