机械加工基础考点分析

机械加工基础考点分析

名词解释

1.晶胞

能够完全反应晶格几何特征的最小单元。

2.固溶体

组元通过溶解形成一种成分和性能均匀的，且结构与组元之一（溶剂）相同的固相

3.回复

变形后的金属在较低温度进行加热，会发生回复过程。由于加热温度不高，只是晶粒内部位错、空位、

间隙原子等缺陷通过移动、复合消失而大大减少。此时光学组织未发生改变。

4.奥氏体的本质晶粒度

奥氏体晶粒长大的倾向性。钢加热到930℃±10℃、保温8小时、冷却后测得的晶粒度叫本质晶粒度。

5.伸次施强沙班艘获得全部马氏体的最小速度。

6.金属间化合物

组元相互作用形成的具有金属特性的化合物。

7.加工硬化

金属经过塑性变形后塑韧性下降，强硬度上升的现象。

8.相

合金中具有同一聚集状态、同一结构、同一性能，并与其它部分有界面相隔的均匀组成部分。

9.淬透性

在规定的条件下，获得淬硬层深度大小的能力。

10.石墨化

铸铁中石墨的形成过程。

11.过冷度

理想结晶温度与实际结晶温度的差值。

12.变质处理

向液体中加入固态元素或化合物作为非均质形核的核心，从而提高了形核率，细化了晶粒。

13.再结晶

当变形金属加热到某一温度，破碎拉长的晶粒长大为等轴晶粒。

14.马沃学

在a-Fe中形成的过饱和间隙固溶体。

15.球化退火

过共析钢加热到不完全奥氏体化退火，使渗碳体由片状转为球状，提高了塑性和切削加工能力。

16.多晶型性

具有两种或两种以上的晶体结构。

17.冷金

一种金属元素同另一种或几种其它元素，通过熔化或其它方法结合在一起所形成的具有金属特性的物

质。

18.回复

变形后金属加热温度比较低，只有点线缺陷的迁移与恢复，加工硬化保留，内应力下降，光学组织未发

生改变前的变化

19珠光体

共析反应的产物，为铁素体和渗碳体的两相机械混合物。

20.二次硬化

Mo.W、V等含量较高的高合金钢回火时，在温度(一般为550℃左右)析出特殊碳化物使硬度达到峰

值。

填空

1.绝大多数金属具有体心立方、面心立方、和密排立方三种类型,a-Fe是体心立方类型,

其实际原子数为2。

2.晶体缺陷有点缺陷、线缺陷、和面缺陷。

3.固溶体按溶质原子在晶格位置分为量换固溶体、间除固溶体.

4.铸造时常选用接近共晶成分(接近共晶成分、单相固溶体)的合金。

5.金属的塑性变形对金属的组织与性能的影响晶粒沿变形方向拉长,性值趋于各向异性、晶粒破碎,

位错密度增加,产生加工建化、织构现象的产生。

6.用下述三种方法制成齿轮，C种方法较为理想。

(A)用厚钢板切出圆饼，再加工成齿轮；

(B)由粗钢棒切下圆饼，再加工成齿轮；

(C)由圆棒锻成圆饼，再加工成齿轮。

7.金属铸件否(能、否)通过再结晶退火来细化晶粒。

8.疲劳断裂的特点有威力近于友我期要放切断、断口呈粗糙帝和光滑带、塑性很好的材料也会脆

处

9.钢中含硫量过高的最大危害是造成热脆。

10.珠光体类型的组织有粗珠光体、索氏体、屈氏体。

11.正火和退火的主要区别是就火药斛平翻陋；正火茄尊珠■非典g氽。

12.淬火发生变形和开裂的原因是淬火后造成银大的热应力和坦织应力。

13.甲、乙两厂生产同一批零件，材料均选用45钢，甲厂采用正火，乙厂采用调质，都达到硬度要求。

甲、乙两厂产品的组织各是铁素体+珠光体、回火索氏体。

14.40Cr,GCr15,20CrMo,60Si2Mn中适合制造轴类零件的钢为上四二。

15.齿轮氮化后否（能、否）进行切削加工。

16.用T12钢制造车刀，在切削加工前进行的预备热处理为正火、

球化退火。

17.量具钢加工工艺中，在切削加工之后淬火处理之前可能的热处理工序为

调质（退火、调质、回火卜

18.耐磨钢的耐磨原理是加工硬化o

19.灰口铸铁铸件薄壁处出现白口组织，造成切削加工困难采取的热处理措施为高温退火。

20.在牌号HT100.KT30-6.QT40-7中属于球墨铸铁的是QT40-7。

21.纯铁的多晶型转变是色生姓生/_。

22.面心立方晶胞中实际原子数为二£。

23.在立方晶格中，如果晶面指数和晶向指数的数值相同时，那么该晶面与晶向间存在着晶面与晶向

相互垂直关系。

24.过冷度与冷却速度的关系为冷却速度越大过冷度越大。

25.固溶体按溶质原子在晶格中位置可分为&缝空、量换固溶体。

26.金属单晶体滑移的特点是滑移只能在切应力下发生、滑移息是沿原子宙度最大的晶面和晶向进

隹潜移时必伴随着晶体向外力方向转动。

27.热加工对金属组织和性能的影响有加皖皖典史研跳扈、改变内部夹杂物的形态与分布。

28.金属磨损的方式有粘蔷麽损、磨粒磨损、腐惊磨损。

29.常见的普通热处理有退火、正火、淬火、回火。

30.贝氏体类型的组织有上贝氏体、飞贝氏体。

31.钢获得马氏体的条件是奥氏体化、冷却速度大于赣界冷却速度。

32.钢经调质处理后获得的组织是回火索氏体。

33.合金元素Cr、Mo、V对C曲线的影响C曲线右移并变为双C形。

34.40Cr,GCr15,20CrMo,60Si2Mn中适合制造弹簧零件的钢为60Si2Mn。

35.渗碳钢二次淬火（直接淬火，一次淬火，二次淬火）后性能最好。

36.金属腐蚀失效形式有化学腐a、电化学腐蚀。

37.W18Cr4V中W的主要作用是细化晶粒、阻寿马氏体分解、二次硬化,Cr的主要作用是提高淬

透性,V的主要作用是提高耐廉性、细化晶粒、二次硬化。

38.为了消除奥氏体不锈钢的晶间腐蚀采取的措施有3型互、稳定化处理.

