北科大金属材料及热处理习题集

金属热处理习题1一、填空

1

试写出下列材料的类别。（按用途分）与应用（举一例）。

20CrMnTi

属——————钢（类别）；可制作——————；T10

属——————钢；

可制作——————；45

属——————钢；

可制作——————；W18Cr4V

属——————钢；

可制作——————；

2

化学热处理的基本过程是————————————、、————————————、————————————。

3

钢的淬透性主要取决于————————————，马氏体的硬度主要取决于————————————，钢的表层淬火，只能改变表层的————————————，而化学热处理既能改变表层的————————————，又能改变表层的————————————。

4

低碳钢为了便于切削，常预先进行————————————处理；高碳钢为了便于切削，常预先进行————————————处理；

5

索氏体中的渗碳体是———————————形貌。回火索氏体中的渗碳体是———————————形貌。

6

再结晶形核的主要机理有———————————，———————————。7

欲消除过共析钢中大量的网状渗碳体应采用—————————，欲消除铸件中枝晶偏析应采用—————————。8共析钢过冷奥氏体等温转变曲线三个转变区的转变产是

；

；

。9.共析钢淬火后，低温、中温、高温回火组织分别为_____，_______，_________。

10.马氏体形态主要有________和________两种，其中

________马氏体硬度高、塑性差。

11．中温回火主要用于处理______零件。

12．为了保持冷变形金属的强度和硬度，应采用______退火工艺。

13.马氏体形态主要有________和________两种，其中

________马氏体硬度高、塑性差。14．为了降低冷变形金属的强度和硬度，应采用______退火工艺。15．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

16.共析钢淬火形成M+A'后，在低温、中温、高温回火后的产物分别为

；

；

。

17.45钢正火后渗碳体呈

状，调质处理后渗碳体呈

状。

18．中温回火主要用于

典型零件处理，回火后得到

组织。19．热处理基本工艺参数：（

）;（

）;（

）;（

）.20.共析钢过冷奥氏体等温转变曲线高温转变区的转变产物是

（

），（

），（

）。

21.45钢正火后渗碳体呈（

）状，调质处理后渗碳体呈（

）状。22．为了保持冷变形金属的强度和硬度，应采用（

）退火.23．.均匀化处理的目的是在高温下通过

消除或减小实际结晶条件下晶内成分

，改善合金材料的工艺性能和使用性能。24.基于回复及再结晶过程退火主要应用是消除金属及合金因

而造成的组织与性能亚稳定状态。25．低碳马氏体的形貌一般为

，中碳马氏体的形貌一般为

，高碳马氏体的形貌一般为

。

26.共析钢淬火形成M+A'后，在低温、中温、高温回火后的产物分别为

，

，

。

27．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

。28..形变热处理是将塑性变形的

强化与热处理时的

强化结合，使成型工艺与获得最终性能统一起来的一种综合工艺。29．根据渗碳剂在渗碳过程中聚集状态的不同，渗碳方法可以为

、

和

。30．热处理基本过程是

；

；

。简答题1简述冷却介质的选择原则。2.什么是过冷度？为什么金属结晶时需要过冷度？3.未进行冷加工的金属加热时能否发生回复与再结晶，为什么？

4.在热加工过程中，能否产生加工硬化现象？分析其原因。

5．说明钢淬火后回火的用途。6．上贝氏体和下贝氏体比较，哪一种力学性能好?为什么？

7.从相图上看，怎样的合金才能进行热处理？

8.什么是回火脆性，一般采用何种方法避免回火脆性？用热处理基本工艺曲线形式表示均匀化退火、完全退火、淬火、回火工艺。9.简述均匀化处理的目的.10．对于过共折钢，适宜的淬火加热温度一般在哪个范围内，为什么？

问答题1.将Φ5mm的T8钢试样,加热至760℃,保温足够时间,用下列冷却工艺,将获得何种组织?（1）620℃等温退火；

（2）油淬火；（3）随炉冷却；（4）400℃等温淬火；（5）水淬火（6）水淬火150℃，马上加热到300℃等温足够时间。（7）水淬火150℃，马上加热到500℃等温足够时间。2.某工厂生产车床齿轮，要求齿面有较好的硬度与耐磨性，心部有较好的塑韧性。原图纸设计用40Cr钢制造，因材料缺乏，工厂决定改用20Cr钢生产，试说明：

（1）原40Cr钢为满足齿轮性能要求，应如何安排热处理工艺？试画出热处理规范图。

（2）改用20Cr钢后，热处理工艺是否需改变？如需改变，试画出修改后的工艺规范图。

（3）试分析两种钢，经不同工艺处理后，齿面与心部组织有何不同？从下列材料中选择一种材料制造车刀（60Mn、40Cr、HT150和9SiCr），其工艺路线为：锻造—热处理1—机加工—热处理2—磨加工。写出热处理1、2的工艺名称及热处理2获得的组织。4.为下列材料的热处理工艺选择合适的加热范围，并说明理由。（1）20钢淬火；（2）20钢正火；（3）40钢高温回火；（4）T10钢淬火；（5）T10钢正火；（6）T10钢低温回火(温度选择用Ac1,Acm等代号表示5.用9SiCr制造一丝锥，试制定其热处理工艺，并说明每一工序的目的。6.有T10A，60Mn，20Cr，HT150四种材料，请选择一种材料制造一个运行速度较高，承受负荷较大且有冲击的传动齿轮，并写出该齿轮的热处理工艺路线，说明每道热处理工艺的作用和组织。7．制造受重载荷作用的齿轮，供选择的材料有16Mn、20Cr、45钢、T8钢和Crl2钢。1)选择合适的材料；2)编制简明的热处理工艺路线；3)指出最终组织。8.说明下列零件的淬火及回火温度，并说明回火后获得的组织和硬度：

