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工程材料习题集一一、名词解释淬火、马氏体、调质处理、二次淬火、珠光体、曲线二、填空1本质晶粒度是根据标准实验方法，在（ ）保温（ ）小时后测定的奥氏体晶粒大小。2共析钢加热到均匀的奥氏体化状态后缓慢冷却，稍低于 温度将形成（ ），为（ ）与（ ）的机械混合物，其典型形态为（ ）或（ ）。3中马氏体是碳在Fe中的过饱和（ ），具有（ ）点阵。4于过冷奥氏体等温转变图通常呈（），所以又称（），亦称为（）。5把钢加热到临界点Ac1；或Ac3以上保温并随之以大于临界冷却速度冷却，用以得到介稳状态的马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺方法称为（ ）。6中温回火主要用于处理（ ）。因火后得到（ ）。7根据渗碳剂在渗碳过程中聚集状态的不同，渗碳方法可以分为（ ）、（ ）和（）三种。8在钢的表面同时渗入碳和氮的化学热处理工艺称为（ ），其中低温（ ）的硬度提高不多，故又称为（ ）。三、选择填空1根据e一C相图，温度在A1以下时,碳钢的平衡组织为（）或（）加（）或（）加（）。(a)珠光体(b)渗碳体（c）铁素体（d）马氏体2如果珠光体的形成温度较低，在光学显微镜下，很难辨别其铁素体片与渗碳体片的形态，由电子显微镜测定其片层间距，大约在8001500之间，这种细片状珠光体。工业上叫做（ ）。（a）超细珠光体 (b)索氏体 （c） 屈氏体（d）马氏体3实际生产中退火的种类很多，按其物理本质的不同可分为（ ）、（）和（ ）三大类。（a）重结晶、再结晶、去应力退火 （b）扩散、球化法应力退火（c）再结晶、完全、去应力退火 （d）去氢、扩散、重结晶退火4对于亚共折钢，适宜的淬火加热温度一般为（ ），淬火后的组织为均匀的马氏体。(a)Ac1+3050 (b) Acm+3050 (c) Ac3+3050 (d) A0+30505当残余奥氏体比较稳定在较高温度回大加热保温时来发生分解：而在随后冷却时转变为马氏体。这种在回火冷却时残余奥氏体转变为马氏体的现象称为（）。(a)二次硬化（b）回火抗性（c）二次淬火（d）孪晶马氏体反稳定化6真空热处理、可控气氛热处理、辉光离子热处理和（）等热处理技术是当代发展起来的具有广泛应用前景的新技术。（a）表面淬火 （b）复合热处理 （c）化学热处理 （d）表面热处理和四、判断正误并改正1铁素体相为面心立方点阵，渗碳体为复杂斜方点阵，奥氏体为体心立方点阵，三者点阵结构相差很大。2珠光体的片层间距主要取决于其形成温度。在连续冷却条件下，冷却速度越大，珠光体形成温度越低，即过冷度越大，则片层间距越小。3珠光体的形成过程，包含着两个同时进行的过程：一个是通过碳的扩散生成低碳的渗碳体和高碳的铁素体；另一个是晶体点阵重构，由面心立方贝氏体的转变为体心立方的马氏体复杂单斜点阵的回火组织。4低碳钢中的马氏体组织，因其显微组织是由许多成群的板条组成，故又称为板条马氏体。对某些钢因板条不易侵蚀显现出来，而往往呈现为块状，所以有时也称之为块状马氏体，又因为这种马氏体的亚结构主要为位错，通常也称它为位错型马氏体。5马氏体的等温转变一般不能进行到底，完成一定的转变量后就停止了。大量的实验结果都证明，在屈服强度相同的条件下，位错型马氏体具有较高的硬度且比孪晶马氏体的韧性差的多。7为了减小工件与淬火介质之间的温差，减小内应力，可以把欲淬火的工件，在淬入淬火介质之前，先水冷一段时间。这种方法叫“预冷淬火法”8使钢中的碳化物球状化。或获得“球状珠光体”的退火工艺称为球化退火。因其也能够消除或减少化学成分偏析及显微组织的不均匀性，所以也称扩散退火。五、简答1什么是热处理？常见的热处理方法有几种，其目的是什么？从相图上看，怎样的合金才能进行热处理？提示：只有从高温到低温发生相变或由固溶体溶度变化的合金才有可能进行热处理。2什么是回火？回火的分类、因火的目的是什么？回火的四个阶段具有怎样的特点？如何避免回火脆性，相应回答回火冷却时应注意什么？提示：回火后工件一般在空气中冷却，对于具有第二类回火脆性的钢件，回火后进行油冷。对于性能要求较高的工件在防止开裂条件下，可进行油冷或水冷，然后进行一次低温补充回火，以消除快冷产生的内应力3何谓冷处理？为何冷处理之后还要进行回火或时效？冷处理与二次淬火及二次硬化是不是一样的？以高速钢刃具生产工艺为例说明上述问题。