工程材料習(xí)題

1、第一章 概論習(xí)題（一） 解釋名詞晶體、金屬鍵、離子鍵、分子鍵、共價(jià)鍵。（二） 填空題1 材料科學(xué)的任務(wù)是揭示材料的成分、組織和性能之間的相互關(guān)系及其變化規(guī)律。2 材料的性能主要包括使用性能和工藝性能兩個(gè)方面。3 晶體物質(zhì)的基本特征是4 固體中的結(jié)合鍵可分為四種，他們是金屬鍵、離子鍵、分子鍵、共價(jià)鍵。5 結(jié)合鍵是指在固體狀態(tài)下，當(dāng)原子聚集為晶體時(shí)，原子之間產(chǎn)生較強(qiáng)的相互作用力。6 共價(jià)鍵比分子鍵具有更大的結(jié)合力。7 簡(jiǎn)單金屬的結(jié)合鍵是金屬鍵，過渡金屬的結(jié)合鍵是金屬鍵和共價(jià)鍵。8 金屬晶體比離子晶體具有較好的導(dǎo)電能力。（三） 是非題1 晶體是較復(fù)雜的聚合體。2 結(jié)構(gòu)材料是指工程上要求機(jī)械性能的材料

2、。3 物質(zhì)的狀態(tài)反映了原子或分子之間的相互作用和它們的熱運(yùn)動(dòng)。4 比重較大的金屬是黑色金屬，比重較小的金屬為有色金屬。（四） 選擇正確答案1 在原子的聚合體中，若原子間距為平衡距離，作規(guī)則排列，并處于穩(wěn)定狀態(tài)，則其對(duì)應(yīng)的能量分布為：a 最高；b最底；c居中。2 決定晶體結(jié)構(gòu)和性能最基本的因素是：a原子間的結(jié)合能；b原子間的距離；c原子的大小。3 金屬鍵的特征是：a具有飽和性；b沒有飽和性；c具有各向同性。4 共價(jià)晶體具有：a高強(qiáng)度；b低熔點(diǎn)；c不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。5 稀有金屬屬于：a 黑色金屬；b有色金屬；c易熔金屬。（五） 綜合分析題1 試比較離子晶體與分子晶體的結(jié)構(gòu)特征及性能特點(diǎn)。2 試比較金屬材

3、料、陶瓷材料、高分子材料和復(fù)合材料在結(jié)合鍵上的差別。3 石墨（大部分為金屬鍵）和金剛石（全為共價(jià)鍵）都是純碳，但前者是電的良導(dǎo)體而后者是電的不良導(dǎo)體。試根據(jù)金屬鍵和共價(jià)鍵的特點(diǎn)解釋這一現(xiàn)象。第二章 金屬結(jié)構(gòu)習(xí)題（一） 解釋名詞致密度、晶格、晶胞、單晶體、多晶體、晶粒、亞晶粒、晶界、晶體的各向異性、刃型位錯(cuò)、空位、間隙原子。（二） 填空題1 同非金屬相比，金屬的主要特征是良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性，良好的塑性，不透明，有光澤，正的電阻溫度系數(shù)。2 晶體與非金屬最根本的區(qū)別是晶體有確定的熔點(diǎn)和各向異性。3 金屬晶體中最主要的面缺陷是晶界和亞晶界。4 錯(cuò)位分兩種，它們是刃型位錯(cuò)和螺型位錯(cuò)，多余半原子面是刃

4、型錯(cuò)位所特有的。5 在位方晶系中，120晶面族包括(20)、(10)、(12)、(0)、(1)、()、(2)、(120)等晶面6 點(diǎn)缺陷有空位和間隙原子兩種；面缺陷中存在大量的位錯(cuò)。7 -Fe、-Fe的一個(gè)晶胞內(nèi)的原子數(shù)分別為4和2。8 當(dāng)原子在金屬晶體中擴(kuò)散時(shí)，它們?cè)趦?nèi)、外表面上的擴(kuò)散速度較在體內(nèi)的擴(kuò)散速度快。（三） 是非題1 因?yàn)閱尉w是各鄉(xiāng)異性的，所以實(shí)際應(yīng)用的金屬材料在各個(gè)方向上的性能也是不相同的。2 金屬多晶體是由許多結(jié)晶方向相同的單晶體組成的。3 因?yàn)槊嫘牧⒎骄Ц竦呐湮粩?shù)大于體心立方晶格的配位數(shù)，所以面心立方晶格比體心立方晶格更致密。4 在立方晶系中，（123）晶面與12晶向垂直。

5、5 在立方晶系中，（111）與（11）是相互平行的兩個(gè)晶面。6 在立方晶系中，（123）晶面與（12）晶面屬同一晶面族。7 在立方晶系中，原子密度最大的晶面間的距離也最大。8 在金屬晶體中，當(dāng)存在原子濃度梯度時(shí)，原子向各個(gè)方向都具有相同的躍遷幾率。9 因?yàn)楣虘B(tài)金屬的擴(kuò)散系數(shù)比液態(tài)金屬的擴(kuò)散系數(shù)小得多，所以固態(tài)下的擴(kuò)散比液態(tài)下的慢得多。10屬理想晶體的強(qiáng)度比實(shí)際晶體的強(qiáng)度稍強(qiáng)一些。11晶體缺陷的共同之處是它們都能引起晶格畸變。（四） 選擇正確答案1 正的電阻溫度系數(shù)的含義是：a隨溫度升高導(dǎo)電性增大；b隨溫度降低電阻降低；c隨溫度增高電阻減小。2 晶體中的位錯(cuò)屬于： a體缺陷；b面缺陷；c線缺陷；

