钢材质量检验工中级资料.docx
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钢材质量检验工中级资料
钢材质量检验工（中级）培训资料
1应知部分.........................................................3
1.1钢的力学性能部分................................................3
1.2金相检测部分....................................................6
1.3钢的化学成分分析部分...........................................13
1.4钢的化学性能部分...............................................16
1.5无损检验部分...................................................19
2应会部分.........................................................22
2.1力学性能检测操作题.............................................22
2.2金相检测操作题.................................................24
2.3化学成分分析操作题.............................................24
3模拟题...........................................................26
1应知部分
1.1钢的力学性能部分
一、填空
1、钢是碳质量分数小于2.11%的铁碳合金。
2、按钢的质量分类钢可分为：
普通质量钢，优质钢，高级优质钢。
3、按钢的脱氧程度和浇注制度，钢可分为：
沸腾钢、镇静钢、半镇静钢。
4、宏观检验是指用肉眼或放大镜在材料或零件上检查由于冶炼、轧制及各种加工过程所带来的化学成分及组织等不均匀性或缺陷的一种方法。
5、宏观检验方法很多，包括酸浸试验、硫印试验、断口检验和塔形车削发纹检验等。
6、钢材断口按断裂性质可分为脆性断口、韧性断口、疲劳断口，以及由介质和热的影响而断裂的断口。
7、钢材断口按断裂途径可分为穿晶断口、晶界断口、混合断口。
8、金属弯曲试验的试样的长度方向应沿板材或型材的纤维方向截取。
9、金属的切削性能不仅与金属的化学成分、金相组织和力学性能等有关，而且与切削过程等有着密切关系。
10、发纹是钢中夹杂或气孔疏松等在加工过程中沿锻轧方向被延伸形成的细小纹缕。
发纹的存在严重地影响钢的力学性能，特别是疲劳强度等。
11、金属材料在冲击负荷作用下，抵抗破坏的能力称为冲击韧性。
12、金属弯曲试验就是按规定尺寸弯心，将试样弯曲至规定程度，检验金属承受弯曲塑性变形的能力，并显示其缺陷。
13、金属制品包括钢丝、焊丝、钢丝绳、钢铰线。
14、根据试验方法的不同，硬度可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度和显微硬度等几种。
15、金属线材缠绕试验是将试样沿螺旋方向以紧密的螺旋圈缠绕在规定直径的芯杆上，以检验有镀层和无镀层金属线材承受缠绕和松懈性变形的能力，并显示其缺陷及镀层结合牢固性。
16、连铸坯的凝固组织是由表层激冷层、次层柱状晶区和中心等轴粗晶区三部分组成。
17、在已经标准化的金属硬度试验方法中，按试验力状态可分为静态力硬度试验和动态力硬度试验方法两大类。
属于静态力硬度试验方法的国家标准有布氏硬度试验方法、洛氏硬度试验方法、维氏硬度试验方法、努氏硬度试验方法。
属于动态力硬度试验方法的有:
