1、 第1章 材料的性能二、填空1.金屬材料的機械性能是指在載荷作用下其抵抗（變形 ）或（破壞 ）的能力。2.金屬塑性的指標主要有（伸長率）和（斷面收縮率）兩種。4.常用測定硬度的方法有（布氏硬度測試法）、（洛氏硬度測試法）和維氏硬度測試法。5.疲勞強度是表示材料經(jīng)（無數(shù)次應(yīng)力循環(huán)）作用而（不發(fā)生斷裂時）的最大應(yīng)力值。三、填空題2. 晶體缺陷主要可分為（點缺陷）,（線缺陷）和面缺陷三類。3. 晶體缺陷中的點缺陷除了置換原子還有（間隙原子）和（空位）。4. 面缺陷主要指的是（晶界）和（亞晶界）；最常見的線缺陷有（刃型位錯）和（螺型位錯）。5. 每個面心立方晶胞在晶核中實際含有（ 4）原子，致密度為（

2、 0.74），原子半徑為（2a/4）。6. 每個體心立方晶胞在晶核中實際含有（ 2）原子，致密度為（ 0.68），原子半徑為（3a/4）。7. 每個密排六方晶胞在晶核中實際含有（ 6）原子，致密度為（ 0.74），原子半徑為（ a/2 ）。第3章 材料的凝固A 純金屬的結(jié)晶一、 是非題3. 在金屬的結(jié)晶中，隨著過冷度的增大，晶核的形核率N和長大率G都增大，在N/G增大的情況下晶粒細化。 是4. 液態(tài)金屬結(jié)晶時的冷卻速度越快，過冷度就越大，形核率和長大率都增大，故晶粒就粗大。非（晶粒都會細化）5. 液態(tài)金屬冷卻到結(jié)晶溫度時，液態(tài)金屬中立即就有固態(tài)金屬結(jié)晶出來。非（要到理論結(jié)晶溫度以下才會有）二、

3、 填空題1.隨著過冷度的增大，晶核形核率N（增大），長大率G（增大）。2.細化晶粒的主要方法有（a、控制過冷度 b、變質(zhì)處理 c、振動、攪拌）。3.純鐵在1200時晶體結(jié)構(gòu)為（-Fe），在800時晶體結(jié)構(gòu)為（-Fe）。四、簡答題 1.影響金屬結(jié)晶過程的主要因素是什么？ 答：晶核形核率和長大率2.何謂金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變？并以純鐵來說明。答：有些物質(zhì)在固態(tài)下其晶格類型會隨溫度變化而發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。純鐵在固態(tài)下的冷卻過程中有兩次晶體結(jié)構(gòu)變化：d-Fe g-Fe a-Fed-Fe、-Fe、-Fe是鐵在不同溫度下的同素異構(gòu)體，其中d-Fe和-Fe都是體心立方晶格，分別存在于熔點到13

4、94之間及912以下，-Fe是面心立方晶格，存在于1394到912之間。B 合金的結(jié)晶一、 填空題1. 根據(jù)溶質(zhì)原子在溶劑晶格中分布情況的不同，可將固溶體分為（置換固溶體）和（間隙固溶體）。2. 相是指合金中（成分相同）與（結(jié)構(gòu)相同）均勻一致的組成部分。3. 合金的晶體結(jié)構(gòu)大致可以有三種類型：（固溶體），金屬化合物和（ ）。4. 組成合金的（最簡單），（最基本），（能夠獨立存在）的物質(zhì)稱為組元。5兩種元素組成固溶體，則固溶體的晶體結(jié)構(gòu)（與組成元素之一的晶體結(jié)構(gòu)相同）。C 鐵碳合金相圖 一、選擇題1. 鐵素體是碳溶解在（A ）中所形成的間隙固溶體。 A-Fe B-Fe C-Fe D-Fe2.奧氏

