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1、華北理工大學工程材料復習題 一、名詞解釋（共15分，每小題3分） 滲碳體（Fe3C）—鐵和碳相互作用形成的間隙化合物，高硬度，塑性差，延伸率接近于零。 淬透性一鋼在淬火時獲得馬氏體的能力。 過冷度一理論結晶溫度與實際結晶溫度之差 正火一將鋼件加熱到Ac3或Accm以上30-50C ,保溫適當時間后在空氣中冷卻的熱處理工 藝 奧氏體 一C在yFe中的間隙固溶體，用 丫或A表小。 殘余奧氏體：指淬火后尚未轉變，保留下來的奧氏體。 過冷奧氏體：在孕育期暫時存在，處于不穩(wěn)定狀態(tài)的奧氏體。 熱加工一高于再結晶溫度的塑性變形。 鐵素體一碳在a-Fe中的間隙固溶體 加工硬化一隨冷塑

2、性變形量增加，金屬的強度、硬度提高，塑性、韌性下降的現(xiàn)象。 球化退火一將工件加熱到 Ac1以上30-50攝氏度保溫一定時間后隨爐緩慢冷卻至 600攝氏度后 出爐空冷。 溶溶體一合金在固態(tài)時組元間會相互溶解，形成一種在某一組元晶格中包含有其他組元的新 相，這種新相稱為固溶體 間隙固溶體一溶質原子分布于溶劑的品格間隙中所形成的固溶體。 置換固溶體一溶質原子溶入溶質晶格并占據(jù)溶質品格位置所形成的固溶體。 再結晶一金屬發(fā)生重新形核和長大而不改變其品格類型的結晶過程。 枝晶偏析一金屬結晶后晶粒內部的成分不均勻現(xiàn)象。 時效強化一固溶處理后鋁合金的強度和硬度隨時間變化而發(fā)生顯著提高的現(xiàn)象。

3、同素異構性一同一金屬在不同溫度下具有不同品格類型的現(xiàn)象。 臨界冷卻速度一鋼淬火時獲得完全馬氏體的最低冷卻速度。 熱硬性一指金屬材料在高溫下保持高硬度的能力。 二次硬化一淬火鋼在回火時硬度提高的現(xiàn)象。 共晶轉變一指具有一定成分的液態(tài)合金，在一定溫度下，同時結晶出兩種不同的固相的轉變。 變質處理：在金屬澆注前添加變質劑來改變晶粒的形狀或大小的處理方法。 晶體的各向異性：晶體在不同方向具有不同性能的現(xiàn)象。 固溶強化：因溶質原子溶入而使固溶體的強度和硬度升高的現(xiàn)象。 形變強化：隨著塑性變形程度的增加，金屬的強度、硬度提高，而塑性、韌性下降的現(xiàn)象。 本質晶粒度：指奧氏體晶粒的長大傾向。

4、 C（TTT）曲線：過冷奧氏體的等溫冷卻轉變曲線。 CCT曲線：過冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉變曲線。 馬氏體：含碳過飽和的a固溶體。 熱塑性塑料：加熱時軟化融融，冷卻又變硬，并可反復進行的塑料。 熱固性塑料：首次加熱時軟化并發(fā)生交連反應形成網狀結構，再加熱時不軟化的塑料。 回火穩(wěn)定性：鋼在回火時抵抗硬度下降的能力。 不可逆回火脆性（第一類回火脆性 ）:350 C 可逆回火脆性（第二類回火脆性）500- 650c 二、判斷正誤并加以改正 改正：細化晶粒提高金屬的強度，降低了金屬的脆性。 3、普通低合金結構鋼不能通過熱化處理進行強化。 5、單晶體必有各向異性。（V ） 6、改正

5、：普通鋼和優(yōu)質鋼按鋼中有害雜質硫、磷的含量劃分 7、改正：過熱鋼經正火后能顯著細化晶粒。 9、馬氏體的晶體結構和鐵素體的相同。（V ） 10、面心立方金屬的塑性比體心立方金屬的好。 （V ） 11、改正：鐵素體是碳溶于a -Fe中形成的間隙固溶體。 12、晶界是金屬晶體的常見（面）缺陷。（V ） 13、改正：滲碳體是鋼中常見的金屬化合物相。 14、金屬的塑性變形主要通過位錯的滑移進行。 （V ） 15、金屬在進行熱加工時，不會產生加工硬化現(xiàn)象。 改正：上貝氏體的韌性比下貝氏體差。 18、改正:對過共析鋼工件進行正火可消除滲碳體網。 19、對低碳低合金鋼進行正火處理可提高其

6、硬度。 20、改正：淬火獲得馬氏體的必要條件之一是其淬火冷卻速度必須大于 Vk。 21、氮化件的變形遠比滲碳件的小。（V ） 22、工件滲碳后直接淬火其開裂傾向比一次淬火的要?。ǎ? 23改正：高鉆鋼只有在受到強烈的沖擊和壓力的條件下才能表現(xiàn)出良好的耐磨性。 24、無限固溶體必是置換固溶體。（V ） 間隙固溶體必是有限固溶體 26、所謂臨界冷卻速度就是指鋼能獲得完全馬氏體組織的最小冷卻速度。 （V ） 27、改正：鋼進行分級淬火的目的是為了減小淬火應力，防止工件變形和開裂。 28、改正：對奧氏體不銹鋼進行固溶處理的目的是為了提高其耐蝕性。 29、改正：彈簧鋼的最終熱處理應是淬

7、火 +中溫回火。 30、凡單相固溶體均能進行形變強化。（V ） 32、熱塑性塑料一般具有鏈狀或支鏈狀分子結構。 34、珠光體的片層間距越小，其強度越高，其塑性越好。 35、改正：鋼的臨界冷卻速度 Vk越低，則其淬透性越好。 亞共析鋼的正常淬火一般為不完全淬火 36、過共析鋼的正常淬火一般均為不完全淬火。 37、工件經滲碳處理后，隨后應進行淬火及低溫回火。 （V ） 38、金屬是多晶體，因而絕對不可以產生各向異性。 39、凡能使鋼的C曲線右移的合金元素均能增加鋼的淬透性。（V ） 40、感應加熱表面淬火的淬硬深度與該鋼的淬透性沒有關系。 （V ） 43、改正：鋼的淬透性與其

