金属工艺学试题及答案

一、简答题

1.将钟表发条拉直是弹性变形还是塑性变形？怎样鉴别它的变形性质？

2.下列符号表达时力学性能指标啊名称和含义是什么？

ob、。5、。02。-1.6、ak、HRC.HBS.HBW

3.什么是同素异构转变?试画出纯铁的冷却曲线，分析曲线中出现“平分”的原因。室温和1100℃

时的纯铁晶格有什么不一样？

4.金属结晶的基本规律是什么？晶核口勺形成率和成长速度受到哪些原因的影响？

5.常用口勺金属晶体构造有哪几种？它们的原子排列和晶格常数各有什么特点？a-Fe、Y-Fe、

ALCu、Ni、Pb、Cr、V、Mg、Zn各属何种晶体构造?

6.什么是固溶强化？导致固溶强化的原因是什么？

7.将20kg纯铜与30kg纯银熔化后缓慢冷却到如图所示温度T1,求此时：

(1)两相的成分；(2)两相时重量比：

(3)各相的I相对重量(4)各相的重

量。

解：(1)两相的成分；(2)各相的相对重量

用相：W«i%=80%[W.=(60-45)/(80-45)=3/7

液相：WNi%=45%:WL=(80-60)/(80-45)=4/7

⑶两相的质量比M4)各相的支量

冏相/液相•:液相:Qi-4/7x50-28.57kg

(60-45)/(80-60)=3/4固相:Q.-3/7x50-21.43kg

8.某合金如下图所示:

标出（1）-（3）区域中存在日勺相：

（2）标出（4）、（5）区域中的组织；

（3）相图中包括哪几种转变？写出它们的反应式。

9.今有两个形状相似的铜银合金铸件，一种含Ni90%,一种含Ni50%,铸后自然冷却，问凝固后

哪个铸件的偏析较为严重？怎样消除偏析？

10.按下面所设条件，示意地绘出合金H勺相图，并填出各区域H勺相组分和组织组分，以及画出合金

日勺力学性能与该相图的关系曲线。

设C.D两组元在液态时能互相溶解，D组元熔点是C组元的4/5,在固态时能形成共晶，共晶温

度是C组元熔点的2/5,共晶成分为sD=30%；C组元在D组元中有限固溶，形成a固溶体。

溶解度在共晶温度时为3c=25%,室温时3c=1（）%,D组元在C组元中不能溶解：C组元的硬

度比D组元高。计算3D=40%合金刚完毕共晶转变时，组织构成物及其百分含量。

a

L

L+c\

\e°L+a

fgex

(c+a)+a

―75-40

_

+We*a)75_308%

以=炳3。2

(c+a)+c^risii：92%

C102040506070IT\90D

ex+Cn

ii.分析在缓慢冷却条件卜,45钢和T1O钢的结晶过程和室温的相构成和组织构成。并计算室温

下组织的相对量。

12.试比较索氏体回火索氏体

索氏体和

回火索氏

体，托氏

体和回火

托氏体，

马氏体和

回火马氏

体之间在

形成条

件、组织

形态、性

能上向重

要区别。

形成条件650〜600℃淬火后高温回火500〜650c

组织形态细片状珠光体由已再结晶的铁素体和均匀分布1向细粒状渗碳体所构成。F

失去原M形态，成为多边形颗粒状，同步渗碳体汇集长大

性能强度和硬度较高(25〜保持较高的强度和硬度(25〜35HRC)

3OHRC),塑性和韧性很同步具有更好的塑性和韧性。

好

（2）直径为10mm的某钢小试样的过冷奥氏体等温转变动力学曲线如下图所示，用图中所示的

冷却曲线进行冷却，分析其所得到的组织。

14.既有45号钢材料，

（1）请根据铁碳合金相图，画出合金从液态冷却到室温的温度-时间曲线，并写出各个阶段

的组织转变过程；

（2）请分别选择大批或小批生产小轴零件两种合适的热处理方案：

（3）在TTT曲线上画出这两种热处理方案的工艺曲线，并分别标出其室温时口勺组织状态;

（2）力学性能规定一般的小轴零件，采用正火热处理方案；力学性能规定较高H勺小轴零件采用

调质热处理方案。由于正火索氏体呈片状，高温回火得到的回火索氏体呈颗粒状，力学性能比正

火索氏体好。

（3）VI为正火热处理方案，其室温组织为F+S

V2为调质热处理中的淬火，然后高温回火；其室温组织为回火索氏体。

15.确定下列钢件的退火措施，并指出退火的目的及退火的组织。

（1）经冷轧后n勺15钢钢板，规定减少硬度；

（2）ZG35H勺铸造齿轮；

（3）铸造过热日勺60钢锻坯；

（4）改善T12钢日勺切削加工性能。

16.阐明直径为10mm的45钢试样分别经下列温度加热：700C、76（）℃、850℃、I100C,保温

后在水中冷却得到的室温组织。

17.指出下列工件淬火及回火温度，并阐明回火后获得日勺组织:

