《金属材料与热处理》课后习题答案

精品文档 1欢迎下载 第 1 章 金属的结构与结晶 一 填空 1 原子呈无序堆积状态的物体叫 原子呈有序 有规则排列的物体称为 一般固态金属都属于 2 在晶体中由一系列原子组成的平面 称为 通过两个或两个以上原子中心的直线 可代表晶格空间排列的 的直线 称为 3 常见的金属晶格类型有 和 三种 铬属于 晶 格 铜属于 晶格 锌属于 晶格 4 金属晶体结构的缺陷主要有 和 等 晶体缺陷的存在都会造成 使 增大 从而使金属的 提高 5 金属的结晶是指由原子 排列的 转变为原子 排列的 过程 6 纯金属的冷却曲线是用 法测定的 冷却曲线的纵坐标表示 横坐标表示 7 与 之差称为过冷度 过冷度的大小与 有关 越快 金属的实际结晶温度越 过冷度也就越大 8 金属的结晶过程是由 和 两个基本过程组成的 9 细化晶粒的根本途径是控制结晶时的 及 10 金属在 下 随温度的改变 由 转变为 的现象称为同素异构转变 二 判断 1 金属材料的力学性能差异是由其内部组织结构所决定的 2 非晶体具有各向同性的特点 3 体心立方晶格的原子位于立方体的八个顶角及立方体六个平面的中心 4 金属的实际结晶温度均低于理论结晶温度 5 金属结晶时过冷度越大 结晶后晶粒越粗 6 一般说 晶粒越细小 金属材料的力学性能越好 7 多晶体中各晶粒的位向是完全相同的 8 单晶体具有各向异性的特点 9 在任何情况下 铁及其合金都是体心立方晶格 10 同素异构转变过程也遵循晶核形成与晶核长大的规律 11 金属发生同素异构转变时要放出热量 转变是在恒温下进行的 三 选择 1 Fe 是具有 晶格的铁 A 体心立方 B 面心立方 C 密排六方 2 纯铁在 1450 时为 晶格 在 1000 时为 晶格 在 600 时为 晶格 A 体心立方 B 面心立方 C 密排六方 3 纯铁在 700 时称为 在 1000 时称为 在 1500 时称为 A Fe B Fe C Fe 4 Fe 转变为 Fe 时 纯铁体积会 A 收缩 B 膨胀 C 不变 四 名词解释 1 晶格与晶包 精品文档 2欢迎下载 2 晶粒与晶界 3 单晶体与多晶体 五 简述 1 生产中细化晶粒的常用方法有哪几种 为什么要细化晶粒 2 如果其他条件相同 试比较下列铸造条件下铸铁晶粒的大小 1 金属模浇注与砂型浇注 2 铸成薄件与铸成厚件 3 浇注时采用振动与不采用振动 3 写出纯铁的同素异构转变式 4 画出三种常见金属晶格的晶胞图 5 为什么单晶体具有各向异性 而多晶体一般情况下不显示出各向异性 第 2 章 金属材料的性能 一 填空 将正确答案填在横线上 下同 1 金属材料的性能一般分为两类 一类是使用性能 它包括 和 等 另一类是工艺性能 它包括 和 等 2 大小不变或变化很慢的载荷称为 载荷 在短时间内以较高速度作用于零件上的载荷 称为 载荷 大小和方向随时间发生周期性变化的载荷称为 载荷 3 变形一般分为 变形和 变形两种 不能随载荷的去除而消失的变形称为 变形 精品文档 3欢迎下载 4 强度是指金属材料在 载荷作用下 抵抗 或 的能力 5 强度的常用衡量指标有 和 分别用符号 和 表示 6 如果零件工作时所受的应力低于材料的 或 则不会产生过量的塑性 变形 7 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 时 试样出现屈服现象 当受到拉力为 时 试样出现 缩颈 8 断裂前金属材料产生 的能力称为塑性 金属材料的 和 的数 值越大 表示材料的塑性越好 9 一拉伸试样的原标距长度为 50mm 直径为 10mm 拉断后试样的标准长度为 79mm 缩颈处 的最小直径为 4 9mm 此材料的伸长率为 断面收缩率为 10 500HBW5 750 表示用直径为 mm 材料为 球形压头 在 N 压力下 保持 s 测得的 硬度值为 11 金属材料抵抗 载荷作用而 的能力 称为冲击韧性 12 填出下列力学性能指标的符号 屈服点 抗拉强度 洛氏硬度 C 标尺 伸长率 断面收缩率 冲击韧性 疲劳极限 二 判断 正确打 错误打 下同 1 弹性变形能随载荷的去除而消失 2 所有金属材料在拉伸试验时都会出现显著的屈服现象 3 材料的屈服点越低 则允许的工作应力越高 4 洛氏硬度值无单位 5 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 6 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 7 在实际应用中 维氏硬度值是根据测定压痕对角线长度 再查表得到的 8 布氏硬度测量法不宜于测量成品及较薄零件 9 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 10 铸铁的铸造性能比钢好 故常用来铸造形状复杂的工件 三 选择 将正确答案填入括号内 下同 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 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 A 静载荷 B 冲击载荷 C 交变载荷 3 洛氏硬度 C 标尺所用的压头是 A 淬硬钢球 B 金钢石圆锥体 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 