工程材料全部Word文档下载推荐.docx
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（）8、金属的预先变形程度愈大,其再结晶温度愈低。
工程材料2章
一、填空题
1、实际开始结晶温度低于理论结晶温度称为金属结晶的过冷现象,理论结晶温度与实际开始结晶温度之差称为过冷度。
2、金属结晶过程是形核与长大的过程,这是结晶的基本规律。
3、金属结晶时的冷却速度越快,则过冷度越大,结晶后的晶粒越细,其强度越高,塑性和韧性好。
4、对晶核的形成和长大来说,液固相自由能差是驱动力,液相过冷是必须条件。
5、纯金属结晶时,如果结晶前沿液相存在正的温度梯度,晶体只能按平面方式长大,最后晶体生长成主要以密排面作为外表面的规则形状。
6、典型的金属铸锭组织由三层组成,即表层细晶区、中间的柱状晶区、心部的等轴晶区。
7、其它条件相同时,在下列铸造条件下,就铸件晶粒大小来说：
（1）金属模浇注的比砂模浇注的细；
（2）铸成薄件的比铸成厚件的细；
（3）浇注时采用震动的比不采用震动的细。
二、选择题
1、在具有一定过冷度的金属液体结晶时,液体与固相晶体的自由能差（△G=G固-G液）（）。
A、>
0；
B、=0；
C、<
0
2、纯金属结晶时冷却曲线上的水平台阶,表示（）。
A、结晶时放出结晶潜热；
B、由外界补偿一定热量使其结晶；
C、结晶时的孕育期
3、金属结晶后晶粒大小取决于结晶时的形核率N和核长大速度G,要细化晶粒必须（）。
A、增大N和G；
B、增大N、降低G；
C、降低N、增大G
4、较大型铸件一般是通过（）来细化晶粒的。
A、增大过冷度；
B、降低冷却速度；
C、变质处理
5、纯金属材料凝固后的晶粒大小主要取决于（）
A、过冷度的大小；
B、温度梯度的正负；
C、晶体长大方式
三、判断题（）1、物质从液态到固态的转变过程称为“结晶”（）2、液态金属冷却速度越快,其实际结晶温度越接近理论结晶温度。
（）3、结晶时非均匀形核总比均匀形核容易。
（）4、在铁水中加入硅铁颗粒,使铸铁晶粒细化,这种方法称为变质处理。
（）5、液态金属结晶时,过冷度越大,晶体越呈树枝状长大,且分枝越细密。
第四章合金的相结构与二元合金相图
一、名词概念解释
1、合金、组元、相、组织合金：
是指两种或两种以上的金属，或金属与非金属元素组成的具有金属特性的物质；
组元：
组成合金最基本的，独立的物质称为组元，或简称为元；
相：
固态合金中的相是合金组织的基本组成部分，它具有一定的晶体结构和性质，具有均匀的化学成分；
组织：
在金属学中，组织是指用肉眼或借助各种不同放大倍数的显微镜所观察到的金属材料内部的情景，包括晶粒大小、形状、种类以及各种晶粒之间的相对数量和相对分布。
2、固溶体、金属化合物固溶体是溶质原子溶入固态的溶剂中，并保持溶剂晶格类型而形成的相；
金属化合物是指合金组元间按一定比例发生相互作用而形成的一种新相，又称中间相，其晶格类型及性能均不同于任何一组元，一般可用分子式大致表示其组成。
3、固溶强化
4、相组成物、组织组成物
二、填空题
1、合金中的基本相结构,有固溶体和金属化合物两类。
2、固溶体中含量较多的元素称为溶剂,含量较少的元素称为溶质,固溶体的晶格与溶剂元素的晶格相同。
3、按溶质原子在溶剂晶格中所处位置不同,可将固溶体分为置换固溶体和间隙固溶体两类。
4、当合金中出现金属化合物时,通常能使合金的强度、硬度升高,耐磨性升高,塑性、韧性降低。
