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1、广东海洋大学工程材料课程复习 答案工程材料课程复习1.常见金属晶格类型。 体心立方 面心立方 密排六方2. 三种晶体缺陷。 点缺陷 面缺陷 线缺陷3. 相的概念。 金属或合金中 凡成分相同 结构相同并与其他部分有界面分开的均匀组成部分 4.固态合金有哪些相。 固溶体 金属化合物5.过冷度的概念。 结晶的驱动力是实际结晶温度T1下晶体与液体的自由能差Gv，而理论结晶温度T0与实际温度T1的差值称为过冷度T=T0-T1 6.过冷度与晶粒度的关系。 晶粒度是晶粒大小的度量 过冷度增加N/G越大 晶粒变细7.铸造控制晶粒度的方法。 1控制过冷度 2变质处理 3振动 搅拌9.同素异构转变的概念。 有些物

2、质在固态下其晶格类型会随温度变化而发生变化10.绘制铁碳合金相图（各线、特殊点、成份、温度、组织、相）。11.分析钢从奥氏体缓冷至室温时的结晶过程，画出典型铁碳合金（钢）显微组织示意图。17.钢的热处理概念。 钢在固态下加热 保温 冷却 以改变钢的组织结构 从而获得所需性能的一种工艺ps:只适用于固态下发生相变的材料 18.普通热处理工艺分类。 退火 正火 淬火 回火19.过冷奥氏体转变的产物。 珠光体 马氏体 贝氏体 20.决定奥氏体转变产物的因素。 过冷度 冷却速度21.马氏体的概念。 当奥氏体过冷到Ms以下时 将转变为马氏体类型组织22.退火和正火的目的。 退火：1、调整硬度 便于切削加

3、工2、消除残余内应力，防止在后续加工或热处理中发生断裂和开裂3细化晶粒 提高力学性能 或最终热处理作组织准备 P85 （调整硬度，使其易于切削加工；细化晶粒，为淬火作组织准备；消除残余内应力（退）对于过共析钢而言，正火是为了消除网状二次渗碳体，为球化退火做组织准备。） 23.淬火的概念。 将钢加热到临界点以上 保温后以大于Vk的速度冷却 使奥氏体转变为马氏体额热处理工艺24.一般怎样确定碳钢的淬火温度？ 利用铁碳合金相图 25.影响淬透性的因素。 钢的淬透性取决于其临界冷却速度 临界速度越小 奥氏体越稳定 淬透性越高ps凡是影响c曲线的因素都是影响淬透性的因素26.回火的目的。 1减少或消除淬

4、火内应力 防止工件变形或开裂2获得工艺所要求的力学性能3稳定工件尺寸4减低硬度 缩短软化周期 27.回火的种类。 28.钢按化学成分分类。 碳素钢 合金钢29.钢按质量分类。 普通质量钢 优质钢 高级优质钢 特级优质钢 30 钢按用途分类。 结构钢 工具钢 特殊性能钢31 钢中S、P杂质的影响。 FeS与Fe易在晶界面上形成低熔点的共晶体 当钢在1000到1200进行热加工时 由于共晶体融化而导致钢材脆性开裂 ；P全部溶于铁素体 有强烈的固溶强化 提高强度 硬度 却显著降低钢材的塑性和韧性psP S在钢中都有害32.结构钢牌号表示的含义。33.能区别渗碳钢、弹簧钢、轴承钢的牌号和一般采用的热处

5、理方法。P113-12134按刃具钢的工作条件，提出哪些性能要求？习 题一、名词解释1固溶强化：融入固溶体中的溶质原子照成晶格畸变，晶格畸变增大了位错运动的阻力，使滑移难以进行，从而使合金固溶体的强度和硬度增大，这种通过融入某种溶质元素形成固溶体使金属强化的现象2结晶：热的饱和溶液冷却后，溶质以晶体的形式析出这一过程3加工硬化：金属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度和硬度升高，而塑性和韧性降低的现象。4屈服强度：表示金属开始发生明显塑性变形的抗力 5过冷度：理论结晶温度与开始结晶温度之差6钢的热处理：是指将钢在固态下采取适当的方式进行加热、保温和冷却，从而改变钢的内部组织结构，最终获得所需要性

