金屬學(xué)及熱處理試卷含答案

1、金屬學(xué)與熱處理原理對(duì)鋼的硬度進(jìn)展標(biāo)注時(shí)，一般來(lái)說(shuō)，退火狀態(tài)標(biāo)注，淬火狀態(tài)標(biāo)注。A布氏硬度(HBS)B洛氏硬度(HRC)在鐵碳相圖中，共析點(diǎn)對(duì)應(yīng)的含碳量為，溫度為。A0.77% B2.11% C727 D1148要求耐磨的零件，應(yīng)選擇的材料。 A塑性好 B韌性好 C強(qiáng)度高 D硬度高純金屬在結(jié)晶，合金在結(jié)晶。A肯定溫度范圍內(nèi)B恒溫下-Fe具有晶格，-Fe具有晶格。A面心立方 B體心立方 C密排六方對(duì)金屬材料來(lái)說(shuō)，晶粒越細(xì)小，則力學(xué)性能。A越低B越高C沒(méi)有多大變化所謂調(diào)質(zhì)處理就是。A淬火高溫回火 B 淬火中溫回火 C淬火低溫回火8對(duì)共析鋼來(lái)說(shuō)，通常爐冷得到，空冷得到，水冷得到。A珠光體 B馬氏體 C

2、托氏體 D索氏體白口鑄鐵中的碳主要以形式存在，灰口鑄鐵中的碳主要以形式存在。A固溶體 B滲碳體C石墨冷沖模具工作零件的最終熱處理為。A調(diào)質(zhì) B退火 C淬火低溫回火二名詞解釋451晶體：珠光體：彌散強(qiáng)化：共晶轉(zhuǎn)變：淬透性：1、熱處理：將鋼在固態(tài)下進(jìn)展加熱、保溫，冷卻，以轉(zhuǎn)變其組織而得到所需性能的工藝方法。2、馬氏體：CFe3、實(shí)際晶粒度：在某一加熱條件下實(shí)際熱處理所得到的實(shí)際奧氏體晶粒大小。三推斷題對(duì)的在后面括弧內(nèi)打，錯(cuò)的打2分 1材料的伸長(zhǎng)率反映了材料韌性的大小 金屬都具有同素異晶轉(zhuǎn)變的特性 鑄鐵不能進(jìn)展熱處理。 大多數(shù)合金元素都有助于提高鋼的熱處理性能 零件滲碳后必需淬火，而滲氮后不再淬火

3、圖示并說(shuō)明什么是熱過(guò)冷4=T0 - T1過(guò)冷是由液固界面前沿實(shí)際溫度分布與平衡凝固溫度之差，稱(chēng)熱過(guò)冷。何謂加工硬化？產(chǎn)生緣由是什么？有何利弊？冷加工變形后，金屬材料強(qiáng)度、硬度上升而塑性下降的現(xiàn)象叫加工硬化。是由于塑變中產(chǎn)生了大量位錯(cuò)等晶體缺陷， 相互交互作用，使位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻力增大，變形抗力增加，加工硬化是強(qiáng)化金屬材料重要方法，尤其是熱處理不能強(qiáng)化材Lingyu- 1 金屬學(xué)與熱處理原理金屬學(xué)與熱處理原理- - 7 Lingyu料更重要，使材料在加工中成為可能。但同時(shí)變形抗力增加，進(jìn)一步變形必消耗動(dòng)力，塑性大幅下降，會(huì)導(dǎo)致開(kāi)裂， 有時(shí)為連續(xù)變形必加中間再結(jié)晶退火，增加生產(chǎn)本錢(qián)。試畫(huà)出含碳量為 0.

4、45%的鐵碳合金金相顯微組織示意圖A一、填空題151、在BCC和FCC晶格中，單位晶胞內(nèi)的原子數(shù)分別為2和 4，其致密度分別為 0.68 和 0.74 。2、金屬的結(jié)晶過(guò)程是形核與長(zhǎng)大的過(guò)程。把握結(jié)晶后晶粒大小的方法有增加過(guò)冷度、 變質(zhì)處理 和振動(dòng)與攪拌 。3、冷變形金屬在加熱時(shí)組織與性能的變化，隨加熱溫度不同，大致分為 回復(fù) 、 再結(jié)晶 和 晶粒長(zhǎng)大 三個(gè)階段。4、1Crl8Ni9TiTi防止奧氏體不銹鋼晶間腐蝕 20CrMnTiTi 的作用是 細(xì)化晶粒 。5、碳在白口鑄鐵中主要以 FeC 形式存在，而在灰口鑄鐵中主要以 石墨 形式存在。3二、名詞解釋101、合金； 2、共晶轉(zhuǎn)變； 3、枝晶

