中国石油大学工程材料期末复习题及参考答案

注：找到所考试题直接看该试题所有题目和答案即可。查找按键：Ctrl+F一、单项选择题1（5.0分）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，参考答案：D塑性升高2（5.0分）在面心立方晶格中，原子密度最大的晶向是：TOC\o"1-5"\h\zA） <100>B） <110>C） <111>D） <120>参考答案：B3（5.0分）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） 具有低的碳含量参考答案：B4（5.0分）铸铁石墨化过程的第一、二、三阶段完全进行，其显微组织为:A） F+GF+P+GC） P+G参考答案：A5（5.0分）间隙固溶体与间隙化合物的（）°A） 结构相同，性能不同B） 结构不同，性能相同C） 结构相同，性能也相同D） 结构和性能都不相同参考答案：D6（5.0分）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） 不改变参考答案：B7（5.0分）高速钢的红硬性取决于：A） 马氏体的多少B） 淬火加热时溶于奥氏体中的合金元素的量C） 钢中的碳含量参考答案：B8（5.0分）若要提高淬火时的淬硬层深度，应采取：A） 选择高淬透性钢B） 增大工件的截面尺寸C） 选用比较缓和的冷却介质参考答案：A9（5.0分）两种元素组成固溶体，则固溶体的晶体结构（）。A） 与溶剂的相同B） 与溶质的相同C） 与溶剂、溶质的都相同D） 是两种元素各自结构的混合体参考答案：A10（5.0分）能使单晶体产生塑性变形的应力为：A） 正应力B） 切应力C） 复合应力参考答案：B二、判断题答题要求：判断下列说法是否正确。11（5.0分）凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶过程。A） 正确B） 错误参考答案：错误12（5.0分）除了Co元素外，其余的合金元素都能提高钢的淬透性。A） 正确B） 错误参考答案：正确13（5.0分）纯金属结晶时，形核率随过冷度的增加而不断增加。A） 正确B） 错误参考答案：正确14（5.0分）表面化学热处理不仅能改变钢的表面化学成分,也能改善表面的组织和性能。A） 正确B） 错误参考答案：正确15（5.0分）因为B.C.C晶格与F.C.C晶格具有相同数量的滑移系，所以两种晶体的塑性变形能力完全相同。A） 正确B） 错误参考答案：错误16（5.0分）最危险的、会带来灾难性后果的失效形式是低应力脆断、疲劳断裂和应力腐蚀开裂，因为在这些断裂之前没有明显的征兆，很难预防。A） 正确B） 错误参考答案：正确17（5.0分）高合金钢既具有良好的淬透性，也具有良好的淬硬性。A） 正确B） 错误参考答案：错误18（5.0分）载重汽车变速箱齿轮选用20CrMnTi钢制造，其工艺路线是:下料-＞锻造T渗碳T预冷淬火-低温回火一＞机加工-正火T喷丸一磨齿。A）正确B）错误参考答案：错误19（5.0分）滑移变形不会引起金属晶体结构的变化。A） 正确B） 错误参考答案：正确20（5.0分）在实际金属和合金中，非自发形核常常起着优先和主导的作用。A） 正确B） 错误参考答案：正确一、单项选择题答题要求:每题只有一个正确的选项。1（5.0分）钢的渗碳温度范围是：A） 600—650C0B） 800—850C°C） 900—950C°D） 1000—1050C°参考答案：C2（5.0分）晶体中的位错属于：A）体缺陷B）面缺陷

C） 线缺陷D） 点缺陷参考答案：C3（5.0分）二次硬化属于：A） 固溶强化B） 细晶强化C） 位错强化D） 第二相强化参考答案：D4（5.0分）汽车、拖拉机的齿轮要求表面高耐磨性,中心有良好的强韧性，应选用:A） 45正火B） 40Cr淬火后高温回火C） 20CrMnTi渗碳淬火后低温回火参考答案：C5（5.0分）加工硬化使：A）强度增大、塑性降低B）强度增大、塑性増大C）强度减小、塑性增大B）强度增大、塑性増大C）强度减小、塑性增大D）强度减小、塑性减小参考答案：A6（5.0分）OCrl8Ni9钢固溶处理的目的是:A）增加塑性B）提要强度C）提高耐蚀性参考答案：C7（5.0分）为细化晶粒，可采用：A） 快速浇注B） 提高浇注温度C） 以砂型代替金属型D） 加变质剂参考答案：D8（5.0分）在体心立方晶格中，原子密度最大的晶面是：TOC\o"1-5"\h\zA） ｛!00|B） ｛110|C） ｛111）D） （120）参考答案*B9（5.0分）完全退火主要适用于：A） 亚共析钢B） 共析钢C） 过共析钢参考答案：A10（5.0分）金属结晶时,冷却速度越快.其实际结晶温度将:A） 越低B） 越高C） 不受影响D） 越接近理论结晶温度参考答案：A二、判断题答题要求：判断下列说法是否正确。11（5.0分）可以通过球化退火使普通灰口铸铁变成球墨铸铁。A） 正确B） 错误参考答案：错误12（5.0分）在工程上评定晶粒度的方法是在放大100倍的条件下，与标准晶粒度图作比较，级数越高、晶粒越细。A） 正确B） 错误参考答案：正确13（5.0分）过冷度的大小取决于冷却速度和金属的本性。A） 正确B） 错误参考答案：正确14（5.0分）经退火后再高温回火的钢，能得到回火索氏体组织，具有良好的综合机械性能。A） 正确B） 错误参考答案：错误15（5.0分）20钢比T12钢的碳含量要高。A）正确B）错误参考答案：错误16（5.0分）C618机床变速箱齿轮选用45钢制造，其工艺路线为:下料-锻造一正火一粗加工一调质一精加工一高频表面淬火一低温回火一精磨。A） 正确B） 错误参考答案：正确17（5.0分）不论碳含量高低，马氏体的硬度都很高,脆性都很大。A） 正确B） 错误参考答案：错误18（5.0分）室温下，金属晶粒越细,则强度越高、塑性越低。A） 正确B） 错误参考答案：错误19（5.0分）在退火状态（接近平衡组织）,45钢比20钢的硬度和强度都高。A） 正确B） 错误参考答案：正确20（5.0分）当形成树枝状晶体时，枝晶的各次晶轴将具有不同的位向，故结晶后形成的枝晶是一个多晶体。A）正确B）错误参考答案：错误当前用户：李如彬単项选择题判断题己批阅未批阅单项选择题12345678910判断题11121314151617181920试卷要求：本阶段在线作业占在线作业成绩的50%,含单选题10道、判断题10道，答题时间3()分钟，3次作答机会。一、单项选择题答题要求：每题只有一个正确的选项。\(5.0分)钢的渗碳温度范围是：・A)600—650°C•TOC\o"1-5"\h\zB)800—850°C.C)900—950°C.D)1000—1050°C•参考答案：c收起解析解析：无2(5.0分)晶体中的位错属于：•A)体缺陷•B)面缺陷线缺陷D)点缺陷参考答案：C收起解析解析：无(5.0分)0.0二次硬化属于：TOC\o"1-5"\h\zA)固溶强化B)细晶强化C)位错强化.D)第二相强化.参考答案：D收起解析解析：无(5.0分)~5?0~汽车、拖拉机的齿轮要求表面高耐磨性，中心有良好的强韧性，应选用:•A)45正火•B)40Cr淬火后高温冋火•C)20CrMnTi渗碳淬火后低温回火参考答案：C收起解析解析：无(5.0分)~'^0~加工硬化使：A)强度增大、塑性降低B)强度増大、塑性增大强度减小、塑性増大•D)强度减小、塑性减小参考答案：A收起解析解析：无(5.0分)~^0~0Crl8Ni9钢固溶处理的目的是:TOC\o"1-5"\h\zA)增加塑性.B)提要强度.C)提高耐蚀性参考答案：c收起解析解析：无(5.0分)~~为细化晶粒，可采用:•A)快速浇注TOC\o"1-5"\h\zB)提高浇注温度C)以砂型代替金属型.D)加变质剂.