初级物理金相实验工理论考核试题库

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1、纯铁具有同素异构性，当加热到9120c时，将由体心立方晶

格的铁素体转变为面心立方晶格的奥氏体,

2.GCrl5钢中的Cr元素质量分数为1.5%COcr；20013钢中的Cr

元素质量分数为11%①Cr；

3、在球墨铸铁中，石墨一般呈一球状；而在可锻铸铁中石墨呈

团絮状。

4、钢的调质处理是将钢淬火后经高温回火。

5、金相显微镜的总放大倍率是也镜_放大倍率与放大倍

率的乘积。

6、钢的常用宏观试验有试验、断口试验和塔形试

验。

7、金相试样的抛光方法可分为a械抛光、电解抛光和化学

抛光等。

8、金相试样的浸蚀操作方法可分为化学浸蚀法和电解浸蚀

法两种。

9、典型金属的晶体结构有体心立方结构、面心立方结构和密排

六方结构三种。

10、物镜的四种重要性能是指物镜的放大倍率、数值孔径、分辨率

和景深。

11、黄铜是铜和锌的合金。

12、经变形钢在加热过程中要经历回复、再结晶和晶粒长大三个阶

段。

13、GO15钢的平均碳含量为1%,铭含量为1.5%。

14、根据马氏体的金相特征，可将马氏体分为低碳的」马氏体和高

碳的针状马氏体。

15、钢的酸蚀试验方法可分为一试验、冷蚀试验和电解腐蚀试

验三种。

16、折叠是一种钢材表面缺陷,是在轧制过程中叠附在钢材上。

17、钢淬火后回火的目的是一降低内应力、获得良好综合力学性能和

稳定尺寸等。

18、两相合金试样经化学侵蚀后，巫极溶解处呈凹沟，该处在显微镜下

呈一暗灰色。

19、金属结晶过程是由形核与长大两个过程组成。

20、钢中的元素碳以化合物、固溶体和游离态石墨等三种形态存

在。

21、铁素体属体心立方结构,在碳钢中它是碳固溶于a・Fe中的固溶

体。

22、渗碳体是一种化合物，分子式为FeaC,含碳量的质量分数为6.69%

（COC）O

23、用4%硝酸酒精溶液显示碳钢中的渗碳体组织，呈白色片状、

状、具状和半网状等形态。

24、球状珠光体是钢在球化退火处理后得到的显微组织,其渗碳体呈

里状。

25、按纵截面取样的金相检验项目有带状组织、非金属夹杂物等。

26、碳素工具钢退火组织的缺陷主要有全脱碳层、二次网状碳化物和石

墨化等。

27、铝合金按工艺生产用途分类，可分为铸造铝合金和变形铝合金

两大类。

28、过冷是指金属（或系统）冷却到低于理论相变温度、但尚未发生相

笺的一种热力学非平衡状态。

29、石墨呈片状的铸铁称为灰铸铁,而呈球状或团状的石墨称为星墨

铸铁。

30、测量钢件脱碳层深度的检验方法有益相_法，化学分析法和断口

法。

31、淬火钢的内应力主要来源于组织（相变）应力和热应力。

32、钢的脱碳层深度检测要求试样在退火状态进行,当被测料规格尺

寸W$25mm或边长320mm时，检验边长的总长度为应为整个周边。

33、对直径2425mm或边长220mm的方钢，可截取同一截面的几个

部分，以保证检测总周长迎国为但要排除产品的棱角处或脱碳极端深

度的点。

34.铸铁按化学成分可分为普通铸铁和合金铸铁。

35、影响显微镜成象质量的主要是物镜的*象差、色一差和象域弯曲

消除的程度。

36、GB/T10561-2005非金属夹杂物A类表示硫化物类夹杂物,B类表

示氧化铝类夹杂物

37、GB/T7216-2009石墨分类D类表示枝晶点状,E类表示枝晶片

状。

38、使用机械设备不准超温、超压超负荷和带电运行。

39、SI制力的单位是JL，应力单位是一Pa.

