金属材料与热处理试题库及答案.docx

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金属材料与热处理试题库及答案

金属材料与热处理试题1  

一、填空题（30分，每空1分）

1、根据采用的渗碳剂的不同，将渗碳分为__________、__________和__________三种。

2、普通灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁及蠕墨铸铁中石墨的形态分别为__________、__________、__________和__________。

3、实际金属晶体的缺陷有__________、__________、__________。

4、工程中常用的特殊性能钢有_________、_________、_________。

5、金属的断裂形式有__________和__________两种。

6、按冶炼浇注时脱氧剂与脱氧程度分，碳钢分为_________、_________、_________和_________。

7、金属元素在钢中形成的碳化物可分为_________、_________两类。

8、常见的金属晶体结构有____________、____________和____________三种。

9、合金常见的相图有__________、__________、__________和具有稳定化合物的二元相图。

10、感应表面淬火的技术条件主要包括__________、__________及__________。

二、选择题（30分，每题2分）

1、铜只有通过冷加工并经随后加热才能使晶粒细化，而铁则不需冷加工，只需加热到一定温度即使晶粒细化，其原因是（   ）

A铁总是存在加工硬化，而铜没有           B铜有加工硬化现象，而铁没有

   C铁在固态下有同素异构转变，而铜没有  D铁和铜的再结晶温度不同

2、常用不锈钢有铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢和（   ）

A铁素体-奥氏体不锈钢                 B马氏体-奥氏体不锈钢

C莱氏体不锈钢                        D贝氏体不锈钢

3、以下哪种铸铁的断口呈灰黑色？

（   ）

A马口铁     B白口铸铁  C麻口铸铁     D灰铸铁

4、用于制造渗碳零件的钢称为（   ）。

   A结构钢     B合金钢    C渗碳钢       D工具钢

5、马氏体组织有两种形态（   ）。

   A板条、树状B板条、针状  C树状、针状  D索状、树状

6、实际生产中，金属冷却时（   ）。

A理论结晶温度总是低于实际结晶温度   B理论结晶温度总是等于实际结晶温度

C理论结晶温度总是大于实际结晶温度   D实际结晶温度和理论结晶温度没有关系

7、零件渗碳后，一般需经过（   ）才能达到表面硬度高而且耐磨的目的。

A淬火+低温回火  B正火  C调质   D淬火+高温回火

8、C曲线右移使淬火临界冷却速度（   ），淬透性（   ）。

   A减小、增大  B减小、减小  C增大、减小  D、增大、增大

9、机械制造中，T10钢常用来制造（  ）

   A容器   B刀具   C轴承   D齿轮

10、钢经表面淬火后将获得：

（  ）

    A一定深度的马氏体  B全部马氏体  C下贝氏体   D上贝氏体

11、GCrl5SiMn钢的含铬量是：

（   ）

A15％  B1．5％  C0.15％D0.015％

12、铅在常温下的变形属：

（   ）

    A冷变形  B弹性变形   C热变形    D既有冷变形也有热变形

13、黄铜是以（  ）为主加元素的铜合金。

    A铅   B铁   C锡   D锌

14、在Fe-Fe3C和图中，奥氏体冷却到ES线时开始析出（   ）。

   A铁素体    B珠光体    C二次渗碳体   D莱氏体

15、从金属学的观点来看，冷加工和热加工是以（   ）温度为界限区分的。

    A结晶     B再结晶    C相变         D25℃

三、名词解释（12分，每题3分）

1、加工硬化

2、结晶

3、稀有金属

4、自然时效

四、简答题（20分，每题4分）

1、简述奥氏体晶粒对钢在室温下组织和性能的影响。

2、写出下列牌号数字及文字的含意，Q235-F、KTZ450-06、H68、LF5。

例如：

HT100：

表示灰铸铁，其最低抗拉强度为100MPa。

3、轴承钢应满足哪些性能要求？