提示：冷处理之后仍存在淬火应力；二次硬化是高速钢重要的强化手段。4试说明下述组织结构及力学性能特点，并回答它们之间有何区别与联系？珠光体和球化组织；马氏体和回火马氏体；索氏体和回火索氏体；屈氏体和回火屈氏体。5T12钢加热到770后用图2-11所示各种方法冷却，分析其所得组织。6用20CrMnTi为材料制造汽车变速箱齿轮，试制定其热处理生产工艺。请采用调质和渗碳两种方法，并比较两者区别。提示：主要比较经两种工艺处理之后材料由表层到心部的组织，进而比较其性能差异。试题222一、填空题（每空1分，共30分）1. 纯金属常见的晶体结构有面心 （1）结构，体心（2）结构和密排（3）结构。金属中常见的点缺陷为 （4），线缺陷为（5），面缺陷为（6）；工程实践中，通常采用 （7）晶体缺陷数量的方法强化金属2. 铁素体的强度高于纯铁，是由于发生了（8）强化；孕育铸铁的强度高于普通灰口铸铁，是由于发生了 (9) 强化；冷变形钢丝的强度高于退火态钢丝，是由于发生了（10）强化；珠光体的强度高于铁素体，是由于发生了（11）强化。3. 石墨为片状的灰口铸铁称为 （12） 铸铁，石墨为团絮状的灰口铸铁称为 （13） 铸铁，石墨为球状的灰口铸铁称为 （14） 铸铁。其中， （15）铸铁的韧性最（16），因而可以锻造。4. 高分子材料中分子链的形状有三种，其中的 (17)型具有热固性，而(18)具有热(19)性。按照物理状态，室温下处于 （20）态的高分子材料称为塑料，处于 （21）态的称为橡胶。高分子材料的加工成型是在其 （22） 态下进行的。5. 滑动轴承材料的显微组织特征是：（23）粒子分布在软（24）中，或（25）粒子分布在硬（26）中，前者的承载能力（27）于后者。6. 陶瓷材料中的气相是指（28），它是在（29）过程中形成的，它（30）了陶瓷的强度。二、判断题（每小题1分，共10分）1. 回火托氏体和托氏体都是由铁素体和渗碳体两个相构成的组织，因而他们的性能相同。2. 冷却速度越快，钢的淬透性越高。3. 钢的淬透性越高，产生焊接裂纹的倾向越大。4. 铝合金也可以象钢那样通过淬火明显提高其硬度。5. 所有强化金属的手段，都在提高强度的同时降低了韧性。6. 可锻铸铁中的团絮状石墨是浇注球墨铸铁时石墨球化不良的结果。7. 一定加热温度下，奥氏体晶粒长大倾向小的钢称为本质细晶粒钢。8. 所谓过量弹性变形，是指零件发生了塑性变形。9. 铝极易氧化，故铝制品的抗氧化失效能力极差。10. 弹簧钢淬火后采用中温回火是想提高钢的弹性模量。三、单项选择题（每小题1分，共10分）1. 40钢钢锭在1000左右轧制，有时会发生开裂，最可能的原因是 (a) 温度过低；(b) 温度过高；(c) 钢锭含磷量过高；(d) 钢锭含硫量过高2. 下列碳钢中，淬透性最高的是(a) 20钢； (b) 40钢； (c) T8钢； (d) T12钢3. Ni在1Cr18Ni9Ti钢中的主要作用是(a) 提高淬透性； (b) 固溶强化；(c) 扩大Fe-Fe3C相图中的相区；(d) 细化晶粒4. W18Cr4V钢锻造后，在机械加工之前应进行(a) 完全退火； (b) 球化退火； (c) 去应力退火； (d) 再结晶退火5. 下列材料中，最适合制造机床床身的是(a) 40钢； (b) T12钢； (c) HT300； (d) KTH300-066. 下列材料中，最适合制造气轮机叶片的是(a) 1Cr13钢； (b) 1Cr17钢； (c) 3Cr13钢； (d) 4Cr13钢7. 下列材料中，最适合制造飞机蒙皮的是(a) ZAlSi12； (b) 2A50(旧牌号LD5)； (c) ZAlMg10； (d) 2A12(旧牌号LY12)8. 下列材料中，最适合制造盛放氢氟酸容器的是(a) 1Cr17； (b) 1Cr18Ni9Ti； (c) 聚四氟乙烯； (d) SiO29. 下列材料中，最适合制造汽车板弹簧的是(a) 60Si2Mn； (b) 5CrNiMo； (c) Cr12MoV； (d) GCr1510. 下列材料中，最适合制造汽车火花塞绝缘体的是(a) Al2O3； (b) 聚苯乙烯； (c) 聚丙烯； (d) 饱和聚酯四、简答题（共20分）1. （6分）何谓碳钢中的铁素体、渗碳体、珠光体？他们的力学性能各有何特点？2. （6分）写出碳质量分数为1.2%的碳钢室温时的相组成物和组织组成物，并计算各相组成物和组织组成物的质量分数。