40、在一个晶体内原子排列的阵点基本相同的物质,称为里晶体。

41.金属的过冷是指零件的实际冷却温度低于理论相变温度的现象。

42.分层或称夹层，是由于非金属夹杂物、未焊合的裂纹、残余缩孔和气

孔等在钢板内部形成的与钢板表面平行的局部基体不连续的缺陷。

43.40Cr钢碳的质量分数平均为倍的质量分数平均为二2％

左右。

44.Crl2MOV钢碳的质量分数平均为1.0%,倍的质量分数平均为

12%左右。

—45.典型铸锭宏观组织中的三个晶区是外层细晶区、柱状晶区和

中心粗等轴晶区。

46.Fe-Fe3C相图中钢的共析成分含碳量为」Z2_%（«c）,共析

温度为727℃

二、判断题

1、钢的锻造性能属于材料的力学性能。（X）

2、钢中加入铭、银、铝等元素均使等温转变曲线右移。（V）

3、钢的组织组成物包括固溶体、金属化合物和纯元素三种基本类型。

（V）

4、在Fe・Fe3c相图中存在马氏体相区。（X）

5、低碳钢在退火状态下切削性能最好。（X）

6、H75黄铜室温状态的平衡组织中包含（a+2）相。（X）

7、GB/T6394・2002中晶粒度级别与晶粒大小成正比。（X）

8、GB/T224・2008脱碳层深度指试样脱碳层中最深部位的厚度。（X）

9、钢低倍试样上众多的氢裂纹是不允许缺陷。（V）

10、调节金相显微镜的孔径光阑可以改变观察视场的大小。（X）

11、一般来说在相同条件下，单相合金比多相合金容易被浸蚀。（X）

12、在切割淬火试样时，必须进行冷却，以防试样受热而回火。（V）

13、内部气泡是合金钢中不允许的缺陷。（V）

14、检查铸铁中石墨形态时，应将试样浸蚀后才能观察。（X）

15、金相显微镜的临界照明是将光源经照明系统成像于试样表面。

（V）

16、材料的锻造性能是材料的力学性能。（X）

17、金相试样磨制有手工磨制与机制磨制两种。（J）

18、合金渗碳钢的含碳量一般为0・45%~0.65%。（X）

19、Cr在淬火钢中的作用是使钢的淬透性提高。（V）

20、原子在面心立方晶格中排列的紧密程度，比在体心立方晶格中大。

（J）

21、共晶成分的Fe・Fe3c合金熔点最低，因而铸造性能最好。（V）

22、截取金相试样时，一定不能使试样的组织发生变化。（V）

23、碳素结构钢和碳素工具钢的正常淬火加热温度都必须高于AC3温

度。（X）

24、为提高显微镜的分辨率，应尽可能选用高数值孔径的物镜。

（V）

25、钢材的非金属夹渣是在材料热加工时产生的。（X）

26、含有Cr、Ni合金元素的钢都是不锈钢。（X）

27、采用波长短的光源照明或采用浸油物镜，都能适当提高物镜的分辨

率。（J）

28、钢的平均晶粒度评级时必须采用标准等级图应用的放大倍率，即100

倍。（X）

29、Q235是优质碳素钢。（X）

30、铝合金的热处理强化是通过相变强化来实现的。（X）

31、过共析钢在一定条件下也会形成魏氏组成。（V）

32、钢中的奥氏体组织是一种高温相，室温下不存在。（X）

33、工厂中通常把回火托氏体称为调质组织。（X）

34、酸蚀试验是一种显示钢材显微组织的试验方法。（X）

35、白点缺陷是氢和内应力共同作用造成的。（V）

36、纵向试样是指沿着钢材锻轧最大变形方向进行取样，故金相观察面是

横向。（X）

37、不含锌的铜基合金叫黄铜。（X）

38、用光学显微镜观察金相试样时，选用物镜的放大倍率应从高到低。

（X）

39.高碳钢的焊接性能优于低碳钢。（X）

40.合金元素能够提高钢的淬硬性。（X）

三、选择题

1、珠光体是一种（C）。

A、化合物B、固溶体

C、机械混合物D、析出相

2、调质热处理指（A）

A、淬火+高温回火B、淬火+低温回火