6、能的工艺方法7再结晶：经冷塑性变形的金属超过一定温度加热时，通过形核长大形成等轴无畸变新晶粒的过程8马氏体：碳在铁素体仲的过饱和固溶体称为马氏体9钢的淬火：将钢件加热到Ac3或Ac1以上的温度，保一定时间，然后以适当方式较快地冷却获得马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺。10淬透性：刚接受淬火时形成马氏体的能力 11疲劳现象：12同素异构转变：金属Fe在结晶为固体后，随着温度的继续下降，其晶格类型还会发生变化，这种金属在固态下晶格类型随着温度发生变化的现象二、填空题：1、根据溶质原子在溶剂晶格中分布情况的不同，固溶体可分（间隙固溶体）和（置换固溶体）。2、金属中三种常见的晶格类型是（体心立方晶格）

7、、（面心立方晶格）和（密排六方晶格）。3、固态金属中的相有两种：（固溶体）和（金属化合物）。4、液态金属结晶时，冷却速度大，过冷度则越（大）。结晶后，晶粒（细小）。5.、普通热处理是指（正火）、（退火）、（淬火）、（回火）。6、金属结晶后的晶粒大小主要取决于结晶时的（形核率）和（长大速率）。7 . 铁碳合金在从液态冷却到固态的结晶过程中，细化晶粒的具体操作方法有（变质处理）和（振动）。（电磁搅拌）（增大金属的过冷度）。8、共析钢过冷奥氏体冷却转变过程所产生的三种类型产物是（珠光体组织）、（贝氏体组织）、（马氏体组织），在高温转变产物是（珠光体组织）。9、过共析钢进行球化退火处理的两个主要目的是

8、：通过进行（球化退火）处理，消除网状（二次渗碳体）组织，以改善切削加工性和为（最终热处理）作组织准备。10、过共析钢的含碳量范围是(0.772.11）%。11、T12按用途分类是属于（过共）析钢，其平均碳含量为（1.2）%。12奥氏体和渗碳体组成的共晶组织称为 高温莱氏体 ，其含碳量为 4.3，当温度低于727，转变为珠光体加渗碳体，又称为 低温莱氏体 。13、过共析钢室温下的平衡组织是（珠光体+二次渗碳体）。14钢的热处理是通过钢在固态下 加热 、 保温 和 冷却 的操作来改变 材料内部组织 ，从而获得所需要的 性能 的工艺方法。15共析钢马氏体的转变一般温度范围是 。16常用淬火冷却介质有

9、 水 、 油 、 盐 、和 硝盐 。17、含碳量为0.55%的铁碳合金属（亚共）析钢，退火组织是（铁素体+珠光体）。如经淬火，其组织是（马氏体）。18共析钢的等温转变曲线中，高温转变温度在 Ar1550 ，转变产物为 珠光体 、 贝氏体组织 和 马氏体组织 ；中温转变温度为（贝氏体组织） ，转变产物为 上贝氏体组织 和 下贝氏体组织 。19. 钢淬火后，低温回火所得到的组织称 回火马氏体+残余奥氏体 ；中温回火所得到的组织称 回火屈氏体 ，高温回火所得到组织（火索氏体）20常见的化学热处理主要有（渗碳）和（氮化），化学热处理目的主要是（提高钢件表层的耐磨性、耐蚀性、抗氧化性能以及疲劳强度等）。

10、？21、共析钢的含碳量为（0.77%），共析反应产物称为（球光体）。22工业用钢按用途分为：结构钢、工具钢、特殊钢。23、T8钢的平均含碳量为（0.8）%，在平衡状态下室温组织是（珠光体）、加热到500时的组织是（珠光体）。24. 马氏体的硬度主要取决于马氏体中的 碳含量 。25含碳量小于 2.11 %的铁碳合金称为钢，根据钢的组织不同将钢分为 亚共析 钢、 共析钢 、 过共析 钢，其相应的组织为 铁素体 + 珠光体 、 珠光体 、珠光体 +渗碳体 。26金属的晶体缺陷主要有 点缺陷、线缺陷和面缺陷。27碳在奥氏体中的溶解度随温度而变化，在1148时溶解度为2.11，在727时达0.77。28

