机械工程材料 作业练习复习题.docx

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机械工程材料作业练习复习题

作业练习一

一、判断题：

对的打√，错的打×

1．因为单晶体是各向异性的，所以实际应用的金属材料在各个方向上的性能也是不相同

的。

（）

2．金属多晶体是由许多结晶方向相同的单晶体组成的。

（）

3.晶体缺陷的共同之处是它们都能引起晶格畸变。

（）

4.位错是实际金属晶体的一种面缺陷。

（）

5.标识为100HBS的材料硬度大于标识为60HRC的材料硬度。

（）

6.金属理想晶体的强度比实际晶体的强度稍强一些。

（）

7.体心立方晶格的致密度为74%。

（）

8.珠光体是铁碳合金中的一种典型相。

（）

9.塑性变形指的是外载荷撤销后变形不能恢复的变形。

（）

10.铸铁的锻造性能优于钢材。

（）

二、选择题：

在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的，请把所选项前的字母填在题后的括号内。

1.晶体中的位错属于：

[]

a．体缺陷；b．面缺陷；c．线缺陷；d．点缺陷。

2．亚晶界是由：

[]

a．点缺陷堆积而成；b．位错垂直排列成位错墙而构成；c．晶界间的相互作用构成。

3.α-Fe和γ-Fe分别属于什么晶格类型：

[]

a．面心立方和体心立方；b．体心立方和面心立方；

c．均为面心立方；d．均为体心立方。

4.延伸率是用来表示金属材料的哪种性能？

[]

a．强度；b．塑性；

c．硬度；d．刚度

5.弹性模量的大小是用来衡量金属材料的哪种性能？

[]

a．强度；b．塑性；

c．硬度；d．刚度

6.固溶体的晶体结构与哪个相同？

[]

