单元测试一题签四十三道题Word文档下载推荐.docx

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题十二　请画出T8钢的显微组织示意图，并说明在放大500倍的显微镜下观察其显微组织特征。

题十三　在钢的结晶过程中，都要经历共析转变，形成共析组织（珠光体）。

试分析共析转变发生的原因及条件。

题十四根据铁碳相图，说明下列现象产生的原因：

　钳工锯削70钢、T10钢、T12钢比锯20钢、30钢费力，锯条易磨钝；

题十五　根据叙述，从括号中选择正确答案，并打对号：

　　　　　　　　　　　912℃

1）纯铁在固态由γ—Fe←→α—Fe（是相变过程；

不是相变过程）。

2）当金属化合物呈细小颗粒状均匀分布在固溶体基体上时，将使合金的强度、硬度和耐磨性明显提高，这一现象称为（固溶；

弥散）强化。

3）在一定温度下，由一定成分的固相同时析出两种一定成分的固相的转变，称为（共晶；

共析）转变。

题十六　形核有几种?

非自发形核对实际生产有何作用?

题十七　根据铁碳相图，说明下列现象产生的原因：

　钢铆钉一般用低碳钢制作；

题十八如果其他条件相同，试比较在下列铸造条件下，铸件晶粒的大小，并说明为什么：

（1）金属模浇注与砂模浇注；

（2）浇注时采用振动与不采用振动。

题十九　有形状、尺寸相同的两个Cu-Ni合金铸件，一个含wNi=90％，另一个含wNi=50％，铸后自然冷却，问哪个铸件的偏析较严重?

题二十填空题

1．金属结晶的过程是一个　　　　　　和　　　　　　的过程。

2．分别填出下列铁碳合金组织的符号：

（1）奥氏体；

（2）铁素体；

（3）渗碳体　　　；

（4）珠光体；

（5）高温莱氏体　　；

（6）低温莱氏体。

3．材料常用的塑性指标有　　　　　和　　　　　　　两种。

其中用　　　　　　表示塑性更接近材料的真实变形。

题二十一　根据铁碳相图，说明下列现象产生的原因：

　在1100℃时，wc=O.4％的钢能进行锻造，而wc=3.0％的铸铁不能锻造；

题二十二　35钢（wC=0.35％）的σb小于45（wC=O.45％）钢的σb。

用35钢制作的轴，在使用过程中，发现有较大的弹性弯曲变形，若改用45钢制作该轴，试问能否减少弹性变形?

若弯曲变形中已有塑性变形，试问是否可以避免塑性变形?

题二十三　名词解释

（1）单晶体与多晶体

（2）共晶转变与共析转变

题二十四　如果其他条件相同，试比较在下列铸造条件下，铸件晶粒的大小，并说明为什么：

（1）铸成薄件与铸成厚件；

（2）高温浇注与低温浇注。

题二十五　碳含量（质量分数）分别为0.2％、0.4％、0.8％、1.3％的碳钢，自液态缓冷至室温后所得的组织有何不同?

试定性地比较这四种钢的σb和HB。

题二十六　实际金属晶体中存在有哪些晶体缺陷，对性能有什么影响?

题二十七　填空题

1．材料的力学性能的主要指标有、、、、等。

2．HBS250～300应改为　　　　　　　；

600～650HBS应改为　　　　　　　　；

HRC70～75应改为　　　　　　　　　　。

3.　σS表示　　　　　　　　　　　　　　　　　，σr0.2表示　　　　　　　，其数值越大，材料抵抗　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　的能力越大。

题二十八　随着钢中碳的质量分数的增加，钢的力学性能有何变化?

为什么?

题二十九　下列情况应采用什么方法测定硬度?

