機械工程材料復習題含答案

1、第一章金屬學根底一、名詞解釋1 .過冷度：實際結晶溫度與理論結晶溫度之差稱為過冷度.2 .均質成核：在一定條件下,從液態(tài)金屬中直接產生,原子呈規(guī)那么排列的結晶核心.3 .非均質成核：是液態(tài)金屬依附在一些未溶顆粒外表所形成的晶核.4 .冷變形：金屬在再結晶溫度以下一定溫度進行的塑性變形.5 .熱變性：金屬加在再結晶溫度以上一定溫度進行的塑性變形.6 .加工硬化：隨著冷變形的增加,金屬的強度、硬度增加；塑性、韌性下降的現(xiàn)象.7 .再結晶：冷變形后的金屬被加熱到較高的溫度時,破碎拉長的晶粒變成新的等軸晶粒.和變形前的晶粒形狀相似,晶格類型相同,把這一階段稱為“再結晶.8 .纖維組織：在塑性變形中,隨

2、著變形量的增加,其部各晶粒的形狀將沿受力向伸長,由等軸晶粒變?yōu)楸馄叫位蜷L條形晶粒.當變形量較大時,晶粒被拉成纖維狀,此時的組織稱為“纖維組織.9 .鍛造流線：在鍛造時,金屬的脆性雜質被打碎,順著金屬主要伸長向呈碎粒狀或鏈狀分布；塑性雜質隨著金屬變形沿主要伸長向呈帶狀分布,這樣熱鍛后的金屬組織稱為鍛造流線.10 .同素異構轉變：某些金屬,在固態(tài)下隨溫度或壓力的改變,發(fā)生晶體結構的變化,即由一種晶格轉變?yōu)榱硪环N晶格的變化,稱為同素異構轉變.11 .變質處理：在液態(tài)金屬結晶前,人為參加某些難熔固態(tài)顆粒,造成大量可以成為非自發(fā)晶核的固態(tài)質點,使結晶時的晶核數(shù)目大大增加,從而提升了形核率,細化晶粒,這種

3、處理法即為變質處理.、單項選擇題1.表小缶屬材料延伸率的小J&是A)A.8B"C.<reD.ob2.表示金屬材料彈性極限的符號是A)A.(TeB.(TsC.bbD.(T-13.金屬材料在載荷作用下反抗變形和破壞的水平叫A)A.強度B.韌性4.晶體中的位錯屬于CC.塑性D.彈性A.體缺陷B.面缺陷C.線缺陷D.點缺陷5.在晶體缺陷中,屬于線缺陷的有B)A.間隙原子B.位錯C.晶界D.縮6.變形金屬再結晶后,DA.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,強度增大D.形成等軸晶,塑性升高7.表示晶體中原子排列形式的空間格子叫做B)A.晶胞B.晶格8.晶格中

4、的最小單元叫做AC.晶粒D.晶向A.晶胞B.晶體C.晶粒D.晶向9.屬于B的金屬有丫-Fe、鋁、銅等A.體心立晶格B.面心立晶格10.晶體結構屬于體心立的金屬有A.丫-Fe、金、銀、銅等C.a-Fe、銘、鴇、電目等11晶體結構屬于面心立的金屬有A.丫-Fe、鋁、銅、饃等C.銘、鴇、鋁、鋁等12.屬于密排六晶格的金屬是C.密排六晶格CB.鎂、鋅、鈕、D.a-Fe、銅、AB.鎂、鋅、鈕、D.銘、銅、鋁、D.簡單立晶格Y鴇、-Fe等鋁等-Fe等等A.8-Fe13 .屬于A.體心立14 Cu屬于B. a-Fe的金屬有aB.面心立C-Fe、C. fFe鴇、銘等C.密排六D.MgD.簡單立A.密排六結構金

5、屬C.面心立結構金屬15 .實際金屬的結晶溫度一般都A.高于B.等于16 .丫-Fe、鋁、銅的晶格類型屬于A.體心立B.簡單立17 .屬于面心立晶格的金屬是A. 6-FeB. CuB.體心立結構金屬D.復雜立結構金屬理論結晶溫度C.低于DC.密排六C. a-FeD.都有可能D.面心立D.Zn18 .在金屬結晶時,向液體金屬中參加某種難熔雜質來有效細化金屬的晶粒,以到達改善其機械性能的目的,這種細化晶粒的法叫做A.時效處理B.變質處理BC.加工硬化D.調質進行19 .金屬的滑移總是沿著晶體中原子密度A.最小的晶面和其上原子密度最大的晶向B.最大的晶面和其上原子密度最大的晶向C.最小的晶面和其上原

6、子密度最小的晶向D.最大的晶面和其上原子密度最小的晶向20 .下面關于加工硬化的說法中正確的選項是A.由于塑性變形而使金屬材料強度和韌性升高的現(xiàn)象B.加工硬化是強化金屬的重要工藝手段之一；C.鋼的加工硬化可通過500550C的低溫去應力退火消除;D.加工硬化對冷變形工件成形沒有什么影響.21.每個體心立晶胞中包含有B個原子.C.3D.4A.1B.222.A.1每個面心立晶胞中包含有B.2D個原子.C.3D.423.A.屬于面心立晶格的金屬有a-Fe,銅B.a-Fe,C.鈕C.r-Fe,銅D.丫-Fe,銳24.A.屬于體心立晶格的金屬有B.a-Fe,鋁B.a-Fe,銘C.丫-Fe,鋁D.丫-Fe