a．溶质；b．溶剂；c．与两者都不同。

三、填空题：

1．同非金属相比，金属的主要特征是。

2．晶体与非金属最根本的区别是。

3．金属晶体中最主要的面缺陷是和。

4．位错分两种，它们是和，多余半原子面

是位错所特有的。

5.点缺陷有和两种；面缺陷中存在大量的。

6．γ-Fe、α-Fe的一个晶胞内的原子数分别为和。

7．当原子在金属晶体中扩散时，它们在内、外表面上的扩散速度较在体内的扩散速度。

8.在金属或合金中，凡、并有界面与其他部分分开的均匀组成部分叫做相。

9.常见金属的晶体结构有、、三种。

10.按照几何特征，晶体缺陷可分为、、三类。

11.金属材料的工艺性能包括、、、

、五个方面。

四、名词解释题：

1.晶格-------

2．晶胞-------

3．各向异性-------

4.晶界-------

5.合金-------

6.固溶强化-------

7.组织-------

8.刃型位错-------

五、简答题：

1.试计算面心立方（FCC）晶体的晶格致密度。

2.实际晶体中的点缺陷，线缺陷和面缺陷对金属性能有何影响？

3.为何单晶体具有各向异性，而多晶体在一般情况下不显示出各向异性？

4.为什么γ-Fe和α-Fe的比容不同？

一块质量一定的铁发生（γ-Fe→α-Fe）转变时，其体积如何变化？

作业练习二

一、判断题：

对的打√，错的打×

1．室温下，金属晶粒越细，则强度越高，塑性越低。

（）

2．在实际金属和合金中，自发生核常常起着优先和主导的作用。

（）

3．纯金属结晶时，生核率随过冷度的增加而不断增加。

（）

4．当晶核长大时，随过冷度增大，晶核的长大速度增大。

但当过冷度很大时，晶核长大的速度很快减小。

（）

5．当过冷度较大时，纯金属晶体主要以平面状方式长大。

（）

6．过冷度的大小取决于冷却速度和金属的本性。

（）

7．平衡结晶获得的20%Ni的Cu-Ni合金比40%Ni的Cu-Ni合金的硬度和强度

要高。

（）

8．在共晶相图中，从L中结晶出来的β晶粒与从α中析出的βⅡ晶粒具有相同的

晶体结构。

（）

9．一个合金的室温组织为α+βⅡ+（α+β），它由三相组成。

（）

10.铁素体的本质是碳在α-Fe中的间隙相。

（）

11．20钢比T12钢的碳含量要高。

（）

12．在退火状态（接近平衡组织），45钢比20钢的硬度和强度都高。

（）

13．在铁碳合金平衡结晶过程中，只有成分为4.3%C的铁碳合金才能发生共晶反应.（）

14.枝晶偏析可以通过淬火的热处理方法消除。

（）

15.在金属结晶时采用振动处理是细化晶粒的一种方式。

（）

二、选择题：

在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的，请把所选项前的字母填在题后的括号内。

1．金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将：

[]

a．越高；b．越低；c．越接近理论结晶温度。

2．为细化晶粒，可采用：

[]

a．快速浇注；b．加变质剂；c．以砂型代金属型。

3．实际金属结晶时，通过控制生核速率N和长大速度G的比值来控制晶粒大小，在下列情

况下获得粗大晶粒：

[]

a．N/G很大时；b．N/G很小时；c．N/G居中时。

4.间隙相的性能特点是：

[]

a．熔点高，硬度低；b．硬度高，熔点低；c．硬度高，熔点高。

5．在发生L→α+β共晶反应时，三相的成分：

[]

a．相同；b．确定；c．不定。

6．共析成分的合金在共析反应γ→α+β刚结束时，其组成相为：

[]

a．γ+α+β；b．α+β；c．（α+β）

7.一个合金的组织为α+βⅡ+（α+β），其组织组成物为:

[]

a．α、β；b．α、βⅡ、（α+β）；c．α、β、βⅡ。

8．奥氏体是：

[]

a．碳在γ-Fe中的间隙固溶体；b．碳在α-Fe中的间隙固溶体；c．碳在α-Fe中的

有限固溶体。

9．珠光体是一种：

[]

a．单相固溶体；b．两相混合物；c．Fe与C的混合物。

10．铁素体的机械性能特点是：

[]