C、淬火+中高温回火D、对特定钢种而言

3、进行（C）检验时，应截取试样的纵向截面。

A、脱碳层深度B、晶粒度

C、非金属夹杂物D、基体组织组成物

4、弹簧钢中，元素（D）的作用是提高回火稳定性。

A、CrB、MnC、SiD、V

5、在正火状态下，45钢的组织为（A）。

A、铁素体+珠光体B、马氏体

C、珠光体D、铁素体

6、测量金属镀层的硬度时，宜选用（C）。

A、洛氏硬度B、布氏硬度C、维氏硬度D、里氏硬度

7、钢中的点状不变形夹杂物是（D）类夹杂物。

A、AB、BC、CD、D

8、为显示马氏体组织的中碳合金钢的奥氏体晶界，最好采用（B）。

A、硝酸酒精溶液B、饱和苦味酸溶液

C、三氯化铁盐酸水溶液D、10%氢氧化钠水溶液

9、室温下，铝具有（B）晶体结构。

A、体心立方B、面心立方C、密排六方D、体心正方

10、长度、质量和时间的国际单位制（SI）的基本单位是（B）。

A、米、克、秒B、米、千克、秒

C、厘米、千克、秒D、厘米、克、秒

11、作低倍酸蚀的试样,如无特殊规定，其热处理状态为（A）,

A、退火B、淬火C、淬火+低温回火D、调质

12、为得到较高的弹性,弹簧钢淬火后一般采用（B）。

A、低温回火B、中温回火

C、高温回火D、深冷处理十低温回火

13、以下哪一个功能是金相显微镜不具备的。（D）

A、偏光B、相衬C、高温台D、成分分析

14、铝合金进行热蚀时,应选用（D）作为浸蚀剂。

A、盐酸水溶液B、硝酸水溶液

C、盐酸、硝酸水溶液D、氢氧化钠水溶液

15、大多数合金元素都使钢的C一曲线向（D）移动。

A、上B、下C、左D、右

16、在目镜下观察到的是（D）。

A、一个放大的虚像B、一个放大的像

C、一个放大的实像D、一个经二次放大的虚像

17、金相试样是（B）

A、特制的金相试块B、按标准或有关规定截取有代表性的金相试块

C、任意截取的金相试块D、在每个成品上截取的金相试块

18、按GB/T10561规定，氧化铝类型的非金属夹杂物属于（B）类夹杂

物。

A、AB、BC>CD、D

19、某些合金结构钢在经过（C）后进行回火，可能会引起回火脆性。

A、退火B、正火C、淬火D、表面淬火

20、牌号ZL101A中的一种（B）合金。

A、硬铝B、铸铝C、锻铝D、超硬铝

21、亚共析钢中严重的带状组织，可采用（C）热处理消除。

A、正火B、完全退火C、高温退火+正火D、调质

22、钢材在进行低倍检验时，（B）的特征是，在酸蚀试样表面，呈不

同形状和大小不等的暗色斑点。

A、一般疏松B、斑点状偏析C、白点D、非金属夹杂

23、金属材料的冲击功用AK表示，它的单位是（C）。

A、MpaB、kg-mC、JD、J/cm2

24、机床床身、机座、机架、箱体等铸件适宜采用（A）。

A、灰铸铁B、可锻铸铁C、球墨铸铁D、铸钢

25、以下哪一种缺陷在铸造时最容易产生。（B）

A、晶粒粗大B、偏析C、过烧D、硬度不均匀

26、金相试样的电解抛光是（D）原理的应用。

A、极化现象B、阴极腐蚀C、化学腐蚀D、阳极腐蚀

27、三次渗碳体是指从（C）中析出的渗碳体。

A、液态铁合金B、奥氏体C、铁素体D、马氏体

28、在进行（D）检验时应截取试样的横截面。

A、带状组织B、铸铁石墨

C、非金属夹杂物D、基体组织组成物

29、在Fe・Fe3c合金相图中,（B）是共晶转变线。

A、HJBB、ECFC、PSKD、DFK

30、根据GB/T230.1-2004洛氏硬度试验结果表示方法规定，C标尺测得

的洛氏硬度值为50,应标为（D）。

A、50HRB、HRC50C、HR50D、50HRC

31、20Crl3马氏体不锈钢的铭元素含量为（C）%.

