機械工程材料習題集和答案解析

第1章材料的構造和金屬的結晶

一、選擇題

L材料的構造層次包括：〔〕。

〔a〕原子構造和原子結合鍵、原子的空間排列、相和組織

(b)原子構造和電子構造、原子的空間排列、相和組織

(c)原子構造、電子構造、相和組織

(d)原子、電子、質(zhì)子

2.金屬中正離子與電干氣之間強烈的庫侖力使金屬原子結合在一起，這種結合力叫做〔

［a］離子鍵⑹共價鍵；c］金屬鍵⑷氫鍵

3,兩個或多個電負性相差不大的原子間通過共用電子對而形成的化學鍵叫做〔〕。

［a］離子鍵〔b〕氫鍵〔2共價鍵〔d〕金屬鏈

4.金屬具有良好的導電性和導熱性與〔〕有密切關系。

［a］金屬有光澤〔b〕金屬不透明〔c〕金屬塑性好〔d〕金屬中自由電7■數(shù)量多

5.金屬鍵沒有方向性，對原子沒有選擇性，所以在外力作用下發(fā)生原子相對移動時，金屬鍵不會被破壞，因

而金屬表現(xiàn)出良好的〔］0

(a)脆性出〕塑性〔c〕絕緣性⑷剛性

6.金屬加熱時，正離子的振動增強，原子排列的規(guī)那么性受到干擾，電子運動受阻，電阻增大，因而金屬具

有〔

fa)正的電阻溫度系數(shù)〔b〕高強度〔c〕高塑性〔d〕絕緣性

7,固態(tài)物質(zhì)按原子〔離子或分子〕的聚集狀態(tài)分為兩大類，即〔〕。

［a］晶體和非晶體〔引固體和液體卜〕液體和氣體〔d〕剛體和質(zhì)點

8,原子〔離子或分子〕在空間觀那么排列的固體稱為〔〕。

⑷氣體⑹液體⑻晶體⑷非晶體

9,原子〔離子或分子〕在空間不規(guī)那么排列的固體稱為〔Jo

〔a〕氣體〔b〕液體〔c〕晶體〔”非晶體

W.晶體具有〔〕的熔點。

［a］不定確定〔b〕固定〔c〕可變〔d〕無法測出

11.非晶體〔〕固定的熔點。

［a］沒有〔b〕有

12.在晶體中，通常以通過原子中心的假想直線把它們在空間的幾何排列形式描繪出來，這樣形成的三維空

間格架叫做〔〕。

［a］晶胞〔b〕晶格：c〕晶體〔d〕晶核

13.從晶格中取出一個能完全代表晶格特征的最根本的幾何單元叫做〔〕。

［a］晶胞⑹晶格?晶體⑷晶核

14.晶胞中各個棱邊長度叫做：〕。

［a］原子間距〔b〕原子半徑〔c)晶格常數(shù)〔d〕原子直徑

15.晶胞各棱邊之間的夾角稱為〔

［a］晶面夾角〔b〕棱間夾角〔c〕晶向夾角〔d〕軸間夾角

15.通過晶體中原子中心的平面叫〔〕。

［a］對稱平面〔b〕幾何平面卜〕晶面〔d〕晶面族

17.為了分析各種晶面上原子分布的特點，需要給各種晶面規(guī)定一個符號，這就是〔〕。

［a］方向指數(shù)〔b〕晶面指數(shù)〔c〕晶向指數(shù)〔d〕符號指數(shù)

18.晶胞中所包含的原了?所占體積與該晶胞的體積之比稱為（〕。

〔a〕配位數(shù)〔b〕原子比卜〕致密度〔可密度

19.晶格中與任一原子最鄰近且等距離的原子數(shù)稱為〔

[a]致密度少〕配位數(shù)〔c〕等距離原子數(shù)〔d〕相鄰原子數(shù)

20.一個體心立方晶胞中共有：〕個原子。

[a]1[b]2[c]3[d]9

21.一個面心立方晶胞中共有：〕個原子。

[a）1〔b[2〔c〕4〔d〕14

22.一個密排六方晶胞中共有：〕個原子”