a．强度高、塑性好、硬度低；b．强度低、塑性差、硬度低；c．强度低、塑性好、硬度低。

三、填空题：

1.结晶过程是依靠两个密切联系的基本过程来实现的，这两个过程是和。

2．在金属学中，通常把金属从液态过渡为固体晶态的转变称为；而把金属从一种固态过渡为另一种固体晶态的转变称为。

3．当对金属液体进行变质处理时，变质剂的作用是。

4.过冷度是指，其表示符号为。

5.细化晶粒可以通过和两种途径实现。

6．典型铸锭结构的三个晶区分别为：

、、

7.珠光体的本质是。

8．Fe3C的本质是。

9．一块纯铁在912℃发生α-Fe→γ-Fe转变时，体积将。

10．F的晶体结构为；A的晶体结构为。

11．共析成分的铁碳合金室温平衡组织是，其组成相是。

12．用显微镜观察某亚共析钢，若估算其中的珠光体含量为80%，则此钢的碳含量

为。

四、名词解释题：

1.变质处理-------

2．枝晶偏析-------

3.同素异构转变-------

4.共晶反应-------

5.共析反应-------

五、简答题：

1．如果其它条件相同，试比较在下列铸造条件下铸件晶粒的大小：

1）金属模浇注与砂型浇注；

2）变质处理与不变质处理；

3）铸成薄件与铸成厚件；

4）浇注时采用震动与不采用震动。

2.对某一碳钢（平衡状态）进行相分析，得知其组成相为80%F和20%Fe3C，求此钢的成分及其硬度。

3.同样状态的两块铁碳合金，其中一块是15钢，一块是白口铸铁，用什么简便方法可迅速区分它们？

4某合金相图如图所示。

1）试标注①—④空白区域中存在相的名称；

2）指出此相图包括哪几种转变类型；

3）说明合金Ⅰ的平衡结晶过程及室温下的显微组织。

5.1、在坐标图上填写状态左下角的全部内容；

2、分析T10A碳钢自1000℃缓冷至常温的组织转变过程；

3、绘出该钢常温下平衡显微组织示意图；

4、计算该钢平衡组织中渗碳体与珠光体的相对量。

T10A钢平衡显微组织示意图

作业练习三

一、判断题：

对的打√，错的打×

1.滑移变形不会引起金属晶体结构的变化。

（）

2.孪生变形所需要的切应力要比滑移变形时所需的小得多。

（）

3.金属的预先变形度越大，其开始再结晶的温度越高。

（）

4.变形金属的再结晶退火温度越高，退火后得到的晶粒越粗大。

（）

5.金属铸件可以通过再结晶退火来细化晶粒。

（）

6.热加工是指在室温以上的塑性变形加工。

（）

7.再结晶能够消除加工硬化效果，是一种软化过程。

（）

8.再结晶过程是有晶格类型变化的结晶过程。

（）

9.钢经加热奥氏体化后，在任何情况下，奥氏体中碳的含量均与钢中碳的含量相等。

（）

10.所谓本质细晶粒钢就是一种在任何加热条件下晶粒均不发生粗化的钢。

（）

11.马氏体是碳在α-Fe中的过饱和固溶体，当奥氏体向马氏体转变时，体积要收缩。

（）

12.当把亚共析钢加热到727度以上时，将获得由铁素体和奥氏体构成的两相组织，在平

衡条件下，其中奥氏体的碳含量总是大于钢的碳含量。

（）

13．当亚共析成分的奥氏体在冷却发生珠光体转变时，温度越低，其转变产物组织越粗。

（）

14．贝氏体是过冷奥氏体中温转变产物，在转变过程中，碳原子能进行扩散，而铁

原子不能进行扩散。

（）

15．不论碳含量高低，马氏体的硬度都很高，脆性都很大。

（）

16.高合金钢既具有良好的淬透性，也具有良好的淬硬性。

（）

17．经退火后再高温回火的钢，能得到回火马氏体组织，具有良好的综合机械性能。

（）

18．钢的淬透性高，则其淬透层的深度也越大。

（）

19．在正常加热淬火条件下，亚共析钢的淬透性随碳的增高而增大，过共析钢的淬透性随碳

的增高而减小（）

20．表面淬火既能改变钢的表面化学成分，也能改善心部的组织和性能。

（）

二、选择题：

在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的，请把所选项前的字母填在题后的括号内。

1.能使单晶体产生塑性变形的应力为：

[]

a．正应力；b．切应力；c．复合应力。

3．变形金属再加热时发生的再结晶过程是一个新晶粒代替旧晶粒的过程，这种新晶粒的晶型是：

[]

a．与变形前的金属相同；b．与变形后的金属相同；c．形成新的晶型。

4．加工硬化使：

[]

a．强度增大，塑性降低；b．强度增大，塑性增大；c．强度减小，塑性增大；d．强度减小，塑性减小。

5．再结晶后：

[]

a．形成等轴晶，强度增大；b．形成柱状晶，塑性下降；c．形成柱状晶，强度升高；d．形成等轴晶，塑性升高。

6.奥氏体向珠光体的转变是：

[]

a．扩散型转变；b．非扩散型转变；c．半扩散型转变。

7.钢经调质处理后获得的组织是：

[]

a．回火马氏体；b．回火屈氏体；c．回火索氏体。

8.共析钢过冷奥氏体在550-350℃的温度区间等温转变时，所形成的组织是：

[]

a．索氏体；b．下贝氏体；c．上贝氏体；d．珠光体。

9.若合金元素能使C曲线右移，钢的淬透性将：

[]

a．降低；b．提高；c．不改变。

10.马氏体的硬度取决于：

[]

a．冷却速度；b．转变温度；c．碳含量。

11.淬硬性好的钢：

[]

a．具有高的合金元素含量；b．具有高的碳含量；c．具有低的碳含量。

12.完全退火主要适用与：

[]

