工程材料与热处理复习题及答案

1、晶体与非晶体的本质区别是什么？定义：【晶体】具有规则几何形状的固体 【非晶体】指组成它的原子或离子不是作有规律排列的固态物质区别：具有一定的熔点是一切晶体的宏观特性，也是晶体和非晶体的主要区别。特点 ：晶体点阵是晶体粒子所在位置的点在空间的排列。相应地在外形上表现为一定形状的几何多面体，这是它的宏观特性 晶体的另一基本特点是有一定的熔点，不同的晶体有它不相同的熔点。且在熔解过程中温度保持不变。非晶体没有固定的熔点，随着温度升高，物质首先变软，然后由稠逐渐变稀，成为流体。课外习题：一判断题1碳素工具钢都是优质或高级优质钢。( x )2做普通小弹簧应用15钢。( x )3T12A和CrW5都属高碳

2、钢，它们的耐磨性、红硬性也基本相同( x )4除Fe和C外还含有其他元素的钢就是合金钢。( x )5Crl2Mo钢是不锈钢。( x )6不锈钢中的含碳量越高，其耐腐蚀性越好。( x )8Q295是低合金结构钢。( x )91Crl8Ni9Ti是高合金工具钢。( x )10受力小、形状简单的模具，常用碳素工具钢制造。( V )1260Si2Mn的最终热处理方法是淬火后进行高温回火。 ( x )13预先热处理的目的，是为了消除或改善前工序引起的缺陷。 ( V )14大型铸件在扩散退火后不再进行一次正火或完全退火。 ( x )15去应力退火，一般可在Ac1点以上温度加热，保温46h后，缓冷至2003

3、00再出炉 (x)。 16含碳量高于0.8的钢，一般不能采用正火工艺。( V ) 17钢在加热时，往往在600以上才开始发生氧化现象。( x ) 18钢中的杂质元素中，硫使钢产生热脆性，磷使钢产生冷脆性，因而硫、磷是有害元素。 ( V )19退火与回火都可以消除钢中的应力，所以在生产中可以通用。( x )20淬火过程中常用的冷却介质是水、油、盐和碱水溶液。 ( x )21碳素工具钢的含碳量都在07以上，而且都是优质钢。 ( V )22拉伸试验可以测定金属材料的弹性、强度和塑性等多项指标。 ( V )23材料的伸长率、断面收缩率数值越大表明其塑性越好。 ( v )24洛氏硬度值是根据压头压入被测

4、定材料的深度来确定的。 ( v )25T12钢的含碳量为12。 ( x )26硫是碳钢中的有益元素，它能使钢的脆性下降。 ( x )27高碳钢的质量优于中碳钢，中碳钢的质量优于低碳钢。 ( x )28碳素工具钢的含碳量一般都大于07。 ( v )3040钢与40Cr钢的含碳量基本相同，性能和用途也一样。 ( x )31除Fe和C外还舍有其他元素的钢就是合金钢。 ( x )32GCrl5钢是滚动轴承钢，但又可制造量具、刀具和冷冲模具等。( v )34合金工具钢都是高级优质钢。 ( x )36Q295是低合金结构钢。 ( x )37合金调质钢的综合力学性能高于碳素调质钢。 ( V )39机械零件和

5、工具在使用时的应力只有限制在屈服点范围内，才能安全可靠。 ( x )41T12A钢按质量分类属于优质钢。 ( x )42正火是将钢加热到再结晶温度，保温一段时间，然后在空气中冷却的热处理工艺。 ( V )43有些钢件经退火或正火后，能满足工艺要求，但还要进行一次最终热处理。 ( v )选择题160Si2Mn的含碳量是( A )。 A06 B6 C602工业用的金属材料可分为( A )两大类。 A黑色金属和有色金属 B铁和铁合金 C钢和铸铁3强度的大小可用( A )表示。 A应力 B内力 C屈服点4布氏硬度的符号用( B )表示。 AHRA或HRB BHBS或HBW CHBS或HV 5钢中最常见

6、的杂质有S、Mn、Si、P等，其中( C )是有益元素。 AS和Mn B. P和Si CSi和Mn6在刀具材料中，制造各种结构复杂的刀具应选用( C )。 A碳素工具钢 B合金工具钢 C高速工具钢8为了消除中碳钢焊接件的焊接应力，一般要进行( C )。 A完全退火 B正火 C去应力退火9 金属材料在外力作用时，对变形和破裂的抵抗能力称为 ( C ) 。 A塑性 B硬度 C强度10金属材料的在外力作用下产生塑性变形而不破裂的能力称为 ( B ) 。 A弹性 B塑性 C韧性11抗拉强度的表示符号为 ( B )。 Ae Bb C-11208F钢中，08表示其平均含碳量为( A ) A，008 B08