A 塑性 B 硬度 C 强度 5 用拉伸试验可测定材料的 性能指标 A 强度 B 硬度 C 韧性 四 名词解释 1 内力与应力 2 弹性变形与塑性变形 精品文档 4欢迎下载 3 屈服点与残余拉伸应力 4 疲劳极限与抗拉强度 5 铸造性能与锻造性能 五 简述 1 画出低碳钢力 拉伸曲线 并简述拉伸变形的几个具体阶段 2 什么是塑性 塑性对材料的使用有何实际意义 3 什么是工艺性能 工艺性能包括哪些内容 4 在表格填写下列材料常用的硬度测量法及硬度值符号 材 料 常用硬度测量法硬度值符号 铝合金半成品 一般淬火钢 铸铁 表面氮化层 4 有一根环形链条 用直径为 2cm 的钢条制造 已知此材料 S 300Mpa 求该链条能承 受最大的载荷 是多少 精品文档 5欢迎下载 第 3 章 铁碳合金 一 填空 1 合金是一种 与 或 通过熔炼或其他方法结合而成的具有 的物质 2 合金中的成分 结构及性能相同的组成部分称为 3 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 和 三种类型 4 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 和 两种 5 合金组元之间发生 而形成的一种具有 的物质称为金属化合物 其性能特点 是 高 高 大 6 铁碳合金的基本组织有五种 它们是 7 铁碳合金的基本相是 和 8 在铁碳合金基本组织中属于固溶体的有 和 属于金属化合物的是 属于混合物的有 和 9 碳在奥氏体中溶解度随温度的不同而变化 在 1148 时碳的溶解度可达 在 727 时碳的溶解度为 10 铁碳合金相图是表示在缓慢冷却或加热条件下 不同 的铁碳合金的 或 随 变化的图形 11 分别填出下列铁碳合金组织的符号 奥氏体 铁素体 渗碳体 珠光体 高温莱氏体 低温莱氏体 12 含碳量 的铁碳合金称为钢 根据室温组织不同 钢又分为三类 钢 其室温组织为 和 钢 其室温组织为 和 钢 其室温组织为 和 13 铁素体的性能特点是具有良好的 和 而 和 很低 14 共析钢冷却到 S 点时 会发生共析转变 从奥氏体中同时析出 和 的混合 物 称为 15 莱氏体是 和 的混合物 当温度低于 727 时 莱氏体中的 转变为 所以室温下的莱氏体是由 和 组成 又称为 二 判断 1 固溶体的晶格类型与溶剂的晶格类型相同 2 金属化合物的晶格类型完全不同于任一组元的晶格类型 3 金属化合物一般具有复杂的晶体结构 4 碳在 Fe 中的溶解度比在 Fe 中的溶解度小 5 奥氏体的强度 硬度不高 但具有良好的塑性 6 渗碳体是铁与碳的混合物 7 过共晶白口铸铁的室温组织是低温莱氏体加一次渗碳体 8 碳在奥氏体中的溶解度随温度的升高而减小 9 渗碳体的性能特点是硬度高 脆性大 10 奥氏体向铁素体的转变是铁发生同素异构转变的结果 11 含碳量为 0 15 和 0 35 的钢属于亚共析钢 在室温下的组织均由珠光体和铁素体组成 精品文档 6欢迎下载 所以它们的力学性能相同 12 莱氏体的平均含碳量为 2 11 三 选择 1 组成合金的最基本的独立物质称为 A 相 B 组元 C 组织 2 金属发生结构改变的温度称为 A 临界点 B 凝固点 C 过冷度 3 合金固溶强化的主要原因是 A 晶格类型发生了变化 B 晶粒细化 C 晶格发生了畸变 4 铁素体为 晶格 奥氏体为 晶格 A 面心立方 B 体心立方 C 密排六方 5 渗碳体的含碳量为 A 0 77 B 2 11 C 6 69 6 珠光体的平均含碳量为 A 0 77 B 2 11 C 6 69 7 共晶白口铸铁的含碳量为 A 2 11 B 4 3 C 6 69 8 铁碳合金共晶转变的温度是 A 727 B 1148 C 1227 9 含碳量为 1 2 的铁碳合金 在室温下的组织为 A 珠光体 B 珠光体加铁素体 C 珠光体加二次渗碳体 10 铁碳合金相图上的 ES 线 其代号用 表示 PSK 线用代号 表示 GS 线 用代号 表示 A A1 B A3 C Acm 11 铁碳合金相图上的共析线是 A ECF B ACD C PSK 12 从奥氏体中析出的渗碳体称为 从液体中结晶出的渗碳体称为 A 一次渗碳体 B 二次渗碳体 C 三次渗碳体 13 将含碳量为 1 5 的铁碳合金加热到 650 时 其组织为 加热到 850 时其组 织为 加热到 1100 时其组织为 A 珠光体 B 奥氏体 C 珠光体加渗碳体 D 奥氏体加渗碳体 14 亚共析钢冷却到 GS 线时要从奥氏体中析出 A 铁素体 B 渗碳体 C 珠光体 15 亚共析钢冷却到 PSK 线时 要发生共析转变 奥氏体转变成 A 珠光体加铁素体 B 珠光体 C 铁素体 四 名词解释 1 钢与白口铸铁 2 铁素体与奥氏体 3 珠光体与莱氏体 4 共晶转变与共析转变 精品文档 7欢迎下载 5 固溶强化与加工硬化 五 简述 1 绘出简化后的 Fe Fe3C 相图 2 根据 Fe Fe3C 相图填写下表 特性点含 义温度 含碳量 A E G C S D 特性线含 义 ACD ECF PSK AECF GS ES 3 简述含碳量为 0 6 1 0 的铁碳合金从液态冷至室温时的组织转变过程 并画出室温 组织示意图 4 根据 Fe Fe3C 相图 说明下列现象的原因 1 含碳量 1 的铁碳合金比含碳量 0 5 的铁碳合金的硬度高 精品文档 