/四、期末綜合練習(xí)題一、填空題1。絕大多數(shù)金屬的晶體結(jié)構(gòu)都屬于體心立方、面心立方和密排六方三種典型的緊密結(jié)構(gòu).2。強(qiáng)度極限是表征材料抵抗斷裂的能力的力學(xué)性能指標(biāo)。3．結(jié)晶的兩個(gè)基本過(guò)程是生核和長(zhǎng)大。4．Fe、金剛石、晶體內(nèi)原子間的結(jié)合鍵分別屬于金屬鍵、離子鍵和共價(jià)鍵.5。W1８Ｃｒ4V鋼的＝0．７~0.8％；W的主要作用是提高鋼的紅硬性；Cr的主要作用是提高鋼的淬透性;V的主要作用是提高鋼的耐磨性。6.黃銅是銅和鋅的合金。８。鋁合金中最主要的強(qiáng)化方法是時(shí)效處理。９．共析鋼奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線三個(gè)轉(zhuǎn)變區(qū)的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物分別為珠光體、貝氏體和馬氏體。10。機(jī)器零件的三種主要失效方式是變形失效、斷裂失效和表面損傷失效。１１。固體材料主要包括金屬材料、陶瓷材料、高分子材料、復(fù)合材料等四大類材料.１2.共析鋼淬火形成馬氏體后,在低溫、中溫、高溫回火后的產(chǎn)物分別為回火馬氏體、回火屈氏體和回火索氏體.13.在低碳鋼的靜拉伸曲線上,填出圖中應(yīng)力值的名稱及其字母的表達(dá)形式：（１)彈性極限、;（2)屈服極限、；（３）拉伸強(qiáng)度、。1４。欲消除過(guò)共析鋼中的網(wǎng)狀二次滲碳體，應(yīng)采用球化退火工藝處理,其加熱溫度應(yīng)為稍高于AC1線，保溫后應(yīng)在隨爐冷卻。15。加工硬化現(xiàn)象是指金屬在發(fā)生塑性變形后，其強(qiáng)度和硬度提高,塑性和韌性下降的現(xiàn)象，屆時(shí),金屬內(nèi)部晶粒的形狀和大小發(fā)生變化而晶格類型保持不變。二、選擇題１。共析碳鋼加熱為奧氏體后，冷卻時(shí)所形成的組織主要決定于（B）。Ａ．奧氏體加熱時(shí)的溫度；B．奧氏體冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變溫度；C.奧氏體在加熱時(shí)的均勻化程度；2。Ｔ12鋼與１8CrNiＷ鋼相比（B）。A．淬透性高、淬硬性也高些;B.淬透性高而淬硬性低些;Ｃ。淬透性低而淬硬性高些;D.淬透性低、淬硬性也低些3．為使45鋼得到回火索氏體,應(yīng)進(jìn)行（B）。A.淬火＋中溫回火;B。淬火＋高溫回火;C．等溫淬火4。當(dāng)晶格常數(shù)相同時(shí),面心立方晶體比體心立方晶體（Ｄ）Ａ。原子半徑大，但致密度小；B。原子半徑小，致密度也小;C。原子半徑大,致密度也大；Ｄ．原子半徑小,但致密度大。５.T１0鋼與20CｒMnTｉ鋼相比較，T1０鋼的(B）A。淬透性好,但淬硬性低;Ｂ．淬透性差，但淬硬性高；Ｃ．淬透性差,淬硬性也低；D．淬透性好，淬硬性也高。6．汽輪機(jī)葉片所用材料應(yīng)是（Ａ）A．1Crｌ３;B．40Ｃｒ；C.６５Mn;D.W1８Cr4V７。冷變形時(shí)隨形變量的增加，金屬中的位錯(cuò)密度(D）A．先增加后降低B.降低C．無(wú)變化D。增加8?；瘜W(xué)熱處理：(C)A。改變工件的化學(xué)成分B．改變工件的組織C.既改變工件表面的化學(xué)成分又改變其表面組織9。結(jié)構(gòu)的剛度與下列因素有關(guān)（A)A．彈性模量B.屈服強(qiáng)度Ｃ.抗拉強(qiáng)度10．HT2０0中石墨存在的形式是：（B）Ａ．球狀B。片狀C。團(tuán)絮狀11．鋼的本質(zhì)晶粒度（C)A。是指鋼加熱過(guò)程中剛完成奧氏體轉(zhuǎn)變時(shí)的奧氏體的晶粒度;B．是指鋼在各種具體熱加工后的奧氏體晶粒度;Ｃ．是指鋼在規(guī)定的加熱條件下奧氏體的晶粒度，它反映奧氏體晶粒長(zhǎng)大的傾向性1２．