金属材料与热处理课后习题答案文档格式.docx
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4、γ—Fe转变为α—Fe时,纯铁体积会()。
A、收缩B、膨胀C、不变
四、名词解释
1、晶格与晶包
2、晶粒与晶界
3、单晶体与多晶体
五、简述
1、生产中细化晶粒的常用方法有哪几种?
为什么要细化晶粒?
2、如果其他条件相同,试比较下列铸造条件下铸铁晶粒的大小。
(1)金属模浇注与砂型浇注
(2)铸成薄件与铸成厚件
(3)浇注时采用振动与不采用振动
3、写出纯铁的同素异构转变式。
4、画出三种常见金属晶格的晶胞图。
5、为什么单晶体具有各向异性,而多晶体一般情况下不显示出各向异性?
第2章金属材料的性能
一、填空(将正确答案填在横线上。
下同)
1、金属材料的性能一般分为两类,一类是使用性能,它包括、和
等,另一类是工艺性能,它包括、、和等。
2、大小不变或变化很慢的载荷称为载荷,在短时间内以较高速度作用于零件上的载荷称为载荷,大小和方向随时间发生周期性变化的载荷称为载荷。
3、变形一般分为变形和变形两种,不能随载荷的去除而消失的变形称为
变形。
4、强度是指金属材料在载荷作用下,抵抗或的能力。
5、强度的常用衡量指标有和,分别用符号和表示。
6、如果零件工作时所受的应力低于材料的或,则不会产生过量的塑性变形。
7、有一钢试样其横截面积为100mm2,已知钢试样的σs=314Mpa,σb=530Mpa。
拉伸试验时,当受到拉力为时,试样出现屈服现象,当受到拉力为时,试样出现缩颈。
8、断裂前金属材料产生的能力称为塑性。
金属材料的和的数值越大,表示材料的塑性越好。
9、一拉伸试样的原标距长度为50mm,直径为10mm拉断后试样的标准长度为79mm,缩颈处的最小直径为,此材料的伸长率为,断面收缩率为。
10、500HBW5/750表示用直径为mm,材料为球形压头,在N压力下,保持s,测得的硬度值为。
11、金属材料抵抗载荷作用而的能力,称为冲击韧性。
12、填出下列力学性能指标的符号:
屈服点,抗拉强度,洛氏硬度C标尺,伸长率,断面收缩率,冲击韧性,疲劳极限。
二、判断(正确打“√”,错误打“×
”,下同)
1、弹性变形能随载荷的去除而消失。
2、所有金属材料在拉伸试验时都会出现显着的屈服现象。
3、材料的屈服点越低,则允许的工作应力越高。
4、洛氏硬度值无单位。
5、做布氏硬度试验时,当试验条件相同时,其压痕直径越小,材料的硬度越低。
6、材料对小能量多次冲击抗力的大小主要取决于材料的强度和塑性。
7、在实际应用中,维氏硬度值是根据测定压痕对角线长度,再查表得到的。
8、布氏硬度测量法不宜于测量成品及较薄零件。
9、洛氏硬度值是根据压头压入被测定材料的压痕深度得出的。
10、铸铁的铸造性能比钢好,故常用来铸造形状复杂的工件。
三、选择(将正确答案填入括号内,下同)
1、拉伸试验时,试样拉断前所能承受的最大应力称为材料的()。
A、屈服点B、抗拉强度C、弹性极限
2、做疲劳试验时,试样承受的载荷为()。
A、静载荷B、冲击载荷C、交变载荷
3、洛氏硬度C标尺所用的压头是()。
A、淬硬钢球B、金钢石圆锥体C、硬质合金球
4、金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力称为()。
A、塑性B、硬度C、强度
5、用拉伸试验可测定材料的()性能指标。
A、强度B、硬度C、韧性
1、内力与应力
2、弹性变形与塑性变形
3、屈服点与残余拉伸应力
4、疲劳极限与抗拉强度
5、铸造性能与锻造性能
1、画出低碳钢力—拉伸曲线,并简述拉伸变形的几个具体阶段。
2、什么是塑性?
塑性对材料的使用有何实际意义?
3、什么是工艺性能?
工艺性能包括哪些内容?
4、在表格填写下列材料常用的硬度测量法及硬度值符号。
材料常用硬度测量法硬度值符号
铝合金半成品
一般淬火钢
铸铁
表面氮化层
4、有一根环形链条,用直径为2cm的钢条制造,已知此材料σS=300Mpa,求该链条能承受最大的载荷是多少?