参考答案：D收起解析解析：无8(5.0分)~^0~在体心立方晶格中，原子密度最大的晶面是:TOC\o"1-5"\h\zA){100}•B)(110}.C){111}D)(120)参考答案：B收起解析解析：无9(5.0分)~~完全退火主要适用于：TOC\o"1-5"\h\zA)亚共析钢.B)共析钢C)过共析钢.参考答案：A收起解析解析：无W(5.0分)金属结晶时，冷却速度越快,其实际结晶温度将:A)越低.B)越高•C)不受影响•D）越接近理论结晶温度参考答案：A收起解析解析：无二、判断题答题要求：判断下列说法是否正确。（5.0分）可以通过球化退火使普通灰口铸铁变成球墨铸铁。A）正确B）错误参考答案:错误收起解析解析：无12（5.0分）~ro在工程上评定晶粒度的方法是在放大100倍的条件下，与标准晶粒度图作比较,级数越髙、晶粒越细。•A）正确B）错误参考答案：正确收起解析解析：无13従。分丿~^0~过冷度的大小取决于冷却速度和金属的本性。A）正确B）错误参考答案：正确收起解析解析：无"0分丿~^0~经退火后再高温回火的钢，能得到回火索氏体组织,具有良好的综合机械性能。A）正确B）错误参考答案：错误收起解析解析：无15伍。分丿~5?0~20钢比T12钢的碳含量要高。A）正确B）错误参考答案：错误收起解析解析：无\6（5.0分）C618机床变速箱齿轮选用45钢制造，其工艺路线为:下料一锻造一正火一粗加工-~~不论碳含量高低，马氏体的硬度都很高,脆性都很大。 A）正确调质-*精加工高频表面淬火f低温~~不论碳含量高低，马氏体的硬度都很高,脆性都很大。 A）正确A）正确B）错误参考答案：正确收起解析解析：无VI（5.0分）B）错误参考答案：错误收起解析解析：无18従。分丿~^0~室温下，金属晶粒越细,则强度越高、塑性越低。A）正确B）错误参考答案：错误收起解析解析：无19後0分丿~oTo~在退火状态（接近平衡组织），45钢比20钢的硬度和强度都高。A）正确B）错误参考答案：正确收起解析解析：无赤（5.0分）~5?0~当形成树枝状晶体时，枝晶的各次晶轴将具有不同的位向,故结晶后形成的枝晶是一个多晶体。A）正确B）错误参考答案：错误收起解析解析：无《工程材料》课程综合复习资料一、单选题1.60Si2Mn钢的热处理工艺是()o淬火+低温回火淬火+中温回火淬火+高温回火答案：B面心立方晶格的最密排面晶面是()oTOC\o"1-5"\h\z(100}(110}(111}答案：CFe3C是()。电子化合物固溶体复杂结构的间隙化合物间隙相答案：C二元合金在发生L—(a+")共晶转变时，其相组成是()o液相单一固相两相共存三相共存答案：D过共析钢正常淬火加热温度为()oAcl+30C°〜50C°Ag+30C°~50C°AC3+30C°~50C°答案：A亚共析钢的正常淬火加热温度是()oAc,+30C°~50C°AC3+30C°~50C°Ag+30C°~50C°答案：B制造手用锯条一般选用()o40Cr调质处理T12淬火+低温回火65Mn淬火+中温回火CrWMn淬火+高温回火答案：B8-共析钢的过冷A在650~600C。的温度区间等温转变时，所形成的组织是0oA.SB.下BC.±BD.P答案：A间隙相的性能特点是()o硬度低、熔点高硬度高、熔点低硬度高、熔点高答案：C低碳钢正火的目的是()o调整硬度，改善切削加工性能消除网状二次渗碳体消除内应力，防止淬火变形和开裂答案:A奥氏体向马氏体转变属于()相变。扩散型半扩散型非扩散型答案：C具有共晶反应的二元合金，其中共晶成分的合金的()o铸造性能好锻造性能好焊接性能好热处理性能好答案:A奥氏体向珠光体的转变是()o扩散型转变半扩散型非扩散型转变答案：A二、判断题马氏体是碳在cc-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。答案：X在铁碳合金平衡结晶过程中，只有碳质量分数为4.3%的铁碳合金才能发生共晶反应。答案：X奥氏体是碳在y~Fe中的过饱和固溶体。答案：X高速钢W18Cr4V采用很高温度淬火，其目的是使碳化物尽可能多地溶入奥氏体中，从而提高红硬性。答案：V5.耐热钢一般通过加入Cr、Mo、V、B等合金元素提高钢的高温强度。答案：V6.40Cr的含碳量高于CrWMno答案：答案：答案：XT8钢与20Cr相比，淬硬性和淬透性都较低。答案：xT8钢比T12钢和40钢的淬透性差。答案：x在缓冷到室温条件下，含碳0.8%的钢比含碳1.2%的钢硬度低，强度高。答案:V在同样淬火条件下，淬透层深度越深，则钢的淬透性越好。答案：V11-金属铸件可以通过再结晶退火来细化晶粒。答案：X通过球化退火可以得到球状珠光体组织。答案：V下贝氏体比上贝氏体的硬度高脆性大。答案：X表面淬火能改变钢的表面组织，但不能改善心部的组织和性能。答案：V回火索氏体比正火索氏体的力学性能优越。答案:V三、填空题莱氏体的本质是（）。答案：答案：奥氏体和渗碳体两相的共晶混合物造成加工硬化的原因是()o答案：塑性变形导致位错密度増加和亚晶界増加，使位错运动阻力増大/-Fe的晶格结构是()o答案：面心立方滑移的本质是()o答案：在切应力作用下晶体内部位错运动的结果晶体与非晶体结构上最根本的区别是()°答案：晶体中原子规则排列和非晶体中原子无规则排列当金属液体进行变质处理时，变质剂的作用是()o答案：增加晶核的数量或者阻碍晶核的长大淬火钢进行回火的目的是()o答案：消除内应力、稳定尺寸、获得所要求的组织和性能球化退火的目的是()。使二次渗碳体及珠光体中的渗碳体球状化，以降低硬度，改善切削性能，并为以后的淬火做组织上的准备a-Fe的晶格类型是()°答案:体心立方y-Fe的晶格类型是()。答案：面心立方工具钢球化退火的主要目的是()O答案：获得球状珠光体，降低硬度有利于切削加工铁素体的本质是()o答案：碳溶入crFe中形成的固溶体。过共析钢正火处理的主要目的是()o答案：消除二次网状渗碳体白口铸铁的脆性比灰口铸铁大，是因为()o答案：白口铸铁中有大量的渗碳体存在。铝合金的时效硬化现象是指()o答案：固溶处理后在室温下放置或低温加热时，强度和硬度明显升高的现象。.结晶过程是依靠两个密切联系的基本过程来实现的，这两个过程是冬核和()o笞案：长大.机器零件的失效模式可分为畸变失效、断裂失效、腐蚀失效和()o答案：磨损损伤为了获得细晶粒的铸件，在生产中通常采用的措施主要有增大冷速、变质处理、0o答案：振动搅拌钢的热处理冷却方式有等温冷却和()两种。答案：连续冷却马氏体的晶格结构是()。答案：体心正方四、问答题简述细化铸态金属晶粒的措施。答案：①增大金属的过冷度I②变质处理，•③振动；④电磁搅拌。W18Cr4V钢的An约为820C0,为何淬火温度为1260C0~1280C。?W18Cr4V刃具钢在正常淬火后都要进行550~570C。三次回火，又是为什么？答案：①W18Cr4V属于高速钢，钢中含有大量的W、Cr、V的难熔碳化物，它们只有在1200C。以上才能大量地溶于奥氏体中，以保证钢淬火回火后获得很高的热硬性，因此，其淬火温度非常高，一般为122（）Co~128（）C。。②在此温度内回火时，W、Cr、V的碳化物从马氏体中析出，弥散分布，使钢的硬度明显上升，同时残余奥氏体转变为马氏体，也使硬度提高，造成二次硬化，保证了钢的硬度和热硬性。进行三次回火，是为了逐步减少残余奥氏体量，三次回火后残余奥氏体的相对体积分数仅剩1%~2%。简述马氏体的本质，并说明它的硬度为什么很高。答案：马氏体是碳在a-Fe中的过饱和固溶体。马氏体高硬度的原因有三点：。过饱和的间隙碳原子造成晶格的严重畸变，产生很强的固溶强化效应；②马氏体转变时在晶体内造成晶格缺陷密度很高的亚结构（高密度的位错或微细弯晶）阻碍位错运动，产生马氏体相变强化；③马氏体形成后，碳及合金元素向位错或其它缺陷扩散偏聚析出，钉扎位错，使位错难以运动，产生马氏体时效强化。高速钢W18Cr4V的％约为820C°,若以一般工具钢ACI+（胡~50）C°的常规方法来确定淬火加热温度，最终热处理后能否达到高速切削刀具所要求的性能？