5、固溶体的结晶温度变化范围及成分范围越大，铸造性能越差，越有利于树枝
状晶体的生成和长大，因而流动性越差，分散缩孔越多，集中缩孔越少。
6、二组元晶体结构类型完全相同是形成无限固溶体的必要条件。
7、二元合金相图中最多可有三相平衡共存，在相图中表现为水平线。
二元合金相图中的恒温转变包括共晶反应、包晶反应和共析反应。
8、合金的基本强化方式，包括固溶强化、细晶强化、形变强化等。
9、下图的三个合金，铸造性能最好的是合金Ⅲ，最差的是Ⅱ，压力加工性能最好的是合金Ⅰ，最差的是Ⅲ，时效硬化效果最好的是合金Ⅱ，不能时效硬化的是合金Ⅰ。
三、选择题
1、合金中成分、结构和性能相同的均匀组成部分称为（）。
A、组元；
B、相；
C、组织
2、若A、B两组元形成化合物相,则该相晶体结构（）。
A、与A相同；
B、与B相同；
C、与A、B不同
3、当非金属原子与金属原子直径比（）时,将形成间隙相。
A、.0.59；
B、0.59；
C、0.61
4、二元相图的杠杆定律用于确定两相区中两相的（）。
A、成份；
B、相对重量；
C、晶体结构
5、有一Cu-Ni合金的铸态组织为树枝状固溶体,枝干富Ni、枝间富Cu,则其组织为（）。
A、单相；
B、两相；
C、多相
6、两组元在液、固态都无限互溶所构成的相图是（）相图。
A、匀晶；
B、共晶；
C、包晶
7、共折转变的产物属于（）。
A、单相固溶体；
B、机械混合物；
C、金属化合物、
8、固溶体合金中产生晶内偏析是因为（）。
A、冷却较快,原子扩散来不及充分进行；
B、结晶时无限缓慢冷却,使高熔点组元过早结晶；
C、结晶过程的温度变化范围太大
四、判断题
（）1、间隙固溶体一定是无限固溶体。
（）2、固溶强化的本质是溶质原子的溶入使溶剂晶格发生了畸变所致。
（）3、间隙相的晶体结构与含量较多的组元相同。
（）4、合金中的相构成了组织，组织决定了合金的性能。
（）5、凡二元合金从液相结晶成固相后，晶体结构便不再改变。
（）6、在共晶线成分范围内的合金室温组织都是共晶体。
（）7、Cu-Ni合金在室温下是单相固溶体，因单相固溶体的硬度随溶质原子的溶入量的增加而提高，所以含Ni90%的合金的硬度比含Ni50%的高。
第五章铁碳合金
1、铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体铁素体是碳在α-Fe中形成的固溶体；
奥氏体是碳溶于γ-铁中形成的固溶体，用γ或A表示；
渗碳体是铁与碳的稳定化合物Fe3C，用Cm表示，其含碳量未6.69%珠光体是层片状的渗碳体与铁素体的机械混合物，其中铁素体和渗碳体得含量分别为88.7%和11.3%；
莱氏体是在恒温（727℃）下，共晶奥氏体发生共析转变形成的。
2、冷脆、热脆冷脆：
P具有很强的固溶作用，但剧烈地降低韧性，尤其是低温韧性，称为冷脆；
热脆;
由于共晶体的熔点低于钢材热加工的开始温度（1150~1200℃），在压力加工时，钢中的共晶体已经熔化，会使钢材开裂，这种现象称为称为钢的热脆性。
二、思考题
1、以冷却曲线形式分析下列合金的结晶过程,画出室温组织示意图,计算室温组织相对量：
（1）0.6%C；
（2）0.77%C；
（3）1.2%C；
（4）3.0%C；
（5）4.3%；
（6）5.0%C
2、某批牌号不明的退火碳钢,经金相分析,组织为P+F,其中P占60%；
试计算含碳量,写出钢号。
3、钢中常存杂质有哪些?
对钢的性能有何影响?
