金属材料及热处理作业

1、本次作业是本门课程本学期的第1次作业，注释如下：一、单项选择题(只有一个选项正确，共15道小题)1. 高分子材料中，大分子链之间的结合键是（ ）。(A)金属键 (B)离子键 (C)共价键(D)分子键你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：C解答参考：2. 结构材料要求的主要性能为（ ）(A)物理性能(B)化学性能(C)力学性能(D)物理和化学性能你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：C解答参考：3. 材料的使用温度（ ）。(A)与其韧脆转变温度无关(B)应在其韧脆转变温度以下(C)应与其韧脆转变温度相等(D)应在其韧脆转变温度以上你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案

2、：D解答参考：4. 低碳钢拉伸应力-应变曲线上对应的最大应力值称为（ ）。(A)弹性极限(B)屈服点(C)抗拉强度(D)断裂韧度你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：C解答参考：5. 表示金属材料弹性极限的符号是（ ）。(A)sb(B)ss(C)se (D)sp你选择的答案：C正确正确答案：C解答参考：6. （ ）是金属的韧性指标。(A)HB(B)(C)K1c(D)E你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：C解答参考：7. 金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫（ ）。(A)弹性(B)硬度(C)塑性(D)强度你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：D解答参考：8.

3、 （ ）属于密排六方结构。(A)Fe (B)Al (C)Cu (D)Zn 你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：D解答参考：9. 金属多晶体的晶粒越细，则其（ ）。(A)强度越高，塑性越差 (B)强度越高，塑性越好(C)强度越低，塑性越好 (D)强度越低，塑性越差你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：B解答参考：10. 从金属学的观点来看，冷加工和热加工是以（ ）温度为界限区分的。(A)结晶 (B)再结晶(C)同素异构转变 (D)25你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：B解答参考：11. 钨在室温塑性变形后，与塑性变形前相比（ ）。(A)硬度明显增高，塑性明显降

4、低(B)硬度明显降低，塑性明显增高 (C)硬度、塑性变化不明显 (D)硬度、塑性的变化趋势一致你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：A解答参考：12. HCP 金属与FCC 金属在塑性上的的差别，主要是由于两者的( ) 。 (A)滑移系数目不同(B)滑移方向不同 (C)滑移面不同 (D)晶胞形状不同你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：A解答参考：13. 实际生产中，金属冷却时（ ）。(A)理论结晶温度总是低于实际结晶温度(B)理论结晶温度总是等于实际结晶温度(C)理论结晶温度总是大于实际结晶温度(D)实际结晶温度和理论结晶温度没有关系你选择的答案：前面作业中已经做正确正确

5、正确答案：C解答参考：14. 金属在结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度（ ）。(A)越高(B)越低(C)越与冷却速度无关(D)越趋于恒定你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：B解答参考：15. 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( )。(A)时效处理(B)变质处理(C)加工硬化(D)调质你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：B解答参考：二、不定项选择题(有不定个选项正确，共10道小题)16. 退火低碳钢的拉伸曲线包括（ ）阶段。 不选全或者选错，不算完成(A)弹性变形(B)回复(C)屈服(D)

6、加工硬化你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：A C D解答参考：17. 金属的塑性指标有（ ）。 不选全或者选错，不算完成(A)比例极限(B)延伸率(C)应力循环周次(D)断面收缩率你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：B D解答参考：18. 工程上常用（ ）表示材料的硬度。 不选全或者选错，不算完成(A)HRC(B)HB(C)Ak(D)E你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：A B解答参考：19. 在晶体缺陷中，属于点缺陷的有（ ）。 不选全或者选错，不算完成(A)间隙原子(B)位错 (C)晶界 (D)空位你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：A D

7、解答参考：20. 在晶体缺陷中，属于面缺陷的有（ ）。 不选全或者选错，不算完成(A)间隙原子 (B)位错(C)晶界 (D)相界你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：C D解答参考：21. 金属变形的基本方式有（ ）。 不选全或者选错，不算完成(A) 扩散(B) 滑移(C) 孪生(D)形核你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：B C解答参考：22. 变形金属再结晶后（ ）。 不选全或者选错，不算完成(A)形成柱状晶 (B)形成等轴晶(C)强度升高(D)塑性升高你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：B D解答参考：23. 经冷变形后，金属（ ）。 不选全或者选错，不