8、實際冷卻速度有關 45、碳鋼淬火后回火時一般不會出現(xiàn)高溫回火脆性。 46、工件經氮化處理后不能再進行淬火。（V ） 47、改正：對灰鑄鐵能進行強化熱處理。 48、過共析鋼經正常淬火后，馬氏體的含碳量小于鋼的含碳量。 （V ） 49、凡能使鋼的臨界冷卻速度增大的合金元素均能減小鋼的淬透性。 （V ） 50、高速鋼淬火后經回火可進一步提高其硬度。 （V ） 51、改正：馬氏體的硬度是大于珠光體的，而強度比珠光體的差。 52改正：純鐵在室溫下的晶體結構為體心立方品格。 53、改正：馬氏體的硬度主要取決于其含碳量。 54、等溫淬火的目的是為了獲得下貝氏體組織。 （V ） 55、對

9、普通低合金鋼件進行淬火強化效果不顯著。 56、改正:高鉆鋼的性能特點是良好的韌性和耐磨性。 57馬氏體是碳溶入a -Fe中形成的過飽和固溶體。 58、間隙固溶體的溶質原子直徑小，其強化效果遠比置換固溶體差。 （V ） 59、硬鋁合金經固溶處理后，強度明顯提高。（V ） 61、純金屬都是在恒溫下結晶的。（V ）白口鑄鐵是指碳主要以滲碳體形式存在的鑄鐵 63、改正：白口鑄鐵鐵水凝固時會發(fā)生共析轉變。 64、鑄件可用再結晶退火細化晶粒。（V ） 65、冷熱加工所形成的纖維組織都能使金屬出現(xiàn)各向異性。 （，） 66、奧氏體的塑性比鐵素體的高。（V ） 67、改正：馬氏體轉變也是通過

10、形核和長大來完成的，轉變機制非常復雜。 68、金屬中的固態(tài)相變過程，都是晶粒的重新形核和長大過程。 （V ） 70、改正：對金屬進行冷加工會產生加工硬化。 71、改正：在共析溫度下，奧氏體的最低含碳量是 00 72、亞共析鋼經正火后，組織中的珠光體含量高于其退火組織中的。 （V ） 73、合金的強度和硬度一般都比純金屬高。（V ） 74、白口鑄鐵在室溫下的相組成都為鐵素體和滲碳體。 （，） 75、改正：過共析鋼的平衡組織中有鐵素體相。 76、過共析鋼用球化處理的方法可消除其網狀滲碳體。 （，） 77、采用等溫淬火可獲得晶粒大小均勻的下貝氏體。 78、形狀復雜，機械性能要求不

11、高的零件最好選用球鐵制造。 （V ） 79、可鍛鑄鐵的含碳量一定比灰口鑄鐵低。（V ） 80、鋁合金淬火后其品格類型不會改變。（V ） 81、同一鋼材在相同加熱條件下，水淬比油淬的淬透性好（，） 82、同一鋼材在相同加熱條件下，小件比大件的淬透性好。 （V ） 83、改正：工具鋼淬火時，冷卻速度越快，則所得組織中的馬氏體越多。 84、黃銅的耐蝕性比青銅差。（V ） 85、對常見鋁合金僅進行淬火，強化效果不顯著。 86、改正：可鍛鑄鐵只能通過石墨化退火而得到。 87、貝氏體轉變是半擴散性轉變。 貝氏體是含碳過飽和的F與碳化物的混合物 88、馬氏體轉變是非擴散性轉變。（V ）

12、馬氏體是含碳過飽和的a固溶體 91、表面淬火主要用于中碳鋼、中碳合金鋼。 二、填空題（共15分，每空格0.5分） 1、HB、a「C0.2表示材料的力學性能是—布氏硬度；沖擊韌性；條件屈服極限 2、工程材料的結合鍵有—金屬鍵；共價鍵；離子鍵；分子鍵 3、金屬的結晶過程主要由 _形核；晶核成長—兩個基本過程組成。 5、固溶體出現(xiàn)枝晶偏析后，可用_熱處理（擴散退火）加以消除。 6、在緩慢冷卻條件下，含碳0.8%的鋼比含碳1.2%的鋼硬度—高、強度―低 7、共析成分的鐵碳合金室溫平衡組織是 _珠光體,其組成相是—鐵素體；滲碳體。 8、利用Fe-FeC相圖確定鋼完全退火的正常溫度范圍是

13、 __A3線+30?50C,它只適應于—亞共 析鋼。 9、馬氏體的顯微組織中，高碳馬氏體呈 _針葉狀，低碳馬氏體呈一板條狀。其中一低碳馬氏體的 韌性較好。 10、調質鋼中加入Cr、Mn等元素是為了提高—淬透性，加入 W、Mo是為了 —防止回火脆性。 11、1Cr18Ni9Ti是—不銹鋼，Cr、Ni的主要作用是—提高鋼的抗腐蝕性能，Ti主要作用是—防 止晶間腐蝕，使用狀態(tài)下的組織是 —奧氏體。 12、鑄鐵中析出石墨的三個途徑是 —從液體中直接結晶得到；從奧氏體中析出；從滲碳體分解 得到。 13、QT500-05牌號中，QT表示—球墨鑄鐵，數(shù)字500表示—抗拉強度、數(shù)字05表示 _延伸

14、率。 三、判斷題（共10分，每小題1分） 8、在碳鋼中具有共析成分的鋼，較之于亞共析鋼和過共析鋼有更好的淬透性。 （V ） 9、球墨鑄鐵可通過熱處理來提高其機械性能。 （V） 四、選擇題（共15分，每小題 1分） 1、拉伸試驗時，試樣斷裂前所能承受的最大應力稱為材料的（ c ）。 （c）抗拉強度 2、晶體中的位錯屬于（ c ）0 （c）線缺陷 3、鑄造條件下，冷卻速度越大，則（ a ）。 （a）過冷度越大，晶粒越細 5、合金固溶強化的原因是（c ） （c聞格發(fā)生畸變 7、珠光體是一種（d）。（d）機械混合物 8、45鋼為得到回火索氏體組織，應進行：c （c）.淬火+高溫回火

