工程材料與機械制造基礎習題-工程材料部分（學生版）

1材料的主要性能

（一）名詞解釋

彈性變形、塑性變形、沖擊韌性、強度、塑性、彈性極限、彈性模量、屈服強度、抗拉強

度、疲勞強度、硬度、中、3、HBW、HRC、HBS、HV、使用性能、工藝性能

（二）填空題

1.根據外力的作用方式入同，有多種強度指標，如、、等。

2.材料常用的塑性指標有和兩種，其中表示塑性

更接近材料的真實變形。

3.常進行的沖擊試驗所月的試樣有和兩種。

4.檢測淬火剛成品件的硬度一般用硬度，檢測退火件、正火件和調質件的硬度

常用硬度，檢測滲碳件和滲金屬件的硬度采用硬度。

5.材料的工藝性能是指、、、、、

6.工程材料通常分為、、、和功能材料。

7.復合材料按其基體分為復合材料、復合材料和陶瓷基復合材料。

8.塑料通常分為、、特種塑料和膠黏劑。

9.工程材料的性能分為性能和性能。

10.工程材料的使用性能包括、和。

（三）選擇題

1.在設計推折機缸蓋螺絲時應詵用的強度指標是O

a.抗拉強度b.屈服強度c.規(guī)定非比例延伸強度d,壓縮強度

2.在作疲勞試驗時，試樣承受的載荷為o

a.靜載荷b.沖擊載荷c.交變載荷d.疲勞載荷

3.洛氏硬度C標尺使用的壓頭是c

a.淬火鋼球b.金剛石圓錐體c.硬質合金球d.金剛石棱錐

（四）判斷題

1.金屬材料的彈性模量是一個對組織不敏感的力學性能指標。（）

2.碳的質量分數越高，焊接性能越差。（）

3.布氏硬度試驗的優(yōu)點是壓痕面積大，數據穩(wěn)定，因而適用于成品及薄壁件檢驗。（）

4.壓頭為硬質合金球時，用HBW表示布氏硬度。（）

5.壓頭為硬質合金球時，用HBS表示布氏硬度。（）

6.洛氏硬度的測定操作迅速，簡便，壓痕面積小，數據波動大，適用于半成品檢驗。（）

7.鋼的鑄造性能比鑄鐵好，故常用來鑄造形狀復雜的工件。（）

（五）綜合題

I.某種鋼的抗拉強度Rm=538MPa,某一鋼棒直徑為10mm,在拉伸斷裂時直徑變?yōu)?mm,

問此棒能承受的最大載荷為多少？斷面收縮率是多少？

2.一根直徑為2.5mm、長為3m的鋼絲，受載荷4900N后有多大的變形（在彈性變形范

圍內，彈性模量為20500MPa）

2.材料的結合方式及工程材料的鍵性

（一）名詞解釋

結合鍵、晶體、非晶體、近程有序

（二）填空題

1.固體材料中的結合鍵可分為種，它們是、、、。

2.高分子材料的結合鍵是和,即分子內靠結合，分子

間靠結合。

3.共價鍵比分子間具有豆的結合力。

4.金屬晶體比離子晶體具有較的導電能力。

（三）選擇題

1.決定晶體結構和性能最本質的因素是0

a.原子間的結合能b.原子間的距離c.原子的大小d.原子的結構

2.金屬鍵的特征是o

a.具有飽和性b.沒有飽和性c.具有各向異性d.具有方向性

3.共價晶體具有。

a.高強度b.低熔點c.不穩(wěn)定結構d.各向同性

（四）判斷題

I.金屬材料的結合鍵都是金屬鍵。（）

2.因為晶體與非晶體在結構上不存在共同點，所以晶體與非晶體是不可相互轉化的。

（）

3.物質的狀態(tài)反映了原工或分子間的相互作用和它們的熱運動。（）

4.晶體是較復雜的聚合體。（）

（五）綜合題

1.晶體與非晶體各有什么特點?

2.試比較分析離子鍵、共價鍵、金屬鍵及分子鍵特性。

3.金屬的晶體結構與結晶

(一)名詞解釋

空間點陣、晶格、晶胞、原子半徑、配位數、致密度、空位、單晶體、晶體缺陷、點缺陷、

線缺陷、面缺陷、空位、間隙原子、晶面、晶界、位錯、單晶體、多晶體、晶界、亞晶界、過

冷度、自發(fā)形核、非自發(fā)形核

(二)填空題

1.晶體物質的晶格類型及晶格常數由、決定。

2.金屬晶體最主要的面缺陷是和o

3.實際金屬中存在著的晶體缺陷有缺陷、缺陷和缺陷。

4.實際金屬中晶體的點缺陷分為和兩種。

5.a?Fe的一個晶胞內的原子數為個。

6.典型的金屬晶體結構有、和三種。

7.實際結晶溫度總是平衡結晶溫度，兩者之差稱為。

8.金屬的與之差，稱為過冷度。

9.金屬結晶后的晶粒越細小，、和越高。

(三)選擇題

I.在面心立方晶格中，原子密度最大的晶面是o

a(100)b(110)c(111)d(121)

2.在立方晶系中指數相同的晶面和晶向a

a互相平行b互相垂直c無必然聯系d晶向在晶面上

3.晶體中的位錯屬于o

a體缺陷b面缺陷c線缺陷d點缺陷

4.兩組元組成固溶體，則固溶體的結構o

a與溶劑相同b與溶劑、溶質都不相同c與溶質相同d是兩組元各自結構

的混合

5.間隙固溶體與間隙化合物的o

a結構相同，性能不同b結構不同，性能相同

7.實際晶體中的點缺陷，線缺陷和面缺陷對金屬性能有何影響？

8.為何單晶體具有各向異性，而多晶體在一般情況下不顯示出各向異性？

9.過冷度與冷卻速度有何關系？它對金屬結晶過程有何影響？對鑄件晶粒大小有何影響？

10.金屬結晶的基本規(guī)律是什么？晶核的形成率和成長率受到哪些因素的影響?