8、算完成(A)形成柱状晶(B)形成纤维组织(C)强度升高 (D)塑性升高你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：B C解答参考：24. 提高液体金属的冷却速度，可使金属结晶（ ）。 不选全或者选错，不算完成(A)过冷度增加(B)N/G增加(C)N/G减小(D)晶粒细化你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：A B D解答参考：25. 下面措施中能获得细晶粒结构的有（ ）。 不选全或者选错，不算完成(A)进行变质处理 (B)诱导晶核的快速长大(C)振动(D)提高液体金属的冷却速度你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：A C D解答参考：三、判断题(判断正误，共10道小题)

9、26.由弹性比功的公式：ae=se2/2E ，可通过冶金、冷变形和热处理等方式来降低材料的弹性模量E从而提高其弹性比功。（ ）你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：说法错误解答参考：27.材料断裂韧性（KIC）受到材料的成分和组织结构以及构件的裂纹尺寸和几何形状的影响。（ ）你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：说法错误解答参考：28.金属材料的冲击韧性与测试温度无关。（ ）你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：说法错误解答参考：29.金属晶体中典型的空间点阵有体心立方、面心立方和密排六方三种。（ ）你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：说法正确解答参考

10、：30.塑性变形时，滑移面总是晶体的密排面，滑移方向也总是密排方向。（ ）你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：说法正确解答参考：31.金属晶体中位错密度的增加，金属继续塑性变形的抗力增大，强度升高；因而，那些几乎完全没有位错等缺陷的、近乎理想的晶体材料强度很低。（ ）你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：说法错误解答参考：32.当金属进行冷塑性变形加工后，强度将会降低。（ ）你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：说法错误解答参考：33.热加工是在再结晶温度以上的加工方法，也会引起加工硬化。（ ）你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：说法错误解答参考：3

11、4.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。（ ）你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：说法正确解答参考：35.一般情况下，晶粒愈大，金属的强度、塑性愈好。（ ）你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：说法错误解答参考：（注意：若有主观题目，请按照题目，离线完成，完成后纸质上交学习中心，记录成绩。在线只需提交客观题答案。)四、主观题(共20道小题)36.请给出两种材料的分类方法，并说明如何加以分类？参考答案： 答：材料可按其化学键特点加以分类：金属材料、无机非金属材料（陶瓷材料）、高分子材料、复合材料。 材料还可按其应用时性能特点加以分类：

12、结构材料、功能材料37.根据退火的低碳钢的拉伸图，指出与下列力学性能指标相关的点与物理量：（1）断面收缩率；（2）抗拉强度；（3）比例极限；（4）刚度参考答案：38.分析HB和HRC实验方法的原理及适用性。参考答案：39.-Fe、Al、Cu、Zn各属何种晶体结构？试画出体心立方、面心立方和密排六方晶体中原子排列最密的晶面和晶向。并算出其滑移系的个数。参考答案：40.在常温下，已知铜的原子直径为2.5510-10m，求铜的晶格常数。参考答案：答：常温下铜为fcc结构，原子直径2d=21/2a，a=3.6110-10m41.试分析体心立方、面心立方和密排六方晶体的滑移系对金属塑性的影响。参考答案：

13、答：滑移系数目，材料塑性；滑移方向，材料塑性,（滑移方向的作用大于滑移面的作用）。因此FCC和BCC的滑移系为12个，HCP为3个；FCC的滑移方向多于BCC。金属塑性：Cu（FCC）Fe（BCC）Zn（HCP）42.再结晶晶粒大小和哪些因素有关。参考答案： 答：温度：TD晶界迁移晶粒长大；预变形度：预变形度临界变形度时，无明显影响预变形度临界变形度时，再结晶将出现异常粗大晶粒预变形度临界变形度时，预变形度 再结晶驱动力 再结晶形核率 晶粒尺寸，当预变形度很大时，出现形变织构，再结晶将出现异常粗大晶粒。43.未进行冷变形的金属加热时，能否发生回复和再结晶，为什么？参考答案：答：未进行冷变形的金