[a]3〔b〕4[c）5〔d〕6

23.體心立方晶格中原子的配位數(shù)是〔

[a]2⑹8[c]4[d]6

24.面心立方晶格中原子的配位數(shù)是〔

[a]8[b]6（c）12[d]15

25.晶體中原子排列方式一樣但位向不同的晶面稱為〔〕。

〔a〕平行晶面〔b〕一族晶面〔c〕穿插晶面〔可相交晶面

26.在體心立方晶格中，原子密度最大的一族晶面是〔〕。

⑷{111）Cb][110）[c][211）Cd][112）

27.在面心立方晶格中，原子密度最大的一族晶面是〔〕。

〔a〕（111}[b]{110}⑻{211}⑷{112}

28.通過晶體中原子中心的直線方向叫做〔〕。

[a]原子列〔b〕晶向〔c〕晶面方向〔d〕晶面

23.晶體中原子排列方式一?樣但位向不同的晶向稱為〔〕。

[a]平行品向〔b〕一族晶向〔c〕穿插晶向〔d〕相交晶向

30.在體心立方晶格中，原子密度最大的一族晶向是〔]0

[a]<110>[b]<111>〔c〕<211>[d]<122>

31.在面心立方晶格中，原子密度最大的一族晶向是〔〕。

[a]<110>Cb]<111>〔c〕<211>[d]<122>

32.晶體在不同方向上常表現(xiàn)出不同的物理、化學和力學性能，即表現(xiàn)出〔〕的特征。

[a]各向異性〔b〕各向同性偽等向性（d）分散性

33.非晶體一般不具有〔

〔a〕各向異性〔b〕各向同性〔c〕偽等向性（d）分散性

31.由許多位向不同的單晶體組成的晶體叫做〔〕。

[a]單晶體⑹晶粒⑻多晶體⑷非晶體

35.晶粒之間的界面稱為〔

[a]亞晶界比〕晶界〔c〕曲面（d）小角度晶界

35.如果晶體內(nèi)的所有原子都是規(guī)那么排列的，這種晶體稱為〔〕。

[a]晶體〔b〕多晶體〔c〕理想品體〔d〕絕對晶體

37.實際晶體中總會存在不完整的、原子排列偏離理想狀態(tài)的區(qū)域，這些區(qū)域稱為〔〕。

[a）不完整晶體〔b〕晶體缺陷〔c〕非理想晶體〔d〕非晶體

38.晶體缺陷按幾何形態(tài)分為三.類，即〔〕。

[a）空位、線缺陷和晶界[b）置換原子、位錯和亞晶界

點缺陷、線缺陷和面缺陷〔d〕理想晶體

33.[〕就是沒有原子的結點。

[a]置換原戶⑹空位⑻間隙原子（d）交點

40.位于晶體間隙中的原子稱為〔〕。

fa]置換原子〔b〕雜質(zhì)原戶[c]間隙原子（d）小直徑原子

41.處在結點上的異類原子稱為〔〕。

fa）置換原子〔b〕雜質(zhì)原子〔c〕間隙原子

42.由兩種或兩種以上的金屬原素或金屬與非金屬元素經(jīng)過冶煉、燒結或用其他方法組合而成的具有金屬特

性的物質(zhì)稱為〔〕。

[a]合金鋼[b）合金〔c〕鑄造合金〔d〕固溶體

43.合金結晶時假設組元相互溶解所形成的固相的晶體構造與組成合金的某一組元一樣，那么這類固相稱為

[1。

〔a〕固溶體〔b〕化合物〔c〕晶體〔可非晶體

44.固溶體中含量較多的組元稱為〔〕。

W溶質(zhì)〔b〕溶劑基體（d）基元

45.固溶體中含量較少的組元稱為〔〕。

⑷溶質(zhì)⑹溶劑㈤基體（d）基元

46.固溶體的晶格類型與〔〕組元的晶格類型--樣。

[a]溶質(zhì)⑹溶齊IJ（c）基體

47.〔〕是指肉眼或借助顯微鏡所觀察到的合金的相組成及相的數(shù)量、形態(tài)、大小、分布特征。

⑸相⑹組織⑹晶格⑻晶粒

48.在金屬或合金中，凡化學成分一樣、晶體構造一樣并與其它局部有界面分開的均勻組成局部稱為〔

㈤組織⑹固溶體⑹相⑻珠光體

49.合金結晶時假設組元相互溶解所形成固相的晶體構造與組成合金的某一組元一樣，那么這類固相稱為

〔〕。

⑷組織⑹固溶體⑻相⑻珠光體

50.〔〕是指溶質(zhì)原子占據(jù)了溶劑原子晶格中的某些結點位置而形成的固溶體。

[a]置換固溶體〔b〕間隙固溶體〔c〕有序固溶體〔d〕無序固溶體

51.不利于細化晶粒的工藝是：

[a]提高過冷度〔b〕變質(zhì)處理〔c〕振動攪拌〔d〕減小過冷度

52.純金屬結晶時，冷卻速度越快，那么實際結晶溫度將〔〕。

[a]越高[b]越低〔c〕越接近理論結晶溫度〔d〕沒有變化

53.鑄件從外表到心部三個典型的區(qū)域是〔

〔a〕細等軸晶粒區(qū)、粗等軸晶粒區(qū)、柱狀晶粒區(qū)〔b〕細等軸晶粒區(qū)、柱狀晶粒區(qū)、粗等軸晶粒區(qū)

〔c〕柱狀晶粒區(qū)、細等軸品粒區(qū)、粗等軸晶粒區(qū)〔d〕粗等?軸晶粒區(qū)、柱狀晶粒區(qū)、細等軸晶粒區(qū)

54.合金液在凝固冷卻過程中，其液態(tài)收縮和凝固收縮如不能得到補償，那么在鑄件最后凝固處會形成孔洞，

容積大而集中者稱為〔〕，小而分散者稱為縮松。

[a]孔洞⑹缺陷：c〕縮孔⑷真空

55.與固溶體相比，金屬間化合物的性能特點是〔〕。

[a]硬度高，塑性高〔b〕熔點高，硬度低〔c〕熔點高，硬度高〔d〕硬度低，塑性低

1234567891011121314151617181920

accdbaacdbabacbcbcbb

2122232425262728293031323334353637383940

Cdbcbbabbbaaacbcbcbc

414243444546474849505152535455

aaababbcbadbbcc

動和攪拌；〔3〕變質(zhì)處理。

第二章金屬的塑性變形與再結晶

一、選擇題

1.金屬變形的三個階段分別是〔

[a]彈性變形、粘流變形和斷裂〔b〕彈性變形、彈喔性變形和斷裂

[c]彈性變形、高彈變形和斷裂〔d〕高彈變形、彈塑性變形和斷裂

2,發(fā)生明顯塑性變形后而發(fā)生的斷裂稱為〔人

[a]韌性斷裂〔b〕脆性斷裂〔c〕疲勞斷裂〔d〕延時斷裂

3,斷裂前無明顯塑性變形的斷裂稱為〔

[a]韌性斷裂〔b〕脆性斷裂[c）疲勞斷裂〔d〕延時斷裂

4,〔〕是晶體的一局部沿著一定的晶面和晶向相對于另一局部作相對的滑動，是晶體發(fā)生塑性變形的主

要方式。

[a]攀移〔b〕滑移〔c〕位錯①〕剪切

5.單晶體塑性變形的根本方式有（）。

[a）滑移和攣晶〔b〕滑移和攣生〔c〕滑動和李生〔d〕錯動和攣生

6.當作用在滑移系上的口到達某一臨界值時，滑移才能開場。

[a]拉應力〔b〕切應力〔c〕正應力〔d〕分切應力

7,a-Fe晶體在受力時發(fā)生滑移，其滑移系為（）。

[a]{110}[111]（b）{110（<111>[c]{111}<110>Cd]{110}[110]