第3章铁碳合金
一、填空
1、合金是一种与或通过熔炼或其他方法结合而成的具有的物质。
2、合金中的成分、结构及性能相同的组成部分称为。
3、根据合金中各组元之间的相互作用不同,合金的组织可分为、和
三种类型。
4、根据溶质原子在溶剂晶格中所处的位置不同,固溶体可分为和两种。
5、合金组元之间发生而形成的一种具有的物质称为金属化合物。
其性能特点是高,高,大。
6、铁碳合金的基本组织有五种,它们是、、、、。
7、铁碳合金的基本相是、和。
8、在铁碳合金基本组织中属于固溶体的有和,属于金属化合物的是,属于混合物的有和。
9、碳在奥氏体中溶解度随温度的不同而变化,在1148℃时碳的溶解度可达,在727℃时碳的溶解度为。
10、铁碳合金相图是表示在缓慢冷却或加热条件下,不同的铁碳合金的或
随变化的图形。
11、分别填出下列铁碳合金组织的符号:
奥氏体,铁素体,渗碳体,珠光体,高温莱氏体,低温莱氏体。
12、含碳量的铁碳合金称为钢。
根据室温组织不同,钢又分为三类:
钢,其室温组织为和;
钢,其室温组织为和。
13、铁素体的性能特点是具有良好的和,而和很低。
14、共析钢冷却到S点时,会发生共析转变,从奥氏体中同时析出和的混合物,称为。
15、莱氏体是和的混合物。
当温度低于727℃时,莱氏体中的转变为
,所以室温下的莱氏体是由和组成,又称为。
二、判断
1、固溶体的晶格类型与溶剂的晶格类型相同。
2、金属化合物的晶格类型完全不同于任一组元的晶格类型。
3、金属化合物一般具有复杂的晶体结构。
4、碳在γ—Fe中的溶解度比在α—Fe中的溶解度小。
5、奥氏体的强度、硬度不高,但具有良好的塑性。
6、渗碳体是铁与碳的混合物。
7、过共晶白口铸铁的室温组织是低温莱氏体加一次渗碳体。
8、碳在奥氏体中的溶解度随温度的升高而减小。
9、渗碳体的性能特点是硬度高、脆性大。
10、奥氏体向铁素体的转变是铁发生同素异构转变的结果。
11、含碳量为%和%的钢属于亚共析钢,在室温下的组织均由珠光体和铁素体组成,所以它们的力学性能相同。
12、莱氏体的平均含碳量为%。
1、组成合金的最基本的独立物质称为()。
A、相B、组元C、组织
2、金属发生结构改变的温度称为()。
A、临界点B、凝固点C、过冷度
3、合金固溶强化的主要原因是()。
A、晶格类型发生了变化B、晶粒细化C、晶格发生了畸变
4、铁素体为()晶格,奥氏体为()晶格。
A、面心立方B、体心立方C、密排六方
5、渗碳体的含碳量为()%。
A、B、C、
6、珠光体的平均含碳量为()%。
7、共晶白口铸铁的含碳量为()%。
8、铁碳合金共晶转变的温度是()℃。
A、727B、1148 C、1227
9、含碳量为%的铁碳合金,在室温下的组织为()。
A、珠光体B、珠光体加铁素体C、珠光体加二次渗碳体
10、铁碳合金相图上的ES线,其代号用()表示,PSK线用代号()表示,GS线用代号()表示。
A、A1B、A3C、Acm
11、铁碳合金相图上的共析线是()。
A、ECFB、ACDC、PSK
12、从奥氏体中析出的渗碳体称为(),从液体中结晶出的渗碳体称为()。
A、一次渗碳体B、二次渗碳体C、三次渗碳体
13、将含碳量为%的铁碳合金加热到650℃时,其组织为(),加热到850℃时其组织为(),加热到1100℃时其组织为()。
A、珠光体B、奥氏体C、珠光体加渗碳体D、奥氏体加渗碳体
14、亚共析钢冷却到GS线时要从奥氏体中析出()。
A、铁素体B、渗碳体C、珠光体
15、亚共析钢冷却到PSK线时,要发生共析转变,奥氏体转变成()。
A、珠光体加铁素体B、珠光体C、铁素体
1、钢与白口铸铁
2、铁素体与奥氏体
3、珠光体与莱氏体
4、共晶转变与共析转变
5、固溶强化与加工硬化
1、绘出简化后的Fe—Fe3C相图。
2、根据Fe—Fe3C相图填写下表。
特性点含义温度/℃含碳量/%
A
E
G
C
S
D
特性线含义
ACD
ECF
PSK
AECF
GS
ES
3、简述含碳量为%,%的铁碳合金从液态冷至室温时的组织转变过程,并画出室温组织示意图。
4、根据Fe—Fe3C相图,说明下列现象的原因。
(1)含碳量1%的铁碳合金比含碳量%的铁碳合金的硬度高。
(2)一般要把钢材加热到1000~1250℃高温下进行锻轧加工。
(3)靠近共晶成分的铁碳合金的铸造性能好。
5、随着含碳量的增加,钢的组织性能如何变化?