(1)45钢小轴(要求有较好的综合力学性能)。(2)60钢弹簧。(3)T12钢锉刀。9．某工厂生产一种柴油机的凸轮，其表面要求具有高硬度（>HRC50）,而零件心部要求具有良好的韧性（Ak>50J/cm2），本来是采用45钢经调质处理后再在凸轮表面上进行高频淬火，最后进行低温回火。现因工厂库存的45钢已用完，只剩下15号钢，试说明以下几个问题。（１）

原用45钢各热处理工序的目的。（２）

该用15钢后，仍按45钢的上述工艺路线进行处理，能否满足性能要求？为什么？（3）

改用15钢后，应采用怎样的热处理工艺才能满足上述性能要求？为什么？10.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。11.由T12材料制成的丝锥，硬度要求为HRC60～64。生产中混入了45钢料，如果按T12钢进行淬火＋低温回火处理，问其中45钢制成的丝锥的性能能否达到要求？为什么？12.由相图给出生产实际中常用的三种均匀化退火加热范围，并简述其工艺特点。13.有一根φ30mm的轴，受中等的交变载荷作用，要求零件表面耐磨，心部具有较高的强度和韧性，供选择的材料有16Mn、20Cr、45钢、T8钢和Crl2钢。要求：1)选择合适的材料；2)编制简明的热处理工艺路线；3)指出最终组织。

金属材料及热处理习题5钢在平衡条件下和实际条件下的加热和冷却，其临界点是如何变化的？它们各用什么符号表示？分别叙述它们的意义。以共析钢的C曲线为例分析等温温度、转变产物与其性能的关系。影响钢的C曲线主要有哪些因素？含碳量不同，钢的C曲线是如何变化的？如何利用C曲线来近似分析钢的奥氏体连续冷却时的转变产物？什么是钢的临界冷却速度？它与孕育期的关系如何？何谓钢的退火？其目的是什么？常用的退火有哪些？各有什么用途？亚共析钢常采用完全退火，过共析钢一般采用不完全退火，其原因是什么？何谓钢的正火？其目的是什么？退火与正火有何异同？如何正确地选择退火或正火？何谓淬火？钢淬火的目的主要是什么？按照冷却形式的不同，淬火分哪几种？各有什么特点和用途？何谓钢的淬硬性和淬透性？它们各自的主要影响因素是什么？亚共折钢和过共折钢的淬火温度是如何确定的？为什么？回火温度与回火转变产物及性能有何规律？什么叫表面淬火？钢的表面淬火方法主要有几种？电流频率对工件感应加热有什么影响？什么叫化学热处理？与表面淬火相比有何特点？各适用与什么成分的钢？试速化学热处理的三个基本过程。什么叫渗碳？主要目的是什么？主要应用于哪些工件？什么叫渗氮？其主要目的是什么？与渗碳相比，渗氮有哪些主要优缺点？