8.廠Fc晶體在受力時發(fā)生滑移，其滑移系為（）。

[a]{110JE111]（b）{110（<111>[c]{111}<110>[d]{110}<110>

9,滑移的本質(zhì)是（）。

[a]晶格錯動[b]位錯運動[c]晶格轉(zhuǎn)動⑷李生

W.變形量很大時，各晶粒會被拉長成細長條和纖維狀，這種組織被稱為〔L

〔a〕纖維組織也〕拉長晶粒〔c〕變膨組織〔d〕長條狀組織

11.經(jīng)過大量塑性變形后，由于位錯密度增大和發(fā)生交互作用，位錯分布不均，并使晶粒分化成許多位向略

有差異的亞晶塊，稱為〔Jo

fa）小晶粒〔b〕亞晶?！瞔〕晶?！瞕〕位錯晶粒

12.在塑性變形量很大時，伴隨著晶粒的轉(zhuǎn)動，各個晶粒的滑移面和滑移方向都會逐漸與形變方向趨于一致，

從而使多晶體中原來取向互不一樣的各個晶粒在空間位向上呈現(xiàn)一定程度的一致性，這種現(xiàn)象稱為擇優(yōu)

取向，這種組織稱為〔

[a]擇優(yōu)組織〔b〕變形組織於〕形變織構〔可拉長組織

13.加工硬化使金屬（）。

[a]強度升高、塑性降低也〕強度降低、塑性降低

卜〕強度升高、塑性升高〔d〕強度降低、塑性升高

14.經(jīng)冷塑性變形的金屬在加熱時，在光學顯微組織發(fā)生改變前〔即在再結晶晶粒形成前〕所產(chǎn)生的某些亞

構造和性能的變化過程稱為〔〕。

[a]恢復⑹回復：c]再結晶⑻結晶

15.當冷變形金屬的加熱溫度高于回復溫度時，在變形組織的基體上產(chǎn)生新的無畸變的晶核，并迅速長大形

成等軸晶粒，逐漸取代全部變形組織，這個過程稱為〔

[a]恢復⑹回復0再結晶⑷結晶

16.變形后的金屬加熱發(fā)生再結晶，再結晶后的金屬（）0

[a]強度、硬度升高，塑性、韌性降低〔b〕強度、硬度降低，塑性、韌性降低

卜〕強度、硬度升高，塑性、韌性升高3〕強度、硬度降低，塑性、韌性升高

17.多晶體的塑性變形具有〔〕。

[a]不變性、同時性和協(xié)調(diào)性〔同不同時性、不均勻性和相互協(xié)調(diào)性

[c]在一個晶粒內(nèi)的變形是均勻的特性〔d〕各個晶粒的變形相等的特性

1234567891011121314151617

babbbdbcbabcabcdb

二、判斷題

1.二次再結晶會導致材料晶粒粗大，降低材料的強度、塑性和韌性?！病?/p>

2,冷變形黃銅部件采用回復退火可防止應力腐蝕開裂。〔〕

3.變形金屬回復后的力學性能變化不大，只有內(nèi)應力和電阻率明顯降低?！病?/p>

4.變形后的金屬再結晶退火溫度越高，退火后的晶粒越粗大。

5,滑移變形不會引起金屬晶體構造的變化?！病?/p>

6.金屬鑄件可以通過再結晶退火來細化晶粒。〔〕

7,再結晶過程是有晶格類型變化的結晶過程?！病?/p>

8.金屬的熱加工必須是在再結晶溫度以下的變形加工?！病?/p>

9.金屬變形時產(chǎn)生的織構引起材料的各向異性，對材料的性能總是不利的?！病?/p>

10.晶體的滑移是在正應力的作用下發(fā)生的?！病?/p>

11.變形金屬再結晶后的強度、硬度變化不大?！病?/p>

12.金屬的冷變形量越大，其開場再結晶的溫度越高。〔〕

13.加工硬化或形變強化的本質(zhì)是位錯密度隨變形量增大而增大，使位錯運動更加困難、〔〕

12345678910111213

r~XXXXXXX

三、問答題

1.塑性變形的實質(zhì)是什么？它對金屬的組織與性能有何影響？

答：塑性變形的實質(zhì)是晶體的一局部相對于另一局部做了相對位移，主要通過位錯的運動和學生兩種方式實

現(xiàn)。金屬經(jīng)過塑性變形后，晶粒被拉長，形成纖維組織，亞構造細化，位錯密度提高，強度和硬度提高，而

塑形和韌性降低。

2.多晶體的塑性變形與單晶體的塑形變形有何異同？

答：多晶體和單晶體的塑形變形都是通過位錯的滑移和李生方式進展的，不同點是，多晶體由于位向不同，

不能同時開場滑移，晶粒之間需要相互協(xié)調(diào)，各個晶粒的變形大小也不一樣，晶界對位錯運動有較大的阻礙

作用。

3.為什么常溫卜.晶粒越細小，不僅強度、硬度越高，而且塑性、韌性也越高？

答：晶粒越細小，品界數(shù)量越多，對位錯的阻礙作用越大，所以，強度和硬度越高。晶粒越細小，變形時越

容易協(xié)調(diào)，不易產(chǎn)生裂紋，所以，塑性和韌性也好。

4,用冷拔銅絲制作導線，冷拔后應如何處理，為什么？

答：用冷拔銅絲制作導線，冷拔后應進展再結晶退火處理。經(jīng)過冷拔變形使銅絲的電阻率增大，塑性降低，

經(jīng)過再結晶退火，提高了導電性和塑性。

5.金屬W、Fe、Cu的熔點分別為3380℃、1538℃、1083℃,試估算這些金屬的再結晶溫度范圍。

答：W、Fe、Cu的再結晶溫度范圍分別是：

0.4X〔3380+273〕-273=1188℃

0.4X[1538+273]-273=451cC

0.4X[1083+273]-273=269℃

