2025金相檢驗(yàn)員考試題庫及答案一、選擇題1.鐵素體是（）。A.碳溶解在α-Fe中的間隙固溶體B.碳溶解在γ-Fe中的間隙固溶體C.碳溶解在δ-Fe中的間隙固溶體D.碳溶解在β-Fe中的間隙固溶體答案：A。鐵素體是碳溶解在α-Fe中的間隙固溶體，具有體心立方晶格，強(qiáng)度和硬度較低，塑性和韌性較好。2.珠光體是（）。A.鐵素體和滲碳體的機(jī)械混合物B.奧氏體和滲碳體的機(jī)械混合物C.鐵素體和奧氏體的機(jī)械混合物D.貝氏體和滲碳體的機(jī)械混合物答案：A。珠光體是由鐵素體和滲碳體組成的機(jī)械混合物，在顯微鏡下呈現(xiàn)出片層狀組織，性能介于鐵素體和滲碳體之間。3.萊氏體是（）。A.高溫萊氏體，是奧氏體和滲碳體的混合物B.低溫萊氏體，是鐵素體和滲碳體的混合物C.高溫萊氏體，是鐵素體和滲碳體的混合物D.低溫萊氏體，是奧氏體和滲碳體的混合物答案：A。萊氏體在高溫時(shí)是奧氏體和滲碳體的混合物，稱為高溫萊氏體；冷卻到室溫后，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w，此時(shí)的萊氏體是珠光體和滲碳體的混合物，稱為低溫萊氏體。4.過共析鋼的含碳量（）。A.小于0.77%B.等于0.77%C.大于0.77%D.大于2.11%答案：C。根據(jù)鐵-碳合金相圖，含碳量小于0.77%的鋼為亞共析鋼，含碳量等于0.77%的鋼為共析鋼，含碳量大于0.77%且小于2.11%的鋼為過共析鋼，含碳量大于2.11%的為鑄鐵。5.金相顯微鏡的放大倍數(shù)是（）。A.物鏡放大倍數(shù)B.目鏡放大倍數(shù)C.物鏡放大倍數(shù)與目鏡放大倍數(shù)的乘積D.物鏡放大倍數(shù)與目鏡放大倍數(shù)的和答案：C。金相顯微鏡的總放大倍數(shù)等于物鏡放大倍數(shù)與目鏡放大倍數(shù)的乘積，例如物鏡放大倍數(shù)為40倍，目鏡放大倍數(shù)為10倍，則顯微鏡的總放大倍數(shù)為40×10=400倍。6.金相試樣磨制時(shí)，粗磨的目的是（）。A.獲得光滑的表面B.使試樣平整C.去除氧化皮和宏觀缺陷D.為精磨做準(zhǔn)備答案：C。粗磨的主要目的是去除試樣表面的氧化皮、毛刺和宏觀缺陷，使試樣具有一個(gè)較為平整的表面，為后續(xù)的細(xì)磨和拋光工序打下基礎(chǔ)。7.金相試樣拋光的目的是（）。A.去除磨痕，獲得光亮的鏡面B.使組織顯示更清晰C.去除表面應(yīng)力D.提高硬度答案：A。拋光的目的是去除磨制過程中留下的磨痕，使試樣表面成為光亮的鏡面，以便在顯微鏡下觀察金相組織。8.常用的金相腐蝕劑是（）。A.硝酸酒精溶液B.鹽酸C.硫酸D.氫氧化鈉溶液答案：A。硝酸酒精溶液是最常用的金相腐蝕劑之一，它可以通過溶解金屬表面的部分區(qū)域，使不同的金相組織顯示出來，便于觀察和分析。9.馬氏體是（）。A.碳在α-Fe中的過飽和固溶體B.碳在γ-Fe中的過飽和固溶體C.碳在δ-Fe中的過飽和固溶體D.碳在β-Fe中的過飽和固溶體答案：A。馬氏體是碳在α-Fe中的過飽和固溶體，是一種硬而脆的組織，通常在快速冷卻（淬火）時(shí)形成。10.貝氏體是（）。A.過冷奧氏體在中溫區(qū)的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物B.過冷奧氏體在高溫區(qū)的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物C.