金属材料与热处理习题2一、名词解释。1、固溶体；2、铁素体；3、奥氏体；4、金属的同素异转变；5、调质热处理；6、金属化合物；7、热处理；8、合金钢；9、马氏体；10、渗碳体二、填空。1、金属态下，随温度的改变，由转变为的现象称为固态异构转变。2、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。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、、三种类型。4、铁碳合金的基本组织有五种，它们是、、、、。5、碳素钢是含碳量小于，而且不含有合金元素的铁碳合金。6、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。7、常见的金属晶格类型有___________、___________和___________。8、按冶炼浇注时脱氧剂与脱氧程度分，碳钢分为_________、_________、________9热处理工艺都是由、和三个阶段所组成的。10、优质钢含硫为%，含磷为%11奥氏体组织是在发生同素异构转变时产生的。12、常用的表面热处理方法有_______________和_______________两种。三、选择填空。1、零件渗碳后，一般需经过（）才能达到表面硬度高而且耐磨目的。A淬火+低温回火B正火C调质D淬火+高温回火2、从灰铸铁的牌号可以看出它的（）指标。A硬度B韧性C塑性D强度3、晶胞是一个立方体，原子位于立方体的中心是。⑴面心立方晶格⑵密排六方晶格⑶体心立方晶格4、45钢的平均含碳量为。⑴0.45%⑵4.5%⑶45%5、将钢加热到临界点以上30—50℃保温适当时间，在空气中冷却的工艺方法为。⑴淬火⑵回火⑶正火⑷退火6、拉伸试验时，试样拉断前能承受的最大拉应力称为材料的（）。A屈服点B抗拉强度C弹性极限D刚度7、金属的（）越好，其锻造性能就越好。A硬度B塑性C弹性D强度8、在下列牌号中属于优质碳素结构钢的有[]A、T8AB、08FC、Q235－A﹒F9、机械制造中，T10钢常用来制造（）A容器B刀具C轴承D齿轮10、钢经表面淬火后将获得：（）A一定深度的马氏体B全部马氏体四、判断题（正确的画“√”，错误的画“×”）1、HT250中250代表抗压强度。（）2、含碳量越高，钢的强度越高。（）3、T8碳素工具钢的平均含碳量为8%。（）4、硅是钢中的有益元素。（）5、45号钢属于高碳钢（）6、使用性能是指金属材料在加工条件下所表现出来的性能。()7、硅、锰是钢的有益元素，能降低钢的强度和硬度．（）11、金属材料越软，越好切削加工。（）12、碳素工具钢含碳量均在0.7%以上,都是优质钢或高级优质钢。（）13、铸造用碳钢一般用于制造形状复杂，力学性能要求较高的机械零件。14、45钢可用调质进行热处理。（）15、一般要求高硬度、高耐磨的零件，可进行淬火后高温回火。（）16、渗碳零件必须用高碳钢或高碳合金钢来制造。）（）17、20CrMnTi是合金调质钢。（）18、GCr15是用于制造滚动轴承的专用钢。（）19、T10钢的含碳量为10％.[]20、碳在γ—Fe中的溶解度比在α—Fe中的溶解度小。[]21、硫是钢中的有益元素，它能使钢的脆性下降。[]22、碳在奥氏体中的溶解度随温度的升高而减小。[]23、低碳钢的强度、硬度低，但具有良好的塑性、韧性及焊接性能。[]24、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。[]五、简答题(１0分)金属热处理中几种方式的目的。金属热处理试题答案一．名词解释固溶体：两种或两种以上的元素在固态下互相溶解而仍然保持溶剂原来晶格的物体。铁素体：碳溶解在a-fe中的固溶体。奥氏体：碳溶解在y-fe中的固溶体。金属的同素异构转变：在固态下晶体构造随着温度发生改变的现象。调质热处理：淬火后的高温回火。金属化合物：碳原子和金属原子直接连接合金组元件发生互相作用而形成一种具有金属特性的新相。热处理：钢和铁固态下加热，保温、和不同的冷却速度方式改变金相组织以满足所要求的物理、化学力学性能合金钢：在碳钢中添加适量的一种或多种合金元素得到或改变某些性能。合金：两种或者两种以上的金属元素或者金属和非金属组成的材料马氏体：钢和铁在y-fe中高温下急冷下来的组织，是碳原子在y-fe中的过饱和的固溶体渗碳体：当铁碳合金中碳不能全部溶入铁素体、奥氏体中剩余的碳和铁将形成碳化铁Fe3C.这种化合物。二填空1固态，一种晶格另一种晶格2金属元素一种几种合金元素金属特性3二元三元多元4铁素体奥氏体渗碳体莱氏体珠钢体52%crni6结构钢优质钢中碳钢7面心晶体晶格体心立方晶体晶格密排六方晶格8.镇静钢半镇静钢沸腾钢9.加热保温冷却10.-0.03-0.045%≤0.045%11、a-Fe12、园、方、扁、工、角、槽13变形铝铸造铝14、表面淬火化学热处理15、HSn70-1ZQSn-10-116、耐辐射17、降低碳原子含量控制热规范稳定碳原子形成双相组织补充热处理、三、1、A2、d3、eq\o\ac(○,3)4、eq\o\ac(○,1)5eq\o\ac(○,3)6、b7、b8、c9、b10、b11a四。退火的目的，是为了消除组织缺陷，改善组织使成分均匀化以及细化晶粒，提高钢的力学性能，减少残余应力；同时可降低硬度，提高塑性和韧性，改善切削加工性能。所以退火既为了消除和改善前道工序遗留的组织缺陷和内应力，又为后续工序作好准备，故退火是属于半成品热处理，又称预先热处理。正火的目的它能消除过共析钢的网状渗碳体，对于亚共析钢正火可细化晶格，提高综合力学性能，对要求不高的零件用正火代替退火工艺是比较经济的。淬火的目的获得以马氏体为主的不平衡组织，淬火能增加钢的强度和硬度，但要减少其塑性。淬火中常用的淬火剂有：水、油、碱水和盐类溶液回火的目的一般用以减低或消除淬火钢件中的内应力，或降低其硬度和强度，以提高其延性或韧性。根据不同的要求可采用低温回火、中温回火或高温回火。通常随着回火温度的升高，硬度和强度降低，延性或韧性逐渐增高。

金属材料与热处理习题3一、填空题1、金属材料抵抗__________载荷作用而__________的能力，称为冲击韧性。2、金属的结晶是指由原子__________排列的__________转变为原子有序排列的__________过程。3、一般细晶粒金属比粗晶粒金属具有较高的强度、__________、__________和韧性。4、常见的金属晶格类型有__________晶格、面心立方晶格和__________晶格三种。5、合金中成分、结构及性能相同的组成部分称为__________。6、常见的表面热处理可分为__________和__________。7、钢在加热时的组织转变，主要包括奥氏体的__________和__________两个过程。8、传统的淬火冷却介质有__________、水、盐水和__________等。9、随着不锈钢中含碳量的增加，其强度、硬度和__________提高，但__________下降。10、合金按照用途可分为__________、__________和特殊性能钢三类。11、铸铁是含碳量在大于__________铁碳合金，铸铁中的碳大部分不再以渗碳体的形式存在，而是以游离的__________状态存在。12、球墨铸铁中的石墨对集体的__________小，因此，可通过__________改变其基体的组织来提高和改善其力学性能。13、铸铁根据石墨形态不同可分为普通铸铁、__________、__________和蠕墨铸铁四大类。14、硬质合金的性能特点主要有__________、红硬性高、耐磨性好和__________比高速钢高。15、淬火时常会产生氧化与脱碳、__________、__________和硬度不足与节软点等缺陷。