A、0.13B、1.3C、13D、2

32、制备圆柱或长方体金相试样通常以（A）mm为宜。

A、①15x高15B、中15x高8C、＜D30x高15D、中30x高30

33、结构钢的调质处理工艺是指（C）O

A、淬火+低温回火B、淬火+中温回火

C、淬火+高温回火D、重淬火

34、低碳钢渗碳温度范围以（D）℃为宜。

A、650〜700B、750〜800C、800〜850D、860-950

35、40钢加热到750℃时的组织为（D）。

A、P+FB、AC、A+PD、A+F

36、钢中不允许的宏观组织缺陷是（D）。

A、缩孔残余B、斑点状偏析C、皮下气泡D、白点

37、工厂常用的铸铁其碳（或碳当量）的质量分数为（C）。

A、2.11B、2.11〜3C、2.5〜4D、4.5〜6.69

38、20Mn钢属于（A）钢。

A、优质碳素结构B、普通碳素结构

C、合金结构D、优质合金结构

39、马氏体是（B）的固溶体。

A、C在a-Fe中B、C在a-Fe中的过饱和

C、C在4中D、C在"所中的过饱和

40.金相试样制备的主要步骤是A）o

A、取样一磨光一抛光一显示B、磨光一抛光一显示-＞取样

C、抛光一显示一取样一磨光D、磨光一取样一显示一抛光

41.洛氏硬度试验的测量范围是C）HRCo

A、40〜80B、10-80C、20-67D、30-50

42.目前市场上出售的金刚砂（即SiC）型金相砂纸的标号与其粒度的关

系是：标号数值越大，金刚砂的粒度就（C）。

A、越大B、无关C、越小D、都不是

43.回火马氏体组织是淬火零件经过（A）回火处理后获得。

A、低温B、中温C^高温D、两次

44.牌号为20513的钢中20和13分别代表（D）。

A、2.00%（oc,12.00-14.00%coCr

B、0.16-0.25%（oc,12.00-14.00%coCr

C、0.20%coc,12.00-14.00%toCr

D、0.16-0.25%（oc,13.00%coCr

45.从相结构类型上讲，珠光体组织是一种（C）。

A、化合物B、固溶体C、机械混合物D、有序固溶体

46.调质是一种具有（C）工序的热处理。

A、淬火+低温回火B淬火+中温回火、

C、淬火+高温回火D、淬火十三次回火

47.使用油浸物镜时,在镜头和试样上分别滴上一滴松柏油，然后聚

焦。该油的折射率是（A）。

A.1.5B.2.0C.0.8D.2.4

48.氤灯是显微镜上的一种色温接近日光的光源，其色温是

（D）°Ko

A.3000B.4000C.5000D.6000

49.目前生产中40Cr钢常用的淬火温度和冷却介质分别是（D）。

A、840〜860℃水B、850-880℃油

C、850-880℃水D、840〜860℃油

50.元素碳在钢中的作用规律是：随着碳含量的提高，（B）。

A、硬度低，耐磨性差，塑性和韧性好

B、硬度高，耐磨性好，塑性和韧性差

C、硬度低，耐磨性差，塑性和韧性差

D、硬度高，耐磨性好，塑性和韧性好

四、问答题

1、简述非金属夹渣的特征和产生原因。P56

答：非金属夹渣特征是酸浸试片上呈不同形状和颜色的炉渣颗粒，产生原

因是冶炼、浇注系统的耐火材料、炉渣或脏物进入或留在钢液中所致。

2、在不同加工状态下，铁素体有哪些形态（只列出形态即可）。

答：铁素体主要有以下几种形态：

层片状（珠光体中）、（沿晶界分布呈）网状、（未熔）块状、互相

平行排列的针丛状（铁素体魏氏组织），以及呈遍布的基体组织。

3、以Fe・Fe3c合金为例说明什么是共晶转变？

答：含质量分数为COc4.3%的液态Fe-C合金，当温度降至共晶温度

（1148℃）时，由液态变为（奥氏体+渗碳体）的共晶组织，即两种不同相的

机械混合物，即械。>（7—尸6+:6。），称共晶转变。