为什么？答案：若按照站+（30~50）C。的常规方法来制定W18Cr4V的淬火加热温度，淬火加热温度为850Co~870C。，不能达到高速钢切削刀具要求的性能。因为高速钢中含有大量W、Cr、V的难熔碳化物，只有在1200C。以上才能大量地溶于奥氏体中，以保证钢淬火、回火后获得很高的热硬性，因此其淬火加热温度非常高，—般1220C°~1280C°答案：答案：W18Cr4V是一种应用非常广泛的高速切削刀具用钢，这种钢的加工工艺流程为：铸造一锻造一预备热处理一机加工一最终热处理一精磨，简述预备热处理工艺是什么，目的是什么，以及获得何种组织；并说明最终热处理是何工艺，以及获得何种组织。答案：预备热处理：退火，目的在于既调整硬度便于切削加工，又调整组织为淬火作准备。组织：索氏体+颗粒状碳化物。最终热处理：高温淬火+三次高温回火，回火进行三次是为了最大限度降低残余奥氏体数量。组织：马氏体(70~65%)+碳化物(20~25%)+残余奥氏体(<5%)简述为什么过共析钢的正常淬火温度为Acl+30~50°C而不是Accm+30~50°C。答案：过共析钢加热到Acl+30~50°C发生不完全奥氏体化，组织中保留少量的粒状二次渗碳体，具有弥散强化作用，有利于提高钢的硬度和耐磨性，而且此时奥氏体中的含碳量比加热到Accm+30~50°C发生完全奥氏体化时的含碳量低，能够减少淬火后残余奥氏体的含量。如果加热到温度较高的Accm+3O~5O°C,还会导致钢的奥氏体晶粒变粗，淬火后形成粗大的马氏体组织，热应力和组织应力增大，使钢的脆性增加，容易发生变形和开裂。简述金属结晶的条件和动力。答案：液态金属结晶的是金属必须过冷，要有一定的过冷度。液体金属结晶的动力是金属在液态和固态之间存在自由能差(AF=Fs-Fl<0)为什么说马氏体相变加上回火转变是钢中最经济最有效的综合强化手段。马氏体相变加上回火转变利用了全部的四种强化机制：①细晶强化：奥氏体向马氏体转变，形成了细小的马氏体束，产生相当于晶粒细化的作用。②固溶强化：马氏体的本质就是碳在cc-Fe中的过饱和的固溶体，马氏体中溶有过饱和的碳和合金元素。③析出强化：回火时析出细碳化物粒子。④位错强化：马氏体相变产生大量高密度位错。简述金属塑性变形后组织和性能会有什么变化。答案：金属发生塑性变形后，晶粒发生变形，沿形变方向被拉长或压扁。当变形量很大时，晶粒变成细长条，金属中的夹杂物也被拉长，形成纤维组织。金属经大的塑性变形时，由于位错的密度增大和发生相互作用，大量位错堆积在局部地区，并相互缠结形成不均匀分布，使晶粒分化成许多位向略有不同的小晶块，而在晶粒内产生亚晶粒。金属塑性变形到很大程度（70%以上）时，由于晶粒发生转动，使各晶粒的位向趋近于一致，形成特殊的择优取向（形变织构）。金属发生塑性变形，随变形度的增大，金属的强度和硬度显著提高，塑性和韧性明显下降，产生加工硬化现象。另外，由于纤维组织和形变织构的形成，使金属的性能产生各向异性。简述石墨形态对铸铁性能的影响。答案：石墨强度、韧性极低，相当于钢基体上的裂纹或空洞，它减小基体的有效截面，并引起应力集中。普通灰口和孕育铸铁的石墨呈片状，对基体的严重割裂作用使其抗拉强度和塑性都很低。球墨铸铁的石墨呈球状，对基体的割裂作用显著降低，具有很高的强度，又有良好的塑性和韧性，其综合机械性能接近于钢。蠕墨铸铁的石墨形态为蠕虫状，虽与灰口铸铁的片状石墨类似，但石墨片的长度与厚度的比值较小，端部较钝，对基体的割裂作用小，它的强度接近于球墨铸铁，且有一定的韧性，较高的耐磨性。可锻铸铁的石墨呈团絮状，对基体的割裂作用较小，具有较高的强度、一定的延伸率。五、论述题1.根据Fe-Fe3C平衡相图回答下列问题：①标注Fe-Fe3C相图中各相区的相相图中；（2）PSK、ECF、GS、ES线及P、E、S、C点的物理意义；③计算在室温时含碳1.2%的铁碳合金中珠光体和二次渗碳体的含量（S点的含碳量是0.77%）o答案：①

PSK共析反应线，共析反应生成珠光体：刀心^%伽8+后3。;ECF为共晶反应线，共晶反应生成莱氏体：如1^7顷+尸«；GS:是从奥氏体中开始析出铁素体的临界温度线，又叫A3线；ES线：碳在奥氏体中的固溶线，又叫Acm线；P:碳在a-Fe中的最大溶解度E:碳在y-Fe中的最大溶解度S:共析点C:共晶点含碳量1.2%的铁碳合金的二次渗碳体的含量为:,p厂、_1.2—0.77 "45)=6.69—0.77以P)=1-7.3%=92.7%2.根据Fe-FeaC平衡相图回答下列问题：渗碳体有哪几种？它们的形态有什么差别？计算含碳1.4%的铁碳合金室温下组织组成物的质量百分数，以及组成相的质量百分数(S点的含碳量是0.77%)o试估算室温平衡组织中含有70%铁素体(质量百分数)的亚共析钢的含碳量C答案：(1)5种不同形态渗碳体：一次渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳体、共晶渗碳体、共析渗碳体。一次渗碳体：基体中分布的宽长条状；二次渗碳体：沿奥氏体晶界分布的网状；三次渗碳体：沿铁素体晶界分布的细小短片状；共晶渗碳体：连续分布构成莱氏体基体；共析渗碳体：与铁素体相间分布的层片状。(2)组成相：铁素体+渗碳体，铁素体含量79.1%,渗碳体含量20.9%。669-14 14h<F)=—_xlOO%=79.1% h<F^C)=-^x100%=20.9%6.69-0 3 6.69组织组成物：珠光体+二次渗碳体，珠光体含量89.4%,二次渗碳体含量10.6。n\pP)r\=L4一X100%=10.6%牌3顷6.69-0.77W(P)=1-Gi)=1一1°・6%=89.4%(3)亚共析钢的室温组织为珠光体+铁素体，铁素体碳含量约等于零，珠光体碳含量为0.77%；0.77%X(1-70%)=0.23%.标注说明共析钢的等温转变曲线图中各条线、各个区的物理意义。)时间)时间答案：根据Fe-Fe3C相图分别回答下列问题。亚共析钢、过共析钢、亚共晶铸铁、过共晶铸铁的室温组织分别是什么？分别指出平衡组织中含有一次渗碳体及二次渗碳体的质量分数最大的铁碳合金的成分？试计算共析钢的室温组织中铁素体和渗碳体的质量分数。答案：亚共析钢的组织为：F+P；过共析钢的组织为：P+Fe’C”；亚共晶白口铸铁的组织为:P+Fe’Cn+Le'；过共晶白口铸铁的组织为:Fe’G+Le'。含碳0.0218%成分的铁碳合金的组织中含有一次渗碳体的质量分数最大，含碳2.11%成分的铁碳合金的组织中含有二次渗碳体的质量分数最大。w(F)=(6.69-0.77)/(6.69-0.0008)=88%;w(Fe3C)=1-88%=12%O有一载重汽车变速箱齿轮，在工作时承受较大的冲击力，负载较重，齿面受摩擦，已知该工件的加工工艺路线为：下料一锻造一正火一切削加工一渗碳后淬火及低温回火一喷丸一磨削加工，试从65、T8、40Cr和20CrMnTi四种钢号中选出合适的钢材，分析各热处理工序的目的，并指出使用状态的组织。答案：(1)选20CrMnTi(2)正火：消除锻造应力，均匀组织，使同批坯料具有相同的硬度，便于切削加工，改善齿轮表面加工质量；渗碳后淬火及低温回火：提高表面耐磨性和抗疲劳破坏能力，心部有足够的强度和韧性，能承受较大的交变弯曲应力和冲击载荷，并可消除淬火应力。(3)组织：表面：合金渗碳体与回火马氏体及少量残余奥氏体。心部：低碳回火马氏体或屈氏体、回火马氏体和少量铁素体六、名词解释请解释什么是：过冷度。答案：过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度的差值请解释什么是：位错。答案：指晶体中的线缺陷，即二维尺度很小而第三维尺度很大的缺陷，有刃位铛和螺位错两种基本类型。请解释什么是：时效。答案：合金经固溶处理后，在室温下进行放置或低温加热时，强度和硬度升高的现象。请解释什么是：面缺陷。答案：指晶体中二维尺度很大而第三维尺度很小的缺陷，主要有晶界和亚晶界两种类型。