2008年工大金属学与热处理试题答案

1、哈工大金属学与热处理 08 年试题金属学与热处理部分（100 分）五、选择题：（1 分*20=20 分）1234 1、晶格常数为a 的体心立方晶格，其八面体间隙：（这个位置的相应知识点一定要熟记：两种间隙（重点是八面体的，因为工程中有应用）的间隙半径、对称与否，位置原子组成等等）是不对称的子围成间隙半径约为 0.067a 位于面心和棱边中点 由 6 个原32、钴冷却到 1120由面心立方晶格变成密排六方晶格,则质量的钴发生上述转变其体积：（收缩率要会计算，和辅导课件上有例题自己琢磨好）将膨胀将收缩 不发生变化 不确定AC1 到 AC3 温度区间加热时，低碳钢中的铁素体将逐渐转变为奥氏2343、

2、在体，这种转变可称为：（重结晶、二次再结晶、结晶、同素异构转变、多晶型转变这几个易的概念一定要总结好，记牢！）二次再结晶重结晶 同素异构转变 多晶型转变24、钢中的奥氏体相属于：（钢种其他的一些组织、相，比如说马氏体等等也要会区分其分类）间隙相间隙固溶体 间隙化合物 置换固溶体35、六方晶系010晶向指数、若改为四坐标轴的密勒指数标定，可表示为：2-1-1011-20-12-101-210（选 3 为什么不选 4？这两个不过就差一个符号意不唯一！），坐标选取的正负方向差异而已，这类题型一定注36、晶面（101）和（1-11）所在的晶带轴的指数为：（这类题也可能不唯一）-1100-11 10-1

3、 1-1027、随含碳量的增加，铁碳合金室温下的平衡组织变化顺序为：珠光体铁素体莱氏体 铁素体珠光体莱氏体莱氏体珠光体铁素体 体素体莱氏体珠光体8 渗碳体是钢中常见的金属化合物，在含碳量为 0.45%的优质钢平衡组织34中，渗碳体可能存在的形式有：（这几种渗碳体的形式一定要知道形成原因教材上总结的有，出简答题也是可能的，注：铁碳相图按组织分区要非常熟悉！）一次渗碳体 二次渗碳体 三次渗碳体 共析渗碳体1249、含碳量在 2.11%的铁碳合金平衡结晶到室温，则室温下该合金中：相组成物为铁素体与渗碳体 组织组成物为铁素体与二次渗碳体二次渗碳体含量约为 29.3%铁素体总含量约为 68.7%1241

4、0、根据结晶时形核和长大规律，为了细化铸锭或焊缝区的晶粒，可采用的方法： 提高过冷度，以提高形核与长大速率比值对即将凝固的金属进行搅拌或搅动变质处理调质处理123411、对于平衡分配系数 K01 的固溶体合金而言，有利于出现成分过冷的有：（对应书本上那个公式要非常熟悉）液相中的温度梯度G 越小溶质浓度C0 越大结晶速度 R 越大液相线斜率m 越小412、在较高温度回火加热保温时，析出弥散特殊碳化物，同时残余奥氏体发生部分分解，而在随后回火冷却时转变为马氏体，导致导致钢的硬度显著升高，这类现象成为：（这几个概念要很熟悉）二次硬化 二次淬火 回火稳定性回火脆性213、溶质固溶度随温度而显著减小的合

5、金，经固溶处理后在室温下放置一段时间，其力学性能将发生的变化是：强度、硬度显著下降，塑性提高强度、硬度、塑性均明显提高强度、硬度明显提高、塑性均下降强度、硬度、塑性均明显下降123414、有利于钢中形成体的条件有：奥氏体晶粒粗大含碳量大于 1.2%的过共析钢含碳量小于 0.6%的亚共析钢钢由高温以较快速度冷却315、碳溶于a-Fe 中形成的过饱和间隙式固溶体称为：铁素体奥氏体 马氏体 贝氏体12416、第一类回火脆性还可以：又称低温回火脆性在几乎所有钢中都可能出现 也称为高温回火脆性又称为不可逆回火脆性123417、淬火钢进行回火的目的是：稳定组织 减小或消除淬火应力 提高钢的塑性和韧性获得强