4、铁碳相图中，共有五种不同形态的渗碳体，请根据形成温度的高低依

次写出。

答：在Fe・Fe3c相图，五种形态渗碳体以温度从高到低为：Fe3CB

（y-Fe+Fe3c）共晶、FeaCn>（y-Fe+Fe3c）共析、

FesCnio

5、某零件用40Cr制造，其热处理工艺为：下料・正火•机加•调质•精磨。

制造完成后，发现部分零件漏掉调质处理。假定可以在零件上取样作金相分

析，请您提出筛选出未调质零件的方案。（8分）

答：方案一：金相组织比对：正火态：珠光体+铁素体

调质态：回火索氏体

方案二：打基体硬度：正火态W254HBW（25HRC）

调质态（28~32）HRC

6、某物镜上标有记“40/0.65”，试问40/0.65分别表示什么？

答：物镜上的“40”表示放大倍率；“0.65”表示该物镜的数值孔

径，即表示该物镜的聚集光线的能力。

7、以铸造铝合金为例，简述铝合金变质处理的目的以及处理前后的显微

组织变化。

答：铝合金变质处理目的，改善硅相的大小及分布，提高铸件的力学性

能。

变质处理前：基体中的硅呈较粗大块状、棒状；

变质处理后：基体中的硅呈细粒、短条状分布在a-4相之间。

8、根据《钢铁产品牌号表示方法》（GB221）,将以下材料按结构钢、

工具钢、特殊钢分类。（6分）

lC「8Ni9Ti、16Ml1、CrWMn>60Si2Mn、5CrMnMo、9SiCr

答：结构钢16Mn60Si2Mn

工模具钢CrNiMn>5CrMnMo>9SiCr

特殊钢lCrl8Ni9Ti

9、简述白点的宏观特征及产生原因。P55

答：白点的宏观特征是:酸浸试片上除边缘区域外，其他部分面积上为锯

齿形的细小发纹；呈放射状、同心圆形或不规则的形态分布。在纵向断口上

依其位向不同呈圆形或椭圆形白色亮点或细小裂缝。

产生原因：钢中氢含量过高，经热加工变形后在冷却过程中由于应力

作用而产生的裂缝。

10、钢材酸蚀试验皮下气泡缺陷的评级原则是什么？

答：测量气泡离钢材（坯）表面的最远距离，以便根据机加余量的大

小，对该批材料进行处理。

11、评定碳素工具钢退火态的碳化物等级，需对试样进行何种热处理，

为什么？

答：需对试样进行淬火及随后低温（200℃左右）回火处理。因为试样基

体在以上的工艺处理后，能获得色泽呈暗黑灰色的回火马氏体，但碳化物组

织经2〜4%硝酸酒精腐蚀后不变色，仍为亮白色。碳化物与基体组织的反差

增加了，故易对碳化物进行评级。

12、以Fe・C合金为例说明什么是共析转变？

答：将共析成分的Fe-C合金加热至奥氏体化后，缓冷到7270c时奥氏体

转变为铁素体和渗碳体的机械混合物，即珠光体组织，称为共析转变c

13、简述分级淬火和等温淬火的工艺特点及对应组织？P42

答：分级淬火是将钢加热到奥氏体区，保持一定时间后冷却，置于温度略

高于Ms的热浴中，再保持一定时间，待工件各部分温度均匀后，立刻取出

在特定介质中冷却，在这个过程中发生了马氏体转变，获得马氏体组织。

等温淬火是将钢加热到奥氏体区，置入略高于Ms的热浴中，待奥氏体全

部变成下贝氏体后，再取出空冷至室温，获得下贝氏体组织。

14、欲折断一根金属丝，习惯的作法是用双手在同一部位反复弯曲数次

后即可告成。这是利用金属的何种特性，为什么？

答：这是利用金属的加工硬化（或形变强化）现象。金属发生变形后，

基体硬度增加，即加工硬化；塑性降低。反复变形后，金属丝变形部位硬度

越来越高，塑性越来越低，这时若再进行变形时，即容易发生断裂。

15、20CrMnTi经渗碳加回火后，从表层到心部的各层组织是什么？

答：表层是高碳针状回火马氏体加少量残留奥氏体，加少量分散分布的碳

化物；次表层为回火马氏体加回火托氏体；心部为低碳板条马氏体加少量铁

素体。

16何谓科勤昭明有何价占？

答:、科勒照明是光靠通过照器系统，成像在物镜后光阑平面，故照射在试