请解释什么是：珠光体。答案：共析反应生成的由铁素体和渗碳体两种相组成的机械混合物。请解释什么是：失效。答案：零件由于某种原因，导致其尺寸、形状或材料的组织与性能的变化而不能完成指定的功能。请解释什么是：固溶强化。答案：通过溶入某种溶质元素形成固溶体而使金属的强度、硬度升高的现象称为固溶强化。请解释什么是：二次硬化答案：含高W、Mo、Cr、V钢淬火后回火时，由于析出细小弥散的特殊碳化物及回火冷却时残余A转变为回火M,使硬度不仅不下降，反而升高的现象称二次硬化。请解释什么是：组织。答案：在显微镜下观察到的金属材料内部的微观形貌。《工程材料》课程综合复习资料一、单选题I.60Si2Mn钢的热处理工艺是（）。淬火+低温回火淬火+中温回火淬火+高温回火答案：B面心立方晶格的最密排面晶面是（）。TOC\o"1-5"\h\z（100}（110}（111}答案：CFe3C是（）o电子化合物固溶体复杂结构的间隙化合物间隙相答案：C二元合金在发生L-（a+灼共晶转变时，其相组成是（）O液相单一固相两相共存三相共存答案：D过共析钢正常淬火加热温度为（）。Aci+30°C〜50°CAccm+30°C〜50°CAC3+30C〜50°C答案：A亚共析钢的正常淬火加热温度是（）。Aci+30°C〜50°CAC3+3O°C〜50°CAcs+30°C〜50°C答案：B制造手用锯条一般选用（）。40Cr调质处理T12淬火+低温回火65Mn淬火+中温回火CrWMn淬火+高温回火答案：B答案：答案：X共析钢的过冷A在650-600°C的温度区间等温转变时，所形成的组织是（）。S下B上BP答案：A间诫相的性能特点是（）。硬度低、熔点高硬度高、熔点低硬度高、熔点高答案：C低碳钢正火的目的是（）。调整硬度，改善切削加工性能消除网状二次渗碳体消除内应力，防止淬火变形和开裂答案：A奥氏体向马氏体转变属于（）相变。扩散型半扩散型非扩散型答案：c具有共晶反应的二元合金，其中共晶成分的合金的（）。铸造性能好锻造性能好焊接性能好热处理性能好答案：A奥氏体向珠光体的转变是（）。扩散型转变半扩散型非扩散型转变答案：A二、判断题马氏体是碳在a-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。答案：X在铁碳合金平衡结晶过程中，只有碳质量分数为4.3%的铁碳合金才能发生共晶反应。答案：X奥氏体是碳在7-晶中的过饱和固溶体。高速钢W18Cr4V采用很高温度淬火，其目的是使碳化物尽可能多地溶入奥氏体中，从而提高红硬性。答案：J耐热钢一般通过加入Cr、Mo、V、B等合金元素提高钢的高温强度。答案：』40Cr的含碳量高于CrWMno答案：XT8钢与20Cr相比，淬硬性和淬透性都较低。答案：XT8钢比TI2钢和40钢的淬透性差。答案：X在缓冷到室温条件下，含碳0.8%的钢比含碳1.2%的钢硬度低，强度高。答案：J在同样淬火条件下，淬透层深度越深，则钢的淬透性越好。答案：V金属铸件可以通过再结晶退火来细化晶粒。答案：X通过球化退火可以得到球状珠光体组织。答案：J下贝氏体比上贝氏体的硬度高脆性大。答案：X表面淬火能改变钢的表面组织，但不能改善心部的组织和性能。答案：V回火索氏体比正火索氏体的力学性能优越。答案：V三、填空题莱氏体的本质是（）。答案：奥氏体和渗碳体两相的共晶混合物造成加工硬化的原因是（）。答案：塑性变形导致位错密度增加和亚晶界增加，使位错运动阻力增大丁-Fe的晶格结构是（）。答案：面心立方滑移的本质是（）。答案：在切应力作用下晶体内部位错运动的结果晶体与非晶体结构上最根本的区别是（）O答案：晶体中原子规则排列和非晶体中原子无规则排列当金属液体进行变质处理时，变质剂的作用是（）。答案：増加晶核的数量或者阻碍晶核的长大淬火钢进行回火的目的是（）.答案：消除内应力、稳定尺寸、获得所要求的组织和性能球化退火的目的是（）。答案：使二浪渗碳体及珠光体中的渗碳体球状化，以降低硬度，改善切削性能，并为以后的淬火做组织上的准备a-Fe的晶格类型是（）。答案：体心立方Y-Fe的晶格类型是（）。答案：面心立方工具钢球化退火的主要目的是（）O答案：获得球状珠光体，降低硬度有利于切削加工铁素体的本质是（）O答案：碳溶入a-Fe中形成的固溶体。过共析钢正火处理的主要目的是（）o答案：消除二次网状滲碳体白口铸铁的脆性比灰口铸铁大，是因为（）。答案：白口铸铁中有大量的渗碳体存在。铝合金的时效硬化现象是指（）。答案：固溶处理后在室温下放置或低温加热时，强度和硬度明显升高的现象。结晶过程是依靠两个密切联系的基本过程来实现的，这两个过程是生核和（）。答案：长大机器零件的失效模式可分为畸变失效、断裂失效、腐蚀失效和（）.答案：磨损损伤为了获得细晶粒的铸件，在生产中通常釆用的措施主要有增大冷速、变质处理、（）。答案：振动搅拌钢的热处理冷却方式有等温冷却和（）两种。答案：连续冷却马氏体的晶格结构是（）。答案：体心正方四、问答题简述细化铸态金属晶粒的措施。答案：①增大金属的过冷度；②变质处理；③振动；④电磁搅拌。W18Cr4V钢的Aci约为820°C,为何淬火温度为1260°C~1280°C?W18Cr4V刃具钢在正常淬火后都要进行550〜570C三次回火，又是为什么？答案：①W18CMV届于高速钢，钢中含有大量的W、Cr、V的难熔碳化物，它们只有在1200°C以上才能大量地溶于奥氏体中，以保证钢淬火回火后获得很高的热硬性，因此，其淬火温度非常高，一般为1220C〜128O°C。②在此温度内回火时，W、Cr、V的碳化物从马氏体中析出，弥散分布，使钢的硬度明显上升，同时残余奥氏体转变为马氏体，也使硬度提高，造成二次硬化，保证了钢的硬度和热硬性。进行三次回火，是为了逐步减少残余奥氏体量，三次回火后残余奥氏体的相对体积分数仅剩1%〜2%。简述马氏体的本质，并说明它的硬度为什么很高。答案：马氏体是碳在中的过饱和固溶体。马氏体高硬度的原因有三点：①过饱和的间隙碳原子造成晶格的严重畸变，产生很强的固溶强化效应；②马氏体转变时在晶体内造成晶格缺陷密度很高的亚结构（高密度的位错或微细挛晶）阻碍位错运动，产生马氏体相变强化；③马氏体形成后，碳及合金元素向位错或其它缺陷扩散偏聚析出，钉扎位错，使位错难以运动，产生马氏体时效强化。高速钢W18Cr4V的％约为820笆，若以一般工具钢41+（30~50）。的常规方法来确定淬火加热温度，最终热处理后能否达到高速切削刀具所要求的性能？为什么？答案：若按照％+（30~50）c的常规方法来制定wi8Cr4V的淬火加热温度，淬火加热温度为850°C〜870°C,不能达到高速钢切削刀具要求的性能。因为高速钢中含有大量W、Cr、V的难熔碳化物，只有在1200°C以上才能大量地溶于奥氏体中，以保证钢淬火、回火后获得很高的热硬性，因此其淬火加热温度非常高，一般1220°C~128（）°CW18CMV是一种应用非常广泛的高速切削刀具用钢，这种钢的加工工艺流程为：铸造一锻造一预备热处理一机加工一最终热处理一精磨，简述预备热处理工艺是什么，目的是什么，以及获得何种组织：并说明最终热处理是何工艺，以及获得何种组织。答案：预备热处理：退火，目的在于既调整硬度便于切削加工，又调整组织为淬火作准备。组织：索氏体+颗粒状碳化物。最终热处理：高温淬火+三次高温回火，回火进行三次是为了最大限度降低残余奥氏体数量。组织：马氏体（70〜65%）+碳化物（20〜25%）+残余奥氏体（V5%）简述为什么过共析钢的正常淬火温度为Acl+30~50°C而不是Accm+30~50°C。答案：过共析钢加热到Acl+30〜50°C发生不完全奥氏体化，组织中保留少量的粒状二次渗碳体，具有弥散强化作用，有利于提高钢的硬度和耐磨性，而且此时奥氏体中的含碳量比加热到Accm+30~50°C发生完全奥氏体化时的含碳量低，能够减少淬火后残余奥氏体的含量。如果加热到温度较高的Accm+30~50°C,还会导致钢的奥氏体晶粒变粗，淬火后形成粗大的马氏体组织，热应力和组织应力增大，使钢的脆性增加，容易发生变形和升裂。