金属工艺学复习资料资料讲解.docx
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金属工艺学复习资料资料讲解
金属工艺学复习资料
《金属工艺学》复习资料
一、填空题
1.机械设计时常用抗拉强度（σb）和屈服强度（σs或σ0.2）两种强度指标。
2.若退火亚共析钢试样中先共析铁素体占41.6％，珠光体58.4％，则此钢的含碳量为约0.46％。
3.屈强比是屈服强度与抗拉强度之比。
4.一般工程结构用金属是多晶体，在各个方向上的性能相同，这就是实际金属的各向同性现象。
5.实际金属存在点缺陷、线缺陷和面缺陷三种缺陷。
实际晶体的强度比理想晶体的强度低（高，低）得多。
6.根据组成合金的各组元之间的相互作用不同，合金的结构可分为两大类：
固溶体和金属化合物。
固溶体的晶格结构同溶剂，其强度硬度比纯金属的高。
7.共析钢加热至Ac1时将发生珠光体向奥氏体的转变，其形成过程包括四个阶段。
8.把两个45钢的退火态小试样分别加热到Ac1～Ac3之间和Ac3以上温度水冷淬火，所得到的组织前者为马氏体+铁素体+残余奥氏体，后者为马氏体＋残余奥氏体。
二、判断改错题
（×）1.随奥氏体中碳含量的增高，马氏体转变后，其中片状马氏体减少，板条状马氏体增多。
（×）2.回火屈氏体、回火索氏体和过冷奥氏体分解时形成的屈氏体、索氏体，只是形成过程不同，但组织形态和性能则是相同的。
（×）3.退火工件常用HRC标出其硬度，淬火工件常用HBS标出其硬度。
（√）4.马氏体是碳在α－Fe中所形成的过饱和固溶体；当发生奥氏体向马氏体的转变时，体积发生膨胀。
（×）5.表面淬火既能改变工件表面的化学成分，也能改善其心部组织与性能。
（√）6.化学热处理既能改变工件表面的化学成分，也能改善其心部组织与性能。
（√）7.高碳钢淬火时，将获得高硬度的马氏体，但由于奥氏体向马氏体转变的终止温度在0℃以下，故钢淬火后的组织中保留有少量的残余奥氏体。
（×）8.为了消除加工硬化便于进一步加工，常对冷加工后的金属进行完全退火。
（×）9.片状珠光体的机械性能主要决定于珠光体的含碳量。
（×）10.由于钢回火的加热温度在A1以下，所以淬火钢在回火时没有组织变化。
三、选择题
1.钢在淬火后所得的组织是（A）
A.淬火马氏体B.回火索氏体C.回火屈氏体D.索氏体
2.在淬火钢中，当含碳量增加到0.6％以后，随含碳量的增加，硬度增加缓慢，这是因为（A）
A.随含碳量的增加，残余奥氏体的量增多B.随含碳量的增加，片状马氏体的量增多
C.随含碳量的增加，淬火内应力增大D.随含碳量的增加，非马氏体的量减少
3.若钢中加入的合金元素能使C曲线左移，则将使钢的淬透性（B）
A.提高B.降低C.不改变D.对小试样堤高，对大试样则降低
4.下列钢铁材料中切削性能较好的是（B）
A.工业纯铁B.45钢C.白口铸铁D.T12A钢
5.钢锭中的疏松可以能过下面哪种方法改善（B）
A.完全退火B.足够变形量的锻轧C.扩散退火D.正火
6.正火T8钢与完全退火T8钢相比（B）
A.前者珠光体更细密，故强度要低些B.前者珠光体更细密，故强度要高些
C.前者珠光体更粗大，故强度要低些D.前者珠光体更粗大，故强度要高些
7.退火亚共析钢，随含碳量的增加（B）
A.HBS、σb值减小，δ、aK值增加B.HBS、σb值增加，δ、aK值减小
C.HBS、σb值增加，δ、aK值增加D.HBS、σb值减小，δ、aK值减小
8.碳含量为Wc＝4.3％的铁碳合金具有良好的（D）
A.可锻性B.切削加工性能C.可焊性D.铸造性能
9.建筑用钢筋宜选用（C）
A.高碳钢B.中碳钢C.低碳钢D.工具钢
10.下述退火态钢中强度最高的是（D）
A.T13钢B.45钢C.65钢D.T8钢
四、简答题