8欢迎下载 2 一般要把钢材加热到 1000 1250 高温下进行锻轧加工 3 靠近共晶成分的铁碳合金的铸造性能好 5 随着含碳量的增加 钢的组织性能如何变化 第 4 章 钢的热处理 一 填空 1 钢的热处理是通过钢在固态下的 和 使其获得所需要的 与 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 及 五种 3 热处理能使钢的性能发生变化的根本原因是由于铁有 4 共析钢加热时 珠光体转变为奥氏体的过程是由 和 三个过程组成的 5 45 钢在室温时的组织为 当加热到 AC1 线时 转变为 温 度继续升高 不断转变为 直至 AC3 线以上 才全部转变成单相的奥氏体组织 6 T10 钢在室温时的组织为 当加热到 AC1 线时 转变为 温度继续升高 逐渐溶解到 中 直至 Accm 线以上 才全部变成单相的奥氏体组织 7 钢的标准晶粒度分为 级 其中 级为粗晶粒 级为细晶粒 8 共析钢的等温转变曲线中 在 A1 550 温度范围内转变产物为 和 在 550 MS 温度范围内 转变产物为 和 9 奥氏体转变为马氏体需很大的过冷度 其冷却速度应大于 而且必须过冷到 温度下 精品文档 9欢迎下载 10 过冷奥氏体转变为马氏体仅仅是 改变 而不发生 所以马氏体是 在 中的固溶体 11 马氏体的转变温度范围为 其显微组织同含碳量有关 含碳量高的马氏体呈 状 含碳量低的马氏体呈 状 12 根据图 6 1 中实际冷却曲线 填出该材料冷却到室温所获得的组织 a b c d 13 常用的退火方法有 和 等 14 工厂里常用的淬火方法有 和 等 15 亚共析钢的淬火加热温度为 以上 30 50 加热后得 组织 快速冷却 后得 组织 过共析钢的淬火加热温度为 以上 30 50 加热后得 组织 快速冷却后得 组织 16 常见的淬火缺陷有 和 等 17 淬火钢在回火时的组织转变可分为 四个阶 段 18 感应加热表面淬火法 按电流频率不同可分为 和 三种 19 化学热处理是通过 和 三个基本过程完成的 20 要求表面具有高的 而心部需要足够的 的零件应进行表面热处理 21 根据回火温度的不同 回火可分为 和 三类 回火 后得到的组织分别是 和 22 渗碳零件必须采用 或 材料 二 判断 1 实际加热时的临界点总是低于相图上的临界点 2 珠光体向奥氏体转变也是通过形核及晶核长大的过程进行的 3 珠光体 索氏体 托氏体都是片层状的铁素体和渗碳体混合物 所以它们的力学性能相 同 4 下贝氏体具有较高的强度 硬度和较好的塑性 韧性 5 钢在实际加热条件下的临界点分别用 Ar1 Ar3 Arcm 表示 6 钢的晶粒过热而粗化时 就有变脆倾向 7 索氏体和回火索氏体的性能没有多大区别 8 在去应力退火过程中 钢的组织不发生变化 9 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 10 钢的最高淬火硬度 主要取决于钢中奥氏体的含碳量 11 淬透性好的钢 淬火后硬度一定很高 12 淬火后的钢 回火温度越高 回火后的强度和硬度也越高 13 钢回火的加热温度在 A1 以下 因此 回火过程中无组织变化 14 感应加热表面淬火 淬硬层深度取决于电流频率越低 淬硬层深度越浅 反之 频率 越高 淬硬层深度越深 15 完全退火不适用于高碳钢 16 同类钢在相同加热条件下 水淬比油淬的淬透性好 17 钢渗氮后无需淬火即有很高的硬度及耐磨性 三 选择 精品文档 10欢迎下载 1 过冷奥氏体是指冷却到 温度以下 尚未转变的奥氏体 A Ms B Mf C A1 2 确定碳钢淬火加热温度的主要依据是 A C 曲线 B Fe Fe3C 相图 C 钢的 Ms 线 3 45 钢的正常淬火组织应为 A 马氏体 B 马氏体 铁素体 C 马氏体 渗碳体 4 下列冷却介质按冷却能力由大至小的次序排列为 A 20 自来水 B 20 的 10 食盐水溶液 C 矿物油 5 一般来说 碳素钢淬火应选择 作冷却介质 合金钢应选择 作冷却介质 A 矿物油 B 20 自来水 C 20 的 10 食盐水溶液 6 钢在一定条件下淬火后 获得淬硬层深度的能力称为 A 淬硬性 B 淬透性 C 耐磨性 7 调质处理就是 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 8 调质处理后的组织是 A 回火马氏体 B 回火索氏体 C 回火托氏体 9 钢在加热时 判断过烧现象的依据是 A 表面氧化 B 奥氏体晶界化生氧化或熔化 C 奥氏体晶粒粗大 10 化学热处理与其它热处理方法的主要区别是 A 加热温度 B 组织变化 C 改变表面化学成分 11 零件渗碳后一般须经 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 12 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 热 处理 若改用 45 钢制造这一齿轮 则采用 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 13 为改善 20 钢的切削加工性能 通常采用 为改善 T10 钢的切削加工性能 通 常采用 处理 A 完全退火 B 球化退火 C 低温回火 14 用 65Mn 钢做弹簧 淬火后应进行 用 T10A 做锯片 