筒述金属结晶的条件和动力。答案：液态金属结晶的是金属必须过冷，要有一定的过冷度。液体金属结晶的动力是金属在液态和固态之间存在自由能差（宜=此・&<0）为什么说马氏体相变加上回火转变是钢中最经济最有效的综合强化手段。答案：马氏体相变加上回火转变利用了全部的四种强化机制：①细晶强化：奥氏体向马氏体转变，形成了细小的马氏体束，产生相当于晶粒细化的作用。②固溶强化：马氏体的本质就是碳在a.Fe中的过饱和的固溶体，马氏体中溶有过饱和的碳和合金元素。③析出强化：回火时析出细碳化物粒子。④位错强化：马氏体相变产生大量高密度位错。简述金属塑性变形后组织和性能会有什么变化。答案：金属发生塑性变形后，晶粒发生变形，沿形变方向被拉长或压扁。当变形量很大时，晶粒变成细长条，金属中的夹杂物也被拉长，形成纤维组织。金属经大的塑性变形时，由于位错的密度增大和发生相互作用，大量位错堆积在局部地区，并相互缠结形成不均匀分布，使晶粒分化成许多位向略有不同的小晶块，而在晶粒内产生亚晶粒。金属塑性变形到很大程度（70%以上）时，由于晶粒发生转动，使各晶粒的位向趋近于一致，形成特殊的择优取向（形变织构）。金属发生塑性变形，随变形度的增大，金属的强度和硬度显著提高，塑性和韧性明显下降，产生加工硬化现象。另外，由于纤维组织和形变织构的形成，使金属的性能产生各向异性。简述石墨形态对铸铁性能的影响。答案：石墨强度、韧性极低，相当于钢基体上的裂纹或空洞，它减小基体的有效截面，并引起应力集中。普通灰口和孕育铸铁的石墨呈片状，对基体的严重割裂作用使其抗拉强度和塑性都很低。球墨铸铁的石墨呈球状，对基体的割裂作用显著降低，具有很高的强度，又有良好的塑性和韧性，其综合机械性能接近于钢。蠕墨铸铁的石墨形态为蠕虫状，虽与灰口铸铁的片状石墨类似，但石墨片的长度与厚度的比值较小，端部较钝，对基体的割裂作用小，它的强度接近于球墨铸铁，且有一定的韧性，较高的耐磨性。可锻铸铁的石墨呈团絮状，对基体的割裂作用较小，具有较高的强度、一定的延伸率。五、论述题1.根据Fe-Fe3C平衡相图冋答下列问题：

①标注Fe-Fe3C相图中各相区的相相图中；②PSK、ECF、GS、ES线及P、E、S、C点的物理意义；③计算在室温时含碳1.2%的铁碳合金中珠光体和二次渗碳体的含量（S点的含碳量是0.77%）O答案:①15W(009)133415W(009)1334PSK共析反应线，共析反应生成珠光体：ECF为共晶反应线，共晶反应生成莱氏体：乌34->益11+殆C；GS：是从奥氏体中开始析出铁素体的临界温度线，又叫A3线：ES线：碳在奥氏体中的固溶线，又叫Acm线；P：碳在a-Fe中的最大溶解度E：碳在Y-Fe中的最大溶解度S：共析点C：共晶点③含碳量1.2%的铁碳合金的二次渗碳体的含量为：吹払4）=669_0.77刁编,d<P）=l-7.3%=927%根据Fe-Fe3C平衡相图回答下列问题：（1） 渗碳体有哪几种？它们的形态有什么差别？（2） 计算含碳1.4%的铁碳合金室温下组织组成物的质量百分数，以及组成相的质覺百分数（S点的含碳量是0.77%）a（3） 试估算室温平衡组织中含有70%铁素体（质量百分数）的亚共析钢的含碳量。答案：（1） 5种不同形态渗碳体：一次渗碳体、二次渗碳体、三次滲碳体、共晶渗碳体、共析渗碳体。一次渗碳体：基体中分布的宽长条状；二次渗碳体：沿奥氏体晶界分布的网状；三次渗碳体：沿铁素体晶界分布的细小短片状；共晶渗碳体：连续分布构成莱氏体基体；共析渗碳体：与铁素体相间分布的层片状。（2） 组成相：铁素体+渗碳体，铁素体含量79.1%,渗碳体含量20.9%。

奶.粽河°°%・眼％w(F%C)■ ”00%■20.9%组织组成物：珠光体+二次渗碳体，珠光体含量89.4%,奶.粽河°°%・眼％w(F%C)■ ”00%■20.9%/屜心）=算驛，腳=1。•故（3）亚共析钢的室温组织为珠光体+铁素体，铁素体碳含量约等于零，珠光体碳含量为0.77%；0.77%X（1-70%）=0.23%.标注说明共析钢的等温转变曲线图中各条线、各个区的物理意义。)/)时间)/)答案:根据Fe-Fe3C相图分别回答下列问题。亚共析钢、过共析钢、亚共晶铸铁、过共晶铸铁的室温组织分别是什么？分别指出平衡组织中含有一次渗碳体及二次渗碳体的质量分数最大的铁碳合金的成分？试计算共析钢的室温组织中铁素体和渗碳体的质量分数。答案：亚共析钢的组织为：F+P；过共析钢的组织为：P+Fe3ClI：亚共晶白口铸铁的组织为：P+Fe3ClI+Le'；过共晶白口铸铁的组织为：Fe3Cl+Le,。含碳0.0218%成分的铁碳合金的组织中含有一次渗碳体的质量分数最大，含碳2.11%成分的铁碳合金的组织中含有二次渗碳体的质量分数最大。w(F)=(6.69-0.77)/(6.69-0.0008)=88%；w(Fe3C)=1-88%=12%o有一载重汽车变速箱齿轮，在工作时承受较大的冲击力，负载较重，齿面受摩擦，己知该工件的加工工艺路线为：下料一锻造一正火一切削加工一渗碳后淬火及低温回火一喷丸一磨削加工，试从65、T8、40Cr和20CrMnTi四种钢号中选出合适的钢材，分析各热处理工序的目的，并指出使用状态的组织。答案：（1）选20CrMnTi（2）正火：消除锻造应力，均匀组织，使同批坯料具有相同的硬度，便于切削加工，改善齿轮表面加工质量；渗碳后淬火及低温回火：提高表面耐磨性和抗疲劳破坏能力，心部有足够的强度和韧性，能承受较大的交变弯曲应力和冲击载荷，并可消除淬火应力。（3）组织：表面：合金渗碳体与回火马氏体及少量残余奥氏体。心部：低碳回火马氏体或屈氏体、回火马氏体和少量铁素体六、名词解释请解释什么是：过冷度。答案：过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度的差值请解释什么是：位错。答案：指晶体中的线缺陷，即二维尺度很小而第三维尺度很大的缺陷，有刃位错和螺位错两种基本类型。请解释什么是：时效。答案：合金经固溶处理后，在室温下进行放置或低温加热时，强度和硬度升高的现象。请解释什么是：面缺陷。答案：指晶体中二维尺度很大而第三维尺度很小的缺陷，主要有晶界和亚晶界两种类型。请解释什么是：珠光体。答案：共析反应生成的由铁素体和渗碳体两种相组成的机械混合物。请解释什么是：失效。答案：零件由于某种原因，导致其尺寸、形状或材料的组织与性能的变化而不能完成指定的功能。请解释什么是：固溶强化。答案：通过溶入某种溶质元素形成固溶体而使金属的强度、硬度升高的现象称为固溶强化。请解释什么是：二次硬化答案：含高W、Mo、Cr、V钢淬火后回火时，由于析出细小弥散的特殊碳化物及冋火冷却时残余A转变为回火M,使硬度不仅不下降，反而升高的现象称二次硬化。请解释什么是：组织。答案：在显微镜下观察到的金属材料内部的微观形貌。《工程材料》课程综合复习资料一、解释概念1、晶体的各向异性2、过冷度1、晶体的各向异性2、过冷度3、变质处理4、淬透性5、红硬性6、晶面7、面缺陷6、晶面7、面缺陷8、组织9、珠光体10、固溶处理11、金属化合物12、共晶反应11、金属化合物12、共晶反应13、热加工14、失效15、调质处理二、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,15、调质处理二、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）o典型铸锭结构的三个晶区分别是（2、再结晶后的晶粒度的大小主要取决于（3、金属晶体中的线缺陷有（；面缺陷有42、再结晶后的晶粒度的大小主要取决于（3、金属晶体中的线缺陷有（；面缺陷有4、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（5、马氏体的显微组织形态主要有（5、马氏体的显微组织形态主要有（）两种。6、亚共析钢的正常淬火加热温度范围是）.