39.影响铸铁石墨化的因素是化学成分和冷却速度。

三.是非题

1.室温下，金属晶粒越细，则强度越高、塑性越高。（V）

2.因为体心立方晶格与面心立方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。

（x）

3.间隙固溶体一定是无限固溶体。（x）

4.铁素体的本质是碳在a-Fe中的间隙相。（V）

5.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。（x）

6.高合金钢既具有良好的淬透性，也具有良好的淬硬性。（x）

7.钢的淬透性高，则其淬透层的深度也越大。（V）

8.T8钢比T12和40钢有更好的淬透性。（V）

9.灰铸铁可以经过热处理改变基体组织和石墨形态。（x）

10.齿轮渗碳用钢常采用低碳钢。（V）

11.晶粒度级数数值越大，晶粒越细。（V）

12.金属铸件可以通过再结晶退火来细化晶粒。（x）

13.当原始组织为片状珠光体的钢加热奥氏体化时，细片状珠光体的奥氏体化速度要比粗片状珠光体的

奥氏体化速度快。（V）

14.在退火状态（接近平衡组织）45钢比20钢的塑性和强度都高。（x）

15.马氏体是碳在的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。（x）

16.当共析成分的奥氏体在冷却发生珠光体转变时，温度越低，其转变产物组织越粗。（x）

17.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。（x）

18.表面淬火既能改变钢的表面组织，也能改善心部的组织和性能。（x）

19.合金元素Mn、Ni可以扩大奥氏体区。（V）

20.高速钢需要反复锻造是因为硬度高不易成形。（x）

四.选择题

1.金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将6

a.越高；b.越低；c.越接近理论结晶温度

2.a-Fe是实际原子数为a。

a.2;b.4;c.6

3.固溶体的晶体结构8。

a.与溶剂相同；b.与溶质相同；c.为其他晶型

4.间隙相的性能特点是c。

a.熔点高、硬度低；b.硬度高、熔点低；c.硬度高、熔点高

5.金属的加工硬化现象将导致一。

a.强度降低，塑性提高；b.强度提高，塑性降低；c.强度降低，塑性降低

6.用下述三种方法制成齿轮，c种方法较为理想。

a.用厚钢板切出圆饼，再加工成齿轮；b.由粗钢棒切下圆饼，再加工成齿轮；c.由圆棒锻

成圆饼，再加工成齿轮

7.钢中含硫量过高的最大危害是造成自。

a.热脆；b.冷脆；c.氢脆

8.奥氏体是a。

a.碳在中的间隙固溶体b.碳在。・Fe中的间隙固溶体；

c.碳在a-Fe中的无限固溶体

9.珠光体是一种6。

a.单相固溶体；b.两相混和物；c.Fe与C的化合物

10.铁素体的机械性能特点是c。

a.强度高、塑性好、硬度低；b.强度低、塑性差、硬度低；

c.强度低、塑性好、硬度低

11.奥氏体向珠光体的转变是育°

a.扩散型转变；b.非扩散型转变；c.半扩散型转变

12.钢经调质处理后获得的组织是c

a,回火马氏体；b.回火屈氏体；c.回火索氏体

13.共析钢的过冷奥氏体在550℃~350℃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

14.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

15.淬硬性好的钢6。

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

16.钢的回火处理是在C。

a.退火后进行；b.正火后进行；c.淬火后进行

17.渗碳钢c后性能最好。

a.直接淬火；b.一次淬火；c.二次淬火

18.量具钢加工工艺中，在切削加工之后淬火处理之前可能的热处理工序为

b»