1.某厂仓库有20钢、45钢、T12钢和白口铸铁，大小和形状都一样，根据所学知识，可用哪些简单方法把它们迅速区分开？
请说明理由。
答：
方法一：
硬度测试。
硬度值大小顺序是：
白口铸铁>T12钢>45钢>20钢。
因为铁碳合金的硬度随含碳量的增加而升高；四种铁碳合金的含碳量是：
白口铸铁（大于2.11%C）>T12钢（1.2%C）>45钢（0.45%）>20钢（0.2%C）。
方法二：
分别制备四种材料的金相试样，在金相显微镜上进行显微组织观察。
亚共析钢组织为（F＋P），且亚共析钢中随含碳量增加铁素体减少，珠光体增多；过共析钢组织为（P＋Fe3CⅡ），且当Wc>0.9％时，Fe3CⅡ沿晶界呈网状分布；白口铸铁的组织中有莱氏体。
所以，组织为（F＋P）而铁素体少的为20钢、珠光体多的为45钢；组织中有Fe3CⅡ沿晶界呈网状分布的T12钢，有莱氏体组织存在的是白口铸铁。
2．60钢经正常淬火后得到什么组织？
经退火后得到什么组织？
60钢淬火后分别在200℃、400℃、600℃回火又得到什么组织？
答：
60钢淬火后组织为马氏体；退火组织为珠光体＋铁素体；200℃回火后组织为回火马氏体；400℃回火后为回火屈氏体；600℃回火后为回火索氏体。
五、综合分析题
用一根冷拉钢丝绳吊装一大型工件进入热处理炉，并随工件一起加热到1000℃保温，当出炉后再次吊装工件时，钢丝绳发生断裂，试分析其原因。
答：
冷拉钢丝绳是利用加工硬化效应提高其强度的，在这种状态下的钢丝中晶体缺陷密度增大，强度增加，处于加工硬化状态。
在1000℃时保温，钢丝将发生回复、再结晶和晶粒长大过程，组织和结构恢复到软化状态。
在这一系列变化中，冷拉钢丝的加工硬化效果将消失，强度下降，在再次起吊时，钢丝将被拉长，发生塑性变形，横截面积减小，强度将比保温前低，所以发生断裂。
一、填空题（共30分，每空1分）
1.F和A分别是碳在α-Fe、γ-Fe中所形成的间隙固溶体。
2.液态金属结晶时常用的细化晶粒的方法有增加过冷度、
加变质剂、增加液体的流动。
3.加热是钢进行热处理的第一步，其目的是使钢获得奥氏体组织。
4．在Fe-Fe3C相图中，钢与铸铁分界点的含碳量为2.11%。
5．完全退火主要用于亚共析钢，其加热温度为：
Ac3+（30～50）℃。
6．1Cr18Ni9Ti是不锈钢，其碳的质量分数是0.1%。
7.QT600-03中的“600”的含义是：
σb≥600MPa。
8．T8MnA是碳素工具钢，其中“A”的含义是高级优质。
9．40Cr是合金结构钢，其Cr的主要作用是提高淬透性、强化铁素体。
10．调质件应选中碳成分的钢，渗碳件应选低碳成分的钢。
11．化学热处理的基本过程包括：
化学介质分解出渗入元素的活性原子，
活性原子被工件表面吸附，原子由表层向内扩散形成渗层。
12．按冷却方式的不同，淬火可分为单介质淬火、双介质淬火、
等温淬火、分级淬火等。
13．60钢（Ac1≈727℃，Ac3≈766℃）退火小试样经700℃、740℃、800℃加
热保温，并在水中冷却得到的组织分别是：
P+F，F+M+Ar，M+Ar。
14．金属的冷加工与热加工是按再结晶温度来划分的。
15．制造形状简单、小型、耐磨性要求较高的热固性塑料模具应选用T10钢，
而制造形状复杂的大、中型精密塑料模具应选用3Cr2Mo钢。
（请从45、
T10、3Cr2Mo、Q235A中选择）
二．判断题
1．碳钢在室温下的相组成物是铁素体和渗碳体。
√
2．铁碳合金平衡结晶时，只有成分为0.77%的共析钢才能发生共析反应。
×
3．在1100℃，含碳0.4%的钢不能进行锻造，含碳4.0%的铸铁能进行锻造。
×
4．细晶强化能同时提高钢的强度和韧性。
√
5．碳的质量分数对碳钢力学性能的影响是：
随着钢中碳的质量分数的增加，硬度、强度增加，塑性、韧性也随着增加。
×
6．固溶强化是指因形成固溶体而引起的合金强度、硬度升高的现象。