為使高碳鋼便于機(jī)械加工,可預(yù)先進(jìn)行（C)A．淬火；B。正火；C．球化退火；Ｄ.回火１3．工程上使用的金屬材料一般都是（D）A.各向異性的;Ｂ．各向同性的；c.偽各向異性的；D．偽各向同性的1４.為了改善工具鋼的切削加工性能可進(jìn)行(C）Ａ．完全退火；B.正火;c。球化退火；Ｄ．?dāng)U散退火１5。65Mn制作彈簧,當(dāng)獲得較高的彈性極限,應(yīng)進(jìn)行下述熱處理：(B）A．淬火+高溫回火Ｂ。淬火＋中溫回火ｃ。淬火+低溫回火1６．表征材料在彈性變形階段，應(yīng)力與應(yīng)變成正比關(guān)系的物理量是：（C)A。強(qiáng)度極限B.屈服極限c．彈性模量D．彈性極限１７.體心立方晶格中,原子的最密面是：(B）A．{1１1｝B。{1l0}C：｛1０2｝D。｛11２}1８。用低碳鋼制造在工作中受較大沖擊載荷和表面磨損較大的零件，應(yīng)該(Ｂ）A.采用表面淬火處理;B．采用滲碳處理；C．采用氮化處理１9．晶體中的晶界屬于（C）：A.點(diǎn)缺陷；B．線缺陷；C。面缺陷；Ｄ。體缺陷。20．金屬結(jié)晶時(shí)，冷卻速度越快，其實(shí)際結(jié)晶溫度（B):A．越高;B。越低;C．越接近理論結(jié)晶溫度；D不受影響。2１．機(jī)床床身材料應(yīng)選用(D）：A。球墨鑄鐵；B.麻口鑄鐵；C．白口鑄鐵；D.灰口鑄鐵。22。鋼的熱處理一般涉及(C)：A．.Ｂ。相;Ｃ．相；D．相的分解。23。為使65鋼得到回火屈氏體，應(yīng)進(jìn)行(A)A．淬火+中溫回火;B．淬火＋高溫回火、Ｃ．淬火+低溫回火；D．直接油冷２4.10的４0鋼其常規(guī)整體淬火溫度大約為：（B）A.750;B．8５0;C．92025.馬氏體是(B）Ａ．碳在a—Ｆe中的固溶體;Ｂ.碳在a—Fｅ中的過(guò)飽和固溶體；C．碳在Ｙ—Fe中的固溶體;D．碳在Ｙ-Fe中的過(guò)飽和固溶體三、判斷題1.室溫下使用的碳鋼的晶粒越細(xì)，則其強(qiáng)度和韌性越好。（×)2．在含有Ｃｒ，Ｎiｌ,Ni等元素的合金結(jié)構(gòu)鋼中，只有當(dāng)合金元素溶入奧氏體中,才可提高鋼的淬透性.(√）3。金屬和合金的晶體結(jié)構(gòu)大多屬于立方晶系和六方晶系。(√）４．金屬的加工硬化是指金屬冷變形后強(qiáng)度和塑性提高的現(xiàn)象。(×）５.馬氏體是碳在α－Ｆe中的過(guò)飽和固溶體，由奧氏體直接轉(zhuǎn)變而來(lái),因此，馬氏體與轉(zhuǎn)變前的奧氏體的含碳量相同.(√）6。合金的基本相包括固溶體、金屬化合物和這二者的機(jī)械混合物三大類。(×)7．白口鑄鐵在高溫時(shí)可以進(jìn)行鍛造加工。（×）8.金屬的理想晶體的強(qiáng)度比實(shí)際晶體的強(qiáng)度高得多。(√)9.鋼中合金元素含量越多，則淬火后鋼的硬度越高。(×）１0．淬火加高溫回火處理稱為調(diào)質(zhì)處理。處理后獲得回火索氏體組織，具有綜合機(jī)械明好的特點(diǎn)。（√)1１．當(dāng)固溶體析出次生相時(shí)，它的綜合機(jī)械性能總是得到提高的.（×)１2.固溶體的晶格類型與其溶質(zhì)相同.(√）13.玻璃是非晶態(tài)固體材料，沒(méi)有各向異性現(xiàn)象.（√）14.在鑄造生產(chǎn)中，為使鑄件的晶粒細(xì)化,我們可通過(guò)降低金屬型的預(yù)熱溫度,提高金屬的澆注溫度等措施來(lái)實(shí)現(xiàn)。（√)１5.6５Mｎ是低合金結(jié)構(gòu)鋼.（×）16.不論含碳量高低，馬氏體的硬度都很高,脆性都很大。（×）17．金屬晶體各向異性的產(chǎn)生，與不同晶面和晶向上原子排列的方式和密度不同,致使原子間的結(jié)合力大小不同等因素密切相關(guān).（√)18．某鋼材加熱條件相同時(shí)，小件比大件的淬透性好。（×)１9。實(shí)際金屬在不同的方向上性能是不一樣的。(×)2０．