里氏硬度试验方法、肖氏硬度试验方法。
18、在拉伸试验时,金属材料的塑性，可用伸长率和断面收缩率表示。
19、弯曲试验按弯曲程度可分为三种类型：
弯曲到某一规定角度α的弯曲；弯曲到两臂平行的弯曲、弯曲到两臂接触的重合弯曲。
20、钢中非金属夹杂物依其来源可分为两大类：
____外来夹杂物______、____内生夹杂物______。
21、引起第一类回火脆性的原因是新形成的碳化物在____在马氏体间_________，
______________或在片状马氏体________束的边界________和________孪晶带和晶界_______析出有
关。
二、单选
1、以下（D）是钢材断口中不允许存在的。
A、纤维状断口
B、结晶状断口
C、瓷状断口
D、气泡断口
2、以下（C）是钢材断口中的正常断口。
A、内裂断口
B、白点断口
C、瓷状断口
D、气泡断口
3、不属于宏观检验方法的是（D）。
A、酸浸试验
B、硫印试验
C、断口检验
D、冲击试验
4、维氏硬度用（C）符号表示。
A、HR
B、HB
C、HV
D、HS
5、冲击试验是采用下列（D）缺口形式试样试验的。
A、V形和N形
B、V形和T形
C、U形和W形
D、U形和V形
6、目前，我国金属材料磨损试验有（B）个国家标准。
A、1
B、2
C、3
D、4
7、金属线材缠绕试验中缠绕速每分钟不大于（C）圈，必要时可以减慢速度。
A、70
B、90
C、60
D、80
8、属于动态力硬度试验方法的是（D）。
A、洛氏硬度试验
B、布氏硬度试验
C、维氏硬度试验
D、里氏硬度试验
三、名词解释
1、金属材料的切削性能：
指金属接受切削加工的能力，也就是指将金属材料进行切削加工使之成为合乎要求的工件的难易程度。
2、杯突值：
冲头与试样接触至裂缝穿透试样这一期间的冲头移动距离，即杯突值。
3、冲击韧性：
金属材料在冲击负荷作用下，抵抗破坏的能力称为冲击韧性。
4、宏观检验：
是指用肉眼或放大镜在材料或零件上检查由于冶炼、轧制及各种加工过程所带来的化学成分及组织等不均匀性或缺陷的一种方法。
5、网状碳化物：
碳素工具钢、合金工具钢、轴承钢等过共析钢，经锻轧热加工后，在冷却过程中会沿奥氏体晶界析出网络状的过剩碳化物（二次碳化物），称网状碳化物。
6、金属弯曲试验：
就是按规定尺寸弯心，将试样弯曲至规定程度，检验金属承受弯曲塑性变形的能力，并显示其缺陷。
7、冲击韧性：
金属材料在冲击负荷作用下，抵抗破坏的能力称为冲击韧性。
8、金属线材缠绕试验是将试样沿螺旋方向以紧密的螺旋圈缠绕在规定直径的芯杆上，以检验有镀层和无镀层金属线材承受缠绕和松懈性变形的能力，并显示其缺陷及镀层结合牢固性。
9、金属顶锻试验是检验金属在室温或热状态下承受规定程度的顶锻变形性能,并显示其缺陷。
10、金属杯突试验就是用端部为球形的冲头,将夹紧的试样（金属板材或带材）压人压模内,直至出现穿透裂缝为止,此时所测得的杯突深度即为试验结果,以此来检验金属板、带材的塑性变形性能。
11、加工硬化：
材料随着冷塑变形程度增大，硬度强度变大，塑性韧性降低的现象
12、热处理：
采用一定的方式对工件和材料进行加热保温冷却，以获得预期的组织结构和性能的工艺
四、简答题
1、简述线材扭转有哪两种方式？
答：
试样的扭转方式有两种形式:
（1）单向扭转，即试样绕自身轴线向一个方向均匀旋转360°作为一次扭转至规定次数或试样断裂。
（2）双向扭转，即试样绕自身轴线向一个方向均匀旋转360°作为一次扭转至规定次数后，向相反方向旋转相同次数或试样断裂。
2、在做金属线材缠绕试验中，线材缠绕方式主要有5种，请对它们进行简要描述。
答：
（1）自身缠绕（即一倍缠绕）。
自身缠绕试验是将试样弯曲成U字形,并夹紧成L扣,然后将一端绕着另一段缠成紧密排列的螺旋圈。
（2）芯棒缠绕。
芯棒缠绕试验是将试样沿螺旋方向以紧密的螺旋圈缠绕在直径为D的芯棒上。
