金屬材料與熱處理 試題 .docx

1、金屬材料與熱處理 試題 1一、 填空題（30分，每空1分）1、根據(jù)采用的滲碳劑的不同，將滲碳分為_、_和_三種。2、普通灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵及蠕墨鑄鐵中石墨的形態(tài)分別為_、_、_和_。3、實際金屬晶體的缺陷有_、_、_。4、工程中常用的特殊性能鋼有_、_、_。5、金屬的斷裂形式有_和_兩種。6、按冶煉澆注時脫氧劑與脫氧程度分，碳鋼分為_、_、_和_。7、金屬元素在鋼中形成的碳化物可分為_、_兩類。8、常見的金屬晶體結(jié)構(gòu)有_、_和_三種。9、合金常見的相圖有_、_、_和具有穩(wěn)定化合物的二元相圖。10、感應(yīng)表面淬火的技術(shù)條件主要包括_、_及_。二、 選擇題（30分，每題2分）1、銅只有通過冷

2、加工并經(jīng)隨后加熱才能使晶粒細(xì)化，而鐵則不需冷加工，只需加熱到一定溫度即使晶粒細(xì)化，其原因是（ ）A 鐵總是存在加工硬化，而銅沒有 B 銅有加工硬化現(xiàn)象，而鐵沒有C 鐵在固態(tài)下有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，而銅沒有 D 鐵和銅的再結(jié)晶溫度不同2、常用不銹鋼有鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、馬氏體不銹鋼和（ ）A 鐵素體-奧氏體不銹鋼 B 馬氏體-奧氏體不銹鋼C 萊氏體不銹鋼 D 貝氏體不銹鋼3、以下哪種鑄鐵的斷口呈灰黑色？（ ）A 馬口鐵 B 白口鑄鐵 C 麻口鑄鐵 D灰鑄鐵4、用于制造滲碳零件的鋼稱為（ ）。A 結(jié)構(gòu)鋼 B 合金鋼 C 滲碳鋼 D 工具鋼5、馬氏體組織有兩種形態(tài)（ ）。A 板條、樹狀 B 板條、

3、針狀 C 樹狀、針狀 D 索狀、樹狀6、實際生產(chǎn)中，金屬冷卻時（ ）。A 理論結(jié)晶溫度總是低于實際結(jié)晶溫度 B 理論結(jié)晶溫度總是等于實際結(jié)晶溫度C 理論結(jié)晶溫度總是大于實際結(jié)晶溫度 D 實際結(jié)晶溫度和理論結(jié)晶溫度沒有關(guān)系7、零件滲碳后，一般需經(jīng)過（ ）才能達到表面硬度高而且耐磨的目的。A 淬火+低溫回火 B 正火 C 調(diào)質(zhì) D 淬火+高溫回火8、C曲線右移使淬火臨界冷卻速度（ ），淬透性（ ）。A 減小、增大 B 減小、減小 C 增大、減小 D、增大、增大9、機械制造中，T10鋼常用來制造（ ）A 容器 B 刀具 C 軸承 D 齒輪10、鋼經(jīng)表面淬火后將獲得：（ ）A 一定深度的馬氏體 B全部

4、馬氏體 C 下貝氏體 D上貝氏體11、GCrl5SiMn鋼的含鉻量是：（ ）A 15 B 15 C 0. 15 D 0.01512、鉛在常溫下的變形屬：( )A 冷變形 B 彈性變形 C 熱變形 D 既有冷變形也有熱變形13、黃銅是以（ ）為主加元素的銅合金。A 鉛 B 鐵 C 錫 D 鋅14、在Fe-Fe3C和圖中，奧氏體冷卻到ES線時開始析出（ ）。A 鐵素體 B 珠光體 C 二次滲碳體 D 萊氏體15、從金屬學(xué)的觀點來看，冷加工和熱加工是以（ ）溫度為界限區(qū)分的。A 結(jié)晶 B 再結(jié)晶 C 相變 D 25三、 名詞解釋（12分，每題3分）1、加工硬化2、結(jié)晶3、稀有金屬4、自然時效四、 簡

5、答題（20分，每題4分）1、簡述奧氏體晶粒對鋼在室溫下組織和性能的影響。2、寫出下列牌號數(shù)字及文字的含意，Q235-F、KTZ450-06、H68、LF5。例如：HT100：表示灰鑄鐵，其最低抗拉強度為100MPa。3、軸承鋼應(yīng)滿足哪些性能要求？4、試述耐磨鋼的耐磨原理。5、簡述回火的目的。五 綜述題 （8分）用20CrMnTi制造汽車變速箱齒輪，要求齒面硬度HRC58-60，中心硬度HRC30-45，試寫出加工工藝路線，并說明各熱處理的作用目的。參考答案：一 填空1、固體滲碳 液體滲碳 氣體滲碳2、片狀 棉絮狀 球狀 蠕蟲狀3、空位 間隙原子 位錯4、不銹鋼 耐熱鋼 耐磨剛5、脆性斷裂 延性