II.如果其他條件相同，試比較下列鑄造條件下，鑄件晶粒的大小。

（1）金屬型澆注與砂型澆注；（2）鑄成薄件與鑄成厚件；（3）澆注時采用振動與不采

用振動。

4.鐵碳合金

（一）解釋名詞

合金、組元、相、相圖、固溶體、金屬間化合物、同溶強化、彌散強化、鐵素體、珠光體

（二）填空題

1.常見合金中存在的相可以歸納為和兩大類。

2.固溶體按照溶質原子在溶劑原子中的位置可以分為固溶體和固溶體。

3.固溶體按照溶解度的大小可以分為固溶體和固溶體。

4.固溶體按溶質原子在溶劑晶格中分布的特點分為固溶體和固溶體。

5.固溶體的強度和硬度比溶劑的強度和硬度o

6.合金是由兩種或兩種以上的或與組成的具有金屬特性的

物質，組成合金最基本的獨立物質稱為O

7.鐵碳合金是由鐵和碳組成的二元合金，其基本組織有、、、

（三）判斷題。

1.金屬化合物的晶格類型與組元的晶格完全不同。（）

2.金屬化合物一般具有高熔點，高硬度，高韌性。（）

3.金屬化合物一般具有高熔點，高硬度，脆性大的特點。（）

4.一般情況下，金屬的強度，塑性和韌性隨晶粒的細化而降低。（）

5.具有同素異構特點的金屬材料可以應用熱處理的方法改變性能。（）

6.共晶成分的鑄鐵的鑄造性能較差。（）

7.鐵碳合金隨著碳的質量分數的增加，硬度高的滲碳體增多，硬度增高。（）

8.鐵碳合金隨著碳的質量分數的增加，硬度低的鐵素體增多，硬度減少。（）

9.亞共析鋼的強度與組織的細密度有關，組織越細密則強度越高。（）

10.鐵碳合金的塑性隨碳的質量分數的增加而提高.（）

11.鐵碳合金的沖擊韌性對組織及其形態(tài)最為敏感。（）

12.鐵碳合金的沖擊韌度隨碳的質量分數增加而提高。（）

（四）選擇題：

1.金屬結晶時，冷卻速度越快，其實際結晶溫度將。

a越高b越低c越接近理論結晶溫度d保持不變

2.為了細化晶粒，可采月。

a快速澆注b加變質劑c以砂型代金屬型d緩慢冷卻

3.能使單晶體產生塑性變形的應力為o

a正應力b切應力c復合應力

4.面心立方晶格的晶體在受力變形時的滑移方向是。

a<1（）0>b<111>c<110>d<001>

5.變形金屬再結晶后o

a形成等軸晶，強度增大b形成柱狀晶，塑性下降

c形成柱狀晶，強度升高d形成等軸晶，塑性升高

6.固溶體的晶體結構與相同。

a溶劑b溶質c其他晶型d純金屬

7.間隙相的性能特點是o

a熔點高、硬度低b硬度高、熔點低

c硬度高、熔點高d硬度低、熔點低

8.在發(fā)生L-（Q+B）共晶反應時，三相的成分o

a相同b確定c不定d隨溫度變化

9.共析成分的合金在共析反應丫一（Q+B）剛結束時，其組成相為

ay+Q+BbQ+BccidP

10.珠光體是下述的產物。

a共晶反應b勻晶反應c共析反應d二次析出

II.過共析鋼在冷卻過程中遇到ES線時，將發(fā)生的反應是

a共析反應b勻晶反應c二次析出d共晶反應

12.Fe—Fe3c相圖中的GS線是

a冷卻時從A析出F的開始線b冷卻時從A析出Fe3c的開始線

c加熱時從A析出F的開始線d加熱時從A溶入F的開始線

13.萊氏體是下述______的產物。

a共晶反應b勻晶反應c共析反應d二次析出

14.Fe-Fe3c相圖中的ES線是一

a冷卻時從A析出F的開始線b冷卻時從A析出Fe3c的開始線

C加熱時從A析出F的開始線d加熱時從A溶入F的開始線

15.奧氏體是。

a碳在丫?Fe中的間隙固溶體b碳在a-Fe中的間隙固溶體

c碳在a?Fe中的有限固溶體d碳在丫■氏中的置換固溶體

16.珠光體是一種。

aFe的單相固溶體b兩相混合物cFe與C的化合物dC的單相固溶體

17.T10鋼碳的質量分數為o

a0.1%b1.0%c10%<10.01%

18.鐵素體的性能特點是o

a強度高、塑性好、硬度低b強度低、塑性差、硬度低

c強度低、塑性好、硬度低d強度高、塑性差、硬度低

（五）綜合題：

1.什么是固溶強化？造成固溶強化的原因是什么？

2.置換固溶體與間隙固溶體的區(qū)別？

3.什么是相組成物與組織組成物？

4.下列元素在a-Fe中形成哪幾種固溶體?