6、d點(diǎn)缺陷。3 亞晶界是由： a點(diǎn)缺陷堆積而成；b位錯(cuò)垂直排列成位錯(cuò)墻而構(gòu)成；c晶界間的相互作用構(gòu)成。4 在面心立方晶格中，原子密度最大的晶向是： a<100>；b<110>；c<111>。5 在體心立方晶格中，原子密度最大的晶面是： a100；b110；c111。6 -Fe和-Fe分別屬于什么晶格類型： a面心立方和體心立方；b體心立方和面心立方；c均為面心立方d均為體心立方。（五） 綜合分析題1 標(biāo)出圖2-1中給定的晶面與晶向：OOBB：（1）； ：110；ODC：（）；：010；AACC：（110）；120；AADD：（120）；：122。2 作圖表示立

7、方晶系中的（110）、（112）、（120）、（234）、（12）晶面和111、132、210、12晶向。3 常見的金屬晶體結(jié)構(gòu)有哪幾種？它們的原子排列和晶格常數(shù)各有什么特點(diǎn)？-Fe、-Fe、Al、Cu、Ni、Pb、Cr、V、Mg、Zn各屬于何種晶體結(jié)構(gòu)？4 畫出體心立方、面心立方和密排六方晶體中原子最密的晶面和晶向、寫出它們的晶面和晶向指數(shù)并求出單位面積及單位長(zhǎng)度上的原子數(shù)。5 填出表2-2中三種典型金屬的基本參量：表2-2晶格類型晶胞內(nèi)平均原子數(shù)r和a的關(guān)系配位數(shù)晶格致密度BCC2868%FCC41279%HCP61274%6 已知-Fe的晶格常數(shù)，-Fe的晶格常數(shù)，試求出-Fe和-Fe的

8、原子半徑和致密度。7 在常溫下，已知鐵的原子直徑，銅的原子直徑，求鐵和銅的晶格常數(shù)。8 實(shí)際金屬晶體中存在哪些晶體缺陷？它們對(duì)性能有什么影響？9 立方晶系中，下列各晶面、晶向表示法是否正確？不正確的請(qǐng)改正：（1，-1，2）、（，1， ），-1，1.5,2,11。第三章 金屬的結(jié)晶習(xí)題（一） 解釋名詞結(jié)晶、過冷度、自發(fā)生核、非自發(fā)生核、晶粒度、變質(zhì)處理。（二） 填空題1 結(jié)晶過程是依靠?jī)蓚€(gè)密切聯(lián)系的基本過程來實(shí)現(xiàn)的，這兩個(gè)過程是生核和長(zhǎng)大。2 在金屬學(xué)中，通常把金屬從液態(tài)過渡為固體晶態(tài)的轉(zhuǎn)變稱為一次結(jié)晶；而把金屬從一種固態(tài)過渡為另一種固體晶態(tài)的轉(zhuǎn)變稱為二次結(jié)晶。3 當(dāng)對(duì)金屬液體進(jìn)行變質(zhì)處理時(shí)，變

9、質(zhì)劑的作用是增加晶核的數(shù)量或阻礙晶核的長(zhǎng)大。4 液態(tài)金屬結(jié)晶時(shí)，結(jié)晶過程的推動(dòng)力是金屬在固液態(tài)之間的自由能差F，阻力是建立界面所需的表面能A。5 能起非自發(fā)生核作用的雜質(zhì)，必須符合結(jié)構(gòu)相似，大小相當(dāng)?shù)脑瓌t。6 過冷度是指理論結(jié)晶溫度與實(shí)際結(jié)晶溫度之差，其表示符號(hào)為T。7 過冷是結(jié)晶的必要條件。8 細(xì)化晶?？梢酝ㄟ^提高過冷度和進(jìn)行變質(zhì)處理兩種途徑實(shí)現(xiàn)。9 典型鑄錠結(jié)構(gòu)的三個(gè)晶區(qū)分別為：表層結(jié)晶區(qū)、柱狀晶區(qū)和中心等軸晶區(qū)。（三） 是非題1 凡是由液體凝固成固體的過程都是結(jié)晶過程。2 室溫下，金屬晶粒越細(xì)，則強(qiáng)度越高，塑性越低。3 金屬由液態(tài)轉(zhuǎn)變成固態(tài)的結(jié)晶過程，就是由短程有序狀態(tài)向長(zhǎng)程有序狀態(tài)轉(zhuǎn)變

10、的過程。4 在實(shí)際金屬和合金中，自發(fā)生核常常起著優(yōu)先和主導(dǎo)的作用。5 純金屬結(jié)晶時(shí)，生核率隨冷度的增加而不斷增加。6 當(dāng)晶核長(zhǎng)大時(shí)，隨過冷度增大，晶核的長(zhǎng)大速度增大。但當(dāng)過冷度很大時(shí)，晶核長(zhǎng)大的速度很快減小。7 當(dāng)過冷度較大時(shí)，純金屬晶體主要以平面狀方式長(zhǎng)大。8 當(dāng)形成樹枝狀晶體時(shí)，枝晶的各次晶軸將具有不同的位向，故結(jié)晶后形成的枝晶是一個(gè)多面體。9 在工程上評(píng)定晶粒度的方法是在放大100倍的條件，與標(biāo)準(zhǔn)晶粒度圖作比較，級(jí)數(shù)越高、晶粒越細(xì)。10過冷度的大小取決于冷卻速度和金屬的本性。（四） 選擇正確答案1 金屬結(jié)晶時(shí)，冷卻速度越快，其實(shí)際結(jié)晶溫度將： a越高；b越低；c越接近理論結(jié)晶溫度。2 為

