金属学与热处理试题及答案

1、复习自测题绪论及第一章金属的晶体结构自测题(一 )区别概念1屈服强度和抗拉强度；2晶体和非晶体；3 刚度与强度(二 )填空1与非金属相比，金属的主要特性是2体心立方晶胞原子数是，原子半径是，常见的体心立方结构的金属有。3设计刚度好的零件，应根据指标来选择材料。4 T K 是材料从状态转变为状态时的温度。5 屈强比是与之比。6材料主要的工艺性能有、 和。7材料学是研究材料的、 和四大要素以及这四大要素相互关系与规律的一门科学；材料性能取决于其内部的，后者又取决于材料的和。8 本课程主要包括三方面内容：、 和。(三 )判断题1晶体中原子偏离平衡位置，就会使晶体的能量升高，因此能增加晶体的强度。()

2、2因为面心立方和密排六方晶体的配位数和致密度都相同，因此分别具有这两种晶体结构的金属其性能基本上是一样的。()3因为单晶体具有各向异性，多晶体中的各个晶粒类似于单晶体，由此推断多晶体在各个方向上的性能也是不相同的。()4金属的理想晶体的强度比实际晶体的强度高得多。5材料的强度高，其硬度就高，所以其刚度也大。(四 )改错题1通常材料的电阻随温度升高而增加。3面心立方晶格的致密度为068。4常温下，金属材料的晶粒越细小时，其强度硬度越高，塑性韧性越低。5体心立方晶格的最密排面是100晶面。(五 ) 问答题1从原子结合的观点来看，金属、陶瓷和高分子材料有何主要区别?在性能上有何表现 ?2试用金属键结

3、合的方式，解释金属具有良好导电性、导热性、塑性和金属光泽等基本特性。(六 ) 计算作图题1在一个晶胞中，分别画出室温纯铁(011)、(111)晶面及 111)、011)晶向。2已知一直径为 1128mm，标距为 50mm 的拉伸试样，加载为 50000N 时，试样的伸长为 0.04mm。撤去载荷，变形恢复，求该试样的弹性模量。3已知 a-Fe 的晶格常数 a=0.28664nm，-Fe 的晶格常数 a=0.364nm。试求出 a-Fe和-Fe 的原子半径和密度 (已知 Fe 的原子量为 55.85)。4设有一刚性球模型。当由面心立方晶格转变成为体心立方晶格时，计算其体积膨胀率。若在 912时，

4、 -Fe 的晶格常数 a0.3633nm，a-Fe 的晶格常数a=0.2892nm，又计算 -Fe 转变成为 a-Fe 的体积膨胀率。试比较两者差别的原因。第二章纯金属的结晶 自测题(一 )判断题1液态金属结构与固态金属结构比较接近，而与气态金属相差较远。2过冷是结晶的必要条件，无论过冷度大、小，都能保证结晶过程得以进行。3当纯金属结晶时，形核率总是随着过冷度的增大而增加。()4金属面心立方晶格的致密度比体心立方晶格的致密度高。()5金属晶体各向异性的产生，与不同晶面和晶向上原子排列的方式和密度相关。()6金属的结晶过程分为两个阶段，即先形核，形核停止之后，便发生长大，使晶粒充满整个容积。7玻

5、璃是非晶态固体材料，没有各向异性现象。()(二)选择题1纯金属结晶时，冷却速度越快，则实际结晶温度将。A越高且越低C 越接近理论结晶温度D高低波动越大2在实际金属结晶时，往往通过控制N G 比值来控制晶粒度。当时，将获得粗大晶粒。ANG 很大BNG 很小CN G 居中， 0NG13晶体中的晶界属于。A点缺陷且线缺陷C 面缺陷0体缺陷4材料的刚度与有关。A弹性模量B屈服强度C 抗拉强度D 延伸率5纯金属结晶的冷却曲线中，由于结晶潜热而出现结晶平台现象。这个结晶平台对应的横坐标和纵坐标表示。A 理论结晶温度和时间B 时间和理论结晶温度C 自由能和温度D 温度和自由能（三 )问答题1阐述液态金属结构