Si、C、N、Cr、Mn

5.試述固溶強化、加工強化和彌散強化的強化原理，并說明三者的區(qū)別。

6.固溶體和金屬間化合物在結構和性能上有什么主要差別？

7.何謂共晶反應、包晶反應和共析反應?試比較這三種反應的異同點。

8.二元合金相圖表達了合金的哪些關系？

9.在二元合金相圖中應用杠桿定律可以計算什么？

10.已知A(熔點600℃)與B(500℃)在液態(tài)無限互溶；在固態(tài)300℃時A溶丁B的最

大溶解度為30%,室溫時為10%,但B不溶于A；在300C時，含40%B的液態(tài)合金發(fā)生

共晶反應。現要求：

1)作出A-B合金相圖；

2)分析2()%A,45%A,8()%A等合金的結晶過程，并確定室溫下的組織組成物和相組成

物的相對量。

11.有形狀、尺寸相同的兩個Cu-Ni合金鑄件，一個含90%Ni,另一個含50%Ni,鑄

后自然冷卻，問哪個鑄件的偏析較嚴重？

12.何謂金屬的同素異構轉變？試畫出純鐵的結晶冷卻曲線和晶體結構變化圖。

13.為什么丫-Fe和a-Fe的比容不同？一塊質量一定的鐵發(fā)生(Y-Fe-a-Fe)轉變

時，其體積如何變化？

14.何謂鐵素體(F),奧氏體(A),滲碳體(Fe3C),珠光體(P),萊氏體(Ld)?它們

的結構、組織形態(tài)、性能等各有何特點？

15.Fe-FesC合金相圖有何作用？在生產實踐中有何指導意義？又有何局限性?

16.畫出Fe-Fe3c相圖，指出圖中S、C、E、P、N、G及GS、SE、PQ、PSK各

點、線的意義，并標出各相區(qū)的相組成物和組織組成物。

17.簡述Fe-Fe3c相圖中三個基本反應：包晶反應，共晶反應及共析反應，寫出反應式,

標出含碳量及溫度。

18.何謂碳素鋼？何謂白口鐵？兩者的成分、組織和性能有何差別？

19.亞共析鋼、共析鋼和過共析鋼的組織有何特點和異同點。

20.分析含碳量分別為0.20%、0.60%、0.80%、1.0%的鐵碳合金從液態(tài)緩冷至室溫時

的結晶過程和室溫組織.

21.指出下列名詞的主要區(qū)別：

1）一次滲碳體、二次滲碳體、三次滲碳體、共晶滲碳體與共析滲碳體;

2）熱脆與冷脆。

22.根據Fe-Fe3c相圖，計算：

1）室溫下，含碳0.6%的鋼中珠光體和鐵素體各占多少；

2）室溫下，含碳1.2%的鋼中珠光體和二次滲碳體各占多少;

3）鐵碳合金中，二次滲碳體和三次滲碳體的最大百分含量。

23.某工廠倉庫積壓了許多碳鋼（退火狀態(tài)），由于鋼材混雜，不知道鋼的化學成分，現

找出其中一根，經金相分析后，發(fā)現其組織為珠光體+鐵素體，其中鐵素體占80%,問此鋼材

的含碳量大約是多少？

24.對某退火碳素鋼進行金相分析，其組織的相組成物為鐵素體+滲碳體（粒狀），其中滲

碳體占18%,問此碳鋼的含碳量大約是多少？

25.對某退火碳素鋼進行金相分析，其組織為珠光體+滲碳體（網狀）,其中珠光體占93%,

問此碳鋼的含碳量大約為多少？

26.計算Fe-1.4%C合金在700℃下各個相及其組分數量和成分。

27.根據Fe-Fe3c相圖,說明產生下列現象的原因:

1）含碳量為1.0%的鋼比含碳量為0.5%的鋼硬度高;

2）在室溫下，含碳0.8%的鋼其強度比含碳1.2%的鋼高;

3）在1100C,含碳0.4%的鋼能進行鍛造，含碳4.0%的生鐵不能鍛造;

4）綁軋物件一般用鐵絲（鍍鋅低碳鋼絲），而起重機吊重物卻用鋼絲繩（用60、65、70、

75等鋼制成）；

5）鉗工鋸T8,T10,T12等鋼料時比鋸10,20鋼費力，鋸條容易磨鈍;

6）鋼適宜于通過壓力加工成形，而鑄鐵適宜于通過鑄造成形。

28.為什么鑄造合金常選用接近共晶成分的合金？為什么要進行壓力加工的合金常選用

單相固溶體成分的合金？

29.求碳的質量分數為3.5%、質量為10kg的鐵碳合金，從液態(tài)緩慢冷卻到共晶溫度（但

尚未發(fā)生共晶反應）時所剩下液體的碳的質量分數及液體的質量。

5.鋼的熱處理

（-）名詞解釋

熱處理、過熱、奧氏體化、等溫轉變、索氏體、托氏體、貝氏體、馬氏體、高碳馬氏體、

低碳馬氏體、連續(xù)冷卻、退火、正火、完全退火、不完全退火、去應力退火、球化退火、淬火、

回火、高溫回火、中溫回火、低溫回火、調質處理、淬透性、淬硬性、表面淬火、表面化學熱

處理、滲碳、滲氮、碳氮共滲、噴丸表面強化、本質晶粒度、馬氏體、二次硬化、回火脆性、

耐回火性、固溶處理、熱硬性

（二）填空題

1.固溶體出現枝晶偏析后可用加以消除。

2.共晶反應式為，共晶反應的特點是

3.珠光體的本質是與的機械混合物。

4.一塊純鐵在912c發(fā)生a-Y轉變時，體積將o

5.在鐵碳合金的室溫平衡組織中，含Fe3Cu最多的合金成分點為,含Ud最

多的合金成分點為。

6.用顯微鏡觀察某亞共析鋼，若估算其中的珠光體含量為80%,則此鋼碳的質量分數為:

7.在過冷奧氏體等溫轉變產物中，珠光體與托氏體的主要相同點是都是

不同點是不同。

8.用光學顯微鏡觀察，上貝氏體的組織特征呈_____狀，而下貝氏體則呈___________o

9.馬氏體的顯微組織形態(tài)主要有、兩種，其中馬氏體

的切性較好。

1（）.鋼的淬透性越高，則其等溫轉變曲線的位置越向,說明臨界冷卻速度越—

11.球化退火的主要目的是，它主要適用于O

12.亞共析鋼的正常淬火溫度范圍是,過共析鋼的正常淬火溫度范圍是

13.淬火鋼進行回火的目的是、、，回火溫度

越高，鋼的強度與硬度越______O

14.按鋼中合金元素的含量不同，可將合金鋼分為、和

幾種類型，合金元素的質量分數范圍分別為、和。

15.在合金元素中，碳化物形成元素有o

16.使奧氏體穩(wěn)定化的元素有o

17.促進晶粒長大的合金元素有o

18.除、外，幾乎所有的合金元素都使Ms及Mf點下降，因此淬火后相

同含碳量的合金鋼比碳鋼的殘留奧氏體量，使鋼的硬度0

19.些含有合金元素的合金鋼，容易產生第二類回火脆性；為了消除第二

類回火脆性，可采用回火后和加入合金元素。

20.利用氣體導電（或放電）所產生的作為熱源進行噴涂的技術稱為等離子噴涂。

21.鋼的普通熱處理分為退火、、和回火。

22.鋼的退火根據材料與目的要求分為、不完全退火和退火。

23.鋼的淬火分為單液淬火、、分級淬火和淬火。

24.淬火后的鋼根據加熱溫度的不同，回火分為、中溫回火和o

25.常用的表面化學熱處理有、和碳氮共滲。

26.常用的表面熱處理不分為和o

（三）判斷題

1.凡是由液體凝固成固體的過程都是結晶過程。（）

2.室溫下，金屬晶粒越細，則強度越高、塑性越低。（）

3.在實際金屬和合金中，自發(fā)形核常常起著優(yōu)先和主導的作用。（）

4.當形成樹枝狀晶體時，枝晶的各次晶軸將具有不同的位向，故結晶后形成的枝晶是一

個多晶體。（）

5.晶粒度級別數數值越大，晶粒越細。（）

6.滑移變形不會引起金屬晶體結構的變化。（）

7.因為bcc晶格與fee晶格具有相同數量的滑移系，所以這兩種晶體的塑性變形能力完全

相同。（）

8.攣生變形所需要的切應力要比滑移變形時所需的小得多。（）

9.金屬鑄件可以通過再結晶退火來細化晶粒。（）

1（）.再結晶過程是有晶格類型變化的結晶過程。（）

11.間隙固溶體一定是無限固溶體。（）

12.由平衡結晶獲得的3Ni=2（）%的Cu-Ni合金，比3Ni=40%的Cu-Ni合金的硬度和強度

要高。（）

13.一個合金的室溫組織為a+B“+（a+B）,它由三相組成。（）

14.鐵素體的本質是碳在a-Fe中的間隙相。（）

15.20鋼比T12鋼碳的質量分數要高。（）

16.在退火狀態(tài)（接近平衡組織）下，45鋼比20鋼的塑性和強度都高。（）

17.在鐵碳合金的平衡結晶過程中，只有碳的質量分數為4.3%的鐵碳合金才能發(fā)生共晶反

應。（）

18.馬氏體是碳在Q-Fe中的過飽和固溶體。當奧氏體向馬氏體轉變時，體現要收縮。

（）

19.當把亞共析鋼加熱到Acl?Ac3之間的溫度時，將獲得由鐵素體和奧氏體構成的兩相

組織，在平衡條件下，其中奧氏體的含碳量總是大丁鋼的含碳量。（）

20.當原始組織為片狀珠光體的鋼加熱到奧氏體化時，細片狀珠光體的奧氏體化速度要比

粗片狀珠光體的奧氏體化速度快。（）

21.當共析成分的奧氏體在冷卻發(fā)生珠光體轉變時，溫度越低，其轉變產物組織越粗。

（）

22.高合金鋼既具有良好的淬透性，也具有良好的淬硬性。（）

23.結構鋼經淬火后再高溫回火，能得到回火索氏體組織，具有良好的綜合力學性能。

（）

24.鋼的淬透性越高，則其有效淬硬層的深度也越大。（）

25.表面淬火既能改變鋼的表面組織，也能改善心部的組織和性能。（）

26.所有合金元素都能提高鋼的淬透性。（）

27.合金元素Mn、Ni、N可擴大奧氏體區(qū)。（）

28.合金元素對鋼的強化效果主要是固溶強化。（）

29.60Si2Mn比T12和40鋼有更好的淬透性和淬硬性。（）

30.所有合金元素均使Ms、Mf下降。（）

31.電弧噴涂技術可以在金屬表面噴涂塑料。（）

32.氣相沉積技術是指從氣相物質中析出固相并沉積在基材表面的一種表面鍍膜技術。

（）

33.金屬熱處理就是加熱、冷卻改變金屬內部組織和表面組織，從而獲得所需要的性能的

工藝方法。（）

34.奧氏體晶粒的大小對冷卻后鋼的組織和性能沒有很大影響。()