3. （8分）示意画出平衡态碳钢的强度随钢的碳质量分数变化曲线，并定性解释该曲线。五、综合题（共20分） 欲用20CrMnTi钢制造汽车变速齿轮。1. （5分） 定性分析该齿轮的受力情况及常见失效方式。2. （3分） 该齿轮应当具有怎样的力学性能特点？3. （12分） 写出该齿轮的制造工艺路线，并说明工艺路线中各热处理工序的作用及热处理加热温度和冷却方式。六、论述题（10分） 定性比较金属材料、陶瓷材料、高分子材料的性能特点，他们在机械工程中的应用范围有何不同？试题33一、名词解释：、调质处理： 、淬透性： 、马氏体： 、共析反应：、过冷体： 、加工强化： 7、热处理： 、表面淬火：二、作图题：、画出共析钢的“”线，并标明淬火临界冷却速度 lgt2、Fe-Fe3C相图左下角部分画出并标明淬火加热温度和A1,A2,Acm线、符号三、下面材料所属类别和应用实例 材料样号 类别 典型热处理工艺 使用状态下组织 应用举例 Q235A Gcr15 45 T12 20CrMnTi60Si2Mn16Mn9SiCr5CrMnMo 1Cr18Ni9四、车床主轴要求轴颈部位硬度为HRC5458，其余地方为HRC2025，其加工路线为：下料 锻造正火 机加工 调质 机加工 （精） 轴颈表面淬火 低温回火 磨加工指出： 1、本轴应用的材料： 2、正火和调质的目的和大致热处理工艺 3、表面淬火目的 4、低温回火目的及工艺 5、轴颈表面组织和其余地方组织标准答案与评分标准一、填空题（每空1分，共30分）1. （1）立方；（2）立方；（3）六方；（4）间隙原子或空位或杂质原子；（5）位错；（6）晶界或亚晶界；（7）增加；2. （8）固溶；（9）细晶；（10）形变；（11）第二相；3. （12）普通灰口；（13）可锻；（14）球墨；（15）球墨；（16）高；4. （17）交联；（18）线型和支化型；（19）塑；（20）玻璃；（21）高弹；（22）粘流；5. （23）硬；（24）基体；（25）软；（26）基体；（27）低；6. （28）气孔；（29）烧结；（30）降低。二、判断题（每小题1分，共10分）1. 错误； 2. 错误； 3. 正确； 4. 错误； 5. 错误；6. 错误； 7. 正确； 8. 错误； 9. 错误； 10. 错误。三、单项选择题（每小题1分，共10分）1.（d）； 2.（c）； 3.（c）； 4.（b）； 5.（c）； 6.（a）； 7.（d）； 8.（c）； 9.（a）； 10.（a）。四、简答题（共20分）1. （6分）铁素体碳在-Fe中的间隙固溶体，软而韧。 （2分）渗碳体碳与铁形成的间隙化合物，硬而脆。 （2分）珠光体铁素体与渗碳体形成的层片状交替排列的机械混合物，良好的综合力学性能。 （2分）2. （6分）相组成物：， （1分）， （1分） （1分）组织组成物：， （1分）， （1分） （1分）3. （8分）如图所示， （2分）强度随碳含量增加先增高后下降，在碳含量约1.0%时为强度极大值。 （2分）强度的这种变化与平衡态碳钢中的组织随碳含量变化有关：当时，钢中的组织为铁素体+珠光体，且珠光体的分数随碳含量增高而增大，而珠光体在钢中起强化作用，故强度随碳含量增加而增高；当后，钢中的组织为二次渗碳体+珠光体，二次渗碳体以网状分割珠光体，且二次渗碳体的分数随碳含量增高而增大。渗碳体硬而脆，少量的不连续分布的二次渗碳体起强化作用，故强度随碳含量增加继续增高；但当后，二次渗碳体的分数增加到呈连续网状分布，则会在外力作用下首先断裂形成微裂纹，故强度下降。（4分）01.0碳含量，强度第四题第3题解答图五、综合题（共20分）1.（5分） 弯曲应力（1分）接触摩擦应力（1分）冲击力（1分）齿断裂（1分）齿面损伤（1分）2.（3分）高的弯曲疲劳强度 （1分）足够高的齿心强度和韧性（1分）足够高的齿面接触疲劳强度和硬度（1分）3. （12分）下料 锻造 正火 机械加工 渗碳、淬火 + 低温回火 喷丸 磨加 成品（6分）正火：调整硬度，以利于机械加工；930，空冷；（2分）渗碳、淬火：提高齿面碳含量，获得一定马氏体淬硬层，以提高齿面硬度疲劳强度；930，油冷；（2分）低温回火：消除淬火应力，降低脆性，以提高冲击抗力；200，炉冷。（2分）六、论述题（10分）略工程材料模拟试题一一、填空（每空1分，共30分）1 金属材料以_键结合，陶瓷材料中的主要结合键是_和_，而高分子材料中的主要结合键是_。2 冲击载荷是_载荷的一种形式。