二、选择题1、化学热处理与其他热处理的主要区别是（C）A组织变化B加热温度C改变表面化学成分D添加剂不同2、一般来说，碳素钢淬火应选择（B）作为冷却介质。A矿物质B20度自来水C20度10%的食盐水溶液D食用油3、渗氮零件与渗碳零件比（A）A渗层硬度更高B渗层更厚C有更好的综合力学性能D渗层塑性更强4、40MnVB中硼元素的主要作用是（C）A强化铁素体B提高回火稳定性C提高淬透性D改变晶体结构5、以下哪种铸铁的断口呈灰黑色？（

D

）A马口铁

B白口铸铁

C麻口铸铁

D灰铸铁6、合金调质钢的含碳量一般是（B）A小于0.25%B0.25%～0.5%C0.5%～0.9%D大于0.9%7、组成合金的最基本的独立物质为（D）A相B原子C组织D组元8、铁碳合金共晶转变的温度是（B）°C。A727B1148C1227D13249、含碳量为1.2%的铁碳合金，在室温下的组织为（C）。A珠光体B珠光体+铁素体C珠光体+二次渗碳体D二次渗碳体10、某一材料的牌号为T4，它是（A）。A含碳量为0.4%的碳素工具钢B4号工业纯铜C4号工业纯钛D含钛量为0.4%的工具钢11、用拉伸试验可测定材料的（A）性能指标。A强度B硬度C塑性D韧性12、疲劳试验时，实验承受的载荷为（C）。A静载荷B冲击载荷C交变载荷D不变载荷13、铸铁中的碳以石墨形态析出的过程称为（B）A变质处理B石墨化C球化处理D重结晶三、判断题1、可锻铸铁的碳和硅的含量要适当低一些。（）2、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。（）3、不锈钢中含碳量越高，其耐腐蚀性越好。（）4、在相同强度条件下，合金钢要比碳钢的回火温度高。（）5、38CrMoA1A的最后一个字母A代表该钢在室温下的组织为奥氏体。（）6、钢的最高淬火硬度，主要取决于钢中奥氏体的含碳量。（）7、珠光体想奥氏体转变也是通过形核及晶核长大的过程进行的。（）8、含碳量为0.15%和0.35%的钢属于亚共析钢，在室温下的组织由珠光体和铁素体组成，它们的力学性能一定相同。（）9、低碳钢的强度、硬度较低，但是塑性、韧性及焊接性能较好。（）10、选材时，只要满足工件使用要求即可，并非各项性能指标越高越好。（）四、名词解释1、结晶缺陷；2、固溶强化；3、热处理；4、化学热处理；5、细晶强化；6、弥散强化；7、加工硬化；8、位错塞积五、简答题1、什么是钢的渗碳？目的及工艺路线？答案一填空题1、冲击变形2、无序液态固态3、硬度塑性4、体心立方密排六方5、相6、表面淬火表面化学热处理7、加热温度保温时间8、油碱水9、耐磨性耐蚀性10、合金渗碳体特殊碳化物11、2.11%石墨12、割裂作用热处理13、可锻铸铁球墨铸铁14、硬度抗拉强度15、过热和过烧变形与开裂三判断题1√2×3×4√5×6√7√8×9√10√四名词解释1、答：实际上由于各种原因，金属原子的规律排列受到干扰和破坏，使晶体中的某些原子偏离正常位置，晶体中原子紊乱排列的现象。2、答：固溶强化指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。

3、答：热处理指对固态的金属或合金采用适当的方式进行加热、保温盒冷却，以获得所需要的组织结构域性能的工艺。4、答：将工件置于一定温度的活性介质中保温，使一种或几种元素渗入金属的表面，以改变其化学成分、组织和性能的热处理工艺。五简答题1、答：钢的渗碳：指将钢铁置于渗碳介质中加热并保温，是碳原子渗入工件表层的化学热处理工艺。目的是调高钢件表层的含碳量。工艺路线一般为：锻造正火机械加工渗碳淬火+低温回火