淬火后应进行 A 高温回火 B 中温回火 C 低温回火 15 现有 45 钢制造的汽车轮毂螺栓 其淬火加热温度应选择 冷却介质应选择 A 750 B 840 C 1000 D 20 的 10 食盐水溶液 D 矿物油 四 名词解释 1 连续冷却转变与等温转变 2 片状珠光体与球状珠光体 3 渗碳与氮化 精品文档 11欢迎下载 4 淬透性与淬硬性 5 过冷奥氏体与残余奥氏体 五 简述 1 奥氏体晶粒的大小对钢热处理后的性能有何影响 2 指出图 6 2 中各区域的名称及组织 3 什么是退火 退火的目的有哪些 4 有一具有网状渗碳体的 T12 钢坯 应进行哪些热处理才能达到改善切削加工性能的目的 试说明热处理后的组织状态 5 什么是正火 正火有哪些应用 6 什么是淬火 淬火的主要目的是什么 7 将淬火加热温度选择不当的后果填入下表 并说明其原因及正确的加热温度 精品文档 12欢迎下载 钢号淬火加热温度后果原因正确的加热温度 45AC1 AC3 T12 Acm 8 什么是回火 钢淬火后为什么要回火 9 什么是临界冷却速度 它与钢的淬透性有何关系 10 什么是表面淬火 表面淬火的方法有哪几种 表面淬火适应于什么钢 11 用 T12 钢制造锉刀 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 第 3 章 碳素钢 精品文档 13欢迎下载 1 碳素钢是含碳量小于 而且不含有 合金元素的铁碳合金 2 碳素钢中除铁 碳外 还常有 等元素 其中 是有益元素 是有害元素 3 含碳量小于 的钢为低碳钢 含碳量为 的钢为中碳钢 含碳量大于 的钢为高碳钢 4 45 钢按用途分类属于 钢 按质量分类属于 钢 按含碳量分类属于 钢 5 T12A 钢按用途分类属于 钢 按含碳量分类属于 钢 按质量分类属于 二 判断 1 T10 钢的含碳量为 10 2 锰 硅在碳钢中都是有益元素 适当地增加其含碳量 能提高钢的强度 3 硫是钢中的有益元素 它能使钢的脆性下降 4 碳素工具钢都是优质或高级优质钢 5 碳素工具钢的含碳量一般都大于 0 7 6 铸钢可用于铸造形状复杂而力学性能要求较高的零件 7 低碳钢的强度 硬度低 但具有良好的塑性 韧性及焊接性能 8 碳素弹簧钢的含碳量一般在 0 6 以下 三 选择 1 08F 钢中的平均含碳量为 A 0 08 B 0 8 C 8 2 普通 优质和高级优质钢是按钢的 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 A T8A B 08F C Q235 A F 4 在下列牌号中属于工具钢的有 A 20 B 65Mn C T10A 5 选择制造下列零件的材料 冷冲压件 齿轮 小弹簧 A 08F B 45 C 65Mn 6 选择制造下列工具的材料 錾子 锉刀 手工锯条 A T8 B T10 C T12 四 名词解释 1 08F 2 45 3 65Mn 4 T12A 5 ZG340 640 6 Q235 A F 五 简述 精品文档 14欢迎下载 1 硫 磷元素的含量为什么在碳钢中要严格控制 而在易切削钢中又要适当提高 2 碳素工具钢的含碳量对力学性能有何影响 如何选用 第 5 章 合金钢 一 填空 1 合金元素在钢中的主要作用有 和 2 大多数合金元素溶于奥氏体后 能增加 的稳定性 使 C 曲线的位置 减小了钢的 提高了钢的淬透性 3 合金钢在回火过程中 由于合金元素的阻碍作用 使 不易分解 不 易析出 即使析出后也不易 所以在回火过程中钢的硬度下降较慢 4 合金钢按主要用途分类 可分为 及 三大类 5 按用途不同 合金结构钢又可分为 机械制造用钢又可分为 和 等 6 热成型弹簧的最终热处理是 以达到使用要求 冷成形弹簧钢丝在 冷绕成形后只需进行 以消除在冷绕过程中产生的内应力 7 滚动轴承钢的预备热处理是 最终热处理是 8 CrWMn 钢最突出的优点是 故称为 钢 9 高速钢刀具切削温度达 600 时仍能保持高的 和 10 按工作条件不同 合金模具钢可分为 和 两种 11 为提高热作模具钢的导热性和韧性 其含碳量应在 范围内 12 根据腐蚀机理的不同 金属腐蚀可分为 腐蚀和 腐蚀两种 其中 腐蚀的危害性更大 13 常用的不锈钢有 和 两种 14 高锰钢热处理后 其组织呈单一的 故有很好的韧性 若在使用过程 中受到强烈的冲击或磨擦 表面将产生 故又有很好的耐磨性 精品文档 15欢迎下载 二 判断 1 除 Fe C 外还含有其他元素的钢就是合金钢 2 大部分合金钢的淬透性都比碳钢好 3 在相同强度条件下合金钢要比碳钢的回火温度高 4 在相同回火温度下 合金钢比同样含碳量的碳素钢具有更高的硬度 5 低合金钢是指含碳量低于 0 25 的合金钢 6 3Cr2W8V 钢的平均含碳量为 0 3 所以它是合金结构钢 7 合金渗碳钢都是低碳钢 8 合金工具钢都是高碳钢 9 合金钢只有经过热处理 才能显著提高其力学性能 10 GCr15 钢是滚动轴承钢 但又可制造量具 刀具和冷冲模具等 11 热硬性高的钢必定有较高的回火稳定性 12 Cr2W8V 是不锈钢 13 不锈钢中含碳量越高 其耐腐蚀性越好 14 滚动轴承钢是高碳钢 三 选择 1 GCr15 钢的平均含铬量为 A 0 15 B 1 5 C 15 2 40MnVB 中硼元素的主要作用是 A 强化铁素体 B 提高回火稳定性 C 提高淬透性 3 20CrMnTi 