（1）供应状态的各种碳钢钢材

（2）耐磨工件的表面硬化层　　（3）铝合金气缸体

题三十　请说出铁碳合金显微组织观察中，看到的铁素体、渗碳体各有哪几种存在形态，各存在于哪种铁碳合金中。

题三十一　根据相图填表

碳钢牌号

45钢

共晶

白口铸铁

T8钢

亚共晶

T12钢

过共晶

组织组分

在室温（平衡）下

在1100～1250℃

题三十二　名词解释

（1）晶体与非晶体　　　

（2）固溶体与金属化合物。

题三十三　画出Fe-Fe3C相图并在图中：

①标出特性点A、C、D、E、S、G、P及其温度和含碳量；

②标出工业纯铁、亚共析钢、共析钢、过共析钢、亚共晶白口铸铁、共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁在室温时的组织区及组织。

题三十四　现测得长短两根圆形截面标准试样的δ5和δ10均为25％，哪一根试样的塑性好?

题三十五　请画出T12钢的显微组织示意图，并说明在放大500倍的显微镜下观察其显微组织特征。

题三十六　过共析钢在结晶过程中，当温度由1143℃下降到727℃时，为何会有二次渗碳体析出?

二次渗碳体对过共析钢的性能有什么影响?

它和一次渗碳体有何不同?

二次渗碳体的数量和什么因素有关?

题三十七　请画出45钢的显微组织示意图，并说明在放大500倍的显微镜下观察其显微组织特征。

题三十八　　填空题

1．共晶白口铸铁的质量分数为　　　　，其室温组织为　　　　；

亚共晶白口铸铁的质量分数为　　　　　　　，其室温组织为　　　　　　　　　　　；

过共晶白口铸铁的质量分数为　　　　　　　　　，其室温组织为　　　　　　　　　。

2．金属晶格的基本类型有　　　　　　、　　　　　　、　　　　　　　三种。

3．在液体金属中加入难熔金属或合金元素，以增加晶核数目或阻碍晶核的长大。

这一处理方法称为　　　　　处理。

题三十九　请画出过共晶白口铸铁的显微组织示意图，并说明在放大500倍的显微镜下观察其显微组织特征。

题四十　根据铁碳相图，说明下列现象产生的原因：

　室温下Wc=0.9％的碳钢比Wc=1.2％的碳钢强度高；

题四十一　简述碳的质量分数为0.45％的铁碳合金的结晶过程。

题四十二　说明共晶线与共析线的含义，写出共晶转变式和共析转变式。

题四十三　名词解释

（1）铁素体与奥氏体　　

（2）晶界与亚晶界

参考题：

1．晶体各向异性是如何产生的？

2．设计拖拉机缸盖螺钉时应选用的强度指标主要是什么?