金属材料与热处理习题4一、填空题1、常见的金属晶格类型有___________、___________和___________。2、金属的机械性能主要包括强度、硬度、塑性、韧性、疲劳强度等指标，其中衡量金属材料在静载荷下机械性能的指标有___________、___________、___________。衡量金属材料在交变载荷和冲击载荷作用下的指标有___________和___________。3、常用的回火方法有低温回火、___________和___________。4、工程中常用的特殊性能钢有_________、_________、_________。5、根据共析钢的“C”曲线，过冷奥氏体在A1温度以下等温转变的组织产物可分为三大类，即___________型组织、___________型组织和___________型组织等。6、按冶炼浇注时脱氧剂与脱氧程度分，碳钢分为_________、_________、_________和_________。7、钢在一定条件下淬火后，获得一定深度的淬透层的能力，称为钢的淬透性。淬透层通常以工件______到______的深度来表示。8、冷塑性变形的内应力，按作用范围，可分为____________、____________、____________。9、铸铁中____________________________的过程称为石墨化，影响石墨化的主要因素有___________和___________。二、选择题1、拉伸试验时．试样拉断前能承受的最大标拉应力称为材料的（）。A屈服点B抗拉强度C弹性极限D刚度2、金属的（）越好，其锻造性能就越好。A硬度B塑性C弹性D强度3、根据金属铝的密度，它属于（）。A贵金属B重金属C轻金属D稀有金属4、位错是一种（）。A线缺陷B点缺陷C面缺陷D不确定5、晶体中原子一定规则排列的空间几何图形称（）。A晶粒B晶格C晶界D晶相6、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7、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淬火+低温回火B正火C调质D淬火+高温回火8、从灰铸铁的牌号可以看出它的（）指标。A硬度B韧性C塑性D强度9、机械制造中，T10钢常用来制造（）A容器B刀具C轴承D齿轮10、钢经表面淬火后将获得：（）A一定深度的马氏体B全部马氏体C下贝氏体D上贝氏体11、GCrl5SiMn钢的含铬量是：（）A15％B1．5％C0.15％D0.015％12、用于制造柴油机曲轴，减速箱齿轮及轧钢机轧辊的铸铁为（）A可锻铸铁B球墨铸铁C灰口铸铁D白口铸铁13、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相变D25℃三、名词解释（12分，每题3分）1、加工硬化2、回复3、合金4、热处理四、简答题（20分，每题4分）1、铁碳合金中基本相是那些？其机械性能如何？2、写出下列牌号数字及文字的含意，Q235-F、KTZ450-06、H68、LF5。例如：HT100：表示灰铸铁，其最低抗拉强度为100MPa。3、提高零件疲劳寿命的方法有那些？4、试述正火的主要应用场合。5、试述热变形对金属组织和性能的影响。五综述题（8分）用20CrMnTi制造汽车变速箱齿轮，要求齿面硬度HRC58-60，中心硬度HRC30-45，试写出加工工艺路线参考答案：一填空1、体心立方晶格面心立方晶格密排立方晶格2、强度硬度塑性疲劳强度冲击韧性3、中温回火高温回火4、不锈钢耐热钢耐磨刚5、珠光体贝氏体马氏体6、沸腾钢镇静钢连铸坯半镇静钢7、表面半马氏体层8、宏观（第一类）内应力晶间（第二类）内应力晶格畸变（第三类）内应力9、碳以石墨形式析出冷却速度化学成分二选择题1B2D3C4A5B6C7A8D9B10A11B14B15B三名词解释1、答：金属材料随着冷塑变形程度的增大，强度和硬度逐渐升高，塑性和韧性逐渐降低的现象称为加工硬化或冷作硬化。2、答：回复是指冷塑性变形金属在加热温度较低时，金属中的一些点缺陷和位错的迁移，使晶格畸变逐渐降低，内应力逐渐减小的过程。3、答：将两种或两种以上的金属或金属与非金属熔合在一起，获得的具有金属性质的物质，称为合金4、答：热处理是通过加热和冷却固态金属的操作方法来改变其内部组织结构，并获的所需性能的一种工艺。四、简答题1、答：基本相有：铁素体奥氏体渗碳体铁素体的强度和硬度不高，但具有良好的塑性和韧性。奥氏体的硬度较低而塑性较高，易于锻压成型。渗碳体硬度很高而塑性和韧性几乎为零，脆性大。2、答：Q235-F：表示普通碳素结构钢，其屈服强度为235MPa，F表示是沸腾钢。KTZ450-06：表示珠光体基体的可锻铸铁，其表示最低抗拉强度为450MPa，最小伸长率为6%。H68：表示含铜68%的黄铜。LF5：表示防锈铝，其序数号为5。3、答：（1）设计上减少应力集中，转接处避免锐角连接；（2）减小零件表面粗糙度；（3）强化表面，在零件表面造成残余压应力，抵消一部分拉应力，降低零件表面实际拉应力峰值，从而提高零件的疲劳强度。4、答：正火主要用于：（1）改善低碳钢和低碳合金钢的切削加工性；（2）作为普通结构零件或大型及形状复杂零件的最终热处理；（3）作为中碳和低合金结构钢重要零件的预备热处理；（4）消除过共析钢中的网状二次渗碳体。5、答：（1）改变铸锭和坯料的组织和性能；（2）产生热变形纤维组织（流线）；（3）可能产生带状组织；（4）可能产生热组织与魏氏组织。五综述题答：加工工艺路线为：下料®锻造®正火®机械粗加工®渗碳+淬火+低温回火®喷丸®磨齿正火处理可使同批毛坯具有相同的硬度（便于切削加工），并使组织细化，均匀；渗碳后表面含碳量提高，保证淬火后得到高的硬度，提高耐磨性和接触疲劳强度；喷丸处理是提高齿轮表层的压力使表层材料强化，提高抗疲劳能力。