6.為獲得細小的晶粒組織，應艱據(jù)什么原那么制定塑性變形及退火工藝？

答：盡可能大的塑性變形量和在盡量低的溫度下進展再結晶退火。

7,用一冷拔鋼絲繩〔新的、無瑕疵〕吊裝一大型工件入爐，并隨工件一起被加熱到1000℃,保溫后再次吊

裝工件時發(fā)生斷裂，試分析原因。

答：1〕發(fā)生了再結晶使強度降低；2]再結晶溫度高發(fā)生二次再結晶；3〕在1000C下其強度遠遠低于室溫

下的強度。

8.說明產(chǎn)生以下現(xiàn)象的原因：

[1）滑移面和滑移方向是原子排列密度最大的晶面和晶向；

〔2〕晶界處滑移阻力最大；

〔3〕實際測得的晶體滑移所需的臨界切應力比理論計算的數(shù)值小很多；

[4]Zn、a-Fe和Cu的塑性不同。

答：〔D位錯的運動可以看作是剪切變形，滑移面之間的距離越大，滑移方向上原子間距越小，那么位錯移

動一個柏氏矢量的變形減小，需要的切應力最小，所以，滑移面和滑移方向是原子排列密度最大的晶面和晶

向。

〔2〕因為兩個晶粒之間存在大的位相差，所以，位錯不能直接通過晶界，成為了位錯運動的阻力。

〔3〕理論計算是按照整體滑移假設計算的，而實際晶體由于內(nèi)部存在大量位錯，是在滑移面上通過位錯

的運動實現(xiàn)的，需要的切應力比理論計算的要小幾個數(shù)量級。

〔4〕Zn、a-Fe和Cu的晶體構造類型不同，分別為密排六方、體心立方和面心立方，所以塑性依次增大。

第三章二元合金相圖

一、選擇題

1.一種合金冷卻時只發(fā)生L-a轉(zhuǎn)變，那么該合金〔〕。

〔a〕冷卻速度越慢越容易腐蝕〔b〕冷卻速度越快越容易腐蝕

[c]屬于共晶合金〔d〕屬于包晶合金

2.一種合金冷卻時發(fā)生Lia+p轉(zhuǎn)變，〔〕。

[a]這種合金稱為共析合金〔b〕這種合金稱為共晶合金

[c]這種合金稱為包晶合金〔d〕這種合金稱為包析合金

3.一種合金冷卻時發(fā)生L+a—p轉(zhuǎn)變，口。

[a]這種合金稱為共析合金〔b〕這種合金稱為共晶合金

卜〕這種合金稱為包晶合金〔d〕這種合金稱為包析合金

4.一種合金冷卻時發(fā)生y-a+B轉(zhuǎn)變，口。

[a]該轉(zhuǎn)變得到的組織稱為共晶組織〔b〕該轉(zhuǎn)變得到的組織稱為共析組織

[c]這種合金稱為包晶合金〔d〕這種合金稱為包析合金

5.A、B兩組元在固態(tài)時能形成無限固溶體，那么

[a]固溶體的熔點比/\、B組元的熔點低〔引固溶體的導電性比A、B組元的高

〔c〕A、B組元的晶體構造一樣〔d〕A、B組元的原子半徑相差比擬大

6.A、B兩組元在固態(tài)時能形成無限固溶體，其中A組元的質(zhì)量分數(shù)為50%的合金在600℃時液相的質(zhì)量分數(shù)

為40%,液相中A組元的質(zhì)量分數(shù)為60%,可以知道口。

[a]A組元的熔點比B組元的熔點低〔b〕A、B組元的熔點均低于600C

[c]A組元的熔點高于600℃[d]固相中A組元比B組元的質(zhì)量分數(shù)小

7,兩組元在液態(tài)和固態(tài)均無限互溶時的二元合金相圖稱為〔〕。

[a]共晶相圖〔b〕勻晶相圖〔c〕包晶相圖〔d〕二元相圖

8.從液相結晶出單相固溶體的結晶過程稱為〔〕。

〔a)勻晶轉(zhuǎn)變〔b〕共晶轉(zhuǎn)變〔c〕包晶轉(zhuǎn)變〔d〕共析轉(zhuǎn)變

9.合金從液態(tài)無限緩慢冷卻、原子擴散非常充分，冷卻過程中每一時刻都能到達相平衡條件的結晶稱為[]0

[a]勻晶結晶〔b〕平衡結晶〔c〕非平衡結晶⑻凝固

W.在非平衡結晶情況3在一個晶粒內(nèi)部出現(xiàn)化學成分不均勻的現(xiàn)象稱為[]0

[a]晶內(nèi)偏析〔b〕不均勻結晶〔0成分不均勻W晶間偏析

11.由液-?樣時結晶出兩種固相的結晶過程稱為〔〕。

[a]勾晶轉(zhuǎn)變〔b〕勻晶反響〔c〕共晶轉(zhuǎn)變〔d〕包晶轉(zhuǎn)變

12.共晶轉(zhuǎn)變所得產(chǎn)物稱為〔L

(a)固溶體⑹共晶組織⑻包晶組織⑷共析組織

13.包晶轉(zhuǎn)變所得產(chǎn)物稱為〔]o

[a]固溶體〔b〕共晶組織〔c〕包晶組織〔d〕共析組織

12345678910111213

bbcbcababacbc

二、判斷題

1.由于純鋁的強度低于純銅的強度，所以，在銅中參加少量鋁即成固溶體時，固溶體的強度低于純銅的強度。

〔〕

2.在一樣溶質(zhì)原子含量情況下，置換原子的強化效果大于間隙原子的強化效果?？?/p>

3.晶體缺陷對材料的力學性能有害而無益。口

4.間隙化合物的晶體構造一般比純金屬的晶體構造復雜?！病?/p>

5.一般來說，化合物的硬度比擬高，耐磨性好?？?/p>

6.一樣成分的合金平衡結晶比非平衡結晶具有更高的強度?！病?/p>

7.結晶速度越快，結晶后的成分偏析越大。〔〕

8,通過熱處理方法無法減小或消除結晶時產(chǎn)生的成分偏析。(]

9.在共晶點成分附近，共晶合金的結晶溫度最低。[]