過冷奧氏體在低溫區(qū)的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物D.過冷奧氏體在室溫下的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物答案：A。貝氏體是過冷奧氏體在中溫區(qū)（約230-550℃）的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物，根據(jù)組織形態(tài)可分為上貝氏體和下貝氏體，下貝氏體具有較好的綜合力學(xué)性能。二、判斷題1.鐵素體的硬度和強(qiáng)度比滲碳體高。（）答案：錯(cuò)誤。滲碳體是一種具有復(fù)雜晶格結(jié)構(gòu)的間隙化合物，硬度很高（約800HB），而鐵素體的硬度和強(qiáng)度較低，因此滲碳體的硬度和強(qiáng)度比鐵素體高。2.珠光體的強(qiáng)度和硬度介于鐵素體和滲碳體之間。（）答案：正確。珠光體是鐵素體和滲碳體的機(jī)械混合物，其性能取決于鐵素體和滲碳體的比例和分布，強(qiáng)度和硬度介于鐵素體和滲碳體之間。3.萊氏體的硬度比珠光體低。（）答案：錯(cuò)誤。萊氏體中含有大量的滲碳體，其硬度較高，而珠光體的硬度相對(duì)較低，所以萊氏體的硬度比珠光體高。4.金相顯微鏡的放大倍數(shù)越大，觀察到的組織越清晰。（）答案：錯(cuò)誤。金相顯微鏡的放大倍數(shù)并不是越大越好，放大倍數(shù)過大可能會(huì)導(dǎo)致視野變小、景深變淺、圖像分辨率下降等問題，反而會(huì)影響組織的觀察效果。在實(shí)際觀察中，需要根據(jù)組織的特點(diǎn)和觀察目的選擇合適的放大倍數(shù)。5.金相試樣磨制時(shí)，砂紙的粒度越大，磨出的表面越光滑。（）答案：正確。砂紙的粒度越大，磨粒越細(xì)，在磨制過程中對(duì)試樣表面的劃痕越淺，因此磨出的表面越光滑。但在磨制過程中，需要按照從粗到細(xì)的順序依次更換砂紙，以保證磨制效果。6.金相試樣拋光后可以直接在顯微鏡下觀察組織。（）答案：錯(cuò)誤。拋光后的試樣表面雖然光滑，但沒有經(jīng)過腐蝕處理，不同的金相組織在顯微鏡下無法區(qū)分。因此，拋光后的試樣需要用合適的腐蝕劑進(jìn)行腐蝕，使組織顯示出來后才能在顯微鏡下觀察。7.硝酸酒精溶液的濃度越高，對(duì)金相試樣的腐蝕作用越強(qiáng)。（）答案：正確。硝酸酒精溶液的濃度越高，其中的硝酸含量越多，對(duì)金屬表面的溶解能力越強(qiáng)，腐蝕作用也就越強(qiáng)。但在實(shí)際操作中，需要根據(jù)試樣的材質(zhì)和觀察要求選擇合適的腐蝕劑濃度，以免腐蝕過度影響觀察效果。8.馬氏體的硬度和強(qiáng)度比珠光體低。（）答案：錯(cuò)誤。馬氏體是一種硬而脆的組織，由于碳在α-Fe中的過飽和固溶，使其具有很高的硬度和強(qiáng)度，而珠光體的硬度和強(qiáng)度相對(duì)較低，所以馬氏體的硬度和強(qiáng)度比珠光體高。9.貝氏體的韌性比馬氏體好。（）答案：正確。馬氏體由于其過飽和的固溶體結(jié)構(gòu)和高的內(nèi)應(yīng)力，韌性較差，而貝氏體尤其是下貝氏體具有較好的韌性，因此貝氏體的韌性比馬氏體好。10.過共析鋼的淬火加熱溫度應(yīng)選擇在Ac?+（30-50）℃。（）答案：正確。過共析鋼淬火加熱溫度選擇在Ac?+（30-50）℃，這樣可以使部分滲碳體溶解于奧氏體中，同時(shí)保留一定數(shù)量的未溶滲碳體，淬火后可以獲得細(xì)小的馬氏體和未溶滲碳體組織，提高鋼的硬度、耐磨性和韌性。