6、斷裂6、沸騰鋼 鎮(zhèn)靜鋼 連鑄坯 半鎮(zhèn)靜鋼7、合金滲碳體 特殊碳化物8、體心立方晶格 面心立方晶格 密排六方晶格9、勻晶相圖 共晶相圖 包晶相圖10、表面硬度 有效淬硬深度 淬硬區(qū)的分布二 選擇題1 C 2 A 3 D 4 C 5 B 6 C 7 A 8 A 9 B 10 A 11 B 12 C 13 D 14 C 15 C三 名詞解釋1、答：金屬材料隨著冷塑變形程度的增大，強度和硬度逐漸升高，塑性和韌性逐漸降低的現(xiàn)象稱為加工硬化或冷作硬化。2、答：結(jié)晶就是原子由不規(guī)則排列狀態(tài)（液態(tài)）過渡到規(guī)則排列狀態(tài)（固態(tài)）的過程。3、答：一般是指那些在地殼中含量少、分布稀散、冶煉方法較復(fù)雜或研制使用較晚的一

7、大類有色金屬。4、答：自然時效是指經(jīng)過冷、熱加工或熱處理的金屬材料，于室溫下發(fā)生性能隨時間而變化的現(xiàn)象。四、 簡答題（16分，每題4分）1、答：奧氏體晶粒細(xì)小時，冷卻后轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織也細(xì)小，其強度與塑性韌性都較高，冷脆轉(zhuǎn)變溫度也較低；反之，粗大的奧氏體晶粒，冷卻轉(zhuǎn)變后仍獲得粗晶粒組織，使鋼的力學(xué)性能（特別是沖擊韌性）降低，甚至在淬火時發(fā)生變形、開裂。2、答：Q235-F：表示普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，其屈服強度為235MPa，F(xiàn)表示是沸騰鋼。KTZ450-06：表示珠光體基體的可鍛鑄鐵，其表示最低抗拉強度為450MPa，最小伸長率為6%。H68：表示含銅68%的黃銅。LF5：表示防銹鋁，其序數(shù)號為5。3

8、、答：軸承鋼應(yīng)滿足以下性能要求：（1）高的接觸疲勞強度和抗壓強度；（2）高的硬度和耐磨性；（3）高的彈性極限和一定的沖擊韌度；（4）有一定的抗蝕性。4、答：耐磨鋼工作時，如受到強烈的沖擊、壓力和摩擦，則表面因塑性變形會產(chǎn)生強烈的加工硬化，而使表面硬度提高到500550HBS，因而獲得高的耐磨性，而心部仍保持原來奧氏體所具有的高的塑性與韌性。當(dāng)舊表面磨損后，新露出的表面又可在沖擊與摩擦作用下，獲得新的耐磨層。故這種鋼具有很高的抗沖擊能力與耐磨性，但在一般機器工作條件下，它并不耐磨。5、答：回火的目的是：（1）降低零件脆性，消除或降低內(nèi)應(yīng)力；（2）獲得所要求的力學(xué)性能；（3）穩(wěn)定尺寸；（4）改善加

9、工性。五 綜述題 （8分）答：加工工藝路線為：下料®鍛造®正火®機械粗加工®滲碳+淬火+低溫回火®噴丸®磨齒正火處理可使同批毛坯具有相同的硬度（便于切削加工），并使組織細(xì)化，均勻；滲碳后表面含碳量提高，保證淬火后得到高的硬度，提高耐磨性和接觸疲勞強度；噴丸處理是提高齒輪表層的壓力使表層材料強化，提高抗疲勞能力。金屬材料與熱處理 試 卷 2一、 填空題（30分，每空1分）1、常見的金屬晶格類型有_、_和_。2、金屬的機械性能主要包括強度、硬度、塑性、韌性、疲勞強度等指標(biāo)，其中衡量金屬材料在靜載荷下機械性能的指標(biāo)有_、_、_。衡量金屬材料

10、在交變載荷和沖擊載荷作用下的指標(biāo)有_和_。3、常用的回火方法有低溫回火、_ 和 _ 。4、工程中常用的特殊性能鋼有_、_、_。5、根據(jù)鋁合金成分和工藝特點，可將鋁合金分為_和_兩大類。6、按冶煉澆注時脫氧劑與脫氧程度分，碳鋼分為_、_、_和_。7、鋼在一定條件下淬火后，獲得一定深度的淬透層的能力，稱為鋼的淬透性。淬透層通常以工件_到_的深度來表示。8、 冷塑性變形的內(nèi)應(yīng)力，按作用范圍，可分為_、_、_ 。9、鑄鐵中_的過程稱為石墨化，影響石墨化的主要因素有_ 和 _。10、根據(jù)共析鋼的“C”曲線，過冷奧氏體在A1溫度以下等溫轉(zhuǎn)變的組織產(chǎn)物可分為三大類，即_型組織、_型組織和_型組織等。二、 選

11、擇題（30分，每題2分）1、拉伸試驗時試樣拉斷前能承受的最大標(biāo)拉應(yīng)力稱為材料的（ ）。A 屈服點 B 抗拉強度 C 彈性極限 D 剛度2、金屬的（ ）越好，其鍛造性能就越好。A 硬度 B 塑性 C 彈性 D 強度3、根據(jù)金屬鋁的密度，它屬于（ ）。A 貴金屬 B 重金屬 C 輕金屬 D 稀有金屬4、位錯是一種（ ）。A 線缺陷 B 點缺陷 C 面缺陷 D 不確定5、晶體中原子一定規(guī)則排列的空間幾何圖形稱（ ）。A 晶粒 B 晶格 C 晶界 D 晶相6、實際生產(chǎn)中，金屬冷卻時（ ）。A 理論結(jié)晶溫度總是低于實際結(jié)晶溫度 B 理論結(jié)晶溫度總是等于實際結(jié)晶溫度C 理論結(jié)晶溫度總是大于實際結(jié)晶溫度 D