6、特点并说明它为什么接近固态而与气态相差较远?2如果其它条件相同，试比较下列铸造条件下铸件晶粒的大小，为什么?金属模浇注与砂模浇注；高温浇注与低温浇注；铸成薄件与铸成厚件；浇注时振动与不振动。(四)作图题1分别画出体心立方晶格和面心立方晶格中 (110)晶面的原子平面排列图，并由图中找出原子半径与晶格常数之间的关系。2绘图说明过冷度对金属结晶时形核率和长大率的影响规律，并讨论之。第三、四二元合金的相结构与结晶铁碳合金自测题(一 )区别概念1铁素体和奥氏体；2珠光体和莱氏体；3热脆和冷脆。(二 )填空题1白口铸铁中碳主要以的形式存在，这种铸铁可以制造2在铁碳相图中有几条重要线，请说明这些线上所发生

7、的转变并指出生成物。ECF 线PSK线ES线GS线3当一块纯铁加热到温度时，将发生 -Fe向 -Fe 转变，此时体积将。4在实际生产中，若要钢的变形抗力小，容易变形，必须加热至相区。(三 )判断题1室温下共析钢平衡组织是奥氏体。2 a-Fe 比 -Fe 的致密度小，因而可以溶解更多的间隙碳原子。()3铁碳合金中，一次渗碳体、二次渗碳体和三次渗碳体具有相同的晶体结构。()4白口铸铁在高温时可以进行锻造加工。5纯铁在 (1 394 1 538)之间，为体心立方的a-Fe。()(四 )计算题1现有 A 、B 两种铁碳合金。A 的显微组织为珠光体量占75%，铁素体量占微组织为珠光体量占92，二次渗碳体

8、量占8。请计算和说明：这两种铁碳合金按显微组织的不同而分属于哪一类钢?25； B的显这两种铁碳合金的含碳量各为多少?画出这两种材料在室温下平衡状态时的显微组织示意图，并标出各组织组成物的名称。2说明 W(C)=2 11的铁碳合金自液态缓慢冷却至室温的结晶过程，并计算室温时各组织组成物所占的百分含量。(五 )画图说明题1画出铁碳相图：写出主要点（ P、 Q、 S、 E、 C）、线 (PK 、 EF、 PQ、 ES)的意义；亚共析钢、共析钢、过共析钢、共晶白口铸铁、亚共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁的成分范围、室温下的平衡组织；说明 C对退火钢机械性能的影响，解释原因；运用杠杆定律计算0.4%C、 1

9、.0%C 的钢中组织构成与相构成的相对重量；有一碳素钢退火后在室温下测得先共析相占10，求该钢的成分。第五章金属及合金的塑性变形自测题(一 )区别概念1 滑移系和滑移方向；2硬位向和加工硬化；3细晶强化和弥散强化；4临界变形度与临界分切应力(二 )填空题1从刃型位错模型分析，滑移的实质是。2由于位错具有性，所以金属容易产生变形，为此实际强度大大低于理论强度3影响多晶体金属塑性变形的两个主要因素是。4金属塑性变形的基本方式是和。(三 )判断题1在室温下，金属的晶粒越细，则其强度越高，塑性越低。()2滑移变形的同时伴随有晶体的转动，因此，随变形度的增加，不仅晶格位向要发生变化，而且晶格类型也要发生

10、变化。()(四 )选择题1能使单晶体金属发生塑性变形的应力为。A 正拉应力B 正压应力C 切应力D复合应力2面心立方晶格的晶体在受力时的滑移方向是。A <111>B <110>C <100>D <112>(五 )问答题1用学过的知识，解释下列现象：(1) 同种金属的单晶体比多晶体软，并有更高的塑性。(2) 反复弯曲铁丝，越弯越硬，最后会断裂。(3) 喷丸处理轧辊表面能显著提高轧辊的疲劳强度。(4) 晶体滑移所需的临界切应力实测值比理论值小得多。2讨论 W 、 Fe、 Cu、 Pb 四种金属在室温下塑性变形的能力。(六 )计算题1两根长 20m，直