10.與共晶反響最相似的反響是包晶反響血不是共析反響?！?/p>

12345678910

XXXyXX

三、問答題

1.試述固溶強化、加工硬化和彌散強化的強化原理，并說明三者的區(qū)別。

答：溶質(zhì)原子在晶體的間隙位置形成間隙固溶體或代替節(jié)點上的原子形成置換固溶體都增加:晶格畸變，增

加了位錯運動阻力，產(chǎn)生的強化效應稱為固溶強化。

通過塑性變形使位錯密度增大，造成位錯與林位錯之間的交互作用，增大位錯運動阻力，使強度硬度提

高的現(xiàn)象稱為加工硬化。

當位錯遇到可變形彌散質(zhì)點時，位錯切過質(zhì)點增加新外表，能量增大；或位錯繞過不可變形第二相質(zhì)點

留下位錯環(huán)蟒加能量，從而造成強化的現(xiàn)象叫彌散強化。

可見，三者造成強化的原因和機理都不-一樣。

2.有尺寸和形狀完全一樣的兩個Ni-Cu合金鑄件，一個含SilO乳另一個含6田0乳鑄后緩冷，問固態(tài)鑄件中

哪個偏析嚴重，為什么？怎樣消除偏析？

答：含好」50%的固態(tài)鑄件偏析嚴重。因為含Si50%的合金比含6/0%合金的液相與固相的成分差大，所以，容

易造成成分偏析。

將鑄件加熱到1050、1100℃進展擴散退火可消除成分偏析運

3.共晶點與共品線有何關系？共晶組織一般是什么形態(tài)，如何形成？

答：共晶線的兩端對應共品組織中在共晶溫度下兩相的成分，而共晶點是只發(fā)生共晶反響的合金成分即共晶

合金的成分。共晶組織多數(shù)為層片狀形態(tài)，也有點狀、棒狀等形態(tài)。共晶組織中的兩相在共晶轉(zhuǎn)變時交替形

成，形成兩相機械混合物。

4.為什么鑄造合金常選用具有共晶成分或接近共晶成分的合金？用于壓力加工的合金選用何種成分的合金

為好？

答：共晶成分或接近于共晶成分合金的液相和固相的成分差小，結晶溫度范圍小，流動性好，鑄造性能好，

所以，鑄造合金常選用該類合金。

而用于壓力加T的合金需要具有良好的塑性，需要選用單相固溶體或加熱到單相固溶體區(qū)后進展壓力加

工。

5.在Pb-Sn合金中，指出合金組織中：①含陽最多的合金；②共晶體最多的合金；③最容易和最不容易產(chǎn)