11、細(xì)化晶粒，可采用： a快速澆注；b加變質(zhì)劑；c以砂型代金屬型。3 實(shí)際金屬結(jié)晶時(shí)，通過控制生核速率N和長(zhǎng)大速度G的比值來控制晶粒大小，在下列情況下獲得粗大晶粒：a N/G很大時(shí)；bN/G很小時(shí)；cN/G居中時(shí)。（五） 綜合分析題1 試畫出純金屬的冷卻曲線，分析曲線中出現(xiàn)“平臺(tái)”的原因。2 金屬結(jié)晶的基本規(guī)律是什么？晶核的形成率和成長(zhǎng)速度受到哪些因素的影響？3 在實(shí)際應(yīng)用中，細(xì)晶粒金屬材料往往具有較好的常溫力學(xué)性能，試從過冷度對(duì)結(jié)晶基本過程的影響，分析細(xì)化晶粒、提高金屬材料使用性能的措施。4 如果其它條件相同，試比較在下列鑄造條件下鑄件晶粒的大?。?） 金屬模澆注與砂型澆注；2） 變質(zhì)處理與不變

12、質(zhì)處理；3） 鑄成薄件與鑄成厚件；4） 澆注時(shí)采用震動(dòng)與不采用震動(dòng)。5） 為什么鋼錠希望盡量減少柱狀晶區(qū)？第四章 金屬的塑性變形與再結(jié)晶習(xí)題（一） 解釋名詞塑性變形、塑性、強(qiáng)度、滑移、加工硬化、回復(fù)、再結(jié)晶、熱加工、滑移系、硬位向。（二） 填空題1 加工硬化現(xiàn)象是指隨變形度的增大，強(qiáng)度和硬度顯著提高而塑性和韌性顯著下降，加工硬化的結(jié)果，使金屬對(duì)塑性變形的抗力增大，造成加工硬化的根本原因是位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)。2 滑移的實(shí)質(zhì)是位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)。3 金屬塑性變形的基本方式是滑移和孿生。4 -Fe發(fā)生塑性變形時(shí)，其滑移面和滑移方向分別是110和111。5 影響多晶體塑性變形的兩個(gè)主要因素是晶界和晶粒。6 變形金屬的最低

13、再結(jié)晶溫度是指變形度達(dá)到一定大小后，金屬的再結(jié)晶溫度趨于某一穩(wěn)定值，其數(shù)值與熔點(diǎn)間的大致關(guān)系為。7 鋼在常溫下的變形加工稱為冷加工，而鉛在常溫下的變形加工稱為熱加工。8 影響再結(jié)晶開始溫度的因素為預(yù)變形度、加熱速度和保溫時(shí)間。9 再結(jié)晶后晶粒的大小主要取決于預(yù)變形度和加熱溫度。（三） 是非題1 在體心立方晶格中，滑移面為111×6，而滑移方向?yàn)?10×2，所以滑移系為12。2 滑移變形不會(huì)引起金屬晶體結(jié)構(gòu)的變化。3 因?yàn)锽CC晶格與FCC晶格具有相同數(shù)量的滑移系，所以兩種晶體的塑性變形能力完全相同。4 孿生變形所需要的切應(yīng)力要比滑移變形時(shí)所需的小得多。5 金屬的預(yù)先變形度越

14、大，其開始再結(jié)晶的溫度越高。6 變形金屬的再結(jié)晶退火溫度越高，退火后得到的晶粒越粗大。7 金屬鑄件可以通過再結(jié)晶退火來細(xì)化晶粒。8 熱加工是指在室溫以上的塑性變形加工。9 再結(jié)晶能夠消除加工硬化效果，是一種軟化過程。10再結(jié)晶過程是有晶格類型變化的結(jié)晶過程。（四） 選擇正確答案1 能使單晶體產(chǎn)生塑性變形的應(yīng)力為：a正應(yīng)力；b切應(yīng)力；c復(fù)合應(yīng)力。2 面心立方晶格的晶體在受力時(shí)的滑移方向：a111；b110；c100。3 體心立方與面心立方晶格具有相同數(shù)量的滑移系，但其塑性變形能力是不同的，其原因是面心立方晶格的滑移方向較體心立方晶格的滑移方向：a少；b多；c相等。4 金屬的最低再結(jié)晶溫度可用下式

15、計(jì)算：a；b；c。5 變形金屬再加熱時(shí)發(fā)生的再結(jié)晶過程是一個(gè)新晶粒代替舊晶粒的過程，這種新晶粒的晶型是：a與變形前的金屬相同；b與變形后的金屬相同；c形成新的晶型。6 加工硬化使：a強(qiáng)度增大，塑性降低；b強(qiáng)度增大，塑性增大；c強(qiáng)度減小，塑性增大；d強(qiáng)度減小，塑性減小。7 再結(jié)晶后：a形成等軸晶，強(qiáng)度增大；b形成柱狀晶，塑性下降；c形成柱狀晶，強(qiáng)度升高；d形成等軸晶，塑性升高。（五） 綜合分析題1 指出下列名詞的主要區(qū)別：1） 彈性變形與塑性變形；2） 韌性斷裂與脆性斷裂；3） 再結(jié)晶與二次再結(jié)晶；4） 加工硬化與變質(zhì)處理；2 說明下列現(xiàn)象產(chǎn)生的原因：1） 晶界處滑移的阻力最大；2） 實(shí)際測(cè)得的