第4章钢的热处理
1、钢的热处理是通过钢在固态下的、和,使其获得所需要的
与的一种工艺方法。
2、根据工艺的不同,钢的热处理方法可分为、、、及五种。
3、热处理能使钢的性能发生变化的根本原因是由于铁有。
4、共析钢加热时,珠光体转变为奥氏体的过程是由、和
三个过程组成的。
5、45钢在室温时的组织为,当加热到AC1线时,转变为,温度继续升高,不断转变为,直至AC3线以上,才全部转变成单相的奥氏体组织。
6、T10钢在室温时的组织为当加热到AC1线时转变为,温度继续升高,
逐渐溶解到中,直至Accm线以上,才全部变成单相的奥氏体组织。
7、钢的标准晶粒度分为级,其中级为粗晶粒,级为细晶粒。
8、共析钢的等温转变曲线中,在A1~550℃温度范围内转变产物为、和;
在550℃~MS温度范围内,转变产物为和。
9、奥氏体转变为马氏体需很大的过冷度,其冷却速度应大于,而且必须过冷到
温度下。
10、过冷奥氏体转变为马氏体仅仅是改变,而不发生,所以马氏体是
在中的固溶体。
11、马氏体的转变温度范围为,其显微组织同含碳量有关。
含碳量高的马氏体呈
状,含碳量低的马氏体呈状。
12、根据图6-1中实际冷却曲线,填出该材料冷却到室温所获得的组织。
a.b.c.d.
13、常用的退火方法有、和
14、工厂里常用的淬火方法有、、
和等。
15、亚共析钢的淬火加热温度为以上30~50℃,加热后得组织,快速冷却后得组织,过共析钢的淬火加热温度为
以上30~50℃,加热后得组织,快速冷却后得组织。
16、常见的淬火缺陷有、、和等。
17、淬火钢在回火时的组织转变可分为、、、四个阶段。
18、感应加热表面淬火法,按电流频率不同可分为、和三种。
19、化学热处理是通过、和三个基本过程完成的。
20、要求表面具有高的而心部需要足够的的零件应进行表面热处理。
21、根据回火温度的不同,回火可分为、和三类,回火后得到的组织分别是、和。
22、渗碳零件必须采用或材料。
1、实际加热时的临界点总是低于相图上的临界点。
2、珠光体向奥氏体转变也是通过形核及晶核长大的过程进行的。
3、珠光体、索氏体、托氏体都是片层状的铁素体和渗碳体混合物,所以它们的力学性能相同。
4、下贝氏体具有较高的强度、硬度和较好的塑性、韧性。
5、钢在实际加热条件下的临界点分别用Ar1、Ar3、Arcm表示。
6、钢的晶粒过热而粗化时,就有变脆倾向。
7、索氏体和回火索氏体的性能没有多大区别。
8、在去应力退火过程中,钢的组织不发生变化。
9、由于正火较退火冷却速度快,过冷度大,转变温度较低,获得组织较细,因此同一种钢,正火要比退火的强度和硬度高。
10、钢的最高淬火硬度,主要取决于钢中奥氏体的含碳量。
11、淬透性好的钢,淬火后硬度一定很高。
12、淬火后的钢,回火温度越高,回火后的强度和硬度也越高。
13、钢回火的加热温度在A1以下,因此,回火过程中无组织变化。
14、感应加热表面淬火,淬硬层深度取决于电流频率越低,淬硬层深度越浅;
反之,频率越高,淬硬层深度越深。