14、属加热时，不发生回复和再结晶。因为回复和再结晶的驱动力是金属变形储存能（晶格畸变能），未进行冷变形的金属不存在再结晶的驱动力。44.金属塑性变形后力学性能有哪些变化？参考答案： 答：出现各向异性当形成纤维组织（晶界取向排列）或形变织构（晶粒的位向出现择优取向）时。加工硬化（形变硬化）随着变形度的增加，位错大量增殖位错相互作用位错运动阻力加大变形抗力其强度、硬度提高，塑性、韧性下降。45.在热加工过程中，金属能否产生加工硬化？试分析原因。参考答案：答：在热加工过程中，金属塑性变形与金属动态再结晶过程同时进行，金属不产生加工硬化。46. 晶界对多晶体塑性变形有何影响？为何细晶粒钢强度高，塑性、韧性

15、也好？ 参考答案： 答：晶界一方面是滑移的主要障碍；另一方面通过晶界自身变形协调变形以维持相邻晶粒变形保持连续；因此导致细晶强化。 晶粒小晶界面积大变形抗力大强度大；晶粒小单位体积晶粒多变形分散相邻晶粒不同滑移系相互协调；晶粒小晶界多不利于裂纹的传播断裂前承受较大的塑性变形。因此晶粒细化强度、硬度提高，塑性、韧性提高；细晶粒钢强度高，塑性、韧性也好。47. 已知钨和铅的熔点分别为3380C和327C，试问钨在1100C加工、铅在室温加工各为何种加工？参考答案： 答：纯金属的再结晶温度：TR=0.4-0.35Tm(K) 钨的再结晶温度：钨TR=0.4-0.35Tm(K)=1461-1278(K)

16、；钨在1100C加工为冷加工 铅的再结晶温度：铅TR=0.4-0.35Tm(K)=240-210(K)；铅在室温加工为冷加工48. 滑移的本质是什么？试比较低碳钢塑性变形前（状态A）、经历塑性变形（状态B）以及再结晶退火后（状态C）的力学性能，并分析性能变化的原因。参考答案： 答：滑移的本质是滑移面上位错的运动。低碳钢塑性变形后会出现加工硬化，即强度、硬度提高，塑性、韧性下降，是因为随着变形度的增加，位错大量增殖位错相互作用位错运动阻力加大变形抗力； 经再结晶退火后，低碳钢加工硬化消除力学性能恢复，即强度、硬度下降，塑性、韧性提高，是因为无形变的再结晶晶粒的形成，位错密度大幅度降低变形抗力；

17、但再结晶退火后低碳钢的强度、硬度、塑性、韧性均高于塑性变形前的低碳钢，是因为再结晶退火后形成的再结晶晶粒小于塑性变形前的晶粒，细晶强化作用造成强度、硬度、塑性、韧性的提高。 49. 过冷度与冷却速度有什么关系？它对金属结晶后的晶粒大小有什么影响？参考答案：50. 列举几种实际生产中采用的细化铸造晶粒的方法。参考答案： 答：提高过冷度：过冷度 T，N，GN/G增大，晶粒细化； 变质处理：在液态金属中加入孕育剂或变质剂作为非自发晶核的核心，以细化晶粒和改善组织。 振动，搅拌等 51. 试分析比较纯金属、固溶体、共晶体三者在结晶过程和显微组织上的异同点。参考答案：52.试分析含碳量为2.11%的铁碳

18、含金从液态冷却到室温时的平衡结晶过程，计算其室温组织组成物的相对含量，并判断其属于哪一类铁碳合金。参考答案：53. 有两块退火钢样经组织分析发现其中珠光体占80%，但硬度差别较大，请分别计算它们的含碳量。 参考答案： 答：第一块属于亚共析钢，P%=（X-0.02）/（0.77-0.02）=80%，求出X=0.55，含碳量为0.55%。 第二块属于过共析钢，P%=（6.69-X）/（6.69-0.77）=80%，求出X=1.95，含碳量为1.95%。 54.画出T12钢的平衡组织和淬火组织示意图并标出组织，计算其平衡组织中各组织组成物的相对含量。参考答案：55. 现有两种铁-碳合金，其中一种合金