16、晶體滑移所需的臨界切應(yīng)力比理論計(jì)算得到的數(shù)值小；3） Zn, -Fe,Cu 的塑性不同。3 說明滑移變形與孿生變形的主要區(qū)別。4 為什么細(xì)晶粒鋼強(qiáng)度高，塑性、韌性也好？5 與單晶體的塑性變形比較，說明多晶體塑性變形的特點(diǎn)。6 金屬塑性變形后組織和性能有什么變化？7 在圖4-1所式的晶面、晶向中，哪些是滑移面哪些是滑移方向？就圖中情況能否構(gòu)成滑移系？8 用低碳鋼板冷沖壓形成的零件，沖壓后發(fā)現(xiàn)各部位的硬度不同，為什么？如何解決？9 拉制半成品銅絲的過程如圖4-2所式，試畫出不同階段的組織與性能變化示意圖，并對(duì)圖形加以解釋。10 已知金屬鎢、鐵、鉛、錫的熔點(diǎn)分別為3380，1528，327和232，

17、試計(jì)算這些金屬的最低再結(jié)晶溫度，并分析鎢和鐵在1100下的加工，錫和鉛在室溫（20）下的加工各為何種加工？11 銅的熔點(diǎn)為1083，試求其再結(jié)晶退火溫度。12 何謂臨界變形度？分析造成臨界變形度的原因。13 熱加工對(duì)金屬的組織和性能有何影響鋼材在熱變形加工（如鍛造）時(shí)，為什么不出現(xiàn)硬化現(xiàn)象？14 在制造齒輪時(shí)，有時(shí)采用噴丸法（即將金屬丸噴射到零件表面上）使齒面得以強(qiáng)化。試分析強(qiáng)化原因。第五章 二元合金相圖習(xí)題（一） 解釋名詞組元、相、組織、組織組成物、固溶體、金屬間化合物、間隙相、枝晶偏析、固溶強(qiáng)化。（二） 填空題1 固溶體的強(qiáng)度和硬度比溶劑的強(qiáng)度和硬度高2 Cu-Ni合金進(jìn)行塑性變形時(shí)，其滑

18、移面為3 固溶體出現(xiàn)枝晶偏析后，可用擴(kuò)散退火加以消除。4 以電子濃度因素起主導(dǎo)作用而生成的化合物稱電子化合物。5 共晶反應(yīng)式為，共晶反應(yīng)的特點(diǎn)是發(fā)生共晶反應(yīng)時(shí)三相共存，它們各自的成分是確定的，反應(yīng)在恒溫下平衡的進(jìn)行著。（三） 是非題。1 間隙固溶體一定是無限固溶體。2 間隙相不是一種固溶體，而是一種金屬間化合物。3 平衡結(jié)晶獲得的20%Ni的Cu-Ni合金比40%的Cu-Ni合金的硬度和強(qiáng)度要高。4 在共晶相圖中，從L中結(jié)晶出來的晶粒與從中析出的晶粒具有相同的晶體結(jié)構(gòu)。5 一個(gè)合金的室溫組織為+（+），它由三相組成。（四） 選擇正確答案1 固溶體的晶體結(jié)構(gòu)與a溶劑；b溶質(zhì)；c其它晶型 相同。2

19、 間隙相的性能特點(diǎn)是：a熔點(diǎn)高，硬度低；b硬度高，熔點(diǎn)低；c硬度高，熔點(diǎn)高。3 在發(fā)生L+共晶反應(yīng)時(shí)，三相的成分：a相同；b確定；c不定。4 共析成分的合金在共析反應(yīng)+剛結(jié)束時(shí)，其組成相為：a+；b+；c（+）。5 一個(gè)合金的組織為+（+），其組織組成物為：a 、；b、（+）；c、。（五） 綜合題1 什么是固溶強(qiáng)化？造成固溶強(qiáng)化的原因是什么？2 間隙固溶體和間隙相有什么不同？3 將20純銅與30純鎳熔化后慢冷至如圖5-1溫度，求此時(shí)：1） 兩相的成分；2） 兩相的重量比；3） 各相的相對(duì)重量；4） 各相的重量。4 圖5-2為Pb-Sn相圖，1） 用冷卻曲線表示96%Pb的Pb-Sn合金的平衡結(jié)

20、晶過程，畫出室溫平衡組織式意圖，標(biāo)上各組織組成物。2） 計(jì)算該合金室溫組織中組成相的相對(duì)重量。3） 計(jì)算該合金室溫組織中組織組成物的相對(duì)重量。4） 指出該合金系室溫組織中含最多的合金成分。5） 指出該合金系室溫組織中共晶體最多和最少的合金的成分或成分范圍。5 某合金相圖如圖5-3所示，1） 標(biāo)上（1）（3）區(qū)域中存在的相。2） 標(biāo)上（4），（5）區(qū)域中的組織。3） 相圖中包括哪幾種轉(zhuǎn)變？寫出它們的反應(yīng)式。6 發(fā)動(dòng)機(jī)活塞用Al-Si合金鑄件制成，根據(jù)相圖（圖5-4），選擇鑄造用Al-Si合金的合適成分，簡(jiǎn)述原因。第六章 鐵碳合金圖習(xí)題（一） 名詞解釋同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變、-Fe、鐵素體、珠光體。（二）

21、填空題1 珠光體的本質(zhì)是F與的共析混合物。2 的本質(zhì)是Fe與C的一種具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的間隙化合物。3 一塊純鐵在912發(fā)生-Fe-Fe轉(zhuǎn)變時(shí)，體積將增大。4 F的晶體結(jié)構(gòu)為體心立方晶格；A的晶體結(jié)構(gòu)為面心立方晶格。5 共析成分的鐵碳合金室溫平衡組織是P，其組成相是F+。6 在鐵碳合金室溫平衡組織中，含最多的合金成分點(diǎn)為，含最多的合金成分點(diǎn)為。7 用顯微鏡觀察某亞共析鋼，若估算其中的珠光體含量為80%，則此鋼的碳含量為62%。（三） 是非題1 鐵素體的本質(zhì)是碳在-Fe中的間隙相。2 20鋼比T12鋼的碳含量要高。3 與的形態(tài)與晶體結(jié)構(gòu)均不相同。4 在退火狀態(tài)（接近平衡組織），45鋼比20鋼的硬度和強(qiáng)