11、、钢的共析反应是由（奥氏体）同时析出（珠光体和渗碳体）的过程。29填写下列组织的符号：奥氏体（A或）、铁素体（F或）、渗碳体（Fe3C）、珠光体（P）、高温莱氏体（L d）、低温莱氏体（Ld）。30T10钢加热到900时为（A）组织；加热到780时为（A +二次Fe3C）组织；室温下为（ P +二次Fe3C）组织。31.过冷奥氏体转变为马氏体仅仅是（晶格）改变，而无（成分）的改变，所以马氏体是碳在（）铁中的（过饱和固溶体）。32 .钢中常存杂质元素中，有益元素是（锰和硅）；有害元素是（硫和磷）。 33 .45调质钢要求有较高的综合机械性能，所以这种钢常采用（淬火+高温回火）的热处理工艺方法进行

12、热处理，使用状态下的组织为（回火索氏体）。34.常用的硬度测试方法有（布氏硬度）测试法、（洛氏硬度）测试法及维氏硬度测试法等。35、钢按冶金质量可分为：（普通钢）、（优质钢）、（高级优质钢）、（特级优质钢）。36. 过冷奥氏体的转变方式有（连续冷却）和（等温冷却）两种方式。37. （淬透性)是指钢在淬火时所能得到的淬硬层 (马氏体组织占50%处) 的深度分布特性。38. 晶格结构中的点缺陷主要是 间隙原子、空位原子 和 置换原子 。三、填空题1、用20钢制造在工作中受冲击载荷和表面耐磨的齿轮零件，应采用（ B ）。A、调质加表面淬火处理；B、渗碳处理加淬火加低温回火；C、调质处理； D、正火处

13、理。2.铁素体是（ C ）。A、碳在-Fe的间隙固溶体； B、碳在-Fe中的过饱和间隙固溶体；C、碳在-Fe中的间隙固溶体， D、碳在-Fe中的过饱和间隙固溶体。3.为使高碳钢便于切削加工和为最终热处理作组准备，常预先进行（ C ）。A、淬火；B、完全退火；C、球化退火；D、回火 4、亚共析钢进行淬火处理，其加热温度应在（ A ）3050以上。 A、Ac3；B、Ac1；C、Accm；D、A2。 5、要消除焊件的焊接应力，应采用（ C ）处理 A、完全退火；B、正火； C、去应力退火；D、高温回火。 6、过冷奥氏体是指冷却到 C 温度下，尚未转变的奥氏体。A、 Mf B、 Ms C、 A1 D

14、、A3 7.以下三类钢中，（ B ）的淬透性最好。 A、亚共析钢 B、共析钢 C、过共析钢 8. 共析钢加热奥氏体化后，冷却速度很快，获得的室温组织为（ A ）。A、马氏体；B、贝氏体；C、珠光体、 D、托氏体。 9.根据铁-碳合金相图，过共析钢室温组织由（ B ）组成。A、铁素体+珠光体； B、珠光体+二次渗碳体；C、珠光体+莱氏体， D、铁素体+二次渗碳体。 10. 珠光体转变是在 A 以下进行的。 A A1 B Ms C Mf D A3 11、为使低碳钢便于切削加工，可预先进行（ B ）处理。 A、完全退火；B、正火；C、球化退火；D、回火。 12、45钢要得到回火索氏体，应进行（ B

15、）A、淬火+中温回火；B、淬火+高温回火； C、等温淬火； D、淬火+低温回火。 13、用调质钢制造在工作中受较大冲击载荷和表面有一定耐磨性的零件，应采用（ D ） A、表面淬火+高温回火处理； B、渗碳处理+淬火+低温回火； C、渗碳处理+淬火+中温回火； D、调质+表面淬火+低温回火处理。 14、在晶体的缺陷中，按几何形状，螺型位错属于（ B ） A 点缺陷 B 线缺陷 C 面缺陷 D 体缺陷 15、某一低碳钢毛坯因其太软和太韧，为便于切削加工，可预先进行（ B ）处理。 A、完全退火；B、正火；C、球化退火；D、回火。16. HRC是 B 硬度。A 布氏 B 洛氏 C 维氏 D 肖氏17