15、完全退火不适用于高碳钢。
16、同类钢在相同加热条件下,水淬比油淬的淬透性好。
17、钢渗氮后无需淬火即有很高的硬度及耐磨性。
1、过冷奥氏体是指冷却到()温度以下,尚未转变的奥氏体。
A、MsB、MfC、A1
2、确定碳钢淬火加热温度的主要依据是()。
A、C曲线B、Fe-Fe3C相图C、钢的Ms线
3、45钢的正常淬火组织应为()。
A、马氏体B、马氏体+铁素体C、马氏体+渗碳体
4、下列冷却介质按冷却能力由大至小的次序排列为:
()>()>()
A、20℃自来水B、20℃的10%食盐水溶液C、矿物油
5、一般来说,碳素钢淬火应选择()作冷却介质,合金钢应选择()作冷却介质。
A、矿物油B、20℃自来水C、20℃的10%食盐水溶液
6、钢在一定条件下淬火后,获得淬硬层深度的能力称为()。
A、淬硬性B、淬透性C、耐磨性
7、调质处理就是()的热处理。
A、淬火+低温回火B、淬火+中温回火C、淬火+高温回火
8、调质处理后的组织是()。
A、回火马氏体B、回火索氏体C、回火托氏体
9、钢在加热时,判断过烧现象的依据是()。
A、表面氧化B、奥氏体晶界化生氧化或熔化C、奥氏体晶粒粗大
10、化学热处理与其它热处理方法的主要区别是()。
A、加热温度B、组织变化C、改变表面化学成分
11、零件渗碳后一般须经()处理,才能达到表面硬而耐磨的目的。
A、淬火+低温回火B、正火C、调质
12、用15钢制造的齿轮,要求齿轮表面硬度高而心部具有良好的韧性,应采用()热处理。
若改用45钢制造这一齿轮,则采用()热处理。
A、淬火+低温回火B、表面淬火+低温回火C、渗碳+淬火+低温回火
13、为改善20钢的切削加工性能,通常采用();
为改善T10钢的切削加工性能,通常采用()处理。
A、完全退火B、球化退火C、低温回火
14、用65Mn钢做弹簧,淬火后应进行();
用T10A做锯片,淬火后应进行()。
A、高温回火B、中温回火C、低温回火
15、现有45钢制造的汽车轮毂螺栓,其淬火加热温度应选择(),冷却介质应选择()。
A、750℃B、840℃C、1000℃D、20℃的10%食盐水溶液D、矿物油
1、连续冷却转变与等温转变
2、片状珠光体与球状珠光体
3、渗碳与氮化
4、淬透性与淬硬性
5、过冷奥氏体与残余奥氏体
1、奥氏体晶粒的大小对钢热处理后的性能有何影响?
2、指出图6—2中各区域的名称及组织。
3、什么是退火?
退火的目的有哪些?
4、有一具有网状渗碳体的T12钢坯,应进行哪些热处理才能达到改善切削加工性能的目的?
试说明热处理后的组织状态。
5、什么是正火?
正火有哪些应用?
6、什么是淬火,淬火的主要目的是什么?
7、将淬火加热温度选择不当的后果填入下表,并说明其原因及正确的加热温度。
钢号淬火加热温度后果原因正确的加热温度
45AC1~AC3
T12Acm
8、什么是回火?
钢淬火后为什么要回火?
9、什么是临界冷却速度?
它与钢的淬透性有何关系?
10、什么是表面淬火?
表面淬火的方法有哪几种?
表面淬火适应于什么钢?