橡膠具有高彈態(tài),是由于其大分子鏈中鏈段熱運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。（√）21.合金元素能提高a固溶體的再結(jié)晶溫度，使鋼的回火穩(wěn)定性增大。(√）22．65Mn和45號(hào)鋼是低合金結(jié)構(gòu)鋼。（×）四、填圖題１．在共析鋼C曲線圖中按給定順序填出各區(qū)域組織名稱。(1）奧氏體（2）奧氏體+珠光體(3）珠光體(4)奧氏體+索氏體（5）索氏體(6)奧氏體+屈氏體（７）屈氏體（8)奧氏體＋上貝氏體（9）上貝氏體（10）奧氏體+下貝氏體(11）下貝氏體（1２)馬氏體2.畫出鐵碳相圖碳鋼部分圖示相區(qū)的組織示意圖(見下圖），標(biāo)出組織組成物的名稱,并計(jì)算20和T1O兩種鋼在室溫下的平衡組織中各組織組成物的相對(duì)量和兩種鋼的大致硬度(已知鐵素體的硬度為８０HB，珠光體為200HB，滲碳體為800ＨＢ）.（左邊是題目,右邊是答案）1）20鋼組織組成物為鐵素體F+珠光體P,其含量為：ＷＦ≈７4%，WP≈26％，硬度≈111HB2）T10鋼組織組成物為珠光體Ｐ+滲碳體Fe3C,其含量為：WＰ≈96％,ＷFｅ３Ｃ≈4％,硬度≈3．填寫出Fe—Fe3C相圖中PSK符號(hào)表示即可）。答案:4。標(biāo)出共析鋼C曲線圖上各區(qū)域的組織和冷卻速度為V１和V2時(shí),共析鋼自高溫冷卻至室溫時(shí)的組織。(１0分)①奧氏體②過(guò)冷奧氏體=3\*GB3\＊MＥRGEFＯRMAＴ③奧氏體＋珠光體④珠光體⑤奧氏體+屈氏體⑥屈氏體⑦奧氏體＋馬氏體⑧珠光體(冷卻速度為V1時(shí)）⑨馬氏體(冷卻速度為V２時(shí))5。在下圖所示的鐵碳相圖中按所給順序?qū)懗龈鲄^(qū)的組織。答:（1)高溫鐵素體;（2）高溫鐵素體＋液相；（3）液相;（4）高溫鐵素體+奧氏體；(5）液相+奧氏體;（6）液相+滲碳體；(7)奧氏體;(8）鐵素體;（9)奧氏體+鐵素體；（10)奧氏體+二次滲碳體；（11)奧氏體＋二次滲碳體＋萊氏體;(12)萊氏體+一次滲碳體；(１３）鐵素體+珠光體+三次滲碳體；（14)珠光體;(15)珠光體+二次滲碳體;（１6）低溫萊氏體+珠光體+滲碳體；(17）低溫萊氏體；（18）低溫萊氏體+一次滲碳體。五、計(jì)算題1.現(xiàn)有A,Ｂ兩種鐵碳合金.Ａ的顯微組織為珠光體量占75％,鐵素體量占25％；B的顯微組織為珠光體量占92%，二次滲碳體量占8％,請(qǐng)計(jì)算并回答:(1)這兩種鐵碳合金按顯微組織的不同分屬于哪一類鋼？（2）這兩種鐵碳合金的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)各為多少？(3）畫出這兩種材料在室溫下平衡狀態(tài)時(shí)的顯微組織示意圖，并標(biāo)出各組織組成物的名稱。答：（1）Ａ：亞共析鋼;B：過(guò)共析鋼（２）設(shè)A亞共析鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為X1WP=X１÷0．7７％=7５％計(jì)算得：X１=７５％×0．7７%=０.58％設(shè)B過(guò)共析鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為X2WP=(６.6９％-X2)÷（6.69%－0。77％)=92%計(jì)算得:X2=１．２4%2.簡(jiǎn)述優(yōu)質(zhì)碳素鋼40：（１）自高溫(固態(tài)850℃（2）推算40鋼的大致硬度（已知鐵素體、珠光體和滲碳體的硬度分別為８0HＢ、200ＨＢ、8０0ＨB）。答:40鋼850℃時(shí)為奧氏體，冷卻到GS線時(shí)開始由奧氏體中析出鐵素體,冷卻到PSK線時(shí)發(fā)生共析反應(yīng),奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w,鐵素體不變。從PSK線一直冷卻到室溫，合金組織保持不變，即使室溫時(shí)的組織為珠光體＋鐵素體，如下圖所示。