11、径 1 4mm 的铝棒，其中一根通过 1 2mm 的模具拉拔。问拉拔后的铝棒尺寸是多少 ?哪一根的延伸率高 ? 哪一根的屈服强度高 ?第六、七章回复与再结晶扩散自测题(一 )填空题1. 金属再结晶概念的前提是，它与重结晶的主要区别是。2 金属板材深冲压时形成制耳是由于造成的。3 钢在常温下的变形加工称，铅在常温下的变形加工称。(二 )判断题1金属的预先变形越大，其开始再结晶的温度越高。（）2金属的热加工是指在室温以上的塑性变形过程。（）3金属铸件不能通过再结晶退火来细化晶粒。（）4再结晶过程是形核和核长大过程，所以再结晶过程也是相变过程。（）；5在冷拔钢丝时，如果总变形量很大，中间需安排几次退

12、火工序。()(三 )选择题1变形金属在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 ()。A与变形前的金属相同B 与变形后的金属相同C 与再结晶前的金属相同D 形成新的晶型2为了提高大跨距铜导线的强度，可以采取适当的()。A 冷塑变形加去应力退火B 冷塑变形加再结晶退火C 热处理强化D热加工强化3下面制造齿轮的方法中，较为理想的方法是()。A 用厚钢板切出圆饼再加工成齿轮B 用粗钢棒切下圆饼再加工成齿轮C 由圆钢棒热锻成圆饼再加工成齿轮D 由钢液浇注成圆饼再加工成齿轮4冷加工金属回复时，位错 ()。A 增加B 大量消失C重排D 不变5在相同变形量情况下，高纯金属比工业纯

13、度的金属()。A 更易发生再结晶B更难发生再结晶C 更易发生回复D更难发生回复6在室温下经轧制变形50的高纯铅的显微组织是()。A 沿轧制方向伸长的晶粒B纤维状晶粒C 等轴晶粒D带状晶粒(四 )改错题1锡在室温下加工是冷加工，钨在1000 变形是热加工。2再结晶就是重结晶。(五 )问答题1用一根冷拉钢丝绳吊装一大型工件入炉，并随工件一起加热至吊装工件时，钢丝绳发生断裂，试分析其原因。1 000，当出炉后再次2在室温下对铅板进行弯折，你会感到越弯越硬，但稍隔一会儿再行弯折，你会发现铅板又像初时一样柔软，这是什么原因?3三个低碳钢试样变形度为5， 15， 30，如果将它们加热至800，指出哪个产生

14、粗晶粒 ?为什么 ?4如何区分热加工与冷加工?为什么锻件比铸件的性能好?热加工会造成哪些缺陷?5拉制半成品铜丝的过程如图 5 1，试在图的下部绘出不同阶段的组织和性能的变化示意图，并加以适当解释。第八章热处理原理自测题(一 )填空题1 热处理的冷却方式有和两种。2碳素调质钢的淬火加热温度为。3热处理后零件的力学性能决定于奥氏体在不同过冷度下的及其。4 共析钢的奥氏体过冷到珠光体转变区等温停留，或以缓慢速度冷却时，将发生，形成。5 共析钢过冷奥氏体等温转变时，根据的不同，贝氏体有和之分。6除钴以外的合金元素都增加的稳定性，使合金钢的等温转变曲线，故合金钢的临界冷却速度比碳素钢。(二)判断题1只要