a．亚共析钢；b．共析钢；c．过共析钢。

13.扩散退火的目的是：

[]

a．消除和改善晶内偏析；b．消除冷塑性变形后产生的加工硬化；c．降低硬度以便于加工。

14.钢的回火处理是在：

[]

a．退火后进行；b．正火后进行；c．淬火后进行。

15.对形状复杂，截面变化大的零件进行淬火时，应选用：

[]

a．高淬透性钢；b．中淬透性钢；c．低淬透性钢。

三、填空题：

1．金属塑性变形的基本方式是和。

滑移的实质是。

1钢在常温下的变形加工称为加工，而铅在常温下的变形加工称为加工。

3.再结晶后晶粒的大小主要取决于和。

4.影响再结晶开始温度的因素有、、、。

5．钢加热时奥氏体形成是由、、

、等四个基本过程所组成。

6．用光学显微镜观察，上贝氏体的组织特征呈状，而下贝氏体则呈状。

7．与共析钢相比，非共析钢C曲线的特征是。

8．马氏体的显微组织形态主要有和两种。

中的韧性较好。

9．钢的淬透性越高，则其C曲线的位置越，说明临界冷却速度

越。

10.钢的热处理工艺由、、

三个阶段所组成。

11.钢的正常淬火温度范围，对亚共析钢是，对

过共析钢是。

12．当钢中发生奥氏体向马氏体的转变时，原奥氏体中碳含量越高，则点越，转变后的残余奥氏体量就越。

13．在正常淬火温度下，碳素钢中共析钢的临界冷却速度比亚析钢和过共析钢的临界冷却速度都。

14．钢的临界冷却速度与奥氏体化温度的关系是。

15．淬火钢进行回火的目的是，回火

温度越高，钢的强度与硬度越。

16．化学热处理的基本过程包括介质、、等三个阶段。

四、名词解释题：

1.加工硬化-------

2．热加工-------

3．本质晶粒度-------

4.调质处理-------

5.马氏体-------

6.淬透性-------

7.淬硬性-------

五、简答题：

1．指出下列名词的主要区别：

1）弹性变形与塑性变形；

2）韧性断裂与脆性断裂；

3）加工硬化与变质处理；

4）热脆与冷脆。

2.为什么细晶粒钢强度高，塑性、韧性也好？

3.比较奥氏体、过冷奥氏体、残余奥氏体的异同？

4.指出下列零件的锻造毛坯进行正火的主要目的及正火后的显微组织：

（1）20钢齿轮

（2）45钢小轴（3）T12钢锉刀

5.指出下列工件的淬火及回火温度，并说明其回火后获得的组织和大致的硬度：

（1）45钢小轴（要求综合机械性能）；

（2）60钢弹簧；

（3）T12钢锉刀。

6.拟用T10制造形状简单的车刀，工艺路线为：

锻造—热处理—机加工—热处理—磨加工

（1）试写出各热处理工序的名称并指出各热处理工序的作用；

（2）指出最终热处理后的显微组织及大致硬度；

（3）制定最终热处理工艺规定（温度、冷却介质）

作业练习四

一、判断题：

对的打√，错的打×

1．T8钢比T12和40钢具有更好的淬透性与淬硬性。

（）

2．奥氏体不锈钢可采用加工硬化提高强度。

（）

3.高速钢需要反复锻造是因为硬度高不易成形。

（）

4.奥氏体不锈钢的热处理工艺是淬火后低温回火处理。

（）

5.铸铁可以经过热处理改变基体组织和石墨形态。

（）

6.可以通过球化退火使普通灰口铸铁变成球墨铸铁。

（）

7.球墨铸铁的综合机械性能接近于钢。

（）

8.45钢主要用来制造弹簧类零件。

（）

9.40Cr钢的强度高于40号钢。

（）

10.变形铝合金的塑性优于铸造铝合金。

（）

二、选择题：

在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的，请把所选项前的字母填在题后的括号内。

1.生产球墨铸铁可用的球化剂为：

[]

a．铜；b．锌；c．镁；d．铝。

2．制造弹簧应选用：

[]