15、。 11、機架和機床床身應選用（b）0 （b）灰口鑄鐵； 12、高速切削刀具選用（c ） （C） W6Mo5Cr4V2; 13、40Cr鋼屬于（b ）： （b）調質鋼； 14、適合制作變速箱齒輪的鋼是 c （c） 20CrMnTi; 15、橋梁構彳^選用（c ） （c） 16Mn 五、簡答題（共16分） 3、（本題6分）試總結馬氏體（含碳過飽和的a固溶體）轉變的特點。 答：①屬于非擴散型轉變。（1.5分） ②馬氏體轉變的速度極快。（1.5分） ③在不斷降溫的過程中形成。（1.5分） 1 .在鑄造生產中，采用哪些措施獲得細晶粒組織？ 答：（1）增加過冷度（2）進行變質處理

16、 （3）附加振動 攪拌 2 .說明實際金屬晶體缺陷種類及特征。 答：根據(jù)晶體缺陷的幾何尺寸大小可分為三類：點缺陷，線缺陷，面缺陷。 點缺陷的主要類型有空位和置換，間隙原子。線缺陷就是位錯。 面缺陷包括晶界、亞晶界。 1過冷度 2. 3.奧氏體 4. 5調質處理 1 .過冷度 一理論結晶溫度與實際結晶溫度之差 2 .正火一將鋼件加熱到Ac3或Accm以上30-50C ,保溫適當時間后在空氣中冷卻的熱處理 工藝 3 . C在rFe中的間隙固溶體稱為奧氏體，用 丫或A表示。 4 .熱加工一高于再結晶溫度的塑性變形。 5 .調質處理一淬火加高溫回火的熱處理 一、 利用鐵碳相圖回

17、答下列問題（15分） （1）寫出Fe-FeC相圖上①-⑥區(qū)的組織組成物，標明 A, E, C, S, P, K各點的含碳量。 ①區(qū)： F+P ②區(qū)： P ③區(qū):p+Fe3c『 ④區(qū)：P+ FeC上+Ld'⑤區(qū)：_ _' ⑹區(qū): 生&+Ld： A 點：_0_ E 點： 2.11%_ C 點：_4.3%__ S點：_0.77%_ P 點： 0.02%_ K 點：__6.69%_ 工程材料試題及答案 、判斷題 5、感應加熱表面淬火一般只改變鋼件表面層的組織，而不改變心部組織（，） 7、將金屬加熱到再結晶溫度以上時，金屬將發(fā)生回復、再結晶及晶粒長大等變化。 （，）

18、 8、金屬在塑性變形后產生的纖維組織能使金屬具有各向異性（，） 10、金屬的再結晶轉變，也要經歷形核與晶核長大的過程。 （，） 三、（20分）車床主軸要求軸頸部位硬度為 HRC54-58,其余地方為HRC20—25,其加工路線 為: 第7頁共19頁 華北理工大學工程材料復習題 卞料f 鍛武一正火~機加 1 調質 機加工（精） f 軸頸表而淬火 底溫回火 磨加工 指出：1、主軸應用的材料：45鋼 2、正火的目的和大致熱處理工藝 細化晶粒，消除應力；加熱到 AC3+50C保溫一段時間空冷 3、調質目的和大致熱處理工藝 強度硬度塑性韌性達到良好配合 淬火+高溫回火 4

19、、表面淬火目的 提高軸頸表面硬度 5.低溫回火目的和軸頸表面和心部組織。去除表面淬火熱應力，表面 M + A 心部S回 四、選擇填空（20分） 1、合金元素對奧氏體晶粒長大的影響是（ d） （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 5、高速鋼的紅硬性取決于（b ） （b）淬火加熱時溶入奧氏體中的合金元素的量 7、65、65Mn、50CrV等屬于哪類鋼，其熱處理特點是（c ） （c）彈簧鋼，淬火+中溫回火 8、二次硬化屬于（d） （d）第二相強化 9、1CU8Ni9Ti奧氏體型不銹鋼，進行固溶處理的目的是（ b）

20、b獲得單一的奧氏體組織，提高抗腐蝕性，防止品間腐蝕 11、位錯是一種 線缺陷。 12、純鐵在850c時為 晶格。（①）①體心立方 13、有些金屬在固態(tài)下會發(fā)生晶體結構的變化，這種變化可以稱為 同素異構轉變 14、共析鋼過冷奧氏體在連續(xù)冷卻時，有如下轉變 。（②）②只有珠光體型和馬氏體轉 變，而沒有貝氏體轉變 15、當品格常數(shù)相同時，面心立方品格比體心立方品格的致密度 。（②） ②大 16、具有勻晶相圖的合金在固態(tài)時的相結構屬于 。（②） ②固溶體 17、密排六方晶胞的原子數(shù)為 —。（② ②6 18、彈簧及一些要求具有較高屈服極限的熱作模具等， 常采用熱處理工藝是 。（②）

21、② 淬火+中溫回火 19、亞共析鋼中，隨著含碳量的增加，C曲線的位置：（①）①右移 20、在室溫平衡狀態(tài)下，當鋼的含碳量超過0.9%后，鋼中滲碳體的形態(tài)主要是_。（③） ③ 網狀 21、屬于體心立方品格的金屬有 。（②） ②a-Fe,銘 22、工程結構件中應用最多的鋼種是 。（①）①碳素結構鋼 23、奧氏體是碳溶解在 中所形成的間隙固溶體。（②）②丫-Fe 24、可逆回火脆性的溫度范圍是 。（④）500-650C 26、退火是將工件加熱到一定溫度，保溫一段時間，然后采用的冷卻方式是 。（①） ① 隨爐冷卻 28、珠光體是一種 。③機械混合物，F(xiàn)+滲碳體 29、在測量

