材料热处理工程师资格考试复习题2012

材料热处理工程师资格考试复习题

(2012年)

第一单元

一、单项选择题(每小题1分)

1．奥氏体晶粒度是表示奥氏体晶粒的大小，通常按标准试验方法在930±10℃保温足够时间后测定的晶粒大小称为

口A)起始晶粒度口B)实际晶粒度

口C)本质晶粒度口D)特种晶粒度

2．下贝氏体的韧性远高于上贝氏体主要是因为下贝氏体的

口A)碳化物呈粒细状口B)碳化物呈细片状

口C)位错密度高口D)位错密度低

3．高碳工具钢或合金工具钢的等温球化退火处理的加热温度通常是

口A)A c1+20～30℃口B)A c1－20～30℃

口C)Ac1+20～30℃口D)Ac1－20～30℃

4．钢中马氏体形态主要分为板条状马氏体和片状马氏体，获得板条状(位错)马氏

体的条件是

口A)Ms>350℃Wc<0.2％口B)Ms<200℃Wc>1.0％

口C)Ms 200℃~300~C Wc 0.2％～0.5％口D)Ms 30012～350℃We 0.5％～1 O％5．钢中马氏体力学性能的显著特点是具有高硬度和高强度，马氏体硬度主要取决于口A)钢中合金元素量口B)马氏体中含碳量

口C)钢的加热温度口D)钢的冷却速度

6．钢的临界冷却速度是指过冷奥氏体不发生分解直接得到

口A)全部珠光体的最低冷却速度

口B)全部上贝氏体(含残余奥氏体)的最低冷却速度

口C)全部下贝氏体(含残余奥氏体)的最低冷却速度

口D)全部马氏体(含残余奥氏体)的最低冷却速度

7．出现第二类回火脆性的回火工艺是

口A)在450"C~650~C温度范围内回火

口B)回火时快冷

口C)回火时慢冷

口D)在450"C ~650"C 温度范围内回火，且缓慢冷却

8．为获得良好的综合力学性能，38CrMoAl钢制造的氮化件预先热处理应采用

口A)退火口B)正火

口C)调质口D)渗碳

9．消除过共析层网状碳化物最简便的热处理工艺为

口A)完全退火口B)不完全退火

口C)正火口D)高温回火

10．亚共析碳钢亚温淬火常用的最佳温度为

口A)Ac1+10～20℃口B)Ac3+l 0~20"C

口C)比Ac3略低口D)比Ar3略低

11．去应力退火的加热温度范围是

口A)Ac1以上30～50℃口B)Acl以下某温度

口C)Acm以上口D)Ac3以上

12．中碳钢淬火后高温回火称为调质处理，获得的组织是

口A)回火马氏体口B)回火索氏体

口C)回火托（屈)氏体口D)珠光体

13．扩散是钢的化学热处理过程中重要控制因子，而影响扩散系数的最重要因素是口A)温度口B)扩散方式

口C)晶格类型口D)固溶体类型

14．化学热处理中，用作提高耐磨和耐腐蚀性的常用工艺是

口A)渗硼口B)渗铝

口C)渗硫口D)渗碳

15．高频加热淬火频率为100～1000kHz，通常达到的淬硬层深度为

口A)0 .2～2mm 口B)2～5mm

口C)2～8mm 口D)10～1 5mm

16．球墨铸铁通常的淬火工艺为

口A)860~900℃，油冷口B)860~900℃，水冷

口C)900~930℃，油冷口D)900~930℃，水冷

17．变形铝合金淬火后时效的主要目的是

口A)消除应力口B)提高强度

口C)降低硬度口D)稳定尺寸

18．为使高精度量具尺寸稳定，常用的热处理工艺是

口A)多次回火口B)一次冷处理

口C)一次稳定化处理口D)多次冷处理与稳定化处理

19．为避免20CrMnTi钢大型锻件产生魏氏组织，改进热处理工艺是

口A)提高正火温度口B)加快正火冷却速度

口C)二次正火口D)降温等温

20．提高CrWMn冷作模具钢强韧性和耐磨性的细微化热处理工艺是

口A)850℃加热保温后油冷+200℃回火

口B)810℃加热保温后油冷(油温150℃+200℃回火

口C)840℃加热保温后240℃等温1小空冷+250℃回火

口D)970℃加热保温后油冷+560℃回火+820℃加热保温后油冷+280℃等温1小时空冷+200℃回火

21．去应力退火的加热温度范围是

口1 A)Ac1以上30~50C 口B)Act以下某温度

口C)Acm以上口D)Ac3以上

22．碳钢淬火、高温回火后获得的组织为

口A)回火马氏体口B)回火索氏体

口C)回火氏体口D)珠光体

23．片状马氏体的亚结构主要是

口A)刃型位错口B)螺型位错

口C)层错口D)孪晶

24．下列元素中，不能提高钢的淬透性的元素为

口A)Si 口B)Cr

口C)Mn 口D)Co

25．确定碳钢淬火加热温度的基本依据是

口A)Fe-Fe3C相图口B)“C”曲线

口C)“CCT”曲线口D)淬透性曲线图

26．对于T8钢的预备热处理应采用

口A)完全回火口B)扩散退火

口C)球化退火口D)正火

27．中频感应加热淬火的频率是

口A）50Hz 口B)2000~8000Hz

口C)l0～100kHz 口D)100～1000kHz

28．钢中加入强碳化物形成元素如Ti、Zr、V、Nb、Ta等，对奥氏体晶粒长大口A)有促进作用口B)有明显促进作用

口C)影响不大口D)有强烈阻碍作用

29．钢感应加热表面淬火的淬硬层深度，主要取决于

口A)钢的含碳量口B)冷却介质的冷却能力

口C)感应电流频率口D)感应电流电压

30．常见的铝合金热处理强化方法是：

口A)淬火十中温回火口B)固溶十时效

口C)正火口D)等温退火

31．高速钢淬火冷却时，常常在580--600~C停留10～1 5分钟，然后在空气中冷却，这种操作方法叫做

口A)双介质淬火口B)等温淬火

口C)分级淬火口D)亚温淬火

32．出现第一类回火脆性的回火温度范围是

口A)低于200℃口B)200～450~C

口C)450~550℃口D)550～650℃

33．弹簧钢的常规热处理是

口A)淬火+高温回火口B)淬火+中温回火

口C)淬火+低温回火口D)中频感应加热淬火

1．何谓钢的球化退火，其目的是什么?主要适用于哪些钢材?

2．简述淬火冷却方法(至少说出五种)。

3．简述淬透性概念及其影响因素。

4．钢的回火分哪儿类?说出低温回火的适用性(目的)。

5．什么是碳氮共渗中的黑色组织?它的危害性是什么?防止措施是什么?

6．简述零件感应加热淬火的基本原理。

7．什么叫喷丸强化?对材料表面形貌与性能有什么影响?

8．为什么亚共析钢经正火后，町获得比退火高的强度与硬度?

9．高速钢刀具深冷处理为什么能提高刀具使用寿命?

10．简述激光热处理的原理，与感应加热淬火相比优点是什么?

11．指出下列钢的类别：QT600—2、08F、5CrMnMo、GCr15、60Si2Mn、1Crl8Ni9Ti、Tl0、w18cr4V。

12．试简述影响过冷奥氏体等温转变的因素。

13．试简述钢加热时影响奥氏体晶粒长大的因素。

14．试说明钢的回火脆性及解决的办法。

15．试说明球化退火的类型、目的及用途。

16．何谓断裂韧性?如何根据材料的断裂韧性K1c、零件的工作应力σ和零件中的裂纹半径长度α来判断零件是否发生低应力脆断?

17．制定铸造铝合金的淬火工艺，应遵循哪些原则?

18．现采用低温(320～380℃)、高温(540～560℃)配合回火工艺，会使高速钢的寿命明显提高，试分析其原因。

19．控制铸件晶粒尺寸都有哪些主要途径?铸锭的主要缺陷是什么?

20．零件选材的基本原则是什么(举例说明)?

1．根据共析钢过冷奥氏体连续冷却转变曲线示意图(图1)指出以下五个区域是什

么转变区?

区域①(A1线以上)、区域②(AA区左边)、区域③(BB右边)

区域④(AA和BB之间)、区域⑤(M s以下)。

图1共析钢过冷奥氏体连续冷却转变曲线示意图

若将共析钢加热至奥氏体温度后分别以图中的冷却速度Vl、Vc、V2、V3、V4进行冷却至室温后得到什么组织?连续冷却转变曲线的实用意义是什么?