19、的显微组织中珠光体量占75%，铁素体量占25%；另一种合金的显微组织中珠光体量占92%，二次渗碳体量占8%。这两种合金各属于哪一类合金？其含碳量各为多少？ 参考答案： 答：第一种合金属于亚共析钢，P%=（X-0.0218）/（0.77-0.0218）=75%，求出X=0.54，含碳量为0.54%。 第二种合金属于过共析钢，P%=（6.69-X）/（6.69-0.77）=92%，求出X=1.24，含碳量为1.24%。本次作业是本门课程本学期的第2次作业，注释如下：一、单项选择题(只有一个选项正确，共15道小题)1. 二元合金在发生共晶转变时，其相组成是（ ）。(A)单一液相(B)单一固相(C)两

20、相共存(D)三相共存你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：D解答参考：2. 实际金属结晶时，通过控制晶核形成率N和成长率G的比值来控制晶粒的大小，在下列（ ）情况下获得粗大的晶粒：(A)N/G很大时(B)N/G很小时(C)N/G居中时(D)N=G时你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：B解答参考：3. 常温铁素体是碳溶解在（ ）中所形成的间隙固溶体。(A)-Fe(B)-Fe(C)-Fe(D)-Fe你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：A解答参考：4. （ ）属于冶金缺陷。(A)间隙原子(B)位错(C)晶界(D)缩孔你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：D

21、解答参考：5. 铁素体的机械性能特点是（ ）(A)低塑性、高强度(B)高塑性、高强度(C)高塑性、低强度(D)低塑性、低强度你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：C解答参考：6. 共晶成分的铁碳合金发生共晶反应时，其反应式为( )。(A)L+FA(B)AF+Fe3C (C)LA+Fe3C (D)AP 你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：C解答参考：7. （ ）为共晶体。(A)莱氏体(B)珠光体 (C)铁素体 (D)渗碳体你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：A解答参考：8. 在Fe-Fe3C相图中，Acm线也称为（ ）。(A)固相线 (B)共析线 (C)共晶线

22、(D)固溶度线你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：D解答参考：9. 下列铁碳合金在室温平衡状态，（ ）成分的强度最高。(A)0.2 (B)0.8 (C)2.0 (D)4.0你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：B解答参考：10. 铸铁的含碳量一般为（ ）。(A)0.0084.3% (B)0.0086.69% (C)2.116.69% (D)4.36.69% 你选择的答案：C正确正确答案：C解答参考：11. 钢的含碳量一般为（ ）。(A)0.02182.11%(B)0.0086.69%(C)0.0084.3%(D)0.02180.77%你选择的答案：前面作业中已经做正确正确

23、正确答案：A解答参考：12. 脆性相以（ ）析出的危害最大。(A)网状(B)颗粒(C)薄片层状(D)球状你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：A解答参考：13. 热处理能使钢的性能发生变化，其根本原因是（ ）。(A)铁有同素异构转变(B)钢在加热保温过程中成分达到均匀(C)钢在加热保温过程中成分达到均匀(D)钢在热处理过程中发生的固液、液固转变你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：A解答参考：14. 比较以下（ ）的强度最高。(A)F(B)P(C)Fe3C(D)S你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：D解答参考：15. 钢经调质处理后获得的组织是( )。(A)回火

24、马氏体(B)回火屈氏体(C)回火索氏体(D)回火贝氏体你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：C解答参考：二、不定项选择题(有不定个选项正确，共10道小题)16. 渗碳体的机械性能特点是（ ） 不选全或者选错，不算完成(A)高弹性 (B)高塑性 (C)高硬度 (D)高脆性你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：C D解答参考：17. （ ）是碳溶解在Fe中形成的间隙固溶体。 不选全或者选错，不算完成(A)铁素体(B)奥氏体(C)渗碳体 (D)珠光体你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：A B解答参考：18. 马氏体组织有（ ）形态。 不选全或者选错，不算完成(A)网状