7、,銘25.在晶體缺陷中,屬于點缺陷的有A.A.間隙原子B.位錯C.晶界D.縮26.金屬結晶時,冷卻速度越快,其實際結晶溫度將:BA.越(WjB.越低C.越接近理論結晶溫度D.沒變化27 .為細化晶粒,可采用：BA.快速澆注B.加變質劑C.以砂型代金屬型28 .鑄錠剖面由外表到中央的晶粒特點依次為：AA.外表等軸粗晶粒層,中間柱狀晶粒層,心部細晶粒層.B.外表細晶粒層,中間柱狀晶粒層,心部等軸粗晶粒層.C.外表等軸粗晶粒層,中間細晶粒層,心部柱狀晶粒層.D.外表等軸粗晶粒層,中間柱狀晶粒層,心部等軸粗晶粒層.29.以下三種法制造緊固螺栓,哪一種比擬理想B.A.直接用圓鋼切削加工而成；B.將圓鋼局

8、部鍛粗,然后再加工；C.用一厚鋼板切削加工而成.30.對重要受力零件,纖維組織的向應該是與C.A.最大正應力和最大剪應力平行；B.最大正應力垂直和最大剪應力平行；C.最大正應力平行和最大剪應力垂直.D.最大正應力和最大剪應力垂直31.表示金屬材料屈服強度的符號是BA.<reB.osC.<rb32表示金屬材料抗拉強度的符號是DA.8B."C.<reD.時效處理D.(T-1D.b三、填空題本大題共18小題,每題2分,共36分1 .常見金屬的晶體結構有體心立晶格、面心立晶格與密排六晶格.2 .晶體缺陷主要可分為點缺陷,線缺陷和面缺陷三類.3 .每個面心立晶胞在晶核中實際含

9、有4原子,致密度為0.74.4 .面缺陷主要指的是晶界和亞晶界.5 .最常見的線缺陷有位錯和攣晶.6 .每個體心立晶胞在晶核中實際含有2原子,致密度為0.68.7 .隨著過冷度的增大,晶核形核率N增大,長大率G增大.8 .細化晶粒的主要法有提升過冷度、變質處理和機械振動.9 .純鐵在1200c時晶體結構為面心立晶格,在800c時晶體結構為體心立晶格.10 .金屬的結晶過程是形核與長大的過程.11 在工業(yè)生產中,金屬的晶粒形狀大都呈等軸狀.12 .晶粒的大小取決于形核速率與長大速率.13 .鴇在1000c變形加工屬于冷加工,錫在室溫下變形加工屬于熱加工.鴇的熔點3410C、錫的熔點232C14

10、.隨著冷變形程度的增加,金屬材料的強度、硬度升高,塑性、韌性下降.15 .鑄錠可由三個不同外形的晶粒區(qū)所組成,即外表等軸粗晶粒區(qū),中間柱狀晶粒區(qū)和心部等軸晶粒區(qū).16 .金屬塑性的指標主要有延伸率和斷面收縮率兩種.17 .常用測定硬度的法有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度測試法.18 .對重要受力零件,纖維組織的向應該是與最大正應力平行,與最大剪應力的剪切平面垂直四、判斷題本大題共30小題,每題1分,共30分1 .金屬的同素異構轉變同樣是通過金屬原子的重新排列來完成的,故稱其為再結晶.此題答案：錯誤2 .室溫下,金屬晶粒越細,那么強度越高,塑性越低.此題答案：錯誤3 .在一般情況下,金屬結晶后晶粒

11、越細小,那么其強度越好,而塑性和韌性越差.此題答案：錯誤4 .晶粒度級數(shù)數(shù)值越大,晶粒越細.此題答案：正確5 .間隙相的性能特點是硬度高,熔點低.此題答案：錯誤6 .晶粒度級數(shù)數(shù)值越大,晶粒越粗.此題答案：錯誤7 .再結晶過程是有晶格類型變化的結晶過程.此題答案：錯誤8 .同一金屬,結晶時冷卻速度愈大,那么過冷度愈大,晶粒越細小.此題答案：正確9 .把在實際晶體中出現(xiàn)的刃型位錯和螺型位錯的缺陷叫做面缺陷.此題答案：錯誤10 .把在實際晶體中出現(xiàn)的空位和間隙原子的缺陷叫做線缺陷.此題答案：正確11 .衡量材料的塑性的指標主要有伸長率和斷面收縮率.此題答案：正確12 .鴇、鐵、錫的熔點分別為341

12、0C、1538C、232C,鴇在1000C、鐵在900C、錫在100OC下的變形加工均屬于熱加工.此題答案：錯誤13 .冷變形強化是指金屬材料在冷變形后,產生碎晶,位錯密度增加,使其強度、硬度提升的現(xiàn)象.此題答案：正確14 .體心立晶格的致密度為0.74,面心立晶格的致密度為0.68.所以,純鐵在發(fā)生同素異晶轉變時,體積發(fā)生變化,從而產生一定的應力.此題答案：錯誤15 .在實際金屬的結晶過程中,自發(fā)形核比非自發(fā)形核更重要,往往起優(yōu)先的主導的作用.此題答案：錯誤16 .金屬結晶的必要條件是要有一定的過冷度.此題答案：正確17 .非晶體具有各向異性.此題答案：正確18 .每個體心立晶胞中實際包含有

13、2個原子.此題答案：正確19 .每個面心立晶胞中實際包含有2個原子.此題答案：錯誤20 .每個面心立晶胞中實際包含有4個原子.此題答案：正確21 .每個體心立晶胞中實際包含有4個原子.此題答案：錯誤22 .單晶體具有各向異性,多晶體具有各向同性.此題答案：正確23 .晶體具有各向同性.此題答案：錯誤24 .單晶體具有各向同性,多晶體具有各向異性.此題答案：錯誤25 .物質從液體狀態(tài)轉變?yōu)楣腆w狀態(tài)的過程稱為結晶.此題答案：錯誤26 .金屬結晶后晶體結構不再發(fā)生變化.此題答案：錯誤27 .在金屬的結晶中,隨著過冷度的增大,晶核的形核率N和長大率G都增大,在N/G增大的情況下晶粒細化.此題答案：正確