15、采用本质细晶粒钢，就可保证在热处理加热时得到细小的奥氏体晶粒。()2马氏体转变时的体积胀大，是淬火钢件容易产生变形和开裂的主要原因之一。()3 由于钢回火时的加热温度在Acl 以下，所以淬火钢在回火时没有组织变化。()4在钢中加入 Cr 、Mn 、 B 的目的之一，是为了提高钢的淬透性。()5高速工具钢刃具在淬火加热前，常采用二次或三次预热来减少加热变形和氧化脱碳。()6铸铁件经正火处理的主要目的是为了降低硬度和改善切削加工性能。()7钢件淬火后发现裂纹，如果裂纹两侧有氧化脱碳现象，则说明这种裂纹在淬火之前就已经存在。()8由于马氏体转变的温度太低，原子失去了扩散能力，因此马氏体的形成过程不遵

16、守形核和长大这个普遍规律。()9淬透性好的钢，淬火后的硬度也一定高。()10 钢的回火硬度除了取决于回火温度和保温时间外，还与回火的冷却速度有关，冷却速度越大，钢的回火硬度越高。 ()11 精密轴承件淬火后为防止变形，应该进行冷处理。()12 马氏体降温形成时，马氏体量的增加不是依靠原有马氏体的长大，而是不断形成新的马氏体。()13 回火屈氏体和过冷奥氏体分解时所形成的屈氏体，两者只是形成过程不同，但组织形态和性能则是相同的。()（三）选择题1 在淬火钢中 W(C) 增加到 06以后，随 W(C) 增加硬度不再继续增加，这是因为A随 W(C) 增加残余奥氏体的量增多的关系B随 W(C) 增加片

17、状马氏体的量增多的关系C 随 w(C) 增加淬大内应力增大的关系D随 W(C) 增加条状马氏体的量增多的关系2有裂纹零件其断口呈黑色氧化色或呈粗纤维状时，是由于A淬火冷却产生的B设计不良造成的C锻造裂纹D钢材本身缺陷造成的3马氏体转变时，晶体结构的改组是依靠进行的。A滑移方式B切变方式C扩散方式D扭转方式4等温转变图和连续转变图适用于A所有成分的碳钢C一定成分范围内的钢B 所有成分的合金钢D一定成分的钢5 对加热冷却后钢的力学性能有着重大影响的奥氏体晶粒度是A 奥氏体的本质晶粒度B 奥氏体的起始晶粒度C 奥氏体的实际晶粒度D奥氏体的平均晶粒度6生产中采用等温淬火是为了获得组织。A马氏体B珠光体

18、C 下贝氏体D上贝氏体(四 )改错题1 下贝氏体的形成过程是在晶界处生成 Fe 晶核，并且向晶内成排生长。2等温淬火与分级淬火的主要区别是：分级淬火等温的温度较低，等温过程中发生马氏体转变；等温淬火等温的温度较高，等温过程中发生下贝氏体转变。3双液淬火时，如果双液转换的时刻过早，工件容易产生变形和裂纹，如果转换过迟，则工件容易造成硬度过高。4共析钢上贝氏体组织在光学显微镜下呈黑色针状或竹叶状，下贝氏体组织在光学显微镜下具有羽毛状特征。5为消除铸造应力，改善组织，提高力学性能，对铸造青铜应进行再结晶退火。6低碳钢淬火后，只有经高温回火才能获得较为优良的力学性能。(五 ) 问答题1有两个 T10

19、钢小试样 A 和 B ，A 试样加热到 750， B 试样加热到 850，均充分保温后在水中冷却，哪个试样的硬度高 ?为什么 ?2某汽车齿轮选用20CrMnTi 制造，其工艺路线为：下料锻造正火切削加工渗碳淬火低温回火喷丸磨削。请说明、四项热处理工艺的目的及大致工艺参数。3什么叫回火脆性? 第一类回火脆性产生的原因是什么? 如何防止 ?(六 ) 作图题1在 T8 钢 C 曲线上画出获得下列组织的冷却工艺曲线。珠光体；马氏体十残余奥氏体；马氏体 +下贝氏体 +残余奥氏体；马氏体 +屈氏体 +残余奥氏体；下贝氏体。2在铁碳相图中标出普通热处理的加热温度区间，并加以简要说明。第九章热处理工艺自测题(