12、 實際結(jié)晶溫度和理論結(jié)晶溫度沒有關(guān)系7、零件滲碳后，一般需經(jīng)過（ ）才能達到表面硬度高而且耐磨的目的。A 淬火+低溫回火 B 正火 C 調(diào)質(zhì) D 淬火+高溫回火8、從灰鑄鐵的牌號可以看出它的（ ）指標(biāo)。A 硬度 B 韌性 C 塑性 D 強度9、機械制造中，T10鋼常用來制造（ ）A 容器 B 刀具 C 軸承 D 齒輪10、鋼經(jīng)表面淬火后將獲得：（ ）A 一定深度的馬氏體 B全部馬氏體 C 下貝氏體 D上貝氏體11、GCrl5SiMn鋼的含鉻量是：（ ）A 15 B 15 C 0. 15 D 0.01512、鉛在常溫下的變形屬：( )A 冷變形 B 熱變形 C 彈性變形 D 既有冷變形也有熱變形

13、13、黃銅、青銅和白銅的分類是根據(jù)：（ ）A合金元素 B密度 C顏色 D主加元素14、用于制造柴油機曲軸，減速箱齒輪及軋鋼機軋輥的鑄鐵為（ ）A 可鍛鑄鐵 B 球墨鑄鐵 C 灰口鑄鐵 D 白口鑄鐵15、從金屬學(xué)的觀點來看，冷加工和熱加工是以（ ）溫度為界限區(qū)分的。A 結(jié)晶 B 再結(jié)晶 C 相變 D 25三、 名詞解釋（12分，每題3分）1、加工硬化2、回復(fù)3、合金4、熱處理四、 簡答題（20分，每題4分）1、鐵碳合金中基本相是那些？其機械性能如何？2、寫出下列牌號數(shù)字及文字的含意，Q235-F、KTZ450-06、H68、LF5。例如：HT100：表示灰鑄鐵，其最低抗拉強度為100MPa。3、

14、提高零件疲勞壽命的方法有那些？4、試述正火的主要應(yīng)用場合。5、試述熱變形對金屬組織和性能的影響。五 綜述題 （8分）用20CrMnTi制造汽車變速箱齒輪，要求齒面硬度HRC58-60，中心硬度HRC30-45，試寫出加工工藝路線，并說明各熱處理的作用目的。參考答案：一 填空1、體心立方晶格 面心立方晶格 密排立方晶格2、強度 硬度 塑性 疲勞強度 沖擊韌性3、中溫回火 高溫回火4、不銹鋼 耐熱鋼 耐磨剛5、變形鋁合金 鑄造鋁合金6、沸騰鋼 鎮(zhèn)靜鋼 連鑄坯 半鎮(zhèn)靜鋼7、表面 半馬氏體層8、宏觀（第一類）內(nèi)應(yīng)力 晶間（第二類）內(nèi)應(yīng)力 晶格畸變（第三類）內(nèi)應(yīng)力9、碳以石墨形式析出 冷卻速度 化學(xué)成分

15、10、珠光體 貝氏體 馬氏體二 選擇題1 B 2 D 3 C 4 A 5 B 6 C 7 A 8 D 9 B 10 A 11 B 12 B 13 D 14 B 15 C三 名詞解釋1、答：金屬材料隨著冷塑變形程度的增大，強度和硬度逐漸升高，塑性和韌性逐漸降低的現(xiàn)象稱為加工硬化或冷作硬化。2、答：回復(fù)是指冷塑性變形金屬在加熱溫度較低時，金屬中的一些點缺陷和位錯的遷移，使晶格畸變逐漸降低，內(nèi)應(yīng)力逐漸減小的過程。3、答：將兩種或兩種以上的金屬或金屬與非金屬熔合在一起，獲得的具有金屬性質(zhì)的物質(zhì)，稱為合金4、答：熱處理是通過加熱和冷卻固態(tài)金屬的操作方法來改變其內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，并獲的所需性能的一種工藝。四、

16、 簡答題（16分，每題4分）1、答：基本相有：鐵素體 奧氏體 滲碳體鐵素體的強度和硬度不高，但具有良好的塑性和韌性。奧氏體的硬度較低而塑性較高，易于鍛壓成型。滲碳體硬度很高而塑性和韌性幾乎為零，脆性大。2、答：Q235-F：表示普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，其屈服強度為235MPa，F(xiàn)表示是沸騰鋼。KTZ450-06：表示珠光體基體的可鍛鑄鐵，其表示最低抗拉強度為450MPa，最小伸長率為6%。H68：表示含銅68%的黃銅。LF5：表示防銹鋁，其序數(shù)號為5。3、答：（1）設(shè)計上減少應(yīng)力集中，轉(zhuǎn)接處避免銳角連接；（2）減小零件表面粗糙度；（3）強化表面，在零件表面造成殘余壓應(yīng)力，抵消一部分拉應(yīng)力，降低零件表面