5、體是碳溶解在（ B）中所形成的間隙固溶體。 A-Fe B-Fe C-Fe D-Fe3.滲碳體是一種（C）。 A穩(wěn)定化合物 B不穩(wěn)定化合物 C介穩(wěn)定化合物 D易轉(zhuǎn)變化合物4.在Fe-Fe3C相圖中，鋼與鐵的分界點的含碳量為（C）。 A2 B2.06 C2.11 D2.25.萊氏體是一種（C）。 A固溶體B金屬化合物 C機械混合物 D單相組織金屬6.在Fe-Fe3C相圖中，ES線也稱為（D）。 A共晶線 B共析線 CA3線 DAcm線7.在Fe-Fe3C相圖中，GS線也稱為（C）。 A共晶線 B共析線 CA3線 DAcm線8. 在Fe-Fe3C相圖中，共析線也稱為（A）。 AA1線 BECF線 C

6、Acm線 DPSK線9.珠光體是一種（C）。 A固溶體 B金屬化合物 C機械混合物 D單相組織金屬10.在鐵碳合金中，當含碳量超過（B）以后，鋼的硬度雖然在繼續(xù)增加，但強度卻在明顯下降。 A0.8 B0.9 C1.0 D1.112.在Fe-Fe3C相圖中，PSK線也稱為（B）。 A共晶線 B共析線 CA3線 DAcm線13.Fe-Fe3C相圖中，共析線的溫度為（D）。A724 B725 C726 D72714.在鐵碳合金中，共析鋼的含碳量為（B）A0.67 B0.77 C0.8 D0.87 7. 在Fe-Fe3C相圖中，共晶轉(zhuǎn)變溫度是（ 1148），共析轉(zhuǎn)變溫度是（ 727 ）。三、改正題1.

7、 在Fe-Fe3C相圖中,GS斜線表示由奧氏體析出二次滲碳體的開始線，稱為A3線。冷卻時鐵素體從奧氏體中析出開始、加熱時鐵素體向奧氏體轉(zhuǎn)變終了的溫度線2. 在鐵碳合金相圖中，PSK線是一條水平線（727），該線叫共晶線，通稱A1線。3. 過共析鋼緩冷到室溫時，其平衡組織由鐵素體和二次滲碳體組成。珠光體4. 珠光體是由奧氏體和滲碳體所形成的機械混合物，其平均含碳量為0.77%。鐵素體5. 亞共晶白口鐵緩冷到室溫時，其平衡組織由鐵素體，二次滲碳體和萊氏體組成。珠光體6. 在亞共析鋼平衡組織中，隨含碳量的增加，則珠光體量增加，而二次滲碳體量在減少。含碳量在0.0218%0.77%范圍內(nèi)增加7. 過共

8、晶白口鐵緩冷到室溫時，其平衡組織由珠光體和萊氏體組成。一次滲碳體和低溫萊氏體8. 在鐵碳合金相圖中，鋼的部分隨含碳量的增加，內(nèi)部組織發(fā)生變化，則其塑性和韌性指標隨之提高。下降9. 在鐵碳合金相圖中，奧氏體在1148時，溶碳能力可達4.3%。2.11%10.碳溶解在-Fe中可形成的間隙固溶體稱為奧氏體，其溶碳能力在727時為0.0218%。鐵素體11.在鐵碳合金相圖中，鐵素體在727時，溶碳能力可達2.11%。0.0218%12.在過共析鋼中含碳量越多，則其組織中的珠光體量減少，而鐵素體量在增多。二次滲碳體13.碳溶解在-Fe中所形成間隙固溶體稱為鐵素體，其溶碳能力在727時為0.77%。奧氏體

9、14.亞共析鋼緩冷到室溫時，其平衡組織由鐵素體和二次滲碳體組成。珠光體15.奧氏體化的共析鋼緩慢冷卻到室溫時，其平衡組織為萊氏體。珠光體16.在鐵碳合金相圖中，ES線是碳在奧氏體中的溶解度變化曲線，通稱A1線。-Fe Acm四、簡答題1.鐵碳合金中基本相有哪幾相？室溫下的基本相是什么？答：基本相有液相L高溫鐵素體相、鐵素體相、奧氏體相和滲碳體相Fe3C3.試分析含碳量為1.2%鐵碳合金從液體冷卻到室溫時的結(jié)晶過程。答：合金在12點轉(zhuǎn)變?yōu)?g , 到 3 點, 開始析出Fe3C。從奧氏體中析出的Fe3C稱二次滲碳體, 用Fe3C表示,其沿晶界呈網(wǎng)狀分布。溫度下降, Fe3C量增加。到4點， g