2．简述常用的化学热处理(渗碳、渗氮、碳氮共渗和氮碳共渗)的工艺主要特点、

热处理后的组织和性能特点，主要适用于哪些材料或零件?

3．已知GCrl 5钢精密轴承的加工工艺路线为：

下料→锻造→超细化处理→机加工→淬火→冷处理→稳定化处理其中热处理工艺包括：

①超细化处理工艺为：1050℃×20～30min高温加热，250～350℃×2h盐槽等温，

690～720℃×3h炉冷至500℃出炉空冷。

②淬火：835～850℃×45～60min在保护气氛下加热，150～170℃的油中冷却5～

10min，再在30～60℃油中冷却。

③冷处理：清洗后在－40～－70℃×l～1.5h深冷处理。

④稳定化处理：粗磨后进行140～180℃×4～12h；精磨后120～160℃×6～24h。

试分析Gcrl5钢精密轴承在加工过程中所采用的上述热处理工艺的目的。

4．亚共析钢的淬火温度常选在Ac3以上，而过共析钢淬火加热温度为何选在A C1~Acm 之间，试从理论上加以分析。

5．试述热处理在制造业发展中的作用。

6．渗碳件热处理常出现以下缺陷，试分析其原因并指出防止措施。

(1)淬火后硬度偏低：

(2)渗层深度不够：

(3)渗层出现大块状网状碳化物。

7．汽车、拖拉机的齿轮选用20CrMnTi材料，其加工艺路线为：

下料→锻造→正火→机加工→渗碳、淬火+低温回火→喷丸→磨削→成品

试分析各热处理工序的作用。

材料热处理工程师资格考试题

第二单元

一．单项选择题（每小题1分）

1．金属具有良好的塑性、密度高等是因为由正离子和自由电子之间相互吸引结合形

成的金属键

口A)有方向性口B)没有方向性

口C)有偶极矩口D)有方向性和偶极矩

2．金属的典型晶体结构有

口A)简单立方面心立方口B)面心立方体心立方密排六方

口C)简单立方体心四方密排六方口D)面心正交体心正交密排六方3．对晶体的强度与断裂等力学性能起决定作用的线缺陷是

口A)空位口B)相界

口C)晶界口D)位错

4．铁碳合金在固态平衡条件下出现的几种基本组织是铁素体、奥氏体和

口A)索氏体、贝氏体、马氏体口B)贝氏体、渗碳体、珠光体

口C)贝氏体、马氏体口D)莱氏体、渗碳体、珠光体5．引起钢材在1000～1200℃锻造或轧制时，产生沿奥氏体晶界开裂的“热脆”现象的有害元素是

口A)硫口B)磷

口C)氢口D)氧

6．渗碳时，碳在钢中的扩散机制是

口A)置换扩散口B)间隙扩散

口C)上坡扩散口D)自散散

7．种力学性能指标，是指零件在受力时抵抗弹性变形的能力，它等于材料弹性模量与构件截面的乘积。这种力学性能指标称为

口A)刚度口B)抗拉强度

口C)弹性极限口D)冲击韧性

8．材料在高温长期载荷作用下抵抗断裂的能力称为

口A)蠕变极限口B)持久强度

口C)疲劳强度口D)断裂强度

9．具有高的抗压强度、优良的耐磨性、消振性和低的缺口敏感性．用于制造汽车和拖拉机中的汽缸、机床床身的材料是

口A)球墨铸铁口B)灰铸铁

口C)可锻铸铁口D)铸钢

10．称为纳米材料，组成它的颗粒的尺度应为

口A)十万分之一米(1×10-5m) 口B)百万分之一米(1×10-6)

口C)千万分之一米(1×10-7) 口D)十亿分之一米(1×10-9) 11．以种或几种碳化物为硬化相组成，可以制成各类形状复杂的刀具、模具等的材料是

口A)氧化铝陶瓷口B)氧化硅陶瓷

口C)钢结硬质合金口D)金属陶瓷

12.．种热膨胀系数小、热导率较大、耐急冷急热、易加工，使用温度达2500℃。

常在真空热处理炉中使用的电热元件材料是

口A)镍铬电热合金口B)铁铬铝电热合金

口C)碳化硅电热元件口D)石墨布或石墨带电热元件

13、真空炉在中、高温加热工件时主要传热方式为

口A)对流口B)辐射和传导

口C)传导和对流口D)辐射

14、将原料气(天然气或丙烷等)按一定比例同空气混合，在高温反应罐内

经过触媒反应生成主要含c0、H2N2和微量co2、H2O的气氛，称为

口A)放热型气氛口B)吸热型气氛(又称RX气氛)

口C)直生式气氛口D)氨分解气氛

15、根据真空度，将真空区域划分为低真空、中真空、高真空和超高真空，

目前热处理用的真空炉的真空度范围在

口A)101～102pa 口B)102～103pa

口C)10-2～10-3pa 口D)103～10-5pa

16、测定薄层化学热处理的渗层硬度梯度时，最适宜采用的硬度试验方法是

口A)洛氏口B)布氏

口C)维氏口D)努氏

1 7、以下性能指标中，不是材料的断裂韧度指标是

口A)K I c 口B)δc

口C)Rmc 口D)J I c

18、在微区成分分析方法中，分析结果的精度相对最高的是

口A)X射线波谱口B)X射线能谱

口C)俄歇电子能谱口D)离子探针

19、可以直接对断口进行微观分析的仪器为

口A)扫描电镜口B)透射电镜

口C)放大镜口D)光学显微镜

20、在断口微观分析中看到沿晶开裂，晶面上分布有鸡爪花样，可推断该断裂是

口A)应力腐蚀口B)氢脆

口C)疲劳口D)韧性

21．在断口附近的侧面象上观察到有( )的裂纹形貌是应力腐蚀断裂区别于其他断裂方式的重要特征

口A)干树枝状的分叉口B)单独的裂纹主干，无分叉

口C)多条裂纹，无分叉口D)裂纹走向不固定

22．金属的实际结晶温度与理论结品温度之差，称为过冷度，过冷度越大，则实际结晶温度口A)越高口B)越低

口C)可高可低口D)不变

23．实际金属中存在许多缺陷，其中晶界属于．

口A)点缺陷口B)线缺陷

口C)面缺陷口D)体缺陷

24．铁碳合金中的共析组织，称为

口A)莱氏体口B)贝氏体

口C)珠光体口D)奥氏体

25．在真空炉中主要的传热方式为

口A)辐射口B)对流

口C)传导口D)辐射+对流

26．3Cr2W8V钢属于

口A)亚共析钢口B)共析钢

口C)过共析钢口D)渗碳钢

27．为保证钛合金具有稳定的力学性能应采用( )退火

口A)完全口B)不完全

口C)等温口D)去氢

28．合金钢淬火时常用的冷却介质为

口A)水口B)盐水

口C)油口D)碱水

二、简答题(每小题4分)

1．合金结构钢分为哪几类?并分别列举两种钢号。

2．磨损失效类型有几种?如何防止零件的各类磨损失效?

3．钢中的氮元素对钢材性能有什么影响?

4．可控气氛炉在运行过程中当向炉内供气(可控气氛)和紧急停电时的安全操作措施是什么?

5．真空加热特点是什么?为减少合金元素蒸发可采取的有效措施是什么?

6．晶粒大小对金属力学性能有何影响?怎样控制铸件的晶粒大小?

7．简述渗氮件的金相检测项目。

8．分别简述光学显微镜、透射电镜和扫描电镜的成像原理?扫描电镜的特点是什么?

9．断口的宏观及微观形貌的哪些特征可推断为疲劳断裂?

10．简述超声波探伤的原理和特点。

11．何谓蠕变极限和持久强度?零件在高温下的失效方式有哪些?如何防止?

12．马氏体转变与贝氏体转变有哪些异同点?

13．简述分级淬火与等温淬火工艺的区别。

14．简述为提高4Cr5Mosivl钢质量热处理应采取哪些措施?

15．高速工具钢的金相检验应包括哪些项目？

三、综合应用题(每题8分)

1．试画出Fe—Fe3C相图的简单示意图，简要说明T12钢(过共析钢)的平衡凝固过

程。(要求画出各温度区间的简单组织示意圈即可)

2．为什么机床齿轮一般选用45或40cr等材料制造，而汽车齿轮一般选用20CrMnTi、20CrMnMo等材料制造，请给出两类材料的加工工艺路线，并指出采用不同热处理工艺

的目的是什么?

