机械工程材料习题集和答案解析

第1章材料的构造和金属的结晶

一、选择题

L材料的构造层次包括：〔〕。

〔a〕原子构造和原子结合键、原子的空间排列、相和组织

(b)原子构造和电子构造、原子的空间排列、相和组织

(c)原子构造、电子构造、相和组织

(d)原子、电子、质子

2.金属中正离子与电干气之间强烈的库仑力使金属原子结合在一起，这种结合力叫做〔

［a］离子键⑹共价键；c］金属键⑷氢键

3,两个或多个电负性相差不大的原子间通过共用电子对而形成的化学键叫做〔〕。

［a］离子键〔b〕氢键〔2共价键〔d〕金属链

4.金属具有良好的导电性和导热性与〔〕有密切关系。

［a］金属有光泽〔b〕金属不透明〔c〕金属塑性好〔d〕金属中自由电7■数量多

5.金属键没有方向性，对原子没有选择性，所以在外力作用下发生原子相对移动时，金属键不会被破坏，因

而金属表现出良好的〔］0

(a)脆性出〕塑性〔c〕绝缘性⑷刚性

6.金属加热时，正离子的振动增强，原子排列的规那么性受到干扰，电子运动受阻，电阻增大，因而金属具

有〔

fa)正的电阻温度系数〔b〕高强度〔c〕高塑性〔d〕绝缘性

7,固态物质按原子〔离子或分子〕的聚集状态分为两大类，即〔〕。

［a］晶体和非晶体〔引固体和液体卜〕液体和气体〔d〕刚体和质点

8,原子〔离子或分子〕在空间观那么排列的固体称为〔〕。

⑷气体⑹液体⑻晶体⑷非晶体

9,原子〔离子或分子〕在空间不规那么排列的固体称为〔Jo

〔a〕气体〔b〕液体〔c〕晶体〔”非晶体

W.晶体具有〔〕的熔点。

［a］不定确定〔b〕固定〔c〕可变〔d〕无法测出

11.非晶体〔〕固定的熔点。

［a］没有〔b〕有

12.在晶体中，通常以通过原子中心的假想直线把它们在空间的几何排列形式描绘出来，这样形成的三维空

间格架叫做〔〕。

［a］晶胞〔b〕晶格：c〕晶体〔d〕晶核

13.从晶格中取出一个能完全代表晶格特征的最根本的几何单元叫做〔〕。

［a］晶胞⑹晶格©晶体⑷晶核

14.晶胞中各个棱边长度叫做：〕。

［a］原子间距〔b〕原子半径〔c)晶格常数〔d〕原子直径

15.晶胞各棱边之间的夹角称为〔

［a］晶面夹角〔b〕棱间夹角〔c〕晶向夹角〔d〕轴间夹角

15.通过晶体中原子中心的平面叫〔〕。

［a］对称平面〔b〕几何平面卜〕晶面〔d〕晶面族

17.为了分析各种晶面上原子分布的特点，需要给各种晶面规定一个符号，这就是〔〕。

［a］方向指数〔b〕晶面指数〔c〕晶向指数〔d〕符号指数

18.晶胞中所包含的原了•所占体积与该晶胞的体积之比称为（〕。

〔a〕配位数〔b〕原子比卜〕致密度〔可密度

19.晶格中与任一原子最邻近且等距离的原子数称为〔

[a]致密度少〕配位数〔c〕等距离原子数〔d〕相邻原子数

20.一个体心立方晶胞中共有：〕个原子。

[a]1[b]2[c]3[d]9

21.一个面心立方晶胞中共有：〕个原子。

[a）1〔b[2〔c〕4〔d〕14

22.一个密排六方晶胞中共有：〕个原子”