10、成分沿ES線變化到S點，余下的g 轉(zhuǎn)變?yōu)镻。P534.結(jié)合Fe-Fe3C相圖指出A1、A3和Acm代表哪個線段，并說明該線段表示的意思。答：A1為PSK水平線，即共析線，在該線溫度（727）下發(fā)生共析轉(zhuǎn)變A3為GS線，即固溶體轉(zhuǎn)變線 Acm為ES線，即碳在-Fe中的固溶線5.簡述碳鋼中碳含量變化對機械性能的影響。答：亞共析鋼隨含碳量增加，P 量增加，鋼的強度、硬度升高, 塑性、韌性下降.0.77%C時, 組織為100% P, 鋼的性能即P的性能。 0.9%C，F(xiàn)e3C為晶界連續(xù)網(wǎng)狀，強度下降, 但硬度仍上升。 2.11%C，組織中有以Fe3C為基的Le,合金太脆6.寫出鐵碳相圖上共晶和共析反應(yīng)

11、式及反應(yīng)產(chǎn)物的名稱。答：共晶:L4.32.11Fe3C,產(chǎn)物為奧氏體和滲碳體的機械混合物，即萊氏體。共析：0.770.0218+Fe3C,產(chǎn)物為鐵素體和滲碳體的機械混合物，即珠光體。8.簡述FeFe3C相圖應(yīng)用是在哪些方面？答：鐵碳合金相圖是研究鐵碳合金最基本的工具，是研究碳鋼和鑄鐵成分、溫度、組織及性能之間關(guān)系的理論基礎(chǔ)，是制定熱加工、熱處理、冶煉和鑄造工藝的依據(jù)。五、計算題1.二塊鋼樣，退火后經(jīng)顯微組織分析，其組織組成物的相對含量如下：第一塊：珠光體占40%，鐵素體60%。第二塊：珠光體占95%，二次滲碳體占5%。試問它們的含碳量約為多少？（鐵素體含碳量可忽略不計）解：鐵素體含碳量忽略不計

12、第一塊：C=P面積0.77%=QP0.77%=0.31% 第二塊：C%=QP0.77%+QFe3C2.11%=0.84%2.已知鐵素體的b=180-230MPa，=30%-50%，HB=50-80；珠光體的b=770MPa，=20%-35%，HB=180；,試計算45鋼的硬度,抗拉強度和伸長率。解：由已知可得45鋼中Qp=58.4%，Q=41.6% s混 = sa Qa + s Q 45鋼的b=b(F)Q+Qpb（P）=23041.6%+77058.4%=545.36MPa =FQ+Qpp= 0.541.6%+0.3558.4%=41.24% HB=HB(F) Q+ QpHB(p)=8041.

13、6%+18058.4%=138.4 3.室溫下45鋼（含碳量0.45%）中鐵素體和珠光體的相對重量百分比。解：由杠桿定理有Qp=（0.45-0.0008）/(0.77-0.0008)100%=58.4% 則Q=100%-58.4%=41.6%4.某鍋爐鋼板，圖紙要求用20鋼制作。顯微組織觀察發(fā)現(xiàn)，組織中珠光體的量占30%，問鋼板是否符合圖紙要求。（20鋼含碳量范圍為0.17-0.23%）解：由已知可求的C%=Qp0.77%=23% 又20鋼含碳量范圍為0.17-0.23% 鋼板符合圖紙要求5. 用Pb-Sb合金制造軸瓦，要求其組織在共晶體上分布有10%Sb作硬質(zhì)點，試求該合金的成分和硬度，（P

14、b-Sb合金相圖如下所示，純Pb的硬度為HB=3，純Sb的硬度為HB=30）。 溫度 解：由已知可得 252 HB混 = HBa Qa +HB Q HB= Pb 11.1 Sb Sb,% Pb-Sb合金相圖 第5章 鋼的熱處理 一、 選擇題1.加熱是鋼進行熱處理的第一步，其目的是使鋼獲得（B ）。 A均勻的基體組織 B均勻的A體組織 C均勻的P體組織 D均勻的M體組織2.下列溫度屬于鋼的高、中、低溫回火溫度范圍的分別為（A ）（D ）（B ）。 A500 B200 C400 D3503.碳鋼的淬火工藝是將其工件加熱到一定溫度，保溫一段時間，然后采用的冷卻方式是（D ）。 A隨爐冷卻 B在風中冷