3．简述减少工件淬火变形和防止开裂的主要措施。

4．简述热处理工艺设计及热处理设备选择的原则。

5．简述计算机技术在热处理质量管理中的作用。

6．钢中马氏体的主要组织形态有哪二种?分别指出它们亚结构、性能特点和形成条件?马氏体转变的特点是什么？

7．有一高频淬火处理的主轴，使用中早期断裂失效，应进行哪些理化检测才能判断早期失效原因?为什么?

8．从基本传热方式考虑，热处理电阻炉节能措施有哪些？

9．试述热处理的生产过程质晕控制的主要内容。

备注

材料热处理工程师资格考试卷第一、二单元试题分值：

一、单项选择题(每小题1分，共计20分)

二、简答题(每小题4分，共计40分)

三．综合应用题(每题8分，共计40分)

(答案)模具材料及热处理试题库

模具材料及热处理试题库 一、判断 1、60钢以上的优质碳素结构钢属高碳钢，经适当的热处理后具有高的强度、韧性和弹性，主要用于制作弹性零件和耐磨零件。（×） 2、40Cr钢是最常用的合金调质钢。（√） 3、60Si2Mn钢的最终热处理方法是淬火后进行高温回火。（×） 4、高合金钢的完全退火的冷却速度是每小时100～150℃。（×） 5、等温淬火与普通淬火比较，可以获得相同情况下的高硬度和更好的韧度。（√） 6、一些形状复杂、截面不大、变形要求严的工件，用分级淬火比双液淬火能更有效的减少工件的变形开裂。（√） 7、渗碳时采用低碳合金钢，主要是为提高工件的表面淬火硬度。（×） 8、均匀化退火主要应用于消除大型铸钢、合金钢锭在铸造过程中所产生的化学成分不均及材料偏析，并使其均匀化。（√） 9、高合金钢及形状复杂的零件可以随炉升温，不用控制加热速度。（×） 10、铬钼钢是本质粗晶粒钢、其淬透性和回火稳定性高，高温强度也高。（×） 11、铬锰硅钢可以代替镍铬钢用于制造高速、高负荷、高强度的零件。（√） 12、铬轴承钢加热温度高，保温时间略长，主要使奥氏体中溶入足够的合金碳化物。（√）13、低合金渗碳钢二次重新加热淬火，对于本质细晶粒钢的零件，主要使心部、表层都达到高性能要求。（×） 14、铸铁的等温淬火将获得贝氏体和马氏体组织。（√） 15、高速钢是制造多种工具的主要材料，它除含碳量高外，还有大量的多种合金元素（W、Cr、Mo、V、Co），属高碳高合金钢。（×）16、钢在相同成分和组织条件下，细晶粒不仅强度高，更重要的是韧性好，因此严格控制奥氏体的晶粒大小，在热处理生产中是一个重要环节。（√）17、有些中碳钢，为了适应冷挤压成型，要求钢材具有较高的塑性和较低的硬度，也常进行球化退火。（√）18、低碳钢正火，为了提高硬度易于切削，提高正火温度，增大冷却速度，以获得较细的珠光体和比较分散的自由铁素体。（√）19、过共析钢正火加热时必须保证网状碳化物完全融入奥氏体中，为了抑制自由碳化物的析出，使其获得伪共析组织，必须采用较大的冷却速度冷却。（√）20、含碳量相同的碳钢与合金钢淬火后，硬度相差很小，但碳钢的强度显著高于合金钢。（×）21、中高碳钢的等温淬火效果很好，不仅减少了变形，而且还获得了高的综合力学性能。（√）22、淬火钢组织中，马氏体处于碳的过饱和状态，残余奥氏体处于过热状态，所以组织不稳定，需要回火处理。（×）23、低碳钢淬火时的比容变化较小，特别是淬透性较差，故要急冷淬火，因此常是以组织应力为主引起的变形。（×）24、工件淬火后不要在室温下放置，要立即进行回火，会显著提高马氏体的强度和塑性，防止开裂。（√）

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工程材料及热处理 一、名词解释（20分）8个名词解释 1.过冷度：金属实际结晶温度T和理论结晶温度、Tm之差称为过冷度△T，△T=Tm-T。 2.固溶体：溶质原子溶入金属溶剂中形成的合金相称为固溶体。 3.固溶强化：固溶体的强度、硬度随溶质原子浓度升高而明显增加，而塑、韧性稍有下降，这种现象称为固溶强化。 4.匀晶转变：从液相中结晶出单相的固溶体的结晶过程称匀晶转变。 5.共晶转变：从一个液相中同时结晶出两种不同的固相 6.包晶转变：由一种液相和固相相互作用生成另一种固相的转变过程，称为包晶转变。 7.高温铁素体：碳溶于δ-Fe的间隙固溶体，体心立方晶格，用符号δ表示。 铁素体：碳溶于α－Fe的间隙固溶体，体心立方晶格，用符号α或F表示。 奥氏体：碳溶于γ-Fe的间隙固溶体，面心立方晶格，用符号γ或 F表示。 8.热脆（红脆）：含有硫化物共晶的钢材进行热压力加工，分布在晶界处的共晶体处于熔融状态，一经轧制或锻打，钢材就会沿晶界开裂。这种现象称为钢的热脆。 冷脆：较高的含磷量，使钢显著提高强度、硬度的同时，剧烈地降低钢的塑、韧性并且还提高了钢的脆性转化温度，使得低温工作的零

件冲击韧性很低，脆性很大，这种现象称为冷脆。 氢脆：氢在钢中含量尽管很少，但溶解于固态钢中时，剧烈地降低钢的塑韧性增大钢的脆性，这种现象称为氢脆。 9.再结晶：将变形金属继续加热到足够高的温度，就会在金属中发生新晶粒的形核和长大，最终无应变的新等轴晶粒全部取代了旧的变形晶粒，这个过程就称为再结晶。 10.马氏体：马氏体转变是指钢从奥氏体状态快速冷却，来不及发生扩散分解而产生的无扩散型的相变，转变产物称为马氏体。 含碳量低于0.2%，板条状马氏体；含碳量高于1.0%，针片状马氏体；含碳量介于0.2%-1.0%之间，马氏体为板条状和针片状的混合组织。 11.退火：钢加热到适当的温度，经过一定时间保温后缓慢冷却，以达到改善组织提高加工性能的一种热处理工艺。 12.正火：将钢加热到3c A或ccm A以上30-50℃，保温一定时间，然后在空气中冷却以获得珠光体类组织的一种热处理工艺。 13.淬火：将钢加热到3c A或1c A以上的一定温度，保温后快速冷却，以获得马氏体组织的一种热处理工艺。 14.回火：将淬火钢加热到临界点1c A以下的某一温度，保温后以适当方式冷却到室温的一种热处理工艺。（低温回火-回火马氏体；中温回火-回火托氏体；高温回火-回火索氏体） 15.回火脆性：淬火钢回火时，其冲击韧性并非随着回火温度的升高而单调地提高，在250-400℃和450-650℃两个温度区间内出现明显下降，这种脆化现象称为钢的回火脆性。

工程材料与热处理作业题参考答案

1.置换固溶体中，被置换的溶剂原子哪里去了？ 答：溶质把溶剂原子置换后，溶剂原子重新加入晶体排列中，处于晶格的格点位置。 2.间隙固溶体和间隙化合物在晶体结构与性能上的区别何在？举例说明之。 答：间隙固溶体是溶质原子进入溶剂晶格的间隙中而形成的固溶体，间隙固溶体的晶体结构与溶剂组元的结构相同，形成间隙固溶体可以提高金属的强度和硬度，起到固溶强化的作用。如：铁素体F是碳在α-Fe中的间隙固溶体，晶体结构与α-Fe相同，为体心立方，碳的溶入使铁素体F强度高于纯铁。 间隙化合物的晶体结构与组元的结构不同，间隙化合物是由H、B、C、N等原子半径较小的非金属元素（以X表示）与过渡族金属元素（以M表示）结合， 且半径比r X /r M ＞0.59时形成的晶体结构很复杂的化合物，如Fe3C间隙化合物 硬而脆，塑性差。 3.现有A、B两元素组成如图所示的二元匀晶相图，试分析以下几种说法是否正 确？为什么？ （1）形成二元匀晶相图的A与B两个相元的晶格类型可以不同，但是原子大小一定相等。 （2）K合金结晶过程中，由于固相成分随固相线变化，故已结晶出来的固溶体中含B量总是高于原液相中含B量. （3）固溶体合金按匀晶相图进行结晶时，由于不同温度下结晶出来的固溶体成分和剩余液相成分不相同，故在平衡态下固溶体的成分是不均匀的。 答：（1）错：Cu-Ni合金形成匀晶相图，但两者的原子大小相差不大。 （2）对：在同一温度下做温度线，分别与固相和液相线相交，过交点，做垂直线与成分线AB相交，可以看出与固相线交点处B含量高于另一点。