生成分偏析的合金。

答：①含所最多的合金是6nl然；②共晶體最多的合金是Sn61.9%;③最容易產(chǎn)生成分偏析的合金是

和最不容易產(chǎn)生成分偏析的合金純鉛、純錫和共晶合金。

6.利用Pb-Sn相圖，分析含(0而30%的合金在以下各溫度時有哪些相和組織組成物，并計算框和組織組成物的

相對含量。

①高于300℃;②剛冷到183℃,共晶轉(zhuǎn)變尚未開場；③在183℃,共晶轉(zhuǎn)變完畢；④冷至室溫。

答：①高于300(為單相液相。

②液相和a相。

③相：a相和。相

組織：初生a和［a+p］共晶。

④相:a相和。相

組織:初生a+M和(a+p)共晶。

9.八組元的熔點為1000℃,B組元的熔點為700℃,面=25%的合金在500℃結晶完畢，并由73.33%的先共晶相

a相與26.67%的〔研⑼共晶體所組成；⑼尸50%的合金也在500℃結晶完畢，但它是由40%的先共晶相白相與

6m的〔必⑼共晶體所組成，而此時合金中a相的總量為50雙試根據(jù)上述條件作出A-B合金概略的二元共晶

相圖,

答：

解上述方程組津：y

A=5%

y=80%

z=95%

第四章鐵碳合金

一、選擇題

1,純鐵冷卻過程中,在912℃發(fā)生〔

［a］吸熱現(xiàn)象⑹放熱現(xiàn)象[c]a-Fe—*y-Fe轉(zhuǎn)變[d]6-Fe—>y-Fe轉(zhuǎn)變

2,純鐵加熱過程中,在912℃發(fā)生〔

［a］吸熱現(xiàn)象⑹放熱現(xiàn)象[c]?-魚一0-卜6轉(zhuǎn)變[d]Fe一7-Fe轉(zhuǎn)變

3.某Fe-C合金在平衡冷卻條件"在800七開場發(fā)生A-F轉(zhuǎn)變，727℃發(fā)生A-P轉(zhuǎn)變，可以知道〔〕。

［a］該合金的含碳量［b］該合金屬于過共折合金

［c］該合金含碳量大于0.77%［d］其耐磨性比工業(yè)燉鐵的低

4.某Fe-C合金在平衡冷卻條件下，在800℃開場發(fā)生A-Fe3c轉(zhuǎn)變，727℃發(fā)生A-P轉(zhuǎn)變，可以知道〔〕。

6〕該合金屬于亞共析合金山〕該合金屬于過共折合金

〔c〕該合金含碳量小于0.02%[d]其耐磨性比工業(yè)純鐵的低

5.某優(yōu)質(zhì)碳素鋼經(jīng)完全退火后鐵素體的體積分數(shù)為52%,其鋼號是〔L

㈤30⑹40：c]45⑻50

6.某優(yōu)質(zhì)碳素鋼經(jīng)完全退火后鐵素體的體積分數(shù)為33%,其鋼號是〔

㈤15⑹20；c]25[d]50

7.某優(yōu)質(zhì)碳素鋼經(jīng)完全退火后F/Cu的體積分數(shù)為3.5%,其鋼號是〔〕。

⑷30⑹50:c〕T7〔d〕T1O

8.在Fe-C合金中，固態(tài)可能存在的相是〔〕。

〔a〕L、3、丫、a、Fc3c〔b〕3、y、F、Fe3c[c]3、y、a、F。3c〔d〕3、A、a、Fe3c

9.Fe-Fe3c相圖上有。恒溫轉(zhuǎn)變。

⑸1⑹2(c)3⑷4

10.某Fe-C合金由液態(tài)極其緩嚶的冷到室溫，發(fā)生如下反響：L-Y，I+Fe3Cu,La+F*C,該合金的含

碳量范圍是〔〕。

⑸<0.77%[b]>0.77%且<2.11%[c]>0.77%⑷>2.1%

11.某Fe-C合金由液態(tài)極其緩嚶的冷到室溫，組織中有萊氏體，該合金的含碳量范圍是〔〕。

〔a〕>0.77%〔b〕<2.11%[c]>2.11%且<6.69%〔d〕>4.3%

12.某Fe-C合金由液態(tài)極其緩變的冷到室溫，其組織為F+P,該合金的含碳量范圍是0。

㈤>0.77%〔b〕<2.11%(c)>0.02%且<0.77%(d)>2.1%

13.某Fe-C合金由液態(tài)極其緩慢的冷到室溫，其組織為P,該合金的含碳量范圍是〔〕。

㈤>0.77%⑻>0.77%且<2.11%〔c〕0.77%(d)>2.1%

14.某Fe-C合金由液態(tài)極其緩慢的冷到寶溫，其組織為P+FesC”，該合金的含碳量范圍是〔)。

⑸<0.77%⑹>0.7710X2.11%[c]0.77%(d)>2.1%

15.在45鋼中參加Mn形成45Mn,Mn起到的作用是〔〕。

〔a〕只有固溶強化作用〔b〕溶強化和提高淬透性W細化晶?！瞕)二次硬化

16.在鋼中參加大量的W和丫能〔〕。

6〕降低本錢〔b〕產(chǎn)生二次硬化效應、提高耐磨性W提高塑性〔d〕提高導電性

17.屬于非碳化物形成元素是〔)。

⑸Mn、Si、V[b]B、Si、P、CrCc]Si、B、Ni、Co[d]Si、Mn

18.不能提高鋼的淬透性的合金元素是〔〕。

[a]Co[b]Si.Mn：c]C。、Cr⑷V、Si、Ni

19.40Cr的含碳量約為Qo

〔a〕0.2%⑹0.4%0.6%⑷0.8%

20.5CrMnMo的含碳量約為。。

[a]0.2%[b]0.3%㈤0.5%⑷0.7%

21.GCrl5的含碳量約為0。

㈤0.6%⑹0.8%?1.0%1.5%

22.GCr15的含鋁量約為

⑸0.6%⑹0.8%：c]1.0%1.5%

23.經(jīng)過熱處理后耐磨性最好的鋼是〔〕

〔a〕20〔b〕W18Cr4V〔c〕20CrMnTiCd]38CrMoAl

24.經(jīng)過熱處理后韌性最好的鋼是〔〕

〔a〕T10(b]W18Cr4V[c]38CrMoAl[d]Crl2

25.價格最高的鋼是〔〕。

〔a〕T10[b]W18Cr4V[c]38CrMoAl[d]CrI2

26.屬于中碳鋼的是〔〕。

〔a〕T10[b]W18Cr4V[c]38CrMoAl[d]Crl2

1234567891011121314151617181920

baabbddccbcccbbbcabc

212223242526

Cddcbc

二、判斷題

1.描述工業(yè)純鐵的組織參數(shù)主要是鐵索體的晶粒大小和形狀?？?/p>

2,由于工業(yè)純鐵的強度低，所以無實用價值,：〔〕

3,通過冷變形可以提高工業(yè)純鐵的塑性變形能力?？?/p>

4.在退火狀態(tài)下，隨含碳量增加，鋼的強度總是提高的。。

5.在退火狀態(tài)下，隨含碳量增加，鋼的硬度總是提高的。。

6,高碳鋼的耐磨性總高于低碳鋼的耐磨性。口

7.鋼的耐磨性不僅與成分有關，還與其組織有關。0

8.當過共析鋼中出現(xiàn)網(wǎng)狀滲碳體時，其強度和塑性比擬高?！病?/p>

9,白口鑄鐵在工業(yè)上的應用價值不大。0

10.在優(yōu)質(zhì)鋼中，S、P元素總是有害元素?？?/p>

12345678910

L

VXXX4~X4~X4~

三、問答題

1.何謂鐵素體、奧氏體、滲碳體、珠光體、萊氏體和變態(tài)萊氏體？分別寫出它們的符號和性能特點。

答：碳溶解到a-Fe所形成的間隙固溶體稱為鐵素體，用F表示，其強度低，塑性和韌性高。

碳溶解到rFe所形成的間隙固溶體稱為奧氏體，用A表示，其強度較低，塑性和韌性高。

碳與鐵形成的間隙化合物稱為滲碳體，用Fe3c表示，其強度、塑性幾乎為0,硬度高，耐磨性高。

a相和滲碳體所形成的機械混合物稱為珠光體，用P表示、其強度高，塑性和韌性較高。

Y相和滲碳體所形成的機械混合物稱為萊氏體，用Ld表示，其強度較高，塑性和韌性很差。

萊氏體到7270c以下，y-P后的組織稱為室溫或變態(tài)萊氏體，用Ld'表示，其強度低，塑性和韌性極差。

2.分析含碳量為曲0.2%,?0.77%和?1.20%的碳鋼的平衡結晶過程及室溫平衡組織，并根據(jù)組織分析它們心、

HBW和A的上下。

答：收。2%的平衡結晶過程：LTB,加+LBFJ,L-y,y->a⑶,y->P(a+Fe3C),a(F)->Fe3Cni〔通常可忽

略〕；室溫平衡組織:F+P(忽略Fe?—)。

g。77%的平衡結晶過程：L-y,y-P(a+Fe3C),;室溫平衡組織：P

收1.20%的平衡結晶過程：L->y,Y->Fc3Cn,y-P(a+F/。；室溫平衡組織：P+Fe3Cn

由于F的強度<P的強度，所以a0.77%的抗拉強度〔Rm〕2%的Rm油于Fe?，“降低強度，所以，co.0.77%

的Rm>(ocl-2%的Rm。

Fe3c使硬度［HBW］提高，所以，9。2%的硬度最低，而sL2%的硬度最高，儂。77%的硬度略低于?1.2$

的硬度。

由于F的塑性最好,所以，觸0.2%的延伸率［A］最大，而.1.2%的最小。

3.計算碳含量為8。2%的碳鋼在室溫時珠光體和鐵素體的相對量。

解:3產(chǎn)0.2/0.77=26%〔忽略F中的碳〕

(0E=1-(0P=74%(忽略FesCni)