3．分析工业纯铁和碳的质量分数分别为0.45％、0.77％、1.2％、3.5％、4.3％、5％的铁碳合金的结晶过程。

4．有一碳钢制支架，在实际应用中发现其刚度不足，试进行简要分析并提出解决办法。

5.根据叙述，从括号中选择正确答案，并打对号：

1）纯铁经冷拔后，其等轴状铁素体晶粒变成拉长了的铁素体晶粒，则纯铁冷拔前后（相改变了；

组织改变了）。

6．Fe-Fe3C相图中的A1线表示　　　　　　　　　、A3线表示　　　　　　　　　　、ACm线表示　　　　　　　　　　　　。

单元测试一答案（四十三道题）

（×

）1.机器中的零件在工作时，材料强度高的不会变形，材料强度低的一定会产生变形；

）2.屈服点是表征材料抵抗断裂能力的力学性能指标；

）3.所有的金属材料均有明显的屈服现象。

答：

根据铁碳合金中碳的质量分数和组织的不同，将铁碳合金分为：

1）工业纯铁：

wc≤0.0218%，室温组织：

铁素体和三次渗碳体

2）碳钢：

0.0218%<

wc≤2.11%。

根据室温组织不同，又可以分为

①亚共析钢：

wc<

0.77%，室温组织：

铁素体和珠光体；

②共析钢：

wc=0.77%，室温组织：

珠光体；

③过共析钢：

0.77%<

wc≤2.11%，室温组织：

珠光体和二次渗碳体

3）白口铸铁：

2.11%<

wc≤6.69%。

①亚共晶白口铸铁：

4.3%，室温组织：

珠光体、低温莱氏体和二次渗碳体

②共晶白口铸铁：

wc=4.3%，室温组织：

低温莱氏体

③过共晶白口铸铁：

4.3%<

wc≤6.69%，室温组织：

渗碳体和低温莱氏体

（1）锉刀　　

（2）黄铜铜套　

锉刀采用洛氏硬度测定，硬度符号HRC；

黄铜铜套采用洛氏硬度测定，硬度符号HRB；

共晶白口铸铁显微组织（Ld′）特征是，在白色的Fe3C基体上分布着暗黑色的细条及斑点状的P，Fe3C共晶和Fe3CⅡ混在一起难区分。

可用观察断中法。

可用显微观察法。

也可用硬度法。

硬度法即将每个合金划痕，观察划痕深浅，划痕深者硬度高，划痕浅者硬度低。

（也可用硬度计测试）

钢材加热到1000～1250℃时为单相奥氏体组织，奥氏体塑性、韧性好，适于热轧、锻造。

1．亚共析钢碳的质量分数为　0.0218%＜Wc＜0.77%　，其室温组织为　F+P　；

共析钢碳的质量分数为　0.77%　，其室温组织为　P　；

过共析钢碳的质量分数为　0.77%＜Wc≤2.11%　，其室温组织为　F+Fe3C　。

2．合金的晶体结构分为　固溶体　、　金属化合物　、　机械混合物　三种。

亚共晶白口铸铁显微组织中，黑色粗大晶粒为P，分布在斑点状的Ld′基体上，P边缘白色组织为Fe3C共晶和Fe3CⅡ的总和。

）1．在铁碳合金中，只有共析成分点的合金结晶时，才能发生共析转变，形成共析组织。

（√）2．在缓冷至室温的条件下，碳的质量分数为0.8％的钢比碳的质量分数为1.2％的钢硬度低。

）3．共析钢由液态缓冷至室温时析出的二次渗碳体，在组织形态与晶体结构方面均与一次渗碳体不同。

在铁碳合金相图中有铁素体—强度、硬度低，塑性、韧性高；

奥氏体—有一定的强度和硬度，塑性也很好；

渗碳体—硬度很高，塑性、韧性几乎为零，极脆。

亚共析钢（碳的质量分数在0.0218%～0.77%）室温下的组织为铁素体加珠光体，低碳钢丝（碳的质量分数在0.0218%～0.25%）组织中铁素体的比例大，所以低碳钢丝塑性、韧性好，　绑扎物件时，易于操作；

而60钢、65钢、70钢等组织中珠光体的量多，所以强度，适于作起重机吊重物用的钢丝绳。

共析钢显微组织的珠光体（P），在一般退火情况下，P中的组织特征为铁素体片和渗碳体片似指纹状层层排列。

在放大500倍的显微镜下观察，F片呈亮白色、Fe3C片呈暗黑色。

共析转变发生的原因：

①铁存在同素异晶转变，在低于912℃时，由γ-Fe转变为α-Fe，因此，铁碳合金中的奥氏体也会发生向铁素体的转变。

从相图可知奥氏体存在的温度范围为727℃以上，当温度低于727℃时，奥氏体不再存在，固溶体相为铁素体；

②当温度下降到727℃时，碳在奥氏体中的溶解度为0.77%，而碳在铁素体中的最大溶解度仅为0.0218%，因此在奥氏体向铁素体转变过程中，无法溶于铁素体中的C原子便以Fe3C的形式析出，以使奥氏体、铁素体和渗碳体三相之间保持平衡，从而产生共析转变。