7、 C8%13在下列3种钢中，( C )的弹性最好 AT10钢 B20钢 C65Mn14合金结构钢的钢号是 ( A )。 A65Mn B30CrNi3 C65T8A15作为普通渗碳零件应选用( A )。 A20钢 B40Cr C55钢16材料的( B )越好，则可锻性越好。 A强度 B塑性 C硬度173Crl3Mo是( C )钢。 A合金结构钢 B合金工具钢 C不锈钢18机床主轴常用( B )材料制作。 A1Crl8Ni9 B40Cr CGCrl519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20金属材料在( C )试验力作用下对破裂的抵抗能力称为韧性。 A剪切 B循环

8、C冲击21通常硬度在( A )范围内的金属材料可加工性能最好。 A160230HBS B90230HBS C200300HBS2245钢按碳的含量分类属于( A )钢。 A中碳 B高碳 C低碳23( C )按用途可分为工程用钢和机器零件用钢两类。 A高速钢 B合金调质钢 C合金结构钢24Crl2钢按用途分类为( B )钢。 A碳素工具钢 B合金工具钢 C不锈钢25( C )的主要特点是在高温下仍能保持与常温相似的强度。 A耐磨钢 B不锈钢 C热强钢26最常用的滚动轴承钢是GCrl5，其铬的含量为( A )。 A15 B15 C015简答题1渗碳的目的是什么?提高钢表面的含碳量，并通过热处理获得

9、高的表面硬度和耐磨性，以提高钢的抗疲劳性能。而心部仍具有较好的强度和韧性。2什么是工艺性能?工艺性能包括哪些内容? 金属材料对某些加工工艺的适应性称为工艺性能。它包括铸造性能、锻压性能、焊接性能、热处理性能、切削加工性能。3硫、磷元素的含量为什么在碳钢中要严格地控制? 而在易切削钢中又要适当地提高？ 硫、磷是有害元素，含硫多了会使钢产生热脆，含磷多了使钢产生冷脆，但在易切削钢中多加些硫、磷可改善切削加工性，使切屑易断。4什么是合金钢?合金钢有哪些优越性?在碳钢中有目的地加入一些合金元素所获得的钢种叫合金钢。与碳钢相比，它具有良好的热处理性能、优良的综合力学性能及某些特殊的物理化学性能。填空及简

10、答题1、一块纯铁在912°C发生-Fe-Fe转变时，体积将 减小 。2、在面心立方晶格中，原子密度最大的晶向是 110 。3、按几何形态特征分，晶体中的缺陷分为点缺陷、线缺陷、面缺陷三类。4、滑移的本质是 位错的运动 。5、用显微镜观察某亚共析钢，估计其中的珠光体含量体积分数为80%，则此钢的碳含量为0.62 % 。6、亚共析钢、共析钢、过共析钢正火后的组织分别是 F+S 、 S 、 S+Fe3C 。7、在过冷奥氏体等温转变产物中，珠光体与屈氏体的主要相同点 F和Fe3C以层片状分布 ， 不同点是 层片间距不同 。8、钢的淬透性越高，则C曲线的位置越 靠右 ，说明临界冷却速度越 小

11、。 9、球化退火的主要目的使钢中的渗碳体球状化 ，它主要是用于共析钢和过共析钢 。10、合金元素在钢中的两种主要存在形式分别是 固溶于基体中 、 与碳形成合金碳化物 。11、简要分析亚共析钢、过共析钢淬火温度范围确定依据;12、什么是钢的淬透性以及影响钢件淬透层深度的主要因素有那些？对下列钢按其淬透性由高至低排序：45，20Cr2Ni4A，T8，40Cr，20CrMnTi;13、再结晶和重结晶区别? 再结晶：非相变过程，即晶体结构、成份、状态不发生变化，只是晶粒的形状、大小发生变化。重结晶：相变过程，即晶体结构、成份、状态、形状、大小都发生变化。填空题1、在立方晶系中，120晶面族共有（ 12

12、 ）个，其中平行于Z轴的晶面是、。2、晶格常数为a的面心立方晶胞，其原子数为（4 ），原子半径为（a ），配位数为（ 12 ），致密度为（ 74% ）。3、实际晶体强度远远低于理论强度的原因，是由于实际晶体中存在大量的（ 晶体缺陷 ）。4、金属的塑性变形是借（位错 ）的不断增殖和运动来进行的。5、固溶体合金中产生晶内偏析的原因是（冷却速度快）。6、铁素体是（ 碳 ）在（ -Fe ）中的（ 间隙 ）固溶体，其晶体结构为（体心立方结构 ）；马氏体是（ 碳 ）在（-Fe ）中的（ 过饱和间隙 ）固溶体，其晶体结构为（ 体心正方晶体结构 ）。钢中马氏体组织形态有两种基本类型，即（板条状 ）马氏体和（