(1)45钢小轴(规定综合力学性能好)：(2)60钢弹簧：(3)T12钢锤刀。

18.试述渗碳钢和调质钢H勺合金化及热处理特点。

19.有两种高强度螺栓，一种直径为10mm,另一种直径为30mm,都规定有较高的综合力学性

能：ob280()MPa.ak^600KJ/m2o试问应选择什么材料及热处理工艺。

20.为何合金弹簧钢以硅为重要的合金元素？为何要进行口温回火？

21.什么是钢的回火脆性？怎样防止？

22.简述高速钢的成分，热处理和性能特点，并分析合金元素日勺作用。

23.合金元素提高钢n勺回火稳定性的原因何在？

24.不锈钢的固溶处理与稳定化处理H勺目的各是什么？

二、改错题

1.材料的抗拉强度是指材料到达容许变形程度前的最大应力。

()

2.当外力超过塑性材料的弹性极限后，材料将产生屈服变形，该弹性极限也是材料日勺屈服极

限o

()

3.HRA是测定硬质合金、淬火钢、表面淬火层的洛氏硬度测试措施。

()

4.低应力脆断是材料在低温下发生脆性所引起

电()

5.结晶时成核速率愈小，生长速率愈小，则结晶后合金的力学性能愈好。

()

6.置换固溶体中溶质原子和溶剂原子半径相差愈小则溶解度愈小。

()

7.球化退火为了得到在珠光体基体上均匀分布日勺球状渗碳

体。（）

8.水淬后，过共析钢得到内是板状马氏体组

织。（）

9.运用合金元素产生细晶粒钢，既减少晶界的面枳，又提高晶界的强度，可提高钢的抗高温蠕

变性

能。

（）

三、单项选择题

L金属材料的冲击韧度用符号ak表达，其计算单位为（）

（1）N/mm2（2）J/cm2（3）kgf•m/mm2（4）Pa/mm2

2.金属在疲劳试验时，试样承受的载荷为（）

（1）静载荷（2）动载荷（3）冲击载荷（4）交变载荷

3.固溶强化的基本原因是（）

（1）晶格类型发生变化（2）晶粒变细（3）晶格发生滑移（4）晶格

发生畸变

4.碳的质量分数为1.2%的碳钢，当加热至Acl〜Accm时，其组织应

为（）

(1)F+A(2)P+A⑶A+Fe3CII(4)P+Fe3CII

5.Al.Arl.Acl.A3之间的关系为()

(1)Al>Arl>Acl>A3(2)Arl<Al<Acl<A3

⑶Arl>Al>Acl>A3(4)A3<Acl<Al<Arl

6.过冷奥氏体转变前所停留的时间称为（）

（1）孕育期（2）转变期（3）过渡期（4）停留期

7.与钢相比，铸铁工艺性能的突出特点是（）

（1）焊接性能好（2）铸造性能好（3）吸振性能好（4）热处理性

能好

8.T12钢做铿刀，其最终热处理一般为（）

⑴淬火（2）淬火+高温回火⑶中温淬火（4）淬火+低温回

火

9.60钢可以制造下列工件（）

（1）游标卡尺（2）齿轮（3）塞规（4）铿刀

四、多选题

L硬度指标包括如下几种（）（）（）（）（）

（1）HBW（2）HBS（3）HRD（4）HRC（5）HV

2.工具钢包括（）（）（）（）（）

（1）模具钢（2）刃具钢（3）耐热钢（4）量具钢⑸高速

钢

3.高速钢具有（）（）（）（）（）

（1）淬透性（2）高塑性（3）导电性（4）红硬性⑸回火稳定

性

4.钢的淬透性重要取决于过冷奥氏体的稳定性，使C曲线右移，明显提

高钢的淬透性的合金元素有（）（）（）（）（）

（l）Mn（2）Ni（3）Co（4）Cr（5）V

5.钢正火的目的是（）（）（）（）（）

（1）提高硬度、强度（2）消除网状二次渗碳体

（3）减少硬度以利切削加工（4）提高钢综合力学性能（5）消除内应力

6.按石墨形态分，铸铁可分为（）（）（）（）（）

（I）一般灰口铸铁（2）孕育铸铁

（3）可锻铸铁（4）球墨铸铁（5）白口铸铁

五、综合题

1.附图所示为四种不一样材料的应力-应变曲线试比较这四种材料的抗拉强度、屈服

强度（屈服点）、刚度和塑性。

答：1)ob:2>1>3>4

2)oS:1>3>2>4

3)E:1>3>2>4

4)6：3>2>4>1

2.有A.B两元合金，在液态下能无限互溶，在固态中也能无限互溶而形成均匀固溶体，A组元熔

点1090℃,B组元熔点1453℃o在1200℃时，sB为30%的试样液态质量分数3L为52.63乐固

态质量分数3s为47.37%,固态的浓度为3B=40%。而3^70%,温度为1360℃时，液相成分为

<oB=64%,固相成分为coB=76%。请：

1）阐明该合金相图为何类相图？

2）绘出该二元合金相图，其中相界线上必须有六个点口勺位置对的。

1500

1400-解：

P13003s=(30-x)/(40-x)

/

史120030-40x0.4737=0.5263x

想1100

x=ll.052/0.4737=20.999

1000

900

800

0102030405060708090100

AB

3.画出T8钢的过冷奥氏体等温转变曲线。为获得如下组织，应采用什么冷却方式：并在等温

转变曲线上画出冷却曲线示意图。（1）索氏体（2）屈氏体+马氏体+残存奥氏体（3）所有

下贝氏体（4）屈氏体+马氏体+下贝氏体+残存奥氏体（5）马氏体+残存奥氏体

4.某型号机床齿轮，规定齿轮表面有高日勺硬度（HRC>50）,而心部具有良好H勺韧性（Ak>40J）,

原采用40