14、28 .液態(tài)金屬結晶時的冷卻速度越快,過冷度就越大,形核率和長大率都增大,故晶粒就粗大.此題答案：錯誤29 .物質從液體狀態(tài)轉變?yōu)楣腆w狀態(tài)的過程稱為凝固.此題答案：正確30 .液態(tài)金屬冷卻到結晶溫度時,液態(tài)金屬中立即就有固態(tài)金屬結晶出來.此題答案：錯誤六、簡做題1 .液態(tài)金屬結晶的必要條件是什么？細化晶粒的途徑有哪些？晶粒大小對金屬材料的機械性能有影響？答案：液態(tài)金屬結晶的必要條件是：過冷度細化晶粒的途徑有：提升過冷度,如提升冷卻速度和降低澆注溫度.變質處理.機械振動、攪拌.晶粒大小對金屬材料的機械性能的影響：晶粒越細,金屬材料的強度硬度越高,塑性和韌性越好2 .什么是加工硬化？試分析加工硬化

15、的利與弊.答案：隨著變形的增加,晶粒逐漸被拉長,直至破碎,這樣使各晶粒都破碎成細碎的亞晶粒,變形愈大,晶粒破碎的程度愈大,這樣使位錯密度顯著增加；同時細碎的亞晶粒也隨著晶粒的拉長而被拉長.因此,隨著變形量的增加,由于晶粒破碎和位錯密度的增加,金屬的塑性變形抗力將迅速增大,即強度和硬度顯著提升,而塑性和韌性下降產生所謂“加工硬化現(xiàn)象.金屬的加工硬化現(xiàn)象會給金屬的進一步加工帶來困難,如鋼板在冷軋過程中會越軋越硬,以致最后軋不動.另一面人們可以利用加工硬化現(xiàn)象,來提升金屬強度和硬度,如冷拔高強度鋼絲就是利用冷加工變形產生的加工硬化來提升鋼絲的強度的.加工硬化也是某些壓力加工工藝能夠實現(xiàn)的重要因素.3

16、 .謂金屬的同素異構轉變？并以純鐵來說明.答案：同一種金屬元素隨著外界條件如溫度、壓力的變化而轉變成不同晶格類型的晶體結構,稱為同素異構轉變.如,純鐵,從液態(tài)經1538c結晶后是體心立晶格,稱為S-Fe.在1394c以下轉變?yōu)槊嫘牧⒕Ц?稱為rFe.冷卻912c到時又轉變?yōu)轶w心立晶格,稱為a-Fe.4 .用一冷拔鋼絲繩吊裝一大型工件入爐,并隨工件一起加熱到1000c保溫,保溫后再次吊裝工件時,鋼絲繩發(fā)生斷裂,試分析原因.答案：由于鋼絲繩經冷拔后發(fā)生了加工硬化,具有很高的強度和硬度,故可以用來吊裝工件.當它隨工件一起加熱到1000c保溫后,鋼絲繩部發(fā)生了再結晶,其強度和硬度大幅度下降,塑性和韌性

17、恢復到冷拔前的狀態(tài),因而當其再次吊裝工件時,鋼絲繩發(fā)生斷裂.5 .分析鑄錠結晶后可形成三個不同晶粒區(qū)的成因.答案：金屬澆入鑄錠時,鑄錠結液體金屬注入錠模時,由于錠模溫度不高,傳熱快,外層金屬受到激冷,過冷度大,生成大量的晶核.同時模壁也能起非自發(fā)成核的作用.結果,在金屬的表層形成一層厚度不大、晶粒很細的等軸細晶區(qū)；細晶區(qū)形成的同時,錠模溫度升高,液態(tài)金屬的冷卻速度降低,過冷度減小,生核速度降低,但此時長大速度受到的影響較小,結晶過程進行的式主要是,優(yōu)先長大向即一次晶軸向與散熱最快向一般為往外垂直模壁的向的反向一致的晶核,向液體部平行長大,結果形成柱狀晶區(qū)；結晶進行到鑄錠中央時,液相外溫度差減小

18、,錠模已成為高溫外殼,加上放出結晶潛熱,使液態(tài)金屬的冷卻速度很快降低,過冷度大大減小,部溫度趨于均勻,散熱逐漸失去向性,進入過冷狀態(tài)后,凝固成了等軸的粗晶粒.第二章合金相圖一、名詞解釋1 .珠光體：由鐵素體和滲碳體組成的機械混合物.鐵素體和滲碳體呈層片狀.2 .奧氏體：奧氏體是碳在rFe中形成的間隙固溶體3 .鐵素體：鐵素體是碳在-Fe中形成的間隙固溶體4 .固溶體：合金組元通過相互溶解形成一種成分和性能均勻且結構與組元之一相同的固相稱為固溶體.5 .固溶強化：溶質原子溶入到溶劑晶格中形成固溶體,并使溶劑晶格產生畸變,而使金屬的強度、硬度升高的現(xiàn)象稱為固溶強化.6 .金屬化合物：合金的組元間發(fā)