三、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述金相檢驗(yàn)的基本步驟。答：金相檢驗(yàn)的基本步驟如下：（1）試樣的截?。焊鶕?jù)檢驗(yàn)?zāi)康暮鸵?，從被檢驗(yàn)的材料或零件上截取具有代表性的試樣。截取方法有鋸切、線切割、電火花加工等，要注意避免因截取過程產(chǎn)生的過熱、變形等影響試樣的組織。（2）試樣的磨制：包括粗磨和細(xì)磨。粗磨是用砂輪或粗砂紙去除試樣表面的氧化皮、毛刺和宏觀缺陷，使試樣平整；細(xì)磨是用不同粒度的砂紙依次進(jìn)行磨制，使試樣表面逐漸光滑，磨制時(shí)要注意保證各磨痕方向一致，且相鄰兩道砂紙的磨痕方向要相互垂直。（3）試樣的拋光：常用機(jī)械拋光、電解拋光和化學(xué)拋光等方法。機(jī)械拋光是最常用的方法，通過在拋光機(jī)上使用拋光布和拋光粉，去除磨痕，獲得光亮的鏡面。（4）試樣的腐蝕：用合適的腐蝕劑對(duì)拋光后的試樣進(jìn)行腐蝕，使不同的金相組織顯示出來。常用的腐蝕劑有硝酸酒精溶液、苦味酸酒精溶液等，腐蝕時(shí)間和方法要根據(jù)試樣的材質(zhì)和觀察要求進(jìn)行選擇。（5）顯微鏡觀察：將腐蝕后的試樣放在金相顯微鏡下，選擇合適的放大倍數(shù)進(jìn)行觀察和分析，記錄組織形態(tài)、晶粒大小、相組成等信息。（6）結(jié)果分析和根據(jù)觀察結(jié)果，結(jié)合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和知識(shí)，對(duì)材料的組織和性能進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，編寫金相檢驗(yàn)報(bào)告。2.說明鐵-碳合金相圖的主要作用。答：鐵-碳合金相圖具有以下主要作用：（1）指導(dǎo)鋼鐵材料的選用：根據(jù)相圖可以了解不同成分的鐵-碳合金在室溫下的組織和性能，從而根據(jù)工程需要選擇合適的鋼鐵材料。例如，需要高塑性和韌性的材料可選用低碳鋼；需要較高強(qiáng)度和硬度的材料可選用中碳鋼；需要高硬度和耐磨性的材料可選用高碳鋼。（2）制定熱加工工藝：-鍛造工藝：根據(jù)相圖確定合適的鍛造溫度范圍，一般在奧氏體區(qū)進(jìn)行鍛造，因?yàn)閵W氏體具有良好的塑性，易于變形。例如，碳鋼的始鍛溫度一般在固相線以下100-200℃，終鍛溫度應(yīng)高于Ar?（亞共析鋼）或Arcm（過共析鋼），以保證鍛造后獲得均勻的組織。-熱處理工藝：相圖是制定熱處理工藝的重要依據(jù)。如退火、正火、淬火和回火等工藝的加熱溫度都要根據(jù)相圖來確定。例如，亞共析鋼的淬火加熱溫度一般選擇在Ac?+（30-50）℃，過共析鋼的淬火加熱溫度選擇在Ac?+（30-50）℃。（3）分析鋼鐵材料的組織和性能：通過相圖可以分析不同成分的鐵-碳合金在不同冷卻條件下的組織轉(zhuǎn)變過程，從而預(yù)測(cè)其性能。例如，根據(jù)相圖可以知道共析鋼在緩慢冷卻時(shí)會(huì)形成珠光體組織，而快速冷卻時(shí)可能會(huì)形成馬氏體組織，不同的組織具有不同的性能特點(diǎn)。3.簡(jiǎn)述馬氏體轉(zhuǎn)變的特點(diǎn)。答：馬氏體轉(zhuǎn)變具有以下特點(diǎn)：（1）無擴(kuò)散性：馬氏體轉(zhuǎn)變是一種非擴(kuò)散型相變，在轉(zhuǎn)變過程中原子不發(fā)生擴(kuò)散，只是通過切變的方式進(jìn)行晶格改組。