22、工件的表面層硬度時，常用的硬度測試方法的表示符號是 。（③）③HV 30、表示金屬材料彈性極限的符號是 _。（①） ①儻 32、建立相圖時采用的冷卻速應為 。 （③ ③極緩慢 33、在發(fā)生共晶轉變1一口+6時，1、a、B三相的成分為。（②） ②確定不變 34、對板料進行多次拉伸時，為了消除形變強化，中途應進行 。（②） ②冉結晶退火 35、正火是將工件加熱到一定溫度，保溫一段時間，然后采用的冷卻方式是 。（③） ③在空氣中冷卻 36、合金固溶強化的基本原因是 。（②）②晶格發(fā)生畸變 37、大多數(shù)合金元素均在不同程度上有細化晶粒的作用， 其中細化晶粒作用最為顯著的有 。 （③

23、）③Ti,V 38、分級淬火的目的是 。（②）②使工件內外溫差較為均勻并減小工件與介質間的溫差 39、一個合金的室溫組織為 a +二次B +（ a + B ）,它由組成。（①） ①二相 41、滲碳體的性能特點是。（②） ②硬度高，極脆，塑性幾乎等于零 42、一個理想的淬火冷卻介質應具有的冷卻特性是 。（②） ②在約550c以上高溫區(qū)冷速應具有足夠快的冷速，在低于約250c的低溫區(qū)應盡可能緩慢 43、將變形金屬加熱發(fā)生再結晶轉變時 。（②） ②只有晶粒大小、形狀發(fā)生變化 44、挖掘機鏟齒、坦克和拖拉機履帶宜采用 。（③）③高銳鋼ZGMn13 45、除 元素外，其它合金元素溶于

24、奧氏體后，均能增加過冷奧氏體的穩(wěn)定性。 （①） ①Co ②Cr ③Mn 46、屬于體心立方品格的金屬有 。（②）②a-Fe、銘 47、每個體心立方晶胞中包含有 一個原子。（②） ②2 48、在以下晶體中，滑移系數(shù)目最多的晶格類型是 。（②） ②體心立方 50、在Fe-Fe3c相圖中，共析線也稱為 （①）①A1線 五、簡答題（共20分） 1、晶體有那些特性？ （ 4分） 答：1） 一般具有規(guī)則的外形。（1分）；2）有固定的熔點。（1分）；3）有各向異性。（1分）（4） 解理性。（1分） 3、簡述珠光體、索氏體、屈氏體三者的異同點。 （5分） 答：珠光體、索氏體、屈氏體都是鐵素

25、體與滲碳體片層交替的機械混合物。 （2分） 不同的是片層間距由寬到細，強度、硬度由低變高。 （3分） 4、鐵碳合金中基本相是那些？其機械性能如何？ （6分） 答：基本相有：鐵素體、奧氏體、滲碳體 。鐵素體強度和硬度不高，但具有良好的塑性和韌 性；奧氏體的硬度較低而塑性較高，易于鍛壓成型；滲碳體硬度很高而塑性和韌性幾乎為零，脆性 大。 5、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？《 P16〉 ―：結晶的基本過程一一晶核形成與晶核長大 結晶時的冷卻速度（即過冷度）隨著過冷度的增大，晶核的形成率和成長率都增大，但形成率 長增長比成長率的增長快，同時液體金屬中難熔

26、雜質以及振動和攪拌的方法也會增大形核率 14、奧氏體形成的四個步驟是什么？ （ 4分） 答：（1）奧氏體晶核的形成；（1分） （2）奧氏體晶核的長大；（1分） （3）殘余滲碳體的溶解；（1分） （4）奧氏體成分的均勻化。（1分） 17、說明下列符號各是什么指標？各代表什么意思？ （ 5分） （1） E （2） （T s （3）巾 （4） a k （5）HRC 答：（1） E:彈性模量；剛度指標 （1分） （2）⑹屈服點（強度）；強度指標 （1分） （3）巾：斷面收縮率；塑性指標（1分） （4）水：沖擊韌度；韌性指標 （1分） （5） HRC:洛氏硬度；硬度指標 （1分）

27、 六、綜合分析題（共22分） 1、（12分）有兩個含碳量為1.2%的碳鋼薄試樣，分別加熱到780c和860c并保溫相同時間， 使之達到平衡狀態(tài)，然后以大于 VK的冷卻速度至室溫。試問： （1）哪個溫度加熱淬火后馬氏體晶粒較粗大？ 答：860c加熱溫度高，加熱時形成的奧氏體晶粒粗大，冷卻后得到的馬氏體晶粒粗大 （2）哪個溫度加熱淬火后馬氏體含碳量較多？ 答：860c已經超過了 Accm,此時碳化物全部溶于奧氏體中，奧氏體中含碳量增加，而奧氏體 向馬氏體轉變是非擴散型轉變，所以冷卻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？ 答：860c已經超過了 Accm,此時

28、碳化物全部溶于奧氏體中，使奧氏體中含碳量增加，降低鋼 的Ms和Mf點，卒火后殘余奧氏體增多。 （4）哪個溫度加熱淬火后未溶碳化物較少？ 答：860c已經超過了 Accm,此時碳化物全部溶于奧氏體中，因為加熱卒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？ 答：780加熱卒火后合適。因為含碳量為1.2%的碳鋼屬于過共析鋼，過共析碳鋼卒火加熱溫度 Ac1+（30-50C）,而780在這個溫度范圍內，這時卒火后的組織為均勻而細小的馬氏體和顆粒狀滲碳 體及殘余奧氏體的混合組織，使鋼具有高的強度，硬度和耐磨性，而且也具有較高的韌性。 七、要制造齒輪、連桿、熱鍛模具、彈簧、冷沖

29、壓模具、滾動軸承、車刀、錘刀、機床床身等 零件，試從下列牌號中分別選出合適的材料并敘述所選材料的名稱、成分、熱處理工藝和零件制成 后的最終組織。 答：齒輪：20CrMnTi 滲碳鋼；C%=0.2%,Cr,Mn,Ti<1.5%; 滲碳+淬火+低溫回火；組織為回火馬氏體。（3分） 連才40Cr調質鋼；C%=0.4%,Cr<1.5%; 調質處理（淬火+高溫回火）；組織為回火索氏體。（ 2分） 彈簧：65Mn 彈簧鋼；C%=0.65%,Mn<1.5%; 淬火+中溫回火；組織為回火托氏體。（2分） 冷沖壓模具：Cr12MoV冷變形模具鋼C%>1%,Cr=12%,Mo