25、 (B)树枝状 (C)板条状 (D)针状你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：C D解答参考：19. 铸铁的力学性能可取决于（ ）。 不选全或者选错，不算完成(A)基体组织(B)石墨的形态 (C)变质处理(D)石墨化程度你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：A B C D解答参考：20. 大多数合金元素均在不同程度上有细化晶粒的作用，其中细化晶粒作用最为显著的有（ ）。 不选全或者选错，不算完成(A)Cr(B)Ti(C)Si (D)V你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：B D解答参考：21. 含有合金元素（ ）较多的钢可能是本质粗晶钢。 不选全或者选错，不算完成

26、(A)Mn (B)Cr (C)P(D)Ni你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：A C解答参考：22. 钢中常含有的有益元素主要有（ ）。 不选全或者选错，不算完成(A)Mn(B)P(C)S(D)Si你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：A D解答参考：23. 钢经调质处理后的机械性能（ ） 不选全或者选错，不算完成(A)强度比正火低 (B)强度比正火高 (C)塑性比正火更好(D)韧性比正火更好你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：B C D解答参考：24. 齿轮类零件的主要失效形式有（ ）。 不选全或者选错，不算完成(A)过度弹性变形 (B)疲劳断裂 (C)过载

27、断裂 (D)表面损伤你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：B C D解答参考：25. 选材的主要原则有（ ）。 不选全或者选错，不算完成(A)使用性能原则 (B)工艺性能原则 (C)经济性原则 (D)环境与资源原则你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：A B C D解答参考：三、判断题(判断正误，共10道小题)26.凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶过程。（ ）你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：说法错误解答参考：27.非晶体是各向同性的。（ ）你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：说法正确解答参考：28.单晶体和多晶体都表现为各向异性。（ ）你选择的

28、答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：说法错误解答参考：29.合金中凡成分相同、结构相同，并与其它部分有界面分开的均匀组成部分称为组织。（ ）你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：说法错误解答参考：30.固溶体的强度和硬度，比组成固溶体的溶剂金属的强度和硬度高。（ ）你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：说法正确解答参考：31.在平衡结晶条件下，由于匀晶转变在整个结晶过程中，固相的成分沿着固相线变化，因此，结晶完成后，得到固体的成分是不均匀的。（ ）你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：说法正确解答参考：32.无限固溶体一定是置换固溶体。（ ）你选择的答案：前面

29、作业中已经做正确正确正确答案：说法正确解答参考：33.Fe3CI与Fe3C的形态和晶体结构均不相同。（ ）你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：说法错误解答参考：34.在FeFe3C相图中，含碳量大于2.11%的成分在结晶过程中均会发生共晶反应。（ ）你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：说法正确解答参考：35.只有共析成分的铁碳合金才能发生共析反应。（ ）你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：说法错误解答参考：（注意：若有主观题目，请按照题目，离线完成，完成后纸质上交学习中心，记录成绩。在线只需提交客观题答案。)四、主观题(共20道小题)36.现有形状、尺寸完全

30、相同的四块平衡状态的铁碳合金，它们的碳含量分别为0.2%，0.4%， 1.2%，3.5%的合金。根据你所学的知识，可有哪些方法区别它们？参考答案： 答：测量四块合金的硬度，其硬度随含碳量增加而升高。观察四块合金的金相，0.2%和0.4%的合金均为亚共析钢，其组织为珠光体+铁素体，珠光体的量随含碳量增加而增加；1.2%的合金为过共析钢，其组织为珠光体+二次渗碳体；3.5%的合金为亚共晶白口铁，其组织为珠光体+二次渗碳体+低温莱氏体。观察四块合金与砂轮磨出的火花，随着含碳量的增加，流线数量和爆花数量都急剧增多，碳含量超过0.8%以后，增多的趋势逐渐缓和。37.根据铁碳相图解释下列现象： 含碳量1.