(3)错：虽然结晶出来成分不同，由于原子的扩散，平衡状态下固溶体的成分是均匀的。 4.共析部分的Mg-Cu相图如图所示： (1)填入各区域的组织组成物和相组成物。在各区域中是否会有纯Mg相存在？ 为什么？ 答: Mg-Mg2Cu系的相组成物如下图：（α为Cu在Mg中的固溶体） Mg-Mg2Cu系的组织组成物如下图：（α为Cu在Mg中的固溶体，） 在各区域中不会有纯Mg相存在，此时Mg以固溶体形式存在。 (2)求出20%Cu合金冷却到500℃、400℃时各相的成分和重量百分比。 答: 20%Cu合金冷却到500℃时,如右图所示: α相的成分为a wt%, 液相里含Cu 为b wt%,根据杠杆原理可知: Wα=O 1b/ab*100%, W L = O 1 a/ab*100% 同理: 冷却到400℃时，α相的成分为m wt%, Mg2Cu相里含Cu 为n wt%, Wα=O 2n/mn*100%, W mg2Cu = O 2 m/mn*100% (3)画出20%Cu合金自液相冷却到室温的曲线，并注明各阶段的相与相变过程。 答:各相变过程如下(如右图所示): xp: 液相冷却,至p点开始析出Mg的固熔体α相 py: Mg的固熔体α相从p点开始到y点结束 yy,: 剩余的液相y开始发生共晶反应,L?α+Mg 2 Cu y,q:随着T的降低, Cu在Mg的固熔体α相的固溶度降低. 5.试分析比较纯金属、固溶体、共晶体三者在结晶过程和显微组织上的异同之处。 答：相同的是,三者都是由原子无序的液态转变成原子有序排列的固态晶体。 不同的是， 纯金属和共晶体是恒温结晶，固溶体是变温结晶，纯金属和固溶体的结晶是由

工程材料及热处理复习资料

一．名词解释题 间隙固溶体：溶质原子分布于溶剂的晶格间隙中所形成的固溶体。 再结晶：金属发生重新形核和长大而不改变其晶格类型的结晶过程。 淬透性：钢淬火时获得马氏体的能力。 枝晶偏析：金属结晶后晶粒内部的成分不均匀现象。 时效强化：固溶处理后铝合金的强度和硬度随时间变化而发生显著提高的现象。 同素异构性：同一金属在不同温度下具有不同晶格类型的现象。临界冷却速度：钢淬火时获得完全马氏体的最低冷却速度。 热硬性：指金属材料在高温下保持高硬度的能力。 二次硬化：淬火钢在回火时硬度提高的现象。 共晶转变：指具有一定成分的液态合金,在一定温度下,同时结晶出两种不同的固相的转变。 比重偏析：因初晶相与剩余液相比重不同而造成的成分偏析。 置换固溶体：溶质原子溶入溶质晶格并占据溶质晶格位置所形成的固溶体。 变质处理：在金属浇注前添加变质剂来改变晶粒的形状或大小的处理方法。 晶体的各向异性：晶体在不同方向具有不同性能的现象。 固溶强化：因溶质原子溶入而使固溶体的强度和硬度升高的现象。 形变强化：随着塑性变形程度的增加，金属的强度、硬度提高，而塑性、韧性下降的现象。 残余奥氏体：指淬火后尚未转变，被迫保留下来的奥氏体。 调质处理：指淬火及高温回火的热处理工艺。 淬硬性：钢淬火时的硬化能力。 过冷奥氏体：将钢奥氏体化后冷却至A1温度之下尚未分解的奥氏体。 本质晶粒度：指奥氏体晶粒的长大倾向。 C曲线：过冷奥氏体的等温冷却转变曲线。 CCT曲线：过冷奥氏体的连续冷却转变曲线。 马氏体：含碳过饱和的α固溶体。 热塑性塑料：加热时软化融融，冷却又变硬，并可反复进行的塑料。 热固性塑料：首次加热时软化并发生交连反应形成网状结构，再加热时不软化的塑料。 回火稳定性：钢在回火时抵抗硬度下降的能力。 可逆回火脆性：又称第二类回火脆性，发生的温度在400～650℃，当重新加热脆性消失后，应迅速冷却，不能在400～650℃区间长时间停留或缓冷，否则会再次发生催化现象。 过冷度：金属的理论结晶温度与实际结晶温度之差。 二．判断正误并加以改正 1、细化晶粒虽能提高金属的强度，但增大了金属的脆性。（╳）改正：细化晶粒不但能提高金属的强度，也降低了金属的脆性。 2、结构钢的淬透性，随钢中碳含量的增大而增大。（╳） 改正：结构钢的淬硬性，随钢中碳含量的增大而增大。 3、普通低合金结构钢不能通过热化处理进行强化。（√） 4、置换固溶体必是无限固溶体。（╳） 改正：置换固溶体有可能是无限固溶体。 5、单晶体必有各向异性。（√） 6、普通钢和优质钢是按其强度等级来区分的。（╳） 改正：普通钢和优质钢是按钢中有害杂质硫、磷的含量来划分的。 7、过热钢经再结晶退火后能显著细化晶粒。（╳） 改正：过热钢经正火后能显著细化晶粒。 8、奥氏体耐热钢也就是奥氏体不锈钢。（╳） 改正：奥氏体耐热钢不是奥氏体不锈钢。 9、马氏体的晶体结构和铁素体的相同。（√） 10、面心立方金属的塑性比体心立方金属的好。（√） 11、铁素体是置换固溶体。（╳） 改正：铁素体是碳溶于α-Fe中形成的间隙固溶体体。 12、晶界是金属晶体的常见缺陷。（√） 13、渗碳体是钢中常见的固溶体相。（╳） 改正：渗碳体是钢中常见的金属化合物相。 14、金属的塑性变形主要通过位错的滑移进行。（√） 15、金属在进行热加工时，不会产生加工硬化现象。（√） 16、比重偏析不能通过热处理来消除。 17、上贝氏体的韧性比下贝氏体好。（╳） 改正：上贝氏体的韧性比下贝氏体差。 18、对过共析钢工件进行完全退火可消除渗碳体网。（╳） 改正：对过共析钢工件进行正火可消除渗碳体网。 19、对低碳低合金钢进行正火处理可提高其硬度。（√） 20、淬火获得马氏体的必要条件之一是其淬火冷却速度必须小于Vk。（╳） 改正：淬火获得马氏体的必要条件之一是其淬火冷却速度必须大于Vk。 21、氮化件的变形远比渗碳件的小。（√） 22、工件渗碳后直接淬火其开裂倾向比一次淬火的要小。（√） 23、高锰钢在各种条件下均能表现出良好的耐磨性。（╳） 改正：高锰钢只有在受到强烈的冲击和压力的条件下才能表现出良好的耐磨性。 24、无限固溶体必是置换固溶体。（√） 25、金属的晶粒越细小，其强度越高，但韧性变差。（╳） 改正：一般地说，在室温下，金属的晶粒越细小，其强度和韧性越高。 26、所谓临界冷却速度就是指钢能获得完全马氏体组织的最小冷却速度。（√） 27、钢进行分级淬火的目的是为了得到下贝氏体组织。（╳）改正：钢进行分级淬火的目的是为了减小淬火应力，防止工件变形和开裂。 28、对奥氏体不锈钢进行固溶处理的目的是为了提高其强度。

工程材料与热处理 第2章作业题参考答案

工程材料与热处理第2章作业题参考答案1( 常见的金属晶格类型有哪些?试绘图说明其特征。 体心立方: 单位晶胞原子数为2 配位数为8 3a原子半径= (设晶格常数为a) 4 致密度0.68