15、卻 C在空氣中冷卻 D在水中冷卻4.正火是將工件加熱到一定溫度，保溫一段時間，然后采用的冷卻方式是（C ）。 A隨爐冷卻 B在油中冷卻 C在空氣中冷卻 D在水中冷卻5.完全退火主要用于（A ）。 A亞共析鋼 B共析鋼 C過共析鋼 D所有鋼種6.共析鋼在奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變產(chǎn)物中，不可能出現(xiàn)的組織是（ C）。 AP BS CB DM 7.退火是將工件加熱到一定溫度，保溫一段時間，然后采用的冷卻方式是（A ）。 A隨爐冷卻 B在油中冷卻 C在空氣中冷卻 D在水中冷卻二、是非題1. 完全退火是將工件加熱到Acm以上3050，保溫一定的時間后，隨爐緩慢冷卻的一種熱處理工藝。2. 合金元素溶于奧氏體后，

16、均能增加過冷奧氏體的穩(wěn)定性。3. 滲氮處理是將活性氮原子滲入工件表層，然后再進行淬火和低溫回火的一種熱處理方法。4. 馬氏體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)的位置主要與鋼的化學成分有關(guān)，而與冷卻速度無關(guān)。三、填空題1. 共析鋼中奧氏體形成的四個階段是：（ 奧氏體晶核形成），（ 奧氏體晶核長大 ），殘余Fe3C溶解，奧氏體均勻化。3. 馬氏體是碳在（ -Fe ）中的（過飽和溶液 ）組織。4. 在鋼的熱處理中，奧氏體的形成過程是由（ 加熱 ）和（ 保溫 ）兩個基本過程來完成的。7. 在鋼的回火時，隨著回火溫度的升高，淬火鋼的組織轉(zhuǎn)變可以歸納為以下四個階段：馬氏體的分解，殘余奧氏體的轉(zhuǎn)變，（ 鐵素體中析出 Fe3C ），

17、（鐵素體多邊形化 ）。9. 常見鋼的退火種類有：完全退火，（等溫退火 ）和（ 球化退火 ）。10. 根據(jù)共析鋼的C曲線，過冷奧氏體在A1線以下轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物類型有（P型組織 ），（S型組織 ）和馬氏體型組織。11. 材料在一定的淬火劑中能被淬透的（ 淬硬層深度越大 ）越大，表示（ 淬透性 ）越好。四、改正題1. 臨界冷卻速度是指過冷奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變的最快的冷卻速度。 最小3. 低碳鋼和某些低碳合金鋼，經(jīng)球化退火后能適當提高硬度，改善切削加工。 降低4. 完全退火主要應(yīng)用于過共析鋼。 亞共析鋼5. 去應(yīng)力退火是將工件加熱到Ac3線以上，保溫后緩慢地冷卻下來地熱處理工藝。 30506. 減低硬度的球

18、化退火主要適用于亞共析鋼。 共析鋼和過共析鋼8. 除鈷之外，其它合金元素溶于奧氏體后，均能增加過冷奧氏體的穩(wěn)定性，使C曲線左移。右移9. 馬氏體硬度主要取決于馬氏體中的合金含量。 含碳量12.鋼的熱處理是通過加熱，保溫和冷卻，以改變鋼的組織結(jié)構(gòu)，從而改善鋼的性能的一種工藝方法。 13.熱處理的加熱，其目的是使鋼件獲得表層和心部溫度均勻一致。 奧氏體成分14.過共析鋼完全退火后能消除網(wǎng)狀滲碳體。 球化退火15.淬火鋼隨著回火溫度的升高，鋼的硬度值顯著降低，這種現(xiàn)象稱為回火脆性。 某些范圍內(nèi) 沖擊韌性 17.馬氏體轉(zhuǎn)變的Ms和Mf溫度線，隨奧氏體含碳量增加而上升。 下降五、簡答題1.指出下列工件正