[a]3〔b〕4[c）5〔d〕6

23.体心立方晶格中原子的配位数是〔

[a]2⑹8[c]4[d]6

24.面心立方晶格中原子的配位数是〔

[a]8[b]6（c）12[d]15

25.晶体中原子排列方式一样但位向不同的晶面称为〔〕。

〔a〕平行晶面〔b〕一族晶面〔c〕穿插晶面〔可相交晶面

26.在体心立方晶格中，原子密度最大的一族晶面是〔〕。

⑷{111）Cb][110）[c][211）Cd][112）

27.在面心立方晶格中，原子密度最大的一族晶面是〔〕。

〔a〕（111}[b]{110}⑻{211}⑷{112}

28.通过晶体中原子中心的直线方向叫做〔〕。

[a]原子列〔b〕晶向〔c〕晶面方向〔d〕晶面

23.晶体中原子排列方式一•样但位向不同的晶向称为〔〕。

[a]平行品向〔b〕一族晶向〔c〕穿插晶向〔d〕相交晶向

30.在体心立方晶格中，原子密度最大的一族晶向是〔]0

[a]<110>[b]<111>〔c〕<211>[d]<122>

31.在面心立方晶格中，原子密度最大的一族晶向是〔〕。

[a]<110>Cb]<111>〔c〕<211>[d]<122>

32.晶体在不同方向上常表现出不同的物理、化学和力学性能，即表现出〔〕的特征。

[a]各向异性〔b〕各向同性伪等向性（d）分散性

33.非晶体一般不具有〔

〔a〕各向异性〔b〕各向同性〔c〕伪等向性（d）分散性

31.由许多位向不同的单晶体组成的晶体叫做〔〕。

[a]单晶体⑹晶粒⑻多晶体⑷非晶体

35.晶粒之间的界面称为〔

[a]亚晶界比〕晶界〔c〕曲面（d）小角度晶界

35.如果晶体内的所有原子都是规那么排列的，这种晶体称为〔〕。

[a]晶体〔b〕多晶体〔c〕理想品体〔d〕绝对晶体

37.实际晶体中总会存在不完整的、原子排列偏离理想状态的区域，这些区域称为〔〕。

[a）不完整晶体〔b〕晶体缺陷〔c〕非理想晶体〔d〕非晶体

38.晶体缺陷按几何形态分为三.类，即〔〕。

[a）空位、线缺陷和晶界[b）置换原子、位错和亚晶界

点缺陷、线缺陷和面缺陷〔d〕理想晶体

33.[〕就是没有原子的结点。

[a]置换原户⑹空位⑻间隙原子（d）交点

40.位于晶体间隙中的原子称为〔〕。

fa]置换原子〔b〕杂质原户[c]间隙原子（d）小直径原子

41.处在结点上的异类原子称为〔〕。

fa）置换原子〔b〕杂质原子〔c〕间隙原子

42.由两种或两种以上的金属原素或金属与非金属元素经过冶炼、烧结或用其他方法组合而成的具有金属特

性的物质称为〔〕。

[a]合金钢[b）合金〔c〕铸造合金〔d〕固溶体

43.合金结晶时假设组元相互溶解所形成的固相的晶体构造与组成合金的某一组元一样，那么这类固相称为

[1。

〔a〕固溶体〔b〕化合物〔c〕晶体〔可非晶体

44.固溶体中含量较多的组元称为〔〕。

W溶质〔b〕溶剂基体（d）基元

45.固溶体中含量较少的组元称为〔〕。

⑷溶质⑹溶剂㈤基体（d）基元

46.固溶体的晶格类型与〔〕组元的晶格类型--样。

[a]溶质⑹溶齐IJ（c）基体

47.〔〕是指肉眼或借助显微镜所观察到的合金的相组成及相的数量、形态、大小、分布特征。

⑸相⑹组织⑹晶格⑻晶粒

48.在金属或合金中，凡化学成分一样、晶体构造一样并与其它局部有界面分开的均匀组成局部称为〔

㈤组织⑹固溶体⑹相⑻珠光体

49.合金结晶时假设组元相互溶解所形成固相的晶体构造与组成合金的某一组元一样，那么这类固相称为

〔〕。

⑷组织⑹固溶体⑻相⑻珠光体

50.〔〕是指溶质原子占据了溶剂原子晶格中的某些结点位置而形成的固溶体。

[a]置换固溶体〔b〕间隙固溶体〔c〕有序固溶体〔d〕无序固溶体

51.不利于细化晶粒的工艺是：

[a]提高过冷度〔b〕变质处理〔c〕振动搅拌〔d〕减小过冷度

52.纯金属结晶时，冷却速度越快，那么实际结晶温度将〔〕。

[a]越高[b]越低〔c〕越接近理论结晶温度〔d〕没有变化

53.铸件从外表到心部三个典型的区域是〔

〔a〕细等轴晶粒区、粗等轴晶粒区、柱状晶粒区〔b〕细等轴晶粒区、柱状晶粒区、粗等轴晶粒区

〔c〕柱状晶粒区、细等轴品粒区、粗等轴晶粒区〔d〕粗等•轴晶粒区、柱状晶粒区、细等轴晶粒区

54.合金液在凝固冷却过程中，其液态收缩和凝固收缩如不能得到补偿，那么在铸件最后凝固处会形成孔洞，

容积大而集中者称为〔〕，小而分散者称为缩松。

[a]孔洞⑹缺陷：c〕缩孔⑷真空

55.与固溶体相比，金属间化合物的性能特点是〔〕。

[a]硬度高，塑性高〔b〕熔点高，硬度低〔c〕熔点高，硬度高〔d〕硬度低，塑性低

1234567891011121314151617181920

accdbaacdbabacbcbcbb

2122232425262728293031323334353637383940

Cdbcbbabbbaaacbcbcbc

414243444546474849505152535455

aaababbcbadbbcc

动和搅拌；〔3〕变质处理。

第二章金属的塑性变形与再结晶

一、选择题

1.金属变形的三个阶段分别是〔

[a]弹性变形、粘流变形和断裂〔b〕弹性变形、弹喔性变形和断裂

[c]弹性变形、高弹变形和断裂〔d〕高弹变形、弹塑性变形和断裂

2,发生明显塑性变形后而发生的断裂称为〔人

[a]韧性断裂〔b〕脆性断裂〔c〕疲劳断裂〔d〕延时断裂

3,断裂前无明显塑性变形的断裂称为〔

[a]韧性断裂〔b〕脆性断裂[c）疲劳断裂〔d〕延时断裂

4,〔〕是晶体的一局部沿着一定的晶面和晶向相对于另一局部作相对的滑动，是晶体发生塑性变形的主

要方式。

[a]攀移〔b〕滑移〔c〕位错①〕剪切

5.单晶体塑性变形的根本方式有（）。

[a）滑移和挛晶〔b〕滑移和挛生〔c〕滑动和李生〔d〕错动和挛生

6.当作用在滑移系上的口到达某一临界值时，滑移才能开场。

[a]拉应力〔b〕切应力〔c〕正应力〔d〕分切应力

7,a-Fe晶体在受力时发生滑移，其滑移系为（）。

[a]{110}[111]（b）{110（<111>[c]{111}<110>Cd]{110}[110]