17、實際拉應(yīng)力峰值，從而提高零件的疲勞強度。4、答：正火主要用于：（1）改善低碳鋼和低碳合金鋼的切削加工性；（2）作為普通結(jié)構(gòu)零件或大型及形狀復(fù)雜零件的最終熱處理；（3）作為中碳和低合金結(jié)構(gòu)鋼重要零件的預(yù)備熱處理；（4）消除過共析鋼中的網(wǎng)狀二次滲碳體。5、答：（1）改變鑄錠和坯料的組織和性能；（2）產(chǎn)生熱變形纖維組織（流線）；（3）可能產(chǎn)生帶狀組織；（4）可能產(chǎn)生熱組織與魏氏組織。五 綜述題 （8分）答：加工工藝路線為：下料®鍛造®正火®機械粗加工®滲碳+淬火+低溫回火®噴丸®磨齒正火處理可使同批毛坯具有相同的硬度（便于切削加工），并使組

18、織細(xì)化，均勻；滲碳后表面含碳量提高，保證淬火后得到高的硬度，提高耐磨性和接觸疲勞強度；噴丸處理是提高齒輪表層的壓力使表層材料強化，提高抗疲勞能力。第一章 金屬的晶體結(jié)構(gòu)1、除化學(xué)成分外，金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和組織狀態(tài)也是決定金屬材料性能的重要因素。2、將陣點用直線連接起來形成空間格子，稱之為晶格。3、晶胞中原子排列的緊密程度通常用兩個參數(shù)來表征：配位數(shù)、致密度。4、原子所占體積與晶胞體積之比稱為致密度。5、體心立方結(jié)構(gòu)有兩種間隙：一種是八面體間隙，另一種是四面體間隙。6、在晶體中，由一系列原子所組成的平面稱為晶面，任意兩個原子之間連線所指的方向稱為晶向。7、晶體的點缺陷有三種：空位、間隙原子和置換原

19、子。8、塑性變形時，由于局部區(qū)域的晶體發(fā)生滑移即可形成位錯。9、刃型位錯的柏氏矢量與其位錯線相垂直，螺型位錯的柏氏矢量與其位錯線相平行。10、把單位體積中所包含的位錯線的總長度稱為位錯密度。11、晶體的面缺陷包括晶體的外表面和內(nèi)界面兩類。12、晶體的內(nèi)界面缺陷有：晶界、亞晶界、孿晶界、堆垛層錯和相界等。13、金屬：是具有正的電阻溫度系數(shù)的物質(zhì)，其電阻隨溫度的升高而增加。14、晶體：原子在三維空間作有規(guī)則的周期性排列的物質(zhì)稱為晶體。15、晶體結(jié)構(gòu)：是指晶體中原子在三維空間有規(guī)律的周期性的具體排列方式。16、點陣：能清楚地表明原子在空間排列規(guī)律性的原子的幾何點，稱之為點陣。17、晶胞：晶格中能夠完

20、全反映晶格特征的最小的幾何單元，稱為晶胞。用來分析晶體中原子排列的規(guī)律性。18、配位數(shù)：是指晶體結(jié)構(gòu)中與任一個原子最鄰近、等距離的原子數(shù)目。19、螺型位錯：設(shè)想在立方晶體右端施加一切應(yīng)力，使右端上下兩部分沿滑移面發(fā)生了一個原子間距的相對切邊，這種晶體缺陷就是螺型位錯。20、表面能：由于在表面層產(chǎn)生了晶格畸變，其能量就要升高，這種單位面積上升高的能量稱為比表面能，簡稱表面能。21、什么是晶體？晶體有何特性？答：晶體：原子在三維空間作有規(guī)則的周期性排列的物質(zhì)稱為晶體。1）晶體具有一定的熔點。在熔點以上，晶體變?yōu)橐后w，處于非晶體狀；在熔點以下，液體又變?yōu)榫w。2）晶體的另一個特點是在不同的方向上測量

21、其性能，表現(xiàn)出或大或小的差異，稱為各向異性或異向性。22、確定晶向指數(shù)的步驟有哪些？答：以晶胞的三個棱邊為坐標(biāo)軸，以棱邊長度作為作為坐標(biāo)軸的長度單位；從坐標(biāo)軸原點引一有向直線平行于待定晶向；在所引有向直線上任取一點，求出改點在X、Y、Z軸上的坐標(biāo)軸；將三個坐標(biāo)軸按比例化為最小簡單整數(shù)，依次寫入方括號中，即得所求的晶向指數(shù)。23、如何確定晶面指數(shù)？簡要寫出步驟。答：以晶胞的三條相互垂直的棱邊為參考坐標(biāo)軸X、Y、Z，坐標(biāo)原點O應(yīng)位于待定晶面之外，以免出現(xiàn)零截距；以棱邊長度為度量單位，求出待定晶面在各軸上的截距；取各截距的倒數(shù)，并化為最小簡單整數(shù)，放在圓括號內(nèi)，即為所求的晶面指數(shù)。24、根據(jù)幾何形態(tài)