11、用T12钢制造锉刀,工艺路线如下:
锻造—热处理—机加工—热处理—精加工。
试写出各热处理工序的名称及其作用。
第3章碳素钢
1、碳素钢是含碳量小于,而且不含有合金元素的铁碳合金。
2、碳素钢中除铁、碳外,还常有、、、等元素。
其中、是有益元素,
、是有害元素。
3、含碳量小于的钢为低碳钢,含碳量为的钢为中碳钢,含碳量大于的钢为高碳钢。
4、45钢按用途分类属于钢,按质量分类属于钢,按含碳量分类属于钢。
5、T12A钢按用途分类属于钢,按含碳量分类属于钢,按质量分类属于。
1、T10钢的含碳量为10%。
2、锰、硅在碳钢中都是有益元素,适当地增加其含碳量,能提高钢的强度。
3、硫是钢中的有益元素,它能使钢的脆性下降。
4、碳素工具钢都是优质或高级优质钢。
5、碳素工具钢的含碳量一般都大于%。
6、铸钢可用于铸造形状复杂而力学性能要求较高的零件。
7、低碳钢的强度、硬度低,但具有良好的塑性、韧性及焊接性能。
8、碳素弹簧钢的含碳量一般在%以下。
1、08F钢中的平均含碳量为()。
A、%B、%C、8%
2、普通、优质和高级优质钢是按钢的()进行划分的。
A、力学性能的高低B、S、P含量的多少C、Mn、Si含量的多少
3、在下列牌号中属于优质碳素结构钢的有()。
A、T8AB、08FC、
4、在下列牌号中属于工具钢的有()。
A、20B、65MnC、T10A
5、选择制造下列零件的材料:
冷冲压件();
齿轮();
小弹簧。
A、08FB、45C、65Mn
6、选择制造下列工具的材料:
錾子();
锉刀();
手工锯条()。
A、T8B、T10C、T12
1、08F
2、45
3、65Mn
4、T12A
5、ZG340-640
6、
1、硫、磷元素的含量为什么在碳钢中要严格控制,而在易切削钢中又要适当提高?
2、碳素工具钢的含碳量对力学性能有何影响?
如何选用?
第5章合金钢
1、合金元素在钢中的主要作用有、、、和
。
2、大多数合金元素溶于奥氏体后,能增加的稳定性,使C曲线的位置,减小了钢的,提高了钢的淬透性。
3、合金钢在回火过程中,由于合金元素的阻碍作用,使不易分解,不易析出,即使析出后也不易,所以在回火过程中钢的硬度下降较慢。
4、合金钢按主要用途分类,可分为、及三大类。
5、按用途不同,合金结构钢又可分为、,机械制造用钢又可分为、、和等。
6、热成型弹簧的最终热处理是,以达到使用要求。
冷成形弹簧钢丝在冷绕成形后只需进行,以消除在冷绕过程中产生的内应力。
7、滚动轴承钢的预备热处理是,最终热处理是。
8、CrWMn钢最突出的优点是,故称为钢。
9、高速钢刀具切削温度达600℃时仍能保持高的和。
10、按工作条件不同,合金模具钢可分为和两种。
11、为提高热作模具钢的导热性和韧性,其含碳量应在范围内。
12、根据腐蚀机理的不同,金属腐蚀可分为腐蚀和腐蚀两种,其中腐蚀的危害性更大。
13、常用的不锈钢有和两种。
14、高锰钢热处理后,其组织呈单一的,故有很好的韧性,若在使用过程中受到强烈的冲击或磨擦,表面将产生,故又有很好的耐磨性。
1、除Fe,C外还含有其他元素的钢就是合金钢。
2、大部分合金钢的淬透性都比碳钢好。
3、在相同强度条件下合金钢要比碳钢的回火温度高。
4、在相同回火温度下,合金钢比同样含碳量的碳素钢具有更高的硬度。
5、低合金钢是指含碳量低于%的合金钢。
6、3Cr2W8V钢的平均含碳量为%,所以它是合金结构钢。
7、合金渗碳钢都是低碳钢。
8、合金工具钢都是高碳钢。
9、合金钢只有经过热处理,才能显着提高其力学性能。
10、GCr15钢是滚动轴承钢,但又可制造量具、刀具和冷冲模具等。
11、热硬性高的钢必定有较高的回火稳定性。
12、Cr2W8V是不锈钢。
13、不锈钢中含碳量越高,其耐腐蚀性越好。
14、滚动轴承钢是高碳钢。
1、GCr15钢的平均含铬量为()%。
A.0.15
2、40MnVB中硼元素的主要作用是()。
A.强化铁素体B.提高回火稳定性C.提高淬透性
3、20CrMnTi钢中Ti元素的主要作用是()。
A.细化晶粒B.提高淬透性C.强化铁素体
4、合金渗碳钢渗碳后必须进行()热处理才能使用。
A.淬火+低温回火B.淬火+中温回火C.淬火+高温回火
5、38CrMoAl钢是属于合金()。
A.调质钢B.渗碳钢C.弹簧钢
6、钢的热硬性是指钢在高温下保持()的能力。
A.高强度B.高硬度和高耐磨性C.高抗氧化性
7、将下列合金钢牌号归类:
合金结构钢有();
合金工具钢有();
特殊性能钢有();
合金调质