30、,V<1.5%; 淬火+低溫回火；組織為回火馬氏體。（2分） 滾動軸承：GCU5Mo軸承鋼；C%>1%,Cr=1.5%,Mo<1.5%;球化退火+淬火+低溫回火；組 織為回火馬氏體。（2分） 車刀：W6Mo5Cr4V2 高速鋼 W%=6%,Mo%=5%,Cr%=4%,V%=2% ; 淬火+ 560C三次回火；組織為回火馬氏體+碳化物。（3分） 錘刀：T10碳素工具鋼；C%=1%; 淬火+低溫回火；組織為回火馬氏體+碳化物。（2分） 熱鍛模具：5CrMnMo 熱變形模具鋼；C%=0.5%,Cr,Mn,Mo<1.5%; 淬火+高溫回火；組織為回火索氏體。（2

31、分） 機床床身：HT300灰口鐵；無需熱處理。（2分） 三、選擇正確答案 1、 為改善低碳鋼的切削加工性應進行哪種熱處理（ D ） D、正火 2、鋼中加入除Co之外的其它合金元素一般均能使其 C曲線右移，從而B、增加淬透性 3、金屬的塑性變形主要是通過下列哪種方式進行的（ C C、位錯的滑移 5、過共析鋼的正常淬火加熱溫度應該選擇在（ A ） A、Acl+30-50C 6、常見的齒輪材料20CrMnTi的最終熱處理工藝應該是（D ） D、滲碳后淬火+低溫回火 7、常見的調質鋼大都屬于（B） B、中碳低合金鋼 9、某工件采用單相黃銅制造,其強化工藝應該是（ C ） C、形變強化

32、 10、在Fe-Fe3c合金中，其平衡組織中含有二次滲碳量最多的合金的含碳量為 （D ） D、2.11% 11、在Fe-Fe3c合金的退火組織中，含珠光體量最多的合金的碳含量為（ B ） B、0.77% 12、下列鋼經完全退火后，哪種鋼可能會析出網狀滲碳體（ D） D、T12 13、下列材料中不宜淬火的是（ D ） D、YT15 14、下列二元合金的恒溫轉變中，哪個是共析轉變（ C ） C、丫 一+B 15、下列合金鋼中，耐蝕性最好的是（ D ） D、1CU8Ni9Ti 16、下列合金中，哪種合金被稱為巴氏合金（ B ） B、鉛基軸承合金 17、對球墨鑄鐵進行高溫正火的目的是為

33、了得到下列哪種組織（ C ） C、P+G 18、為降低低碳冷軋鋼板的硬度，宜采用下列哪種工藝（ D） D、等溫退火 21、過共析鋼的退火組織是（C ） C、P+Fe3CII 23、對奧氏體不銹鋼進行固溶處理的目的是（ D ） D、消除碳化物 24、滾動軸承鋼GCU5的最終熱處理應該是（A ） A、淬火+低溫回火 25、對工件進行分級淬火的目的是（ C ） C、減少工件變形 26、鋼獲得下列哪種組織時有最佳的綜合機械性能 D、M+P 28、為了提高45鋼的綜合機械性能，應進行（B） B、調質 29等溫退火相對于一般退火工藝而言，更能（ A ） A、減少工件變形 30、高速鋼淬火

34、后進行多次回火的主要目的是（ B ） B、消除殘余奧氏體，使碳化物先分析出 32、鋼中的二次滲碳體是指從（B ）中析出的滲碳體B、從奧氏體中析出的 33、碳鋼的下列各組織中，哪個是復相組織（ A ） A、珠光體 34、能夠無限互溶的兩組元素所構成的二元合金相圖必定是（ A ） A、勻晶相圖 35、鋼件出現(xiàn)下述哪種缺陷時，難以用熱處理來消除（ B ） B、纖維組織 36、鋼的下列組織中熱才I定性最差的是（ C ） C、回火屈氏體 37、對片狀馬氏體而言，下列說法哪個是錯誤的（ A ） A、是位錯馬氏體 B、是李晶馬氏體 C、是過飽和的a固溶體 D、具有高的強度 39、下列諸因

35、素中，哪個是造成45鋼淬火硬度偏低的主要原因（A ） A、加強溫度低于Ac3 40、亞共品白口鑄鐵的退火組織中，不可能有下列中的哪種組織（ C ） C、一次滲碳體 41、過共析鋼進行下列哪種熱處理可能會造成網狀滲碳體析出（ A ） A、完全退火 42、下列指標中，哪個是只決定了鋼的成份的性能（ D ） D、VK 43、分級淬火的目的是為了（ D ） D、減少工件變形開裂 44、過共析鋼因過熱而析出網狀滲碳體組織時，可用下列哪種工藝消除（ C ） C、球化退火 47.為降低低碳冷軋鋼板的硬度，宜采用下列哪種工藝（C） C再結晶退火 49.高速鋼經最終熱處理后的組織應該是（C ） C

36、.回M+A+K 50白口鑄鐵件不具有下列哪個性能（A ） A.高強度 51對球墨鑄鐵件進行下列哪種熱處理可得到鐵素體基球鐵（C） C.高溫退火 53下列各工程塑料中，進行注射成型比較困難的是（D ） D.氨基塑料 54.40Cr鋼的碳含量范圍是（C ） C約0.4% 55冷加工金屬經再結晶退火后，下列說法哪個是錯誤的？（ C ） C.其品格類型會發(fā)生改變 56對純金屬而言，下列說法哪個是錯誤的（A ） A,不會在恒溫下結晶 57對過共析鋼不能進行下列哪種退火處理（A ） A.完全退火 B.再結晶退火 C.等溫退火 D.去應力退火 58普通灰口鑄鐵組織中，不應有下列哪種滲碳體

37、出現(xiàn)？（C） A.一次滲碳體 B.二次滲碳體 C.三次滲碳體 D. 一次滲碳體和二次滲碳體 59對亞共析鋼進行完全退火，其退火溫度應為（D ） D.AC3+30至50度 60.T8鋼奧氏體化后進行油淬，其組織為（C ） C.M+B下+A殘 61馬氏體的硬度主要決定于其（A ） A.碳含量 62熱鍛模的最終熱處理工藝應該是（C） C調質 63下列合金中，銘元素含量最少的是（A ） A.GCr15 64.下列合金中，含碳量最少的鋼是（ D ） D.1CU8Ni9Ti 65下列鋁合金中，被稱為硅鋁明的是（ A ） A.ZL102 66鋼的淬透性主要決定于其（C） C.冷卻速度