22、特征不同，晶體缺陷可分成哪幾類？各有何特征？答：點缺陷。特征是三個方向上的尺寸都很小，相當(dāng)于原子的尺寸，例如空位、間隙原子等；線缺陷。特征是在兩個方向上的尺寸很小，另一個方向上的尺寸相對很大。屬于這一類的主要是位錯；面缺陷。特征是一個方向上的尺寸很小，另外兩個方向上的尺寸相對很大，例如晶界、亞晶界等。25、柏氏矢量有何特點和作用？答：1）用柏氏矢量可以可以判斷位錯的類型。2）用柏氏矢量可以表示位錯區(qū)域晶格畸變總量的大小；3）用柏氏矢量可以可以表示晶體滑移的方向和大?。?）一條位錯線的柏氏矢量是恒定不變的；5）對于一個位錯來說，同時包含位錯線和柏氏矢量的晶面是潛在的滑移面。26、什是表面能？影響

23、表面能的因素主要有哪些？答：由于在表面層產(chǎn)生了晶格畸變，其能量就要升高，這種單位面積上升高的能量稱為比表面能，簡稱表面能。外部介質(zhì)的性質(zhì)；裸露晶面的原子密度；晶體表面的曲率；晶體的性質(zhì)，如熔點等。 第二章 純金屬的結(jié)晶1、結(jié)晶過程是形核和長大的過程。2、在過冷夜體中形成固態(tài)晶核時，可能有兩種形核方式：一種是均勻形核，另一種是非均勻形核，又稱異質(zhì)形核或非自發(fā)形核。3、決定晶體長大方式和長大速度的主要因素是晶核的界面結(jié)構(gòu)和界面前沿液體中的溫度梯度。4、晶體長大機制包括：二維晶核長大機制、螺型位錯長大機制和連續(xù)長大機制。5、晶粒的大小稱為晶粒度，通常用晶粒的平均面積或平均直徑來表示純金屬鑄錠的宏觀組

24、織通常由三個晶區(qū)所組成，即外表層的細(xì)晶區(qū)、中間的柱狀晶區(qū)和心部的等軸晶區(qū)。6、純金屬鑄錠的宏觀組織通常由三個晶區(qū)所組成，即外表層的細(xì)晶區(qū)、中間的柱狀晶區(qū)和心部的等軸晶區(qū)。7、鑄錠或鑄件中經(jīng)常存在一些缺陷，常見的缺陷有縮孔、氣孔及夾雜物等。8、相起伏：短程有序的原子集團總是處于瞬間出現(xiàn)，瞬間消失，此起彼伏。這種不斷變化著的短程有序原子集團稱為結(jié)構(gòu)起伏，或稱為相起伏。9、均勻形核：若液相中各個區(qū)域出現(xiàn)新相晶核的幾率都是相同的，這種形核方式即為均勻形核。10、非均勻形核：在過冷夜體中形成固態(tài)晶核時，新相優(yōu)先出現(xiàn)于液相中的某些區(qū)域稱為非均勻形核。11、形核率：是指在單位時間單位體積液相中形成的晶核數(shù)目

25、。12、等軸晶粒：枝晶在三維空間得以均衡發(fā)展，各方向上的一次晶軸近似相等，這時形成的晶粒叫做等軸晶粒。13、柱狀晶粒：如果枝晶某一個方向上的一次晶軸長得很長，而在其他方向長大時受到阻礙，這樣形成的細(xì)長晶粒叫做柱狀晶粒。14、細(xì)晶強化：在常溫下，金屬的晶粒越細(xì)小，強度和硬度則越高，同時塑性韌性也好。這種用細(xì)化晶粒來提高材料強度的方法稱為細(xì)晶強化。15、變質(zhì)處理：是在澆注前往液態(tài)金屬中加入形核劑（又稱變質(zhì)劑），促進形成大量的非均勻晶核來細(xì)化晶粒。16、影響過冷度的因素有哪些？如何影響？答：過冷度隨金屬的本性和純度的不同，以及冷卻速度的差異可以在很大的范圍內(nèi)變化。1）金屬不同，過冷度的大小也不同；2

26、）金屬的純度越高，則過冷度越大。3）過冷度的大小主要取決于冷卻速度，冷卻速度越大，則過冷度越大，實際結(jié)晶溫度越低。冷卻速度越慢，則過冷度越小。17、金屬的結(jié)晶形核有哪些要點？答：液態(tài)金屬的過冷度必須大于臨界過冷度，晶胚尺寸必須大于臨界晶核半徑；臨界晶核半徑值大小與晶核的表面能成正比，與過冷度成反比；均勻形核既需要結(jié)構(gòu)起伏，也需要能量起伏；晶核的形成過程是原子的擴散遷移過程，因此結(jié)晶必須在一定的溫度下進行；在工業(yè)生產(chǎn)中，液體金屬的凝固總是以非均勻形核方式進行。18、純金屬鑄錠的宏觀組織通常哪幾個晶區(qū)組成？答：外表層的細(xì)晶區(qū)、中間的柱狀晶區(qū)和心部的等軸晶區(qū)1）細(xì)晶區(qū)：晶粒細(xì)小，組織致密，力學(xué)性能好