钢中 Ti 元素的主要作用是 A 细化晶粒 B 提高淬透性 C 强化铁素体 4 合金渗碳钢渗碳后必须进行 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 5 38CrMoAl 钢是属于合金 A 调质钢 B 渗碳钢 C 弹簧钢 6 钢的热硬性是指钢在高温下保持 的能力 A 高强度 B 高硬度和高耐磨性 C 高抗氧化性 7 将下列合金钢牌号归类 合金结构钢有 合金工具钢有 特殊性能钢有 合金调质钢有 合金弹簧钢有 合金模具钢有 不锈钢有 A 40Cr B 60Si2Mn C 50CrVA D Cr12MoV E 3Cr2W8V F 1Cr13 8 正确选用下列零件材料 机床主轴 板弹簧 坦克履条 轴承滚动体 贮酸槽 汽车 拖拉机变速齿轮 A 1Cr18Ni9 B 40Cr C GCr15 D 20CrMnTi E 60Si2Mn F ZGMn13 9 正确选用下列零件材料 高精度长丝锥 热锻模 冷冲模 医疗手术 器械 麻花钻头 A CrWMn B Cr12Mo C 4Cr13 D W18Cr4V E 5CrNiMo 10 合金调质钢的含碳量一般是 A 0 25 B 0 25 0 5 C 0 5 四 名词解释 20CrMnTi 50CrVA 精品文档 16欢迎下载 9SiCr CrWMn W18Cr4V 1Cr13 4Cr14Ni14W2Mo ZGMn13 4Cr14Ni14W2Mo ZGMn13 五 简述 1 什么是合金钢 为什么合金元素能提高钢的强度 2 根据下表要求 简要归纳对比各种合金钢的特点 类别含碳量最终热处理方法主要用途 合 金渗碳钢 合 金调质钢 合 金弹簧钢 滚 动轴承钢 高速钢 热 作模具钢 3 试述高速钢的成分特点及合金元素的主要作用 4 高速钢为什么要采用高温淬火及 560 多次回火 5 耐热钢有哪两类 耐热钢为什么会耐热 精品文档 17欢迎下载 第八章第八章 铸铸 铁铁 一 填空 1 铁是含碳量大于 的铁碳合金 根据铸铁中石墨的存在形状不同 铸铁可分为 和 等 2 铸铁成分中含碳 硅 锰 硫 磷等元素 其中 和 元素的含量越高 越有利于石墨化进行 而和元素是强烈阻碍石墨化的元素 3 灰铸铁中 由于石墨的存在降低了铸铁的 但使铸铁获得了良好的 及低的 4 可锻铸铁是由 通过 处理 使白口铸铁中 分解为 状石墨的铸铁 5 灰铸铁经孕育处理后 可使 及 得到细化 使其 有很大的提高 6 球墨铸铁是在浇注前往铁水中加入适量 的 和 浇注后 获 石墨的铸铁 7 白口铸铁中的碳主要以 形式存在 而灰口铸铁中的碳主要以 形式 存在 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 2 可锻铸铁比灰铸铁的塑性好 因此可以进行锻压加工 3 厚铸铁件的表面硬度总比内部高 4 可锻铸铁只适用于制造薄壁铸件 5 灰铸铁的强度 塑性和韧性远不如钢 6 球墨铸铁可以通过热处理改变其基体组织 从而改善其性能 7 可锻铸铁的碳和硅的含量要适当低一些 8 灰铸铁是目前应用最广泛的一种铸铁 9 白口铸铁的硬度适中 易于切削加工 10 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 三 选择 1 为提高灰铸铁的表面硬度和耐磨性 采用 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 球墨铸铁经 可获得铁素体基体组织 经 可获得珠光体基体组织 经 可获得下贝氏体基体组织 A 正火 B 退火 C 等温淬火 3 选择下列零件的材料 机床床身 汽车后桥外壳 柴油机曲轴 A HT200 B KTH350 10 C QT500 05 4 铸铁中的碳以石墨形态析出的过程称为 A 石墨化 B 变质处理 C 球化处理 四 名词解释 HT250 KTH350 10 精品文档 18欢迎下载 KTZ500 04 QT600 02 五 简述 1 简述影响石墨化的主要因素 2 球墨铸铁可采用哪些热处理 其目的各是什么 3 为什么灰铸铁的强度 塑性和韧性远不如钢 4 为什么球墨铸铁的力学性能比灰铸铁和可锻铸铁高 第九章 有色金属及硬质合金 一 填空 1 纯铜呈 色 故又称 铜 2 普通黄铜是由 组成的二元合金 在普通黄铜中加入其他合金元素时称 精品文档 19欢迎下载 黄铜 3 普通黄铜 当含锌量小于 39 时称为 黄铜 由于其塑性较好 适合 加工 当含锌量大于 39 时称为 黄铜 因其强度高 热态下塑性良好 故适于 加工 4 工业纯铝具有密度 导电性 抗腐蚀能力 强度 塑性 等特点 5 变形铝合金根据其主要性能特点不同可分为 铝 铝 铝和 铝 等几种 6 铸造铝合金包括 等系列合金 7 钛具有 现象 882 以下为 晶格 称为 钛 8 锡基轴承合金是以 为基础 加入 等元素组成的合金 9 硬质合金是以难熔 高硬度的 为基体 加入 用 方法制 成的一种合金材料 10 硬质合金的主要性能特点是 高 好 高 低 好 很差 二 判断 1 纯铜与纯铝均无同素异构转变 2 黄铜中含锌量越高 其强度也越高 3 特殊黄铜是不含锌元素的黄铜 4 工业纯铝中杂质含量较高 其导电性 耐蚀性及塑性越低 5 工业纯铝具有较高的强度 常用作工程结构材料 6 变形铝合金都不能用热处理强化 7 含锡量大于 10 的锡青铜 塑性较差 只适合铸造 8 