13、针片状 ）马氏体。7、（淬火+高温回火）的热处理工艺称为调质，调质后的组织为（回火索氏体），性能特点是具有良好的（综合机械性能）。8、属干珠光体类型的组织有三种，它们的机械性能是有差别的，其原因是（片层间距不同）。根据金属学的观点，冷、热加工的区分应以金属的（再结晶温度）为界限。9、随着冷加工变形量的增大，硬度和强度升高，塑性和韧性下降的现象称为（加工硬化），这种现象可通过（再结晶退火）加以消除。10、某小零件本应用T12钢制造，但错用了45钢，淬火沿用了T12钢的工艺，则淬火后组织为（铁素体+马氏体+残余奥氏体），硬度（降低）。11、在T12A、Q235、45、T8、60、CrWMn几种钢中

14、，淬透性较好的两种钢是（CrWMn）和（T8），淬硬性较好的两种钢是（T12A）和（CrWMn）。12、通常利用（等温）淬火获得以下贝氏体为主的组织。13、在体心立方晶格中，原子密度最大的晶面是（110），有（6）个，原子密度最大的晶向是（<111>），有（2）个，因此其滑移系数目为（12）；在面心立方晶格中，原子密度最大的晶面是（110），有（4）个，原子密度最大的晶向是（<110>），有（3）个，因此其滑移系数目为（12）。两者比较，具有（面心立方）晶格的金属塑性较好，其原因是（面心立方晶格的滑移面上最密晶向比体心立方晶格多）。14、用45钢制造的机床传动齿轮，预先

15、热处理应采用（调质）处理，使其整体获得（回火索氏体）组织；而最终热处理应采用（渗碳）处理，使其表面获得（马氏体）组织，以满足使用要求。15、共析成分的过冷奥氏体冷却到C曲线鼻尖以上温度（Ar1550）等温时，发生（珠光体）转变；过冷到C曲线鼻尖以下、Ms点以上温度等温时，发生（贝氏体）转变；过冷到Ms点以下温度时，发生（马氏体）转变。16、为获得良好的切削加工性，过共析钢的预先热处理采用（正火），若钢中有严重的网状碳化物，则应先进行（正火），再进行（球化退火），以获得（球状珠光体）组织。17、有一钢试样，在金相显微镜下观察，金相组织中铁素体面积约占50，其余为珠光体，则该钢的钢号为（39）。1

16、8、一般认为，当钢的硬度为（170250）HB时，其切削性能最佳，为此，在选用预先热处理时，低碳钢应采用（正火）；中碳钢应采用（完全退火）；高碳钢应采用（球化退火）。19、钢的组织特点是：高温组织为（奥氏体），具有良好的（塑性）。20、低碳钢渗碳后缓冷到室温的渗层组织，最外层应是（珠光体+二次渗碳体）层，中间是（珠光体）层，再往里是（铁素体+珠光体）层。21、目前生产上，在选择淬火冷却介质时，通常是碳钢零件淬（水类介质），合金钢零件淬（油类介质）。22、下图为亚共析钢等温冷却转变曲线，若按图示V1、V2、V3、V4冷却方式冷却，得到的组织是：V1（马氏体+残余奥氏体）V2（下贝氏体+马氏体+残

17、余奥氏体）V3（下贝氏体）V4（珠光体）。简答题1、下列零件或工具用何种碳钢制造及用何种热处理方法并简述为什么？手锯锯条（2）普通螺钉（3）车床主轴手锯锯条：碳素工具钢T9/T10/T11,淬火+低温回火，目的是降低淬火应力，提高工件韧性，保证淬火后的高硬度和高耐磨性。普通螺钉：普通碳素结构钢，Q235,一般不用热处理。车床主轴：优质碳素结构钢，45等，淬火+高温回火（调质处理），目的是得到回火索氏体组织，它的综合机械性能最好，即强度、塑性和韧性都比较好。2、亚共析钢的力学性能大致是其组织组成物平均值，例如硬度HBS80x%+240xP%,数字为，P的硬度，%、P%为组织中、P的含量。试计算Wc=0.4%的碳钢的硬度（HBS）、抗拉强度（b）、伸长率（%）。首先画出本题所用的部分铁碳状态图（略）然后根据状态图计算出含碳0.4%的亚共析钢室温下组织组成物的含量：具体计算如下：P%=0.4/0.77*100%=52% %=1-P%=48%因此：HB