16、.共析钢加热奥氏体化后，冷却时转变的组织主要取决于（ C ）A、奥氏体化的加热温度；B、奥氏体化后的成分均匀程度；C、奥氏体冷却时的转变温度。18、马氏体是（ D ）A、碳在-Fe的固溶体； B、碳在-Fe中的过饱和间隙固溶体；C、碳在-Fe中的置换固溶体，D、碳在-Fe中的过饱和间隙固溶体。19、为使低碳钢便于切削加工，可预先进行（ B ）处理。 A、完全退火；B、正火；C、球化退火；D、回火。20、50钢要得到回火索氏体，应进行（ B ）A、淬火+中温回火；B、调质处理；（淬火+高温回火）； C、等温淬火； D退火。 21. 通常铸锭可由三个不同外形的晶粒区所组成，其晶粒区从表面到中心的排

17、列顺序为 A 。 A细晶粒区柱状晶粒区等轴晶粒区 B细晶粒区等轴晶粒区柱状晶粒区 C等轴晶粒区细晶粒区柱状晶粒区 D等轴晶粒区柱状晶粒区细晶粒区22在Fe-Fe3C相图中，GS线也称为 C 。A共晶线 B.共析线 C.A3线 D.Acm线 23 . 40钢中，珠光体的含量大约 C 。A.20 B.35 C.50 D.7024. 40Cr钢通常用作 A 钢。 A 调质 B 渗碳 C 工具 D 弹簧 24. 根据钢的用途来分类，可以分为结构钢、工具钢以及 B 钢。A 桥梁 B 特殊 C 不锈 D 模具 25球化退火一般适用于 C A 合金结构钢 B 碳素结构钢 C 碳素工具钢 D 合金刃具钢26.

18、 65Mn钢通常用作 D 钢。 A 调质 B 渗碳 C 工具 D 弹簧 27确定碳钢淬火加热温度的基本依据是 B A C曲线 B FeFe3C相图 C 钢的Ms 线 D CCT曲线28钢的质量等级的分类是按钢的 C 区分的。A 力学性能 B 钢的含碳量 C 杂质S、P D 有益的Mn、Si29、40Cr钢通常用作 A 钢。 A 调质 B 渗碳 C 工具 D 弹簧 30合金渗碳钢渗碳后必须进行 C 热处理。A 淬火+高温回火； B 淬火+中温回火； C 淬火+低温回火；D 淬火+退火31合金固溶强化的原因是 C 。A 晶格类型的改变；B 晶粒细化；C 晶格发生畸变；D 发生了化学反应32 .化学

19、热处理与其他热处理方法的根本区别是 C A 加热温度 B 组织变化 C 钢成分变化 D 性能变化33要制造一批锉刀，请选择合适的材料 C 。A.45 B.9Mn2V C.T12 D.7Cr1734. 过共析钢加热到 D 线以上，会转变为单相奥氏体。A A1 B A2 C A3 D Acm35纯铁在912时由Fe转变为Fe的这种转变称为 D A 结晶 B 再结晶 C 重结晶 D 同素异构现象36、奥氏体是（ D ）。A、碳在-Fe的间隙固溶体； B、碳在-Fe中的过饱和间隙固溶体；C、碳在-Fe中的置换固溶体，D、碳在-Fe中的间隙固溶体。37、为使高碳钢(如T12)便于切削加工和为最终热处理作

20、组准备，常预先进行（ C ）。 A、淬火；B、完全退火；C、球化退火；D、正火。38.珠光体是一种 C 。 A固溶体 B金属化合物 C机械混合物 D单相组织金属39确定过冷奥氏体等温冷却产物的基本依据是 A 。 A.C曲线图；B. Fe-Fe3C相图；C.钢的Ms线；D.半马氏体曲线40在Fe-Fe3C相图中，GS线也称为 D 。A共晶线 B.共析线 C. Acm线 D. A3线4140钢中，珠光体的含量大约 C 。A.20 B.35 C.50 D.70 42. 铁碳平衡相图中，含碳量为1.5的铁碳合金是 C 。A 亚共析钢 B 共析钢 C 过共析钢 D 铸铁43金属材料冷热加工的区别是 加热