单位晶胞原子数为4 配位数为12 2a原子半径= (设晶格常数为a)致密度0.74 4

密排六方: 晶体致密度为0.74，晶胞内含有原子数目为6。配位数为12，原子半径为 1/2a。 2实际金属中有哪些晶体缺陷?晶体缺陷对金属的性能有何影响? 点缺陷、线缺陷、面缺陷 一般晶体缺陷密度增大，强度和硬度提高。 3什么叫过冷现象、过冷度?过冷度与冷却速度有何关系,它对结晶后的晶粒大小有何影响, 金属实际结晶温度低于理论结晶温度的现象称为过冷现象。理论结晶温度与实际结晶温度之差称为过冷度。金属结晶时的过冷度与冷却速度有关，冷却速度愈大，过冷度愈大，金属的实际结晶温度就愈低。结晶后的晶粒大小愈小。

4金属的晶粒大小对力学性能有何影响?控制金属晶粒大小的方法有哪些? 一般情况下，晶粒愈细小，金属的强度和硬度愈高，塑性和韧性也愈好。 控制金属晶粒大小的方法有:增大过冷度、进行变质处理、采用振动、搅拌处理。 5(如果其他条件相同，试比较下列铸造条件下铸件晶粒的大小: (1)金属型浇注与砂型浇注: (2)浇注温度高与浇注温度低; (3)铸成薄壁件与铸成厚壁件; (4)厚大铸件的表面部分与中心部分 (5)浇注时采用振动与不采用振动。 (6)浇注时加变质剂与不加变质剂。 (1) 金属型浇注的冷却速度快，晶粒细化，所以金属型浇注的晶粒小; (2) 浇注温度低的铸件晶粒较小; (3) 铸成薄壁件的晶粒较小; (4) 厚大铸件的表面部分晶粒较小; (5) 浇注时采用振动的晶粒较小。 (6) 浇注时加变质剂晶粒较小。。 6(金属铸锭通常由哪几个晶区组成?它们的组织和性能有何特点? (1) 表层细等轴晶粒区金属铸锭中的细等轴晶粒区，显微组织比较致密，室温下 力学性能最高; (2) 柱状晶粒区在铸锭的柱状晶区，平行分布的柱状晶粒间的接触面较为脆弱， 并常常聚集有易熔杂质和非金属夹杂物等，使金属铸锭在冷、热压力加工时容

模具材料及热处理

模具材料及热处理模具材料及热处理 1．金属组织 1.1金属 具有不透明、金属光泽良好的导热和导电性并且其导电能力随温度的增高而减小，富有延性和展性等特性的物质。金属内部原子具有规律性排列的固体（即晶体）。 1.2合金 由两种或两种以上金属或金属与非金属组成，具有金属特性的物质。 相：合金中成份、结构、性能相同的组成部分。 1.3固溶体 是一个（或几个）组元的原子（化合物）溶入另一个组元的晶格中，而仍保持另一组元的晶格类型的固态金属晶体，固溶体分间隙固溶体和置换固溶体两种。 1.4固溶强化 由于溶质原子进入溶剂晶格的间隙或结点，使晶格发生畸变，使固溶体硬度和强度升高，这种现象叫固溶强化现象。 1.5化合物 合金组元间发生化合作用，生成一种具有金属性能的新的晶体固态结构。 1.6机械混合物 由两种晶体结构而组成的合金组成物，虽然是两面种晶体，却是一种组成成分，具有独立的机械性能。2．金属硬度 2.1硬度 金属的硬度，是指金属表面局部体积内抵抗外物压入而引起的塑性变形的抗力，硬度越高表明金属抵抗塑性变形的能力越强，金属产生塑性变形越困难。硬度试验方法简单易行，又无损于零件。实际常使用的硬度试验方法有：布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度三种。三种硬度试验值有大致的换算关系，见表一。 布氏硬度HB：布氏硬度是用载荷为P的力把直接D的钢球压入金属表面，并保持一定的时间，测量金属表面上的压痕直径d，据此计算出的压痕面积AB，求出每单位面积所受力，用作金属的硬度值，叫布氏硬度，记作HB。布氏硬度的使用上限是HB450，适用于测定退火、正火、调质钢、铸铁及有色金属的硬度。 2.1.1洛氏硬度HRA、HRC： 洛氏硬度是工业生产中最常用的硬度测量的方法，因为操作简便、迅速，可以直接读出硬度值，不损伤工件表面，可测量的硬度范围较宽。但洛氏硬度也有一些缺点，如因压痕小，对材料有偏析及组织不均匀的情况，测量结果分离度大，再现性较差。洛氏硬度(HR)也是用压痕的方式试验硬度。它是用测量凹陷深度来表示硬度值。洛氏硬度试验用的压头分硬质和软质两种。硬质压头为顶角为120o的金刚石圆锥体，使用于淬火钢等硬的材料。HRA硬度有效范围是>70，适用于硬质合金、表面淬火层及渗碳层;HRC硬度有效范围是20-68(相当于HB230-700,HB450-700超出了布氏硬度的使用上限)，适用于淬火钢及调质钢。 2.1.2洛氏硬度HRB 洛氏硬度HRB的测量采用直径1.588mm(1/16")的钢球，适用于退火钢、有色金属等，硬度有效范围是25-100（相当于HB60-230)。 2.1.3维氏硬度HV 维氏硬度也是利用压痕面积上单位应力作为硬度值计量。维氏硬度所使用的压头是锥面夹角为136o的金刚石四方锥体。试验时，在载荷P的作用下，在试样试验面上压出一个正方形压痕。测量压痕两对角线的平均长度d，借以计算压痕面积A V，以P/A V的数值表示试样的硬度，以HV表示。维氏硬度的优缺点：维氏硬度有一个连续一致的标度；试验负荷可任意选择，所得的硬度值相同。试验时加载的压力小，压入深度浅，对工件损伤小。特别适用于测量零件的表面淬硬层及经过表面化学处理的硬度，精度比布氏、洛氏硬度精确。但是维氏硬度的试验操作较麻烦，一般在生产上很少使用，多用于实验室及科研方面。

工程材料及热处理期末A

班级（学生填写） ： 姓名： 学号： 命题： 审题： 审批： ----------------------------------------------- 密 ---------------------------- 封 --------------------------- 线 ------------------------------------------------------- （答题不能超出密封线）

班级（学生填写）： 姓名： 学号： ------------------------------------------------ 密 ---------------------------- 封 --------------------------- 线 ------------------------------------------------ （答题不能超出密封线） 9. 碳钢的塑性和强度都随着含碳量的增加而降低。 ( ) 10. 感应加热表面淬火一般只改变钢件表面层的组织，而不改变心部组织。( ) 三、选择题：(每题1分，共10分) 1. 钢中加入除Co 之外的其它合金元素一般均能使其C 曲线右移，从而（ ） A 、增大VK B 、增加淬透性 C 、减小其淬透性 D 、增大其淬硬性 2. 高碳钢淬火后回火时，随回火温度升高其（ ） A 、强度硬度下降，塑性韧性提高 B 、强度硬度提高，塑性韧性下降 C 、强度韧性提高，塑性韧性下降 D 、强度韧性下降，塑性硬度提高 3. 常见的齿轮材料20CrMnTi 的最终热处理工艺应该是（ ） A 、调质 B 、淬火+低温回火 C 、渗碳 D 、渗碳后淬火+低温回火 4. 某工件采用单相黄铜制造，其强化工艺应该是（ ） A 、时效强化 B 、固溶强化 C 、形变强化 D 、热处理强化 5. 下列钢经完全退火后，哪种钢可能会析出网状渗碳体（ ） A 、Q235 B 、45 C 、60Si2Mn D 、T12 6. 下列合金中，哪种合金被称为巴氏合金（ ） A 、铝基轴承合金 B 、铅基轴承合金 C 、铜基轴承合金 D 、锌基轴承合金 7. 下列钢经淬火后硬度最低的是（ ） A 、Q235 B 、40Cr C 、GCr15 D 、45钢 8. 高速钢淬火后进行多次回火的主要目的是（ ） A 、消除残余奥氏体，使碳化物入基体 B 、消除残余奥氏体，使碳化物先分析出 C 、使马氏体分解，提高其韧性 D 、消除应力，减少工件变形 9. 过共析钢因过热而析出网状渗碳体组织时，可用下列哪种工艺消除（ ） A 、完全退火 B 、等温退火 C 、球化退火 D 、正火 10. 钢的淬透性主要决定于其（ ）