4、试述耐磨钢的耐磨原理。

5、简述回火的目的。

五综述题（8分）

用20CrMnTi制造汽车变速箱齿轮，要求齿面硬度HRC58-60，中心硬度HRC30-45，试写出加工工艺路线，并说明各热处理的作用目的。

参考答案：

一填空

1、固体渗碳液体渗碳气体渗碳

2、片状棉絮状球状蠕虫状

3、空位间隙原子位错

4、不锈钢耐热钢耐磨刚

5、脆性断裂延性断裂

6、沸腾钢镇静钢连铸坯半镇静钢

7、合金渗碳体特殊碳化物

8、体心立方晶格面心立方晶格密排六方晶格

9、匀晶相图共晶相图包晶相图

10、表面硬度有效淬硬深度淬硬区的分布

二选择题

1C2A3D4C5B6C7A8A9B10A11B12C13D14C15C

三名词解释

1、答：

金属材料随着冷塑变形程度的增大，强度和硬度逐渐升高，塑性和韧性逐渐降低的现象称为加工硬化或冷作硬化。

2、答：

结晶就是原子由不规则排列状态（液态）过渡到规则排列状态（固态）的过程。

3、答：

一般是指那些在地壳中含量少、分布稀散、冶炼方法较复杂或研制使用较晚的一大类有色金属。

4、答：

自然时效是指经过冷、热加工或热处理的金属材料，于室温下发生性能随时间而变化的现象。

四、简答题（16分，每题4分）

1、答：

奥氏体晶粒细小时，冷却后转变产物的组织也细小，其强度与塑性韧性都较高，冷脆转变温度也较低；反之，粗大的奥氏体晶粒，冷却转变后仍获得粗晶粒组织，使钢的力学性能（特别是冲击韧性）降低，甚至在淬火时发生变形、开裂。

2、答：

Q235-F：

表示普通碳素结构钢，其屈服强度为235MPa，F表示是沸腾钢。

KTZ450-06：

表示珠光体基体的可锻铸铁，其表示最低抗拉强度为450MPa，最小伸长率为6%。

H68：

表示含铜68%的黄铜。

LF5：

表示防锈铝，其序数号为5。

3、答：

轴承钢应满足以下性能要求：

（1）高的接触疲劳强度和抗压强度；

（2）高的硬度和耐磨性；

（3）高的弹性极限和一定的冲击韧度；

（4）有一定的抗蚀性。

4、答：

耐磨钢工作时，如受到强烈的冲击、压力和摩擦，则表面因塑性变形会产生强烈的加工硬化，而使表面硬度提高到500—550HBS，因而获得高的耐磨性，而心部仍保持原来奥氏体所具有的高的塑性与韧性。

当旧表面磨损后，新露出的表面又可在冲击与摩擦作用下，获得新的耐磨层。

故这种钢具有很高的抗冲击能力与耐磨性，但在一般机器工作条件下，它并不耐磨。

5、答：

回火的目的是：

（1）降低零件脆性，消除或降低内应力；

（2）获得所要求的力学性能；

（3）稳定尺寸；

（4）改善加工性。

五综述题（8分）

答：

加工工艺路线为：

下料®锻造®正火®机械粗加工®渗碳+淬火+低温回火®喷丸®磨齿

正火处理可使同批毛坯具有相同的硬度（便于切削加工），并使组织细化，均匀；

渗碳后表面含碳量提高，保证淬火后得到高的硬度，提高耐磨性和接触疲劳强度；

喷丸处理是提高齿轮表层的压力使表层材料强化，提高抗疲劳能力。

金属材料与热处理试卷2

一、填空题（30分，每空1分）

1、常见的金属晶格类型有___________、___________和___________。

2、金属的机械性能主要包括强度、硬度、塑性、韧性、疲劳强度等指标，其中衡量金属材料在静载荷下机械性能的指标有___________、___________、___________。

衡量金属材料在交变载荷和冲击载荷作用下的指标有___________和___________。

3、常用的回火方法有低温回火、___________和___________。

4、工程中常用的特殊性能钢有_________、_________、_________。

5、根据铝合金成分和工艺特点，可将铝合金分为___________和__________两大类。

6、按冶炼浇注时脱氧剂与脱氧程度分，碳钢分为_________、_________、_________和_________。

7、钢在一定条件下淬火后，获得一定深度的淬透层的能力，称为钢的淬透性。

淬透层通常以工件______到______的深度来表示。

8、冷塑性变形的内应力，按作用范围，可分为____________、____________、____________。

9、铸铁中____________________________的过程称为石墨化，影响石墨化的主要因素有___________和___________。

10、根据共析钢的“C”曲线，过冷奥氏体在A1温度以下等温转变的组织产物可分为三大类，即___________型组织、___________型组织和___________型组织等。