21、温度是否高于再结晶温度 ； 钨在1 1 0 0 加工属于 冷 加工。( 其中钨的熔点是3 4 1 0 ) 。44.汽车变速齿轮一般选用（ ）材料，并对该材料进行（ ）热处理45、（ ）在Fe-Fe3C相图中，钢与铁的分界点的含碳量为（）。 A2 B2.06 C2.11 D2.246拉伸试验时，试样断裂前所能承受的最大应力称为材料的 。 A 屈服强度 B 弹性极限 C 抗拉强度 D 疲劳强度四、判断题1GCr15SiMn钢是滚动轴承钢，Cr12MoV钢是不锈钢。（）2、正火只能作预备热处理，不可作为零件的最终热处理。（）3. 同一金属，结晶时冷却速度愈大，则过冷度愈大，金属的实际结晶温度愈低。（

22、）4.加工硬化是指在冷变形加工后的金属，产生碎晶、位错密度增加，提高了其强度的现象。（）5. 合金的晶粒越细，其强度越高、塑性也越好。（）6、表面淬火的钢材料一般采用低碳钢。 （）7. 所有的合金元素加入钢中均能使钢的淬透性提高。（）8、淬透性好的钢，淬火硬度一定高。（） 9. 在铁碳合金相图中，铁素体在727时，溶碳能力可达2.11%。（）10.淬火后的钢在回火时，一般回火温度高，其强度和硬度高。（）11.钢的淬透性主要取决于马氏体含碳量的大小。（）12 金属都具有相同的晶格类型。 （） 13 .固溶体都是有限溶解的。 （） 14、淬火后的钢在回火时，一般回火温度高，其强度和硬度高。（）15

23、 .莱氏体的含碳量为6.69。 （） 16淬透性好的钢淬火硬度一定好。 （）17、 淬火钢在回火时无组织变化。 （）18、平衡状态下的亚共析钢不含二次渗碳体。 （）19、大多数合金元素加入钢中均能使钢的淬透性提高。（）20金属在固态下都是晶体，而非金属都是非晶体 （）21珠光体的含碳量为0.77 （）22. 对钢进行淬火热处理，只能改变材料的组织，不能改变其化学成分。（）23、金属未经塑性变形，在加热温度高于再结晶温度，不会发生再结晶。 （）24金属材料的力学性能都是通过拉伸试验测定的 （）25钢的含碳量愈高，淬火加热温度愈高。（）26碳素工具钢都是优质钢或高级优质钢。（）27同一金属，结晶时

24、冷却速度愈大，则过冷度愈大，金属的实际结晶温度愈低。（）28、杂质元素磷使钢材的热脆性能增加。（ ）29、杂质元素硫使钢材冷脆性能增加。 （ ）五、简答题1. 简述W18Cr4V高速钢锻造、球化退火、128010淬火+560三次回火的作用。 2.试述对钢退火的主要目的。3. 有一含碳量为0.45%的铁碳合金,请指出该合金在以下状态的组织：(1)退火；（2）淬火；（3）淬火加高温回火。4. 什么是马氏体？马氏体转变有什么特点？6 试述正火的目的。7. .绘制铁碳合金相图（各线、特殊点、成份、温度、组织、相）。8. 解释下列符号所表示的金属材料：45；T12A；Q235；Q345-B；20CrMn

25、Ti；40Cr；60Si2Mn；GCr15；9SiCr；W18Cr4V；CrWMn; 4Cr13；10、典型零件的选材及选材原则。画出W18Cr4V钢的淬火、回火工艺曲线，并标明温度；淬火温度为什么要选那么高？回火温度为什么要选560？为什么要进行三回火？处理完的最后组织是什么？W18Cr4V高速工具钢，其导热性较差，淬火加热时应预热两次，以防止变形和开裂，常委会火时选1280，以使更多的合金元素溶入奥氏体中，达到淬火后获得高合金元素含量马氏体的目的。回火时要进行三次，主要目的是减少残余奥氏体量，稳定组织，并产生二次硬化。说出下列钢号的含义？并举例说明每一钢号的典型用途。Q235，20，45，