31、0%的钢比含碳量0.5%的钢硬度高；在室温平衡状态下，含碳量为0.8%的钢比含碳量为1.2%的钢强度高；室温下莱氏体比珠光体塑性差。参考答案： 1) 含碳量1.0%的钢比含碳量0.5%的钢硬度高；钢由较软的铁素体和较硬的渗碳体组成，随着含碳量的提高，钢中渗碳体的量提高，因此硬度提高。2) 在室温平衡状态下，含碳量为0.8%的钢比含碳量为1.2%的钢强度高；钢的强度是典型的对组织敏感的性能指标，细密相间的两相组织珠光体具有较高的强度，因此提高珠光体的比例可改善钢的强度，而连续分布在原奥氏体晶界上的二次渗碳体将降低钢的强度。0.8%的钢中珠光体的比例高于1.2%的钢，同时1.2%的钢含有更多的二次

32、渗碳体，故0.8%的钢比1.2%的钢强度高。3) 室温下莱氏体比珠光体塑性差； 室温下莱氏体Fe3C+P，即珠光体分布渗碳体相的基底上，而渗碳体基底的脆性极大，莱氏体表现为脆性的，几乎不能塑性变形。38.将含碳量分别为0.2%和0.6%的碳钢加热到860，保温相同时间，使奥氏体均匀化，问哪一种钢奥氏体晶粒易粗大？为什么？参考答案： 0.2%和0.6%的碳钢加热到860，均为完全奥氏体化，其奥氏体中的含碳量分别为0.2%和0.6%，由于奥氏体中C%晶粒长大，故含碳量为0.6%的碳钢奥氏体晶粒易粗大。39.试比较S和S、M和M在形成条件、金相形态与性能上的主要区别。参考答案： 答：形成条件金相形态

33、性能特点S正火铁素体和渗碳体相间分布呈细层片状S的强度、硬度、韧性、塑性均高于SS淬火+高温回火细小弥散的渗碳体粒分布在铁素体基体（等轴晶）上M淬火低碳M呈板条状，高碳M呈针状（竹叶状）M保持了M的高硬度，同时降低了M的脆性及残余应力。M淬火+低温回火亚稳定的-Fe2.4C碳化物分布于过饱和的（板条或针状）上40.试说明淬火钢回火的必要性。参考答案： 答：必要性淬火组织的问题：a. 消除淬火应力，降低脆性b. 稳定工件尺寸，由于M，残余A不稳定c. 获得要求的强度、硬度、塑性、韧性。41.为什么钢淬火后回火是钢最有效的强化手段？参考答案： 答：淬火形成：固溶强化：过饱和C和Me，位错强化：高密

34、度位错细晶强化：极细小、不同取向的马氏体束 回火第二相强化：析出细小碳化物粒子基本保持了淬火态的细小晶粒、高密度位错及一定的固溶强化作用。42.确定下列钢件的退火方法及退火后的组织 1) 经冷轧后的15钢钢板。要求降低硬度2) 65钢切削加工前3) 改善T12钢的切削加工性能4) ZG35的铸造齿轮铸造后存在枝晶偏析参考答案： 答：1）再结晶退火，退火后的组织F+P2）完全退火，退火后的组织F+P3）球化退火，退火后的组织球状渗碳体分布于铁素体基体上4）扩散退火，退火后的组织F+P43.指出下列工件的回火温度，并说明回火后的组织 1) 45钢轴2) 60钢弹簧3) T12钢锉刀参考答案： 答：

35、1）560600，回火后的组织S2）350-500，回火后的组织T3）150-250，回火后的组织M44.写出下列零件的最终热处理方式及其组织：(1)60Si2Mn弹簧；(2)高速钢车刀。参考答案： 答：60Si2Mn弹簧高速钢车刀最终热处理方式（各3分）淬火+中温回火淬火+550-570（600）回火三次最终组织（各2分）TM+K45.试说明表面淬火、渗碳、氮化处理在适用钢种、性能、应用等方面的差别。参考答案： 答：适用钢种性能特点应用表面淬火通过快速加热，使刚件表面很快到淬火的温度，在热量来不及穿到工件心部就立即冷却，实现局部淬火。中碳钢、合金调质钢获得高硬度，高耐磨性的表面，而心部仍然保