22、度都高。5 在鐵碳合金平衡結(jié)晶過程中，只有成分為4.3%C的鐵碳合金才能發(fā)生共晶反應(yīng)。（四） 選擇正確答案1 奧氏體是：a碳在-Fe中的間隙固溶體；b碳在-Fe中的間隙固溶體；c碳在-Fe中的有限固溶體。2 珠光體是一種：a單相固溶體；b兩相混合物；cFe與C的混合物。3 T10鋼的含碳量為：a0.10%；b1.0%；c10%。4 鐵素體的機(jī)械性能特點(diǎn)是：a強(qiáng)度高、塑性好、硬度低；b強(qiáng)度低、塑性差、硬度低；c強(qiáng)度低、塑性好、硬度低。5 能進(jìn)行鍛造的鐵碳合金有：a 亞共析鋼；b共析鋼；c亞共析白口鐵。（五） 綜合題1 對(duì)某一碳鋼（平衡狀態(tài)）進(jìn)行相分析，得知其組成相為80%F和20%，求此鋼的成分

23、及其硬度。2 用冷卻曲線表示E點(diǎn)成分的鐵碳合金的平衡結(jié)晶過程，畫出室溫組織示意圖，標(biāo)上組織組成物，計(jì)算室溫平衡組織中組成相和組織組成物的相對(duì)質(zhì)量。3 10含3.5%C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(yīng)）時(shí)所剩下的液體的成分及重量。4 比較退火狀態(tài)下的45鋼、T8鋼、T12鋼的硬度、強(qiáng)度和塑性的高低，簡(jiǎn)述原因。5 同樣狀態(tài)的兩塊鐵碳合金，其中一塊是15鋼，一塊是白口鑄鐵，用什么簡(jiǎn)便方法可迅速區(qū)分它們？6 為什么碳鋼進(jìn)行熱鍛、熱軋時(shí)都加熱到奧氏體區(qū)？7 說出Q235A，15，45，65，T8，T12等鋼的鋼類、含碳量，各舉出一個(gè)應(yīng)用實(shí)例。8 下列零件或工具用何種碳鋼制造：手鋸鋸

24、條、普通螺釘、車床主軸。第七章 鋼的熱處理習(xí)題（一） 解釋名詞本質(zhì)晶粒度、臨界冷卻速度、馬氏體、淬透性、淬硬性、調(diào)制處理（二） 填空題1 鋼加熱時(shí)奧氏體形成是由奧氏晶體核的形成，長(zhǎng)大，剩余滲碳體的熔化，奧氏體成分的均勻化等四個(gè)基本過程所組成。2 在過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物中，珠光體與屈氏體的主要相同點(diǎn)是無本質(zhì)區(qū)別，無嚴(yán)格界限，不同點(diǎn)是形態(tài)不同：珠光體較粗，屈似體較細(xì)。3 用光學(xué)顯微鏡觀察，上貝氏體的組織特征呈條或片狀，而下貝氏體則呈針狀。4 與共析鋼相比，非共析鋼C曲線的特征是5 馬氏體的顯微組織形態(tài)主要有板條狀、針狀兩種。其中板條狀馬氏體的韌性較好。6 高碳淬火馬氏體和回火馬氏體在形成條件上的

25、區(qū)別是，在金相顯微鏡下觀察二者的區(qū)別是7 目前較普遍采用的測(cè)定鋼的淬透性的方法是末端淬火法。8 鋼的淬透性越高，則其C曲線的位置越往右，說明臨界冷卻速度越小。9 鋼的熱處理工藝由加熱、保溫、冷卻三個(gè)階段所速成。10 利用Fe-相圖確定鋼完全退火的正常溫度范圍是線以上20-30，她主要適應(yīng)于亞共析鋼。11 球化退火的主要目的是使鋼中碳化物球狀化，它主要試用于過共析鋼。12 鋼的正常淬火溫度范圍，對(duì)亞共析鋼是線以上30-50，對(duì)過共析鋼是線以上30-50。13 當(dāng)鋼中發(fā)生奧氏體向馬氏體的轉(zhuǎn)變時(shí)，原奧氏體中碳含量越高，則點(diǎn)越低，轉(zhuǎn)變后的殘余奧氏體量就越多。14 在正常淬火溫度下，碳素鋼中共亞析鋼的臨

26、界冷卻速度比亞析鋼和過共析鋼的臨界冷卻速度都15 鋼的臨界冷卻速度與奧氏體化溫度的關(guān)系是16 淬火鋼進(jìn)行回火的目的是消除內(nèi)應(yīng)力并獲得所要求的組織與性能，回火溫度越高，鋼的強(qiáng)度與硬度越低。17 鋼在回火時(shí)的組織轉(zhuǎn)變過程是由馬氏體分解，殘余傲氏體分解，回火屈氏七形成，碳化物聚集長(zhǎng)大等四個(gè)階段所組成。18 化學(xué)熱處理的基本過程包括介質(zhì)分解，表面吸收，原子擴(kuò)散等三個(gè)階段。（三） 是非題1 鋼經(jīng)加熱奧氏體化后，在任何情況下，奧氏體中踏步的含量均與鋼中碳的含量相等。2 所謂本質(zhì)細(xì)晶粒鋼就是一種在任何加熱條件下晶粒均不發(fā)生粗化的鋼。3 馬氏體是碳在-Fe中的過飽和固溶體，當(dāng)奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí)，體積要收縮。