19、生相互作用形成的一種具有金屬性質的新相,稱為金屬間化合物.7 .共晶反響：指一定成分的液體合金,在一定溫度下,同時結晶出成分和晶格均不相同的兩種晶體的反響.8 .共析反響：由特定成分的單相固態(tài)合金,在恒定的溫度下,分解成兩個新的,具有一定晶體結構的固相的反響.9 .勻晶：組成合金的組元在液態(tài)時無限互溶,在固態(tài)時也無限互溶,并形成單一的固溶體.A.-FeB.丫-FeC.S-FeD.伊Fe2.奧氏體是碳溶解在B中所形成的間隙固溶體.A.-FeB.rFeC.S-FeD.伊Fe3.滲碳體卷-種C.A.固溶體B.金屬化合物C.機械混合物D.非金屬化合物4.在Fe-Fe3c相圖中,鋼與鐵的分界點的含碳量為

20、C.A.2%B.2.06%C.2.11%D.2.2%5.萊氏體種C.A.固溶體B.金屬化合物C.機械混合物D.單相組織金屬6.在Fe-Fe3c相圖中,ES線也稱為A.共晶線B.共析線D).C.A3線D.Acm線7.在Fe-Fe3c相圖中,GS線也稱為A.共晶線B.共析線C).C.A3線D.Acm線8.在Fe-Fe3c相圖中,共析線也稱為A.A1線B.ECF線D).C.Acm線D.PSK線9.珠光體是一種C.A.固溶體B.金屬化合物C.機械混合物D.單相組織金屬10.在Fe-Fe3c相圖中,PSK線也稱為A.共晶線B.共析線(B).C.A3線D.Acm線11.Fe-FqC相圖中,共析線的溫度為A

21、.724cB.725cD).C.726CD.727C12.在鐵碳合金中,共析鋼的含碳量為A.0.67%B.0.77%B).C.0.8%D.0.87%13.根據Fe-Fe3C平衡相圖,含碳量為3.0%的合金平衡冷卻至750C時的組織為、選擇題1.鐵素體是碳溶解在A中所形成的間隙固溶體.AP+Fe3cn+Ld'BA+Fe3Cn+Ld'CA+Fe3Cn+LdD.P+Fe3c14.40鋼中,珠光體的含量大約C.A.20%B.35%C.50%D.70%15 .固溶體的晶體結構AA.與溶劑相同B.與溶質相同C.為其他晶型D.都有可能16 .根據Fe-Fe3c平衡相圖,含碳量為3.0%的合金

22、平衡冷卻至室溫的組織為DA.P+Fe3Cn+LdB.A+Fe3Cn+Ld'C.A+Fe3Cn+LdD.P+Fe3Cn+Ld17.根據Fe-Fe3c平衡相圖,含碳量為4.3%的合金平衡冷卻至室溫的組織為CA.P+Fe3Cn+Ld'B.A+Fe3Cn+Ld'C.LdzD.Ld18 .共晶成分的鐵碳合金發(fā)生共晶反響時,其反響式為CA.L+F-AB.A一F+Fe3cC.L一A+Fe3cD.AfP19 .鐵素體的機械性能特點是CA.強度高、塑性好、硬度低C.強度低、塑性好、硬度低B.強度低、塑性差、硬度低D.強度高、塑性好、硬度低三、填空題1 .根據溶質原子在溶劑晶格中分布情況的

23、不同,可將固溶體分為置換固溶體隙固溶體.C)+Ld)和間均勻一致2 .相是指合金中具有相同的物理和化學性能與其他局部以界面分開的的組成局部.3 .合金的晶體結構大致可以有三種類型：固溶體,化合物和機械混合物.合金的根本相結構有固溶體和化合物兩種類型.4 .組成合金的,物質稱為組元.5 .珠光體是鐵素體和滲碳體混合在一起形成的機械混合物.6 .碳溶解在-Fe中所形成的固溶體稱為鐵素體.7 .在Fe-Fe3c相圖中,共晶點的含碳量為4.3,共析點的含碳量為0.77.8 .低溫萊氏體是珠光體和滲碳體組成的機械混合物.9 .高溫萊氏體是奧氏體和滲碳體組成的機械混合物.10 .在Fe-Fe3c相圖中,共

24、晶轉變溫度是1148,共析轉變溫度是727.11 .碳在奧氏體中的溶解度隨溫度而變化,在1148c時溶解度為2.11%,在727c時達0.77%.12 .填寫以下組織的符號：奧氏體A,、鐵素體F、滲碳體Fe3C、珠光體P、高溫萊氏體Ld13 .奧氏體和滲碳體組成的共晶組織稱為高溫萊氏體,其含碳量為4.3%,當溫度低于723.7C,轉變?yōu)橹楣怏w加滲碳體,又稱為低溫萊氏體.14 .碳在“-Fe中的固溶體稱為鐵素體,在丫-Fe中的固溶體稱為奧氏體.其中溶碳水平大的是奧氏體四.判斷題1 .在鐵碳合金平衡結晶過程中,只有碳質量分數(shù)為4.3%的鐵碳合金才能發(fā)生共晶反響.此題答案：錯誤2 .合金元素在固態(tài)下

25、彼此相互溶解或局部地溶解,而形成成分和性能均勻的固態(tài)合金稱為金屬化合物.此題答案：錯誤3 .鐵素體是碳溶解在a-Fe中所形成的置換固溶體.此題答案：錯誤4 .鐵素體是碳溶解在丫-Fe中所形成的間隙固溶體.此題答案：錯誤5 .滲碳體是一種不穩(wěn)定化合物,容易分解成鐵和墨.此題答案：錯誤6 .GS線表示由奧氏體冷卻時析出鐵素體的開始線,通稱Acm線.此題答案：錯誤7 .奧氏體是碳溶解在丫-Fe中所形成的間隙固溶體.此題答案：正確8 .ES線是碳在奧氏體中的溶解度變化曲線,通稱Acm線.此題答案：正確9 .ES線是碳在奧氏體中的溶解度變化曲線,通稱A1線.此題答案：錯誤10 .奧氏體是碳溶解在丫-Fe