19、火的主要作用及正火后的組織。（1）20CrMnTi制造傳動齒輪 （2）T12鋼制造銑刀 答：調(diào)整硬度，便于切削加工；細化晶粒，為淬火作準備；消除殘余內(nèi)應(yīng)力。正火后組織為F和S.正火是為了消除網(wǎng)狀二次滲碳體，為球化退火做組織準備，同時正火可增加珠光體量并細化晶粒，提高強度、硬度和塑性，并作為最終熱處理。正火后組織為索氏體。2.用45鋼制造主軸，其加工工藝的路線為：下料鍛造退火粗加工調(diào)質(zhì)處理試問：（1）調(diào)質(zhì)處理的作用。（2）調(diào)質(zhì)處理加熱溫度范圍。答：調(diào)制處理可以使材料具有良好的綜合力學性能，在保持較高強度的同時，具有良好的塑性和韌性。500650熱處理的目是什么？有哪些基本類型？答：目的是改變鋼的

20、組織結(jié)構(gòu)，從而獲得所需要的性能。根據(jù)加熱、冷卻方式及鋼組織性能變化特點的不同，可分為下面幾類：普通熱處理。退火、正火、淬火和回火。表面熱處理。表面淬火和化學熱處理。其他熱處理。真空熱處理、形變熱處理、控制氣氛熱處理、激光熱處理等。根據(jù)零件生產(chǎn)過程中所處的位置和作用，又可分為預(yù)備熱處理與最終熱處理。4.簡述過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變組織的名稱及其性能。答：隨過冷度不同，過冷奧氏體將發(fā)生3種類型轉(zhuǎn)變，即珠光體轉(zhuǎn)變、貝氏體轉(zhuǎn)變和馬氏體轉(zhuǎn)變。珠光體轉(zhuǎn)變根據(jù)片層厚薄不同可細分為珠光體、索氏體和托氏體。片間距越小，鋼的強度、硬度越高，同時塑性和韌性略有改善。貝氏體轉(zhuǎn)變根據(jù)組織形態(tài)不同，分為上貝氏體和下貝氏體。上貝

21、氏體強度與塑性都較低，而下貝氏體除了強度和硬度較高外，塑性、韌性也較好，即具有良好的綜合力學性能。馬氏體根據(jù)組織形態(tài)可分為板條狀和針狀兩大類，高硬度是馬氏體性能的主要特點，含碳量增加硬度也提高。6.什么叫退火？其主要目的是什么？答：將鋼加熱至適當溫度保溫，然后緩慢冷卻（爐冷）的熱處理工藝叫做退火。其主要目的有：調(diào)整硬度，便于切削加工；消除殘余內(nèi)應(yīng)力，防止在后續(xù)加工或熱處理中發(fā)生變形或開裂；細化晶粒，提高力學性能，或未最終熱處理作組織準備。7.什么叫回火？淬火鋼為什么要進行回火處理？答：回火是將淬火鋼加熱到A1以下某溫度保溫后再冷卻的熱處理工藝。為避免淬火件在放置過程中發(fā)生變形或開裂，鋼件經(jīng)淬火

22、后應(yīng)及時進行回火。8.什么叫淬火？其主要目的是什么？答：淬火是將鋼加熱到臨界點以上，保溫后以大于VK的速度冷卻，使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的熱處理工藝。其目的就是為了獲得馬氏體，提高鋼的力學性能。9.淬火鋼采用低溫或高溫回火各獲得什么組織？其主要應(yīng)用在什么場合？答：獲得回火馬氏體或回火索氏體。低溫回火主要用于處理各種工具、模具、軸承及經(jīng)滲碳和表面淬火的工件；高溫回火可用于各種重要結(jié)構(gòu)件如連桿、軸、齒輪等的處理，也可作為某些要求較高的精密零件、量具等的預(yù)備熱處理。10.指出過共析鋼淬火加熱溫度的范圍，并說明其理由。答：溫度范圍是Ac1(3060）。過共析鋼由于退火前經(jīng)過球化退火，因此淬火后組織為細馬氏