5、偏析； 4、偽共晶；5、回復(fù)；三、選擇題12分1、工程上使用的金屬材料一般都呈 ( A )。A各向異性； B各向同性； C偽各向異性；D偽各向同性。2、固溶體的晶體構(gòu)造( A )。A與溶劑的一樣； B與溶質(zhì)的一樣；C與溶劑、溶質(zhì)的都不一樣；D是兩組元各自構(gòu)造的混合。3、多晶體金屬的晶粒越細(xì)，則其( A )。A強(qiáng)度越高，塑性越好B強(qiáng)度越高，塑性越差 C強(qiáng)度越低，塑性越好D強(qiáng)度越低，塑性越差4、調(diào)質(zhì)處理后可獲得綜合力學(xué)性能好的組織是( C )A回火馬氏體B回火托氏體 C回火索氏體D索氏體5、過(guò)共析鋼正火的目的是( C )。A調(diào)整硬度，改善切削加工性B細(xì)化晶粒，為淬火作組織預(yù)備C 消退網(wǎng)狀二次滲碳體

6、 D防止淬火變形與開(kāi)裂6D )。A淬火低溫回火B(yǎng)完全退火C水韌處理D固溶時(shí)效四、推斷題5分1、金屬鑄件可通過(guò)再結(jié)晶退火來(lái)細(xì)化晶粒。( X )2亞共析鋼加熱至 Ac1 和Ac3( V )3、化學(xué)熱處理既轉(zhuǎn)變工件外表的化學(xué)成分，又轉(zhuǎn)變其外表組織。( V )4、全部合金元素均使Ms、Mf點(diǎn)下降。( X )5、可鍛鑄鐵可在高溫下進(jìn)展鍛造加工。( X )五、問(wèn)答題36分1、什么叫臨界晶核?它的物理意義及與過(guò)冷度的定量關(guān)系如何? 8依據(jù)自由能與晶胚半徑的變化關(guān)系，可以知道半徑 rrc的晶胚不能成核；rrcrr 的晶c胚既可能消逝，也可能穩(wěn)定長(zhǎng)大。因此，半徑為rc的晶胚稱(chēng)為臨界晶核。其物理意義是，過(guò)冷液體中

7、涌現(xiàn)出來(lái)的短程規(guī)章排列的原子集團(tuán)，當(dāng)其尺寸 rrc 時(shí)，這樣的原了團(tuán)使可成為晶核而長(zhǎng)大。臨界晶核半徑rc其大小與過(guò)冷度有關(guān)。rmcL Tm2、45T 8T129由含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)碳鋼性能的影響可知，隨著鋼中碳含量的增加，鋼中的滲碳體增多，硬度也隨之上升，根本上0.8C0.8C0. 8C2.11C度將很低，而塑性是隨碳量增加而下降的，在消滅萊氏體后，塑性將幾乎降為零。由此可知，T12 的硬度最高，45 鋼的硬度最低；T1245T8T83、試述奧氏體的形成過(guò)程及把握奧氏體晶粒的方法9奧氏體形成過(guò)程：a)奧氏體晶核的形成b)奧氏體晶核的長(zhǎng)大；c)殘留滲碳體的溶解；d)奧氏體成分均勻化。把握奧氏體晶粒大

8、小的方法：a)制定適宜的加熱標(biāo)準(zhǔn)，包括把握加熱溫度及保溫時(shí)間、快速短時(shí)加熱；b)碳含量把握在一 定范圍內(nèi)，并在鋼中參加定顯阻礙奧氏體晶粒長(zhǎng)大的合金元素。如：A1、V、Ti、Zr、Nb 等；c)考慮原始組織的影響，例如片狀球光體比球狀珠光體加熱組織易粗化。4、分析碳和合金元素在高速鋼中的作用及高速鋼熱處理工藝的特點(diǎn)10化學(xué)成分：高碳的目的是為了和碳化物形成元素Cr、W、Mo、V 等形成碳化物，并保正得到強(qiáng)硬的馬氏體基體以提高鋼的硬度利耐磨性。W、Mo、V 主要是提高鋼的紅硬性，由于這些元素形成的碳化物硬度高，產(chǎn)生二次硬化效應(yīng)，因而顯著提高鋼的紅硬性、硬度和耐磨性。Cr 主要是提高鋼的淬透性。其工