工程材料与热处理 第7章作业题参考答案

1. 铸铁分为哪几类？其最基本的区别是什么？ 答：按照碳的存在形态不同铸铁分三类：白口铸铁，碳主要以渗碳体形式存在，该类铸铁硬、脆，很少直接用；灰口铸铁，碳主要以石墨形式存在，该类铸铁因石墨形状不同而性能不同，用途不同；麻口铸铁，碳一部分以渗碳体形式存在另一部分以石墨形式存在，该类铸铁也硬、脆，很少直接用。 2.影响石墨化的因素有哪些？是如何影响的？ 答：（1）铸铁的化学成分对石墨化的影响: 碳和硅是强烈促进石墨化的元素；锰是阻碍石墨化的元素。它能溶于铁素体和渗碳体中,其固碳的作用,从而阻碍石墨化；硫是有害元素,阻碍石墨化并使铸铁变脆；磷是一个促进石墨化不显著的元素。（2）冷却速度对石墨化过程的影响： 冷却速度越慢，越有利于石墨化。 3.在生产中，有些铸件表面棱角和凸缘处常常硬度很高，难以进行机械加工，试问其原因是什么？ 答：由于结晶时表面棱角和凸缘处冷却速度快不利于石墨化的进行，形成的组织中存在大量的莱氏体，性能硬而脆，切削加工比较困难。 4.在铸铁中，为什么含碳量与含硅量越高时，铸铁的抗拉强度和硬度越低？ 答：因为碳和硅是强烈促进石墨化的元素，铸铁中碳和硅含量越高，越容易石墨化。而石墨与基体相比，其强度和塑性都要小得多，石墨减小铸件的有效承载截面积，同时石墨尖端易使铸件在承载时产生应

力集中，形成脆性断裂。 5.在铸铁的石墨化过程中，如果第一阶段（包括液相中析出一次石墨和奥氏体中析出二次石墨）、第二阶段（共析石墨）完全石墨化、部分石墨化、未石墨化，问它们各获得哪种组织的铸铁？ 答： 6.什么是孕育铸铁？如何进行孕育处理？ 答：经孕育处理后的铸铁称为孕育铸铁。孕育处理是在浇注前往铁液中加入少量的孕育剂，改变铁液的结晶条件，从而获得细珠光体基体加上细小均匀分布的片状石墨的工艺过程。 7.为什么说球墨铸铁是“以铁代钢”的好材料？其生产工艺如何？答：球墨铸铁析出的石墨呈球状，对金属基体的割裂作用比片状石墨小，使铸铁的强度达到基体组织强度的70～90%，所以球墨铸铁的抗拉强度、塑性、韧性不仅高于其它铸铁，而且可与相应组织的铸钢相媲美，特别是球墨铸铁的屈强比几乎比钢高一倍，一般钢的屈强比为0.3-0.5，而球墨铸铁的屈强比达0.7-0.8。在一般机械设计中，材料的许用应力是按照屈服强度来确定的，因此，对于承受静载荷的零件，

工程材料与热处理第3章作业题参考答案

1.置换固溶体中，被置换的溶剂原子哪里去了 答：溶质把溶剂原子置换后，溶剂原子重新加入晶体排列中，处于晶格的格点位置。 2.间隙固溶体和间隙化合物在晶体结构与性能上的区别何在举例说明之。 答：间隙固溶体是溶质原子进入溶剂晶格的间隙中而形成的固溶体，间隙固溶体的晶体结构与溶剂组元的结构相同，形成间隙固溶体可以提高金属的强度和硬度，起到固溶强化的作用。如：铁素体F是碳在α-Fe中的间隙固溶体，晶体结构与α-Fe相同，为体心立方，碳的溶入使铁素体F强度高于纯铁。 间隙化合物的晶体结构与组元的结构不同，间隙化合物是由H、B、C、N等原子半径较小的非金属元素（以X表示）与过渡族金属元素（以M表示）结合，且半径比r X/r M＞时形成的晶体结构很复杂的化合物，如Fe3C间隙化合物硬而脆，塑性差。 3.现有A、B两元素组成如图所示的二元匀晶相图，试分析以下几种说法是否正确为什么 （1）形成二元匀晶相图的A与B两个相元的晶格类型可以不同，但是原子大小一定相等。 （2）K合金结晶过程中，由于固相成分随固相线变化，故已结晶出来的固溶体中含B 量总是高于原液相中含B量. （3）固溶体合金按匀晶相图进行结晶时，由于不同温度下结晶出来的固溶体成分和剩余液相成分不相同，故在平衡态下固溶体的成分是不均匀的。 答：（1）错：Cu-Ni合金形成匀晶相图，但两者的原子大小相差不大。 （2）对：在同一温度下做温度线，分别与固相和液相线相交，过交点，做垂直线与成分线AB相交，可以看出与固相线交点处B含量高于另一点。 (3)错：虽然结晶出来成分不同，由于原子的扩散，平衡状态下固溶体的成分是均匀的。 4.共析部分的Mg-Cu相图如图所示：

金属材料与热处理试题及复习资料

金属材料与热处理 一、填空题（30分，每空1分） 1、常见的金属晶体类型有_体心立方_晶格、__面心立方__晶格和密排六方晶格三种。 2、金属的整个结晶过程包括形核_____、___长大_______两个基本过程组成。 3、根据溶质原子在溶剂晶格中所处的位置不同，固溶体分为_间隙固溶体_与_置换固溶体_两种。 4、工程中常用的特殊性能钢有_不锈钢__、_耐热钢_、耐磨钢。 5、常用的常规热处理方法有___回火___、正火和淬火、__退火__。 6、随着回火加热温度的升高，钢的__强度__和硬度下降，而_塑性___和韧性提高。 7、根据工作条件不同，磨具钢又可分为_冷作模具钢_、__热作模具钢__和塑料磨具用钢等。 8、合金按照用途可分为_合金渗碳体_、_特殊碳化物_和特殊性能钢三类。 9、合金常见的相图有__匀晶相图__、_共晶相图__、包晶相图和具有稳定化合物的二元相图。 10、硬质合金是指将一种或多种难熔金属_碳化物__和金属粘结剂，通过_粉末冶金__工艺生产的一类合金材料。 11、铸铁的力学挺能主要取决于_基体的组织_的组织和石墨的基体、形态、_数量_以及分布状态。 12、根据铸铁在结晶过程中的石墨化程度不同，铸铁可分为_灰口铸铁__、_白口铸铁_和麻口铸铁三类。 13、常用铜合金中，_青铜_是以锌为主加合金元素，_白铜_是以镍为主加合金元素。 14、铁碳合金的基本组织中属于固溶体的有_铁素体_和_奥氏体_,属于金属化合物的有_渗碳体_，属于混合物的有_珠光体_和莱氏体。 二、选择题（30分，每题2分） 1、铜只有通过冷加工并经随后加热才能使晶粒细化，而铁则不需冷加工，只需加热到一定温度即使晶粒细化，其原因是（ C ） A 铁总是存在加工硬化，而铜没有 B 铜有加工硬化现象，而铁没有 C 铁在固态下有同素异构转变，而铜没有 D 铁和铜的再结晶温度不同 α-是具有（ A ）晶格的铁。 2、Fe A 体心立方 B 面心立方