a.退火；b.调质；c.回火

19.灰口铸铁铸件薄壁处出现白口组织，造成切削加工困难采取的热处理措施为a

a.高温退火；b.调质；c.回火

20.在下列牌号中属于球墨铸铁的是co

21.a-Fe是a类型。

a.体心立方；b.面心立方；c.密排六方

22.固溶体的性能特点是m。

a.韧性高、硬度低；b.硬度高、韧性低；c.硬度高、韧性高

23.共晶成分的合金具有较好的a。

a.铸造性能；b.锻造性能；c.焊接性能

24.为细化晶粒，可采用6。

a.快速浇注；b.加变质剂；c.以砂型代金属型

25.钢中含磷量过高的最大危害是造成。。

a.热脆；b.冷脆；c.氢脆

26.铁碳合金的基本组织中,强度最大的是c。

a.莱氏体；b.铁素体；c.珠光体

27.铁碳合金的基本组织中,硬度最高的是c。

a.莱氏体；b.铁素体；c.渗碳体

28.纤维组织使金属的机械性能具有一定的方向性.因此在设计和制造零件时，应尽量使正应力方向与零

件组织的纤维方向：ao

a.平行；b.垂直；c.倾斜

29.T10钢的碳的质量分数为0。

a.0.1%;b.1.0%;c.10%

30.金属的加工硬化现象将导致：b

a.强度降低，塑性提高；b.强度提高，塑性降低；c.强度降低，塑性降低

31.20钢的室温组织是：c,

a.铁素体；b.珠光体；c.铁素体+珠光体

32.共析钢的过冷奥氏体在350°C~2300c的温度区间等温转变时，所形成的组织是b

a.索氏体b.下贝氏体；c.上贝氏体

33.钢的回火处理是在c。

a.退火后进行；b.正火后进行；c.淬火后进行

34.马氏体的硬度取决于c。

a.冷却速度；b.转变温度；c.碳含量

35.45钢淬火后测量硬度宜采用的硬度计是C。

a.HRA;b.HRB;c.HRC

36.不完全退火主要适用于c°

a.亚共析钢；b.共析钢；c.过共析钢

37.拖拉机连杆螺栓应选用的材料是8°

a.40Cr;b.HT350;c.T8

38.工业上所用的铸铁绝大部分是属于：c。

a.白口铸铁b.麻口铸铁；c.灰口铸铁

39.灰铸铁与球墨铸铁的最主要不同是6。

a.化学成分；b.石墨形状；c.基体组织

40.在下列牌号中属于灰铸铁的是占。

a.HT100;b.KT30-6;c.QT40-7

五.填图1:A、B、C、D各是什么相区？写出共析反应式并指出在Fe-Fe3c相图中指出45、T8、

T12钢的室温组织。

t

温

度

1.解：A：Y、B:L+Y、C:a+Y、D:Y十二次渗碳体

共析反应式：丫S-aP+Fe3C

45钢的室温组织：a+P

T8钢的室温组织：P

T12钢的室温组织：P+二次Fe3C

2.T12钢加热到Ac1以上，用下图的各种方法冷却，分析其所得到的组织。

解：

a——M+A'+Fe3CII

b——B下+M+AZ+Fe3CII

c——B下+Fe3CII

3.共析钢加热到相变点以上，用下图的冷却曲线冷却，各应得到什么组织？

a——M+A';b——M+Ar;c——T+M+A'

d------B下；e-------S;f-------Pg-------P;

六.简答1.1.如果其他条件相同，试比较在下列

铸造条件下铸件晶粒的大小：

(1)金属模浇注与砂模浇注；

(2)变质处理与不变质处理；

(3)铸成薄件与铸成厚件；

(4)浇注时采用震动与不采用震动。

解:金属横浇注比砂模浇注璃件晶粒细；变质处理比不变质处理晶粒细；

铸成薄件比铸成惇件铸件晶粒细；浇注时采用震动比不采用震动晶粒细。

2.计算含碳量为0.4%的亚共折钢在室温下组织组成物的相对重量。

解:组织组成物:F%=(0.77-0.4)/(0.77-0.0218)x100%=49%

P%=1-F%=1-49%=51%

3.现要求用20钢采取渗碳方法制造齿轮，其加工路线为：锻造一预备热处理—切削加工)最终热处理一

喷丸一精磨。试写出各热处理工艺名称，并解释其目的和所获得的显微组织。

解:预各热处理:正火,提高硬度改善切削加工性能。组织为铁素体+珠光体。最终热处理:港碳+淬

火+低温回火，获得表面硬，心部韧的特性。组织表层：回火马氏体+碳化物+残余奥氏体。心部：低

C的回火马氏体。

4.W18Cr4V钢的Ac1约为820℃,若以一般工具钢Ac1+30~50℃的常规方法来确定其淬火加热

温度，最终热处理后能否达到高速切削工具所要求的性能？为什么？其实际淬火温度是多少？

W18Cr4V钢刀具在正常淬火后为什么要进行560℃三次回火？

解:若以Ac1+30~50P确定其淬火加热温度,合金元素不能充分溶入A,热硬性不能有效提高,所圾

不能达到高速切削工具所要求的性能。实际淬火温度是1270-1280℃o进行560℃三次回火的目的是,

减少残余A的含=,提高硬度。

5.试分析合金元素Cr在40Cr、1Cr13和1Cr18Ni9Ti中的作用。

解:Cr在40Cr作用：提高淬透性；Cr在1Cr13作用：提高a的电极电位,形成蝮化物保护膜,以获

得马氏体不锈钢；Cr在1Cr18Ni9Ti作用:形成氧化物保护膜,提高获得奥氏体不锈钢的耐化学JS蚀性。

6.试就下列四个钢号：20CrMnTi,65,T8,40Cr在加热温度相同的情况下，比较其淬透性和淬硬

性，并说明理由。

解:淬透性:通常合金舍.高则淬透性好,碳钢中共析钢淬透性最好。

淬耍性:含碳■高则淬硬性好。

材料淬透性淬硬性

20CrMnTi最好袤麦

65，圭次好

T8次差最好

40Cr次好次差

7.试述石墨形态对铸铁性能的影响。

解：按石星形态可将铸铁分为灰铸铁、可锻铸铁、球星铸铁。灰皆铁石墨呈片状,机械性能不高;可锻

铸铁石墨呈团絮状,机械性第比灰倚铁高；球星铸铁石墨呈球状,机械性能高,通过热处理可提高强度,

在一定条件下可代普钢。

8.为什么细晶粒钢强度高，塑性、韧性也好？

解:晶粒越细晶界面积越大,每个晶粒周围具有不同位向的晶粒越多,因而对位错移动的阻力也越大,

晶粒强度越高。同时晶粒越细,变形分散程度越高,局部应力集中现象减少，塞韧性越好。

9.金相观察测得，某种碳钢在室温组织中珠光体占70%,试问这种钢的含碳量是多少？

解:

(1)慑定该碳钢为亚共析钢,则

C%=F%*0.0218%+P%x0.77%

=(1-70%)*0.0218%+70%*0.77%=0.54%

(2)叙定该碳钢为过共析钢,则

C%=Fe3C%x6.69%+P%x0.77%

=(1-70%)x6.69%+70%x0.77%=2.55%>2.11%

显然,(2)不符题意。所以,该碳钢为含碳~0.54%的亚共析钢。

10.试述固溶强化、加工硬化和弥散强化的强化原理。

解:固溶强化:溶质溶入溶剂晶格使溶剂晶格畸变,位错移动受阻从而强化了材料。加工硬化:金晨经

过塑性变形,使位错密度上升.位错与位错相遇造成位错割阶和位错缠绕,阻碍了位错的运动，使金属

强硬度上升。弥散强化:金展间化合物颗粒弥散分布在固溶体基体上，对位错运动起阻碍和打扎的作用,

使其硬度、强度上升,耐磨性提高。

11.用T10钢制造形状简单的车刀，其加工路线为：锻造一预备热处理一切削加工-最终热处理->磨加工。

试写出各热处理工艺名称及作用。

解：预务热处理：正火+球化退火。正火抑制网状渗碳体析出为球化退火做准备。球化退火使碳化物由

片状转变为球状,改善切削加工性能。

最终热处理:不完全淬火+低温回火。获得细小的回火马氏体和粒状碳化物具有很高的硬度和耐廉性。

12.指出下列工件回火后获得的组织。

(1)45钢小轴(要求综合机械性能好)；

(2)60钢弹簧；

(3)T12钢锤刀。

»:回火后获得的组织:45钢小轴为回火索氏体,60钢弹簧为回火屈氏体,T12铜锤刀为回火马氐体

和粒状碳化物。

13.1Cr13和Cr12钢的含辂量差不多，但1Cr13属于不锈钢，而Cr12钢为何不能作为不锈钢使用？

解:Cr能提高铁素体的电极电位使电化学反应不易进行,但铁素体的电极电位变化随含Cr=的增加不

是渐变的，而是突变的。只有Cr的含量超过12%,铁索体的电极电位才有大福提高，所以1CH3属于

不锈钢,而Cr12钢不能作为不锈钢使用。

14.出现下列不正常现象时，应采取什么有效措施予以防止或改善？

a.灰铸铁磨床床身铸造以后就进行切削，在切削加工后出现不允许的变形。

b.灰铸铁薄壁处出现白口组织，造成切削加工困难。

解:a.防止措施:灰铸铁磨床床身璃造以后,应先进行去应力退火(500-600%),4~8h,媛冷),需

后再切削加工。

b.改善措施:将出现白口组织的灰铸铁,进行去白口退火(850~900℃,2~5h,矮冷)。

15.要使球墨铸铁的基体组织为铁素体、珠光体或下贝氏体，工艺上应如何控制？

解:球星铸铁的基体组织为铁素体采用高温退火,在720℃~680℃保温2~8小时。基体组织为珠光

体采用加热到完全奥氏体化下的正火。基体组织为下贝氏体采用等温淬火。

16.晶粒大小对金属性能有何影响？如何细化晶粒？

解：晶粒越细，强度、硬度、塑性和韧性越大。细化晶粒采取提高过冷度、变质处理、振动处理。

17.一个二元共晶反应为：L(75%B)fa(15%B)+0(95%B)。若显微组织中测出p初晶与(a+B)共晶

各占一半，求该合金成分。

解:

X邛％邓％+(a+B)%X(a+p)%

=50%*95%+50%"5%

=85%B

18.什么是热处理？常见的热处理方法有几种？其目的是什么

解：把固态金晨材料通过一定的加热，保温和冷却以获得所需组织、结构和性能的工艺称热处理。常见

的热处理方法有退火、正火、淬火和回火。

退火的目的:降低钢的硬度,提高塑性；细化晶粒,消除因铸、锻、焊引起的组织缺陷,均匀钢的组织

和成分；消除钢中的内应力,以防止变形和开裂。

正火的目的:细化晶粒,获得比较均匀的组织和性能；对低碳钢可提高硬度,改善切削加工性；对过共

析钢可抑制网状学碳体析出为球化退火作准务。淬火的目的:使钢件获得所需的马氏体组织,提高工件

的硬度,强度和耐磨性。回火的目的:主要是消除钢件在淬火时所产生的应力；稳定组织,使工件尺寸

和性能稳定；提高钢的塞韧性。

19.淬火钢回火时，组织发生哪几个阶段的变化？

解:马氏体分解;残余奥氏体转变；碳化物转变;碳化物聚集长大及a回复与再结晶。

20.已知某轴的材料为45钢，其生产工艺路线为：

下料-＞锻造-预备热处理一切削加工-，最终热处理-精加工一装配

请说明各道热处理工序的名称及作用。

解:预备热处理:完全退火,作用是细化晶粒,消除内应力,降低硬度,

提高塑性。最终熟处理:淬火+高温回火,作用是获得良好的综合机械性能。

21.不锈钢的固溶处理与稳定化处理的目的各是什么？

»:固溶处理是加热到高温使碳化物全部溶入奥氏体,再快速冷却,从而抑制第二相的析出,形成过饱

和固溶体,以获得单相奥氏体组织,以避免晶间腐蚀。稳定化处理是加入Ti,使Ti与C形成TiCo加

热温度高于(Fe,Cr)4c的落点,而低于TiC的焦点,蝮慢冷却,使奥氏体的碳完全稳定在TiC中，从而

彻底避免了晶间腐蚀。

22.为什么一般机器的支架、机床的床身常用灰口铸铁制造？

解：铸铁的传造性能良好。铸铁具有良好的切削加工性能。离铁具有优良的减磨性。铸铁具有优良的消

震性。璃铁具有低的缺口敏感性。所以一般机器的支架、机床的床身常用灰口铸铁制造。

23.金属的塑性变形对金属的组织与性能有何影响？

解：晶粒沿变形方向拉长,性能趋于各向异性。位错密度增大，产生加工硬化。织构现象产生。产生残

余内应力。

24.何谓本质细晶粒钢？本质细晶粒钢的奥氏体晶粒是否一定比本质粗晶粒钢的细？

解:本旗细晶粒钢在加热到检界温度直至930P时,奥氏体晶粒长大的倾向不明显。本质细晶粒钢的奥

氏体晶粒不一定比本质粗晶粒钢的细?