二、选择题（30分，每题2分）

1、拉伸试验时．试样拉断前能承受的最大标拉应力称为材料的（）。

A屈服点B抗拉强度C弹性极限D刚度

2、金属的（）越好，其锻造性能就越好。

A硬度B塑性C弹性D强度

3、根据金属铝的密度，它属于（）。

A贵金属B重金属C轻金属D稀有金属

4、位错是一种（）。

A线缺陷B点缺陷C面缺陷D不确定

5、晶体中原子一定规则排列的空间几何图形称（）。

A晶粒B晶格C晶界D晶相

6、实际生产中，金属冷却时（）。

A理论结晶温度总是低于实际结晶温度B理论结晶温度总是等于实际结晶温度

C理论结晶温度总是大于实际结晶温度D实际结晶温度和理论结晶温度没有关系

7、零件渗碳后，一般需经过（）才能达到表面硬度高而且耐磨的目的。

A淬火+低温回火B正火C调质D淬火+高温回火

8、从灰铸铁的牌号可以看出它的（）指标。

A硬度B韧性C塑性D强度

9、机械制造中，T10钢常用来制造（）

A容器B刀具C轴承D齿轮

10、钢经表面淬火后将获得：

（）

A一定深度的马氏体B全部马氏体C下贝氏体D上贝氏体

11、GCrl5SiMn钢的含铬量是：

（）

A15％B1．5％C0.15％D0.015％

12、铅在常温下的变形属：

（）

A冷变形B热变形C弹性变形D既有冷变形也有热变形

13、黄铜、青铜和白铜的分类是根据：

（）

A合金元素B密度C颜色D主加元素

14、用于制造柴油机曲轴，减速箱齿轮及轧钢机轧辊的铸铁为（）

A可锻铸铁B球墨铸铁C灰口铸铁D白口铸铁

15、从金属学的观点来看，冷加工和热加工是以（）温度为界限区分的。

A结晶B再结晶C相变D25℃

三、名词解释（12分，每题3分）

1、加工硬化

2、回复

3、合金

4、热处理

四、简答题（20分，每题4分）

1、铁碳合金中基本相是那些？

其机械性能如何？

2、写出下列牌号数字及文字的含意，Q235-F、KTZ450-06、H68、LF5。

例如：

HT100：

表示灰铸铁，其最低抗拉强度为100MPa。

3、提高零件疲劳寿命的方法有那些？

4、试述正火的主要应用场合。

5、试述热变形对金属组织和性能的影响。

五综述题（8分）

用20CrMnTi制造汽车变速箱齿轮，要求齿面硬度HRC58-60，中心硬度HRC30-45，试写出加工工艺路线，并说明各热处理的作用目的。

参考答案：

一填空

1、体心立方晶格面心立方晶格密排立方晶格

2、强度硬度塑性疲劳强度冲击韧性

3、中温回火高温回火

4、不锈钢耐热钢耐磨刚

5、变形铝合金铸造铝合金

6、沸腾钢镇静钢连铸坯半镇静钢

7、表面半马氏体层

8、宏观（第一类）内应力晶间（第二类）内应力晶格畸变（第三类）内应力

9、碳以石墨形式析出冷却速度化学成分

10、珠光体贝氏体马氏体

二选择题

1B2B3C4A5B6C7A8D9B10A11B12B13D14B15B

三名词解释

1、答：

金属材料随着冷塑变形程度的增大，强度和硬度逐渐升高，塑性和韧性逐渐降低的现象称为加工硬化或冷作硬化。

2、答：

回复是指冷塑性变形金属在加热温度较低时，金属中的一些点缺陷和位错的迁移，使晶格畸变逐渐降低，内应力逐渐减小的过程。

3、答：

将两种或两种以上的金属或金属与非金属熔合在一起，获得的具有金属性质的物质，称为合金

4、答：

热处理是通过加热和冷却固态金属的操作方法来改变其内部组织结构，并获的所需性能的一种工艺。

四、简答题（16分，每题4分）

1、答：

基本相有：

铁素体奥氏体渗碳体

铁素体的强度和硬度不高，但具有良好的塑性和韧性。

奥氏体的硬度较低而塑性较高，易于锻压成型。

渗碳体硬度很高而塑性和韧性几乎为零，脆性大。

2、答：

Q235-F：

表示普通碳素结构钢，其屈服强度为235MPa，F表示是沸腾钢。

KTZ450-06：

表示珠光体基体的可锻铸铁，其表示最低抗拉强度为450MPa，最小伸长率为6%。

H68：

表示含铜68%的黄铜。

LF5：

表示防锈铝，其序数号为5。

3、答：

（1）设计上减少应力集中，转接处避免锐角连接；

（2）减小零件表面粗糙度；

（3）强化表面，在零件表面造成残余压应力，抵消一部分拉应力，降低零件表面实际拉应力峰值，从而提高零件的疲劳强度。