8.厂Fc晶体在受力时发生滑移，其滑移系为（）。

[a]{110JE111]（b）{110（<111>[c]{111}<110>[d]{110}<110>

9,滑移的本质是（）。

[a]晶格错动[b]位错运动[c]晶格转动⑷李生

W.变形量很大时，各晶粒会被拉长成细长条和纤维状，这种组织被称为〔L

〔a〕纤维组织也〕拉长晶粒〔c〕变膨组织〔d〕长条状组织

11.经过大量塑性变形后，由于位错密度增大和发生交互作用，位错分布不均，并使晶粒分化成许多位向略

有差异的亚晶块，称为〔Jo

fa）小晶粒〔b〕亚晶粒〔c〕晶粒〔d〕位错晶粒

12.在塑性变形量很大时，伴随着晶粒的转动，各个晶粒的滑移面和滑移方向都会逐渐与形变方向趋于一致，

从而使多晶体中原来取向互不一样的各个晶粒在空间位向上呈现一定程度的一致性，这种现象称为择优

取向，这种组织称为〔

[a]择优组织〔b〕变形组织於〕形变织构〔可拉长组织

13.加工硬化使金属（）。

[a]强度升高、塑性降低也〕强度降低、塑性降低

卜〕强度升高、塑性升高〔d〕强度降低、塑性升高

14.经冷塑性变形的金属在加热时，在光学显微组织发生改变前〔即在再结晶晶粒形成前〕所产生的某些亚

构造和性能的变化过程称为〔〕。

[a]恢复⑹回复：c]再结晶⑻结晶

15.当冷变形金属的加热温度高于回复温度时，在变形组织的基体上产生新的无畸变的晶核，并迅速长大形

成等轴晶粒，逐渐取代全部变形组织，这个过程称为〔

[a]恢复⑹回复0再结晶⑷结晶

16.变形后的金属加热发生再结晶，再结晶后的金属（）0

[a]强度、硬度升高，塑性、韧性降低〔b〕强度、硬度降低，塑性、韧性降低

卜〕强度、硬度升高，塑性、韧性升高3〕强度、硬度降低，塑性、韧性升高

17.多晶体的塑性变形具有〔〕。

[a]不变性、同时性和协调性〔同不同时性、不均匀性和相互协调性

[c]在一个晶粒内的变形是均匀的特性〔d〕各个晶粒的变形相等的特性

1234567891011121314151617

babbbdbcbabcabcdb

二、判断题

1.二次再结晶会导致材料晶粒粗大，降低材料的强度、塑性和韧性。〔〕

2,冷变形黄铜部件采用回复退火可防止应力腐蚀开裂。〔〕

3.变形金属回复后的力学性能变化不大，只有内应力和电阻率明显降低。〔〕

4.变形后的金属再结晶退火温度越高，退火后的晶粒越粗大。

5,滑移变形不会引起金属晶体构造的变化。〔〕

6.金属铸件可以通过再结晶退火来细化晶粒。〔〕

7,再结晶过程是有晶格类型变化的结晶过程。〔〕

8.金属的热加工必须是在再结晶温度以下的变形加工。〔〕

9.金属变形时产生的织构引起材料的各向异性，对材料的性能总是不利的。〔〕

10.晶体的滑移是在正应力的作用下发生的。〔〕

11.变形金属再结晶后的强度、硬度变化不大。〔〕

12.金属的冷变形量越大，其开场再结晶的温度越高。〔〕

13.加工硬化或形变强化的本质是位错密度随变形量增大而增大，使位错运动更加困难、〔〕

12345678910111213

r~XXXXXXX

三、问答题

1.塑性变形的实质是什么？它对金属的组织与性能有何影响？

答：塑性变形的实质是晶体的一局部相对于另一局部做了相对位移，主要通过位错的运动和学生两种方式实

现。金属经过塑性变形后，晶粒被拉长，形成纤维组织，亚构造细化，位错密度提高，强度和硬度提高，而

塑形和韧性降低。

2.多晶体的塑性变形与单晶体的塑形变形有何异同？

答：多晶体和单晶体的塑形变形都是通过位错的滑移和李生方式进展的，不同点是，多晶体由于位向不同，

不能同时开场滑移，晶粒之间需要相互协调，各个晶粒的变形大小也不一样，晶界对位错运动有较大的阻碍

作用。

3.为什么常温卜.晶粒越细小，不仅强度、硬度越高，而且塑性、韧性也越高？

答：晶粒越细小，品界数量越多，对位错的阻碍作用越大，所以，强度和硬度越高。晶粒越细小，变形时越

容易协调，不易产生裂纹，所以，塑性和韧性也好。

4,用冷拔铜丝制作导线，冷拔后应如何处理，为什么？

答：用冷拔铜丝制作导线，冷拔后应进展再结晶退火处理。经过冷拔变形使铜丝的电阻率增大，塑性降低，

经过再结晶退火，提高了导电性和塑性。

5.金属W、Fe、Cu的熔点分别为3380℃、1538℃、1083℃,试估算这些金属的再结晶温度范围。

答：W、Fe、Cu的再结晶温度范围分别是：

0.4X〔3380+273〕-273=1188℃