_是反映材料抵抗冲击载荷能力的性能指标。3 单晶体的性能在不同的方向上是_的，这是单晶体的_现象。实际应用的金属为多晶体，它在各个方向上的性能是_的，这是实际金属在性能方面所具有的_现象，而非金属材料的性能在各个方向上_，它称作非金属材料的_4 铁碳相图中，特征点S称作_点，该点的碳的质量分数（含碳量）为_%，其反应式可表示为_。5 Al、Cu、Ni、-Fe等金属具有_晶体结构，Cr、Mo、W、-Fe等金属具有_晶体结构，它们均具有较好的_性能。6 钢的过冷奥氏体等温转变有_转变、_转变和_转变三个类型。7 使20CrMnTi钢和T10钢淬火进行比较，20CrMnTi钢的_性好，但_性差8 钢中的有害杂质元素为_和_，它们分别使用钢材产生_和_。9 白口铸铁比灰口铸铁硬的原因是白口铸铁中的碳以硬度极高的_形式存在，而灰口铸铁中的碳则以硬度较低的_形式存在的缘故。10通常_合金称为青铜。二、选择答案题（每小题1分，共10分）（请将正确答案的字母序号填入括号内）1晶界、亚晶界是实际晶体材料晶体缺陷中的（ ） A点缺陷 B. 线缺陷 C. 面缺陷2.冷变形金属随着变形量的增加，它的（ ） A强度提高，塑性提高 B.强度提高，塑性降低 C强度降低，塑性提高3.冷变形后的金属，在加热的过程中，将发生再结晶，这种转变是（ ） A晶格类型变化 B只有晶粒形状、大小的变化，而无晶格类型的变化 C既有晶格类型的变化，又有晶粒形状、大小的变化4具有共晶反应的二元合金，其共晶成分的合金（ ） A铸造性能好 B.锻造性能好 C焊接性能好5.按碳相图，钢与铁在成分上的分界点指的是碳的质量分数（含碳量）这（ ） A077% B.2.11% C43%6T10材料在加工过程中采用正火处理的目的是 A提高强度和硬度，改善切削加工性能 B碎化网状的二次渗碳体，为球化退火作组织准备 C获得马氏体，提高硬度和耐磨性7在可锻铸铁的显微组织中，石墨的形态是（ ） A片状的 B.球状的 C团絮状的8.9SiCr中碳的质量分数（含碳量）约为（ ） A09% B. 0。09% C9%9化学热处理（ ） A改变工作的化学成分 B改变工作组织 C既改变工件表面的化学成分又改变其表面的级织10强化铝合金的重要热处理方法之一是（ ） A淬火 B.冷作硬化 B固溶时效三、简答题（31分）1 强度要求高的低碳钢板，为什么采用冷轧生产，而不采用热轧后进行热处理的方法来生产？（6分）2 锡的熔点为232oC，它在室温下加工属于热加工还是冷加工，简单说明理由。（7分）3 计算20钢和T10钢在室温下的平衡组织中各组织组成物的质量分数（百分含量）和两种钢的大致硬度。（已知铁素体、珠光体、渗碳体的硬度分别为80HB、200HB和800HB，另外铁素体中的含碳量可忽略不计）。画出这两种钢室温显微组织示意图，并标明组织组成物。四、 综合题（7分）1. 用40Cr钢制造模数为3的齿轮，其加工工艺路线为：下料（棒料）锻造毛坯正火粗加工调质精加工表面淬火低温回火磨削，请说明各热处理工艺的目的、工艺参数。（只说明加热温度范围及冷却方式，不要求具体温度）五、 12分）2. 为下列零件选择适用的材料并安排相应的热处理方法或使用状态，备送材料有：20CrMnTi、W18Cr4V、16Mn、40Cr、1Cr18Ni9Ti、65Mn、GCr9。零件名称选用材料热处理方法或使用状态发动机缸体气门弹簧汽车底盘纵梁汽车后桥齿轮汽车半轴试题一一、名词解释：15分1固溶强化 2、奥氏体 3、回火脆性 4、淬透性 5、加工硬化二、填空题：10分1、HV、Akv、0.2分别表示材料的力学性能、。2填出下列机械性能指标的符号：屈服点 、抗拉强度 、洛氏硬度 、延伸率 、断面收缩率 。2、选材的一般原则是在满足 的前提下，再应考虑、。3实际金属中存在大量缺陷，根据几何特征可分为三类，试各举一例 、。4金属材料冷热加工的区别是； 钨在1 1 0 0 加工属于加工。( 其中钨的熔点是3 4 1 0 )5工业用钢按用途分为钢、钢、钢。10过冷奥氏体转变为马氏体仅仅是 改变，而无 的改变，所以马氏体是碳在 铁中的 。三、选择题：101拉伸试验时，试样断裂前所能承受的最大应力称为材料的 。 A屈服强度 B弹性极限 C抗拉强度 D疲劳强度2某一钢材制成长短两个试样，测得伸长率分别为28和35，则。A.短试样塑性好B.长试样塑性好C.塑性一样好D.不能比较3体心立方晶格的晶胞中独立原子数为。A.9B.2C.1. 