含锌量为 30 左右的普通黄铜 塑性最好 9 型钛合金不能进行热处理强化 而 型钛合金可以进行热处理强化 10 硬质合金中 碳化物含量越高 钴含量越低 则其强度及韧性越高 11 YG 类硬质合金刀具适合切削塑性材料 三 选择 1 某一材料的牌号为 T4 它是 A 含碳量为 0 4 的碳素工具钢 B 4 号工业纯铜 C 4 号工业纯钛 2 将相应的牌号填在括号里 普通黄铜 铸造黄铜 锡青铜 铍青铜 A H68 B QSn4 3 C Qbe2 D ZcuZn38 3 将相应的牌号填在括号里 硬铝 防锈铝 超硬铝 铸造铝合金 锻铝 A LF21 B LY10 C ZL4 D LD2 4 LF5 按工艺特点来分属于 铝合金 它是热处理 的铝合金 A 铸造 B 变形 C 不能强化 D 强化 5 将相应的牌号填在括号里 工业纯钛 钛合金 钨钴类硬质合金 钨钴钛类硬质合金 通用硬 质合金 A YW2 B YG3X C TC4 D TA1 E YT15 6 ZchSnSb8 4 常用于 的轴承 A 高转速大负荷 B 低转速小负荷 C 低转速大负荷 精品文档 20欢迎下载 三 名词解释 T2 H68 HPb59 1 ZcuSn10Pb1 L4 LC4 ZL301 ZchPbSb16 16 2 YG6X YW2 五 简述 1 什么是黄铜 主加元素锌对黄铜的力学性能有何影响 2 工业纯钛有哪些特点 钛合金可分为哪几类 3 硬质合金可分哪几类 在生产中应如何选用 4 滑动轴承合金应具备哪些性能 第十章 非金属材料 一 填空 1 非金属材料包括 和 2 由单体聚合为高聚物的基本方法有两种 和 3 人工合成的高分子化合物按工艺性质不同可分为 和 4 塑料是以 为基础 再加入 制成的 按热性能不同 塑料可分为 和 按使用范围不同 塑料可分为 和 5 橡胶是以 为基础 加入适量的 制成的 6 合成胶粘剂是一种多组分的 具有优良黏合性能的物质 它的组分包括 和 7 陶瓷在传统上是指 和 陶瓷一般可分为 和 两大类 精品文档 21欢迎下载 陶瓷制品的生产一般都要经历 和 三个阶段 8 按复合材料的增强剂种类和结构形式的不同 复合材料可分为 和 二 名词解释 1 加聚反应 2 缩聚反应 3 工程塑料 4 特种陶瓷 三 简述 1 什么是高分子材料 2 陶瓷材料有何特点 3 何谓复合材料 金属材料与热处理习 精品文档 22欢迎下载 题册答案 绪论 填空题 1 成分 组织 热处理 性能 2 光泽 延展性 导电性 导热性 合金 3 成分 热处理 性能 性能 思考题 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 属材料与热处理的相关知识 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性能的方 法等都具有非常重要的指导意义 第一章 金属的结构与结晶 填空题 1 非晶体 晶体 晶体 2 体心立方 面心立方 密排六方 体心立方 面心立方 密排六方 3 晶体缺陷 间隙 空位 置代 刃位错 晶界 亚晶界 4 无序 液态 有序 固态 5 过冷度 6 冷却速度 冷却速度 低 7 形核 长大 8 强度 硬度 塑性 9 固 一种晶格 另一种晶格 10 静 冲击 交变 11 弹性 塑性 塑性 12 材料内部 与外力相对抗 13 内力 不同 14 外部形状 内部的结构 判断题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 精品文档 23欢迎下载 13 14 15 选择题 1 A 2 C B A 3 B 名词解释 1 答 晶格是假想的反映原子排列规律的空间格架 晶胞是能够完整地反映晶体晶格特征 的最小几何单元 2 答 只由一个晶粒组成的晶体称为单晶体 由很多的小晶体组成的晶体称为多晶体 3 答 弹性变形是指外力消除后 能够恢复的变形 塑性变形是指外力消除后 无法恢复 的永久性的变形 4 答 材料在受到外部载荷作用时 为保持其不变形 在材料内部产生的一种与外力相对 抗的力 称为内力 单位面积上所受的内力就称为应力 思考与练习 1 冷却曲线上有一段水平线 是说明在这一时间段中温度是恒定的 结晶实际上是原子 由一个高能量级向一个较低的能量级转化的过程 所以在结晶时会放出一定的结晶潜热 结晶潜热使正在结晶的金属处于一种动态的热平衡 所以纯金属结晶是在恒温下进行的 2 生产中常用的细化晶粒的方法有 增加过冷度 采用变质处理和采用变质处理等 金属 结晶后 一般是晶粒愈细 强度 硬度愈高 塑性 韧性也愈好 所以控制材料的晶粒大 小具有重要的实际意义 3 1 金属模浇铸的晶粒小于砂型浇铸的晶粒 2 铸成薄件的晶粒小于铸成厚件的晶粒 3 浇铸时采用振动的晶粒小于不采用振动的晶粒 4 味精 冰糖 云母 食盐及各类金属均是晶体 5 略 6 反复弯折处逐渐变硬 弯折越来越困难直至断裂 原因是反复弯折使铁丝局部塑性变形 量增大 产生了变形强化的现象 7 有 因为切削加工中切屑分离的过程 实际上是刀具与被切削工件之间发生强烈挤压和 摩擦的过程 在这一过程中 已加工表面和切屑都会发生塑性变形而产生加工硬化现象 切屑产生加工硬化现象会变得难以排出 已加工表面产生加工硬化现象会使后续加工变得 困难 第二章金属的性能 填空题 1 物理性能 化学性能 力学性能 铸造性能 锻造性能 焊接性能 切削加工性能 热处理性 能 2 静 