35.奧氏體晶粒的大小主要取決與加熱溫度和保溫時間。（）

36.冷卻方式和冷卻速度對過冷奧氏體的組織轉變及其鋼的最終性能沒有影響°（）

37.完全退火工藝適用于過共析鋼。（）

38.球化退火工藝適用于亞共析鋼。（）

39.完全退火工藝適用于亞共析鋼。（）

40.球化退火工藝適用于過共析鋼。（）

41.高碳鋼為便于切削加工，預備熱處理常用退火，以降低硬度。()

42.高碳鋼為便于切削加工，預備熱處理常用正火，以適當提高硬度。()

43.鋼的淬透性就是鋼的淬硬性。（）

44.鋼的淬透性是由鋼材本身的屬性所決定，所固有。（）

45.鋼的淬透性取決于外部工藝條件的影響。（）

46.鋼的淬硬性取決于鋼的含碳量，含碳量越高，硬度越高。（）

47.臨界冷卻速度對鋼的淬透性無任何影響。（）

48.感應加熱表面淬火工藝加熱快，生產率高，適用丁?單件少量生產。（)

49.感應加熱表面淬火工藝加熱快，生產率高，適用于大批量生產。（）

50.火焰加熱表面淬火設備簡單，適用于大批量生產。（）

51.火焰加熱表面淬火設備簡單，適用于單件或小批量生產。（）

52.低碳鋼零件滲碳后含碳量增加，硬度自動升高。（）

53.低碳鋼零件滲碳后，僅表層含碳量增加，經淬火后硬度才能升高。

54.低碳鋼零件經滲氮后，僅表層化學成分改變，硬度不變。（）

55.滲氮處理的零件耐熱性好，耐磨性好。（）

（四）選擇題

1.過冷奧氏體向珠光體的轉變是。

a擴散型轉變b非擴散型轉變c半擴散型轉變d溶解型轉變

2.過冷奧氏體向貝氏體的轉變是o

a擴散型轉變b非擴散型轉變c半擴散型轉變d溶解型轉變

3.過冷契氏體向馬氏體的轉變是o

a擴散型轉變b非擴散型轉變c半擴散型轉變d溶解型轉變

4.鋼經調質處理后獲得的組織是

a回火馬氏體b回火拖氏體c回火索氏體d回火珠光體

5.共析鋼的過冷奧氏體在550~350℃的溫度區(qū)間等溫轉變時，所形成的組織是

a索氏體b下貝氏體c上貝氏體d珠光體

6.若合金元素能使等溫轉變曲線右移，則鋼的淬透性將

a降低b提高c不改變d不確定

7.馬氏體的硬度取決于o

a冷卻速度b轉變溫度c含碳量d加熱溫度

8.淬硬性好的鋼o

a具有高的合金元素含量b具有高的含碳量c具有低的含碳量d具有

低的合金元素含量

9.對形狀復雜、截面變化大的零件進行淬火時，應選用。

a高淬透性鋼b中淬透性鋼c低淬透性鋼d與淬透性無關

10.直徑為10mm的40鋼的常規(guī)淬火溫度及淬火組織為。

a750℃b850℃c920℃d650℃

II.直徑為10mm的40鋼的常規(guī)淬火組織為。

a馬氏體b鐵素體+馬氏體c馬氏體+洙光體d馬氏體+貝氏體

12.完全退火主要適用于o

a亞共析鋼b共析鋼c過共析鋼d萊氏體鋼

13.鋼的回火處理是在o

a退火后進行b正火后進行c淬火后進行d滲碳后進行

14.鋼的滲碳溫度范圍是。

a6()0~650cb800~82()Cc90()?95()"Cd1000-1()50℃

15.鋼的淬透性主要取決于o

a含碳量b冷卻介質c合金元素d淬火方法

16.鋼的淬硬性主要取決于o

a含碳量b冷卻介質c合金元素d淬火方法

(五)綜合題

1.為什么細晶粒鋼的強度高，塑性、韌性也好？

2.在制造齒輪時，有時采用噴丸法(將金屬丸噴射到零件表面上)使齒面得以強化。試分

析強化原因。

3.比較退火狀態(tài)下的45鋼、T8鋼、T12鋼的硬度、強度和塑性的高低，簡述原因。

4.同樣形狀的兩塊鐵碳合金，其中一塊是退火狀態(tài)的15鋼，一塊是白口鑄鐵，用什么簡

便方法可以迅速區(qū)分它們？

5.為什么碳鋼進行熱鍛、熱軋時都要加熱到奧氏體區(qū)？

6.熱軋空冷的45鋼在重新加熱到超過臨界點后再空冷下來時，組織為什么能細化？

7.用示意圖表示珠光體、索氏體、托氏體、上貝氏體、下貝氏體和馬氏體在顯微鏡下的形

態(tài)特征。

8.試述馬氏體轉變的基區(qū)特點。

9.試比較索氏體與回火索氏體、馬氏體與回火馬氏體之間，在形成條件、金相形態(tài)與性能

上的主要區(qū)別。

10.馬氏體的本質是什么？它的硬度為什么很高？是什么因素決定了它的脆性?