0.4X[1538+273]-273=451cC

0.4X[1083+273]-273=269℃

6.为获得细小的晶粒组织，应艰据什么原那么制定塑性变形及退火工艺？

答：尽可能大的塑性变形量和在尽量低的温度下进展再结晶退火。

7,用一冷拔钢丝绳〔新的、无瑕疵〕吊装一大型工件入炉，并随工件一起被加热到1000℃,保温后再次吊

装工件时发生断裂，试分析原因。

答：1〕发生了再结晶使强度降低；2]再结晶温度高发生二次再结晶；3〕在1000C下其强度远远低于室温

下的强度。

8.说明产生以下现象的原因：

[1）滑移面和滑移方向是原子排列密度最大的晶面和晶向；

〔2〕晶界处滑移阻力最大；

〔3〕实际测得的晶体滑移所需的临界切应力比理论计算的数值小很多；

[4]Zn、a-Fe和Cu的塑性不同。

答：〔D位错的运动可以看作是剪切变形，滑移面之间的距离越大，滑移方向上原子间距越小，那么位错移

动一个柏氏矢量的变形减小，需要的切应力最小，所以，滑移面和滑移方向是原子排列密度最大的晶面和晶

向。

〔2〕因为两个晶粒之间存在大的位相差，所以，位错不能直接通过晶界，成为了位错运动的阻力。

〔3〕理论计算是按照整体滑移假设计算的，而实际晶体由于内部存在大量位错，是在滑移面上通过位错

的运动实现的，需要的切应力比理论计算的要小几个数量级。

〔4〕Zn、a-Fe和Cu的晶体构造类型不同，分别为密排六方、体心立方和面心立方，所以塑性依次增大。

第三章二元合金相图

一、选择题

1.一种合金冷却时只发生L-a转变，那么该合金〔〕。

〔a〕冷却速度越慢越容易腐蚀〔b〕冷却速度越快越容易腐蚀

[c]属于共晶合金〔d〕属于包晶合金

2.一种合金冷却时发生Lia+p转变，〔〕。

[a]这种合金称为共析合金〔b〕这种合金称为共晶合金

[c]这种合金称为包晶合金〔d〕这种合金称为包析合金

3.一种合金冷却时发生L+a—p转变，口。

[a]这种合金称为共析合金〔b〕这种合金称为共晶合金

卜〕这种合金称为包晶合金〔d〕这种合金称为包析合金

4.一种合金冷却时发生y-a+B转变，口。

[a]该转变得到的组织称为共晶组织〔b〕该转变得到的组织称为共析组织

[c]这种合金称为包晶合金〔d〕这种合金称为包析合金

5.A、B两组元在固态时能形成无限固溶体，那么

[a]固溶体的熔点比/\、B组元的熔点低〔引固溶体的导电性比A、B组元的高

〔c〕A、B组元的晶体构造一样〔d〕A、B组元的原子半径相差比拟大

6.A、B两组元在固态时能形成无限固溶体，其中A组元的质量分数为50%的合金在600℃时液相的质量分数

为40%,液相中A组元的质量分数为60%,可以知道口。

[a]A组元的熔点比B组元的熔点低〔b〕A、B组元的熔点均低于600C

[c]A组元的熔点高于600℃[d]固相中A组元比B组元的质量分数小

7,两组元在液态和固态均无限互溶时的二元合金相图称为〔〕。

[a]共晶相图〔b〕匀晶相图〔c〕包晶相图〔d〕二元相图

8.从液相结晶出单相固溶体的结晶过程称为〔〕。

〔a)匀晶转变〔b〕共晶转变〔c〕包晶转变〔d〕共析转变

9.合金从液态无限缓慢冷却、原子扩散非常充分，冷却过程中每一时刻都能到达相平衡条件的结晶称为[]0

[a]匀晶结晶〔b〕平衡结晶〔c〕非平衡结晶⑻凝固

W.在非平衡结晶情况3在一个晶粒内部出现化学成分不均匀的现象称为[]0

[a]晶内偏析〔b〕不均匀结晶〔0成分不均匀W晶间偏析

11.由液-•样时结晶出两种固相的结晶过程称为〔〕。

[a]勾晶转变〔b〕匀晶反响〔c〕共晶转变〔d〕包晶转变

12.共晶转变所得产物称为〔L

(a)固溶体⑹共晶组织⑻包晶组织⑷共析组织

13.包晶转变所得产物称为〔]o

[a]固溶体〔b〕共晶组织〔c〕包晶组织〔d〕共析组织

12345678910111213

bbcbcababacbc

二、判断题

1.由于纯铝的强度低于纯铜的强度，所以，在铜中参加少量铝即成固溶体时，固溶体的强度低于纯铜的强度。

〔〕

2.在一样溶质原子含量情况下，置换原子的强化效果大于间隙原子的强化效果。口

3.晶体缺陷对材料的力学性能有害而无益。口

4.间隙化合物的晶体构造一般比纯金属的晶体构造复杂。〔〕

5.一般来说，化合物的硬度比拟高，耐磨性好。口

6.一样成分的合金平衡结晶比非平衡结晶具有更高的强度。〔〕

7.结晶速度越快，结晶后的成分偏析越大。〔〕

8,通过热处理方法无法减小或消除结晶时产生的成分偏析。(]