塑性变形 断裂 3 屈服强度 抗拉强度 ReL Rm 4 屈服强度 ReL 条件屈服强度 Rp0 2 5 31400N 53000N 6 永久性变形 伸长率 A 断面收缩率 Z 7 58 76 精品文档 24欢迎下载 8 5 硬质合金 7355 25 10 15 布氏 500 9 冲击 10 ReL Rm HRC A Z k R 1 判断题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 选择题 1 B 2 C 3 B 4 C 5 A 名词解释 1 衡量材料抵抗塑性变形能力的指标 2 衡量材料抵抗断裂能力的指标 3 材料抵抗局部变形特别是塑性变形 压痕或划痕的能力 4 金属材料适应不同加工工艺方法的能力 思考与练习 1 略 2 材料常用硬度测量法硬度值符号 铝合金半成品布氏硬度或洛氏硬度 B 标尺HBW 或 HRB 一般淬火钢洛氏硬度 C 标尺HRC 铸铁布氏硬度HBW 表面氮化层维氏硬度HV 3 解 因是环形链条 故链条的截面积 S0 2 d2 4 2 3 14 202 4 628 mm2 Fm Rm S0 300 628 188400 N 由此可知该该链条能承受的最大载荷是 188400N 4 答 自行车的中轴在工作时主要受扭转载荷和交变载荷 故所用材料需要较高的硬度和 强度 而自行车的链盒需要通过冲压成形故所用材料需要较好的塑性和韧性 5 答 由于齿轮在工作时受交变载荷 而车床导轨所受为静载荷 故齿轮容易发生疲劳破 精品文档 25欢迎下载 坏 第三章 铁碳合金 填空题 1 其它金属 非金属金 属特性 2 相 3 固溶体 金属化合物 混合物 4 间隙固溶体 置换固溶体 5 相互作用 金属特性 熔点 硬度 脆性 6 铁素体 奥氏体 渗碳体珠光体 莱氏体 7 铁素体 奥氏体 8 塑性 韧性 强度 硬度 9 铁素体 奥氏体 渗碳体 珠光体 莱氏体 10 2 11 0 77 11 成分 状态 组织 温度 12 F A Fe3C P Ld L d 13 0 0218 2 11 亚共析钢温 铁素体 珠光体 共析钢 珠光体 过共析钢 珠 光体 二次渗碳体 14 铁素体 渗碳体 15 奥氏体 渗碳体 奥氏体 珠光体 珠光体 渗碳体 低温莱氏体 16 2 11 特意加入的 17 硅 锰 硫 磷 硅 锰 硫 磷 18 0 25 0 25 0 6 0 6 19 结构钢 中碳钢 优质钢 20 工具 高碳 高级优质 判断题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 精品文档 26欢迎下载 19 20 选择题 1 B 2 A 3 C 4 B 5 C 6 C 7 B 8 B 9 C 10 C A B 11 C 12 C D B 13 A 14 B 15 A 16 AB 17 C 18 A C B 19 A C B 20 C 名词解释 1 共晶转变与共析转变 共晶转变是指结晶时由液相中同时结晶出两种不同的固相 共析转变则是由一个固相中同 时析出两种不同的固相 2 固溶强化与加工硬化 在固溶体形成过程中 溶质原子溶入后都会使溶剂晶格发生畸变 从而使合金对变形的抗 力增加 而使金属材料强度 硬度提高的现象称为固溶强化 冷塑性变形时使晶粒的外形发生变化外 还会使晶粒内部的位错密度增加 晶格畸变加剧 从而使金属随着变形量的增加 使其强度 硬度提高 而塑性 韧性下降 这种现象称为 形变强化 或 加工硬化 3 08F 脱氧状态不完全 沸腾钢 含碳量为 0 08 的优质碳素结构钢 4 45 含碳量为 0 45 的优质碳素结构钢 5 65Mn 含碳量为 0 65 具有较高含锰量的优质碳素结构钢 6 T12A 含碳量为 1 2 的高级优质碳素工具钢 7 ZG340 640 屈服强度不小于 340MP 抗拉强度不小于 640MP 的铸钢 8 Q235 A F 屈服强度不小于 235MP 质量等级为 A 级 脱氧状态不完全 沸腾钢 的碳素结构钢 思考与练习 1 略 2 特性点含义温度 含碳量 精品文档 27欢迎下载 A纯铁的熔点15380 E碳在 Fe 中的最大溶解度点 11482 11 G纯铁的同素异构转变点 Fe Fe 912 0 C共晶点 LC A Fe3C 11484 3 S共析点 AS F Fe3C 727 0 77 D渗碳体的熔点12276 69 特性线含义 ACD 液相线 此线之上为液相区域 线上点为对应成分合金结晶时的开始温度 ECF 共晶线 LC A Fe3C PSK共析线 亦称 A1 线 AS F Fe3C AECF固相线 此线之下为固相区域 线上点为对应成分合金的结晶终了温度 GS亦称 A3 线 冷却时从不同含碳量的奥氏体中析出铁素体的开始线 ES亦称 Acm 线 碳在 Fe 中的溶解度曲线 3 1 由相图可知 随含碳量增加钢中的硬质相渗碳体的比例随之增加 所以 1 的铁碳合 金比含碳量 0 5 的铁碳合金硬度高 2 由相图可知 当把钢加热到 1000 1250 其组织恰好处于单一的奥氏体状态 此 时钢材的塑性好 塑性抗力小 所以最适合进行锻轧加工 3 由相图可知 靠近共晶成分的铁碳合金的结晶温度区间较小 结晶温度最低 所以流 动性好 且结晶时不易出现偏析现象 4 不能 因为它们的工作性质不同 受力情况有很大不同它们的加工工艺也不同 所以必 须选择性能不同的材料制造 5 因为白口铸铁中的基本相主要是渗碳体 