样面上的是一束平行光线。这种光线均匀，对显微镜光源的要求也不太严

格。

17、什么是焊接热影响区？

答：在焊接高温作用下，位于焊缝和母材之间发生了组织和性能变化的区

域，称为焊接热影响区。

18、什么是同素异构体？举例说明之。

答：同一元素的原子组成的晶体在不同温度下具有不同的晶体结构，具有

这种特性的晶体称为同素异构体。例如，纯铁在<912℃时为体心立方结构；

>912〜1394℃之间为面心立方结构。

19、试述应力和应变的定义是什么？

答：物体受外力作用后，基体内单位面积承受的作用力称为应力。

_物体受力作用后，形状体积发生的改变，称为应变，通常用百分数表

z]>o

20、钢的淬透性和淬硬性有何不同？

答：淬透性是指淬火后获得淬硬层深度的能力；淬硬性是淬火后获得最高

硬度的能力。

21、硬度试验机通常分哪几种？

答：硬度试验通常分布氏硬度（HBW）、洛氏硬度（HR）和维氏硬度

（HV）；另外根据特殊需要，还有里氏硬度（HL）、肖氏硬度（HS）和努

氏硬度（HK）等。

22、Fe・C合金的基本组织组成物有哪些？

答，Fe-C合金基本组织中的单相组织主要包括:铁素体、奥氏体、渗碳

体、石墨和魏氏组织等；双相组织有珠光体、莱氏体、贝氏体、索氏体和托

氏体等；另外还有一种比较特殊的单相组织是马氏体，为不平衡的过饱和组

织。

23、工厂实际生产中常见的压力加工方式有哪些？对材料性能有何影

响？

答：工厂常见的压力加工方式有锻压、轧制、冲压、拉伸和挤压等。金属

经压力加工变形后，强（硬）度有所提高，晶粒细（碎）化，内应力增加，

改变了纤维走向，使之更接近于所需零件的外形。

24.如何用金相法和显微硬度法区分铁素体和渗碳体组织？

答：将试样浸入由碱性苦味酸钠水溶液（2g苦味酸+25g氢氧化钠+

100ml水），煮沸5min,水冲、吹干后，不变色的相是铁素体，变成黑色的

相是渗碳体。

若用显微硬度计测量两个相的硬度，＜200HV为铁素体，＞700HV为

碳化物相。

五.计算题

1、已知退火碳素钢中碳化物的质量分数为14.8%,求该钢号。

解：该钢中碳元素总量为：

6.69%x14.8%+0.005%x（l-l4.5%）=1.0%

答:该钢为T10。

2、50钢自奥氏体区缓冷到室温，试计算先共析铁素体和珠光体的

相对量。

解：根据杠杆定律，先共析铁素体相对量为：

0.77—0.50

%=36%

0.77-0.0218

珠光体相对量为1-36%=64%

答：该钢中先共析铁素体占36%,珠光体占64%。

3.退火状态的碳素钢组织组成物为珠光体加网状渗碳体，其中珠

光体的质量分数为94%,近似计算该钢中碳的质量分数。

解：该钢的含碳量包含在两种组织中，珠光体中碳的质量分数为

0.77%,故该钢的珠光体中幻。为:

0.77%x94%^0.72%

渗碳体中碳的质量分数为6.69%,故该钢网状渗碳体中”为

6.69%x（1-94%）H.4%

故该钢总碳的质量分数为:

0.72%+0.4%=1.12%

4.用带有刻度的目镜测得钢材表面脱碳层深度为62小格，已知目

镜中91小格实际长度为0.82mm,求脱碳层深度（结果保留两位有效数

字）。

0.82mm

解：先求目镜中每一小格对应的长度，为

91小格

再求62小格对应的表面脱碳层深度

0.82mm

X62小格=0.56/72727

91小格

答：该钢材脱碳层深度为o.56mm。

5.用0.01分度的物镜测微尺测量显微镜放大倍数，测得12小格的

长度为60mm,试计算显微镜的放大倍数。（6分）

解：先求经放大后显微镜刻度尺1小格的长度为

60/切气

=5根根/I小格，物镜测微尺（未经放大时）每小格实际长度为

12小格

0.01mm,则显微镜的放大倍数（M）=