38、四、填空題 1.在Fe-Fe3c合金中，含有二次滲碳體最多的合金是含碳為 2.11 %的鋼，其二次滲碳體的最大 含量為22.64 %. 2.冷變形金屬在加熱時發(fā)生的三個過程依次為 回復，再結晶和晶粒長大。 7球墨鑄鐵件可通過熱處理來調整其基本組織， 退火熱處理能得到F+G基，調質熱處理能 得到F+P+G基，而正火能獲得P+G基 10金屬結晶時晶粒的大小主要決定于其 形核率和晶核長大速度，一般可通過增加過冷度或 變質處理來細化晶粒 12普通鋼,優(yōu)質鋼的區(qū)分是以其中 S和P元素的原子的含量來區(qū)分的,P含量高易使鋼產生 熱脆性，而S含量高易使鋼產生冷脆性 13所謂本質細晶粒鋼是指該

39、鋼正常淬火加熱時 奧氏體晶粒長大傾向小的鋼 14鋼淬火時馬氏體轉變的轉變量主要決定于其 臨界冷卻速度，與其保溫時間 無 關。 15鋼的淬透性決定于其成份，一般隨碳含量的增加，亞共析鋼的淬透性 增大，當加入除Co之外 的合金元素時均能使鋼的淬透性提高。 16.馬氏體的形態(tài)在兩種典型，即強度高而韌性差的 片 狀馬氏體和強度低而韌性高的 板條 狀 馬氏體 24常見的合金彈簧鋼有 60Si2Mn，其最終熱處理工藝為 去應力退火，其最終組織為索氏 體。 25鋼進行擴散退火的目的是為了 減少鋼錠、鑄件或鍛坯的化學成分和組織的不均勻性 ，進行 再結晶退火的目的是為了 消除加工硬化作用，便于繼

40、續(xù)冷加工 。 26影響鑄鐵石墨化的主要因素有 鑄鐵的成分和冷卻速度 27馬氏體的硬度主要決定于其含碳量，鋼淬火時獲得馬氏體量的多少主要決定于其 臨界冷 卻速度。 28要降低低冷軋鋼板的硬度應進行完全退火，要消除合金鑄件的枝晶偏析應進行均勻化退火, 要改善高碳鋼的切加工性能應進行 等溫退火。 29常用彈簧白牌號有65Mn、60Si2Mn其熱處理工藝為淬火和中溫回火，熱處理后的組織是 回火托氏體。 31.實際晶體中主要存在三類缺陷，其中點缺陷有空位和間隙原子等線缺陷有位錯，面缺陷 有（亞）晶界等。 33.正火處理能改善低碳鋼的切削加工性能，等溫退火處理能消除高碳高合金鋼中的殘余奧 氏

41、體。 35合金鋼按用途可分為三類，即合金結構鋼，合金工具鋼，和特殊性能鋼。 37金屬澆鑄造時常采用的細化晶粒方法有兩種，即 變質處理 和 振動攪拌。 38鐵有三種同素異構體，在912度以下時為 體心 立方結構，在912度以上,1394度以下時為 面心 立方結構，高于1394度而低于熔點時為 體心 立方結構 40金屬晶體通過滑移和學生兩種方式來發(fā)生塑性變形。 41冷變形金屬在加熱時隨加熱溫度的升高，其組織和性能的變化分為三個階段，即回復，再結 晶, 晶粒長大 0 42在合金鋼白組織中，常見的間隙固溶體有 F和A ，常見的間隙相P和Ld，常見的間隙化 合物Fe3c。 43在Fe-Fe

42、3c合金組織中，一次滲碳體是指從 液體合金 中析出的，二次滲碳體是指從 A中 析出的，三次滲碳體是指從 F中析出的 44在鐵碳合金的平衡組織中，常見的三個單相組織為 F , A和Fe3c ,，常見的兩個兩組織 為 P , Ld。 45下列各材料的退火組織構成為：工業(yè)純鐵F,亞共析鋼F+P，過共析鋼P+Fe3Cn，亞共晶白 口鑄鐵 P+Ld' +Fe3Cn ,過共品白口鑄造鐵為 Ld ' +Fe3C I 。 48鋼加熱時奧氏體的形成分為三個階段，依次為奧氏體晶核的形成及長大，殘余滲碳體， 奧氏體的均勻化。 49鋼加熱奧氏化后，先淬入水中，再淬入油中該淬火工藝通常被稱為

43、雙介質 淬火。 50鋼淬火時所得馬氏體的形態(tài)主要決定于其 成分，馬氏體的硬度主要決定于其碳的含 量，馬氏體量的多少主要決定于其臨界冷卻速度。 52鋼的Ac3溫度是指 冷卻時，不同含碳量的奧氏體中結晶出鐵素體的開始線 。 58純金屬的晶格類型主要有 體心立方 晶格，面心 晶格和 密排六方 品格三種 59金屬結晶的必要條件是一定的 過冷度 。 60金屬的塑性變形是在切應力作用下，主要通過滑移來進行的 61金屬中的位錯密度越高，則其強度越 高，塑性越 差。 62純鐵的火§點為1538度，則其再結晶溫度為997度,而其再結晶退火溫度為 1097度。 63冷加工和熱加工是以金

44、屬的再結晶溫度區(qū)分的 64所謂‘相'是指合金中的 晶體 結構和 化學成分 相同的組成部分 65合金中的基本相分為固溶體和金屬化合物兩類 66按照溶質原子在溶劑中位置的不同 同溶體分為 置換固溶體 和 間隙固溶體。 67固溶體按溶解度大水不同分為 有限固溶體 和 無限固溶體 69鋼中常見的化合物大多數(shù)屬于 正常價 化合物，其共同的性能特點是熔點 較高，硬度高, 脆性大。 70鐵碳合金的基本相中，塑性最好的是 A ，強度最高的是 P ，硬度最高的是Cm。 71珠光體是指F和Cm所形成的兩相組織，其形態(tài)一般是粗片狀。 72二次滲碳體只可能出現(xiàn)于碳含量大于 0.77 %的鋼中