26、T8A，40Cr，GCr15， 60Si2Mn , W18Cr4V , ZG25，HT200 Q235：为含碳量低的屈服强度为235的碳素结构钢，主要用于结构件、钢 板、螺栓、螺母、铆钉等20：为含碳量为0.2%的优质碳素结构钢，强度、硬度低，韧性塑性好，主要用来做冲压件、锻造件、焊接件、和渗碳件，用做齿轮、销钉、小轴、螺母等。45：为含碳量为0.45%的优质碳素结构钢综合力学性能好，主要用于制造齿轮 轴件，如曲轴，传动轴，连杆。T8A：含碳量为0.8%左右的优质碳素工具钢.其承受冲击、韧性较好，硬度适当， 可用作扁铲、手钳、大锤、木工工肯等。GCr15：为含碳量为1.5%左右、含Cr量为1.

27、5%左右的滚动轴承钢，主要用天 各种滚动体，壁厚12，外径250的轴承套，模具，精密量具等。60Si2Mn：含碳量为0.6%左右、含Si为2%左右、含Mn为1.5%左右的弹簧钢， 主要用于汽车、拖拉机、机车的板簧、螺旋弹簧、汽缸安全阀簧、等。W18Cr4V：含W量为18%左右、含Cr量为4%左右含V量小于1.5%的高速工 具钢。主要用于高速切削车刀、钻头、铣刀、板牙、丝锥、等。ZG25：含碳量为0.25%的铸钢。主要用承受严重磨损又承受强烈冲击的零件。 如拖拉机、坦克的履带板、挖掘机的铲齿等。HT200：最低搞拉强度为200MPa的灰铁。从下列钢号中选取合适的钢号填入表中，并说明其热处理工艺。

28、65Mn、20CrMnTi、GCr9、45、Q345零件名称钢号热处理汽车变速齿轮20CrMnTi渗碳+淬火+低温回火弹簧65Mn淬火+中温回火滚动轴承GCr9球化退火+淬火+低温回火压力容器Q345热轧状态或正火状态机床主轴45淬火+高温回火 试画出Fe-Fe3C相图中钢的部分(包晶部分可省略)(4分)，并完成下列各题： 1、标明各特征点的成分、温度，按相组成填充各相区；(4分) 2、写出共析反应式，分析含碳量为0.4%的钢的平衡结晶过程；(4分)3、一种合金的显微组织为珠光体占 94% ，二次渗碳体占 6% ，这种合 金属于那一类合金 ? 其含碳量为多少 ? (3分)答：1、如下图 2、A

29、0.77F0.02Fe3C L L LA LA A AF AP FP 3、过共析钢 w（C）= 6（6.690.77）0.771.125 画出纯铁、40钢、T12钢的室温平衡组织，并标注其中的组织。从给出的材料（GCr15, 1Cr18Ni9Ti，HT250, 40Cr,T12A, Q235, 65Mn ，20Cr，）中选取下面零件适用的材料填入空格内。（每空1分）序号零件要求材料热处理方法1弹簧高弹性极限65Mn淬火+中温回火2丝锥高硬度高耐磨性T12A（或GCr15）淬 火+低温回火3化工机械零件耐腐蚀不生銹1Cr18Ni9Ti固溶热处理（供货状态）4机床床身消震性好耐磨铸造性能好HT25

30、0去应力退火5滚动轴承高硬度高耐磨性GCr15淬火+低温回火6连杆综合力学性能好40Cr淬火+高温回火（调质处理）1、简述W18Cr4V 高速钢锻造、球化退火、128010淬火+560三次回火的作用。答：（1）W18Cr4V 高速钢锻造的作用是将粗大碳化物击碎，使之细化并弥散分布在基体上。（1分）（2）对它的球化退火作用是：使碳化物球化，消除应力，降低硬度，改善切削加工性，为淬火做组织准备。（1分）（3）在128010淬火+560三次回火的作用是：淬火温度高是为了保证足够的合金元素溶入奥氏体，从而提高钢的热硬性。进行三次（高温）回火的作用是使较多的残余奥氏体转变为回火马氏体及造成二次硬化。最终达到稳定组织、提高硬度、耐磨性及热硬性的目的。（2分）1、甲合金（熔点为300）在20、乙合金（熔