44下列材料中，淬硬性高的是。A.9SiCrB.45C.12Cr2Ni4WAD.38CrMoAl5、实际生产中，碳钢的再结晶温度大致为。A.600700B.750800C.360450D.360以下6在Fe-Fe3C相图中，GS线也称为。A共晶线B.共析线 C. Acm线D. A3线7过冷奥氏体是指冷却到 温度下，尚未转变的奥氏体。A Mf B Ms C A1 D A38确定碳钢淬火加热温度的基本依据是 A C曲线 B FeFe3C相图 C 钢的Ms线 D CCT曲线四、选材题（将相应的材料序号填入用材料途前的括号中）1（ ）磨床主轴1W18Cr4V2（ ）挖掘机铲斗的斗齿255Si2Mn3（ ）汽车缓冲弹簧3CrWMn4（ ）机床床身438CrMoAlA5（ ）手术刀57Cr176（ ）拉刀，长丝锥6Q1957（ ）仪表箱壳7HT2008（ ）麻花钻头8ZGMn13五、综合应用题20分1有20CrMnTi、38CrMoAl、T12、45等四种钢材，请选择一种钢材制作汽车变速箱齿轮（高速中载受冲击），并写出工艺路线，说明各热处理工序的作用。习题1一、名词解释滑移、孪生、加工硬化、滑移系、形变织构、回复、再结晶、二次再结晶、热加工二、填空题1常温下，金属单晶体的塑性变形方式为（ ）和（ ）两种。2与单晶体比较，影响多晶体塑性变形的两个主要因素是（ ）和（ ）。3在金属学中，冷加工和热加工的界限是以（ ）来划分的因此Cu（熔点为1084）在室温下变形加工称为（ ）加工，Sn（熔点为232）在室温的变形加工称为（ ）加工。4再结晶温度是指（ ），其数值与熔点间的大致关系为（ ）。5再结晶后晶粒度的大小取决于（ ）、（ ）、和（ ）。6aFe发生塑性变形时，其滑移面和滑移方向分别为（ ）和（ ），滑够系为（ ）个。7强化金属材料的基本方法有（ ）、（ ）、（ ）和（ ）。8冷变形后的金属进行加热，当温度不太高时，金属内部的晶格畸变程度（ ），内应力（ ），这个阶段称为（）。当加热到较高温度，晶粒内部晶格畸变（ ），金属的位错密度（ ），使变形的晶粒逐步变成（等轴晶粒），这一过程称为（ ）。三、简答题1.为什么细晶粒的金属材料其强度、塑性均比粗晶粒金属好？2什么是加工硬化？试举例说明加工硬化现象在生产中的利弊。3用冷拔紫铜管进行冷弯，加工成输油管，为避免冷弯时开裂，应采用什么措施？为什么？4已知W、Fe、Cu的熔点（见教材），说明钨在 1000、铁在800、铜在600时的加工变形是处于什么加工状态。5用下述三种方法制成齿轮，哪种方法较为理想？为什么？（1）用厚钢板切出圆饼再加工成齿轮。（2）用粗钢棒切下圆饼再加工成齿轮。（3）由圆棒锻成圆饼再加工成齿轮。6说明下列现象产生的原因。（1）滑移面是原子密度最大的晶面，滑移方向是原子密度最大的方向。（2）晶界处滑落的阻力最大。（3）Zn（密排六方）、a一Fe、Cu的塑性不同。7简述加热温度对低碳钢的冷塑性变形的组织和性能的影响。8在图210中的晶面、晶向中，哪些是滑移面，哪单是滑移方向？就图中情况能否构成滑移系？四、判断题1由于再结晶的过程是一个形核长大的过程，因而再结晶前后金属的晶格结构发生变化。（ ）2因为体心立方晶格与面心立方晶格具有相同数量的滑移系，所以两种晶体的塑性变形能力完全相同。（）3金属的预变形度越大，其开始再结晶的温度越高。（ ）4滑移变形不会引起金属晶体结构的变化。（ ）5热加工是指在室温以上的塑性变形加工。（ ）6为了保持冷变形金属的强度和硬度，应采用再结晶退火。（ ）7热加工过程，实行上是加工硬化和再结晶这两个重叠的过程。（ ）8孪生变形所需的切应力要比滑移变形时所需的小得多。（ ）五、选择填空1体心立方晶格金属与面心立方晶格金属在塑性上的差别，主要是由于两者的（ ）（a）滑移系数不同 (b)滑移方向数不同（c）滑移面数不同 （d）滑移面和滑移方向的指数不同 2随冷塑性变形量增加，金属的（ ）。（a）强度下降，塑性提高 (b) 强度和塑性都下降（c）强度和塑性都提高 （d）强度提高，塑性下降3冷变形金属再结晶后，则（ ）。，（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，强度升高 (d)形成等轴晶，塑性升高4能使单晶体产生塑性变形的应力为（ ）。（a）正应力 （b）切应力 （c）复合应力5变形金属加热时发生的再结晶过程是一个新晶粒代替旧晶粒的过程，这种新晶粒的晶型是（ ）。