9、藝突出的特點(diǎn)是淬火加熱溫度格外高，回火溫度高，次數(shù)多，淬火加熱時(shí)承受預(yù)熱。六、綜合分析題221、9SiCr0球化退火是為了消退鍛造應(yīng)力，獲得球狀珠光體和碳化物，降低硬度以利于切削加工并為淬火做好組織預(yù)備，削減淬火時(shí)的變形與開(kāi)裂；淬火及回火是為了獲得回火馬氏體，保證熱處理后具有高硬度、高耐磨性。球化退火工藝：加熱溫度790810，等溫溫度700720850870(油淬)；回火工藝；160180。2、一碳鋼在平衡冷卻條件下，所得顯微組織中，含有50的珠光體和 50的鐵素體，問(wèn)： 此合金中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 假設(shè)該合金加熱到730 假設(shè)加熱到85012分設(shè)該合金中含C%x，則由杠桿定律得0.77% X50

10、%0.77%0.0218%其顯微組織為FA(A)組織B一、填空題151、實(shí)際金屬中存在有 點(diǎn)缺陷 、 線(xiàn)缺陷 和 面缺陷 三類(lèi)晶體缺陷。2、為了使金屬結(jié)晶過(guò)程得以進(jìn)展，必需造成肯定的過(guò)冷度，它是理論結(jié)晶溫度與 實(shí)際結(jié)晶溫度 的差值。3、碳在Fe中的間隙固溶體稱(chēng)為 鐵素體，它具有 體心立方 晶體構(gòu)造在 727 時(shí)碳的最大溶解度為0.0218。4、當(dāng)鋼中發(fā)生奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí)，原奧氏體中碳含量越高，則Ms 點(diǎn)越 低 轉(zhuǎn)變后的剩余奧氏體量就越 多 。5、Co 處，其他的合金元素溶人A 中均使C右 移動(dòng)，即使鋼的臨界冷卻速度 減小 ，淬透性 增加 。二、名詞解釋101、相：構(gòu)造一樣、成分一樣并以界面

11、相互分的均勻組成局部。2、熱處理：是指將鋼在固態(tài)下加熱、保溫存冷卻，以轉(zhuǎn)變鋼的組織構(gòu)造，獲得所需要性能的一種工藝。3、置換固溶體：溶質(zhì)原子位于溶劑晶格的某些結(jié)點(diǎn)位置所形成固溶體。溶質(zhì)原子與溶劑原子的尺寸差不同，都將引起晶格畸變，產(chǎn)生固溶強(qiáng)化。4、加工硬化：隨冷塑性變形量增加，金屬的強(qiáng)度、硬度提高，塑性、韌性下降的現(xiàn)象稱(chēng)加工硬化。5、珠光體 ：共析轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物是FFe3CP三、選擇題121、當(dāng)晶格常數(shù)一樣時(shí)，F(xiàn)CC(面心立方晶格)晶體比BCC(體心立方晶格)晶體 ( B )。A原子半徑大，但致密度?。籅原子半徑小，但致密度大； CD原子半徑小但致密度也小。2、能使單晶體產(chǎn)生塑性變形的應(yīng)力為( B

12、)。A正應(yīng)力B切應(yīng)力c原子活動(dòng)力 D復(fù)合應(yīng)力3、鋼在淬火后所獲得的馬氏體組織的粗細(xì)主要取決于( B )A奧氏體的本質(zhì)晶粒度B奧氏體的實(shí)際晶粒度C奧氏體的起始晶粒度D加熱前的原始組織4、過(guò)共析鋼的正常淬火加熱溫度是( C )。AAcm(3050)BAc3(3050)CAc1(3050)DAc1(3050)5、制造手工鋸條應(yīng)承受(C)。A45B65Mn 淬火中溫回火CT12D9SiCr6、LYl2C )。A耐蝕性好B鑄造性能好 C時(shí)效強(qiáng)化效果好D壓力加工性好四、推斷題5分1、固溶體的強(qiáng)度和硬度，比組成固溶體的溶劑金屬的強(qiáng)度和硬度高。( V )2、實(shí)際金屬是由很多結(jié)晶位向都完全一樣的小晶粒組成的。(

13、 X )3、T10T12X )4、高速鋼反復(fù)鍛造是為了打碎魚(yú)骨狀共晶萊氏體，使其均勻分布于基體中。( V )5、鑄鐵可以通過(guò)再結(jié)晶退火使晶粒細(xì)化，從而提高其力學(xué)性能。( X )五、問(wèn)答題36分1、分析純金屬生長(zhǎng)形態(tài)與溫度梯度的關(guān)系? 8純金屬生長(zhǎng)形態(tài)是指晶體長(zhǎng)大時(shí)界面的形貌。界面形貌取決于界面前沿液體中的溫度分布。平面狀界面。當(dāng)液體具有正溫度梯度時(shí)，晶體以平界面方式推移長(zhǎng)大。此時(shí)，界面上任何偶然的小的凸起伸入液體時(shí)，都會(huì)使其過(guò)冷度減小，長(zhǎng)大速率降低或停頓長(zhǎng)大，而被四周局部趕上，因而能保持平界面的推移。長(zhǎng)大中晶 體沿平行溫度梯度的方向生長(zhǎng)，或沿散熱的反方向生長(zhǎng)，其他方向的生長(zhǎng)則受到抑制； 過(guò)冷度