（3）缠绕松懈。
缠绕松懈试验是将已进行芯棒缠绕后的试样以均匀的速度进行解圈，解圈的末端至少保留一个缠圈。
（4）缠绕、松懈再缠绕（二次缠绕）。
二次缠绕试验是将巳缠绕松懈的试样依次进行再缠绕的过程。
（5）缠绕拉伸。
缠绕拉伸试验是将试样从芯棒缠绕后，沿纵向使之产生永久变形，拉伸的长度应符合有关标准的规定。
3、洛氏硬度试验原理是什么？
答：
洛氏硬度试验的原理是用一个顶角为120°的金刚石圆锥体或直径为1.588mm（1/16英寸）的淬火钢球为压头，在规定的载荷作用下压入被测金属表面，然后根据压痕深度来确定试件的硬度值。
1.2金相检测部分
一、判断题
1明场照明时应用环形光栏，暗场照明时应用圆形光栏。
（）
2自然光通过尼科尔棱镜或人造偏振片后，就可获得偏振光。
（）
3正相衬也称明衬，负相衬也称暗衬。
（）
4在正交偏振光下观察透明球状夹杂物时，可看到黑十字和等色环。
（）
5低碳钢淬火后组织一定是位错马氏体。
（）
6马氏体是硬而脆的组织。
（）
7钢中马氏体是一种含碳的过饱和固溶体。
（）
8钢的含碳量越高，马氏体转变温度也越高。
（）
9钢的奥氏体晶粒度级别越低，板条马氏体的领域越小或片状马氏体越细。
（）
10贝氏体是由铁素体和碳化物所组成的非层片状混合物组织。
（）
11上贝氏体和下贝氏体的浮突特征是相同的。
（）
12上贝氏体是一种强韧化比下贝氏体更好的组织。
（）
13贝氏体相变过程中，既有碳的扩散，又有铁和合金元素的扩散。
（）
14钢中的贝氏体组织只能在等温冷却时形成。
（）
15淬火碳钢在200～300℃时回火，其残余奥氏体可能转变为回火屈氏体或上贝
氏体。
（）
二.填空题
1平行光线照明的效果较差，除在___________________使用外不常采用。
2进行暗场观察，金相显微镜必须具备①_________________；
②_________________；
③___________________。
3暗场照明主要有三个优点①_____________________；
②_______________________；
③_____________________________。
4在暗场照明下，从目镜中观察到硫化物呈_______，氧化铁呈________，硅酸
盐______。
5作偏光研究时，金相显微镜的光路中心必须有______和_______，当使其正交
时则没有光线通过检偏镜而产生_________现象。
6偏振光有___________，______________，____________三类。
在起偏镜的后
面插入1/4λ波片就可使__________偏振光变成_________偏振光。
7偏振光装置的调整包括__________，____________，____________三个方面
的调整。
8各向同性金属各个方向上的光学性质都是一致的，在_______偏振光下即使
转动载物台所观察到的是_______________。
9各向异性金属的多晶体晶粒组织，在___________偏振光下观察，可以看到
_________的晶粒，表示晶粒位向的差别。
10各向同性夹杂物在正交偏振光下观察，转动载物台时___________________
的变化。
11各向异性夹杂物在正交偏振光下观察，转动载物台360°时有_______，_______
现象。
12球状透明夹杂物（如球状的SiO2和硅酸盐）的正交偏振光下观察呈现独特
的_________，
当这种类型夹杂物形成长条状时则亦随之消失。
13相衬装置主要是由_______________________组成。
14在金相研究中大多使用_____________相衬法，其可获得____________的衬映
效果便于观察鉴定。
15相衬金相研究只能鉴别试样表面一定范围内的___________和提高金相组织