（a）与变形前的金属相同 （b）与变形后的金属相同（c）形成新的晶型6再结晶和重结晶都有形核与长大两个过程，主要区别在于有没有（ ）改变。（a）温度（b）晶体结构 （c）应力状态。7冷热加工的区别在于加工后是否留下（ ）。（a）加工硬化 （b）晶格改变性 （c）纤维组织8钢只有通过冷加工并经随后加热才能使晶粒细化，而铁则不需冷加工，只需加热到一定温度即使晶粒细化，其原因是（ ）（a）铁总是存在加工硬化，而铜没有 （b）铜有加工硬化现象，而铁没有（c）铁在固态下有同索异构转变，而钢没有 （d）铁和铜的再结晶温度不同习题2一、名词解释淬火、马氏体、调质处理、二次淬火、珠光体、曲线二、填空1本质晶粒度是根据标准实验方法，在（ ）保温（ ）小时后测定的奥氏体晶粒大小。2共析钢加热到均匀的奥氏体化状态后缓慢冷却，稍低于 温度将形成（ ），为（ ）与（ ）的机械混合物，其典型形态为（ ）或（ ）。3中马氏体是碳在Fe中的过饱和（ ），具有（ ）点阵。4于过冷奥氏体等温转变图通常呈（），所以又称（），亦称为（）。5把钢加热到临界点Ac1；或Ac3以上保温并随之以大于临界冷却速度冷却，用以得到介稳状态的马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺方法称为（ ）。6中温回火主要用于处理（ ）。因火后得到（ ）。7根据渗碳剂在渗碳过程中聚集状态的不同，渗碳方法可以分为（ ）、（ ）和（）三种。8在钢的表面同时渗入碳和氮的化学热处理工艺称为（ ），其中低温（ ）的硬度提高不多，故又称为（ ）。三、简答1什么是热处理？常见的热处理方法有几种，其目的是什么？从相图上看，怎样的合金才能进行热处理？提示：只有从高温到低温发生相变或由固溶体溶度变化的合金才有可能进行热处理。2什么是回火？回火的分类、因火的目的是什么？回火的四个阶段具有怎样的特点？如何避免回火脆性，相应回答回火冷却时应注意什么？提示：回火后工件一般在空气中冷却，对于具有第二类回火脆性的钢件，回火后进行油冷。对于性能要求较高的工件在防止开裂条件下，可进行油冷或水冷，然后进行一次低温补充回火，以消除快冷产生的内应力3何谓冷处理？为何冷处理之后还要进行回火或时效？冷处理与二次淬火及二次硬化是不是一样的？以高速钢刃具生产工艺为例说明上述问题。提示：冷处理之后仍存在淬火应力；二次硬化是高速钢重要的强化手段。4试说明下述组织结构及力学性能特点，并回答它们之间有何区别与联系？珠光体和球化组织；马氏体和回火马氏体；索氏体和回火索氏体；屈氏体和回火屈氏体。5T12钢加热到770后用图2-11所示各种方法冷却，分析其所得组织。6用20CrMnTi为材料制造汽车变速箱齿轮，试制定其热处理生产工艺。请采用调质和渗碳两种方法，并比较两者区别。提示：主要比较经两种工艺处理之后材料由表层到心部的组织，进而比较其性能差异。四、判断正误并改正1铁素体相为面心立方点阵，渗碳体为复杂斜方点阵，奥氏体为体心立方点阵，三者点阵结构相差很大。2珠光体的片层间距主要取决于其形成温度。在连续冷却条件下，冷却速度越大，珠光体形成温度越低，即过冷度越大，则片层间距越小。3珠光体的形成过程，包含着两个同时进行的过程：一个是通过碳的扩散生成低碳的渗碳体和高碳的铁素体；另一个是晶体点阵重构，由面心立方贝氏体的转变为体心立方的马氏体和复杂单斜点阵的回火组织。4低碳钢中的马氏体组织，因其显微组织是由许多成群的板条组成，故又称为板条马氏体。对某些钢因板条不易侵蚀显现出来，而往往呈现为块状，所以有时也称之为块状马氏体，又因为这种马氏体的亚结构主要为位错，通常也称它为位错型马氏体。5马氏体的等温转变一般不能进行到底，完成一定的转变量后就停止了。大量的实验结果都证明，在屈服强度相同的条件下，位错型马氏体具有较高的硬度且比孪晶马氏体的韧性差的多。7为了减小工件与淬火介质之间的温差，减小内应力，可以把欲淬火的工件，在淬入淬火介质之前，先水冷一段时间。这种方法叫“预冷淬火法”8使钢中的碳化物球状化。或获得“球状珠光体”的退火工艺称为球化退火。因其也能够消除或减少化学成分偏析及显微组织的不均匀性，所以也称扩散退火。五、选择填空1根据e一C相图，温度在A1以下时,碳钢的平衡组织为（）或（）加（）或（）加（）。(a)珠光体(b)渗碳体（c）铁素体（d）马氏体2如果珠光体的形成温度较低，在光学显微镜下，很难辨别其铁素体片与渗碳体片的形态，由电子显微镜测定其片层间距，大约在8001500之间，这种细片状珠光体。