26、中所形成的置換固溶體.此題答案：錯誤11 .在Fe-Fe3c相圖中的ES線是碳在奧氏體中的溶解度變化曲線,通常稱為A3線.此題答案：錯誤12共析鋼結晶白過程是：LL+AAP.此題答案：正確13 .GS線表示由奧氏體冷卻時析出鐵素體的開始線,通稱A1線.此題答案：錯誤14 .鑄鐵在室溫下的相組成物是鐵素體和滲碳體.此題答案：正確15 .鐵素體是碳溶解在a-Fe中所形成的間隙固溶體.此題答案：正確16 .過共析鋼緩冷到室溫時,其平衡組織由鐵素體和二次滲碳體組成.此題答案：錯誤17 .過共析鋼緩冷到室溫時,其平衡組織由珠光體和二次滲碳體組成.此題答案：正確18 .奧氏體是碳溶解在a-Fe中所形成的間

27、隙固溶體.此題答案：錯誤19 .ES線表示由奧氏體冷卻時析出鐵素體的開始線,通稱Acm線.此題答案：錯誤20 .GS線表示由奧氏體冷卻時析出鐵素體的開始線,通稱A3線.此題答案：正確21 .金屬化合物的性能特點時硬度高,熔點低、脆性大.此題答案：錯誤22 .在亞共析鋼平衡組織中,隨含碳量的增加,那么珠光體量增加,而二次滲碳體量在減少此題答案：錯誤23 .合金中各組成元素的原子按一定比例相互作用而生成的一種新的具有金屬特性的物質稱為固溶體.此題答案：錯誤24 .在鐵碳合金平衡結晶過程中,只有碳質量分數(shù)為0.77%的鐵碳合金才能發(fā)生共析反響.此題答案：錯誤25 .在亞共析鋼中含碳量越多,那么其組織

28、中的珠光體量減少,而鐵素體量在增多.此題答案：錯誤26 .鐵碳合金的室溫的相組成為鐵素體和滲碳體.此題答案：正確27 .在過共析鋼中含碳量越多,那么其組織中的珠光體量減少,而鐵素體量在增多.此題答案：錯誤28 .一個合金的室溫組織為a+3n+(a+3),它由三相組成.此題答案：錯誤29 .亞共析鋼的冷卻轉變過程是：L-L+AA-A+Fe3CnfP+Fe3Cn此題答案：錯誤30 .45鋼冷卻過程中組織轉變是：L-L+AA-A+F-P+F此題答案：正確31 .過共析鋼結晶的過程是：L->L+A->A->A+Fe3cn->P+Fe3Cn.此題答案：正確32 .T12鋼冷卻過程

29、中組織轉變是：L->L+A->A->A+Fe3cn->P+Fe3Cn此題答案：正確33 .萊氏體的含碳量為6.69%.此題答案：錯誤34 .珠光體的含碳量為0.77%.此題答案：正確35 .珠光體的含碳量為6.69%.此題答案：錯誤36 .鐵素體是碳在丫-Fe中的間隙固溶體.此題答案：錯誤37 .亞共析鋼緩冷到室溫時,其平衡組織由鐵素體和二次滲碳體組成.此題答案：錯誤五.簡做題本大題共24小題,每題10分,共240分1、根據鐵碳合金相圖填表此題答案：鋼溫顯微組溫顯微組織溫度C顯微組織號度c織度C20700F+P800F+A920A45700F+P750F+A850AT1

30、2700P+Fe3c780A+Fe3C920A2 .合金中固溶體和金屬間化合物在結構和性能上有什么主要差異？答案：在結構上：固溶體的晶體結構與溶劑的結構相同,而金屬間化合物的晶體結構不同于組成它的任一組元,它是以分子式來表示其組成.在性能上：形成固溶體和金屬間化合物都能強化合金,但固溶體的強度、硬度比金屬間化合物低,塑性、韌性比金屬間化合物好,也就是固溶體有更好的綜合機械性能.3 .鐵碳合金中根本相有哪幾相？答案：鐵碳合金中根本相有3個：鐵素體F,奧氏體A,滲碳體Fe3C4 .鐵碳合金中根本組織是哪些？并指出哪個是單相組織、哪個是雙相混合組織.答案：鐵碳合金中根本組織有6個：F,A,Fe3C,

31、P,Ld',Ld單相組織有3個：F,A,Fe3c雙相混合組織有3個：P,Ld',Ld5 .試寫出T12鋼冷卻時的結晶過程轉變表達式,計算該鋼在室溫下的組織組成物的相對百分含量,并估算此鋼的大致硬度.：珠光體的大致硬度是240HB,滲碳體的大致硬度是800HB答案：1結晶過程轉變表達式：L-L+A-A-A+Fe3CH-P+Fe3Cn2T12鋼室溫下組織為：P,Fe3C計算珠光體和二次滲碳體的相對百分含量：mp=6.67-1.2/6.67-0.77*100%=93%mFe3c=1-93%=7%3此碳鋼的大致硬度為：93%*240+7%*800=279.2HB6 .二塊鋼樣,退火后經