中细微结构及反射率接近的不同物相的________________。
16钢中碳元素在____________组织中的含量越高，其淬火组织的硬度也越高，
原因主要是①__________________，②________________。
17钢中马氏体转变是一种无扩散转变，根据主要是①_______，②________。
18针状马氏体的亚结构是_______________。
19马氏体转变的惯习面含义是________________。
20至今，除发现铁基合金中可能出现板条马氏体、片状马氏体之外还可出现
____________，________________，_____________等马氏体形态。
三.选择题
1相衬法产生衬度，主要是由于物相的__________所产生的。
（1）不同反射率
（2）不同高度差（3）表面不同厚度的薄膜
2各相同性非金属夹杂物，在正交偏振光下观察，旋转载物台时，其光示特征
为_________。
（1）明暗没有变化
（2）发生四次明暗变化（3）发生色彩变化
3马氏体转变的晶体学K-S关系是_____________。
（1）（110）γ//（111）M（111）γ//（110）M，
（2）（111）γ//（110）M（110）M//（111）γ，
（3）（111）γ//（110）M（110）γ//（111）M
4马氏体转变温度Mf的含义是____________。
（1）马氏体转变完成温度
（2）马氏体转变终了温度（3）马氏体转变
中间温度
5含碳量0.3%以下的低碳钢，其马氏体强度主要来源于______________。
（1）合金元素的固溶强化
（2）碳元素的固溶强化（3）位错的强化）
6按形成温度的高低，正确的顺序是______________。
（1）贝氏体转变＞马氏体转变＞珠光体转变，
（2）马氏体转变＞珠光体转变＞贝氏体转变，
（3）珠光体转变＞贝氏体转变＞马氏体转变
7上、下贝氏体的亚结构是_____________。
（1）孪晶，
（2）位错，（3）孪晶+位错
8BS的含义是______________。
（1）贝氏体转变完全温度，
（2）贝氏体转变停止温度，（3）贝氏体转变开
始温度
9粒状贝氏体和下贝氏体的强度相比的结果是______________。
（1）粒贝强度≈下贝强度，
（2）粒贝强度＜下贝强度，（3）粒贝强度＞下
贝强度
10下贝氏体、回火位错马氏体、回火孪晶马氏体三种组织的断裂韧性由大到小
的顺序为________________。
（1）下贝氏体＞M位错＞M孪晶，
（2）M位
错＞M孪晶＞下贝氏体，
（3）M位错＞下贝氏体＞M孪晶
11高碳高合金钢中的残余奥氏体加热至MS点下保温，残余奥氏体直接转变为
_______________。
（1）回火马氏体，
（2）等温马氏体
12高碳马氏体中碳化物析出方式是____________。
（1）M析出→εFeXC→θFe3C，
（2）M析出→εFeXC→Fe5C2→θFe3C
13低碳马氏体的碳原子偏聚在_______________附近。
（1）孪晶界，
（2）位错线
14铁素体不锈钢有三个脆性加热温度范围，475℃脆性是在____________温度范
围内长时加热的结果；σ相析出脆性是在_____________温度范围内长时加热的
结果；晶粒急剧长大脆性是在______________温度范围内长时加热的结果。
（1）900℃，
（2）400～500℃，（3）500～700℃）
15高速钢和Cr12型模具钢测定碳化物不均匀性应在_____________状态下进
行。
（1）正常淬火，
（2）退火，（3）正常淬火+高温回火，（4）正常淬火+低温
回火
16高锰钢为了获得柔韧之奥氏体组织，故需____________处理；1Cr18Ni9Ti
奥氏本不锈钢在固溶处理时，为了进一步消除晶间腐蚀倾向，还需要进行