20、一 )填空题1 热处理的冷却方式有和两种。2碳素调质钢的淬火加热温度为。3热处理后零件的力学性能决定于奥氏体在不同过冷度下的及其。4 共析钢的奥氏体过冷到珠光体转变区等温停留，或以缓慢速度冷却时，将发生，形成。5 共析钢过冷奥氏体等温转变时，根据的不同，贝氏体有和之分。6除钴以外的合金元素都增加的稳定性，使合金钢的等温转变曲线，故合金钢的临界冷却速度比碳素钢。(二)判断题1只要采用本质细晶粒钢，就可保证在热处理加热时得到细小的奥氏体晶粒。()2马氏体转变时的体积胀大，是淬火钢件容易产生变形和开裂的主要原因之一。()3 由于钢回火时的加热温度在Acl 以下，所以淬火钢在回火时没有组织变化。()4

21、在钢中加入 Cr 、Mn 、 B 的目的之一，是为了提高钢的淬透性。()5高速工具钢刃具在淬火加热前，常采用二次或三次预热来减少加热变形和氧化脱碳。()6铸铁件经正火处理的主要目的是为了降低硬度和改善切削加工性能。()7钢件淬火后发现裂纹，如果裂纹两侧有氧化脱碳现象，则说明这种裂纹在淬火之前就已经存在。()8由于马氏体转变的温度太低，原子失去了扩散能力，因此马氏体的形成过程不遵守形核和长大这个普遍规律。()9淬透性好的钢，淬火后的硬度也一定高。()10 钢的回火硬度除了取决于回火温度和保温时间外，还与回火的冷却速度有关，冷却速度越大，钢的回火硬度越高。 ()11 精密轴承件淬火后为防止变形，应

22、该进行冷处理。()12 马氏体降温形成时，马氏体量的增加不是依靠原有马氏体的长大，而是不断形成新的马氏体。()13 回火屈氏体和过冷奥氏体分解时所形成的屈氏体，两者只是形成过程不同，但组织形态和性能则是相同的。 ()（三）选择题1 在淬火钢中 W(C) 增加到 0 6以后，随 W(C) 增加硬度不再继续增加，这是因为A随 W(C) 增加残余奥氏体的量增多的关系B随 W(C) 增加片状马氏体的量增多的关系 C 随 w(C) 增加淬大内应力增大的关系D随 W(C) 增加条状马氏体的量增多的关系2有裂纹零件其断口呈黑色氧化色或呈粗纤维状时，是由于A淬火冷却产生的B设计不良造成的C锻造裂纹D钢材本身缺

23、陷造成的3马氏体转变时，晶体结构的改组是依靠进行的。A滑移方式B切变方式C扩散方式D扭转方式4等温转变图和连续转变图适用于A所有成分的碳钢C一定成分范围内的钢B 所有成分的合金钢D一定成分的钢5 对加热冷却后钢的力学性能有着重大影响的奥氏体晶粒度是A 奥氏体的本质晶粒度B 奥氏体的起始晶粒度C 奥氏体的实际晶粒度D奥氏体的平均晶粒度6生产中采用等温淬火是为了获得组织。A马氏体B珠光体C 下贝氏体D上贝氏体(四 )改错题1 下贝氏体的形成过程是在晶界处生成 Fe 晶核，并且向晶内成排生长。2等温淬火与分级淬火的主要区别是：分级淬火等温的温度较低，等温过程中发生马氏体转变；等温淬火等温的温度较高，