45、，其形態(tài)是 網 狀 73灰口鑄造鐵和白口鑄鐵的組織相比較，灰口鑄造鐵中不應有 滲碳體 組織，而白口鑄鐵中沒有 片狀石墨組織 74.將45鋼加熱至Ac1溫度時，所得奧氏體白^含碳量為 0.44 %繼續(xù)升高溫度，奧氏體的含碳量會 增大。 77亞共析鋼的正火溫度為 Ac3以上,3「50度，而過共析鋼的正火溫度為 Accm以上30- 50度 78鋼淬火后馬氏體組織粗細主要取決于奧氏體的 晶粒大小。 79工具鋼一般都屬于優(yōu)質碳鋼,其機加工前的預處理工藝為 退火，機加工后的最終熱處理工 藝為淬火+低溫回火。 82合金元素大多數(shù)都促進奧氏體的形成，故合金鋼的淬火優(yōu)于碳鋼。 84碳在鑄鐵中主要

46、以滲碳體和石墨的形式存在 85提高鑄鐵中碳元素和硅元素的含量，有利于其石墨化 91常用的硬質合金主要有三類即 鴇鉆類硬質合金，鴇鉆鈦類硬質合金和通用硬質合金，其 中韌性最好的是 鴇鉆類硬質合金。 五、簡答題 1 .某過共析鋼工件因終鍛溫度過高，其組織中出現(xiàn)了網狀滲碳體，對工件的機性有何影響冰用何 種工藝可將之削除. 答：工件的強度下降，力學性能變壞。 可以采用正火的熱處理方法來消除。 2 .某T12鋼工件退火時，誤當作45鋼而進行了完全退火，其組織和性能會發(fā)生什么變化，因該工件 切削加工困難，應采用什么熱處理工藝來改善之. 答：組織中出現(xiàn)網狀滲碳體，將使工件的強度下降，力學性能

47、變壞。 可以采用正火的熱處理方法來消除。 3 .試說明淬火鋼中出現(xiàn)殘余奧氏體的原因是什么，對其性能有何影響，采用什么工藝能將之消除. 答：淬火鋼中出現(xiàn)殘余奧氏體的原因是：馬氏體轉變是在一定溫度范圍內（ Ms-Mf）,連續(xù)冷卻 的任何停頓和減慢，都增大奧氏體的穩(wěn)定性和殘余奧氏體的量；另外馬氏體形成時體積膨脹，對未 轉變的奧氏體構成大的壓應力，也使馬氏體轉變不能進行到底，而總要保留一部分不能轉變的（殘 余）奧氏體。 殘余奧氏體存在馬氏體之間可改善鋼的韌性。 采用回火工藝能將之消除。 4試說明為什么亞共析鋼必須進行完全淬火，而過共析鋼則只能進行不完全淬火. 答：亞共析鋼必須在 Ac3

48、+30-50C加熱，進行完全淬火，并使淬火組織中保留一定數(shù)量的細小 彌散碳化物顆粒，以提高其耐磨性。而過共析鋼加熱到 Ac1+30-50C進行不完全淬火，其原因在于： 若碳化物完全熔入奧氏體中，馬氏體中將出現(xiàn)過多的殘余奧氏體， 從而會造成多方面的害處，例如： 碳含量過高，淬火后全部形成片狀馬氏體，脆性增加，且奧氏體增加，硬度下降 ；組織中會失去硬而 耐磨的碳化物顆粒，令耐磨性降低等；而且淬火后會得到粗針狀馬氏體，顯微裂紋增多， 令鋼的脆性 增大;同時會令淬火應力增大，加大工件變形開裂傾向。 6確定下列工件的退火工藝，并說明其原因： （1四軋15鋼鋼板要求降低硬度.（2）正火態(tài)的T12

49、鋼鋼坯要求改善其切削加工性.（3癖造過熱的60 鋼鍛坯要求細化晶粒. 答：（1）完全退火；（2）球化退火；（3）等溫退火。 7.某40MnB鋼主軸，要求整體有足夠的韌性，表面要求有較高的硬度和耐磨性，采用何種熱處理工 藝可滿足要求河述理由. 答：采用正火、調質（預備熱處理），以及淬火+低溫回火（最終熱處理）。 （1）正火：主要為了消除毛坯的鍛造應力， 降低硬度以改善切削加工性，同時也均勻組織， 細化晶粒，為以后的熱處理做組織準備 （2）調質：主要使主軸具有高的綜合力學性能。 （3）淬火+低溫回火：提高表面的硬度和耐磨性，而心部具有足夠的韌性，其中低溫回火 的作用是消除淬火應力及減少

50、脆性。 8.金屬晶粒大小對金屬的性能有何影響就明鑄造時細化晶粒的方法及其原理. 答：金屬晶粒越細，金屬的強度越高，塑性和韌性也越好，反之力學性能越差。 鑄造時細化晶粒的方法有： （1）增加過冷度：當過冷度增大時，液態(tài)金屬的結晶能力增強，形核率可大大增加，而長大 速度增加較少，因而可使晶粒細化。 （2）變質處理：在液態(tài)金屬結晶前，加入一些細小的變質劑，使金屬結晶時形核率 N增加， 因而可使晶粒細化。 （3）振動處理：在金屬結晶時，對液態(tài)金屬附加機械振動、超聲波振動或電磁振動等措施使 已生長的晶粒因破碎而細化，同時破碎的晶粒尖端也起凈核作用，增加了形核率，使晶粒細化。 第一部分

51、一、判斷：（每題1.5分，共30分） 1、Vk表示臨界冷卻速度。 （，） 2、6僑口①都是判定材料強度的性能指標。（，） 3、鐵素體（F）和奧氏體（A）都屬于固溶體。 （，） 4、 共析鋼的 Wc=2.11%。 （ ） 5、高速鋼不需要進行三次回火。 （ ） 6、灰鑄鐵中碳主要以片狀石墨的形態(tài)存在。 （V） 7、大多數(shù)的合金元素加入鋼中均使“ C”曲線右移，淬透性提高。（，） 8、 HBS210-240為布氏硬度的正確標注方法（） 9、正火與退火的主要區(qū)別是加熱溫度的不同。 （） 10、淬火后的鋼必須立即進行回火。 （，） 11、20鋼的碳含量低于40鋼。 （，） 12