4.某工廠倉庫積壓了許多碳鋼(退火態(tài)〕，由于管理不善，鋼材混雜，經(jīng)金相分析后發(fā)現(xiàn)其中鐵素體占〔體積

分數(shù)〕60%,珠光體占40%,試碰定該鋼材的碳含量為多少？并寫出其鋼號。

解：題意分析：

①因為是退火態(tài)，可以看作是平衡組織，因而可以按杠桿定律進展計算；

②F和P的密度差異不大，因而體積分數(shù)=質(zhì)量分數(shù)；

③忽略F中的含碳量，而P中的含碳量為0.77%;

④鋼號有10、15、20、25、…間隔為0.05%。

Wc=40%X0.77%=0.308%

其鋼號為30。

5.珠光體的硬度=180HBW,A=20%鐵索體的硬度=80HBW,A=50%,試計算碳含量為g0.45%碳鋼的硬度和伸長率。

解：題意分析：對F+P或其他聚合性組織，可以近似按線性關系計算強度、硬度和延伸率。

對45鋼，g,=0.45/0.77=58%,(O,F=42%

45鋼的硬度=180x58%+80x42臟138HBW

45鋼的延伸率=20%x58%+50%x42%=33%

6.一塊低碳鋼，一塊白口鐵，它們的形狀、大小-?樣，請說出有哪些簡便的方法把它們區(qū)分開來。

答：題意分析：根據(jù)低碳鋼和白口鐵的物理、化學和力學性能的不同點進展區(qū)分。

①鐵不鋼更容易吸收振動能量：鑄鐵的消振性〕，可以用敲擊的方法，敲擊聲音長者為低碳鋼，短的為

白口鑄鐵:，

②測硬度，白口鑄鐵的硬度比低碳鋼的硬度高。

③破壞性試驗，白口鐵容易砸碎，斷口平齊，無塑性變形，而低碳鋼在斷裂前發(fā)生較大塑性變形。

7.根據(jù)Fc-F/C相圖，說明以下現(xiàn)象的原因：

C1］低碳鋼具有較好的塑性，而高碳鋼具有較好的耐磨性；

〔2〕鋼中碳含量一般不超過?1.35%;

〔3〕鋼適宜鍛壓成型，而鑄鐵不能鍛壓，只能鑄造成型；

⑷碳含量為的0.45%的碳鋼要加熱到1200℃開場鍛造，冷卻到800℃停頓鍛造。

答：〔1〕鋼中的C無論是固溶在a相中或形成Fe3c都降低共塑性，提高耐磨性，所以，低碳鋼具有較好的塑

性，而高碳鋼具有較好的耐磨性。

〔2〕鋼中碳含量過高，嚴重降低其塑性和韌性，由于塑性和韌性的降低，其耐磨性增加不大甚至會降低,

所以，含碳量不能過高。

〔3〕單相固溶體具有良好的塑性，可以發(fā)生較大的塑性變形而不開裂，所以，將鋼加熱到單相奧氏體區(qū)

進展鍛壓成型，不僅變形抗力小，而且不容易開裂；而鑄鐵在固態(tài)下都是兩相，其中Fe3c幾乎不能變形，其

組織幾乎不能發(fā)生塑性變形，所以，不能用鍛壓方法成型，只能鑄造成型。

〔4〕鋼鍛壓時需要加熱到單相奧氏體區(qū)，溫度越高，變形抗力越小，越容易變形，但過高的溫度容易使

奧氏體晶粒長大，甚至局部〔晶界處〕低熔點雜質(zhì)可能熔化，如果溫度過低，變形抗力增大，甚至進人F+P

兩相區(qū)而顯著降低其塑性，所以，加熱到1200七開場鍛造，冷卻到800℃停頓鍛造。

8.從流動性、收縮率和偏析傾向考慮，哪種成分的鐵碳合金鑄苣合金性能最好？試分析3。45%的碳鋼鑄造性

能如何。

答：熔點低、共晶成分的合金流動性好，結晶溫度范圍小的合金收縮率小，而純金屬和共晶合金的成分偏析

小。所以，鋼和接近共晶成分的合金鑄造性能好。收0.45%的碳鋼的鑄造性能雖然不如共晶合金，但也是比擬

好的。

9.“高碳鋼的質(zhì)量比低碳鋼的質(zhì)量好〃，這種說法對嗎?碳鋼的質(zhì)量好壞主要按什么標準確定？為什么？

答：“高碳鋼的質(zhì)埴比低碳鋼的質(zhì)埴好〃，這種說法不對。因為鋼的質(zhì)量主要根據(jù)鋼中S、P的質(zhì)量分數(shù)確定

質(zhì)量等級。S、P含量越高，鋼中夾雜物數(shù)量增加，嚴重降低鋼的塑性和韌性。由于高碳鋼本身塑性韌性差，

所以，通常對高碳鋼的S、P含量要更低些。

0總結合金元素在鋼中的主要車用。

答:⑴固溶強化〔主要是Mn、Si和Ni〕;⑵細化晶?！瞁、Mo、V'、Ti等〕;(3)形成碳化物提高強度和

耐磨性〔W、“。、V、Ti等〕；⑷提高淬透性〔除Co以外的合金元素〕；〔5〕提高回火穩(wěn)定性〔絕大多數(shù)合

金元素〕；⑹二次硬化和提高紅硬性〔主要W、Mo、V〕。

第五章鋼的熱處理

一、選擇題

1,把固態(tài)金屬材料加熱到預定溫度，保溫一段時間后，以一定的速度冷卻，從而改變材料也組織構造和性能

的熱加工工藝叫做

[a]退火⑹淬火⑹熱處理⑻熱加工

2,珠光體向奧氏體的轉(zhuǎn)變包括：〕個階段。

[a]1[b]2(c)3[d]4

3,亞共析鋼和過共析鋼的奧氏體形成過程與共析鋼根本一樣，當加熱溫度僅超過Ac1時，原始組織中的珠光

體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，仍保存一局部先共析鐵素體或先共析滲碳體，該過程稱為口。