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一．名词解释题 间隙固溶体：溶质原子分布于溶剂的晶格间隙中所形成的固溶体。 再结晶：金属发生重新形核和长大而不改变其晶格类型的结晶过程。 淬透性：钢淬火时获得马氏体的能力。 枝晶偏析：金属结晶后晶粒内部的成分不均匀现象。 时效强化：固溶处理后铝合金的强度和硬度随时间变化而发生显著提高的现象。 同素异构性：同一金属在不同温度下具有不同晶格类型的现象。 临界冷却速度：钢淬火时获得完全马氏体的最低冷却速度。 热硬性：指金属材料在高温下保持高硬度的能力。 二次硬化：淬火钢在回火时硬度提高的现象。 共晶转变：指具有一定成分的液态合金,在一定温度下,同时结晶出两种不同的固相的转变。 比重偏析：因初晶相与剩余液相比重不同而造成的成分偏析。置换固溶体：溶质原子溶入溶质晶格并占据溶质晶格位置所形成的固溶体。 变质处理：在金属浇注前添加变质剂来改变晶粒的形状或大小的处理方法。 晶体的各向异性：晶体在不同方向具有不同性能的现象。 固溶强化：因溶质原子溶入而使固溶体的强度和硬度升高的现象。 形变强化：随着塑性变形程度的增加，金属的强度、硬度提高，而塑性、韧性下降的现象。 残余奥氏体：指淬火后尚未转变，被迫保留下来的奥氏体。 调质处理：指淬火及高温回火的热处理工艺。 淬硬性：钢淬火时的硬化能力。 过冷奥氏体：将钢奥氏体化后冷却至A1温度之下尚未分解的奥氏体。 本质晶粒度：指奥氏体晶粒的长大倾向。 C曲线：过冷奥氏体的等温冷却转变曲线。 CCT曲线：过冷奥氏体的连续冷却转变曲线。 马氏体：含碳过饱和的α固溶体。 热塑性塑料：加热时软化融融，冷却又变硬，并可反复进行的塑料。 热固性塑料：首次加热时软化并发生交连反应形成网状结构，再加热时不软化的塑料。 回火稳定性：钢在回火时抵抗硬度下降的能力。 可逆回火脆性：又称第二类回火脆性，发生的温度在400～650℃，当重新加热脆性消失后，应迅速冷却，不能在400～650℃区间长时间停留或缓冷，否则会再次发生催化现象。 过冷度：金属的理论结晶温度与实际结晶温度之差。 二．判断正误并加以改正 1、细化晶粒虽能提高金属的强度，但增大了金属的脆性。（╳） 改正：细化晶粒不但能提高金属的强度，也降低了金属的脆性。 2、结构钢的淬透性，随钢中碳含量的增大而增大。（╳） 改正：结构钢的淬硬性，随钢中碳含量的增大而增大。 3、普通低合金结构钢不能通过热化处理进行强化。（√） 4、置换固溶体必是无限固溶体。（╳） 改正：置换固溶体有可能是无限固溶体。 5、单晶体必有各向异性。（√） 6、普通钢和优质钢是按其强度等级来区分的。（╳） 改正：普通钢和优质钢是按钢中有害杂质硫、磷的含量来划分的。 7、过热钢经再结晶退火后能显著细化晶粒。（╳） 改正：过热钢经正火后能显著细化晶粒。 8、奥氏体耐热钢也就是奥氏体不锈钢。（╳） 改正：奥氏体耐热钢不是奥氏体不锈钢。 9、马氏体的晶体结构和铁素体的相同。（√） 10、面心立方金属的塑性比体心立方金属的好。（√） 11、铁素体是置换固溶体。（╳） 改正：铁素体是碳溶于α-Fe中形成的间隙固溶体体。 12、晶界是金属晶体的常见缺陷。（√） 13、渗碳体是钢中常见的固溶体相。（╳） 改正：渗碳体是钢中常见的金属化合物相。 14、金属的塑性变形主要通过位错的滑移进行。（√） 15、金属在进行热加工时，不会产生加工硬化现象。（√） 16、比重偏析不能通过热处理来消除。 17、上贝氏体的韧性比下贝氏体好。（╳） 改正：上贝氏体的韧性比下贝氏体差。 18、对过共析钢工件进行完全退火可消除渗碳体网。（╳）改正：对过共析钢工件进行正火可消除渗碳体网。 19、对低碳低合金钢进行正火处理可提高其硬度。（√） 20、淬火获得马氏体的必要条件之一是其淬火冷却速度必须小于Vk。（╳） 改正：淬火获得马氏体的必要条件之一是其淬火冷却速度必须大于Vk。 21、氮化件的变形远比渗碳件的小。（√） 22、工件渗碳后直接淬火其开裂倾向比一次淬火的要小。（√） 23、高锰钢在各种条件下均能表现出良好的耐磨性。（╳）改正：高锰钢只有在受到强烈的冲击和压力的条件下才能表现出良好的耐磨性。 24、无限固溶体必是置换固溶体。（√） 25、金属的晶粒越细小，其强度越高，但韧性变差。（╳）改正：一般地说，在室温下，金属的晶粒越细小，其强度和韧性越高。 26、所谓临界冷却速度就是指钢能获得完全马氏体组织的最小冷却速度。（√） 27、钢进行分级淬火的目的是为了得到下贝氏体组织。（╳）改正：钢进行分级淬火的目的是为了减小淬火应力，防止工件变形和开裂。 28、对奥氏体不锈钢进行固溶处理的目的是为了提高其强度。

工程材料与热处理第2章作业题参考答案

1.常见的金属晶格类型有哪些？试绘图说明其特征。 i 4 I 体心立方: 单位晶胞原子数为2 配位数为8 <3 原子半径=—a （设晶格常数为a） 4 致密度0.68

面心立方： 单位晶胞原子数为4 配位数为12 原子半径=_2a（设晶格常数为 4 a）致密度0.74

密排六方： 晶体致密度为0.74，晶胞内含有原子数目为6。配位数为12,原子半径为1/2a。 2实际金属中有哪些晶体缺陷？晶体缺陷对金属的性能有何影响点缺陷、线缺陷、面缺陷 一般晶体缺陷密度增大，强度和硬度提高。 3什么叫过冷现象、过冷度？过冷度与冷却速度有何关系？它对结晶后的晶粒大小有何影响？ 金属实际结晶温度低于理论结晶温度的现象称为过冷现象。理论结晶温度与实际结晶温度之差称为过冷度。金属结晶时的过冷度与冷却速度有关，冷却速度愈大，过冷度愈大，金属的实际结晶温度就愈低。结晶后的晶粒大小愈小。 4金属的晶粒大小对力学性能有何影响？控制金属晶粒大小的方法有哪些 一般情况下，晶粒愈细小，金属的强度和硬度愈高，塑性和韧性也愈好。

控制金属晶粒大小的方法有：增大过冷度、进行变质处理、采用振动、搅拌处理。 5?如果其他条件相同，试比较下列铸造条件下铸件晶粒的大小： (1) 金属型浇注与砂型浇注： (2) 浇注温度高与浇注温度低； (3) 铸成薄壁件与铸成厚壁件； (4) 厚大铸件的表面部分与中心部分 (5) 浇注时采用振动与不采用振动。 (6) 浇注时加变质剂与不加变质剂。 (1) 金属型浇注的冷却速度快，晶粒细化，所以金属型浇注的晶粒小; (2) 浇注温度低的铸件晶粒较小； (3) 铸成薄壁件的晶粒较小； (4) 厚大铸件的表面部分晶粒较小； (5) 浇注时采用振动的晶粒较小。 (6) 浇注时加变质剂晶粒较小。。 6 ?金属铸锭通常由哪几个晶区组成 ？它们的组织和性能有何特点 ？ (1) 表层细等轴晶粒区 金属铸锭中的细等轴晶粒区，显微组织比较致密，室温下 力学性能最 高； (2) 柱状晶粒区 在铸锭的柱状晶区，平行分布的柱状晶粒间的接触面较为脆弱， 并常常聚集有易熔杂质和非金属夹杂物等，使金属铸锭在冷、热压力加工时容 易沿这些脆弱面产生开裂现象，降低力学性能。 (3) 中心粗等轴晶粒区 由于铸锭的中心粗等轴晶粒区在结晶时没有择优取向，不 存在脆弱的交界面，不同方向上的晶粒彼此交错，其力学性能比较均匀，虽然 其强度和硬度 低，但塑性和韧性良好。 7?为什么单晶体具有各向异性，而多晶体在一般情况下不显示各向异性 ？ 因为单晶体中的不同晶面和晶向上的原子密度不同， 导致了晶体在不同方向上的性能不 同的现象，因此其性能呈现各向异性的。 而多晶体是由许多位向不同的晶粒组成， 虽然每个晶粒具有各向异性， 但不同位向的各晶粒 的综合作用结果，使多晶体的各方向上性能一样，故显示出各向同性。 &试计算面心立方晶格的致密度。 4 3 4 一 r 3 3 a 9?什么是位错？位错密度的大小对金属强度有何影响 ？ 所谓位错是指晶体中某处有一列或若干列原子发生了有规律的错排现象。 随着位错密度的增加金属的强度会明显提高。 0.74 74% nv V