碳在馬氏體轉(zhuǎn)變過程中來不及擴(kuò)散，因此馬氏體是碳在α-Fe中的過飽和固溶體。（2）切變共格性：馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí)，新相（馬氏體）和母相（奧氏體）之間存在一定的位向關(guān)系，并且在相界面上保持共格關(guān)系。馬氏體的形成是通過原子的集體切變來實(shí)現(xiàn)的，這種切變使奧氏體晶格轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體晶格。（3）轉(zhuǎn)變速度極快：馬氏體轉(zhuǎn)變速度非?？?，幾乎是在瞬間完成的。這是由于馬氏體轉(zhuǎn)變不需要原子的擴(kuò)散，只需要原子的切變運(yùn)動(dòng)，因此轉(zhuǎn)變速度不受擴(kuò)散速度的限制。（4）轉(zhuǎn)變具有不完全性：在一般情況下，馬氏體轉(zhuǎn)變不能進(jìn)行到底，總會(huì)有一部分奧氏體殘留下來，稱為殘余奧氏體。殘余奧氏體的存在會(huì)影響材料的性能，如降低硬度和尺寸穩(wěn)定性等。（5）轉(zhuǎn)變需要一定的過冷度：馬氏體轉(zhuǎn)變需要在一定的過冷度下才能發(fā)生，存在一個(gè)上馬氏體點(diǎn)（Ms）和下馬氏體點(diǎn)（Mf）。當(dāng)溫度冷卻到Ms點(diǎn)以下時(shí)，馬氏體開始形成；當(dāng)溫度冷卻到Mf點(diǎn)以下時(shí)，馬氏體轉(zhuǎn)變基本結(jié)束。在Ms和Mf之間，馬氏體的轉(zhuǎn)變量隨溫度的降低而增加。4.如何評(píng)定金相組織中的晶粒大??？答：評(píng)定金相組織中晶粒大小的方法主要有以下幾種：（1）比較法：將制備好的金相試樣在顯微鏡下觀察，與標(biāo)準(zhǔn)晶粒度評(píng)級(jí)圖進(jìn)行比較，確定晶粒的大小等級(jí)。標(biāo)準(zhǔn)晶粒度評(píng)級(jí)圖通常有不同放大倍數(shù)下的系列圖片，包含了從1級(jí)（晶粒最粗）到12級(jí)（晶粒最細(xì)）的不同晶粒度等級(jí)。比較時(shí)，選擇與試樣晶粒大小最接近的標(biāo)準(zhǔn)圖片，其對(duì)應(yīng)的晶粒度等級(jí)即為試樣的晶粒度。（2）截點(diǎn)法：在金相顯微鏡下，用已知長(zhǎng)度的直線或網(wǎng)格與晶粒相交，統(tǒng)計(jì)直線或網(wǎng)格與晶粒邊界的截點(diǎn)數(shù)。根據(jù)截點(diǎn)數(shù)和直線或網(wǎng)格的長(zhǎng)度，計(jì)算出單位長(zhǎng)度上的截點(diǎn)數(shù)，再通過相關(guān)公式計(jì)算出晶粒的平均截距，進(jìn)而評(píng)定晶粒大小。截點(diǎn)法的優(yōu)點(diǎn)是比較客觀、準(zhǔn)確，但操作相對(duì)復(fù)雜。（3）面積法：通過金相顯微鏡和圖像分析軟件，測(cè)量金相試樣中一定面積內(nèi)的晶粒個(gè)數(shù)，計(jì)算出每個(gè)晶粒的平均面積，再根據(jù)晶粒的平均面積評(píng)定晶粒大小。面積法也能較為準(zhǔn)確地反映晶粒的大小情況，但需要配備圖像分析設(shè)備。四、綜合分析題1.