25.甲、乙两厂生产同一种零件，均选45钢，硬度要求220HB~250HB,甲厂采用正火，乙厂采用调

质处理，均能达到硬度要求，试分析甲、乙两厂产品的组织和性能差别。

解:甲厂产居的组织为少=铁素体+珠光体,具有较高强度和一定塑韧性。乙厂产品的蛆织为回火索氏

体，具有良好的综合机械性能。

26.正火和退火的主要区别是什么？

解:正火是将钢材加热到Ac3（对于亚共析钢）和Accm（对于过共析钢）以上30P~50℃,保温适当时间

后,在空气中冷却的热处理。退火是将钢加热到Ac3或Ac1以上,保温一定时间，然后鳗慢冷却（一

般为隗炉冷却）,以获得接近平衡状态组织的热处理。

27.分析高速钢中合金元素的作用。

解：W18Cr4V成分：（1）W保证高的红硬性。在退火状态下，W以Fe4W2c形式存在。这类碳化物一

部分加热时溶入奥氏体,在淬火后存在于马氏体中，使马氏体难以分解。在随后的560℃回火时,形成

W2c弥散分布,造成二次硬化,使钢具有良好的红硬性。不溶入奥氏体的部分阻碍奥氏体长大，细化

晶粒,同时提高硬度和耐模性。（2）Cr形成的碳化物加热时完全溶入奥氏体中,提高了过冷奥氏体的

稳定性,从而提高了淬透性。（3）V形成的碳化物具有很高的硬度从而提高了耐磨性,阻碍了奥氏体的

长大从而细化晶粒。

28.耐磨钢的耐磨原理是什么？其采取的水韧处理的目的是什么？

解：耐磨钢的耐磨原理是在室温下,获得单相奥氏体,在冲击载荷作用下,发生加工硬化，从而获得高

耐磨性。采取的水韧处理的目的是在室温下获得均匀单一的奥氏体组织。

29.化学成分和冷却速度对铸件石墨化和基体组织有何影响？

解：（1）化学成分分为促进石墨化的元素（C、Si、4Cu,Ni.Co等），其中以碳和硅最强烈。阻碍石

星化的元素（Cr、W、M。、V、Mn,S等）两大类。生产中，调整碳、硅管,，是控制铸铁蛆织和性

能的基本措施。

（2）冷却速度:傅铁矮慢冷却或在高温下长时间保温,均有利于石墨化。第三阶段石星化由于冷却速度

不同,使石星化被部分或完全抑制得到不同基体组织。若不被抑制为F+G;若部分抑制为F+P+G;若

完全抑制：P+G。

工程材料及成形工艺考点

名词解释

1.间隙固溶体：溶质原子溶入溶剂晶格间隙所形成的固溶体。

3.过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度之差。

4.再结晶：金属发生重新形核和长大而晶格类型没有改变的结晶过程。

5.同素异构性：同一合金在不同温度下晶格类型不同的现象。

6.晶体的各向异性：金属各方向的具有不同性能的现象。

7.枝晶偏析：结晶后晶粒内成分不均匀的现象。

8.本质晶粒度：奥氏体晶粒长大的倾向。

9.淬透性：钢淬火时获得淬硬层深度的能力。

10.淬硬性：钢淬火时得到的最大硬度。

11.临界冷却速度：奥氏体完全转变成马氏体的最低冷却速度。

12.热硬性：钢在高温下保持高硬度的能力。

13.共晶转变：冷却时，从液相中同时结晶出两种固相的结晶过程。

14.时效强化：经固溶处理后随着时间的延长强度不断提高的现象。

15.固溶强化：由于溶质原子溶入而使金属强硬度升高的现象。

16.形变强化：由于塑性变形而引起强度提高的现象。

17.调质处理：淬火+高温回火得到回火索氏体的热处理工艺。

18.过冷奥氏体：冷却到A1温度下还未转变的奥氏体。

19.变质处理：在浇注是向金属液中加入变质剂，使其形核速度升高长大速度减低，从而

实现细化晶粒的处理工艺。

20.C曲线：过冷奥氏体等温冷却转变曲线。

21.CCT曲线：过冷奥氏体连续冷却转变曲线。

22.顺序凝固原则：铸件时使金属按规定从一部分到另一部分逐渐凝固的原则。

23.孕育处理：在金属浇注前或浇注时向其中加入高熔点元素或化合物，使其形核速率提

高，长大速率降低来细化晶粒的处理工艺。

24.孕育铸铁：经过孕育处理的铸铁。

25.冒口：铸件中用于补充金属收缩而设置的。

26.熔模铸造：用易熔材料

27.锻造比：变形前后的截面面积之比或高度之比。

28.拉深系数：

29.氨弧焊：用氨气做保护气体的气体保护焊。

二填空题

1.冷变形金属在加热时发生的三个过程依次为回复，再结晶,晶粒长大。

2.对刃具钢的性能要求主要有三个方面，即高强度，高耐磨性，高红硬性。

3.1Cr18Ni9Ti是奥氏体不锈钢需采用固溶处理处理,以获得单相奥氏体。

4.高速钢锭经锻造退火后的组织为，淬火后的组织为马氏体、二次渗

碳体，淬火后再经多次回火后的组织为回火索氏体、二次渗碳体

5.灰铸铁能否充分石墨化，主要决定于其碳当量和铸后冷却速度，一般而言，碳当量越

直—，越有利于石墨化,冷却速度越二越容易形成白口