4、指出下列各种钢的类别、含碳量及用途：
（1）Q235；
（2）08F；
（3）45；
（4）40Mn；
（5）T10；
（6）T12A；
三、填空题
1、纯铁的同素异构转变为δ－Fe1394℃γ－Fe912℃α－Fe,它们的晶体结构依次为体心立方晶格、面心立方晶格和体心立方晶格。
2、常温平衡状态下,铁碳合金基本相有铁素体、渗碳体等2个。
3、工业纯铁的含碳量为＜0.0218%,室温平衡组织为铁素体+少量渗碳体。
4、钢的组织特点是高温组织为单相γ,具有良好的塑性,因而适于锻压成形。
5、白口铸铁的特点是液态结晶都有共晶转变,室温平衡组织中都有莱氏体,因而适于通过铸造成形。
6、碳钢中的常存杂质有Si、Mn、P、S,其中P和S是有害无素,因为P会引起冷脆,S会引起热脆。
7、碳钢的质量,主要依据杂质P、S的含量来区分。
8、低碳钢、中碳钢和高碳钢的含碳量范围分别为＜0.25%、0.25-0.6%和﹥0.6%。
四、选择题
1、质量一定的-Fe-Fe时,体积（）。
A、胀大；
B、缩小；
C、不变
2、碳在γ-Fe中的最大溶解度为（）。
A、0.02%；
B、0.77%；
C、2.11%；
D、4.3%
3、渗碳体是一种具有复杂晶体结构的（）。
A、间隙相；
B、间隙化合物；
C、间隙固溶体
4、铁碳合金在平衡结晶过程中,（）。
A、只有含碳0.77%的合金才有共析转变发生；
B、只有含碳小于2.06%的合金才有共析转变发生；
C、含碳0.02186.69%的合金都有共析转变发生
5、由（）析出的渗碳体叫做三次渗碳体。
A、铁素体；
B、奥氏体；
C、液态金属
6、铁碳合金中,（）组织为共晶反应产物。
B、珠光体；
C、莱氏体
7、平衡结晶时,凡含碳量（）的铁碳合金,自1148℃冷至727℃时,均从奥氏体中析出二次渗碳体。
A、0.02186.69%；
B、0.772.11%C、0.776.69%
8、一次渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳体（）。
A、晶体结构不同,组织形态相同；
B、晶体结构相同,组织形态不同；
C、晶体结构与组织形态都不同
9、室温平衡状态下,钢中的碳绝大部分是以（）形式存在于组织中。
B、渗碳体；
C、石墨碳
10、含碳量0.45%的铁碳合金平衡结晶后,按相组成物计算,其中铁素体占（）。
A、93.60%；
B、42.77%；
C、57.23%
11、钢的力学性能与（）的数量、形态和分布有关。
C、渗碳体
12、平衡结晶时,从奥氏体中析出的Fe3CⅡ一般呈（）状分布。
A、薄片；
B、颗粒；
C、网
五、判断题
（）1、奥氏体是C在γ-Fe中的间隙固溶体。
（）2、亚共析钢室温组织中珠光体的数量随含碳量增加而增加。
（）3、含碳量<
0.77%的铁碳合金平衡结晶时,奥氏体转变成铁素体的转变温度随含碳量增加而升高。
（）4、共晶反应发生于所有含碳量大于2.11%而小于6.69%的铁碳合金中。
（）5、过共析钢平衡结晶时,从1148℃冷至727℃时,奥氏体的含碳量不断降低。
（）6、平衡状态下,铁碳合金的强度和硬度随含碳量增加而提高。
（）7、08F是含碳量为0.8%的优质碳素工具钢。
（）8、含碳量0.45%的铁碳合金锻造时应加热到Fe-Fe3C相图中PSK线与GS线之间的温度范围。
（）9、在Fe-Fe3C相图中,PQ线为碳在铁素体中的固溶线。
第六章钢的热处理
1、奥氏体、过冷奥氏体、残余奥氏体奥氏体是碳溶于γ-铁中形成的固溶体，用γ或A表示；
过冷奥氏体：
在某个温度以下，奥氏体在热力学上处于不稳定状态、将要发生转变的奥氏体称为过冷奥氏体；
残余奥氏体：
一般奥氏体向马氏体转变是不完全的，即使冷却到转变终了温度，也不可能获得100%马氏体，总有奥氏体未能转变而残留下来，这部分奥氏体称为残余奥氏体。
2、珠光体、索氏体、托氏体、贝氏体、马氏体珠光体：
过冷奥氏体在A1至“鼻尖”（550℃）温度范围内，将转变为珠光体型组织；
索氏体、托氏体：
与珠光体无本质区别，其形成温度也无严格界限，只是片层厚度不同而已。
贝氏体：
贝氏体是过冷奥氏体在C曲线“鼻尖”约（550℃）至Ms之间温度范围的等温转变产物；
马氏体;
当奥氏体快速过冷到Ms点（对共析钢约230℃）以下时，将发生马氏体转变而形成马氏体类型组织。
3、临界冷却速度临界冷却温度是获得全部马氏体组织（实际还含有小量残余奥氏体）的最小冷却速度。
4、退火、正火、淬火、回火、冷处理退火：
是将钢加热到临界点以上或以下，保温后缓慢冷却，获得以珠光体为主的组织的热处理工艺；
正火：
是将钢加热到亚共析钢或过共析钢以上30~50℃，保温后在空气中冷却，得到以索氏体为主的热处理工艺；
淬火：
淬火是将钢加热到亚共析钢或过共析钢以上30~50℃，保温后冷却，获得以马氏体或下贝氏体为主的组织的热处理工艺；
回火：
回火是把淬火钢加热到过共析钢以下的某个温度保温后进行冷却的热处理工艺；
冷处理：
是将淬火冷却到室温的工件继续深冷到-70~80℃或更低的温度，使未发生转变的残余奥氏体继续转变为马氏体。
5、淬透性、淬硬性钢的淬透性是指钢在淬火时获得的有效淬硬深度（也称淬透层深度）的能力；
淬性:
钢的淬硬性是指钢在正常淬火条件下其马氏体所能达到的最高硬度，主要取决于钢的含碳量（更确切的说，是指加热时固溶于奥氏体中的含碳量），含碳量越高，淬硬性越好。
6、回火马氏体、回火索氏体、回火托氏体回火马氏体;
淬火钢经低温回火后，组织为回火马氏体：
回火索氏体：
淬火钢经高温回火后，组织为回火索氏体：
回火托氏体;
淬火钢经中温回火后，组织为回火托氏体。
7、表面淬火钢的表面淬火是在不改变钢件的化学成分和新不组织的情况下，采用快速加热将表面层奥氏体化后进行淬火，以达到强化工件表面的热处理方法。
1、何谓热处理?