金属材料及热处理习题6一、判断题金属在外力作用下产生的变形都不能恢复。（）所有金属在拉伸试验过程中都会产生“屈服”现象和“颈缩”现象。（）一般低碳钢的塑性优于高碳钢，而硬度低于高碳钢。（）低碳钢、变形铝合金等塑性良好的金属适合于各种塑性加工。（）布氏硬度试验法适合于成品的硬度测量。（）硬度试验测量简便，属非破坏性试验，且能反映其他力学性能，因此是生产中最常见的力学性能测量法。（）材料韧性的主要判据是冲击吸收功。（）一般金属材料在低温时比高温时脆性大。（）机械零件所受的应力小于屈服点时，是不可能发生断裂的。（）钢具有良好的力学性能，适宜制造飞机机身、航天飞机机身等结构件。（）金属的工艺性能好，表明加工容易，加工质量容易保证，加工成本也较低。（）晶体中的原子在空间是有序排列的。（）金属在固态下都有同素异构转变。（）凡由液体转变为固体的过程都叫结晶。（）金属结晶时冷却速度越大，结晶晶粒越细。（）固溶体的强度一般比构成它的纯金属高。（）金属都能用热处理的方法来强化。（）一般情况下，金属的晶粒越细，力学性能越好。（）奥氏体和铁素体都是碳溶于铁的固溶体。（）珠光体是奥氏体和渗碳体组成的机械混合物。（）共析钢中碳的质量分数为0.77%。（）碳的质量分数小于2.11%的铁碳合金称为钢。（）由于白口铸铁中存在过多的渗碳体，其脆性大，所以较少直接使用。（）接近共晶成分的合金，一般铸造性能较好。（）随着过冷度的增加，过冷奥氏体的珠光体型转变产物越来越细，其强度越来越高。（）粒状珠光体和片状珠光体一样，都只能由过冷奥氏体经共析转变获得。（）二元合金系中两组元只要在液态和固态下能够相互溶解，并能在固态下形成固溶体，其相图就属匀晶相图。（）凡合金两组元能满足形成无限固溶体的条件都能形成匀晶相图。（）所谓共晶转变，是指一定成分的液态合金，在一定的温度下同时结晶出两种不同固相的转变。（）共晶合金的特点是在结晶过程中有某一固相先析出，最后剩余的液相成分在一定的温度下都达到共晶点成分，并发生共晶转变。（）由一种成分的固溶体，在一恒定的温度下同时析出两个一定成分的新的不同固相的过程，称为共析转变。（）共晶转变虽然是液态金属在恒温下转变成另外两种固相的过程，但和结晶有本质的不同，因此不是一个结晶过程。（）由于共析转变前后相的晶体构造、晶格的致密度不同，所以转变时常伴随着体积的变化，从而引起内应力。（）所谓包晶转变，是指在一定的温度下，已结晶的一定成分的固相与剩余的一定成分的液相一起，生成另一新的固相的转变。（）两个单相区之间必定有一个由这两个相所组成的两相区隔开。两个单相区不仅能相交于一点，而且也可以相交成一条直线。（）相图虽然能够表明合金可能进行热处理的种类，但并不能为制定热处理工艺参数提供参考依据。（）合金固溶体的性能与组成元素的性质和溶质的溶入量有关，当溶剂和溶质确定时，溶入的溶质量越少，合金固溶体的强度和硬度就越高。杠杆定律不仅适用于匀晶相图两相区中两平衡相的相对重量计算，对其他类型的二元合金相图两相区中两平衡相的相对重量计算也同样适用。（）钢中随着碳质量分数由小到大，渗碳体量逐渐增多，铁素体量逐渐减少，铁碳合金的硬度越来越高，而塑性、韧性越来越低。（）靠近共晶成分的铁碳合金不仅熔点低，而且凝固温度区间也较小，故具有良好的铸造性，这类合金适用于铸造。（）由于奥氏体组织具有强度低、塑性好，便于塑性变形加工的特点，因此，钢材轧制和锻造多选用在单一奥氏体组织温度范围内。（）由于多晶体是晶体，符合晶体的力学特征，所以它呈各向异性。（）由于晶体缺陷使正常的晶格发生了扭曲，造成晶格畸变。晶格畸变使得金属能量上升，金属的强度、硬度和电阻减小。（）晶界处原子排列不规则，因此对金属的塑性变形起着阻碍作用，晶界越多，其作用越明显。显然，晶粒越细，晶界总面积就越小，金属的强度和硬度也就越低。（）金属和合金中的晶体缺陷使得力学性能变坏，故必须加以消除。（）硫和磷都是钢中的有害杂质，硫能导致钢的冷脆性，而磷能导致钢的热脆性。（）Q235-A·F表示抗拉强度为235Mpa的A级沸腾钢。（）各种牌号的碳素工具钢经淬火后的硬度相差不大，但随着碳质量分数的增加，未溶的二次渗碳体增多，钢的硬度、耐磨性就增加，而韧性则降低。（）碳素工具钢都是优质或高级优质钢。（）ZG200-400表示该铸造碳钢的抗拉强度为200Mpa、而其抗弯强度为400Mpa。（）除Fe和C外还有其他元素的钢就是合金钢。（）低合金高强度钢加入的主要合金元素有Mn、Si、V、Nb和Ti等，它们大多不能在热轧或正火状态下使用，一般要进行热处理后方可使用。（）65Mn是弹簧用钢，45Mn是碳素调质钢。（）20CrMnTi是最常用的合金渗碳钢，适用于截面径向尺寸小于30mm的高强度渗碳零件。（）GCr15是目前应用最多的滚动轴承钢，其中Cr的含量为15%。（）高速钢的热硬性可达600℃，常用于制造切削速度较高的刀具，且在切削时能长期保持刀口锋利，故又称锋钢。（）Cr12MoV是不锈钢。（）铸铁中的碳和硅都是强烈促进石墨化元素，碳、硅含量越高，石墨化程度越充分。