27、4 當(dāng)把亞共析鋼加熱到和之間的溫度時(shí)，將獲得由鐵素體和奧氏體構(gòu)成的兩相組織，在平衡條件下，其中奧氏體的碳旱含量總是大于鋼的碳含量。5 當(dāng)原始組織為片狀珠光體的鋼加熱奧氏體化時(shí)，細(xì)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。6 當(dāng)共亞析成分的奧式體在冷卻發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變時(shí)，溫度越低，其轉(zhuǎn)變產(chǎn)物組織越粗。7 貝氏體是過冷奧氏體中溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物，在轉(zhuǎn)變過程中，碳原子能進(jìn)行擴(kuò)散，而鐵原子不能進(jìn)行擴(kuò)散。8 不論碳含量高低，馬氏體的硬度都很高，脆性都很大。9 在正常熱處理加熱條件下，隨碳含量的增高，過共析鋼的過冷奧氏體越穩(wěn)定。10 因?yàn)檫^冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線位于等溫轉(zhuǎn)變曲線的右下方，所以連續(xù)

28、冷卻轉(zhuǎn)變曲線的臨界冷卻速度比等溫轉(zhuǎn)變曲線的大。11 高合金鋼既具有良好的淬透性，也具有良好的淬硬性。12 經(jīng)退火后再高溫回火的鋼，能得到回火馬氏體組織，具有良好的綜合機(jī)械性能。13 鋼的淬透性高，則其淬透層的深度也越大。14 鋼中未溶碳化物的存在，將使鋼的淬透性降低。15 在正常加熱淬火條件下，亞共析鋼的淬透性隨碳的增高而增大，過共析鋼的淬透性隨碳的增高而減小。16 表面淬火既能改變鋼的表面化學(xué)成分，也能改善心部的組織和性能。（四） 選擇正確答案1. 鋼在淬火后獲得的馬氏體組織的粗細(xì)主要取決于：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。2. 奧氏體向珠光體的轉(zhuǎn)變是：a擴(kuò)

29、散型轉(zhuǎn)變；b非擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變；c半擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變。3. 鋼經(jīng)調(diào)制處理后獲得的組織是：a回火馬氏體；b回火屈氏體；c回火索氏體。4. 過共析鋼的正常淬火加熱溫度是：a+30-50；b+30-50；c+30-50。5. 影響碳鋼淬火后殘余奧氏體量的主要因素是：a鋼材本身的碳含量；b鋼中奧氏體的碳含量；c鋼中碳化物的含量。6. 共析鋼過冷奧氏體在550-350的溫度區(qū)間等溫轉(zhuǎn)變時(shí)，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。7. 若合金元素能使C曲線右移，鋼的淬透性將：a降低；b提高；c不改變。8. 馬氏體的硬度取決于：a冷卻速度；b轉(zhuǎn)變溫度；c碳含量。9. 淬硬性好的鋼：a具有高的合金元素

30、含量；b具有高的碳含量；c具有低的碳含量。10. 對(duì)形狀復(fù)雜，截面變化大的零件進(jìn)行淬火時(shí)，應(yīng)選用：a高淬透性鋼；b中淬透性鋼；c低淬透性鋼。11. 對(duì)形狀復(fù)雜，截面變化大的零件進(jìn)行淬火時(shí)，應(yīng)采用：a水中淬火；b油中淬火；c鹽水中淬火。12. 若要提高淬火時(shí)的淬硬層深度，應(yīng)采?。篴選擇高淬透性鋼；b增大工件的截面尺寸；c選用比較緩和的冷卻介質(zhì)。13. 直徑為10的40鋼的常規(guī)淬火溫度為：a750；b850；c920。14. 45鋼為得到回火馬氏體組織，應(yīng)進(jìn)行：a馬氏體；b鐵素體+馬氏體；c馬氏體+殘余奧氏體。 15. 完全退火主要適用與：a亞共析鋼；b共析鋼；c過共析鋼。16. 擴(kuò)散退火的目的是

31、：a消除和改善晶內(nèi)偏析；b消除冷塑性變形后產(chǎn)生的加工硬化；c降低硬度以便于加工。17. 鋼的回火處理是在：a退火后進(jìn)行；b正火后進(jìn)行；c淬火后進(jìn)行。18. 鋼的滲碳溫度范圍是：a600-650；b800-850；c900-950；d1000-1050。（五） 綜合分析題1 指出，各臨界點(diǎn)的意義。2 本質(zhì)細(xì)晶粒鋼的奧氏體晶粒是否一定比本質(zhì)粗晶粒鋼的細(xì)，為什么？3 何謂冷處理？4 奧氏體的其始晶粒度、實(shí)際晶粒度、本質(zhì)晶粒度的含義是什么？5 奧氏體、過冷奧氏體、殘余奧氏體有何異同？6 再結(jié)晶和重結(jié)晶有何不同？7 指出影響奧氏體形成速度和奧氏體實(shí)際晶粒度的因素。8 說明共析鋼C曲線各個(gè)區(qū)、各條線的物理

32、意義，指出影響C曲線形狀和位置的主要因素。9 試比較共析鋼過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線和連續(xù)轉(zhuǎn)變曲線的異同點(diǎn)。10 何謂鋼的臨界冷卻速度？它的大小受哪些因素影響？它與鋼的淬透性有何關(guān)系？11 亞共析鋼熱處理時(shí)快速加熱可顯著地提高屈服強(qiáng)度和沖擊韌性，是何道理？12 加熱使鋼完全轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體時(shí)，原始組織是粗粒狀珠光體為好，還是以細(xì)片狀珠光體為好？為什么？13 熱軋空冷的45鋼鋼材在重新加熱到超過臨界點(diǎn)后再空冷下來時(shí)，組織為什么能細(xì)化？14 簡(jiǎn)述各種淬火方法及其使用范圍。15 用示意圖表示珠光體、索氏體、屈氏體、上貝氏體、下貝氏體和馬氏體在顯微鏡下的形態(tài)特征。16 試述馬氏體轉(zhuǎn)變的基本特點(diǎn)。17 試比較屈