过共析钢的正常淬火加热温度范围是TOC\o"1-5"\h\z7、 机器零件的失效模式可分为（ ）、（ ）和）三大类型。8、 合金中的两种类型的相是（ ）°9、 钢的淬硬性主要决定于（ ）。10、 钢的热处理工艺的三个阶段是（ ）。11、 工程材料分为（ ）。12、 莱氏体的本质是（ ）。13、 常规热处理工艺包括（ ）。14、 造成加工硬化的原因是（ ）。15、 Z-Fe.a-Fe的晶格结构分别是（ ）。16、 为了消除钢的高温回火脆性可采用（ ）。17、 为了获得细晶粒的铸件，在生产中通常采用的措施主要有）o18、 晶体与非晶体结构上最根本的区别是（ ）。19、 结晶过程是依靠两个密切联系的过程来实现的，这两个过程是）O20、 当金属液体进行变质处理时，变质剂的作用是（ ）21、 过冷度是指（ ）o22、 典型铸锭结构的三个晶区分别为（ ）。23、 珠光体的本质是（ ）。24、 马氏体按照显微组织形态分为（ ）。25、淬火钢进行回火的目的是（26、按照几何特征，晶体缺陷主要可区分为（27、球化退火的目的是（ ）。三、判断题（正确的划V,错误划X）1、 金属铸件可以通过再结晶退火来细化晶粒。（）2、 在铁碳合金平衡结晶过程中，只有碳质量分数为4.3%的铁碳合金才能发生共晶反应。（）3、 马氏体是碳在a-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。（）4、 调质处理后得到的回火索氏体组织具有良好的综合机械性能。（）5、 可锻铸铁在高温时可以进行锻造加工。（）6、 普通灰口铸铁不能通过球化退火使之变成球墨铸铁。（）7、 奥氏体不锈钢的稳定化处理主要是为了防止晶间腐蚀。（）8、 低碳马氏体和高碳马氏体的硬度都很高。（）9、 零件失效的原因可以从设计不合理、选材错误、加工不当和安装使用不良四个方面去找。（）10、 所有的铝合金都可以通过热处理予以强化。（）TOC\o"1-5"\h\z11、 间隙相是一种固溶体，而不是一种金属间化合物。（ ）12、 再结晶过程是有晶格类型变化的结晶过程。（ ）13、 当共析成分的奥氏体在冷却发生珠光体转变时，温度越低，其转变产物组织越细。（ ）14、同一钢材，在相同的加热条件下，水冷比油冷的淬透性好。TOC\o"1-5"\h\z15、 高速钢需要反复锻造是因为硬度高不易成形。（ ）16、 在实际金属和合金凝固中，非自发形核常常起着优先和主导的作用。（）17、 奥氏体是碳在y-Fe中的过饱和回溶体。（ ）18、 除Co之外的所有的合金元素都能提高钢的淬透性。（ ）19、 奥氏体向马氏体的转变是半扩散性转变。（ ）四、选择题1、 金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将 OA.越高B.越低C.越接近理论结晶温度2、 间隙相的性能特点是 。A.硬度低、熔点高 B.硬度高、熔点低C.硬度高、熔点高3、 完全退火主要适用于 oA.亚共析钢 B.共析钢 C.过共析钢4、 钢的淬硬性主要取决于 oA.碳含量 B.冷却介质 C.合金元素5、 钢的回火处理是在 oA.退火后进行 B.正火后进行C.淬火后进行6、 可采用调质处理、等温淬火工艺获得良好综合机械性能的 A.球墨铸铁 B.可锻铸铁C.蠕墨铸铁7、60Si2Mn钢的热处理工艺是 。A.淬火+低温回火 B.淬火+中温回火 C.淬火+高温回火

8、 二元合金中，铸造性能最好的合金是 oA.共晶合金 B.固溶体合金 C.共析合金9、 T12钢的正常淬火组织是 oA.马氏体B.马氏体十残余奥氏体 C.马氏体十残余奥氏体+球状碳化物10、 QT600-3是 。A.可锻铸铁B.蠕墨铸铁 C.球墨铸铁TOC\o"1-5"\h\z11、 面心立方晶格的最密排面晶面是（ ）A、（100}B、（110（C、{111}12、 二元合金在发生LT0+0）共晶转变时，其相组成是（ ）C、 三相共存B、形成等轴晶，塑性升高DC、 三相共存B、形成等轴晶，塑性升高D、 形成柱状晶，塑性下降；）C、合金元素其实际结晶温度将（ ）13、变形金属再结晶后（ ）A、形成等轴晶，强度增大C、形成柱状晶，强度升高M、钢的淬透性主要取决于（A、碳含量B、冷却介质15、 铸造条件下，冷却速度越大，越接近理论结晶温度B、消除网状二次渗A、越高B、越接近理论结晶温度B、消除网状二次渗16、 低碳钢正火的目的是（A、调整硬度，改善切削加工性能碳体C、消除内应力，防止淬火变形和开裂

17、调质钢的热处理工艺是（A、淬火+低温回火A、淬火+低温回火B、淬火+中温回火C、淬火+高温回火18、碳钢件淬火后得到M+F组织，是因为（A、A、加热温度不足 B、冷却速度不足C、保温时间不够19、T10钢的正常淬火组织是（A、马氏体A、马氏体B、马氏体+残余奥氏体C、马氏体-残余奥氏体+球状碳化物20、共析钢过冷奥氏体在350~230C。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、马氏体五、简答题1、 间隙相和间隙固溶体有什么区别？2、 实际金属晶体中存在哪些晶体缺陷？它们对性能有什么影响？3、 为什么细晶粒钢强度高，塑性、韧性也好？4、 马氏体的本质是什么？它的硬度为什么很高？5、 试述调质钢的合金化特点及热处理特点。6、 什么是固溶强化？造成固溶强化的原因是什么？7、 金属塑性变形后组织和性能会有什么变化？8、 试述马氏体转变的基本特点。9、 合金元素提高钢的回火稳定性的原因是什么？10、试述石墨形态对铸铁性能的影响。11、比较马氏体和回火马氏体之间的形成条件、组织形态与性能上的主要区别。？12、 金属结晶的基本规律是什么？13、 高速钢W18Cr4V的Aq约为820C。，若以一般工具钢AC1+(30-50)CA的常规方法来确定淬火加热温度，最终热处理后能否达到高速切削刀具所要求的性能？为什么？六、综合题1、根据Fe-Fe3C平衡相图回答下列问题：标注Fe-Fe3C相图中各相区的相相图中；PSK、ECF、GS、ES线及P、E、S、C点的物理意义；计算在室温时含碳1.2%的铁碳合金中珠光体和二次渗碳体的含量(已知P点、E点的含碳量分别是0.77%和2.11%)o2、 作图表示立方晶系中的(010)、(110)、(111)晶面和[Tio].[11T]晶向。3、 标注说明共析钢的等温转变曲线图中各条线、各个区的物理意义，4、机床变速箱齿轮常用中碳钢或中碳合金钢制造，工艺路线为：下料-锻造一＞正火一＞粗加工-调质一＞精加工一＞轮齿高频淬火及低温回火一＞精磨，试分析正火处理、调质处理和高频淬火及低温回火的目的。综合复习资料参考答案一、解释概念1、 晶体的各向异性：在晶体中，不同晶面和晶向上原子排列的方式和密度不同，导致金属晶体不同方向上的性能不同，这种性质叫做晶体的各向异性。2、 过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度的差值。3、变质处理：在液态金属中加入孕育剂或变质剂，细化晶粒和改善组织。4、 淬透性：钢淬火后获得马氏体的能力。5、 红硬性：钢在高温下保持高硬度的能力。6、 晶面：通过晶体中原子中心的平面。7、 面缺陷：指晶体中二维尺度很大而笫三维尺度很小的缺陷，主要有晶界和亚晶界两种类型。8、 组织：在显微镜下观察到的金属材料内部的微观形貌。9、 珠光体：共析反应生成的由铁素体和渗碳体两种相组成的机械混合物。10、 固溶处理：合金加热到高温状态得到单相固溶体之后，迅速冷却到室温以获得过饱和固溶体的处理工艺。11、 金属化合物：合金组元相互作用形成的晶格类型和特性完全不同于任一组兀的新相。12、 共晶反应：由一种液相在恒温下同时结晶出两种固相（共晶体）的反应。13、 热加工：在金属的再结晶温度之上的塑性变形加工。14、 失效：零件由于某种原因，导致其尺寸、形状或材料的组织与性能的变化而不能完成指定的功能。