6〕完全奧氏體化過程〔b〕不完全奧氏體化過程〔c〕單相區(qū)加熱〔d〕珠光體轉(zhuǎn)變

4.在臨界溫度以下存在且不穩(wěn)定的、將要發(fā)生轉(zhuǎn)變的奧氏體稱為。。

〔a〕奧氏體〔b〕剩余奧氏體[c[過冷奧氏體〔d〕不穩(wěn)定奧氏體

5.鋼從奧氏體化狀態(tài)快速冷卻，在較低溫度下〔低于地點〕發(fā)生的轉(zhuǎn)變稱為〔

6〕珠光體轉(zhuǎn)變〔b〕馬氏體轉(zhuǎn)變〔c〕上貝氏體轉(zhuǎn)變〔d〕下貝氏體轉(zhuǎn)變

6.用鋼加熱到臨界溫度A”以上或以下溫度，保溫一定時間，然后緩慢冷卻〔如爐冷、坑冷、灰冷〕獲得接

近平衡組織的熱處理工藝，稱為。。

6〕正火〔b〕退火〔c〕淬火〔d〕回火

7.將鋼加熱到/儂或A.以上30?50C,保溫一定時間使之完全奧氏體化后，在空氣中冷卻〔大件也可采用

鼓風或噴霧〕，得到珠光體類型組織的熱處理工藝稱為〔Jo

〔a〕正火〔b〕退火〔c〕淬火〔d〕回火

8.把鋼加熱到臨界溫度[As或AC3以上〕，保溫一定時間使之奧氏體化后快速冷卻從而獲得馬氏體組織的熱

處理工藝叫做。。

6〕正火〔b〕退火卜〕淬火〔d〕回火

9.在一定的溫度下，在不同的活性介質(zhì)中，向鋼的外表同時滲入一種或幾種元素，從而改變外表層的化學成

分、組織和性能的熱處理工藝稱為〔

〔a〕滲碳〔b〕滲氮〔c〕化學熱處理〔d〕滲金屬

@45鋼常用的淬火加熱溫度是〔〕。

〔a〕727℃(b]840℃[c]880℃〔d〕912℃

11.T10鋼常用的淬火加熱溫度是口。

[a]727℃〔b〕780℃[c]850℃〔d〕912℃

12.45鋼常用的淬火冷卻介質(zhì)是

㈤空氣⑹油⑹水⑷油+水

13.40Cr鋼常用的淬火冷卻介質(zhì)是。。

㈤空氣⑹油⑹水⑷鹽水

M.共析碳鋼過冷奧氏體最容易發(fā)生轉(zhuǎn)變的溫度是U。

〔a〕727℃(b]650℃[c]550℃〔d〕450℃

15.共析碳鋼過冷奧氏體發(fā)生下貝氏體轉(zhuǎn)變的溫度是口。

[a]727℃[b]550℃[c]300c〔d〕100℃

16.共析碳鋼過冷奧氏體發(fā)生上貝氏體轉(zhuǎn)變的溫度是〔〕。

(a)600℃(b)550℃(c)450℃(d)300℃

17.在F、P、S、T組織中，強度由低到高的順序是〔〕。

[a]T—S-P-F(b)F—S—T—P[c]S—P—T-F〔d〕FlP—S—T

18.對同一種鋼，S回、T回、M回的強度由高到低的順序是〔〕。

[a]S回一>T[I>I—>M回〔b〕S同一M回一T回〔c〕T同一回—S回〔d〕M回一>T同一S回

19.含碳量為0.2%的鋼淬火后得到馬氏體，這種馬氏體稱為口。

〔a〕攣晶馬氏體〔b〕位錯馬氏體〔c〕混合馬氏體〔d〕蝶狀馬氏體

20.Ms表示Uo

6〕馬氏體轉(zhuǎn)變完畢溫度〔b〕貝氏體轉(zhuǎn)變開場溫度

[c]貝氏體轉(zhuǎn)變完畢溫度〔d〕馬氏體轉(zhuǎn)變開場溫度

21.減少高碳鋼剩余奧氏體量可以采用的方法是〔〕。

6〕提高加熱溫度〔b〕降低加熱溫度卜〕采用水冷〔d〕采用油冷

22.減少高碳鋼剩余奧氏體量可以采用的方法是〔〕。

6〕提高加熱溫度〔b〕采用水冷〔c〕淬火后立即進展冷處理〔d〕采用油冷

23.經(jīng)過冷軋后的15鋼鋼板，要求低硬度和高塑性，應該采用的適宜熱處理方法是〔〕。

卜〕淬火?高溫回火山〕完全退火〔c〕高溫回火〔d〕再結晶退火

21.ZG35的鑄造齒輪應該采用的適宜退火工藝是〔)。

6〕完全退火〔b〕不完全退火〔c〕再結晶退火〔d〕球化退火

25.具有較嚴重網(wǎng)狀碳化物的T12鋼應采用的預先熱處理工藝是。。

[a]球化退火〔b〕完全退火〔c〕正火+球化退火〔d〕正火+完全退火

26.具有較嚴重網(wǎng)狀碳化物的GCrl5鋼應采用的預先熱處理工藝是。。

6〕球化退火〔b〕正火+完全退火〔c〕正火+球化退火〔d〕完全退火

27.某機床變速箱齒輪〔模