热处理有哪些基本类型?
举例说明热处理与你所学专业有何联系?
2、加热时,共析钢奥氏体的形成经历哪几个基本过程?
3、珠光体、贝氏体、马氏体组织各有哪几种基本类型?
它们在形成条件、组织形态和性能方面有何特点?
4、试述退火、正火、淬火、回火的目的,熟悉它们在零件加工工艺路线中的位置。
5、正火与退火的主要区别是什么?
生产中应如何选择正火及退火?
6、常用的淬火方法有哪几种?
说明它们的主要特点及应用范围。
7、表面淬火的目的是什么?
有哪些常用方法?
一般应进行什么预先热处理?
8、常用的回火操作有哪几种?
指出各种回火操作得到的组织、性能及其应用范围。
9、从形成条件、组织形态和力学性能等方面区分马氏体与回火马氏体,屈氏体与回火屈氏体,索氏体与回火索氏体。
10、渗碳的主要目的是什么?
渗碳后要经过什么热处理?
获得什么组织?
性能特点如何?
11、什么是第一类回火脆性?
什么是第二类回火脆性?
产生的原因是什么?
如何消除或避免?
1、钢的热处理是通过钢在固态下＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿的操作来改变其＿＿＿＿＿＿＿,从而获得所需性能的一种工艺。
2、珠光体、索氏体、屈氏体均属层片状的＿＿＿＿＿和＿＿＿＿的机械混合物,其差别仅在于＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
3、对于成分相同的钢,粒状珠光体的硬度、强度比片状珠光体＿＿＿＿＿,但塑性、韧性较＿＿＿＿＿。
4、根据共析钢相变过程中原子的扩散情况,珠光体转变属＿＿＿＿＿转变,贝氏体转变属＿＿＿＿＿＿转变,马氏体转变属＿＿＿＿＿＿转变。
5、马氏体的组织形态主要有两种基本类型,一种为＿＿＿＿＿＿马氏体,是由含碳量＿＿＿＿＿的母相奥氏体形成,其亚结构是＿＿＿＿＿；
另一种为＿＿＿＿＿马氏体,是由含碳量＿＿＿＿＿＿＿的母相奥氏体形成,其亚结构是＿＿＿＿＿＿。
6、上贝氏体的渗碳体分布在＿＿＿＿＿＿＿＿＿,而下贝氏体的渗碳体较细小,且分布在＿＿＿＿＿＿＿＿,所以就强韧性而言,B下比B上＿＿＿＿＿＿＿。
7、过冷奥氏体转变成马氏体,仅仅是＿＿＿＿＿的改变,而＿＿＿＿＿没有改变,所以马氏体是碳在α-Fe中的＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
8、目前生产上,在选择淬火冷却介质时,通常是碳素钢零件淬＿＿＿＿,合金钢零件淬＿＿＿＿。
9、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿称为淬火临界冷却速度Vk,Vk愈小,钢的淬透性愈＿＿＿＿＿＿。
10、钢的淬硬性主要决定于＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿,钢的淬透性主要决定于＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
11、淬火钢在150250℃回火称为＿＿＿＿＿＿回火；
在100150℃进行长时间加热（1050小时）,称为＿＿＿＿＿＿＿处理,目的是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
12、低碳钢渗碳后缓冷到室温的渗层组织,最外层应是＿＿＿＿＿层,中间是＿＿＿＿层,再往里是＿＿＿＿＿＿层。
13、以45钢制造的机床传动齿轮,预先热处理应采用＿＿＿＿＿＿处理,使其整体获得＿＿＿＿＿组织,最终热处理应采用＿＿＿＿＿＿＿＿＿处理,使其表面获得＿＿＿＿＿组织,以满足使用性能要求。