23、體加顆粒狀滲碳體和少量殘余奧氏體。分散分布的顆粒狀滲碳體對提高鋼的硬度和耐磨性有利。如果將過共析鋼加熱到以上，則由于奧氏體晶粒粗大、含碳量提高，使淬火后馬氏體晶粒也粗大，且殘余奧氏體量增多，這使鋼的硬度、耐磨性下降，脆性和變形開裂傾向增加。11.球化退火的目的是什么？主要應(yīng)用在什么場合？答：球化退火的目的在于降低硬度，改善切削加工性能，并為后續(xù)熱處理作組織準備。主要用于共析鋼和過共析鋼。12.用10鋼制作一要求耐磨的小軸(直徑為20 mm),其工藝路線為:下料-鍛造-正火-機加工-滲碳-淬火-低溫回火-磨加工。說明各熱處理工序的目的及使用狀態(tài)下的組織。答：正火是為了調(diào)整工件硬度，便于切削加工，

24、同時可以細化晶粒，為淬火作準備，還可以消除殘余內(nèi)應(yīng)力；滲碳可以提高工件表面硬度、耐磨性及疲勞強度，同時可以保持心部良好的韌性和塑性；淬火是為了提高鋼的力學性能；低溫回火則可以保持淬火后高硬度、高耐磨性的同時，降低內(nèi)應(yīng)力，提高韌性。第6章 工業(yè)用鋼一、選擇題1. 欲要提高188型鉻鎳不銹鋼的強度，主要是通過（B ）。 A時效強化方法 B固溶強化方法 C冷加工硬化方法 D馬氏體強化方法2.20CrMnTi鋼根據(jù)其組織和機械性能，在工業(yè)上主要作為一種（ A）使用。 A合金滲碳鋼 B合金彈簧鋼 C合金調(diào)質(zhì)鋼 D滾動軸承鋼3.大多數(shù)合金元素均在不同程度上有細化晶粒的作用，其中細化晶粒作用最為顯著的有（C

25、 ）。 AMn,P BMn,Ti CTi,V DV,P4.除（A ）元素外，其它合金元素溶于奧氏體后，均能增加過冷奧氏體的穩(wěn)定性。 ACo BCr CMn DTi5.優(yōu)質(zhì)鋼的含硫量應(yīng)控制在下列（ C）范圍內(nèi)。 A0.060.05 B0.050.035 C0.0350.02 D0.020.0156.優(yōu)質(zhì)鋼的含磷量應(yīng)控制在下列（ C）范圍內(nèi)。 A0.0550.045 B0.0450.035 C0.0350.03 D0.030.02二、是非題1.合金元素均在不同程度上有細化晶粒的作用。2.優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號用兩位數(shù)字來表示，如45鋼，該數(shù)字表示鋼的1/10最低抗拉強度值。3.碳素工具鋼的牌號，如T

26、8，T12，該數(shù)字表示鋼的最低沖擊韌性值。4.鋼中的含硫量增加，其鋼的熱脆性增加。5.鋼中的含磷量增加，其鋼的熱脆性增加。三、填空題1.高速工具鋼經(jīng)高溫淬火加多次回火后，具有很高的（強度、硬度）和較好的（ 塑性、韌性）。2.不銹鋼按其金相顯微組織不同，常用的有以下三類：（ 馬氏體不銹鋼），（鐵素體不銹鋼），奧氏體型不銹鋼。四、改正題1.高錳鋼加熱到1000-1100,淬火后可獲得單相馬氏體組織。 過飽和單相奧氏體2.1Cr18Ni9鋼是一種馬氏體不銹鋼。 奧氏體3.5CrNiMo鋼是合金結(jié)構(gòu)鋼。 熱鍛模鋼4.40Cr鋼是合金滲碳鋼。 調(diào)質(zhì)鋼5.20CrMnTi鋼是合金調(diào)質(zhì)鋼。 滲碳鋼6.GCr15是專用的合金工具鋼。 滾動軸承鋼7.1Cr13鋼是奧氏體不銹鋼。 馬氏體8.W18Cr4V鋼是不銹鋼。 高速工具鋼