6.球墨铸铁件可通过热处理来调整其基体组织，玉遢退也热处理能得到F+G基，低温正

幺热处理能得到F+P+G基，而高温正火能获得P+G基

7.所谓巴氏合金是指迪基和谡基轴承合金

8.金属结晶时晶粒的大小主要决定于其过冷度，一般可通过提置理鳗和变型理来细化

晶粒

9.热加工纤维组织的形成原因是单向变形造成变形后夹杂物沿变形方向呈流线分布，

从而使其产生各向异性

10.普通钢，优质钢的区分是以其中§和£元素的原子的含量来区分的包含量高

易使钢产生热脆性，而P含量高易使钢产生冷脆性

11.所谓本质细晶粒钢是指该钢正常淬火加热时奥氏体晶粒长大倾向小的钢

12.钢淬火时马氏体转变的转变量主要决定于其临界冷却速度，与其保温时间基

关。

13.钢的淬透性决定于其成份，当加入除C。之外的合金元素时均能使钢的淬透性理

14.马氏体的形态在两种典型,即强度高而韧性差的哒状马氏体和强度低而韧性的

板条状马氏体

15.对奥氏体不锈钢进行痼逐热处理可获得单相奥氏体组织，进行上足或热处理可防

止产生晶间腐蚀

16.对普通灰铸铁工件进行低温退火的目的是为了消除内应力，进行高温退火的目的是为

T

消除碳化物，得到单相组织

17.材料牌号QT600-3中,QT表示球墨铸铁,600表示最低抗拉强度600MPa,3最低

延伸率3%

18.在Fe-Fe3c相图中，包含有三个恒温转变，其具体的相反应式分别为，包晶反应__,

共晶反应共析反应

19.常见的合金弹簧钢有型网，其最终热处理工艺为淬火+中温回火，其最终组

织为回火马氏体

20.钢进行扩散退火的目的是为了消除枝晶偏析，进行再结晶退火的目的是为了消除加

工硬化

21.影响铸铁石墨化的主要因素有化学成分和临界冷速

22.马氏体的硬度主要决定于其送驾一，钢淬火时获得马氏体量的多少主要决定于其

临界冷速

23.要降低低冷轧钢板的硬度应进行随结曼退火,要消除合金铸件的枝晶偏析应进行生

散退火，要改善高碳钢的切加工性能应进行淮造退火

24.常用弹簧钢的牌号有60Si2Mn、65Mn，其热处理工艺为，热处理后的组织是

25.耐磨钢ZGMn13进行水韧处理的目的是为了消除碳化物彳导到单相奥氏体组织，从而

保证其具有高的耐磨性能

26.实际晶体中主要存在三类缺陷,其中点缺陷有空位、间隙原子等，线缺陷有位错,

面缺陷晶界等

27.奥氏体不锈钢进行固溶处理的目的是得到单相奥氏体，进行稳定化处理的目的是一

防止晶间腐蚀

28.经卫区处理能改善低碳钢的切削加工性能,经低温退火能消除高碳高合金钢中

的残余奥氏体

29.轴承合金的组织特点为在巫基体上分布有里质点,或在包基体上分布有硬质点

30.合金钢按用途可分为三类，即合金结构钢，合金工具钢和特殊性能钢

31.合金钢中常用的渗碳钢为上空她I!（牌号），常用的调质钢为40Cr,常用的刃具钢为

9SiCr，常用的耐磨钢为ZGMn13

32.金属浇铸时常采用的细化晶粒方法有两种，即变质处理和附加震动

33.铁有三种同素异构体在912度以下时为体心立方结构，在912度以上,1394度以下

时

为面心立方结构，高于1394度而低于熔点时为体心立方结构

34.金属铸锭的组织常分为三层，即外层的，睡区，次层的里生晶区和中心的国蝠区

35.金属晶体通过位错和厚生两种方式来发生塑性变形

36.冷变形金属在加热时随加热温度的升高，其组织和性能的变化分为三个阶段,即晅全

再结晶，晶粒长大

37.在合金钢的组织中，常见的间隙固溶体上型衣,常见的间隙相有一巳和」更，常见的间隙

化合物有Fe3c

38.在Fe-Fe3C合金组织中，一次渗碳体是指从罩液中析出的，二次渗碳体是指从A中

析出的，三次渗碳体是指从—匕中析出的

39.在铁碳合金的平衡组织中，常见的三个单相组织为常见的两个两相组织

为P,Ld

40.下列各材料的退火组织构成为:工业纯铁F,亚共析钢F+P,过共析钢P+Fe3cli铸

P+Ld'+Fe3cli白口铸铁为Ld'+Fe3c

41.钢加热时奥氏体的形成分为三个阶段,依次为奥氏体晶核的形成及长大，残余渗碳体

的溶解，奥氏体均匀化

42.钢加热奥氏化后，先淬入水中，再淬入油中，该淬火工艺通常被称咨巡淬火

43.钢淬火时所得马氏体的形态主要决定于其蚯，马氏体的硬度主要决定于其工破

马氏体量的多少主要决定于其临界冷却速度

44.钢的Ac3温度是奥氏体中开始析出铁素体的开始线

45.渗碳和氮化相比,前者的热处理变形比后者乜后者的硬化层与基体的结合力比前者

大

46.工件渗碳后直接淬火相对于一次淬火的优点是效率高、成本低、脱碳倾向小、工艺

简单,缺点是变形大、____________________