32、顯微組織分析,其組織組成物的相對含量如下：第一塊：珠光體占40%,鐵素體60%.第二塊：珠光體占95%,二次滲碳體占5%.試問它們的含碳量約為多少？(鐵素體含碳量可思略不計)答案：第一塊：Wc=40%*0.77%=0.308%第二塊：Wc=95%*0.77%+5%*6.67%=1.08%7 .寫出鐵碳相圖上共晶和共析反響式及反響產物的名稱.答案：共晶反響：LE?Ld(A+Fe3C).產物名稱：高溫萊氏體共析反響：AS?P(F+Fe3C).產物名稱：珠光體8.請?zhí)顚懗鯢eFe3c相圖上1-7處的組織.此題答案：1:L+A;2:L+Fe3CI;3:A;4：P+F;5:P+Fe3Cn;6:Ld+P+

33、Fe3cn;7：Ld+Fe3CI9 .試分析含碳量為0.6%的鐵碳含金在室溫下相的相對含量和組織相對含量.此題答案：(1)室溫下組織為：P和Fmp=0.6/0.77*100%=78%mF=1-78%=22%(2)室溫下相為：F和Fe3CmF=(6.67-0.6)/6.67*100%=91%mFe3c=1-91%=9%10 .結合Fe-Fe3C相圖指出A1、A3和Acm代表哪個線段,并說明該線段表示的意思.答案：A1：即PSK線,共析轉變線,在這條線上發(fā)生共析轉變,轉變產物為珠光體A3:即GS線,奧氏體冷卻時析出鐵素體的開始線Acm：即ES線,碳在奧氏體中的溶解度曲線11試計算退火狀態(tài)的T10鋼

34、珠光體和二次滲碳體的相對含量,并估算此碳鋼的大致硬度.(已知：珠光體的大致硬度是240HB,滲碳體的大致硬度是800HB)答案：(1) T10鋼室溫下組織為：P,Fe3C(2)計算退火狀態(tài)的T10鋼珠光體和二次滲碳體的相對含量mp=(6.67-1.0)/(6.67-0.77)*100%=96%mFe3c=1-96%=4%(2)此碳鋼的大致硬度為：96%*240+4%*800=262.4HB12 .二塊鋼樣,退火后經顯微組織分析,其組織組成物的相對含量如下:第一塊：珠光體占30%,鐵素體70%;第二塊：珠光體占93%,二次滲碳體占7%.試問它們的含碳量約為多少？(鐵素體中含碳量可忽略不計)答案：

35、(1)第一塊：Wc=30%*0.77%=0.23%(2)第二塊：Wc=80%*0.77%+20%*6.67%=1.2%13 .一塊鋼樣,退火后經顯微組織分析,其組織組成物的相對含量如下：珠光體占40%,鐵素體60%.請問它的含碳量約為多少？試寫出該鋼在冷卻過程中的組織轉變表達式.(鐵素體含碳量可忽略不計)此題答案：(1)此鋼含碳量大約為：Wc=40%*0.77%=0.308%(2)轉變表達式：L-L+AA-A+F-P+F14 .根據FeFe3c相圖計算：20鋼和T12鋼室溫下組織組成物的相對質量百分比(鐵素體含碳量忽略不計).答案：(1)20鋼：室溫下組織為：P和Fmp=0.2/0.77*10

36、0%=21%mF=1-21%=79%(2) T12鋼：室溫下組織為：P和Fe3cmp=(6.67-1.2)/(6.67-0.77)*100%=93%mFe3C=1-93%=7%15.根據FeFe3c相圖計算：60鋼和T10鋼室溫下組織組成物的相對質量百分比(10分)(鐵素體含碳量忽略不計)答案：(1)60鋼：室溫下組織為：P和Fmp=0.6/0.77*100%=78%mF=1-78%=22%(2)T10鋼：室溫下組織為：P和Fe3Cmp=(6.67-1.0)/(6.67-0.77)*100%=96%mFe3c=1-96%=4%16.45鋼退火狀態(tài),其珠光體硬度240HB,試計算45鋼的硬度并估

37、算其強度.此題答案：(1)室溫下組織為：P和Fmp=0.45/0.77*100%=58%mF=1-58%=42%(2)此碳鋼的大致硬度為：58%*240+42%*80=172.8HB(3)此碳鋼的大致強度為：ob=3.5X172.8=605MPa17 .某退火態(tài)的碳鋼,經金相分析,其組織為珠光體和二次滲碳體,二次滲碳體約占7.5%,問此鋼材含碳量大約是多少？可能是哪種牌號的鋼？(10分)此題答案：1此鋼含碳量大約為：Wc=92.5%*0.77%+7.5%*6.67%=1.212%2可能是T12鋼18 .試計算20鋼退火態(tài)室溫下組織相對含量,并估算其硬度.：鐵素體的硬度80HB,珠光體的硬度24

38、0HB.10分此題答案：20鋼：1室溫下組織為：P和Fmp=0.2/0.77*100%=21%mF=1-21%=79%2大此鋼致硬度為：21%*240+79%*80=113.6HB19 .鐵碳合金室溫根本相有哪幾相？鐵碳合金室溫根本組織是哪些？此題答案：1室溫根本相：F和Fe3c2室溫根本組織：F,巳Fe3C,Ld'20 .以下圖為鐵碳合金相圖,請答復以下問題：共10分1相圖中液相線為2圖中ECF線為.2分線,成分在EF圍間的合金在C會發(fā)生反響,反響產物叫3圖中PSK線為線,成分在PK圍間的合金在C會發(fā)生反響,反響.4分產物叫答案：1)ACD,AECF2共晶,1148,共晶,局溫萊氏體