27、，但厚度較薄，實際意義不大。2）柱狀晶區(qū)：組織比較致密，但存在弱面，其性能有方向性。3）中心等軸晶區(qū)：不存在明顯的弱面，其性能也沒有方向性；缺點是等軸晶的樹枝晶體比較發(fā)達，分枝較多，因此顯微縮孔較多，組織不夠致密。經(jīng)熱壓力加工之后，一般均可焊合，對性能影響不大。第三章 二元合金的相結(jié)構(gòu)與結(jié)晶1、合金存在的狀態(tài)通常由合金的成分、溫度和壓力三個因素確定。2、建立相圖的方法有實驗測定和理論計算兩種。3、兩組元在液態(tài)時相互無限互溶，在固態(tài)時相互有限互溶，發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變，形成共晶組織的二元系相圖，稱為二元共晶相圖。4、兩組元不但在液態(tài)無限互溶，在固態(tài)也無限互溶的二元合金系所形成的相圖，勻晶相圖。5、固溶體

28、與純組元相比，結(jié)構(gòu)發(fā)生的變化主要表現(xiàn)在：晶格畸變、偏聚與有序和有序固溶體等。6、相：是指合金中結(jié)構(gòu)相同、成分和性能均一并以界面相互分開的組成部分。7、相圖：是表示在平衡條件下合金系中合金的狀態(tài)與溫度、成分間關(guān)系的圖解，又稱為狀態(tài)圖或平衡圖。8、勻晶轉(zhuǎn)變：結(jié)晶時總是從液相結(jié)晶出單相的固溶體，這種結(jié)晶過程稱為勻晶轉(zhuǎn)變。9、共晶轉(zhuǎn)變：在一定的溫度下，由一定成分的液相同時結(jié)晶出成分一定的兩個固相的轉(zhuǎn)變過程，稱為共晶轉(zhuǎn)變或共晶反應(yīng)。10、共析轉(zhuǎn)變：一定成分的固相，在一定溫度下分界為另外兩個一定成分固相的轉(zhuǎn)變過程，稱為共析轉(zhuǎn)變。第四章 鐵碳合金1、在鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變中，純鐵在1538有體心立方晶格；冷卻至

29、1394時，為面心立方晶格。2、滲碳體是鐵與碳形成的間隙化合物 ，含碳量為6.69%。3、GS線又稱為 線，它是在冷卻過程中由奧氏體析出鐵素體的開始線。4、金屬的鑄造性，包括金屬的流動性、收縮性和偏析傾向等。5、鑄件從澆注溫度至室溫的冷卻過程中，其體積和線尺寸減小的現(xiàn)象稱為收縮性。6、鎮(zhèn)靜鋼鋼錠的缺陷主要有縮孔、縮松、偏析、氣泡等。7、在沸騰鋼錠縱剖面的宏觀組織示意圖中，從表面至心部由堅殼帶、蜂窩氣泡帶、中心堅固帶、二次氣泡帶和錠心帶等組成。10、鎮(zhèn)靜鋼：鋼液在凝固時不析出一氧化碳，得到成分比較均勻，組織比較致密的鋼錠，這種鋼叫做鎮(zhèn)靜鋼。第五章 三元合金相圖第六章 金屬及合金的塑性變形與斷裂1

30、、金屬材料經(jīng)壓力加工變形后，不僅改變了其外形尺寸，而且也使內(nèi)部組織和性能發(fā)生變化。2、金屬彈性變形的實質(zhì)就是金屬晶格在外力作用下產(chǎn)生的彈性畸變。3、滑移面總是原子排列最密的晶面。4、滑移方向總是原子排列最密的晶向。5、一個滑移面和一個滑移方向組成一個滑移系。6、塑性變形后，金屬材料的物理性能和化學(xué)性能將發(fā)生明顯變化。7、塑性變形后，其殘留應(yīng)力包括：宏觀內(nèi)應(yīng)力、微觀內(nèi)應(yīng)力、點陣畸變等。8、滑移系：表示金屬晶體在發(fā)生滑移時滑移動作可能采取的空間位向。9、孿生：晶體的一部分沿一定的晶面和一定的晶向相對于另一部分晶體作均勻地切邊。10、塑性斷裂：又稱延性斷裂，斷裂前發(fā)生大量的宏觀塑性變形，斷裂時承受的

31、工程應(yīng)力大于材料的屈服強度。4、脆性斷裂：金屬在斷裂過程中，極少或沒有宏觀塑性變形，但在局部區(qū)域仍存在一定的微觀塑性變形。11、什么是固溶強化？產(chǎn)生固溶強化的原因是什么？答：合金中產(chǎn)生固溶強化的主要原因：一是在固溶體中溶質(zhì)與溶劑的原子半徑差所引起的彈性畸變，與位錯之間產(chǎn)生的彈性交互作用，對在滑移面上運動著的位錯有阻礙作用；而是在位錯線上偏聚的溶質(zhì)對位錯的頂扎作用。12、合金元素形成固溶體時其固溶強化有哪些規(guī)律？答：在固溶體的溶解度范圍內(nèi)，合金元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，則強化作用越大；溶質(zhì)原子與溶劑原子的尺寸相差越大，則造成的晶格畸變越大，因而強化效果越大；形成間隙固溶體的溶質(zhì)元素的強化作用大于形成置