工业上叫做（ ）。（a）超细珠光体 (b)索氏体 （c） 屈氏体（d）马氏体3实际生产中退火的种类很多，按其物理本质的不同可分为（ ）、（）和（ ）三大类。（a）重结晶、再结晶、去应力退火 （b）扩散、球化法、去应力退火（c）再结晶、完全、去应力退火 （d）去氢、扩散、重结晶退火4对于亚共折钢，适宜的淬火加热温度一般为（ ），淬火后的组织为均匀的马氏体。(a)Ac1+3050 (b) Acm+3050 (c) Ac3+3050 (d) A0+30505当残余奥氏体比较稳定在较高温度回大加热保温时来发生分解：而在随后冷却时转变为马氏体。这种在回火冷却时残余奥氏体转变为马氏体的现象称为（）。(a)二次硬化（b）回火抗性（c）二次淬火（d）孪晶马氏体反稳定化6真空热处理、可控气氛热处理、辉光离子热处理和（）等热处理技术是当代发展起来的具有广泛应用前景的新技术。（a）表面淬火 （b）复合热处理 （c）化学热处理 （d）表面热处理第1章 材料的性能一、选择题1.表示金属材料屈服强度的符号是（ B） A. B.s C.b D.-12.表示金属材料弹性极限的符号是（ A） A.e B.s C.b D.-13.在测量薄片工件的硬度时，常用的硬度测试方法的表示符号是（ B）A.HB B.HRC C.HV D.HS4.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.硬度 C.塑性 D.弹性二、填空1.金属材料的机械性能是指在载荷作用下其抵抗（变形 ）或（破坏 ）的能力。2.金属塑性的指标主要有（伸长率）和（断面收缩率）两种。3.低碳钢拉伸试验的过程可以分为弹性变形、（塑性变形）和（断裂）三个阶段。4.常用测定硬度的方法有（布氏硬度测试法）、（洛氏硬度测试法）和维氏硬度测试法。5.疲劳强度是表示材料经（无数次应力循环）作用而（不发生断裂时）的最大应力值。三、是非题1.用布氏硬度测量硬度时，压头为钢球，用符号HBS表示。 是2.用布氏硬度测量硬度时，压头为硬质合金球，用符号HBW表示。 是3.金属材料的机械性能可以理解为金属材料的失效抗力。四、改正题1. 疲劳强度是表示在冲击载荷作用下而不致引起断裂的最大应力。 将冲击载荷改成交变载荷2. 渗碳件经淬火处理后用HB硬度计测量表层硬度 。 将HB改成HR3. 受冲击载荷作用的工件，考虑机械性能的指标主要是疲劳强度。 将疲劳强度改成冲击韧性4. 衡量材料的塑性的指标主要有伸长率和冲击韧性。 将冲击韧性改成断面收缩率5. 冲击韧性是指金属材料在载荷作用下抵抗破坏的能力。 将载荷改成冲击载荷五、简答题1.说明下列机械性能指标符合所表示的意思：s、0.2、HRC、-1、b、5、HBS。s: 屈服强度 0.2：条件屈服强度HRC：洛氏硬度（压头为金刚石圆锥） -1: 疲劳极限b: 抗拉强度 5：l0=5d0时的伸长率（l0=5.65s01/2）HBS:布氏硬度（压头为钢球）第2章 材料的结构一、选择题1. 每个体心立方晶胞中包含有（B）个原子 A.1 B.2 C.3 D.4 2. 每个面心立方晶胞中包含有（C）个原子 A.1 B.2 C.3 D.4 3. 属于面心立方晶格的金属有（C） A.-Fe,铜B.-Fe,钒 C.-Fe,铜 D.-Fe,钒4. 属于体心立方晶格的金属有（B） A.-Fe,铝B.-Fe,铬 C.-Fe,铝 D.-Fe,铬5. 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6. 在立方晶系中,指数相同的晶面和晶向(B)A.相互平行 B.相互垂直 C.相互重叠 D.毫无关联7. 在面心立方晶格中,原子密度最大的晶面是(C)A.(100) B.(110) C.(111) D.(122)二、是非题1. 金属或合金中,凡成分相同、结构相同，并与其他部分有界面分开的均匀组成部分称为相。 是 2. 在体心立方晶格中，原子排列最密的方向111垂直于原子排列最密的晶面（110）。 非（指数相同才会相互垂直）3. 单晶体具有各向同性，多晶体具有各向异性。 非（晶体具有各向异性，非晶体具有各向同性）4晶体的配位数越大，其致密度也越高。 是三、填空题1. 一切固态物质可以分为（晶体 ）与（非晶体）两大类。2. 晶体缺陷主要可分为（点缺陷）,（线缺陷）和面缺陷三类。3. 晶体缺陷中的点缺陷除了置换原子还有（间隙原子）和（空位）。