4、答：

正火主要用于：

（1）改善低碳钢和低碳合金钢的切削加工性；

（2）作为普通结构零件或大型及形状复杂零件的最终热处理；

（3）作为中碳和低合金结构钢重要零件的预备热处理；

（4）消除过共析钢中的网状二次渗碳体。

5、答：

（1）改变铸锭和坯料的组织和性能；

（2）产生热变形纤维组织（流线）；

（3）可能产生带状组织；

（4）可能产生热组织与魏氏组织。

五综述题（8分）

答：

加工工艺路线为：

下料®锻造®正火®机械粗加工®渗碳+淬火+低温回火®喷丸®磨齿

正火处理可使同批毛坯具有相同的硬度（便于切削加工），并使组织细化，均匀；

渗碳后表面含碳量提高，保证淬火后得到高的硬度，提高耐磨性和接触疲劳强度；

喷丸处理是提高齿轮表层的压力使表层材料强化，提高抗疲劳能力。

2009—2010学年度第二学期

《金属材料与热处理》试卷（B）

一、名词解释。

（每题2分，共20分）

1、载荷：

2、强度：

3、硬度：

4、铸钢：

5、合金：

6、金属化合物：

7、热处理：

8、合金钢：

9、铁素体：

10、渗碳体：

二、填空。

（每空1分，共22分）

1、根据载荷作用性质的不同，载荷可以分为、及

等三种。

2、非合金钢按钢的用途可分为和钢。

3、强度是指金属抵抗和的能力。

4、合金的相结构分为、和三种。

5、当金属液冷却到此线时（1148℃），将发生，从金属液中同时结晶出和的，即。

6、金属的变形一边分为变形和变形两种。

不能随外力的去除而消失的变形称为变形。

7．纯金属的结晶过程是一个和的过程。

8．置换固溶体按照溶解度的不同，又分为固溶体与固溶体。

三、选择填空。

（填写正确答案的序号，每题1分，共5分）

1、大小不变或变化过程缓慢的载荷是指。

⑴静载荷⑵冲击载荷⑶交变载荷

2、组成合金中最基本的，能够独立存在的物质称为。

⑴相⑵组元⑶组织

3、晶胞是一个立方体，原子位于立方体的中心是。

⑴面心立方晶格⑵密排六方晶格⑶体心立方晶格

4、45钢的平均含碳量为。

⑴0.45%⑵4.5%⑶45%

5、金属的越好，则其锻造性能就越好。

⑴塑性⑵强度⑶硬度

四、判断题（正确的画“√”，错误的画“×”每题1分，共5分）

1、金属弹性变形后其组织和性能不发生变化。

2、含碳量越高，钢的强度越高。

3、T8碳素工具钢的平均含碳量为8%。

4、硅是钢中的有益元素。

5、金属晶粒越细，则力学性能越好。

五、计算题。

（8分）

有一个直径d0=100mm的碳钢试样，载荷加到45530N时，试样发生缩径现象，然后被拉断，计算这种碳钢的抗拉强度σb。

六、问答题。

（每题10分，共40分）

1、晶粒大小对金属的力学性能有何影响？

细化晶粒的常用方法有哪几种？

2、什么是金属的同素异构转变？

试以纯铁为例分析同素异构转变过程。

3、何谓钢？

根据含碳量和室温组织的不同，钢分为哪几类？

说明它们的含量及室温组织？

4、金属的疲劳断裂是怎样发生的？

如何提高零件的疲劳强度？

一、判断题

1、金属在外力作用下产生的变形都不能恢复。

（）

2、所有金属在拉伸试验过程中都会产生“屈服”现象和“颈缩”现象。

（）

3、一般低碳钢的塑性优于高碳钢，而硬度低于高碳钢。

（）

4、低碳钢、变形铝合金等塑性良好的金属适合于各种塑性加工。

（）

5、布氏硬度试验法适合于成品的硬度测量。

（）

6、硬度试验测量简便，属非破坏性试验，且能反映其他力学性能，因此是生产中最常见的力学性能测量法。

（）

7、材料韧性的主要判据是冲击吸收功。

（）

8、一般金属材料在低温时比高温时脆性大。

（）

9、机械零件所受的应力小于屈服点时，是不可能发生断裂的。

（）

10、钢具有良好的力学性能，适宜制造飞机机身、航天飞机机身等结构件。

（）

11、金属的工艺性能好，表明加工容易，加工质量容易保证，加工成本也较低。

（）

12、晶体中的原子在空间是有序排列的。

（）

13、金属在固态下都有同素异构转变。

（）

14、凡由液体转变为固体的过程都叫结晶。

（）

15、金属结晶时冷却速度越大，结晶晶粒越细。

（）

16、固溶体的强度一般比构成它的纯金属高。

（）