32、換固溶體的元素；溶質(zhì)原子與溶劑原子的價電子數(shù)相差越大，則強化作用越大。13、金屬的斷裂有哪些主要方式？各有何特點？答：主要方式有：塑性斷裂和脆性斷裂1）塑性斷裂：又稱延性斷裂，斷裂前發(fā)生大量的宏觀塑性變形，斷裂時承受的工程應(yīng)力大于材料的屈服強度。設(shè)計時只需按材料的屈服強度計算承載能力，一般就能保證安全使用。2）脆性斷裂：金屬在斷裂過程中，極少或沒有宏觀塑性變形，但在局部區(qū)域仍存在一定的微觀塑性變形。斷裂時承受的工程應(yīng)力通常不超過材料的屈服強度。設(shè)計時必須從脆斷角度計算其承載能力，并充分估計過載的可能性。第七章 金屬及合金的回復(fù)與再結(jié)晶1、發(fā)生異常晶粒長大的原因是彌散的夾雜物、第二相粒子或織構(gòu)對

33、晶粒長大過程的阻礙。2、再結(jié)晶退火的目的是降低硬度，提高塑性，恢復(fù)并改善材料的性能。3、再結(jié)晶：冷變形后的金屬加熱到一定溫度或保溫足夠時間后，在原來的變形組織中產(chǎn)生了無畸變的新晶粒，這個過程稱為再結(jié)晶。湖南自考網(wǎng)：4、再結(jié)晶退火：是將冷變形金屬加熱到規(guī)定溫度，并保溫一定時間，然后緩慢冷卻到室溫的一種熱處理工藝。其目的是降低硬度，提高塑性，恢復(fù)并改善材料的性能。5、纖維組織：在熱加工過程中，鑄錠中的粗大枝晶和各種夾雜物沿變形方向伸長，在宏觀試樣上沿著變形方向變成一條條細(xì)線，叫做纖維組織。6、影響再結(jié)晶晶粒長大的因素有哪些？如何影響？答：溫度：溫度越高，晶粒長大速度就越快；雜質(zhì)及合金元素：雜質(zhì)及合

34、金元素溶入基體后都能阻礙晶界運動，特別是晶界偏聚現(xiàn)象顯著的元素，其作用更大；第二相質(zhì)點：彌散的第二相質(zhì)點對于阻礙晶界移動起著重要的作用；相鄰晶粒的位向差：晶界的界面能與相鄰晶粒間的位向差有關(guān)，小角度晶界的界面能小于大角度晶界的界面能，而界面移動的驅(qū)動力又與界面能成正比，因此，前者的移動速度要小于后者。第八章 擴散1、根據(jù)擴散過程中是否發(fā)生濃度變化，擴散包括：自擴散和互（異）擴散。2、根據(jù)擴散方向是否與濃度梯度的方向相同進行分類，擴散包括：下坡擴散和上坡擴散。3、金屬粘接是擴散在工業(yè)中應(yīng)用的良好例子，主要有：釬焊、擴散焊、電鍍、包金屬、浸鍍等。第九章 鋼的熱處理原理1、共析鋼中奧氏體形成的基本過

35、程包括：奧氏體形核、奧氏體長大、剩余滲碳體溶解和奧氏體成分均勻化等。2、影響奧氏體形成速度的因素有：加熱時間和保溫時間、原始組織的影響、化學(xué)成分的影響等。3、在熱處理生產(chǎn)中，鋼在奧氏體化后通常有兩種冷卻方式：一種是等溫冷卻方式，一種是連續(xù)冷卻方式。4、馬氏體高強度、高硬度的主要原因有：碳原子的固溶強化、相變強化以及時效強化等。5、馬氏體是碳在-Fe中的過飽和間隙固溶體。6、鋼中馬氏體的兩種基本形狀是：板條狀馬氏體和片狀馬氏體。7、鋼中的馬氏體一般有兩種類型的結(jié)構(gòu)：體心立方和體心正方。8、板條狀馬氏體的亞結(jié)構(gòu)為位錯；片狀馬氏體的亞結(jié)構(gòu)為孿晶。9、馬氏體轉(zhuǎn)變：鋼從奧氏體狀態(tài)快速冷卻，擬制其擴散性分

36、解，在較低溫度下發(fā)生的無擴散型相變叫做馬氏體轉(zhuǎn)變。10、貝氏體轉(zhuǎn)變：鋼在珠光體轉(zhuǎn)變溫度以下。馬氏體轉(zhuǎn)變溫度以上的溫度范圍內(nèi)，過冷奧氏體發(fā)生的轉(zhuǎn)變稱為貝氏體轉(zhuǎn)變。11、在金屬熱處理中，固態(tài)相變有哪些特點？答：相變阻力大。新相必然受到母相的約束，不能自由脹縮而產(chǎn)生應(yīng)變。因此導(dǎo)致彈性應(yīng)變能的而外增加；新相晶核與母相之間存在一定的晶體學(xué)位向關(guān)系；母相晶體缺陷對相變起促進作用；易于出現(xiàn)過渡相。12、固態(tài)相變有哪些類型？有何特點？并舉實例。答：擴散型相變：相變是依靠相界面的擴散移動而進行的。珠光體轉(zhuǎn)變和奧氏體轉(zhuǎn)變等都屬于這一類相變；非擴散型相變：新相的成長是通過類似塑性變形過程中的滑移和孿生那樣，產(chǎn)生切邊