9.在共晶点成分附近，共晶合金的结晶温度最低。[]

10.与共晶反响最相似的反响是包晶反响血不是共析反响。□

12345678910

XXXyXX

三、问答题

1.试述固溶强化、加工硬化和弥散强化的强化原理，并说明三者的区别。

答：溶质原子在晶体的间隙位置形成间隙固溶体或代替节点上的原子形成置换固溶体都增加:晶格畸变，增

加了位错运动阻力，产生的强化效应称为固溶强化。

通过塑性变形使位错密度增大，造成位错与林位错之间的交互作用，增大位错运动阻力，使强度硬度提

高的现象称为加工硬化。

当位错遇到可变形弥散质点时，位错切过质点增加新外表，能量增大；或位错绕过不可变形第二相质点

留下位错环蟒加能量，从而造成强化的现象叫弥散强化。

可见，三者造成强化的原因和机理都不-一样。

2.有尺寸和形状完全一样的两个Ni-Cu合金铸件，一个含SilO乳另一个含6田0乳铸后缓冷，问固态铸件中

哪个偏析严重，为什么？怎样消除偏析？

答：含好」50%的固态铸件偏析严重。因为含Si50%的合金比含6/0%合金的液相与固相的成分差大，所以，容

易造成成分偏析。

将铸件加热到1050、1100℃进展扩散退火可消除成分偏析运

3.共晶点与共品线有何关系？共晶组织一般是什么形态，如何形成？

答：共晶线的两端对应共品组织中在共晶温度下两相的成分，而共晶点是只发生共晶反响的合金成分即共晶

合金的成分。共晶组织多数为层片状形态，也有点状、棒状等形态。共晶组织中的两相在共晶转变时交替形

成，形成两相机械混合物。

4.为什么铸造合金常选用具有共晶成分或接近共晶成分的合金？用于压力加工的合金选用何种成分的合金

为好？

答：共晶成分或接近于共晶成分合金的液相和固相的成分差小，结晶温度范围小，流动性好，铸造性能好，

所以，铸造合金常选用该类合金。

而用于压力加T的合金需要具有良好的塑性，需要选用单相固溶体或加热到单相固溶体区后进展压力加

工。

5.在Pb-Sn合金中，指出合金组织中：①含阳最多的合金；②共晶体最多的合金；③最容易和最不容易产

生成分偏析的合金。

答：①含所最多的合金是6nl然；②共晶体最多的合金是Sn61.9%;③最容易产生成分偏析的合金是

和最不容易产生成分偏析的合金纯铅、纯锡和共晶合金。

6.利用Pb-Sn相图，分析含(0而30%的合金在以下各温度时有哪些相和组织组成物，并计算框和组织组成物的

相对含量。

①高于300℃;②刚冷到183℃,共晶转变尚未开场；③在183℃,共晶转变完毕；④冷至室温。

答：①高于300(为单相液相。

②液相和a相。

③相：a相和。相

组织：初生a和［a+p］共晶。

④相:a相和。相

组织:初生a+M和(a+p)共晶。

9.八组元的熔点为1000℃,B组元的熔点为700℃,面=25%的合金在500℃结晶完毕，并由73.33%的先共晶相

a相与26.67%的〔研⑼共晶体所组成；⑼尸50%的合金也在500℃结晶完毕，但它是由40%的先共晶相白相与

6m的〔必⑼共晶体所组成，而此时合金中a相的总量为50双试根据上述条件作出A-B合金概略的二元共晶

相图,

答：

解上述方程组津：y

A=5%

y=80%

z=95%

第四章铁碳合金

一、选择题

1,纯铁冷却过程中,在912℃发生〔

［a］吸热现象⑹放热现象[c]a-Fe—*y-Fe转变[d]6-Fe—>y-Fe转变

2,纯铁加热过程中,在912℃发生〔

［a］吸热现象⑹放热现象[c]?-鱼一0-卜6转变[d]Fe一7-Fe转变

3.某Fe-C合金在平衡冷却条件"在800七开场发生A-F转变，727℃发生A-P转变，可以知道〔〕。

［a］该合金的含碳量［b］该合金属于过共折合金

［c］该合金含碳量大于0.77%［d］其耐磨性比工业炖铁的低

4.某Fe-C合金在平衡冷却条件下，在800℃开场发生A-Fe3c转变，727℃发生A-P转变，可以知道〔〕。

6〕该合金属于亚共析合金山〕该合金属于过共折合金

〔c〕该合金含碳量小于0.02%[d]其耐磨性比工业纯铁的低

5.某优质碳素钢经完全退火后铁素体的体积分数为52%,其钢号是〔L

㈤30⑹40：c]45⑻50

6.某优质碳素钢经完全退火后铁素体的体积分数为33%,其钢号是〔

㈤15⑹20；c]25[d]50

7.某优质碳素钢经完全退火后F/Cu的体积分数为3.5%,其钢号是〔〕。

⑷30⑹50:c〕T7〔d〕T1O

8.在Fe-C合金中，固态可能存在的相是〔〕。

〔a〕L、3、丫、a、Fc3c〔b〕3、y、F、Fe3c[c]3、y、a、F。3c〔d〕3、A、a、Fe3c

9.Fe-Fe3c相图上有。恒温转变。

⑸1⑹2(c)3⑷4

10.某Fe-C合金由液态极其缓嘤的冷到室温，发生如下反响：L-Y，I+Fe3Cu,La+F*C,该合金的含

碳量范围是〔〕。

⑸<0.77%[b]>0.77%且<2.11%[c]>0.77%⑷>2.1%

11.某Fe-C合金由液态极其缓嘤的冷到室温，组织中有莱氏体，该合金的含碳量范围是〔〕。