a.T12钢经淬火和低温回火；b.Cr12MoV钢经淬火和低温回火；

c.65钢经淬火后中温回火。

3．为消除T12钢中的网状碳化物,选用的热处理为______[]

a.球化退火b.正火c.调质处理d.回火

4．GCr15钢中的Cr的平均含量为：

[]

a.15%b.1.5%c.0.15%d.没有表示出来

5.制造减速机主轴可选用下面哪种合金钢[]

a.45b.40Crc.16Mnd.ZGMn13

三、填空题：

1．按碳的质量分数对碳钢进行分类，可分为、、三类。

2．按用途对合金钢进行分类可分为、、三类。

3．Cr12MoV是一种，常用来制作各种。

4．GCr15是一种，常用来制作。

5．灰口铸铁中碳主要以的形式存在，可用来制造。

6．影响石墨化的主要因素为和。

7．HT200牌号中“HT”表示，数字”200”表示。

8.钢与铸铁在成分上的主要差别是_________，组织上的主要差别是C原子的形态在钢中_________，在铸铁中_______________。

9.60Si2Mn是钢。

四、名词解释题：

1.红硬性------

2．水韧处理-------

3．时效-------

4.石墨化-------

五、材料判别：

已知下列十种金属材料的牌号（或钢号、代号）请填写到对应的十个名称空格中（可填序号）：

1、40Cr2、Cr12MoV3、16Mn4、1Cr18Ni9Ti5、5CrNiMo

6、YG87、W18Cr4V8、T8A9、HT20010、Q235A

a、普通碳素结构钢b、低合金结构钢

c、灰口铸铁d、硬质合金

e、高速钢f、碳素工具钢

g、冷模具钢h、热模具钢

i、调质钢j、不锈钢

六、简答题：

1.下列零件或工具用何种碳钢制造：

手锯锯条、普通螺钉、车床主轴。

2.为什么绑轧物件一般用铁丝（镀锌低碳钢丝），而起重机吊重物却用钢丝绳（用60、65、70、75等钢制成）？

3.指出下列各种钢的类别、符号、数字的含义、主要特点及用途：

Q235-AF、Q235-C、Q195-B、Q255-D、40、45、08、20、20R、20G、T8、T10A、T12A

4为什么钢适宜于通过压力加工成形，而铸铁适宜于通过铸造成形？

复习题

一、判断：

（对的打√，错的打×）

１、奥氏体与渗碳体均为面心立方晶格。

（）

２、Ｆ与Ｐ是亚共析钢中室温时的主要组成相。

（）

３、金属的加工硬化是指金属在塑性变形后强度、硬度提高，塑性、韧性

下降的现象。

（）

４、钢淬火时的冷却速度越快，马氏体的硬度越高。

（）

５、合金中，一个晶粒内的成分不均匀现象称枝晶偏析。

（）

6、一种合金的室温组织为α+βⅡ+（α+β），它由三相组成。

（）

7、当把亚共析钢加热到Ac1和Ac3之间的温度时，将获得由铁素体和奥氏体构成

的两相组织，在平衡条件下，其中奥氏体的碳含量总是大于钢的碳含量。

（）

8、在铁碳合金平衡结晶过程中只有成分为4.3%C的铁碳合金才能发生共晶反应。

（）

9、20钢比T12钢的碳含量要高。

（）

10、再结晶能够消除加工硬化效果，是一种软化过程。

（）

11、过共析钢中，网状渗碳体的存在使钢的硬度和塑性均上升。

（）

12、正火是将钢件加热至完全奥氏体化后空冷的热处理工艺。

（）

13、65Mn是合金调质结构钢。

（）

14、回火索氏体的性能明显优于奥氏体等温冷却直接所得到的片层状

索氏体的性能。

（）

15、T10A和60号钢均属于高碳钢。

（）

16、晶体缺陷的共同之处是它们都能引起晶格畸变。

（）

17、位错是实际金属晶体的一种面缺陷。

（）

18、体心立方晶格的致密度为74%。

（）

