金屬學(xué)及熱處理試卷

一、填空題（15分）

1、實(shí)際金屬中存在有_、_和_三類晶體缺陷。

2.為了使金屬結(jié)晶過(guò)程得以進(jìn)行，必須造成一定的，它是理論結(jié)晶溫

度與—的差值。

3、碳在a—Fe中的間隙固溶體稱為,它具有晶體結(jié)構(gòu).在時(shí)碳的

最大溶解度為_%。

4.當(dāng)鋼中發(fā)生奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí)，原奧氏體中碳含量越高，則

Ms點(diǎn)越一轉(zhuǎn)變后的殘余奧氏體量就越

5.除一處，其他的合金元素溶人A中均使C曲線向一移動(dòng),即使鋼的臨

界冷卻速度」淬透性

二.名詞解釋（10分）

1、相；2、熱處理;3.置換固溶體；4.加工硬化；5.珠光體;

三、選擇題（12分）

1.當(dāng)晶格常數(shù)相同時(shí)，F(xiàn)CC晶體比BCC晶體（）。

A,原子半徑大，但致密度小；B.原子半徑小，但致密度大；

c.原子半徑大，但致密度也大；D.原子半徑小.但致密度也小。

2、能使單晶體產(chǎn)生塑性變形的應(yīng)力為()。

A.正應(yīng)力B.切應(yīng)力c.原子活動(dòng)力D.復(fù)合應(yīng)力

3.鋼在淬火后所獲得的馬氏體組織的粗細(xì)主要取決于()

A.奧氏體的本質(zhì)晶粒度B.奧氏體的實(shí)際晶粒度

C.奧氏體的起始晶粒度D,加熱前的原始組織

4、過(guò)共析鋼的正常淬火加熱溫度是()。

A.Acm+(30—50℃)B.Ac3+(30—50℃)

C.Acl+(30—50℃)D.Acl—(30—50℃)

5、制造手工鋸條應(yīng)采用()。

A.45鋼淬火+低溫回火B(yǎng).65Mn淬火+中溫回火

C.T12鋼淬火+低溫回火D.9SiCr淬火+低溫回火

6、LYI2的()。

A.耐蝕性好B.鑄造性能好

c.時(shí)效強(qiáng)化效果好D.壓力加工性好

四、判斷題（5分）

1.固溶體的強(qiáng)度和硬度，比組成固溶體的溶劑金屬的強(qiáng)度和硬度高。（）

2.實(shí)際金屬是由許多結(jié)晶位向都完全相同的小晶粒組成的。（）

3、T10和T12鋼如其淬火溫度一樣，那么它們淬火后殘余奧氏體量也

是一樣的。0

4.高速鋼反復(fù)鍛造是為了打碎魚骨狀共晶萊氏體，使其均勻分布于基

體中。0

5.鑄鐵可以通過(guò)再結(jié)晶退火使晶粒細(xì)化，從而提高其力學(xué)性能。（）

五.問(wèn)答題（36分）

1.分析純金屬生長(zhǎng)形態(tài)與溫度梯度的關(guān)系？（8分）

2.何為超塑性?如何實(shí)現(xiàn)超塑性？（9分）

3.何謂回火脆性?說(shuō)明回火脆性的類型、特點(diǎn)及其抑制方法。（9分）

4、為什么合金鋼比碳鋼的力學(xué)性能好?熱處理變形小?合金工具鋼的耐

磨性熱硬性比碳鋼高？（10分）

六、綜合分析題（22分）

1、某汽車齒輪選用20CrMnTi材料制作,其工藝路線為：下料一鍛造

一正火一切削加工一滲碳―淬火+低溫回火-噴丸一磨削加工。請(qǐng)分別

說(shuō)明上述四項(xiàng)熱處理工藝的目的及工藝。（10分）

2、現(xiàn)有A、B兩種鐵碳合金。A的顯微組織為珠光體的量占75%,

鐵素體的量占25%;B的顯微組織為珠光體的量占92%,二次滲碳體

的量占8%。請(qǐng)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這兩種鋼鐵合金的含碳量各為多少？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。（12

分）

金屬學(xué)及熱處理試卷B參考答案

一、填空題

1、點(diǎn)缺陷、線缺陷、面缺陷；2、過(guò)冷度，實(shí)際結(jié)晶溫度；

3、鐵素體，BCC,727,0.0218;4、低，多；5、C。，右，減小,

增加。

二、名詞解釋

1、相：結(jié)構(gòu)相同、成分相同并以界面相互分的均勻組成部分。

2、熱處理：是指將鋼在固態(tài)下加熱、保溫和冷卻,以改變鋼的組織結(jié)

構(gòu)，獲得所需要性能的一種工藝。

3、置換固溶體:溶質(zhì)原子位于溶劑晶格的某些結(jié)點(diǎn)位置所形成固溶體。

溶質(zhì)原子與溶劑原子的尺寸差不同，都將引起晶格畸變，產(chǎn)生固溶強(qiáng)化。

4、隨冷塑性變形量增加，金屬的強(qiáng)度、硬度提高，塑性、韌性下降的

現(xiàn)象稱加工硬化。

5、共析轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物是F與Fe3C的機(jī)械混合物，稱作珠光體，用P表