33、氏體、上貝氏體、馬氏體和回火屈氏體、回火上貝氏體、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。18 馬氏體的本質(zhì)是什么？它的硬度為什么很高？是什么因素決定了它的脆性？19 淬透性和淬透層深度有何聯(lián)系與區(qū)別？影響鋼件淬透層深度的主要因素是什么？20 分析圖7-2的實(shí)驗(yàn)曲線中硬度隨碳含量變化的原因。圖中曲線1為亞共析鋼加熱到以上，過共析鋼加熱到以上淬火后，隨鋼中碳含量的增加鋼的硬度變化曲線；曲線2為亞共析鋼加熱到以上，過共析鋼加熱到以上淬火后，隨鋼中碳含量的增加鋼的硬度變化曲線；曲線3表示隨碳含量增加，馬氏體硬度的變化曲線。21 共析鋼加熱到相變點(diǎn)以上，用圖7-3所示的冷卻曲線冷卻，各應(yīng)

34、得到什么組織？各屬于何種熱處理方法？22 T12鋼加熱到以上，用圖7-4所示各種方法冷卻，分析其所得到的組織。23 正火與退火的主要區(qū)別是什么？生產(chǎn)中應(yīng)如何選擇正火與退火？24 確定下列崗件的退火方法，并指出退火目的及退火后的組織：1） 經(jīng)冷軋后的15鋼鋼板，要求降低硬度；2） ZG35發(fā)鑄造齒輪；3） 鍛造過熱的60鋼鍛坯；4） 改善T12鋼的切削加工性能。25 說明直徑為10的45鋼試件經(jīng)下列溫度加熱、保溫并在冷水中冷卻得到的室溫組織：700，840，1100。26 兩個(gè)碳含量為1.2%的碳鋼薄試樣，分別加熱到780和900并保溫相同時(shí)間奧氏體化后，以大于淬火臨界冷卻速度的冷卻速度冷至室溫

35、。試分析1） 那個(gè)溫度加熱淬火后馬氏體晶粒較粗大？2） 那個(gè)溫度加熱淬火后馬氏體碳含量較多？3） 那個(gè)溫度加熱淬火后殘余奧氏體較多？4） 那個(gè)溫度加熱淬火后未溶碳化物較多？5） 你認(rèn)為哪個(gè)溫度加熱淬火合適？為什么？27 指出下列工件的淬火及回火溫度，并說明回火后獲得的組織。1） 45鋼小軸（要求綜合機(jī)械性能好）；2） 60彈簧；3） T12鋼銼刀。28 兩根45鋼制造的軸，直徑分別為10和100，在水中淬火后，橫截面上的組織和硬度是如何分布的？29 用T10鋼制造形狀簡(jiǎn)單的車刀，其工藝路線為：鍛造熱處理機(jī)加工熱處理磨加工。1） 寫出其中熱處理工序的名稱及其作用。2） 制定最終熱處理（即磨加工前

36、發(fā)熱處理）的工藝規(guī)范，并指出車刀在使用狀態(tài)下的顯微組織和大致硬度。30甲、乙兩廠生產(chǎn)同一種零件，均采用45鋼，硬度要求220250HB，甲廠采用正火，乙廠采用調(diào)制處理，均能達(dá)到硬度要求，試分析甲、乙兩廠產(chǎn)品的組織 和性能差別。31試說明表面淬火、滲碳、淡化處理工藝在選用鋼種、性能、應(yīng)用范圍等方面的差別。32兩個(gè)45鋼工作，一個(gè)用電爐加熱（加熱溫度約為0.3/s），問兩者淬火溫度有何不同？淬火后組織和機(jī)械性能有何差別？33低碳鋼（0.2%C）小件經(jīng)930，5h滲碳后，表面碳含量增至1.0%，試分析以下處理后表面層和心部的組織：1） 滲碳后慢冷；2） 滲碳后直接水淬并低溫回火；3） 有滲碳溫度預(yù)冷

37、到820，保溫后水淬，再低溫回火；4） 滲碳后慢冷至室溫，再加熱到780，保溫后水淬，再低溫回火。 34調(diào)質(zhì)處理后的40鋼齒輪，經(jīng)高頻加熱后的溫度分布如圖7-5所示，試分析高頻加熱水淬后，齒輪由表面到中心各區(qū)（I，II，III）的組織變化。第八章 合金鋼習(xí)題（一） 解釋名詞合金元素、回火穩(wěn)定性、二次硬化、回火脆性、固溶處理、紅硬性。（二） 填空題1.按鋼中合金元素含量，可將合金鋼分為低合金鋼（<5%）、中合金鋼（5%10%）和高合金鋼（>10%）幾類（分別寫出合金元素含量范圍）。2.合金元素中，碳化物形成元素有W、V、Cr、Mn、Mo、Ti、Zr、Nb。3.使奧氏體穩(wěn)定化的元素有M