14、，有利于晶體長(zhǎng)大和凝固潛熱的散失，從而形成枝晶的一次軸。一個(gè)枝晶的形成，其潛熱使鄰近液體溫度升向， 過(guò)冷區(qū)降低，因此，類(lèi)似的枝晶只在相鄰肯定間距的界面上形成相互平行分布。在次枝晶處的溫度比枝晶間溫度 高，這種負(fù)溫度梯度使一次鈾上又長(zhǎng)出二次軸分技，同樣，還會(huì)產(chǎn)生屢次分枝。枝晶生長(zhǎng)的最終階段，由于凝固潛熱 放出訪枝晶四周的液體溫度上升至熔點(diǎn)以上。液體中消滅正溫度梯度，此時(shí)晶體長(zhǎng)大依靠平面方式推動(dòng)，直至枝晶間 隙全部被填滿(mǎn)為止。2、何為超塑性?如何實(shí)現(xiàn)超塑性?9金屬材料在肯定條件下拉伸，其延長(zhǎng)率可以高達(dá) 200以上，甚至大于 1000。這種性能稱(chēng)作超塑性。超塑性可以分成組織超塑性，相變超塑性和其他超

15、塑性三大類(lèi)。其中組織超塑性應(yīng)當(dāng)具備三個(gè)條件：(1)10 m；(2)變形溫度一般在(0.50.7)Tm，呈現(xiàn)超塑性；(3)10-410-5S-110-310-2min-1。3、何謂回火脆性?說(shuō)明回火脆性的類(lèi)型、特點(diǎn)及其抑制方法9有些鋼在某一溫度范圍內(nèi)回火時(shí)，其沖擊韌性比在較低溫度回火時(shí)還顯者下降，這種脆化現(xiàn)象稱(chēng)為回火脆性。回火脆性類(lèi)型主要有兩種，即低溫回火脆性與高溫回火脆性。低溫回火脆性亦稱(chēng)第一類(lèi)回大脆性，幾乎全部工業(yè)用鋼都存在程度不問(wèn)的這類(lèi)脆性、它與回火后的冷卻速度無(wú)關(guān)。因此又稱(chēng)為不行逆回火脆性。高溫間火脆性亦稱(chēng)其次類(lèi)回火脆性，其特點(diǎn)是只消滅在一些特定成分的鋼中，其回火脆性與否，與回火后冷卻速

16、度有關(guān)，即回火緩沖消滅， 快冷不消滅，因此亦稱(chēng)可逆回火脆性。抑制回火脆性的方法：對(duì)于第一類(lèi)回火脆性由于其不行逆性，只能避開(kāi)在脆化溫度范圍內(nèi)回火；假設(shè)必需在該溫度回火，可承受等溫淬火；加Si抑制高溫回火脆性的方法：1)高溫間火后快速冷卻；2)降低鋼中雜質(zhì)元素的含量；3)鋼中加人適量的Mo、W。4、為什么合金鋼比碳鋼的力學(xué)性能好?熱處理變形小?合金工具鋼的耐磨性熱硬性比碳鋼高?10(1)(2)Co增加，因此獲得同樣組織時(shí)合金鋼可選擇較緩的冷卻介質(zhì)，故熱處理變形小。(3)合金工具鋼出于含有些合金元素， 與鋼中的碳形成合金碳化物，而這些合金碳化物的硬度高、熔點(diǎn)高，所以合金工具鋼的耐磨性、熱硬性比碳鋼高。 六、綜合分析題221、某汽車(chē)齒輪選用 20CrMnTi 材料制作，其工藝路線(xiàn)為：下料鍛造正火切削加工滲碳淬火低溫回火噴丸磨削加工。請(qǐng)分別說(shuō)明上述四項(xiàng)熱處理工藝的目的及工藝10Ac3(3050)，空冷。滲碳目的：提高095進(jìn)展。淬火目的：使?jié)B碳層獲得最好的性能，即獲得金屬學(xué)與熱處理原理高的齒面硬度，耐磨性及疲乏強(qiáng)度并保持心部