39、3共析,727,共析,珠光體.4分21 .A熔點600C與B500C在液態(tài)無限互溶；在固態(tài)300C時A溶于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)生共晶反響.現(xiàn)要求：1作出A-B合金相圖；2分析20%A,45%A,80%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.此題答案：(1)(2)20%A合金如圖中：合金在1點以上全部為液相,當冷至1點時,開始從液相中析出“固溶體,至2點結束,23點之間合金全部由a固溶體所組成,但當合金冷到3點以下,由于固溶體a的濃度超過了它的溶解度限度,于是從固溶體a中析出二次相A,因此最終顯微組織：

40、a+AIImAn=(90-80/90)*100%=11%ma=1-A%=89%相組成物：a+AmA=(90-80/90)*100%=11%ma=1-A%=89%45%A合金如圖中：合金在1點以上全部為液相,冷至1點時開始從液相中析出a固溶體,此時液相線成分沿線BE變化,固相線成分沿BD線變化,當冷至2點時,液相線成分到達E點,發(fā)生共晶反響,形成(A+a)共晶體,合金自2點冷至室溫過程中,自中析出二次相AII,因而合金室溫組織：AII+a+(A+a)相組成物：A+a組織：m(A+a)=(70-55)/(70-40)*100%=50%ma=1-m(A+a)*70/100*100%=50%X70%X

41、100%=35%AH=1-m(A+a)-ma=1-50%-35%=15%相：mA=(90-55)/90*100%=50%ma=1-A%=50%80%A合金如圖中：合金在1點以上全部為液相,冷至1點時開始從液相中析出A,此時液相線成分沿AE線變化,冷至2點時,液相線成分到達點,發(fā)生共晶反響,形成(A+a)共晶體,因而合金的室溫組織：A+(A+a)相組成物：A+a組織：mA=(40-20)/40*100%=50%m(A+a)=1-A%=50%相A=(90-20)/90*100%=78%a=1-A%=22%22.某合金相圖如下圖.1試標注一空白區(qū)域中存在相的名稱；2指出此相圖包括哪幾種轉變類型；3說

42、明合金I的平衡結晶過程及室溫下的顯微組織.此題答案：1：L+丫：丫+3：3+a+3：3+an2勻晶轉變；共析轉變3）合金在1點以上全部為液相,冷至1點時開始從液相中析出丫固溶體至2點結束,23點之間合金全部由丫固溶體所組成,3點以下,開始從丫固溶體中析出“固溶體,冷至4點時合金全部由a固溶體所組成,45之間全部由a固溶體所組成,冷到5點以下,由于a固溶體的濃度超過了它的溶解度限度,從a中析出第二相3固溶體,最終得到室穩(wěn)下的顯微組織：a+3n23 .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重？此題答案：含50%Ni的Cu-N

43、i合金鑄件偏析較重.在實際冷卻過程中,由于冷速較快,使得先結晶局部含高熔點組元多,后結晶局部含低熔點組元多,由于含50%Ni的Cu-Ni合金鑄件固相線與液相線圍比含90%Ni鑄件寬,因此它所造成的化學成分不均勻現(xiàn)象要比含90%Ni的Cu-Ni合金鑄件重.24 .根據Fe-Fe3C相圖,說明產生以下現(xiàn)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,T1

44、0,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.此題答案：1含碳量為1.0%的鋼比含碳量為0.5%的鋼硬度高；鋼中隨著含碳量的增加,滲碳體的含量增加,滲碳體是硬脆相,因此含碳量為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；答：由于在鋼中當含碳量超過1.0%時,所析出的二次滲碳體在晶界形成連續(xù)的網絡狀,使鋼的脆性增加,導致強度下降.因此含碳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；答：在1100c時,含碳0.4%的

45、鋼的組織為奧氏體,奧氏體的塑性很好,因此適合于鍛造；含碳4.0%的生鐵的組織中含有大量的滲碳體,滲碳體的硬度很高,不適合于鍛造.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；答：綁軋物件的性能要求有很好的韌性,因此選用低碳鋼有很好的塑韌性,鍍鋅低碳鋼絲；而起重機吊重物用鋼絲繩除要求有一定的強度,還要有很高的彈性極限,而60、65、70、75鋼有高的強度和高的彈性極限.這樣在吊重物時不會斷裂.5鉗工鋸T8,T10,T12等鋼料時比鋸10,20鋼費力,鋸條容易磨鈍；答：T8,T10,T12屬于碳素工具鋼,含碳量為0.8%,1.0%,1.2%,因而鋼中滲

46、碳體含量高,鋼的硬度較高；而10,20鋼為優(yōu)質碳素結構鋼,屬于低碳鋼,鋼的硬度較低,因此鉗工鋸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.答：由于鋼的含碳量圍在0.02%2.14%之間,滲碳體含量較少,鐵素體含量較多,而鐵素體有較好的塑韌性,因而鋼適宜于壓力加工；而鑄鐵組織中含有大量以滲碳體為基體的萊氏體,滲碳體是硬脆相,因而鑄鐵適宜于通過鑄造成形.六、實驗分析題1 .實驗中觀察了20鋼、45鋼、T8鋼金相組織,其金相照片如下,試指出各照片的鋼號,并用箭頭標明圖中各組織名稱,分析比擬三種鋼的力學性能bb、HB、8、ak.