38、n、Co、Ni、C、N、Cu。4.促進(jìn)晶粒長(zhǎng)大的合金元素有Mn、P、B。5.幾乎所有的合金元素（除Co、Al外）都使Ms、Mf點(diǎn)下降，因此淬火后相同碳含量的合金鋼比碳鋼的A殘?jiān)龆?，使鋼的硬度下降?.一些含有合金元素Mn、Cr、Ni的合金鋼，容易產(chǎn)生第二類回火脆性，為了消除回火脆性可采用回火快冷和鋼中加入適量的Mo、W。7.合金鋼按用途可分為合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼、和特殊性能鋼。8.合金元素中的非碳化物形成元素有N、Cu、Ni、Co、Al、Si、B。9.強(qiáng)烈阻止奧氏體晶粒長(zhǎng)大的元素有V、Ti、Nb、Zr、Al。10.除Co外，其它的合金元素都使C曲線向右移動(dòng)即使鋼的臨界冷卻速度降低、淬透性提高

39、。11.合金鋼中最常用來提高淬透性的合金元素有Cr、Ni、Si、Mn、Mo五種，其中作用最大的是Cr。12.20是優(yōu)質(zhì)碳素鋼，可制造沖壓件及焊接件；9SiCr是低合金鋼，可制造低速切削刃具;5CrMnMo是熱模具鋼，可制造熱壓模、熱鍛模；3Cr2W8V是熱模具鋼，可制造壓鑄模；40MnB是調(diào)制鋼，可制造軸、連桿等；CrWMn是低合金刃具鋼，可制造拉刀、量規(guī)、形狀復(fù)雜精度高的沖模等。Cr12MoV是冷漠具鋼，可制造冷切剪刀、圓鋸、切便模；T12是碳素工具鋼，可制造銼刀、刮刀、量規(guī)；16Mn是低合金高強(qiáng)鋼，可制造橋梁、船舶等；40Cr是調(diào)制鋼，可制造軸類件、連桿、螺栓等；ZG15是鑄鋼，可制造機(jī)座

40、；20Cr是滲碳鋼，可制造齒輪、小軸等；60Si2Mn是彈簧鋼； GCr15是軸承鋼；1Cr7不銹鋼，可制造化工設(shè)備、容器和管道；1Cr13是馬氏體型不銹鋼，可制造防銹手術(shù)器械及刀具；W18Cr4V是高速鋼，可制造車刀、刨刀及鉆頭；1Cr18Ni9是A型不銹鋼，可制造耐硝酸、冷磷酸、有機(jī)酸及鹽、堿溶液腐蝕設(shè)備零件。13.20GrMnTi是滲碳鋼，Cr，Mn的主要作用是提高滲透性，Ti的主要作用是防止?jié)B碳晶粒過大。熱處理工藝是滲碳后直接淬火，再低溫回火。14.W18Cr4V是高速鋼，含碳量是0.7%0.8%，W的主要作用是提高硬度和耐磨性、Cr的主要作用是提高淬透性，V的主要作用是同W。熱處理工

41、藝是 ，最后組織是M回 。15.0Cr18Ni9Ti是A型不銹鋼，Cr，Ni和Ti的作用分別是提高耐磨性、提高耐蝕性、防止晶間腐蝕。16.金屬材料中能有效阻止錯(cuò)位運(yùn)動(dòng)的方法有晶粒強(qiáng)化、固溶強(qiáng)化、位錯(cuò)強(qiáng)化和第二相強(qiáng)化四種，因而馬氏體相變和回火轉(zhuǎn)變是鋼中最有效、最經(jīng)濟(jì)的強(qiáng)化手段。（三）是非題1.所有的合金元素都能提高鋼的淬透性。2.調(diào)制鋼的合金化主要考慮的提高其紅硬性。3.合金元素對(duì)鋼的強(qiáng)化效果主要固溶強(qiáng)化。4.T8鋼比T12鋼和40鋼有更好的淬透性和淬硬性。5.奧氏體型不銹鋼只能采用加工硬化。6.高速鋼需要反復(fù)鍛造是因?yàn)橛捕雀卟灰仔纬伞?.T8與20MnVB相比，淬硬性和淬透性都較低。8.18-

42、4-1高速鋼采用很高溫度淬火，其目的是使碳化物盡可能多的溶入奧氏體中，從而提高鋼的紅硬性。9.奧氏體不銹鋼的熱處理工藝是淬火后穩(wěn)定化處理。10.所有合金元素均使Ms、Mf下降。（四）選擇正確答案1.鋼的淬透性主要取決于：a.含碳量；b.冷卻介質(zhì)；c.合金元素。2.鋼的淬硬性主要取決于：a.含碳量；b.冷卻介質(zhì)；c.合金元素。3.要制造直徑25mm的螺栓，要求整個(gè)截面上具有良好的綜合機(jī)械性能，應(yīng)選用：a.45鋼經(jīng)正火處理；b.60Si2Mn鋼經(jīng)淬火和中溫回火；c.40Cr鋼經(jīng)調(diào)制處理。4.制造手用鋸條應(yīng)選用：a.T12鋼經(jīng)淬火和低溫回火；b.Cr12Mo鋼經(jīng)淬火和低溫回火；c.65鋼經(jīng)淬火后中溫回火。5.高速鋼的紅硬性主要取決于：a.馬氏體的多少；b.淬火加熱時(shí)溶于奧氏體中的合金元素含量；c.鋼中的碳含量。6.汽車、拖拉機(jī)的齒輪要求表面高耐磨性，中心有良好的強(qiáng)韌性，應(yīng)選用：a.20鋼滲碳后低溫回火；b.40Cr淬火后高溫回火；c.20CrMnTi滲碳淬火后低溫回火。7.托垃圾和坦克履帶板受到嚴(yán)重的磨損及強(qiáng)烈的沖擊，應(yīng)選用：a.20Cr滲碳淬火后低溫回火；b.Mn13經(jīng)水韌處理；c.W18Cr4V淬火后低溫回火。8.60Si2Mn鋼的熱處理工藝是：a.淬火和低溫回