15、 调质处理：钢淬火+高温回火获得回火索氏体的热处理工艺。二、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（生核）、（长大）；典型铸锭结构的三个晶区分别是（细等轴晶区）、（柱状晶区）和（粗等轴晶区）。2、再结晶后的晶粒度的大小主要取决于（加热温度）和（预先变形度）。3、 金属晶体中的线缺陷有（刃型位错）和（螺型位错）；面缺陷有（晶界）和（亚晶界）O4、 用光学显微镜观察，上贝氏体的组织特征呈（羽毛）状，而下贝氏体则呈（针状）。5、 马氏体的显微组织形态主要有（板条）、（针状）两种。6、 亚共析钢的正常淬火加热温度范围是（AC3以上30~50C。）,过共析钢的正常淬火加热温度范围是（AC1以上30~50C。）。7、 机器零件的失效模式可分为（畸变失效）、（断裂失效）和（表面损伤）三大类型。8、 合金中的两种类型的相是（固溶体和金属间化合物）。9、 钢的淬硬性主要决定于（钢中的含碳量）。10、 钢的热处理工艺的三个阶段是（加热、保温、冷却）。11、 工程材料分为（金属材料、高分子材料、陶瓷材料、复合材料）。12、 莱氏体的本质是（奥氏体和渗碳体两相的共晶混合物）。13、 常规热处理工艺包括（退火、正火、淬火、回火）。14、 造成加工硬化的原因是（塑性变形导致位错密度增加和亚晶界增加，使位错运动阻力增大）。15、 /-Fe.a-Fe的晶格结构分别是（面心立方、体心立方）。16、 为了消除钢的高温回火脆性可采用（回火后快冷和加入适量恥或W两种方法）。17、 为了获得细晶粒的铸件，在生产中通常采用的措施主要有（增大冷速、变质处理、振动搅拌）。18、 晶体与非晶体结构上最根本的区别是（晶体中原子规则排列，非晶体中原子无规则排列）。19、 结晶过程是依靠两个密切联系的过程来实现的，这两个过程是（形核和长大）o20、 当金属液体进行变质处理时，变质剂的作用是（增加晶核的数量或者阻碍晶核的长大）。21、 过冷度是指（理论结晶温度与开始结晶温度之差）。22、 典型铸锭结构的三个晶区分别为（细等轴晶区、柱状晶区、粗等轴晶区）。23、 珠光体的本质是（铁素体和渗碳体的共析混合物）。24、 马氏体按照显微组织形态分为（板条状、针状）。25、 淬火钢进行回火的目的是（消除内应力、稳定尺寸、获得所要求的组织和性能）。26、 按照几何特征，晶体缺陷主要可区分为（点缺陷、线缺陷、面缺陷）。27、 球化退火的目的是（使二次渗碳体及珠光体中的渗碳体球状化，以降低硬度，改善切削性能，并为以后的淬火做组织上的准备）。三、判断题题目12345678910答案/XX/X/X/X题目111213141516171819答案XXXXX/X四、选择题题目12345678910答案BCAACABACc题目11121314151617181920答案CCBCBACACC五、简答题1、 间隙相和间隙固溶体有什么区别？答：间隙固溶体中的溶质原子进入溶剂晶格的间隙之中，晶体结构与溶剂相同，塑性较好。间隙相属于金属间化合物，晶体结构不同于它的组成元素，高硬度、高熔点，可有效地提高钢的强度、红硬性和耐磨性，是高合金钢和硬质合金中的重要组成相。2、 实际金属晶体中存在哪些晶体缺陷？它们对性能有什么影响？答：点缺陷：空位、间隙原子、异类原子。点缺陷造成局部晶格畸变，使得金属的电阻率、屈服强度增加，密度发生变化。线缺陷：位错。位错的存在极大地影响金属的机械性能。当金属为理想晶体或仅含有极少量位错时，金属的屈服强度很高，当含有一定量位错时，强度降低。当进行形变加工时，位铛密度增加，屈服强度将会增高。面缺陷：晶界、亚晶界。晶界和亚晶界均可提高金属的强度，晶界越多，金属的塑性变形能力越大，塑性越好。3、为什么细晶粒钢强度高，塑性、韧性也好？答：金属晶粒越细，晶界数量越多，对位错运动的阻碍作用越大，变形抗力就越大，金属的硬度和强度越高；而且金属晶粒越细，金属的变形越分散，也就减少了应力集中，推迟裂纹的形成和发展，使金属在断裂之前可发生较大的塑性变形，从而使金属的塑性提高。由于细晶粒金属的强度高、塑性好，所以断裂时需要消耗较大的功，因而韧性也较好。4、 马氏体的本质是什么？它的硬度为什么很高？答：马氏体的本质：马氏体是碳在a-Fe中的过饱和固溶体。马氏体高硬度的原因有三点：①过饱和的间隙碳原子造成晶格的严重畸变，产生很强的固溶强化效应；②马氏体转变时在晶体内造成晶格缺陷密度很高的亚结构（高密度的位错或微细享晶）阻碍位错运动，产生马氏体相变强化；③马氏体形成后，碳及合金元素向位错或其它缺陷扩散偏聚析出，钉扎位错，使位错难以运动，产生马氏体时效强化。5、 试述调质钢的合金化特点及热处理特点。答：调质钢的合金化特点是加入提高淬透性的合金元素如Cr、Mn、Ni、Si、B等，并可提高强度，加入防止第二类回火脆性的元素如Mo、W；热处理特点是淬火（油淬）后高温回火，得到的组织是回火索氏体。6什么是固溶强化？造成固溶强化的原因是什么？答：形成固溶体使金属强度和硬度提高的现象称为固溶强化。固溶体随着溶质原子的溶入晶格发生畸变，晶格畸变随溶质原子浓度的增高而增大。晶格畸变增大位错运动的阻力，使金属的滑移变形变得更加困难，从而提高合金的强度和硬度。7、金属塑性变形后组织和性能会有什么变化？答：金属发生塑性变形后，晶粒发生变形，沿形变方向被拉长或压扁。当变形量很大时，晶粒变成细长条，金属中的夹杂物也被拉长，形成纤维组织。金属经大的塑性变形时，由于位错的密度增大和发生相互作用，大量位错堆积在局部地区，并相互缠结形成不均匀分布，使晶粒分化成许多位向略有不同的小晶块，而在晶粒内产生亚晶粒。金属塑性变形到很大程度（70%以上）时，由于晶粒发生转动，使各晶粒的位向趋近于一致，形成特殊的择优取向（形变税构）。金属发生塑性变形，随变形度的增大，金属的强度和硬度显著提高，塑性和韧性明显下降，产生加工硬化现象。另外，由于纤维组织和形变织构的形成，使金属的性能产生各向异性。8、 试述马氏体转变的基本特点。答：①马氏体转变是一种非扩散型转变，产生很强的固溶强化；②马氏体的形成速度很快，无孕育期；③马氏体转变是不彻底的，总要残留少量奥氏体；④马氏体形成时体积膨胀。9、 合金元素提高钢的回火稳定性的原因是什么？答：合金元素在回火过程中推迟马氏体的分解和残余奥氏体的转变（即在较高温度才开始分解和转变）；提高铁素体的再结晶温度，使碳化物难以聚寞长大而保持较大的弥散度，因此提高了钢对回火软化的抗力，即提高了钢的回火稳定性。10、 试述石墨形态对铸铁性能的影响。答：石墨强度、韧性极低，相当于钢基体上的裂纹或空洞，它减小基体的有效截面，并引起应力集中。普通灰口和孕育铸铁的石墨呈片状，对基体的严重割裂作用使其抗拉强度和塑性都很低。球墨铸铁的石墨呈球状，对基体的割裂作用显著降低，具有很高的强度，又有良好的塑性和韧性，其综合机械性能接近于钢。蠕墨铸铁的石墨形态为蠕虫状，虽与灰口铸铁的片状石墨类似，但石墨片的长度与厚度的比值较小，端部较钝，对基体的割裂作用小，它的强度接近于球墨铸铁，且有一定的韧性，较高的耐磨性。可锻铸铁的石墨呈团絮状，对基体的割裂作用较小，具有较高的强度、一定的延伸率。11、 比较马氏体和回火马氏体之间的形成条件、组织形态与性能上的主要区别。？答：马氏体是钢淬火后的主要组织，低碳马氏体为板条状，高碳马氏体为针状。马氏体存在有内应力，容易产生变形和开裂。马氏体是不稳定的，在使用中会发生分解，导致零件尺寸发生变化。高碳马氏体硬而脆，韧性较低。回火马氏体是淬火马氏体经低温回火形成的。回火马氏体由极细的£碳化物和低过饱和度的C（固溶体组成，低碳马氏体是暗板条状，高碳马氏体是黑针状。回火马氏体与马氏体相比，内应力小、韧性提高，同时保持了马氏体的高硬度和高耐磨性。12、 金属结晶的基本规律是什么？答：液体金属结晶需要过冷度，是由形核和长大两个密切联系的基本过程来实现的。结晶时首先在液体金属中形成一些极微小的晶体（称为晶核），然后再以它们为核心不断地长大。在这些晶体长大的同时，又出现新的晶核并逐渐长大，直至液体金属消失。13、 高速钢W18Cr4V的门约为820C0.若以一般工具钢心+（30~50）C。的常规方法来确定淬火加热温度，最终热处理后能否达到高速切削刀具所要求的性能？为什么？