6、度和塑性，韧性的适当配合34 18、具有粗糙界面的合金在正温度梯度条件下结晶时：（注意合金和纯金属的不同）以二维晶核方式长大以垂直方式长大以螺旋位错方式长大可能呈现平面状、胞状、树枝状多种晶体形态13419、利用三元相图的等温截面图，可以：确定三元合金平衡相成分应用杠杆定律和重心法则定性分析三元合金的平衡结晶过程确定平衡相的含量123420、纯铝经在室温下进行塑性变形时，其组织性能变化：逐渐形成组织和形变织构 位错密度升高形成形变包产生残余内应力和点阵畸变呈现形变强化和各向异性六、判断题：（3 分*6=18 分）（判断题有可能需要你解释原因！）1、F 钢经加热转变到到成分单一、均匀的奥氏体组织

7、，随后采用水冷或油冷的处理工艺称为淬火，而采用空气中冷却的处理工艺称为正火。（要表明大于临界冷却速度什么的！）2、F在碳钢析钢与亚共析钢相比，共析钢有较高的淬透性与淬硬性。（这个题考得非常好！实质考得是含碳量对C 曲线的影响，对于碳钢来说，钢中的碳质量分数愈接近共析成分，其 C曲线愈靠右。vk 愈小，淬透性越好。即亚共析钢的淬透性随碳质量分数增加而增大，过共析钢的淬透性随碳质量分数增加而减小；提高奥氏体化温度，将使奥氏体晶粒长大，成分均匀化，从而减少珠光体的形核率，降低钢的 vk，增大其淬透性；钢中未溶入奥氏体的碳化物、氮化物及其vk它非金属夹杂物等未溶第二相，可成为奥氏体分解的非自发，使增大

8、，降低淬透性。）淬硬性取决于马氏体中的含碳量，而钢中马氏体的含碳量又是最多的，可以粗略的推断出共析钢的淬硬性好于亚共析钢，所以这个题我认为正确的，可以说这个题考淬硬觉出题不是很严密，以水平来讲。3、T 不平衡结晶条件下，靠近共晶线端点内侧的合金比共晶点的合金易于形成离异共晶组织。4、 T 再结晶退火可有效地消除冷变形金属的内应力。5、F 冷变形态铝的再结晶温度可估算为T 再=0.4Tm=0.4x660=264（注意是开氏温度）6、T 若加入合金元素使钢在加热转变得到奥氏体组织稳定性提高，则将导致钢的淬透性下降。这个题是错的，提高奥氏体稳定性的元素，是使C 曲线右移的，提高淬透性的。七、简答：1

9、、钢中常有的杂质磷、硫对钢的性能有哪些影响？2、固溶体合金与共晶合金其在力学性能与工艺性能上各有哪些特点。3、直径为 15mm 的 40nMo 棒料毛坯，经加热转变得到奥氏体组织，随后在空气中冷却，处理后发现其硬度较高，这是什么原因？应该采取何种的热处理工艺来提高毛坯的机械加工性能？师兄，这一题我不知道怎么答好。是不是因为正火不使用于高合金钢，高合金钢的奥氏体很稳定，在空气中冷却会获得马氏体所以硬度较高？热处理用低温回火是吗？ （这道题在上可以找到原，这题考得非常好！我感觉应该这么解释，因为合金元素使 C 曲线右移提高钢的淬透性，获得马氏体！所以硬。用调质处理来改善切削加工性能）由这个题提醒你

10、必须将书本看细！看透！八、综合题1、（10 分）图 1 为组元在固态下互不溶解的三元共晶合金相图的投影图，分析O 点成分合金的平衡结晶过程。写出该合金在室温下组织组成物的相对含量的表达式。2、（10 分）根据图 2 Pb-Sn 相图：（1）画出组织转变示意图分析来说明WSn=40%的亚共晶合金平衡转变过程。师兄，画出组织转变示意图是不是就是画几个圈圈，示意的画上从液相到 +（+）+的转变图？组织转变示意图就是那几个圈，书上有例子啊，好好看看，注意：引申一下如果让你画冷却转变示意图会不会？书上铁碳相图那部分有，好好看看！（2）计算 WSn=40%的亚共晶合金在 183共晶转变结束后，先共晶的 相和共晶组织（+）的质量百分数，以及相组成物 和 质量百分数。计算这部分书上有例子，你自己对照着看看吧，我不给你计算了，注意区分计算组织组成物和相组成物的杠杆定律的应用！61.9-40 W=61.9-1940-19W+=61.9-19相组成物97.5-40W=97.5-1940-19W+=97.5-193、（12 分）比较说明贝氏体转变与马氏体和珠光体转变的异同点去年我猜测一类体型没考过：1、给你一种金属的实验临界分切应力，让你算它的分切应力，然后问你为什么实际的和理论的不一样？从理论上解释（也就是说为什么单晶体具有各向异性）