47、15分此題答案：1金相照片對應的鋼號及各組織如以下圖：2三種鋼的力學性能比擬如下：<rb和HB由大到小依次為：T8,45,208和ak由大到小依次為：20,45,T82 .實驗中觀察了工業(yè)純鐵、45鋼、T12鋼金相組織,其金相照片如下,試指出各照片的鋼號,并用箭頭標明圖中各組織名稱10分,并計算T12鋼中珠光體和Fe3Cn的相對含量10.此題答案：1金相照片對應的鋼號及各組織如以下圖:2計算T12鋼中珠光體和Fe3Cn的相對含量T12,工業(yè)純鐵mFe3c=1-93%=7%mp=(6.67-1.2)/(6.67-0.77)*100%=93%第三章鋼的熱處理自主測試一、名詞解釋本大題共13小

48、題,每題3分,共39分1 .淬透性：鋼在淬火時獲得馬氏體的水平,也反映了鋼在一定條件下淬火時獲得淬透層深度大小的水平,它是鋼的固有屬性.2 .調質處理：淬火加高溫回火以獲得綜合力學性能好的回火索氏體的熱處理工藝操作即為調質處理.3 .本質晶粒度：本質晶粒度：根據標準試驗法,在930±10C保溫足夠時間3-5小時后測定的鋼中晶粒的大小.4 .馬氏體：馬氏體是碳在aFe中的過飽和固溶體.5 .回火索氏體：回火索氏體是馬氏體在高溫回火時形成的鐵素體和粒狀碳化物包括滲碳體的機械混合物.1 .過冷奧氏體：在臨界溫度A1以下存在的不穩(wěn)定的且將要發(fā)生轉變的奧氏體,稱為過冷奧氏體.2 .淬火臨界冷卻

49、速度：保證過冷奧氏體不發(fā)生分解而全部轉變成馬氏體的最小冷卻速度.3 .正火：正火就是將鋼加熱至Ac3亞共析鋼或Accm過共析鋼以上30-50C保溫,完成奧氏體轉變,然后在空氣中冷卻并完成組織轉變的一種熱處理操作.4 .完全退火：完全退火是將亞共析鋼工件加熱至Ac3以上30-50C保溫,完成奧氏體轉變,然后隨爐緩慢冷卻至500C以下取出,在空氣中冷至室溫的一種操作.5 .球化退火：球化退火是將過共析鋼工件加熱至Ac1以上20-40C保溫后,隨爐緩慢冷卻至500C再出爐空冷的一種熱處理操作.1 .淬硬性：淬硬性是指鋼在淬火時的硬化水平,用淬火后馬氏體所能到達的最高硬度表示.2 .冷處理：冷處理是指

50、鋼件淬火冷卻到室溫后,繼續(xù)在0c以下的介質中冷卻以減少剩余奧氏體的熱處理工藝.3 .回火：將淬火鋼重新加熱到A1點以下的某一溫度,保溫一定時間后,冷卻到室溫的一種熱處理工藝即為回火.二、選擇題1 .鋼的低溫回火的溫度為A.550C2 .可逆回火脆性的溫度圍是D.B.450CC.350CD.250CA.150C200CB.250D.C400CC.400C500CD.500C650C3 .不可逆回火脆性的溫度圍是A.150C200CB.250B.C400CC.400C550CD.550C650C4.加熱是鋼進行熱處理的第一步,其目的是使鋼獲得B.A.均勻的基體組織B.奧氏體組織C.均勻的珠光體組織

51、D.均勻的馬氏體組織1.鋼的高溫回火的溫度為A.A.500CB.450C.400CD.3502.碳鋼的中溫回火的溫度為A.400CB.3003 .碳鋼的淬火工藝是將其工件加熱到一定溫度,A.隨爐冷卻B.在風中冷卻C.250C保溫一段時間,C.在空氣中冷卻D.200C然后采用的冷卻式是D.D.在水中冷卻4 .正火是將工件加熱到一定溫度,保溫一段時間,然后采用的冷卻式是A.隨爐冷卻B.在油中冷卻C.在空氣中冷卻C.D.在水中冷卻1.完全退火主要用于A.A.亞共析鋼B.共析鋼C.過共析鋼2 .共析鋼在奧氏體的連續(xù)冷卻轉變產物中,不可能出現(xiàn)的組織是A.PB.SC.BD.所有鋼種C.D.M3 .退火是將

52、工件加熱到一定溫度,保溫一段時間,然后采用的冷卻式是A.隨爐冷卻B.在油中冷卻C.在空氣中冷卻A.D.在水中冷卻4.鋼的本質晶粒度是指CA.鋼在加熱過程中剛完成奧氏體轉變時的奧氏體晶粒大小B.鋼在各種具體熱加工后的奧氏體晶粒大小D.鋼在供給狀態(tài)下的晶粒大小C.鋼在規(guī)定加熱條件下奧氏體晶粒長大傾向性的上下1.T8鋼加熱為奧氏體后,在580c等溫轉變完成后的組織為B.A.貝氏體B.托氏體C.馬氏體D.珠光體2.下面幾種說法中正確的選項是C.A.軟氮化又稱低溫氮碳共滲,是以滲碳為主的一種熱處理工藝.B.調質處理就是調整鋼的成分,從而改變鋼的性能的一種熱處理工藝.即將工件淬火冷卻至室溫后,隨即放在零度以下的冷卻介C.生產中對精密量具采用冷處理,質中冷卻的一種處理法.D.滲碳工件滲碳之后必須進行淬火+高溫回火才能保證心部的高韌性和外表的高硬度.3 .假設合金元素能使C曲線右移,鋼的淬透性將C.A.有時提升有時降低B.降低4 .奧氏體向珠光體的轉變是B.A.非擴散型轉變B.擴散型轉變1 .鋼經調質處理后獲得的組織是DA.回火馬氏體B.回火托氏體2 .下貝氏體是由B轉變來的.A.珠光體B.奧氏體3 .馬氏體的硬度主要取決于C.A.冷卻介質B.加熱溫度4 .亞共析鋼的正常淬火加熱溫度是CC.提升C.半擴散