〔a〕>0.77%〔b〕<2.11%[c]>2.11%且<6.69%〔d〕>4.3%

12.某Fe-C合金由液态极其缓变的冷到室温，其组织为F+P,该合金的含碳量范围是0。

㈤>0.77%〔b〕<2.11%(c)>0.02%且<0.77%(d)>2.1%

13.某Fe-C合金由液态极其缓慢的冷到室温，其组织为P,该合金的含碳量范围是〔〕。

㈤>0.77%⑻>0.77%且<2.11%〔c〕0.77%(d)>2.1%

14.某Fe-C合金由液态极其缓慢的冷到宝温，其组织为P+FesC”，该合金的含碳量范围是〔)。

⑸<0.77%⑹>0.7710X2.11%[c]0.77%(d)>2.1%

15.在45钢中参加Mn形成45Mn,Mn起到的作用是〔〕。

〔a〕只有固溶强化作用〔b〕溶强化和提高淬透性W细化晶粒〔d)二次硬化

16.在钢中参加大量的W和丫能〔〕。

6〕降低本钱〔b〕产生二次硬化效应、提高耐磨性W提高塑性〔d〕提高导电性

17.属于非碳化物形成元素是〔)。

⑸Mn、Si、V[b]B、Si、P、CrCc]Si、B、Ni、Co[d]Si、Mn

18.不能提高钢的淬透性的合金元素是〔〕。

[a]Co[b]Si.Mn：c]C。、Cr⑷V、Si、Ni

19.40Cr的含碳量约为Qo

〔a〕0.2%⑹0.4%0.6%⑷0.8%

20.5CrMnMo的含碳量约为。。

[a]0.2%[b]0.3%㈤0.5%⑷0.7%

21.GCrl5的含碳量约为0。

㈤0.6%⑹0.8%©1.0%1.5%

22.GCr15的含铝量约为

⑸0.6%⑹0.8%：c]1.0%1.5%

23.经过热处理后耐磨性最好的钢是〔〕

〔a〕20〔b〕W18Cr4V〔c〕20CrMnTiCd]38CrMoAl

24.经过热处理后韧性最好的钢是〔〕

〔a〕T10(b]W18Cr4V[c]38CrMoAl[d]Crl2

25.价格最高的钢是〔〕。

〔a〕T10[b]W18Cr4V[c]38CrMoAl[d]CrI2

26.属于中碳钢的是〔〕。

〔a〕T10[b]W18Cr4V[c]38CrMoAl[d]Crl2

1234567891011121314151617181920

baabbddccbcccbbbcabc

212223242526

Cddcbc

二、判断题

1.描述工业纯铁的组织参数主要是铁索体的晶粒大小和形状。口

2,由于工业纯铁的强度低，所以无实用价值,：〔〕

3,通过冷变形可以提高工业纯铁的塑性变形能力。口

4.在退火状态下，随含碳量增加，钢的强度总是提高的。。

5.在退火状态下，随含碳量增加，钢的硬度总是提高的。。

6,高碳钢的耐磨性总高于低碳钢的耐磨性。口

7.钢的耐磨性不仅与成分有关，还与其组织有关。0

8.当过共析钢中出现网状渗碳体时，其强度和塑性比拟高。〔〕

9,白口铸铁在工业上的应用价值不大。0

10.在优质钢中，S、P元素总是有害元素。口

12345678910

L

VXXX4~X4~X4~

三、问答题

1.何谓铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体和变态莱氏体？分别写出它们的符号和性能特点。

答：碳溶解到a-Fe所形成的间隙固溶体称为铁素体，用F表示，其强度低，塑性和韧性高。

碳溶解到rFe所形成的间隙固溶体称为奥氏体，用A表示，其强度较低，塑性和韧性高。

碳与铁形成的间隙化合物称为渗碳体，用Fe3c表示，其强度、塑性几乎为0,硬度高，耐磨性高。

a相和渗碳体所形成的机械混合物称为珠光体，用P表示、其强度高，塑性和韧性较高。

Y相和渗碳体所形成的机械混合物称为莱氏体，用Ld表示，其强度较高，塑性和韧性很差。

莱氏体到7270c以下，y-P后的组织称为室温或变态莱氏体，用Ld'表示，其强度低，塑性和韧性极差。

2.分析含碳量为曲0.2%,©0.77%和©1.20%的碳钢的平衡结晶过程及室温平衡组织，并根据组织分析它们心、

HBW和A的上下。

答：收。2%的平衡结晶过程：LTB,加+LBFJ,L-y,y->a⑶,y->P(a+Fe3C),a(F)->Fe3Cni〔通常可忽

略〕；室温平衡组织:F+P(忽略Fe?—)。

g。77%的平衡结晶过程：L-y,y-P(a+Fe3C),;室温平衡组织：P

收1.20%的平衡结晶过程：L->y,Y->Fc3Cn,y-P(a+F/。；室温平衡组织：P+Fe3Cn

由于F的强度<P的强度，所以a0.77%的抗拉强度〔Rm〕2%的Rm油于Fe?，“降低强度，所以，co.0.77%

的Rm>(ocl-2%的Rm。

Fe3c使硬度［HBW］提高，所以，9。2%的硬度最低，而sL2%的硬度最高，侬。77%的硬度略低于©1.2$

的硬度。

由于F的塑性最好,所以，触0.2%的延伸率［A］最大，而.1.2%的最小。

3.计算碳含量为8。2%的碳钢在室温时珠光体和铁素体的相对量。

解:3产0.2/0.77=26%〔忽略F中的碳〕

(0E=1-(0P=74%(忽略FesCni)