19、塑性变形指的是外载荷撤销后变形不能恢复的变形。

（）

20、当过冷度较大时，纯金属晶体主要以平面状方式长大。

（）

21、室温下，金属晶粒越细，则强度越高、塑性越好。

（）

22、一般来说，钢的强度高于铸铁的强度。

（）

23、65Mn的淬透性比65号钢的淬透性差。

（）

24、从C曲线中分析可知，共析钢的过冷奥氏体在A1-550℃的范围内

发生贝氏体转变。

（）

25、共析反应就是在某一温度时，从一种固相中同时结晶析出两

种不同的固相。

（）

26、包晶偏析可以通过回火的热处理方法消除。

（）

27、所谓本质细晶粒钢就是一种在任何加热条件下晶粒均不发生粗化的钢。

（）

28、一个合金的室温组织为α+βⅡ+（α+β），它由两相组成。

（）

29、过冷奥氏体转变为马氏体是一种扩散型转变。

（）

30、60钢比T12钢的碳含量要高。

（）

31、标识为100HBS的材料硬度大于标识为60HRC的材料硬度。

（）

32、马氏体是碳在α-Fe中的过饱和固溶体，当奥氏体向马氏体转变时，体积要收缩。

（）

33、再结晶过程是有晶格类型变化的结晶过程。

（）

34、当亚共析成分的奥氏体在冷却发生珠光体转变时，温度越低，其转变产物组织越粗。

（）

35、贝氏体是过冷奥氏体中温转变产物，在转变过程中，碳原子能进行扩散，而铁

原子不能进行扩散。

（）

36、不论碳含量高低，马氏体的硬度都很高，脆性都很大。

（）

37、高合金钢既具有良好的淬透性，也具有良好的淬硬性。

（）

38、经退火后再高温回火的钢，能得到回火马氏体组织，具有良好的综合机械性能。

（）

39、热加工是指在室温以上的塑性变形加工。

（）

40、在正常加热淬火条件下，亚共析钢的淬透性随碳的增高而增大，过共析钢的淬透性随碳

的增高而减小。

（）

二、填空题：

请把答案填在题中横线上。

1、铁素体的晶体结构为；奥氏体的晶体结构为。

2、细化晶粒可以通过_和______________________两种途径实现。

3、在金属学中，通常把金属从液态过渡为固体晶态的转变称为；而

把金属从一种固态晶体结构过渡为另一种固态晶体结构的转变称为____。

4、共析成分的铁碳合金室温平衡组织是，其组成相是________和。

5、典型铸锭结构的三个晶区分别为：

、、。

6、金属晶体中最主要的面缺陷是和。

7、用显微镜观察某亚共析钢，若估算其中的珠光体含量为80%，则此钢的碳含量为。

8、金属材料热加工和冷加工划分是以再结晶温度为界限的。

已知铁的T再=600℃，铅的T再=-33℃，那么在室温下，铁的变形加工称为加工，铅的变形加工称为加工。

9、钢的淬透性越高，则其C曲线的位置越向（填“左或右”）。

10、HT200牌号中“HT”表示，数字”200”表示。

11、用光学显微镜观察，上贝氏体的组织特征呈状，而下贝氏体则呈状。

12、金属凝固时，与之间的差值称为过冷度，冷却速度愈大，凝固时过冷度就愈。

13、奥氏体是___________的间隙固溶体，马氏体是________的过饱和固溶体。

14、合金钢的______________比碳钢大，其原因是大部分合金元素都使钢的临界冷

却速度__________。

15、按碳的质量分数对碳钢进行分类，可分为、、三类。

16、QT600--3牌号中“QT”表示，数字”600”表示,”3”表示。

17、用光学显微镜观察，根据含碳量的多少，马氏体的组织特征有状，和状

其中的力学性能要好。

18、衡量金属材料的塑性好坏有和两个参数。

19、渗碳体是___________的间隙化合物，珠光体的本质是_______。

20、铸铁中的石墨有球状、团絮状和____