共析转变发生的条件是——平衡条件。

答：

钳工锯条是用T10钢（碳的质量分数为1.0%，组织中珠光体量很多，并有渗碳体）制作，70钢（碳的质量分数为0.7%，组织中珠光体量很多，铁素体量很少）的硬度比T10钢的硬度低但相差不大，T12钢（碳的质量分数为1.2%，组织中珠光体量很多，并且渗碳体量比T10钢的多）的硬度比T10钢的硬度高，而20钢、30钢的组织为铁素体加珠光体，其中铁素体量很多，硬度低，不耐磨，所以钳工锯削70钢、T10钢、T12钢比锯20钢、30钢费力，锯条易磨钝。

形核有两种。

非自发形核有利于细化晶粒。

钢铆钉一般用低碳钢制作，是因为低碳钢组织中铁素体量多，其塑性、韧性好，铆接时易于操作；

另外，组织中有一定量的珠光体，低碳钢还有一定的强度，能承受一定的载荷。

（1）金属模浇注晶粒细小，因为金属模浇注冷却速度快，有利于晶粒细化。

（2）浇注时采用振动，铸件晶粒的小，因为刚结晶的晶粒细小脆弱，受到振动后枝晶破碎，既阻碍的晶粒长大，又相当于增加的形核率，有利于晶粒细化。

题十九　有形状、尺寸相同的两个Cu-Ni合金铸件，一个含WNi=90％，另一个含WNi=50％，铸后自然冷却，问哪个铸件的偏析较严重?

含WNi=50％的Cu-Ni合金铸件，铸后自然冷却，铸件的偏析较严重，因为它结晶温度区较长。

1．金属结晶的过程是一个　形核　和　核长大　的过程。

（1）奥氏体A；

（2）铁素体F；

（3）渗碳体Fe3C；

（4）珠光体P；

（5）高温莱氏体Ld；

（6）低温莱氏体Ld′。

3．材料常用的塑性指标有　δ　和　ψ　两种。

其中用　ψ　表示塑性更接近材料的真实变形。

　在1100℃时，Wc=0.4％的钢能进行锻造，而Wc=3.0％的铸铁不能锻造；

在1100℃时，Wc=0.4％的钢的组织是单相奥氏体，其塑性、韧性好，故能进行锻造；

而Wc=3.0％的铸铁的组织为珠光体加渗碳体和高温莱氏体，其组织性能硬而脆，拟不能锻造。

题二十二　35钢（WC=0.35％）的σb小于45（WC=O.45％）钢的σb。

工程上将抵抗弹性变形的能力称为刚度，零件刚度的大小和三个因素有关，一是材料的弹性模量E，另外一个是构件的横截面积S，第三个是构件的横截面形状。

由此可知，提高刚度的途径不外乎三个：

一个是提高材料的弹性模量，另一个是增加构件的横截面积，第三个是改变构件的横截面形状。

对于弹性模量而言，它是一个组织及微量合金化不敏感的指标，因此钢的弹性模量都很接近。

如果改用45钢制作轴，是不能提轴高刚度的，即不能减少弹性变形。

若弯曲变形中已有塑性变形，而轴所受的正应力小于45钢的屈服点，则改用45钢制作轴可以避免塑性变形，否则不能。

单晶体：

由一个晶粒组成的晶体。

　　多晶体：

由多个晶粒组成的晶体。

　　共晶转变：

在一定温度下，由一定成分的液相同时结晶出两种一定成分的固相的结晶。

　　共析转变：

在一定温度下，由一定成分的固相同时析出两种一定成分的固相的转变。

（1）铸成薄件，晶粒细小，因为薄件冷却速度快，过冷度大，有利于增加形核率，细化晶粒。

（2）低温浇注，铸件晶粒小，因为结晶时过冷度大，有利于增加形核率，细化晶粒。

碳含量（质量分数）分别为0.2％、0.4％、0.8％、1.3％的碳钢，自液态缓冷至室温后所得的组织随着碳含量（0.2％、0.4％、0.8％）的增加，铁素体量减少，珠光体量增加，钢的强度、硬度也升高；