________处理；沉淀硬化物不锈钢经固溶处理后，为了获得一定数量的马氏体
使钢强化，必须进行_______处理。
（1）稳定化，
（2）调整，（3）水韧）
17铜合金中能淬火得到马氏体组织的是_________。
（1）Cu-Sn合金，
（2）Cu-Be合金，（3）Cu-Al合金，（4）Cu-Zn合金
18目前轴承合金中能承受力较大、导热性好、转速可较高、耐磨性较好、制造
较易的合金是_______________。
（1）Al-Sn合金，
（2）Sn-Cu-Sb合金，（3）Cu-Pb合金
19压力加工铝合金中新型的高强度合金是______________。
（1）Al-Mg-Zn合金，
（2）Al-Cu-Mg合金，（3）Al-Mn-Si合金，（4）Al-Cu-Mn合
金
20当观察奥氏体等温分解产物（细片状铁素体与渗碳体的混合物）的弥散时，
采用较好的照明方法为（）。
（1）偏光
（2）暗埸（3）相衬
四.问答题
1试简述偏光在金相分析中的应用。
2试简述相衬原理。
3必须具备哪些转变组织特征的组织才能叫马氏体转变？
（简答要点）
4过共析碳钢为什么选择淬火加热温度在略高于Ac1的温度？
5淬火钢在回火加热时为什么会产生组织转变？
6第二类（高温）回火脆性产生原因是什么？
可采用那些措施来预防或减轻这
类回火脆性？
7球铁的石墨飘浮是在什么情况下形成的？
8球铁中什么是石墨面积率？
什么是球化率？
9在一个视埸内，其中球铁石墨有6颗，团状有3颗，团絮状有4颗，片状有
2颗，问该视埸的球化率是多少？
10如何鉴别球墨铸铁组织中的渗碳体和磷共晶？
11高速工具钢淬火过热的金相组织特征如何？
12轴承钢淬火后为什么会出现亮区和暗区？
13何谓钢的液析？
那些钢液析比较严重？
14高速钢淬火以后，为什么要经三次以上的回火，而不能用一次长时回火代替
多次短时回火？
15什么叫耐热钢？
耐热钢主要要求哪些性能？
主要合金元素有哪些？
各自在
热强钢中的主要作用是什么？
16沉淀硬化不锈钢时效处理的目的是什么？
17硬质合金是不是粉末冶金的一种？
答案
一、判断题
1.（×）2.（√）3.（×）4.（√）5.（×）6.（×）7.（√）8.（×）9.（×）10.（√）
11.（×）12.（×）13.（×）14.（×）15.（×）
二.填空题
1.暗场照明
2.明暗变换遮光板、环形反射镜、曲面反射镜三个主要装置
3.提高显微镜的实际分辨率、提高显微图象衬度、用以鉴别钢中的非金属夹杂物
4.硫化物呈不透明并有亮边；氧化物呈不透明，比基体还黑；硅酸盐呈透明
5.起偏镜和检偏镜，消光
6.直线偏振光、圆偏振光，椭圆偏正光三类，直线，圆
7.起偏镜、检偏镜、载物台中心
8.正交，漆黑一片
9.正交，不同亮度
10.不发生亮度的变化
11.四次消光、四次发亮
12.暗黑十字和等色环
13.环形光栏和相板
14.正（暗衬），黑白分明
15.高度微小差别，衬度
16.奥氏体，固溶强化、相变强化
17.
（1）马氏体中的含碳量同于原奥氏体含碳量
（2）马氏体在极低温度下仍然
具有很高转变速度
18.孪晶
19.马氏体躺在母相上生长的面
20.蝶状马氏体，片状马氏体，ε－马氏体
三.选择题
解答：
1.
（2）2.
（1）3.（3）4.
（2）5.
（2）6.（3）7.
（2）8.（3）9.
（2）10.（3）11.
（2）12.
（2）13.
（2）14.
（2）,（3）,
（1）
15.（3）16.（3）,
（1）,
（2）17.（3）18.
（1）19.
（1）20.（3）
四.问答题
1.主要用于
（1）显示组织；
（2）研究塑性变形的晶粒取向；（3）复相合金
组织分析；（4）非金属夹杂物研究。
2.把两相高度差所产生的相位差，藉相板的相移把光的相位差转换成振幅
差，从而提高其衬度。
3.a.无扩散性。
b.切变共格转变；转变后试件表面出现浮凸，有形状改变。
c.