現(xiàn)有一塊碳鋼試樣，經(jīng)金相檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其組織為鐵素體和珠光體，且鐵素體的含量約為30%。試分析該碳鋼的含碳量，并判斷其屬于何種類型的碳鋼。答：（1）首先明確亞共析鋼中鐵素體和珠光體的含量與含碳量的關(guān)系：-在室溫下，亞共析鋼的組織是鐵素體（F）和珠光體（P）。根據(jù)杠桿定律，對(duì)于亞共析鋼，鐵素體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)$W_{F}$和珠光體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)$W_{P}$與含碳量$w_{C}$之間存在以下關(guān)系：-已知珠光體的含碳量$w_{P}=0.77\%$，鐵素體的含碳量$w_{F}\approx0.0218\%$。-根據(jù)杠桿定律$W_{F}=\frac{0.77-w_{C}}{0.77-0.0218}$，$W_{P}=\frac{w_{C}-0.0218}{0.77-0.0218}$。（2）然后根據(jù)已知條件計(jì)算含碳量：-已知鐵素體的含量$W_{F}=30\%=0.3$，代入$W_{F}=\frac{0.77-w_{C}}{0.77-0.0218}$可得：-$0.3=\frac{0.77-w_{C}}{0.7482}$。-等式兩邊同時(shí)乘以$0.7482$得：$0.3×0.7482=0.77-w_{C}$。-$0.2245=0.77-w_{C}$。-移項(xiàng)可得$w_{C}=0.77-0.2245=0.5455\%\approx0.55\%$。（3）最后判斷碳鋼的類型：-根據(jù)鐵-碳合金相圖，含碳量小于0.77%的鋼為亞共析鋼，該碳鋼的含碳量約為0.55%，小于0.77%，所以該碳鋼屬于亞共析鋼。2.某工廠生產(chǎn)的一批齒輪，在使用過程中出現(xiàn)了齒面磨損嚴(yán)重的問題。經(jīng)金相檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，齒輪的金相組織中存在大量粗大的晶粒。試分析晶粒粗大對(duì)齒輪性能的影響，并提出改進(jìn)措施。答：（1）晶粒粗大對(duì)齒輪性能的影響：-強(qiáng)度和硬度降低：晶粒粗大時(shí)，晶界面積減小，晶界對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻礙作用減弱，材料的強(qiáng)度和硬度會(huì)降低。對(duì)于齒輪來說，較低的強(qiáng)度和硬度會(huì)使其在承受載荷時(shí)更容易發(fā)生塑性變形，導(dǎo)致齒面磨損加劇。-韌性下降：粗大的晶粒會(huì)使材料的韌性變差，抗沖擊能力降低。在齒輪的工作過程中，會(huì)受到周期性的沖擊載荷，晶粒粗大的齒輪更容易發(fā)生脆性斷裂，影響齒輪的使用壽命。-耐磨性降低：晶粒粗大時(shí)，材料的組織結(jié)構(gòu)不均勻，各晶粒之間的性能差異較大，在磨損過程中容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，導(dǎo)致局部磨損加劇，從而降低了齒輪的耐磨性。（2）改進(jìn)措施：-優(yōu)化鍛造工藝：合理控制鍛造溫度和變形量，采用合適的鍛造比，使晶粒得到充分的破碎和細(xì)化。例如，適當(dāng)降低始鍛溫度和終鍛溫度，增加鍛造變形量，以獲得細(xì)小的晶粒組織。-進(jìn)行