1、共析钢加热到Ac1以上时,将发生（）的转变。
A、FA；
B、Fe3CA；
C、PA；
2、钢的过冷A向B转变时（）。
A、Fe、C原子都不扩散；
B、Fe原子不扩散,C原子扩散；
C、Fe、C原子都扩散。
3、原始组织分别为粗片状、细片状、球状珠光体在加热时奥氏体的形成速度大小依次为（）。
A、V粗片P>
V细片P>
V球状P；
B、V粗片P<
V细片P<
C、V细片P>
V粗片P>
V球状P
4、在过冷奥氏体等温转变图的“鼻子”处孕育期最短,故（）。
A、过冷奥氏体稳定性最好,转变速度最快；
B、过冷奥氏体稳定性最好,转变速度最慢；
C、过冷奥氏体稳定性最差,转变速度最快；
D、过冷奥氏体稳定性最差,转变速度最慢
5、钢进行奥氏体化的温度愈高,保温时间愈长,则（）。
A、过冷奥氏体愈稳定,C曲线愈靠左；
B、过冷奥氏体愈稳定,C曲线愈靠右；
C、过冷奥氏体愈不稳定,C曲线愈靠左；
6、马氏体的硬度主要取决于（）。
A、马氏体的含碳量；
B、马氏体含合金元素量；
C、冷却速度；
D、奥氏体的晶粒度
7、回火索氏体比索氏体具有较好的、、aK,是由于（）所致。
A、F的过饱和程度不同；
B、碳化物片层间距不同；
C、碳化物形态不同
8、上贝氏体和下贝氏体的力学性能相比,（）。
A、上贝氏体具有较高强度和韧性；
B、下贝氏体具有较高强度和韧性；
C、两者均具有较高强度和韧性
9、最常用的淬火冷却介质是清水、盐水和油,其冷却能力大小依次为：
（）。
A、V清水>
V盐水>
V油；
B、V盐水>
V清水>
C、V油>
V盐水；
D、V油>
V清水
10、淬火钢回火时,力学性能变化的总趋势是随着回火温度升高,（）。
A、强度硬度升高,塑性和韧性降低；
B、强度硬度降低,塑性和韧性升高；
C、强度硬度升高,塑性和韧性升高
11、感应加热表面淬火的硬化层深度主要取决于（）。
A、钢的含碳量；
B、钢的淬透性；
C、淬火介质的冷却能力；
D、感应电流的频率
12、质量一定的奥氏体转变为马氏体，其体积（）。
13、下列说法,错误的是（）。
A、形状复杂的模具应选用淬透性高的钢；
B、焊接件宜选用淬透性低的钢；
C、淬火时淬透性高的钢应淬水
14、淬火钢回火后的硬度主要取决于（）。
A、回火加热温度；
B、回火时间；
C、回火后的冷却
第七章合金钢
1、合金钢为提高钢的力学性能、工艺性能或物理性能、化学性能，在冶炼时，在碳钢的基础上特意往钢中添加一定量的一种或几种合金元素，这类钢就成为合金钢。
2、热硬性、回火稳定性、二次硬化热硬性：
又称红硬性，是指钢受热升温时，能维持高硬度的一种特性;
二次硬化：
合金元素一般能提高残余奥氏体的转变温度，在碳化物形成元素含量较高的合金钢中，残余奥氏体十分稳定，甚至加热到500~600℃回火仍不分解，而在冷却过程中部分转变为马氏体，使合金钢的硬度反而上升，产生“二次硬化”现象，亦惯称为“二次淬火”。
1、什么是合金元素？
合金元素在钢中的作用如何？
常用的合金元素有哪些？
2、何谓渗碳钢？
为什么渗碳钢的含碳量均属于低碳钢之范围？
合金渗碳钢含主要元素有哪些？
它们在钢中的作用如何？
3、写出20CrMnTi钢制汽车传动齿轮加工工艺路线，并分析各热处理工艺的主要目的及所获得的组织。
4、合金弹簧钢常含合金元素有哪些？
它们在钢中的主要作用如何？
5、简述热成形弹簧及冷成形弹簧的热处理特点。
6、
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