转变维持一个不应变不转动的的平面（即惯习面）。
d.转变后的马氏体与母相维
持严格的晶体学关系，如K-S关系。
e.马氏体可以可逆转变为奥氏体。
4.在略高于Ac1温度加热，得到的组织是含碳量近乎于0.8%的奥氏体及渗
碳体。
淬火后的组织为高碳马氏体，具有极高硬度，还有高硬度的渗碳体。
组
织中虽还存在低硬度的残余奥氏体，但是它的数量较之同等碳含量的钢在Accm
以上加热所得的淬火组织中残余奥氏体量少得多，更贵的是能得到较小尺寸的
马氏体组织，有利于降低钢的脆性。
5.钢件淬火后通常获得不平衡组织，从热力学讲，凡亚稳组织会自发地转变
为较平衡的组织，在室温下，这种转变动力学条件不具备，只有当回火加热时
使原子扩散能力增加时，亚稳定组织才有可能较变为较稳定的组织。
6.钢的化学成分中含Cr、Mn、Ni等合金元素和Sb、P、Sn、As等杂质元
素是产生第二类回火脆性的主要原因。
杂质元素在晶界上的偏聚是产生回火脆
性的关键。
钢中加入Mo、W元素可与杂质元素结合，阻碍杂质元素和晶界偏聚
以减轻回火脆性；回火后快冷，能降低回火脆性；亚温淬火可使晶粒细化，使
杂质元素在a和g中重新分配，减轻在g晶界的偏聚而降低回火脆性。
7.主要是碳当量过高以及铁水在高温液态时停留过久。
8.在显微镜下，单颗石墨的实际面积与最小外接圆面积的比率称为石墨面积
率。
球化率是指在规定的视场内，所有石墨球化程度的综合指标。
9.解：
球化率=（[1′6+0.8′3+0.6′4）（/6+3+4+2）]′100%=（10.8/15）′100%=72%，
即该视埸的球化率是72%。
10.经3%硝酸酒精侵蚀后的铸铁试样中出现呈网状或半网状分布的，外形
凹凸、多角，轮廓线曲折的白色组织，如果在多角状组织的白色基体上无颗粒
状组织（过冷奥氏体转变的产物）者为渗碳体。
若白色基体上出现颗粒状组织时，
将试样放在5克氢氧化钠+5克高锰酸钾+100毫升水的溶液中，加热至40℃热浸
1～2分钟可使磷共晶中的磷化三铁受腐蚀，呈棕褐色。
如果多角状组织仍保持
白色基体者即为莱氏体型的渗碳体；若部分基体被染色，另一部分不染色者为
磷共晶－碳化物复合物。
此外，也可将试样置入加热100℃的苦味酸钠水溶液（75
毫升水+20克氢氧化钠+2克苦味酸）中热浸10分钟，若多角状组织的基体染成棕
色者为渗碳体；不染色者为磷共晶。
11.淬火过热，表现为晶粒粗大，但主要是以晶粒边界的碳化物熔化和析出
作为依据。
最轻度的过热是碳化物变形，其次是碳化物呈拖尾、线段状、半网
状、网状。
对于形态较简单的刀具，可允许有轻度过热（如碳化物拖尾或线段
状），对于较精密刀具，则不允许过热组织存在。
过热使刀具性能变差，如过热
超过规定范围，应作废品处理。
12.滚珠轴承钢淬火后出现亮区与暗区，主要是钢的原始组织不均匀所致。
由于碳化物颗粒大小不均匀，或大小虽均匀但分布不均匀，致使钢在淬火时，
碳化物溶解程度不同，以致造成高温时，奥氏体合金化不均匀，淬火冷却时，
这种不均匀的奥氏体在发生相变时的马氏体转变温度（Ms）也不同，在低碳低合
金区域Ms温度较高，该处在相变时先形成的马氏体，在继续冷却过程中被自回
火。
而高碳高合金区域的奥氏体，Ms温度稍低，这种后转变马氏体不易被回火。
在侵蚀时，经自回火的马氏体易受
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