47.碳素结构钢相对于合金结构钢而言,优点是冶炼、加工简单,。缺点是：—

48.所谓‘硅铝明'是指铝和的合金，该合金工件通常是通过置|成形的

49.常见的黄铜是指铜和也的合金，而青铜的种类较多，主要有里青铜，铠青铜等.青铜

在大气，海水中的耐蚀性至于黄铜

50.纯金属的晶格类型主要有体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格三种

51.金属结晶的必要条件是一定的温度过冷度

52.金属的塑性变形是在切应力作用下，主要通过位错来进行的.

53.金属中的位错密度越大，则其强度越大，塑性越小

54.纯铁的熔点为1538度，则其再结晶温度为度，而其再结晶退火温度为度

55.冷加工和热加工是以金属的再结晶温度区分的

56.所谓'相'是指合金中的结构和成分相同的组成部分

57.合金中的基本相分为两类

58.按照溶质原子在溶剂中位置的不同，固溶体分为间隙固溶体和置换固溶体

59.固溶体按溶解度大小不同分为和有限固溶体和无限固溶体

60.金属化合物根据其形成条件及结构特点分为正常价化合物，电子键化合物，间隙化

合物三类

61.钢中常见的化合物大多数属于国化合物，其共同的性能特点是熔点亘，硬度_

大，脆性小

62.铁碳合金的基本相中，塑性最好的是超，强度最高的是上,硬度最高的是速度空

63.珠光体是指铁素体和渗碳体所形成的两相组织，其形态一般是二方状

64.二次渗碳体只可能出现于碳含量大于3二％的钢中，其形态是状

65.灰口铸铁和白口铸铁的组织相比较，灰口铸铁中不应有速磁便组织，而白口铸铁中没

有

片状石墨组织

66.将45钢加热至Ac1温度时，所得奥氏体的含碳量为上国%,继续升高温度，奥氏体的

含碳量会升升高

67.钢的奥氏体晶粒长大的倾向性与钢的型也方法有关

68.将45钢加热至Ac1温度长时间保温后其组织构成为F+A,其中F的含碳量为一

0.0218%,A的含碳量为0.77%

69.亚共析钢的正火温度为&里以上,30-50度，而过共析钢的正火温度为的里以上

30-50度

70.钢淬火后马氏体组织粗细主要取决于奥氏体的逼置超

71.工具钢一般都属于避质碳钢，其机加工前的预处理工艺为净遢退火，机加工后的最终

热处理工艺为淬火+低温回火

72.量具钢除要求高硬度外,还要求有卫避性和」旦王稳定性

73.常用不锈钢按其组织构成分为奥氏体不锈钢，铁素体不锈钢，马氏体不锈钢

74.合金元素大多数都J邈奥氏体的形成，故合金钢的淬火温度巡王于碳钢

75.不锈钢的成份特点是强含量低和量含量高

76.碳在铸铁中主要以含乏量和遽破也的形式存在

77.提高铸铁中量和空的含量，有利于其石墨化

78.钢中常见的合金元素按与碳的亲合力大小分为和两类

79.钢中常见的合金元素大多数都」邈奥氏体晶粒的长大，当溶入奥氏体时又」1里过冷

奥氏体的分解，淬火后回火时3退马氏体的分解

80.铝合金按其成份和工艺特点分为铸造铝合金和形变铝合金两类

81.LG5表示该材料是,LY12表示该材料为硬铝合金，ZL102表示该材料属于一

铸造铝硅合金。

82.铜合金中,按主加元素不同分为黄铜、青铜、白铜。

83.焊接是通过原子的电敢和堂合来实现金属的联结的，焊接构件的刚性越大,则焊接

变形越尘.

84.钢坯加热温度超过其始锻温度会产生至巡，里坡等缺陷.

85.铸铁难以焊接的原因是碳、硅、锦、硫、磷含量高.焊接性能差。

86.设计铸造模样时,要考虑加工余■、收缩余■、起模斜度、铸造圆角等四个方面

87.常用的焊接方法按其过程的特点可分为三大类，即熔化焊、压力焊、钎焊.

88.常用的酸性焊条有钛钙类焊条等,其焊接工艺性好而焊接质量差.

89.常用的碱性焊条有碳酸盐等低氢类焊条等,其焊接工艺性差而焊接质量好.

90.焊条的选用原则是，结构钢按围箜选择，不锈钢和耐热钢按月蚯选择.

91.合金的铸造性能通常以充型能力和收缩率两个指标来衡量.

92.防止铸件产生铸造应力的措施是设计时应使壁厚均匀,在铸造工艺上应采取同时凝

固原则，铸件成形后可采用去应力退火热处理以消除应力.

93.合金在凝固过程中的收缩可分为三个阶段，依次为液态收缩，凝固收缩，固态收缩

94.铸造应力为两类，由热阻碍引起的应力称为邂她，而由机械阻碍引起的应力称迅

械应力.

95.锻件必须有合理的锻造流线分布，设计锻件时应尽量使零件工作时的正应力与流线方

向相T，而使切应力与流线方向相善，并且使锻造流线的分布与零件的外轮廓相箕

合而不被切断.

96.常用的锻造方法有自由锻、模锻、特种锻造等.

98.熔化焊过程中，为保证焊接质量，要对熔池进行保护，其中手工电弧焊用焊条药皮，埋

弧自动焊用焊剂蒸汽，电渣焊用熔渣进行保护.