4.某工厂仓库积压了许多碳钢(退火态〕，由于管理不善，钢材混杂，经金相分析后发现其中铁素体占〔体积

分数〕60%,珠光体占40%,试碰定该钢材的碳含量为多少？并写出其钢号。

解：题意分析：

①因为是退火态，可以看作是平衡组织，因而可以按杠杆定律进展计算；

②F和P的密度差异不大，因而体积分数=质量分数；

③忽略F中的含碳量，而P中的含碳量为0.77%;

④钢号有10、15、20、25、…间隔为0.05%。

Wc=40%X0.77%=0.308%

其钢号为30。

5.珠光体的硬度=180HBW,A=20%铁索体的硬度=80HBW,A=50%,试计算碳含量为g0.45%碳钢的硬度和伸长率。

解：题意分析：对F+P或其他聚合性组织，可以近似按线性关系计算强度、硬度和延伸率。

对45钢，g,=0.45/0.77=58%,(O,F=42%

45钢的硬度=180x58%+80x42脏138HBW

45钢的延伸率=20%x58%+50%x42%=33%

6.一块低碳钢，一块白口铁，它们的形状、大小-•样，请说出有哪些简便的方法把它们区分开来。

答：题意分析：根据低碳钢和白口铁的物理、化学和力学性能的不同点进展区分。

①铁不钢更容易吸收振动能量：铸铁的消振性〕，可以用敲击的方法，敲击声音长者为低碳钢，短的为

白口铸铁:，

②测硬度，白口铸铁的硬度比低碳钢的硬度高。

③破坏性试验，白口铁容易砸碎，断口平齐，无塑性变形，而低碳钢在断裂前发生较大塑性变形。

7.根据Fc-F/C相图，说明以下现象的原因：

C1］低碳钢具有较好的塑性，而高碳钢具有较好的耐磨性；

〔2〕钢中碳含量一般不超过©1.35%;