4. 面缺陷主要指的是（晶界）和（亚晶界）；最常见的线缺陷有（刃型位错）和（螺型位错）。5. 每个面心立方晶胞在晶核中实际含有（ 4）原子，致密度为（ 0.74），原子半径为（2a/4）。6. 每个体心立方晶胞在晶核中实际含有（ 2）原子，致密度为（ 0.68），原子半径为（3a/4）。7. 每个密排六方晶胞在晶核中实际含有（ 6）原子，致密度为（ 0.74），原子半径为（ a/2 ）。四、解释下列现象1. 金属一般都是良导体，而非金属一般为绝缘体。2实际金属都是多晶体结构。第3章 材料的凝固A 纯金属的结晶一、 是非题1. 物质从液体状态转变为固体状态的过程称为结晶。 非(称为凝固)2. 金属结晶后晶体结构不再发生变化。 非3. 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。 是4. 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。非（晶粒都会细化）5. 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。非（要到理论结晶温度以下才会有）二、 填空题1.随着过冷度的增大，晶核形核率N（增大），长大率G（增大）。2.细化晶粒的主要方法有（a、控制过冷度 b、变质处理 c、振动、搅拌）。3.纯铁在1200时晶体结构为（-Fe），在800时晶体结构为（-Fe）。三、改正题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。2.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。 将差改成好四、简答题 1.影响金属结晶过程的主要因素是什么？答：晶核形核率和长大率2.何谓金属的同素异构转变？并以纯铁来说明。答：有些物质在固态下其晶格类型会随温度变化而发生变化，这种现象称为同素异构转变。纯铁在固态下的冷却过程中有两次晶体结构变化：d-Fe g-Fe a-Fed-Fe、-Fe、-Fe是铁在不同温度下的同素异构体，其中d-Fe和-Fe都是体心立方晶格，分别存在于熔点到1394之间及912以下，-Fe是面心立方晶格，存在于1394到912之间。3.试述晶粒大小对其机械性能有何影响？答：常温下，晶粒越细，晶界面积越大，因而金属强度、硬度越高，同时塑性、韧性越好。 高温下，晶界呈黏滞状态，在外力作用下易产生滑动和迁移，因而细晶粒无益，但晶粒太粗，易产生应力集中。因而高温下晶粒过粗、过细都不好。B 合金的结晶一、 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（成分相同）与（结构相同）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），金属化合物和（ ）。4. 组成合金的（最简单），（最基本），（能够独立存在）的物质称为组元。5两种元素组成固溶体，则固溶体的晶体结构（与组成元素之一的晶体结构相同）。二、改正题1.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。 将固溶体改成金属化合物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。 将金属化合物改成固溶体3.固溶体的强度和硬度比溶剂金属的强度和硬度高。4.间隙固溶体和置换固溶体均可形成无限固溶体。间隙固溶体可形成有限固溶体，置换固溶体可形成无限固溶体三 、简答题 1.试述金属中固溶体与金属化合物的机械性能有何特点。答：固溶体的强度、硬度高，塑性、韧性低；金属化合物具有较高的熔点、硬度和较大的脆性。2.合金中固溶体和金属化合物的晶体结构有何不同？C 铁碳合金相图 一、选择题1. 铁素体是碳溶解在（A ）中所形成的间隙固溶体。 A-Fe B-Fe C-Fe D-Fe2.奥氏体是碳溶解在（ B）中所形成的间隙固溶体。 A-Fe B-Fe C-Fe D-Fe3.渗碳体是一种（C）。 A稳定化合物 B不稳定化合物 C介稳定化合物 D易转变化合物4.在Fe-Fe3C相图中，钢与铁的分界点的含碳量为（C）。 A2 B2.06 C2.11 D2.25.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