（）同一化学成分的情况下，铸铁结晶时的冷却速度对石墨化程度影响很大。冷却速度越快，越有利于石墨化。（）白口铸铁中的碳绝大多数是以渗碳体的形式存在，所以其具有高硬度、抗磨性和低脆性。（）球墨铸铁的力学性能比普通灰铸铁低。（）防锈铝是可以用热处理方法进行强化的铝合金。（）铸造铝合金中没有成分随温度变化的α固溶体，故不能用热处理方式进行强化。（）以锌为主要合金元素的铜合金称为白铜。（）以镍为主要合金元素的铜合金称为黄铜。（）除黄铜、白铜外其他的铜合金统称为青铜。（）硬质合金的热硬性和高速钢相当。（）硬质合金虽然硬度很高，而且很脆，但仍可以进行机械加工。（）在切削加工前应安排预先热处理，一般说来低碳钢采用正火，而高碳钢及合金钢正火后硬度太高，必须采用退火。（）过冷奥氏体在低于Ms时，将发生马氏体转变。这种转变虽有孕育期，但转变速度极快，转变量随温度降低而增加，直到Mf点才停止转变。（）只要将奥氏体冷却到Ms点以下，奥氏体便会转变成马氏体。奥氏体等温转变图可以被用来估计钢的淬透性大小和选择适当的淬火介质。（）精确的临界冷却速度不但能从奥氏体连续冷却转变图上得到，也可从奥氏体等温转变图上得到。（）一般清况下碳钢淬火用油，合金钢淬火用水。（）双介质淬火就是将钢件奥氏体化后，先浸入一种冷却能力弱的介质，在钢件还未达到该淬火介质温度之前即取出，马上浸入另一种冷却能力强的介质中冷却。（）贝氏体等温淬火就是将钢材奥氏体化，使之快冷到下贝氏体转变温度区间（260℃—400℃）等温保持，使奥氏体转变成下贝氏体的淬火工艺。（）下贝氏体组织具有良好的综合机械性能。（）马氏体都是硬而脆的相。（）等温转变可以获得马氏体，连续冷却可以获得贝氏体。（）消除过共析钢中的网状二次渗碳体可以用完全退火。（）去应力退火时不发生组织转变。（）钢的淬火加热温度都应在单相奥氏体区。（）淬火冷却速度越大，钢淬火后的硬度越高，因此淬火的冷却速度越快越好。（）钢中合金元素越多，淬火后硬度越高。（）淬火后的钢一般需要进行及时回火。（）渗碳零件一般需要选择低碳成分的钢。（）钢的回火温度越高，得到的硬度越高、韧性越差。（）一般合金钢的淬透性优于与之相同成分含碳量的碳钢。（）高碳钢的力学性能优于中碳钢，中碳钢的力学性能优于低碳钢。（）优质碳素结构钢主要用于制造机械零件。（）铸钢比铸铁的力学性能好，但铸造性能差。（）碳素工具钢一般具有较高的碳的质量分数。（）由于灰铸铁中碳和杂质元素含量高，所以力学性能特点是硬而脆。（）石墨在铸铁中是有害无益的。（）白口铸铁具有高的硬度，所以可用于制作刀具。（）可锻铸铁是一种可以锻造的铸铁。（）灰铸铁的力学性能特点是抗压不抗拉。（）通过热处理可以改变铸铁中石墨的形状，从而改变性能。（）变质处理可以有效提高铸造铝合金的力学性能。（）固溶处理后的铝合金在随后的时效过程中，强度下降，塑性改善。（）冷处理仅适用于那些精度要求很高、必须保证其尺寸稳定性的工件。（）对长轴类、圆筒类工件，应轴向垂直淬入。淬入后，工件应左右摆动加速冷却。（）淬火钢回火时力学性能总的变化趋势是：随着回火温度的上升，硬度、强度降低，塑性、韧性升高。（）回火温度越高，淬火内应力消除越彻底，当回火温度高于500℃，并保持足够的回火时间，淬火内应力就可以基本消除。（）不论何种钢在一次或多次回火后硬度都会有不同程度的下降。（）第一类回火脆性是可逆回火脆性，即已经消除了这类回火脆性的钢，再在此温度区间回火并慢冷，其脆性又会重复出现。（）第二类回火脆性的特点是只要在此温度范围内回火，其韧性的降低是无法避免的，所以又称其为不可逆回火脆性。（）通常碳钢的回火稳定性较合金钢为好。（）淬透性是钢在理想条件下进行淬火所能达到的最高硬度的能力。（）淬硬性是指在规定条件下，决定钢材淬硬深度和硬度分布的特性。即钢淬火时得到淬硬层深度大小的能力。（）决定钢淬硬性高低的主要因素是钢的含碳量。（）一般规定自工件表面至半马氏体区的深度作为淬硬层深度。（）淬火后硬度高的钢，不一定淬透性就高；而硬度低的钢也可能具有很高的淬透性。（）细小的奥氏体晶粒能使奥氏体等温转变图右移，降低了钢的临界冷却速度，所以细晶粒的钢具有较高的淬透性。（）完全退火是目前广泛应用于中碳钢和中碳合金钢的铸、焊、轧制件等的退火工艺。（）等温球化退火是主要适用于共析钢和过共析钢的退火工艺。（）去应力退火的温度通常比最后一次回火高20-30℃，以免降低硬度及力学性能。（）正火可以消除网状准备碳化物，为球化退火作组织。（）正火工件出炉后，可以堆积在潮湿处空冷。（）低碳钢铸件应选用正火处理，以获得均匀的铁素体加细片状珠光体组织。（）中碳钢及合金钢一般采用完全退火或等温球化退火，获得铁素体加片状或球状珠光体组织。（）对过烧的工件可以用正火或退火的返修方法来消除。（）合金钢由于合金元素的加入，提高了钢的屈服强度，因此和碳钢相比显著的减少了淬火应力引起的变形。（）淬火时在Ms点以下的快冷是造成淬火裂纹的最主要原因。（）工件淬火后如硬度偏低，应通过降低回火温度的办法来保证硬度。