〔3〕钢适宜锻压成型，而铸铁不能锻压，只能铸造成型；

⑷碳含量为的0.45%的碳钢要加热到1200℃开场锻造，冷却到800℃停顿锻造。

答：〔1〕钢中的C无论是固溶在a相中或形成Fe3c都降低共塑性，提高耐磨性，所以，低碳钢具有较好的塑

性，而高碳钢具有较好的耐磨性。

〔2〕钢中碳含量过高，严重降低其塑性和韧性，由于塑性和韧性的降低，其耐磨性增加不大甚至会降低,

所以，含碳量不能过高。

〔3〕单相固溶体具有良好的塑性，可以发生较大的塑性变形而不开裂，所以，将钢加热到单相奥氏体区

进展锻压成型，不仅变形抗力小，而且不容易开裂；而铸铁在固态下都是两相，其中Fe3c几乎不能变形，其

组织几乎不能发生塑性变形，所以，不能用锻压方法成型，只能铸造成型。

〔4〕钢锻压时需要加热到单相奥氏体区，温度越高，变形抗力越小，越容易变形，但过高的温度容易使

奥氏体晶粒长大，甚至局部〔晶界处〕低熔点杂质可能熔化，如果温度过低，变形抗力增大，甚至进人F+P

两相区而显著降低其塑性，所以，加热到1200七开场锻造，冷却到800℃停顿锻造。

8.从流动性、收缩率和偏析倾向考虑，哪种成分的铁碳合金铸苣合金性能最好？试分析3。45%的碳钢铸造性

能如何。

答：熔点低、共晶成分的合金流动性好，结晶温度范围小的合金收缩率小，而纯金属和共晶合金的成分偏析

小。所以，钢和接近共晶成分的合金铸造性能好。收0.45%的碳钢的铸造性能虽然不如共晶合金，但也是比拟

好的。

9.“高碳钢的质量比低碳钢的质量好〃，这种说法对吗?碳钢的质量好坏主要按什么标准确定？为什么？

答：“高碳钢的质埴比低碳钢的质埴好〃，这种说法不对。因为钢的质量主要根据钢中S、P的质量分数确定

质量等级。S、P含量越高，钢中夹杂物数量增加，严重降低钢的塑性和韧性。由于高碳钢本身塑性韧性差，

所以，通常对高碳钢的S、P含量要更低些。

0总结合金元素在钢中的主要车用。

答:⑴固溶强化〔主要是Mn、Si和Ni〕;⑵细化晶粒〔W、Mo、V'、Ti等〕;(3)形成碳化物提高强度和

耐磨性〔W、“。、V、Ti等〕；⑷提高淬透性〔除Co以外的合金元素〕；〔5〕提高回火稳定性〔绝大多数合

金元素〕；⑹二次硬化和提高红硬性〔主要W、Mo、V〕。

第五章钢的热处理

一、选择题

1,把固态金属材料加热到预定温度，保温一段时间后，以一定的速度冷却，从而改变材料也组织构造和性能

的热加工工艺叫做

[a]退火⑹淬火⑹热处理⑻热加工

2,珠光体向奥氏体的转变包括：〕个阶段。

[a]1[b]2(c)3[d]4

3,亚共析钢和过共析钢的奥氏体形成过程与共析钢根本一样，当加热温度仅超过Ac1时，原始组织中的珠光

体转变为奥氏体，仍保存一局部先共析铁素体或先共析渗碳体，该过程称为口。

6〕完全奥氏体化过程〔b〕不完全奥氏体化过程〔c〕单相区加热〔d〕珠光体转变

4.在临界温度以下存在且不稳定的、将要发生转变的奥氏体称为。。

〔a〕奥氏体〔b〕剩余奥氏体[c[过冷奥氏体〔d〕不稳定奥氏体

5.钢从奥氏体化状态快速冷却，在较低温度下〔低于地点〕发生的转变称为〔

6〕珠光体转变〔b〕马氏体转变〔c〕上贝氏体转变〔d〕下贝氏体转变

6.用钢加热到临界温度A”以上或以下温度，保温一定时间，然后缓慢冷却〔如炉冷、坑冷、灰冷〕获得接

近平衡组织的热处理工艺，称为。。

6〕正火〔b〕退火〔c〕淬火〔d〕回火

7.将钢加热到/侬或A.以上30〜50C,保温一定时间使之完全奥氏体化后，在空气中冷却〔大件也可采用

鼓风或喷雾〕，得到珠光体类型组织的热处理工艺称为〔Jo

〔a〕正火〔b〕退火〔c〕淬火〔d〕回火

8.把钢加热到临界温度[As或AC3以上〕，保温一定时间使之奥氏体化后快速冷却从而获得马氏体组织的热

处理工艺叫做。。

6〕正火〔b〕退火卜〕淬火〔d〕回火

9.在一定的温度下，在不同的活性介质中，向钢的外表同时渗入一种或几种元素，从而改变外表层的化学成

分、组织和性能的热处理工艺称为〔

〔a〕渗碳〔b〕渗氮〔c〕化学热处理〔d〕渗金属

@45钢常用的淬火加热温度是〔〕。

〔a〕727℃(b]840℃[c]880℃〔d〕912℃

11.T10钢常用的淬火加热温度是口。

[a]727℃〔b〕780℃[c]850℃〔d〕912℃

12.45钢常用的淬火冷却介质是

㈤空气⑹油⑹水⑷油+水

13.40Cr钢常用的淬火冷却介质是。。

㈤空气⑹油⑹水⑷盐水

M.共析碳钢过冷奥氏体最容易发生转变的温度是U。

〔a〕727℃(b]650℃[c]550℃〔d〕450℃

15.共析碳钢过冷奥氏体发生下贝氏体转变的温度是口。

[a]727℃[b]550℃[c]300c〔d〕100℃

16.共析碳钢过冷奥氏体发生上贝氏体转变的温度是〔〕。

(a)600℃(b)550℃(c)450℃(d)300℃

17.在F、P、S、T组织中，强度由低到高的顺序是〔〕。

[a]T—S-P-F(b)F—S—T—P[c]S—P—T-F〔d〕FlP—S—T

18.对同一种钢，S回、T回、M回的强度由高到低的顺序是〔〕。

[a]S回一>T[I>I—>M回〔b〕S同一M回一T回〔c〕T同一回—S回〔d〕M回一>T同一S回

19.含碳量为0.2%的钢淬火后得到马氏体，这种马氏体称为口。

〔a〕挛晶马氏体〔b〕位错马氏体〔c〕混合马氏体〔d〕蝶状马氏体

20.Ms表示Uo

6〕马氏体转变完毕温度〔b〕贝氏体转变开场温度

[c]贝氏体转变完毕温度〔d〕马氏体转变开场温度

21.减少高碳钢剩余奥氏体量可以采用的方法是〔〕。

6〕提高加热温度〔b〕降低加热温度卜〕采用水冷〔d〕采用油冷

22.减少高碳钢剩余奥氏体量可以采用的方法是〔〕。

6〕提高加热温度〔b〕采用水冷〔c〕淬火后立即进展冷处理〔d〕采用油冷

23.经过冷轧后的15钢钢板，要求低硬度和高塑性，应该采用的适宜热处理方法是〔〕。

卜〕淬火।高温回火山〕完全退火〔c〕高温回火〔d〕再结晶退火

21.ZG35的铸造齿轮应该采用的适宜退火工艺是〔)。

6〕完全退火〔b〕不完全退火〔c〕再结晶退火〔d〕球化退火

25.具有较严重网状碳化物的T12钢应采用的预先热处理工艺是。。

[a]球化退火〔b〕完全退火〔c〕正火+球化退火〔d〕正火+完全退火

26.具有较严重网状碳化物的GCrl5钢应采用的预先热处理工艺是。。

6〕球化退火〔b〕正火+完全退火〔c〕正火+球化退火〔d〕完全退火

27.某机床变速箱齿轮〔模