99.常见焊接缺陷主要有更丕透、气孔、开裂、咬边、,等.

100.焊缝的主要接头型式有对接接头、T形街头、搭接接头、角接接头等四种.

101.矫正焊接变形的方法有机械矫正法和火焰加热矫正法等.

102.焊接中.高碳钢时，焊接接头中易产生裂纹，其中热裂纹出现在冬坚，而冷裂缝出

现热影响区.

103.影响铸铁石墨化的主要因素是合金元素成分和冷却速度.

104.焊接易氧化的合金，要保证有较高的接头强度，常用置弧焊焊接方法.

105.过共析钢的终锻温度是在A与P两相区，其主要目的是延长加热时间、减少加热

次数.

106.铸件壁太厚时易产生堡：缺陷,且晶粒矍龙，为避免其缺陷,常采用的合理截面结

构形式有槽型、箱型、空心等形状.

107.为使拉深过程正常进行，必须使侧壁及其以下区域的应力，该材料的屈服强度，

而圆环部分的应力必须大于，小于

108.锻造加热时的常见缺陷有型也、过烧、裂纹、氧化、等，其中过热

和氧化是难以避免的，而蓬和婺文是无法挽回的.

三，判断题

1.细化晶粒虽能提高金属的强度，但增大了金属的脆性.X

2.结构钢的淬透性，随钢中碳含量的增大而增大.x

3.普通低合金结构钢不能通过热处理进行强化。V

4.单晶体必有各向异性.4

5.普通钢和优质钢是按其强度等级来区分的.x

6.过热钢经再结晶退火后能显著细化晶粒.x

7.奥氏体耐热钢也就是奥氏体不锈钢。V

8.马氏体的晶体结构和铁素体的相同.x

9.面心立方金属的塑性比体心立方金属的好.4

10.铁素体是置换固溶体.x

11.晶界是金属晶体的常见缺陷.4

12.渗碳体是钢中常见的固溶体相.x

13.金属的塑性变形主要通过位错的滑移进行N

14.金属在进行热加工时，不会产生加工硬化现象.V

15.上贝氏体的韧性比下贝氏体的好.x

16.对过共析钢工件进行完全退火可消除渗碳体网.x

17.对低碳低合金钢进行正火处理可提高其硬度.V

18.淬火获得马氏体的必要条件之一是其淬火冷却速度必须小于Vk.x

19.高镒钢在各种条件下均能表现出良好的耐磨性.x

20.无限固溶体必是置换固溶体.4

21.金属的晶粒越细小，其强度越高，但韧性变差.*

22.所谓临界冷却速度就是指钢能获得完全马氏体组织的最小冷却速度.V

23.钢进行分级淬火的目的是为了得到下贝氏体组织.x

24.对奥氏体不锈钢进行固溶处理的目的是为了提高其强度.*

25.弹簧钢的最终热处理应是淬火+低温回火.x

26.凡间隙固溶体必是有限固溶体

27.珠光体的片层间距越小，其强度越高，其塑性越差.x

28.钢的临界冷却速度Vk越大，则其淬透性越好.x

29.过共析钢的正常淬火一般均为不完全淬火

30.工件经渗碳处理后,随后应进行淬火及低温回火.4

31.金属是多晶体，因而绝对不可能产生各向异性.x

32.凡能使钢的C曲线右移的合金元素均能增加钢的淬透性.1

33.感应加热表面淬火的淬硬深度与该钢的淬透性没有关系H

34.金属凝固时，过冷度越大，晶体长大速度越大，因而其晶粒粗大.x

35.钢的淬透性与其实际冷却速度无关.4

36.亚共析钢的正常淬火一般为不完全淬火.x

37.碳钢淬火后回火时一般不会出现高温回火脆性.x

38.工件经氮化处理后不能再进行淬火.4

39.对灰铸铁不能进行强化热处理.V

40.过共析钢经正常淬火后,马氏体的含碳量小于钢的含碳量.7

41.凡能使钢的临界冷却速度增大的合金元素均能减小钢的淬透性.V

42.高速钢淬火后经回火可进一步提高其硬度

43.马氏体的强度和硬度总是大于珠光体的.x

44.纯铁在室温下的晶体结构为面心立方晶格.x

45.马氏体的硬度主要取决于淬火时的冷却速度.x

46.等温淬火的目的是为了获得下贝氏体组织

47.对普通低合金钢件进行淬火强化效果不显著H

48.高镒钢的性能特点是硬度高，脆性大.x

49.马氏体是碳溶入丫-Fe中所形成的过饱和固溶体.X

50.间隙固溶体的溶质原子直径小，其强化效果远比置换固溶体差.x

51.钢经热处理后，其组织和性能必然会改变.x

52.纯金属都是在恒温下结晶的

53.所谓白口铸铁是指碳全部以石墨形式存在的铸铁.x

54.白口铸铁铁水凝固时不会发生共析转变.x

55.铸件可用再结晶退火细化晶粒.x

56.冷热加工所形成的‘纤维组织'都能使金属出现各向异性.V

57.奥氏体的塑性比铁素体的高N

58.马氏体转变是通过切变完成的，而不是通过形核和长大来完成的.x

59.金属中的固态相变过程，都是晶粒的重新形核和长大过程H

60.对金属进行冷、热加工都会产生加工硬化.x

61.在共析温度下，奥氏体的最低含碳量是0.77%H

62.亚共析钢经正火后,组织中的珠光体含量高于其退火组织中的H

63.合金的强度和硬度一般都比纯金属高H

64.白口铸铁在室温下的相组成都为铁素体和渗碳体

65.过共析钢的平衡组织中没