37、和轉(zhuǎn)動而進行的；馬氏體轉(zhuǎn)變屬于這一類相變。過渡型相變：介于上述兩類之間的一種叫過渡型相變。鋼種貝氏體轉(zhuǎn)變就屬于這種類型的相變。13、粒狀珠光體的形成、組織和性能有哪些特性？答：1）粒狀珠光體組織是滲碳體呈顆粒狀分布在連續(xù)的鐵素體基體中。2）粒狀珠光體組織既可以由過冷奧氏體直接分界而成，也可以由片狀珠光體球化而成，還可以由淬火組織回火形成。3）與片狀珠光體相比，粒狀珠光體的硬度和強度較低，但塑性和韌性較好，且冷變形能力、可加工性能以及淬火工藝性也好。第十章 鋼的熱處理工藝1、完全退火的目的是：細(xì)化晶粒、均勻組織、消除內(nèi)應(yīng)力、降低硬度和改善鋼的切削加工性。2、測定淬透性常用的方法是末端淬火法。3、

38、采用真空加熱或可控氣氛加熱，是防止氧化和脫碳的根本方法。4、形變熱處理是將塑性變形和熱處理有機結(jié)合在一起的一種復(fù)合工藝。5、鋼的表面淬火有：感應(yīng)加熱、激光加熱、電子束加熱及火焰加熱等淬火工藝。6、通過加熱使介質(zhì)中的原子擴散滲入工件一定深度的表層，改變其化學(xué)成分和組織并獲得與心部不同性能的熱處理工藝叫做化學(xué)熱處理。7、化學(xué)熱處理的一般過程通常是由分解、吸附和擴散三個基本過程組成的。8、根據(jù)滲碳劑的不同，滲碳方法有：固體滲碳、氣體滲碳和離子滲碳等。9、完全退火：是將鋼件或鋼材加熱至 以上2030，保溫足夠長時間，使組織完全奧氏體化后緩慢冷卻，以獲得近于平衡組織的熱處理工藝10、均勻化退火：又稱擴散

39、退火，它是將鋼錠、鑄件或段坯加熱至略低于固相線的溫度下長時間保溫，然后緩慢冷卻以消除化學(xué)成分不均勻現(xiàn)象的熱處理工藝。11、淬火：將鋼加熱至臨界點 或 以上一定溫度，保溫后以大于臨界冷卻速度的速度冷卻得到馬氏體（或下貝氏體）的熱處理工藝叫做淬火。12、分級淬火：是將奧氏體狀態(tài)的工件首先淬入溫度略高于鋼的 點的鹽浴或堿浴爐中保溫，當(dāng)工件內(nèi)外溫度均勻后，再從浴爐中取出空冷至室溫，完成馬氏體轉(zhuǎn)變。13、等溫淬火：是將奧氏體化后的工件淬入 點以上某溫度的鹽浴中，等溫保持足夠長時間，使之轉(zhuǎn)變?yōu)橄仑愂象w組織，然后取出再進行空冷的淬火方法。14、鋼的淬透性：是指奧氏體化后的鋼在淬火時獲得馬氏體的能力，其大小以

40、鋼在一定條件下淬火獲得的淬透層深度和硬度分布來表示。15、表面淬火：是將工件快速加熱到淬火溫度，然后迅速冷卻，僅使表面層獲得淬火組織的熱處理方法。16、滲碳：將低碳鋼件放入滲碳介質(zhì)中，加熱保溫，使活性碳原子滲入鋼件表面并獲得高碳深層的工藝方法叫做滲碳。17、滲氮：向鋼件表面滲入氮元素，形成富氮硬化層的化學(xué)熱處理稱為滲氮，通常也稱為氮化。18、在生產(chǎn)實踐中，如何根據(jù)鋼種進行退火和正火工藝的選擇？答：含碳量 <0.25%的低碳鋼，通常采用正火代替退火，用正火可以提高鋼的硬度，改善低碳鋼的切削加工性能；可以細(xì)化晶粒，提高低碳鋼硬度； =0.25%0.5%的中碳鋼也可用正火代替退火； =0.5%

41、0.75%的鋼，因含碳量較高，正火后的硬度顯著高于退火的情況，難以進行切削加工，故一般采用完全退火，降低硬度，改善切削加工性； =0.75%以上的高碳鋼或工具鋼一般均采用球化退火作為預(yù)備熱處理。19、常見的淬火冷卻介質(zhì)有哪些？冷卻介質(zhì)對淬火有什么影響？答：常用淬火介質(zhì)有水、鹽水或堿水溶液及各種礦物油等。影響：介質(zhì)冷卻能力越大，鋼的冷卻速度越快，越容易超過鋼的臨界淬火速度，則工件越容易淬硬，淬硬層的深度越深，但冷卻速度過大將產(chǎn)生巨大的淬火應(yīng)力，易于使工件產(chǎn)生變形或開裂。20、什么是等溫淬火？有哪些特性？答：等溫淬火：是將奧氏體化后的工件淬入 點以上某溫度的鹽浴中，等溫保持足夠長時間，使之轉(zhuǎn)變?yōu)橄仑愂象w組織，然后取出再進行空冷的淬火方法。下貝氏體組織的強度、硬度較高而韌性良好，故等溫淬火可顯著提高鋼的綜合力學(xué)性能；等溫過程中碳鋼的貝氏體轉(zhuǎn)變一般可以完成