36、持的良好韧性。机床主轴，齿轮，发动机的曲轴等渗碳处理使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层，再经过淬火和低温回火，使工件的表面层具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。低碳钢、合金渗碳钢更高的表面硬度高的耐磨性和疲劳强度并保持心部有低碳钢淬火后的强韧性使工件能承受冲击载荷。飞机汽车和拖拉机等的机械零件如齿轮轴凸轮轴等。氮化处理指在一定温度（一般在AC1）以下，使活性氮原子渗入工件表面的化学热处理工艺。氮化温度低、变形小。中碳钢、合金调质钢优异的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性及耐高温。钻头、螺丝攻、挤压模、压铸模、鍜压机用鍜造模、螺杆、连杆、曲轴、吸气及排气活门及齿轮凸轮等46.钢

37、的回火脆性有哪几类？其发生是否可逆？如何避免？参考答案： 答：回火脆性是指淬火钢回火后出现韧性下降的现象。回火脆性可分为第一类回火脆性（250400）和第二类回火脆性（450650）。第一类回火脆性与碳化物片沿M晶界析出有关，具有不可逆性，与回火后的冷却速度无关。因此只能避免在此温度回火。第二类回火脆性与P等元素在原A晶界偏聚有关，具有可逆性，与回火后的冷却速度有关，回火保温后，缓冷出现，快冷不出现，出现脆化后可重新加热后快冷消除。因此可提高钢材的纯度（P等杂质元素含量）；加入适量的Mo、W等有益的合金元素；采用回火后快冷的方法。47.为什么过共析钢的淬火温度不选择在ACCM以上？参考答案：

38、答：如过共析钢的淬火温度选择在ACCM以上，（1）淬火温度过高A粗大M粗大，从而力学性能，淬火应力变形，开裂；（2）A中C%M中C%残余AM脆性、HRC、耐磨性。因此过共析钢的淬火温度不选择在ACCM以上。48.试分析金属的主要强化机制。参考答案： 答：（1）固溶强化：溶质原子晶格畸度与位错相互作用阻碍位错运动强化。（2）细晶强化：晶界阻碍位错运动强化（3）位错强化：位错增殖并相互作用阻碍位错运动强化（4）第二相强化：第二相粒子阻碍位错运动强化49.合金元素对钢的等温转变“C”曲线有哪些影响？又是如何影响淬透性的？参考答案： 答：“C”曲线位置：除Co以外的合金元素均使“C”曲线右移，因此提高

39、淬透性。“C”曲线形状：碳化物形成元素(Mn,Cr,Mo,W,V,Nb,Zr,Ti)使“C”曲线上下分离成两个C形转变临界温度：除Co、Al以外的合金元素均使转变临界温度下降。50.合金元素对钢的回火转变有哪些影响？参考答案： 答：（1）提高回火稳定性：V、Si、Mo、W、Ni、Mn、Co；（2）产生二次硬化：沉淀硬化：V、Mo、W、Cr (Ni、Co协同）；（3）影响回火脆性：（第二类回火脆性450-600oC高温，与P有关）：增大第二类回火脆性：Mn、Cr、Ni，消除第二类回火脆性：Mo(0.5%)、W(1%)51.为何要向不锈钢中加入大量的Cr和Ni？参考答案： 答：加入Cr：电极电位含

40、量12.5%电极电位跃升(如马氏体不锈钢)；形成单相F Cr量12.7%单相F(如铁素体不锈钢)；加入Ni：形成单相A（如奥氏体不锈钢）52.手工锯条、普通螺钉、机床主轴分别用何种碳钢制造？参考答案： 答：手工锯条T12；普通螺钉Q235；机床主轴4553.试对比渗碳钢和调质钢的合金化和热处理特点参考答案： 答：合金化特点热处理特点渗碳钢低C：0.1%0.25%加入提高淬透性元素：Cr，Ni，Mn，B加入Mo、W、V、Nb、Ti等阻碍A晶粒长大和形成(碳化物)提高耐磨性Ni增加渗层塑、韧性正火渗碳淬火低温回火调质钢中C：0.25%0.50%，以0.4左右为主主：加入提高淬透性元素Cr,Ni,M