17、金属都能用热处理的方法来强化。

（）

18、一般情况下，金属的晶粒越细，力学性能越好。

（）

19、奥氏体和铁素体都是碳溶于铁的固溶体。

（）

20、珠光体是奥氏体和渗碳体组成的机械混合物。

（）

21、共析钢中碳的质量分数为0.77%。

（）

22、碳的质量分数小于2.11%的铁碳合金称为钢。

（）

23、由于白口铸铁中存在过多的渗碳体，其脆性大，所以较少直接使用。

（）

24、接近共晶成分的合金，一般铸造性能较好。

（）

25、随着过冷度的增加，过冷奥氏体的珠光体型转变产物越来越细，其强度越来越高。

（）

26、粒状珠光体和片状珠光体一样，都只能由过冷奥氏体经共析转变获得。

（）

27、二元合金系中两组元只要在液态和固态下能够相互溶解，并能在固态下形成固溶体，其相图就属匀晶相图。

（）

28、凡合金两组元能满足形成无限固溶体的条件都能形成匀晶相图。

（）

29、所谓共晶转变，是指一定成分的液态合金，在一定的温度下同时结晶出两种不同固相的转变。

（）

30、共晶合金的特点是在结晶过程中有某一固相先析出，最后剩余的液相成分在一定的温度下都达到共晶点成分，并发生共晶转变。

（）

31、由一种成分的固溶体，在一恒定的温度下同时析出两个一定成分的新的不同固相的过程，称为共析转变。

（）

32、共晶转变虽然是液态金属在恒温下转变成另外两种固相的过程，但和结晶有本质的不同，因此不是一个结晶过程。

（）

33、由于共析转变前后相的晶体构造、晶格的致密度不同，所以转变时常伴随着体积的变化，从而引起内应力。

（）

34、所谓包晶转变，是指在一定的温度下，已结晶的一定成分的固相与剩余的一定成分的液相一起，生成另一新的固相的转变。

（）

35、两个单相区之间必定有一个由这两个相所组成的两相区隔开。

两个单相区不仅能相交于一点，而且也可以相交成一条直线。

（）

36、相图虽然能够表明合金可能进行热处理的种类，但并不能为制定热处理工艺参数提供参考依据。

（）

37、合金固溶体的性能与组成元素的性质和溶质的溶入量有关，当溶剂和溶质确定时，溶入的溶质量越少，合金固溶体的强度和硬度就越高。

38、杠杆定律不仅适用于匀晶相图两相区中两平衡相的相对重量计算，对其他类型的二元合金相图两相区中两平衡相的相对重量计算也同样适用。

（）

39、钢中随着碳质量分数由小到大，渗碳体量逐渐增多，铁素体量逐渐减少，铁碳合金的硬度越来越高，而塑性、韧性越来越低。

（）

40、靠近共晶成分的铁碳合金不仅熔点低，而且凝固温度区间也较小，故具有良好的铸造性，这类合金适用于铸造。

（）

41、由于奥氏体组织具有强度低、塑性好，便于塑性变形加工的特点，因此，钢材轧制和锻造多选用在单一奥氏体组织温度范围内。

（）

42、由于多晶体是晶体，符合晶体的力学特征，所以它呈各向异性。

（）

43、由于晶体缺陷使正常的晶格发生了扭曲，造成晶格畸变。

晶格畸变使得金属能量上升，金属的强度、硬度和电阻减小。

（）

44、晶界处原子排列不规则，因此对金属的塑性变形起着阻碍作用，晶界越多，其作用越明显。

显然，晶粒越细，晶界总面积就越小，金属的强度和硬度也就越低。

（）

45、金属和合金中的晶体缺陷使得力学性能变坏，故必须加以消除。

（）

46、硫和磷都是钢中的有害杂质，硫能导致钢的冷脆性，而磷能导致钢的热脆性。

（）

47、Q235-A·F表示抗拉强度为235Mpa的A级沸腾钢。

（）

48、各种牌号的碳素工具钢经淬火后的硬度相差不大，但随着碳质量分数的增加，未溶的二次渗碳体增多，钢的硬度、耐磨性就增加，而韧性则降低。

（）

49、碳素工具钢都是优质或高级优质钢。

（）

50、ZG200-400表示该铸造碳钢的抗拉强度为200Mpa、而其抗弯强度为400Mpa。

（）

51、除Fe和C外还有其他元素的钢就是合金钢。

（）

52、低合金高强度钢加入的主要合金元素有Mn、Si、V、Nb和Ti等，它们大多不能在热轧或正火状态下使用，一般要进行热处理后方可使用。

（）

53、65Mn是弹簧用钢，45Mn是碳素调质钢。

（）

54、20CrMnTi是最常用的合金渗碳钢，适用于截面径向尺寸小于30mm的高强度渗碳零件。

（）

55、GCr15是目前应用最