（）对于因回火温度过高而造成回火硬度不足的工件，可在较低温度下重新回火进行补救。（）对于回火脆性敏感的材料，可以采用快冷的方式（用水或油冷），以避免发生回火脆性。（）一般来说，钢的疲劳极限和强度极限之间有一定的比例关系。强度越高，疲劳极限也越高。（）用硬质合金制作刀具，其热硬性比高速钢刀具好。（）陶瓷刀具的硬度和热硬性比钢高。（）选择题1、在设计机械零件进行强度计算时，一般用（）作为设计的主要依据。（A）σb（B）σs（C）Ak2、金属抵抗塑性变形和断裂的能力称为（）（A）硬度（B）强度（C）塑性3、按GB/T228-2002，拉伸试样应优先选择（）（A）比例短试样（B）比例长试样（C）非比例试样4、拉伸试验可用于测定金属的（）（A）强度（B）硬度（C）塑性（D）韧性5、洛氏硬度HRC测量时，采用（）压头。（A）金刚石圆锥（B）淬火钢球（C）正四棱锥6、测定淬火钢的硬度，采用（）较适宜。（A）布氏硬度HBS（B）洛氏硬度HRC（C）维氏硬度HV7、一般工程图样上常标注材料的（），作为零件检验和验收的主要依据。（A）强度（B）硬度（C）塑性（D）冲击吸收功8、金属的流动性（），收缩率（），表明材料的铸造性能好。（A）大（B）好（C）小（D）差9、通常材料的硬度在（）时，切削加工性能良好。（A）200-300HBS（B）170-230HBS（C）40-45HRC10、纯铁在常温下具有（）的晶格。（A）面心立方（B）密排六方（C）体心立方11、变质处理的目的是（）。（A）细化晶粒（B）改变晶体结构（C）改善冶炼质量，减少杂质12、加快冷却速度可（）过冷度。（A）增加（B）减小（C）不影响13、下列组织中塑性最好的是（），脆性最大的是（），强度最高的是（）。（A）铁素体（B）珠光体（C）渗碳体14、过共析钢平衡组织中的二次渗碳体的形状是（）。（A）网状（B）片状（C）块状15、碳的质量分数为0.40%的铁碳合金，室温下的平衡组织为（）。（A）P（B）P+F（C）P+Fe3CⅡ16、要求高硬度和耐磨性的工具，应选用（）的钢。（A）低碳成分（B）高碳成分（C）中碳成分17、合金钢在回火时，由于合金碳化物直接由马氏体中析出，且呈高度弥散状态，使钢的硬度提高，这种现象叫做（）。（A）固溶强化（B）加工硬化（C）二次硬化18、共析钢奥氏体过冷到350℃等温将得到（）。（A）马氏体（B）珠光体（C）屈氏体（D）贝氏体19、过共析钢适宜的淬火温度范围在（）。（A）Ac1以上30-50℃（B）Ac3以上30-50℃（C）Accm以上30-50℃20、为使低碳钢便于切削加工，应采用（）热处理。（A）完全退火（B）球化退火（C）正火21、高碳工具钢预备热处理一般采用（）。（A）完全退火（B）球化退火（C）正火22、马氏体的硬度主要取决于（）。（A）淬火加热温度（B）马氏体中含碳量（C）淬火冷却速度23、淬火钢回火后的硬度主要取决于（）。（A）回火加热速度（B）回火冷却速度（C）回火温度24、调质处理是（）复合热处理工艺。（A）淬火+高温回火（B）淬火+中温回火（C）淬火+低温回火25、用T12A钢制造的锉刀，最后热处理应采用（）。（A）淬火+中温回火（B）调质处理（C）淬火+低温回火26、下列材料中（）钢适宜制作冲压件。（A）45（B）65Mn（C）08F27、原用40Cr钢制造的零件，若因材料短缺，可以用（）钢来替代。（A）40MnB（B）60Si2Mn（C）20Cr28、对于要求综合性能良好的轴、齿轮、连杆等重要零件，应选择（）。（A）合金调质钢（B）合金弹簧钢（C）合金工具钢29、对铸铁进行热处理可以改变铸铁组织中的（）。（A）石墨形态（B）基体组织（C）石墨形态和基体组织30、灰铸铁中的碳主要以（）形式存在。（A）石墨（B）渗碳体（C）铁素体31、灰铸铁牌号HT250中的数字250表示（）。（A）抗拉强度（B）屈服点（C）冲击吸收功32、机床床身、机座、机架、箱体等铸件适宜采用（）铸造。（A）灰铸铁（B）可锻铸铁（C）球墨铸铁33、只有用（）才能消除低合金刃具钢中存在的较严重的网状碳化物。（A）球化退火（B）调质处理（C）反复锻造（D）正火34、由于大型铸件常常有枝晶偏析出现，所以其预先热处理应采用（）。（A）正火（B）完全退火或球化退火（C）高温回火（D）均匀化退火35、（）是不能提高淬透性的合金元素。（A）铬（B）锰（C）钴（D）硅36、铸铁中强烈阻碍石墨化的元素是（）。（A）碳（B）硅（C）锰（D）硫37、用高碳钢和某些合金钢制锻坯件，加工时发现硬度过高，为使其容易加工，可进行（）。（A）淬火（B）正火（C）退火（D）淬火后低温回火38、根据Fe-Fe3相图可以看出钢的熔化与浇注温度都要比铸铁（）。（A）低（B）高（C）差不多39、杠杆定律可适用于（）相图两相区中两平衡相的相对重量的计算。（）（A）匀晶（B）共晶（C）共析（D）二元合金40、（）是指一定成分的液态合金，在一定的温度下同时结晶出两种不同固相的转变。（A）匀晶（B）共晶（C）共析（D）包晶三、简答题什么叫材料的