珠光體P和鐵素體α的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別是：ＷP=（０.4-0．０2）/（0．７7-0.０2）=0.5１=５１％Ｗα=１-51%＝49%大致硬度=51％×200HB＋49％×８0HＢ≈141ＨB3.已知一直徑為11.28mm，標(biāo)距為50mm的拉伸試樣，加載為50000Ｎ時(shí),試樣的伸長(zhǎng)為0.０4答：σ＝5000０/(０。25π×1１．2８2）＝50０Ｍpaε=0．０4/５0＝０．0008Ｅ＝σ/ε=０。6２5×1０６Mpａ4．某退火鋼的硬度為１50HＢ。試推算該鋼的含碳量。（已知鐵素體，珠光體和滲碳體的硬度分別為80ＨB、２０0HB和８00HB)答:退火鋼的組織看作是平衡組織，硬度由組成相鐵素體和滲碳體決定。假設(shè)滲碳體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為X，則鐵素體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(１－X)80·(1-Ｘ)＋800·X＝１５0計(jì)算得:X≈０.1鋼的含碳量≈０。１×6。6９％＝0.６69%５．按照下面給出的條件,示意畫出二元合金的相圖，并填出各區(qū)域的相組成物或者組織組成物(只填一種即可）。根據(jù)相圖再畫出合金的硬度與成分的關(guān)系曲線。已知：A，Ｂ組元在液態(tài)時(shí)無(wú)限溶解;在固態(tài)時(shí)能形成共晶，共晶成分為;Ａ組兀在B組元中有限固溶、溶解度在共晶溫度時(shí)為15%，在室溫時(shí)為10％；B組元在Ａ組元中不能溶解。B組元比A組元的硬度高。答：正確相圖與成分標(biāo)注以及a相組織組成物如圖（a）所示，ｂ相組織組成物見圖（b),c相組織組成物見圖(ｃ）(a)（b）（c）六、問(wèn)答題1.一個(gè)把連桿和曲軸連接在一起的螺栓，選用4０Ｃr材料，經(jīng)下述工藝制成,下料（棒料）→鍛造→正火→粗加工→調(diào)質(zhì)→精加工。試說(shuō)明各工序的目的及其工藝（說(shuō)明加熱溫度的原則及冷卻方式。不必說(shuō)明具體溫度）。它最終的使用狀態(tài)的組織是什么？答：正火是加熱到臨界溫度以上，保溫后空冷的熱處理工藝,為了消除鍛造應(yīng)力,均勻組織。正火后得到的組織是鐵素體+索氏體。調(diào)質(zhì)處理是淬火+高溫回火。淬火是將亞共析鋼加熱到Ａc3以上,共析鋼與過(guò)共析鋼加熱到Ａc1以上（低于Ａccｍ)的溫度,保溫后快速冷卻,使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的熱處理工藝。淬火的目的就是為了獲得馬氏體,提高鋼的機(jī)械性能.回火一般是緊接淬火以后的熱處理工藝,回火是淬火后再將工件加熱到Ac１溫度以下某一溫度,保溫后再冷卻到室溫的一種熱處理工藝。淬火后的鋼鐵工件處于高的內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)，不能直接使用，必須即時(shí)回火,否則會(huì)有工件斷裂的危險(xiǎn).淬火后回火目的在于降低或消除內(nèi)應(yīng)力，以防止工件開裂和變形；減少或消除殘余奧氏體,以穩(wěn)定工件尺寸；調(diào)整工件的內(nèi)部組織和性能，以滿足工件的使用要求。調(diào)質(zhì)處理后得到回火馬氏體。２。某汽車齒輪選用2０CrMnTｉ材料制作,其工藝路線如下:下料→鍛造→正火①→切削加工→滲碳②、淬火③、低溫回火④→噴丸→磨削加工請(qǐng)分別說(shuō)明上述①,②,③和④四項(xiàng)熱處理工藝的目的及工藝.答：(１）正火目的：使組織均勻化、細(xì)化，改善加工性能。正火工藝：加工至AC3以上（３０－５０）℃，空氣中冷卻。（２）滲碳目的:提高齒輪表面的含碳量,為淬火作準(zhǔn)備。滲碳工藝：在（９0０－950)℃進(jìn)行。（3）淬火目的：使?jié)B碳層獲得最好的性能，