II.直徑為10mm的T12鋼加熱到A1以上30℃,以圖示形式表示用不同方法冷卻時所得

到的組織。

12.確定下列鋼件的退火方法，并指出退火后的組織:

1)經冷軋后的15鋼鋼板，要求降低硬度；

2)ZG35的鑄造齒輪

3)鍛造過熱后的6()鋼鍛坯;

4）具有片狀滲碳體的T12鋼坯;

13.說明直徑為10mm的45鋼試樣分別經700C、760℃,840℃、1100C加熱并保溫后在

水中冷卻得到的室溫組織。

14.兩個碳的質量分數均為1.2%的碳鋼薄試樣，分別加熱到780℃和900℃,保溫相同時

間并奧氏體化后，以大于淬火臨界冷卻速度的速度冷卻至室溫。試分析：

（1）哪個溫度加熱淬火后馬氏體晶粒較粗大？

（2）哪個溫度加熱淬火后馬氏體含碳量較多？

（3）哪個溫度加熱淬火后殘余奧氏體較多？

（4）哪個溫度加熱淬火后未溶碳化物較少？

（5）你認為哪個溫度加熱淬火后合適？為什么？

15.指出下列工件的淬火及回火溫度，并說出回火后獲得的組織。

1）45鋼小軸（要求綜合力學性能好）。

2）60鋼彈簧。

3）T12鋼鋰刀。

16.兩根45鋼制造的軸，直徑分別為l()mm和100mm,在水中淬火后其橫截面上的組織

和硬度是如何分布的？

17.甲、乙兩廠生產同一種零件，均選用45鋼，硬度要求220?250HBW。甲廠采用正火,

乙廠采用調質處理，均能達到硬度要求，試分析甲、乙兩廠產品的組織和性能差別。

18.試說明表面淬火、滲碳、滲氮處理工藝在選用鋼種、性能、應用范圍等方面的差別。

19.試述固溶強化、加工硬化和彌散強化的強化原理。

2().合金元素提高鋼的耐回火性的原因是什么？

21.什么是鋼的回火脆性？45、40Cr、35SiMn、40CrNiMo這兒種鋼中哪種鋼的回火脆性

嚴重？如何避免？

22.為什么說得到馬氏體并隨后進行回火處理是鋼中最經濟又最有效的強韌化方法?

23.為什么3c=0.4%、30=12%的格鋼屬于過共析鋼，而3c=1.0%、3c尸12%的鋼屬于萊

氏體鋼？

24.什么是激光淬火？它有什么特點？

25.何謂鋼的熱處理？鋼的熱處理操作有哪些基本類型？試說明熱處理同其它工藝過程的

關系及其在機械制造中的地位和作用。

26.指出A1、A3、Acm；AC1>AC3、Accm；Ari、Ar3、Arcm各臨界點的意義。

27.何謂本質細晶粒鋼？本質細晶粒鋼的奧氏體晶粒是否一定比本質粗晶粒鋼的細？

28.珠光體類型組織有哪幾種？它們在形成條件、組織形態(tài)和性能方面有何特點？

29.貝氏體類型組織有哪幾種？它們在形成條件、組織形態(tài)和性能方面有何特點？

30.馬氏體組織有哪幾種基本類型？它們在形成條件、晶體結構、組織形態(tài)、性能有何特

點？馬氏體的硬度與含碳量關系如何？

31.何謂等溫冷卻及連續(xù)冷卻？試繪出奧氏體這兩種冷卻方式的示意圖。

32.為什么要對鋼件進行熱處理?

33.試比較共析碳鋼過冷奧氏體等溫轉變曲線與連續(xù)轉變曲線的異同點。

34.淬火臨界冷卻速度Vk的大小受哪些因素影響？它與鋼的淬透性有何關系?

35.將嫣mm的T8鋼加熱至760c并保溫足夠時間，問采用什么樣的冷卻工藝可得到如

下組織：珠光體，索氏體，屈氏體，上貝氏體，下貝氏體，屈氏體+馬氏體，馬氏體+少量殘余

奧氏體；在C曲線上描出工藝曲線示意圖。

36.退火的主要目的是什么？生產上常用的退火操作有哪兒種？指出退火操作的應用范圍。

37.何謂球化退火？為什么過共析鋼必須采用球化退火而不采用完全退火？

38.正火與退火的主要區(qū)別是什么？生產中應如何選擇正火及退火？

39.指出下列零件的鍛造毛坯進行正火的主要目的及正火后的顯微組織:

40.一批45鋼試樣（尺寸①因其組織、晶粒大小不均勻，需采用退火處理。

擬采用以下幾種退火工藝；

（1）緩慢加熱至7（）0℃,保溫足夠時間，隨爐冷卻至室溫；

（2）緩慢加熱至840℃,保溫足夠時間，隨爐冷卻至室溫；

（3）緩慢加熱至1100℃,保溫足夠時間，隨爐冷卻至室溫；

問上述三種工藝各得到何種組織？若要得到大小均勻的細小晶粒，選何種工藝最合適？

41.淬火的目的是什么？亞共析碳鋼及過共析碳鋼淬火加熱溫度應如何選擇？試從獲得

的組織及性能等方面加以說明。

42.常用的淬火方法有哪幾種？說明它們的主要特點及其應用范圍。

43.為什么工件經淬火后往往會產生變形，有的甚至開裂？減小變形及防止開裂有哪些途

徑？

44.淬透性與淬硬層深度兩者有何聯系和區(qū)別？影響鋼淬透性的因素有哪些？影響鋼制

零件淬硬層深度的因素有哪些？

45.鋼的淬硬層深度通常是怎規(guī)定的？用什么方法測定結構鋼的淬透性？怎樣表示鋼的

淬透性值。

46.回火的目的是什么？常用的回火操作有哪幾種？指出各種回火操作得到的組織、性能

及其應用范圍。

47.指出下列組織的主要區(qū)別:

（1）索氏體與回火索氏體；

（2）屈氏體與回火屈氏體；

（3）馬氏體與回火馬氏體。

48.表面淬火的目的是什么？常用的表面淬火方法有哪兒種？比較它們的優(yōu)缺點及應用

范圍。并說明表面淬火前應采用何種預先熱處理。

49.化學熱處理包括哪幾個基本過程？常用的化學熱處理方法有哪幾種？

50.試述一般滲碳件的工藝路線，并說明其技術條件的標注方法。

51.氮化的主要目的是什么？說明氮化的主要特點及應用范圍。

52.試說明表面淬火、滲碳、氮化熱處理工藝在用鋼、性能、應用范圍等方面的差別。

53.擬用Tl（）制造形狀簡單的車刀，工藝路線為：

鍛造一熱處理一機加工一熱處理一磨加工

（1）試寫出各熱處理工序的名稱并指出各熱處理工序的作用;

（2）指出最終熱處理后的顯微組織及大致硬度；

（3）制定最終熱處理工藝規(guī)定（溫度、冷卻介質）

54.選擇下列零件的熱處理方法，并編寫簡明的工藝路線（各零件均選用鍛造毛坯，并且

鋼材具看■足夠的淬透性）：

（1）某機床變速箱齒輪（模數m=4）,要求齒面耐磨，心部強度和韌性要求不高，材料選

用45鋼;

（2）某機床主軸，要求有良好的綜合機械性能，軸徑部分要求耐磨（HRC50-55）,材料

選用45鋼：

（3）鋪床錘桿，在重載荷下工作，精度要求極高，并在滑動軸承中運轉，要求錘桿表面

有吸高的硬度，心部有較高的綜合機械性能，材料選用38CrMoAlA。

55.某型號柴油機的凸輪軸，要求凸輪表面有高的硬度（HRO50）,而心部具有良好的韌

性（Ak>40J）,原采用45鋼調質處理再在凸輪表面進行高頻淬火，最后低溫回火，現因工廠

庫存的45鋼己用完，只剩15鋼，擬用15鋼代替。試說明：

（1）原45鋼各熱處理工序的作用；

（2）改用15鋼后，應按原熱處理工序進行能否滿足性能要求？為什么？

（3）改用15鋼后，為達到所要求的性能,在心部強度足夠的前提下采用何種熱處理工藝？

56.有甲、乙兩種鋼，同時加熱至1150℃,保溫兩小時，經金相顯微組織檢查，甲鋼奧

氏體晶粒度為3級，乙鋼為6級。由此能否得出結論：甲鋼是本質粗晶粒鋼，而乙鋼是本質細

晶粒鋼？

57.為什么用鋁脫氧的鋼及加入少量Ti,Zr,V,Nb,W等合金元素的鋼都是本質細晶粒

鋼？奧氏體晶粒大小對轉變產物的力學性能有何影響？

58.鋼獲得馬氏體組織的條件是什么？與鋼的珠光體相變及貝氏體相變比較，馬氏體相變

有何特點？

59.說明共析鋼C曲線各個區(qū)，各條線的物理意義，并指出影響C曲線形狀和位置的主要

因素。

60.將20鋼及60鋼同時加熱至860℃,并保溫相同時間，問哪種鋼奧氏體晶粒粗大些?

6.常用金屬材料

（一）名詞解釋

低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼、合金元素、結構鋼、工程構件用鋼、普通碳素結構鋼、低合金

高強度結構鋼、機器零件用鋼、滲碳鋼、調質鋼、彈簧鋼、滾動軸承鋼、易切削鋼、鑄鋼、超

高強度鋼、工具鋼、碳素工具鋼、低合金工具鋼、高速鋼、特殊性能鋼、不銹鋼、耐熱鋼、耐

磨鋼、石墨化、白口鑄鐵、灰口鑄鐵、麻口鑄鐵、灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、孕育（變質）處理、球