答：若按照Aq+(30~50)C。的常规方法来制定W18Cr4V的淬火加热温度，淬火加热温度为850(3。~870(：。，不能达到高速钢切削刀具要求的性能。因为高速钢中含有大量队Cr、V的难熔碳化物，只有在1200C。以上才能大量地溶于奥氏体中，以保证钢淬火、回火后获得很髙的热硬性，因此其淬火加热温度非常高，一般1220C°~1280C°六、综合题1六、综合题1、答：①如图所示②答:PSK共析反应线，共析反应生成珠光体：%.。218+尸«;ECF为共晶反应线，共晶反应生成莱氏体：丄““-/顼+处3。；GS:是从奥氏体中开始析出铁素体的临界温度线，又叫A3线；ES线：碳在奥氏体中的固溶线，又叫Acm线；P:碳在crFc中的最大溶解度E:碳在y-Fe中的最大溶解度S:共析点c:共晶点③含碳量1.2%的铁碳合金的二次渗碳体的含量为aKfe.Cr.)=『zPZL=7.3%,攻P)=I-7.3%=92.7%3时6.69-0.772、答.BDGF-(010),ABFE—(110),ABC—(111),AB—[iio]zCD—[11T]。3、答:4、答：正火目的：正火处理可消除锻造应力，均匀组织，使同批坯料具有相同的硬度，便于切削加工，改善齿轮表面加工质量c调质的目的：使齿轮具有较高的综合力学性能，心部有足够的强度和韧性，能够承受较大的交变弯取应力和冲击载荷，并可减少齿轮的淬火变形。高频表面淬火及低温回火的目的：齿轮表面硬度提高，提高耐磨性，并使齿轮表面有残余压应力存在，从而提高抗疲劳破坏的能力。低温回火是为了消除淬火应力，获得隐晶马氏体组织。）,）,B-Fe的晶格类型是）,其又分为两种类型，分别是）、（ ）和）两个过程组成的。）.强度和硬度越《工程材料》综合复习资料一、解释概念1、失效，2、共晶体，3、C曲线，5、热加工，5、固溶处理，6、调质处理二、填空题1、按照结合键的性质，可将工程材料分为（（ ）、（ ）等四大类。2、 a-Fe的晶格类型是（）o3、 金属晶体中的线缺陷主要是（）、（ ）04、 一般实际金属晶体中常存在（）三类晶体缺陷。5、 金属的结晶是由（ ）、（6、 金属中晶粒越细小，晶界面积越（）o7、 滑移的本质是（）。8、 根据使用用途不同，合金钢分为（）。9、 机械零件选材的三原则是（）°10、按照几何特征，晶体缺陷主要可区分为（）。11、球化退火的目的是（）。12、晶体与非晶体结构上最根本的区别是（13、 再结晶晶粒度的大小主要取决于（）。14、 当金属液体进行变质处理时，变质剂的作用是（）。15、 过冷度是指（）。三、 判断题（正确者标注V,错误者标注x）I可锻铸铁在高温时可以进行锻造加工。（）2金属铸件可以通过再结晶退火来细化晶粒。（）TOC\o"1-5"\h\z3所谓金属的加工硬化是指金属变形后强度、硬度提高，而塑性、韧性下降的现象。（ ）4比T12钢和40钢有更好的淬透性和淬硬性。（ ）5在铁碳合金中，只有共析成分的合金结晶时，才能发生共析转变，形成共析组织。（ ）6隙相不是一种固溶体，而是一种金属间化合物。（）7素体的本质是碳在y-Fe中的固溶体。（ ）8由液体凝固成固体的过程都是结晶过程。（）9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钢比T12钢的碳质量分数要低。（）四、 选择题I在立方晶系中指数相同的晶面和晶向的关系是 A.垂直 B.平行 C.呈45度角D.其晶向在晶面上2下列钢种中，以球化退火作为预备热处理的钢种是」）。

A.40CrB.2()CrC.GCrl5A.40CrB.2()CrC.GCrl5D.Q345(16Mn)3下列钢中热处理时不产生二次硬化的是丄A.WI8Cr4VD.5CrNiMoB.Crl2MoVA.WI8Cr4VD.5CrNiMoB.Crl2MoVC.3Cr2W8V4、奥氏体是：((a)碳在/-的中的间隙固溶体；(a)碳在/-的中的间隙固溶体；(b)碳在a-Fe中的间隙固溶体；(c)碳在(c)碳在a-Fe中的有限固溶体；(d)碳在AFe中的间隙固溶体。5、5、珠光体是一种：(单相固溶体；两相混合物；Fe单相固溶体；两相混合物；Fe与C的化合金属间化合物。7、合金元素能使C曲线右移,钢的淬透性将()A、7、合金元素能使C曲线右移,钢的淬透性将()A、降低B、提高C、不改变间隙相的性能特点是(A、硬度低、熔点高A、硬度低、熔点高B、硬度高、熔点低C、硬度高、熔点8、45Mn钢属于()。A、合金钢A、合金钢B、工具钢C、优质碳素钢9、金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将()B.越低A.B.越低C.越接近理论结晶温度1()、钢的回火处理是在()A.退火后进行 B.正火后进行C.淬火后进行五、简答题1、写出下列钢号代表的钢种，并指出该钢种中所给合金元素的主要作用,它的热处理工艺及使用状态下的组织。钢号钢种合金元素的作用热处理特点使用状态下组织例:40Cr调质钢Cr：提高淬透性，强化基体淬火+高温回火或调质态回火索天体60Si2MnSi:GCrl5Cr:20CrMnTiTi:!Crl8Ni9TiTi:2、 W18CMV是一种应用非常广泛的高速切削刀具用钢，这种钢的加工工艺流程为：铸造一锻造一预备热处理一机加工一最终热处理一精磨，请问预备热处理工艺是什么，目的是什么，获得何种组织？最终热处理是何工艺？获得何种组织？3、 画出立方晶系晶胞内的(112)s(132)晶面和［111］、［210］晶向.，4、 为什么说马氏体相变加回火转变是钢最经济、最有效的强化手段？5、 什么是固溶强化？造成固溶强化的原因是什么？6、 金属塑性变形后组织和性能会有什么变化？7、 试述马氏体转变的基本特点。8、 合金元素提高钢的回火稳定性的原因是什么？9、试述石墨形态对铸铁性能的影响。1()、较马氏体和回火马氏体之间的形成条件、组织形态与性能上的主要区别。11、 高速钢W18O4V的Am约为820C0,若以一般工具钢AC1+(30-50)C°的常规方法来确定淬火加热温度，最终热处理后能否达到高速切削刀具所要求的性能？为什么？12、 什么是细晶强化？造成细晶强化的原因是什么？13、金属结晶的基本规律是什么？14、试分析20CrMnTi钢和lCrl8Ni9Ti钢中Ti的作用？六、综合分析题1、 Fe-Fe3C相图分析题画出Fe-Fe3C相图，标注出个区域的相组成。画出碳含量为0.4%的合金冷却曲线和组织转变示意图。用杠杆定律计算共析反应前后该合金的相组成和组织组成物的相对百分含量。2、 选材设计一个车床主轴。要求：该主轴受交变弯曲和扭转的复合应力，载荷和转速均不高，冲击载荷也不大，轴径部分要求耐磨(HRC50-55),经合适的热处理后能有良好的综合机械性能，请从下列锻造毛坯中选择合适的钢种45钢、T8、20CrMnTix38CrMoAlx0Crl8Ni9Ti、W18Cr4V,为该材料制定加工工艺路线，并分析每步热处理的目的及得到的组织。3、 共析钢按图示曲线加热、冷却，试分析各点得到何种组织？如果是热处理工艺，属于何种热处理方法？4、作图表示立方晶系中的(110).(121)晶面，以及[110].[211]晶向。5、根据Fe-FeaC相图分别回答或解释下列问题：画出Fe-Fe3C相图，标注出各区域的组织，•写出共析和共晶转变的反应式。画出20钢从高温液体冷却到室温的冷却曲线及2()钢在室温时的显微组织示意图。计算20钢和T10钢在727°C共析反应后的相组成和组织组成物的百分含量。6、共析钢按图示曲线加热、冷却，试分析各点各应得到什么组织?如果是—种热处理方法，属于何种热处理方法？7、从下列材料中选出下表所列零件最适宜