碳含量超过0.8％后，1.3％的碳钢渗碳体量增多，且渗碳体呈完整的网状分布在珠光体晶界上，钢的硬度继续升高，而强度因此而的下降。

实际金属晶体中存在有点、线、面缺陷。

在这些缺陷处及其附近，晶格均处于畸变状态，使金属的强度、硬度有所提高。

1．材料的力学性能的主要指标有强度、刚度、塑性、韧性、硬度等。

2．HBS250～300应改为　250～300HBS　；

600～650HBS应改为　600～650HBW　；

HRC70～75应改为　70～75HRA　。

3.　σS表示　塑性材料对开始明显塑性变形的抗力　，σr0.2表示　规定残余伸长率为0.2%时的应力值　，其数值越大，材料抵抗　塑性变形　的能力越大。

题二十八　随着钢中碳的质量分数的增加，钢的力学性能有何变化?

钢中碳的质量分数＜0.9%时，随着碳的质量分数的增加，钢的强度、硬度升高，塑性、韧性下降，这是因为钢中的渗碳体量增多（或从组织角度说：

钢中珠光体量增多）；

当钢中碳的质量分数＞0.9%时，随着碳的质量分数的增加，钢的硬度继续升高，塑性、韧性继续下降，因钢中渗碳体量增多，且形成较完整的网状，分布在珠光体晶界上，所以，钢的强度随着下降。

（1）供应状态的各种碳钢钢材

（2）耐磨工件的表面硬化层　　（3）铝合金气缸体

（1）供应状态的各种碳钢钢材用布氏硬度测定，硬度符号HBS

（2）耐磨工件的表面硬化层用维氏硬度测定，硬度符号HV

（3）铝合金气缸体用洛氏硬度测定，硬度符号HRB

铁素体存在形态有：

片状（存在于珠光体中，主要是共析钢中）；

块状（存在于亚共析钢中）。

　　渗碳体存在形态有：

网状（存在于过共析钢中）；

柱状（存在于过共晶白口铸铁中）；

基体（主要存在于共晶白口铸铁中）。

F+P

Lｄ′

P

P+Fe3C+Lｄ′

P+Fe3C

Fe3C+Lｄ′

A

Ld

A+Fe3C+Lｄ

A+Fe3C

Fe3C+Lｄ

晶体：

内部原子有规则的排列的固体。

　　非晶体：

内部原子无规则的排列的固体。

　固溶体：

合金在固态下，组元间能相互溶解而形成的均匀相。

金属化合物：

合金组元间发生相互作用而形成的具有金属特性的一种新相。

（略）

设长试样为δA，短试样为δB，则

由题意知　δA10＝δB5＝25%

又知　　　同一材料的δ10＜δ5，即　δA10＜δA5　或δB10＜δB5

所以　　　δB5＜δA5　　　或δB10＜δA10

得结论　　长试样塑性好。

　过共析钢显微组织中，P呈暗黑色，Fe3CⅡ分布在P周围呈白色网状。

过共析钢在结晶过程中，当温度由1143℃下降到727℃时，因为奥氏体的溶碳能力受温度影响，随着温度下降，奥氏体溶碳能力，析出的碳以二次渗碳体形式存在。

二次渗碳体以网状形式存在于珠光体的晶界，使过共析钢强度下降。

它和一次渗碳体出处不同，在合金中存在的形态不同。

二次渗碳体的数量和温度、合金的含碳量有关。

　亚共析钢显微组织中，亮白色块为F，暗黑色块为P。

1．共晶白口铸铁的质量分数为　4.3%　，其室温组织为　Ld′　；

亚共晶白口铸铁的质量分数为　2.11%～4.3%　，其室温组织为