化處理、石墨化退火、變形偌合金、鑄造鋁合金、時效強化、黃銅、青銅、白銅、鈦合金、軸

承合金

（二）常用材料牌號識別：

1.Q195

2.Q235

3.Q235F

4.Q255Z

5.25

6.35

7.45

8.65

9.T7

10.T8

11.T10

12.T13

13.T13A

14.T10A

15.ZGMnl3

16.2Crl3

17.3Crl3

18.20CrMnTi

19.18Cr2Ni4WA

20.40Cr

21.35CrMo

22.40CrNiMo

23.38CrMoAl

24.65Mn

25.50C1VA

26.W18Cr4V

27.HT250

28.HT200

29.HT150

30.KTH350-06

31.KTZ450-06

32.QT400-18

33.QT450-10

34.QT500-7

35.RuT420

36.RuT340

37.5CrMnMo

38.LF5

39.LF21

40.LY1

41.LY12

42.LC4

43.LC6

44.LD5

45.LD10

46.ZL101

47.ZL203

48.ZL3O3

49.ZL401

5().H90

51.H62

52.HPb59-l

53.HMn58-2

54.ZHSi80-3

55.ZQSnIO—1

56.QSn4—3

57.QA19-4

58.QBe2

59.TAI

60.TA4

61.TA6

62.TC2

(三)選擇題

1.合金元素對奧氏體晶粒長大的影響是O

a均強烈阻止奧氏體晶粒長大b均強烈促進奧氏體晶粒長大

c無影響d上述說法都不全面

2.適合滲碳處理的鋼有o

a16Mn、15、20Cr、12cH3、12Cr2Ni4A

b45、40Cr>65Mn、T12

cl5、20Cr、18Cr2Ni4WA>20CrMnTi

d20、40Cr>20CrMnTi、2Crl3

3.要制造直徑25mm的螺栓，要求整個截面上具有良好的綜合力學性能，應選用。

a45鋼經正火處理b60Si2Mn經淬火和中溫回火處理

c40Cr鋼經調質處理d20Cr經退火熱處理

4.制造手用鋸條應選用o

aT12鋼淬火后低溫回火b45鋼淬火后高溫回火

c65鋼淬火后中溫回火d20CrMnTi滲碳處理

5.高速鋼的熱硬性取決于。

a馬氏體的多少b淬火加熱時溶入奧氏體中合金元素的量

c鋼中的含碳量d殘余奧氏體的多少

6.汽車及拖拉機的齒輪要求表面具有高硬度、高耐磨性、心部有良好的強韌性，應選用

a65鋼淬火后中溫回火b4()Cr淬火后高溫回火

c20CrMnTi滲碳淬火后低溫回火dT8鋼淬火后低溫回火

7.65>65Mn、60Cr2Mn>5()CrV屬于,其熱處理特點是

a工具鋼，淬火+低溫回火b軸承鋼，滲碳+淬火+低溫回火

c彈簧鋼，淬火+中溫回火d調質鋼，淬火+高溫回火

8.二次硬化屬于o

a固溶強化b細晶強化c位錯強化d第二相強化

9.06Crl8NillTi奧氏體型不銹鋼進行固溶處理的目的是。

a獲得單一的馬氏體組織，提高硬度和耐磨性b提高耐蝕性，防止晶間腐蝕

c降低硬度，便于切削加工d提高硬度，便于切削加工

10.拖拉機和坦克履帶板會受到嚴重的磨損及強烈的沖擊，應選用。

a20Cr滲碳淬火后低溫回火bZGMnl3經水韌處理

cW18Cr4V淬火后低溫回火dGCrl5淬火后低溫回火

11.制造軸、齒輪等零件所用的調質鋼，其碳的質量分數范圍是,為了提高淬透性

應前入的合金元素。

a3c=0.27-0.50%b3c=0.6~0.9%c3c<0.25%

dCr、Ni、Si、Mn、BeW、Mo、V、Ti、NifCo、Al、P、S

12.45鋼、40CrNi和40CrNiMo等調質鋼產生第二類回火脆性的傾向大小是。

a40CrNiMo>40CrNi>45b40CrNi>40CrNiMo>45c45>40CrNi>4()CrNiMo

13.屬于冷作模具鋼的是c

a9SiCr>9Mn2V、Crl2MoVb5CrNiMo、9Mn2V、3Cr2W8V

c5CrMnMo.Crl2MoV.9SiCrd2Cr13>W18Cr4V、65Mn

14.屬于熱作模具鋼的是4

a9CrWMn>9Mn2V、Crl2b5CrNiMo>5CrMnMo>3Cr2W8V

c9SiCr>Crl2MoV>3Cr2W8Vd!Crl8Ni9Ti>Crl2MoV、2Crl3

15.制造高速切削刀具的鋼是一

aT12A、3Cr2W8VbCrl2MoV>9SiCr

cW18Cr4V>W6Mo5Cr4V2d5CrNiMo、9CrWMn

16.用于制作醫(yī)療手術刀具的鋼是。

aGCrl5、40Cr>Crl2bCr17>20Crl3>06Crl8NillTi

c20cli3、12Crl3>Crl2MoVd3Cr13>4Crl3

17.為了改善高速鋼鑄態(tài)組織中的碳化物不均勻性，應進行處理。

a完全退火b正火c球化退火d鍛造加工

18.為了消除碳素工具鋼中的網狀滲碳體而進行正火，其加熱溫度是

aAccm+(30-50)℃bArCm+(3()?50)℃

cAci+(30-50)℃dAc3+(30-50)℃

19.45鋼在水和油中冷卻時，其臨界直徑分別用Do”：和Do池表示，它們的關系是

aD(u〈Do油bDoQDo油cDo產Do油d不確定

20.40Cr與40鋼相比，40Cr的熱處理工藝參數特點是。

a奧氏體等溫轉變圖左移，Ms點上升b奧氏體等溫轉變圖左移，Ms點下降

c奧氏體等溫轉變圖右移，Ms點下降d奧氏體等溫轉變圖右移，Ms點上升

21.T8鋼與60鋼相比，T8鋼的熱處理工藝參數的特點是o

aMs點低，奧氏體等溫轉變圖靠左bMs點低，奧氏體等溫轉變圖靠右

cMs點高，奧氏體等溫轉變圖靠左dMs點高，奧氏體等溫轉變圖靠右

22.40CrNiMoA與40鋼相比，40CrNiMoA的熱處理工藝參數特點是：

aMs點低，淬火后殘留奧氏體少bMs點低，淬火后殘留奧氏體多

cMs點高，淬火后殘留奧氏體少dMs點高，淬火后殘留奧氏體多

23.同種調質鋼淬透試樣與木淬透試樣相比，當回火硬度相同時<,

a淬透試樣的Rm大大提高b淬透試樣的Rm大大降低

c未淬透試樣的RCL和aK明顯下降d未淬透試樣的RcL和AK明顯提高

24.鋼的熱硬性主要取決于o

a鋼的含碳量b馬氏體的含碳量c殘留奧氏體的含碳量d馬氏體的耐回火性

25.產生第二類回火脆性較嚴重的鋼是o

a碳素鋼b格鋼c銘銀鋁鋼d不銹鋼

26.鑄鐵石墨化的幾個階段完全進行,其顯微組織為o

aF+GbF+P+GcP+Gdy+P+G

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