52、、鋼的質量高低是按磷和硫的含量多少來分。 （，） 13、滲碳用鋼一般屬于中碳鋼。 （ ） 14、金屬由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的過程稱為結晶。 （V） 15、鐵素體的塑性高于滲碳體。 （，） 16、在Fe-Fe3c相圖中，PSK線為共晶轉變線。（） 17、晶粒越細小，鋼的力學性能能越好。 （，） 18、合金鋼的力學性能低于非合金鋼，且價格也低于非合金鋼。 （ ） 19、球墨鑄鐵可以用熱處理來強化。 （，） 20、鑄造主要用于內腔較簡單的零件。 （ ） 、填空 1、熱處理主要分一加熱保溫冷卻一三個階段。 2、珠光體是—鐵素體（F）和滲碳體（Fe3C）』機械混合物。 3、在相圖中，AE

53、CF線是—周相線__、ES線是」容解度曲線。 4、若按含碳量來分，碳鋼可分為 —低、中、高碳—鋼。 二、五、論述題 制訂CA6140主軸的加工工藝路線，并說明各熱處理工序的作用 主軸制造工藝路線： 鍛造一正火一切削加工（粗）一調質一切削加工（半精）一高頻感應加熱淬火一低溫回火一磨 主軸熱處理各工序的作用： 正火：作為預備熱處理，目的是消除鍛件內應力，細化晶粒，改善切削加工性。 調質：獲得回火索氏體，使主軸整體具有較好的綜合力學性能，為表面錯貨作好組織準備 高頻感應加熱淬火+低溫回火：作為最終處理，高頻感應加熱淬火是為了使軸頸及錐孔表面得 到高硬度、耐磨性和疲勞強度；低溫回火是

54、為了消除應力，防止磨銷時產生裂紋，并保持高硬度和 耐磨性。 部分 一、判斷題（25分） 1、灰鑄鐵的減震性能比鋼好。 （，） 2、鑄造生鐵專供煉鋼所用。 （ ） 3、鋼若按質量分類分為低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼。 （ ） 4、“ C”曲線越靠右，鋼的淬透性越好。 （，） 5、淬火+高溫回火為調質處理。 （，） 6、含碳量越低鋼的塑性、韌性就越好。 （，） 7、Vk表示臨界冷卻速度。 （，） 8、灰鑄鐵中碳主要以片狀石墨形態(tài)存在。 （，） 9、共析鋼的碳質量分數(shù) WC=2.11%。 （ ） 10、6 b和6都是判定材料強度的指標。 （，） 二、選擇（10分） 1、下列牌號

55、中哪個屬于沸騰鋼（B ） A.Q345B B.08F C.W6Mo5Cr4V2A 2、下列哪種鋼的淬透性最好（ B ） A.ZGMn13 B.W18Cr4V C.40Cr 3、制造汽車的后橋齒輪所選用的材料（A ） A.20CrMnTi 4、制造一個內燃機曲軸，其毛坯成型方法應為（A） A.鑄造 5、下列哪種組織的塑性最好 （A ） A.鐵素體 二、選擇題：（每小題2分，共20分） 零件在毛坯生產之后粗加工之前常進行的熱處理是（ ） A、正火 D、退火 過共析鋼的淬火加熱溫度（ C ） C、Ac1+（30?50） C 哪一種淬火介質在淬火時造成的組織應力小，引起變形開

56、裂的傾向?。– ） C、油 各種工具在淬火后進行的回火是（ A ） A、低溫回火 一批已加工的鑄鐵件，需測試硬度，常采用的方法是（A） A、布氏硬度 可以發(fā)生同素異構轉變的金屬有（ A ） A、Fe 共析鋼室溫下的平衡組織為（ B ） B、珠光體 影響鋼淬透性的因素主要是（B） B、合金元素的影響 影響灰鑄鐵力學性能的主要因素是（ B ） B、石墨 三、判斷題：（如正確打“一 ,錯誤打“X” ;每外砥20分） 1、布氏硬度用符號HRC表示. （ ） 2、晶體是沒有固定的熔點. （ ） 3、一股［#況下，晶粒越細小，力學性能越差. （ ） 4、金屬化合物具有較好的塑料和韌性

57、. （ ） 5、灰口鑄鐵的力學性能比球墨鑄鐵好. （ ） 6、滲碳用鋼一般用高碳鋼. （ ） 7、煉鐵是一個氧化過程. （ ） 8、利用合金元素擴大奧氏體相區(qū)的作用可生產出奧氏體鋼 . （，） 9、高速鋼的主要特點是在高溫（ 600 C）階段仍可保持高的塑料（ ） 10、鑄鋼的流動性好，鑄鐵的流動性差. （ ） 2、（10分）說明45鋼試樣（①10mm）經下列溫度加熱、保溫并在水中冷卻得到的室溫組織： 700C, 760 C, 840C, 1100C。 700:因為它沒有達到相變溫度，因此沒有發(fā)生相變，組織為鐵素體和珠光體。 760:它的加熱溫度在Ac1_Ac3之間，因此組織為鐵素體，馬氏體和少量殘余奧氏體。 840:它的加熱溫度在Ac3以上，加熱時全部轉變?yōu)閵W氏體，冷卻后的組織為馬氏體和少量殘 余奧氏體。 1100:因為它的加熱溫度過高，加熱時奧氏體晶粒粗化，卒火后得到粗片狀馬氏體和少量殘余 奧氏體 說明含碳量1.0%勺鋼比含碳量為0.5%的鋼的硬度高。 答：（3）含碳量1.0%的鋼中含有硬度高的滲碳體，而含碳量為 0.5%勺含有較硬度較低的鐵素 體，故含碳量1.0%的鋼比含碳量為0.5%的鋼的硬度高。（4分 第21頁共19頁