最新模具材料及表面处理试题与标准答案

模具材料及表面处理试题与标准答案 一、填空题（每空1分，共20分） 1. 根据工艺特点，冷作模具分为、、 和四类。 2. 热作模具可分为、、、 和五类。 3. 模具钢可细分为模具钢、模具钢、模具钢。 4. 冷作模具材料必须具备适宜的工艺性能。主要包 括、、、和等。 5. 低淬透性冷作模具钢中，使用最多的是和两种。 σ或屈6.评价冷作模具材料塑性变形抗力的指标主要是下的屈服点s σ；评价热作模具材料塑性变形抗力的指标则应为屈服服强度2.0 点或屈服强度。 二、选择题（每题2分，共20分） 1. 用于冷作模具的碳素工具钢主要有T7A 、T8A 、T10A 和T12A等，其中（） 应用最为普遍。 A、T7A B、T8A C、T10A D、T12A 2. 拉深模常见的失效形式是（）。 A、断裂 B、粘附 C、磨损 D、过量变形 3. 3Cr2W8V钢是制造（）的典型钢种。 A、冲裁模 B、冷挤压模 C、压铸模 D、塑料模 4. 适于制造要求高耐磨性的大型、复杂和精密的塑料模的材料是（）。 A、T10A B、CrWMn C、9SiCr D、SM3Cr2Ni1Mo 5. 以下各项表面强化技术中属于机械强化的是（）。 A、高频加热淬火 B、渗碳 C、镀金属 D、喷丸 6. 一般情况下哪一类模具的工作温度最高（）。 A、热挤压模 B、热锻模 C、压铸模 D、塑料模 7．当塑料中加工云母粉、石英粉、玻璃纤维等各种无机物作填充剂时，要特别 注意模具型腔的（）问题。 A、断裂 B、粘附 C、磨损 D、腐蚀 8．对聚氯乙烯或氟塑料及阻燃ABS塑料制品的模具，应特别注意模具型腔的

（）问题。 A、断裂 B、粘附 C、磨损 D、腐蚀 9．热作模具钢的成分与合金调质钢相似，一般碳的质量分数（）。 A、小于0.5% B、小于0.8% C、0.5%~0.8% D、大于0.8% 10．属于高耐磨微变形冷作模具钢的是（）。 A、T8A B、9Mn2V C、Cr12 D、9SiCr 三、判断题（每题2分共20分） 1．（）钢的基本组织中，铁素体耐磨性最差，下贝氏体耐磨性较好，马氏体耐磨性最好。 2．( )对于形状复杂，机械加工量很大的模块，在粗加工以后应进行中间去应力退火，以消除机械加工应力。 3．( )GCr15轴承钢属于低变形冷作模具钢。 4．( )所谓预硬钢就是供应时已预先进行了热处理，并使之达到模具使用态硬度。 5．( )含碳量是影响冷作模具钢性能的决定性因素。 6. ( )热硬性是指模具在受热火高温条件下保持高硬度的能力。 7. ( )钢的硬度和热硬性主要取决于钢的化学成分、热处理工艺以及钢的表面 处理工艺。 8. ( )模具的主要失效形式是断裂、过量变形、表面损伤和冷热疲劳。 9. ( )合金钢中铬元素会显著增加钢的淬透性，有效提高钢的回火稳定性。 10. ( )模具主要依靠其表面进行工作。因此，模具的失效80%以上为表面损伤， 如磨损、疲劳、腐蚀等。 四、术语解释（每题5分，共10分） 1、电镀 2、喷丸表面强化

工程材料与热处理 第6章作业题参考答案

1.从力学性能、热处理变形、耐磨性和热硬性几方面比较合金钢和 碳钢的差异，并简单说明原因。 为提高钢的机械性能、工艺性能或物化性能，在冶炼时有意往钢中加入一些合金元素而形成新的合金，这种合金称为合金钢。 合金钢与碳钢比较，合金钢的力学性能好，热处理变形小，耐磨性好，热硬性好。 因为合金钢在化学成分上添加了合金元素，可形成合金铁素体、合金渗碳体和合金碳化物，产生固溶强化和弥散强化，提高材料性能；加入合金元素可提高钢的淬透性，降低临界冷却速度，可减少热处理变形；碳钢虽然价格低廉，容易加工，但是淬透性低、回火稳定性差、基本组成相强度低。 2.解释下列钢的牌号含义、类别及热处理方法：20CrMnTi,40Cr, 16Mn,T10A,Cr12MoV,W6Mo5Cr4V2,38CrMoAlA,5CrMnMo,GCr15,55S i2Mn。 20CrMnTi的含碳量为0.17%-0.24%，Cr，Mn，Ti<1.5%，是渗碳钢，热处理方法是在渗碳之后进行淬火和低温回火。 40Cr的含碳量为0.37～0.45％，Cr <1.5%，是调质钢，热处理方法是淬火加高温回火。 16Mn中碳的含量在0.16%左右，锰的含量大约在1.20%-1.60%左右，属于低合金钢，热处理方法是：热轧退火（正火）。 T10A为含碳量在0.95～1.04的高级优质碳素工具钢，热处理方法

是淬火和低温回火。 Cr12MoV碳 C ：1.45～1.70，铬 Cr：11.00～12.50，Mo，V<1.5%，是冷作模具钢，热处理方法是淬火和低温回火。 W6Mo5Cr4V2碳 C ：0.80～0.90，钼 Mo：4.50～5.50，铬 Cr： 3.80～ 4.40，钒 V ：1.75～2.20，是高速钢，热处理方法是淬火 +高温回火。 38CrMoAlA碳 C ：0.35～0.42，Cr，Mo，Al<1.5%，是高级优质合金渗氮钢，热处理方法是：调质处理+渗氮。 5CrMnMo碳 C ：0.50～0.60，Cr，Mn，Mo<1.5%，是热作模具钢，热处理方法是搓火加中高温回火。 GCr15：C：0.95-1.05，Cr:1.30-1.65，是滚动轴承钢，热处理方法是：淬火+低温回火。 55Si2Mn碳 C ：0.52～0.60，硅 Si：1.50～2.00，Mn<1.5%，是弹簧钢，热处理方法是淬火加中温回火。 3.比较9SiCr,Cr12MoV,5CrMnMo,W18Cr4V等四种合金工具钢的成分、 性能和用途差异。 9SiCr的成分：相当于在T9钢的基础上加入1.2%-1.6%的Si和 0.95%-1.25%的Cr。 性能：硬度和耐磨性良好，无热硬性。 用途：适用于截面较厚要求淬透的或截面较薄要求变形小的、形状较复杂的工模具。

(完整版)集美大学模具材料及热处理复习思考题

模具材料及热处理复习思考题 1、名词解释题：预硬型塑料模具钢、时效硬化型塑料模具钢、奥氏体、铁素体、马氏体、贝氏体、珠光体、正火、退火、淬火、临界冷却速度、热稳定性、淬透性、淬硬性、热疲劳、热抗熔蚀。 预硬型塑料模具钢:钢厂供货时已预先对模具钢进行了热处理，使之达到了模具使用时的硬度，可以把模具加工成形不再进行热处理而直接使用，从而保证了模具的制造精度。时效硬化型塑料模具钢：模具零件在淬火（固溶）后变软，便于切削加工成形，然后再进行时效硬化，获得所需的综合力学性能。既保持模具的加工精度，又使模具具有较高硬度。奥氏体：碳溶于γ-Fe中形成的间隙固溶体，为面心立方晶格，常用符号A表示。 铁素体：碳溶于α-Fe中形成的间隙固溶体，为体心立方晶格，常用符号F表示。 马氏体：碳在α-Fe中的过饱和固溶体。 贝氏体：含碳过饱和的铁素体和碳化物组成的机械混合物。 珠光体：铁素体和渗碳体两相组成的机械混合物。 正火：正火是将钢加热到A c3和A ccm以上30-50℃，保温一定时间，使之完全奥氏体化，然后在空气中冷却到室温，以得到珠光体类型组织的热处理工艺。 退火：退火是将组织偏离平衡状态的钢加热到适当温度，经保温后随炉冷却下来，以获得接近平衡状态组织的热处理工艺。 淬火：淬火是将钢加热到临界温度以上，保温后以大于临界冷却速度的速度冷却，使奥氏体转变为马氏体的热处理工艺。 临界冷却速度：保证过冷奥氏体在连续冷却过程中不发生分解而全部过冷到M s线以下转变为马氏体的最小冷却速度。 热稳定性：指钢材在高温下可长时间保持其常温力学性能的能力 淬透性：指钢在淬火时获得马氏体的能力，它是钢材固有的一种属性。其大小用钢在一定条件下淬火所获得的淬透层深度和硬度来表示。 淬硬性：指钢在正常淬火的条件下所能达到的最高硬度。 热疲劳：（工件反复受热受冷，一时受热膨胀，一时又冷却收缩）在反复热应力作用下，模具表面会产生网状裂纹，这种现象称为热疲劳。 抗热熔蚀：防止金属在热冲击与挤压力的作用下与金属液体粘结，而损失材料的能力。