41、n,Si,B辅：加入Mo,W消除回火脆性正火淬火高温回火（表面淬火）54.简述高速钢的热处理和性能特点，并说明合金元素的作用。参考答案： 答：高速钢的性能特点：高硬度：HRC60；高耐磨性；高热硬性；足够塑性和韧性。靠加入的合金元素的作用来保证：高C:0.7 %1.5%M硬度，形成高硬度的碳化物；加入Cr（4）提高淬透性保证获得M；加入W,Mo,形成二次硬化保证高的热硬性；加入V形成高硬度的碳化物提高耐磨性。如W系W18Cr4V热硬性突出；W-Mo系W6Mo5Cr4V2热塑性、韧性突出。55.请分析高速钢工具的最终热处理中需回火三次的原因及使用态组织。参考答案： 答：淬火时1220-1280o

42、C高温加热使合金元素充分溶解于奥氏体中，显著提高回火稳定性，550-570oC回火仍然处于低温回火阶段，三次回火后碳化物的充分析出，形成显著的二次硬化效应。最终组织：M+K+A本次作业是本门课程本学期的第3次作业，注释如下：一、单项选择题(只有一个选项正确，共15道小题)1. 将钢加热到临界温度以上或其它一定温度，保温一定时问，然后缓慢地冷却到室温，这一热处理工艺称为（ ）。(A)淬火(B)正火(C)回火(D)退火你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：D解答参考：2. 对形状复杂，截面变化大的零件进行淬火时，应选用（ ）。(A)高淬透性钢(B)中淬透性钢(C)低淬透性钢(D)淬透性要

43、求无明显区别你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：A解答参考：3. 贝氏体是钢经（ ）处理后获得的组织。(A)等温淬火(B)正火 (C)完全退火 (D)调质你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：A解答参考：4. 钢的回火处理是在（）。(A)退火后进行(B)正火后进行(C)淬火后进行 (D)直接进行你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：C解答参考：5. 零件渗碳后，一般需经过（ ）才能达到表面硬度高而且耐磨的目的。(A)低温回火(B)正火 (C)调质(D)淬火+高温回火你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：A解答参考：6. 钢经表面淬火后，将获得（ ）。(

44、A)上贝氏体(B)下贝氏体(C)全部马氏体(D)一定深度的马氏体你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：D解答参考：7. 淬硬性好的钢必须具备（ ）。(A)高的合金元素含量(B)高的含碳量(C)低的含碳量(D)低的合金元素含量你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：B解答参考：8. 完全退火主要适用于（ ）。(A)亚共析钢(B)共析钢(C)过共析钢(D)以上三种钢都可以你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：A解答参考：9. （ ）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 你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：B解答参

45、考：10. T10在锻后缓冷，随即又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(D)作为最终热处理，获得材料的最终性能你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：B解答参考：11. 扩散退火的主要目的是（ ）。(A)消除和改善晶内偏析(B)消除冷塑性变形后产生的加工硬化(C)降低硬度以便于加工 (D)获得细珠光体以提高强度你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：A解答参考：12. 若合金元素能使过冷奥氏体冷却C曲线右移，钢的淬透性将（）。(A)降低(B)提高(C)不改变(D)未

46、知你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：B解答参考：13. 机械制造中，T10钢常用来制造（ ）。(A)容器(B)刀具(C)轴承(D)齿轮你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：B解答参考：14. 合金渗碳钢中的（ ）合金元素可起到细化晶粒的作用。(A)Mn (B)Ti(C)Cr (D)Si你选择的答案：B正确正确答案：B解答参考：15. （ ）热轧空冷即可使用。(A)渗碳钢 (B)调质钢 (C)工具钢 (D)低合金高强度钢你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：D解答参考：二、判断题(判断正误，共10道小题)16.珠光体是由铁素体和渗碳体组成的。（ ）你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：说法正确解答参考：17.亚共析钢室温下的平衡组织是铁素体和珠光体。（ ）你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：说法正确解答参考：18.亚共析钢室温下的平衡组织是铁素体和珠光体。（ ）你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：说法正确解答参考：19.过共析钢室温下的平衡组织是奥氏体和一次渗碳体。（ ）你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：说法错误解答参考：20.白口铸铁很硬但几乎无塑性。（ ）你选择的答案：前面作业中已经