三.選擇題

IB,2B,3B,4c,5C,6C

四、判斷題

IVz2x,3x,4V,5x

五、問(wèn)答題

1、純金屬生長(zhǎng)形態(tài)是指晶體長(zhǎng)大時(shí)界面的形貌。界面形貌取決于界面

前沿液體中的溫度分布。

(1)平面狀界面。當(dāng)液體具有正溫度梯度時(shí)，晶體以平界面方式推移長(zhǎng)大。

此時(shí)，界面上任何偶然的小的凸起伸入液體時(shí)，都會(huì)使其過(guò)冷度減小,

長(zhǎng)大速率降低或停止長(zhǎng)大,而被周圍部分趕上,因而能保持平界面的推

移。長(zhǎng)大中晶體沿平行溫度梯度的方向生長(zhǎng)，或沿散熱的反方向生長(zhǎng),

其他方向的生長(zhǎng)則受到抑制；

(2)樹枝狀界面。當(dāng)液體具行負(fù)溫度梯度時(shí)，在界面上若形成偶然的凸起

伸入前沿液體時(shí)，由于前方液體有更大的過(guò)冷度，有利于晶體長(zhǎng)大和凝

固潛熱的散失，從而形成枝晶的一次軸。一個(gè)枝晶的形成，其潛熱使鄰

近液體溫度升向，過(guò)冷區(qū)降低，因此，類似的枝晶只在相鄰一定間距的

界面上形成.相互平行分布。在一次枝晶處的溫度比枝晶間溫度高，這

種負(fù)溫度梯度使一次鈾上又長(zhǎng)出二次軸分技，同樣，還會(huì)產(chǎn)生多次分枝。

枝晶生長(zhǎng)的最后階段，由于凝固潛熱放出使枝晶周圍的液體溫度升高至

熔點(diǎn)以上。液體中出現(xiàn)正溫度梯度，此時(shí)晶體長(zhǎng)大依靠平面方式推進(jìn),

直至枝晶間隙全部被填滿為止。

2、金屬材料在一定條件下拉伸，其延伸率可以高達(dá)200%以上，甚至

大于1000%。這種性能稱作超塑性。超塑性可以分成組織超塑性,相

變超塑性和其他超塑性三大類。其中組織超塑性應(yīng)該具備三個(gè)條件：

(1)晶粒超細(xì)化、等軸化、穩(wěn)定化，一般不超過(guò)10pm;

(2)變形溫度一般在(0.5—0.7)Tm,呈現(xiàn)超塑性;

(3)一定的應(yīng)變速率，超塑性變形最佳的速率為10-4-10-5S-1或者

10-3-10-2min-le

3、有些鋼在某一溫度范圍內(nèi)回火時(shí)，其沖擊韌性比在較低溫度回火時(shí)

還顯者下降，這種脆化現(xiàn)象稱為回火脆性。

回火脆性類型主要有兩種，即低溫回火脆性與高溫回火脆性。低溫回火

脆性亦稱第一類回大脆性，幾乎所有工業(yè)用鋼都存在程度不問(wèn)的這類脆

性、它與回火后的冷卻速度無(wú)關(guān)。因此又稱為不可逆回火脆性。高溫間

火脆性亦稱第二類回火脆性，其特點(diǎn)是只出現(xiàn)在一些特定成分的鋼中，

其回火脆性與否，與回火后冷卻速度有關(guān)，即回火緩沖出現(xiàn)，快冷不出

現(xiàn)，因此亦稱可逆回火脆性。

抑制回火脆性的方法：對(duì)于第一類回火脆性由于其不可逆性，只能避免

在脆化溫度范圍內(nèi)回火；如果必須在該溫度回火，可采用等溫淬火；加

Si使低溫回火脆化溫度移向高溫等措施。

抑制高溫回火脆性的方法：1）高溫間火后快速冷卻；2）降低鋼中雜質(zhì)元

素的含量；3）鋼中加入適量的M。、Wo

4、（1）合金元素加入后并經(jīng)適當(dāng)熱處理，可使鋼的力學(xué)性能提高或得以

改善。（2）合金元素（除Co外）加入后使鋼的淬透性增加，因此獲得同樣

組織時(shí)合金鋼可選擇較緩的冷卻介質(zhì)，故熱處理變形小。（3）合金工具鋼

出于含有一些合金元素，與鋼中的碳形成合金碳化物，而這些合金碳化

物的硬度高、熔點(diǎn)高，所以合金工具鋼的耐磨性、熱硬性比碳鋼高。

六.綜合分析題

1、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

熱至空冷。②滲碳目的：提高齒輪表面的含碳量,

Ac3+(30—50)℃z

為淬火作難備。滲破工藝；在900—950℃進(jìn)行。③淬火目的：使?jié)B碳

層獲得最好的性能，即獲得高的齒面硬度，