24、等温过程中发生下贝氏体转变。3双液淬火时，如果双液转换的时刻过早，工件容易产生变形和裂纹，如果转换过迟，则工件容易造成硬度过高。4共析钢上贝氏体组织在光学显微镜下呈黑色针状或竹叶状，下贝氏体组织在光学显微镜下具有羽毛状特征。5为消除铸造应力，改善组织，提高力学性能，对铸造青铜应进行再结晶退火。6低碳钢淬火后，只有经高温回火才能获得较为优良的力学性能。(五) 问答题1有两个 T10 钢小试样A 和 B，A 试样加热到750， B 试样加热到850，均充分保温后在水中冷却，哪个试样的硬度高?为什么 ?2某汽车齿轮选用20CrMnTi 制造，其工艺路线为：下料锻造正火切削加工渗碳淬火低温回火喷丸磨削

25、。请说明、四项热处理工艺的目的及大致工艺参数。3什么叫回火脆性? 第一类回火脆性产生的原因是什么? 如何防止 ?(六) 作图题1在 T8 钢 C 曲线上画出获得下列组织的冷却工艺曲线。珠光体；马氏体十残余奥氏体；马氏体 +下贝氏体 +残余奥氏体；马氏体 +屈氏体 +残余奥氏体；下贝氏体。2在铁碳相图中标出普通热处理的加热温度区间，并加以简要说明。第十、十一章合金钢铸铁自测题(一 )填空1决定钢的性能最主要的元素。2合金钢按用途分类可分为钢、钢、3碳钢按w(C) 分为、， w(C) 分别为、。4根据合金元素在钢中与碳的相互作用，合金元素可分、两大类。5除以外，其它所有的合金元素都使C 曲线往移动

26、，使钢的临界冷却速度，即提高了钢的性。6除、元素以外。几乎所有的合金元素都能阻止奥氏体晶粒长，起到细化晶粒的作用。7几乎所有的合金元素除、以外，都使 Ms 和 Mf 点，因此，钢淬火后在相同 W(C) 下合金钢比碳钢增多，从而使钢的硬度。8合金钢中最常用提高淬透性的合金元素是。其中作用最强烈的元素是，其含量约为。9机器上的传动件和连接件，在工作过程中要承受、四种变形，并经受强烈。10判断下列钢号的钢种，可制造什么零部件?Q235 钢、可制造； 20Cr、可制造； 60Si2Mn 、可制造； 65Mn 钢、可制造； GCr15 钢、可制造； 9SiCr 钢、可制造； CrWMo 钢、可制造； W

27、18Cr4V 钢、可制造； Cr12MoV 钢、可制造； 5CrMnMo 钢、可制造； 3Cr2W8V 钢、可制造； 2Cr13 钢、可制造； 15CrMo 钢、可制造； 12Cr1MoV 钢、可制造。(二)判断题1 合金调质钢的综合机械性能高于碳素调质钢。2在钢中加入多种合金元素比加入单一元素效果要好些，因而多元、 少量是合金钢发展的一个重要方向。3调质钢加入合金元素主要是考虑提高钢的红硬性。4高速钢需要反复锻造是因为硬度高不易成型。55 在碳钢中具有共析成分的钢，较之于亚共析钢和过共析钢有更好的淬透性。6 合金元素除 Co、 Al 外，都使 C 曲线右移，但必须使合金元素溶入奥氏体后方有这

28、样的作用。7 滚动轴承钢（ GCr15 ）其 w(Cr) 15。8 汽车拖拉机的齿轮9 T12 与 20CrMn 丁 i 相比较，淬透性和淬硬性都较低。10 V 论钢的 w(c) 高低，其淬火马氏体的硬度高而脆性都很大。(三 ) 选择题1 45 钢在水和油中冷却时，其临界直径分别用D 0 水 和 D0 油表示，它们的关系是AD0水<D0 油 BD0 水>D0 油CD0水D0 油2 40Cr 钢制 18mmX450mm 丝杠，硬度要求(250280)HB ，其热处理工艺为A 正火B 退火C 调质D表面淬火 +回火3合金元素对奥氏体晶粒长大的影响是A 均强烈阻止奥氏体晶粒长大；B均强烈促进奥氏体晶粒长大；C 无影响；D 上述说法都不全面4适合制造渗碳零件的钢有。A 16Mn 、 15、 20Cr、