又硬又脆很难进行切削加工 所以一般不能直 接作为机加工零件的材料 但铸造犁 铧等农具则可以很好的利用其硬度高耐用磨性好的 这一优点 第四章 钢的热处理 填空题 1 固态加热 保温 冷却 组织结构 铁具有同素异构转变 2 退火 正火 淬火 回火 表面淬火 表面化学热处理 3 形成 晶粒长大 4 加热温度 保温时间 5 珠光体型 贝氏体型 马氏体型 6 温度越低或过冷度越大 抗力 强度 硬度 7 上贝氏体 下贝氏体 下贝氏体 8 170 230HBW 正火 球化退火 9 临界冷却速度 V 临 Mf 残余奥氏体 10 针状 硬度高而脆性大 板条状 强度 韧性 含碳量 含碳量 11 油 水 盐水 碱水 增加 水 油 12 单液淬火法 双介质淬火 马氏体分级淬火贝氏体等温淬火 13 铁的晶格 碳原子的扩散 碳 Fe 间隙固溶体 精品文档 28欢迎下载 14 氧化与脱碳 过热和过烧 变形与开裂 硬度不足与节软点 15 回火处理 稳定组织 消除内应力 16 强度 硬度 塑性 韧性 低温回火 中温回火 高温回火 17 淬火 高温回火 综合力学性能 18 火焰加热表面淬火 感应加热表面淬火 电接触表面加热淬火 激光加热表面淬火 19 分解 吸收 扩散 表面渗碳 表面渗氮 表面碳氮共渗 20 为预备热处理 最终热处理 选择题 1 C 2 B 3 A 4 B 5 C 6 B 7 A 8 C 9 A 10 B 11 B 12 C 13 C 14 C B 15 D B 16 C 17 C 18 C 19 A 20 B 判断题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 精品文档 29欢迎下载 16 17 18 19 20 21 名词解释 1 答 碳在 Fe 中的过饱和固溶体 称为马氏体 2 答 冷却到 A1 线以下而又尚未转变的奥氏体称为过冷奥氏体 马氏体转变不能完全进 行到底 冷却到 MS 线以下转变停止时仍未能转变的奥氏体称为残余奥氏体 3 答 退火是指将钢加热到适当温度 保持一定时间 然后缓慢冷却 一般随炉冷却 的 热处理工艺 正火是指将钢加热到 C3 或 ccm 以上 30 50 保温适当的时间后 在空 气中冷却的工艺方法 4 答 将钢件加热到 c3 或 c1 以上的适当温度 经保温后快速冷却 冷却速度大于 v 临 以获得马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺称为淬火 而将淬火后的钢重新加热到 c1 点以下的某一温度 保温一定时间 然后冷却到室温的热处理工艺称为回火 5 答 淬透性是指在规定条件下 钢在淬火冷却时获得马氏体组织深度的能力 而淬硬性 是指钢在理想的淬火条件下 获得马氏体后所能达到的最高硬度 6 答 钢的渗碳是指将钢件置于渗碳介质中加热并保温 使碳原子渗入工件表层的化学热 处理工艺 其目的是提高钢件表层的含碳量 在一定温度下 使活性氮原子渗入工件表面 的化学热处理工艺称为渗氮 渗氮的目的是提高零件表面的硬度 耐磨性 耐蚀性及疲劳 强度 思考题 1 答 用工具钢制造的麻花钻通常是通过淬火加低温回火来达到其高硬度高耐磨性的 若 刃磨时不及时冷却 当温度过高时就会失去硬度 退火 2 答 可通过完全退火改善其塑性后再进行成形工序 或边加热边弯形的方法 以避免因 弯折成形时产生加工硬化而出现裂纹 3 答 可通过正火的方法来消除应力 降低硬度改善切削加工性能 4 答 轧制后应对毛坯进行正火 球化退火的热理 以消除网状渗碳体 降低材料硬度 以便于后续的机加工序的进行 机加成形后再通过整体加热 刃部浸入淬火介质进行局部 淬火 低温回火的方法来满足这一要求 第四章合金钢 填空题 1 强化铁素体 形成碳化物 细化晶粒 提高钢的淬透性 提钢的高回火稳定性 2 钴 稳定性 右 临界冷却速度 淬透性 3 金结构钢 合金工具钢 特殊性能钢 合金合金渗碳钢 合金调质钢 合金弹簧钢 滚动轴承钢 4 热轧 退火正火 结构件 5 渗碳 淬火 低温回火 耐疲劳性 冲击载荷 6 受力复杂 良好综合力学性能 7 工具 耐磨 8 球化退火 淬火 低温回火 9 刃具钢 模具钢 量具钢 精品文档 30欢迎下载 10 CrWMn 低速刀具 11 红硬性 切削速度较高 形状复杂 12 冷作模具钢 热作模具钢 13 硬度 耐磨性 耐蚀性 14 铬 铬镍 铬锰 马氏体 铁素体 奥氏体 15 冲击 硬化 选择题 1 B 2 C 3 A 4 A 5 A 6 B 7 A B C G K D E H F I J A K B C D E F I 8 B G E F C A D 9 A E B C D 10 B 判断题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 名词解释 1 答 屈服强度不小于 460MP 的低合金高强度钢 2 答 含碳量为 0 2 Cr Mn Ti 含量均小于 1 5 的合金渗碳钢 3 答 含碳量为 0 4 含 Cr 量小于 1 5 合金调质钢 4 答 含碳量为 0 5 Cr V 含量均小于 1 5 的合金弹簧钢 5 答 含碳量 1 以上 含 Cr 量为 1 5 的合金滚动轴承钢 6 答 含碳量 1 以上 Cr W Mn 含量均小于 1 5 的低合金刃具钢 7 答 含 6 W 5 Mo 4 Cr 以及 2 V 的高速钢 8 答 含碳量 1 以上 含 12 Cr 的