√
7．淬火临界冷却速度是钢抑制非马氏体转变的最小冷却速度。
√
8．可锻铸铁具有一定的塑性，可以进行锻造加工。
×
9．高速钢铸造后需要反复锻造是因为硬度高不易成形。
×
10．同一钢种，在相同的加热条件下，水冷比油冷的淬透性好，小件比大件的淬透性好。
√
三．单项选择题（共15分，每小题1分）
1．金属材料在外力用下抵抗变形和断裂的能力叫：
a.强度b.硬度c.塑性
2．晶体中的位错是一种：
a.点缺陷√b.线缺陷c.面缺陷
3．实际金属结晶时，形核和晶体长大的方式主要是：
a.平面长大√b.树枝状长大c.两者都不对
4．在铁碳合金平衡组织中，塑性最好的是：
√a.Fb.Ac.P
5．加工硬化使金属：
a.强度降低、塑性升高b.强度增大、塑性升高√c.强度增大、塑性降低
6．下列钢淬透性高低排列顺序正确的是：
a.T8＞45＞20CrMnTi＞20b.20CrMnTi＞20＞45＞T8√c.20CrMnTi＞T8＞45＞20
7．钢在淬火后获得M组织的粗细主要取决于：
a.A的本质晶粒度√b.A的实际晶粒度c.A的起始晶粒度
8．珠光体是一种：
a.单相固溶体√b.两相混合物c.Fe与C的混合物
9．高速钢的红硬性取决于：
a.钢的碳含量b.马氏体的多少√c.淬火加热时溶于奥氏体中的合金元素的量
10．绑扎物件宜选用
√a.低碳钢b.中碳钢c.高碳钢
11．灰铸铁的石墨形态是
√a.片状b.团絮状c.球状
12．下列零件与构件中选材不正确的是：
a.机床床身用HT150b.桥梁用16Mn√c.热作模具用Cr12MoV
13．不同成分的钢应采用不同的热处理工艺调整其硬度，以便于切削加工性能。
一般低碳钢宜采用：
√a.正火b.完全退火c.球化退火
14．制造汽车板簧应采用：
a.T12，淬火+低温回火√b.65Mn，淬火+中温回火c.45钢，淬火+高温回火
15．下列说法错误的是：
√a.调质处理是淬火+中温回火。
b.40Cr钢一种常用的合金结构钢，具有良好的综合力学性能好。
c.灰口铸铁可通过表面淬火，提高其表面的硬度和耐磨性。
四．综合分析题
2．淬火钢为什么要进行回火处理？
答：
淬火钢的组织是：
M+Ar，属亚稳组织，硬度高脆性大，同时淬火钢具有较大的内应力，直接使用易造成工件的变形或开裂。
回火的目的：
减少或消除内应力，降低钢的脆性；使M+Ar分解，稳定组织；获得所需力学性能。
3．试为下列工具选材，并确定热处理方式。
（1）手用锯条；
（2）板牙；（3）高速车刀。
备选材料：
T12、40Cr、9SiCr、65Mn、W18Cr4V、GCr15、Cr12MoV。
答：
手用锯条：
T12，球化退火→淬火+低温回火;板牙：
9SiCr，球化退火→淬火+低温回火
高速车刀：
W18Cr4V，退火（完全退火或等温退火）→高温淬火+560℃三次回火
一、填空题
1．16Mn是低合金结构钢，其碳的质量分数是0.16%。
2．Q235A是碳素结构钢，其中“A”的含义是质量等级为A。
3．HT200中的“200”的含义是：
σb≥200MPa。
4．GCr15是滚动轴承钢，其Cr的质量分数是1.5%。
5．α-Fe和γ-Fe的晶格结构分别是：
体心立方、面心立方。
6．按几何形式，实际金属中的晶体缺陷分为：
点缺陷，线缺陷，面缺陷。
8．球化退火主要用于过共析钢，其加热温度为：
Ac1+20～30℃。
9．T12钢（Ac1≈730℃，Accm≈820℃）退火小试样经700℃、780℃、860℃加
热保温，并在水中冷却得到的组织分别是：
P+F，Fe3C+M+Ar，M+Ar。
10．为强化表面，渗碳件应选低碳钢，表面淬火应选中碳钢。
11．渗碳钢在渗碳后缓慢冷却，由表面向心部的组织分布依次为：
P+网状Fe3CⅡ，P，P+F。
12．冷变形后的金属进行加热时将发生回复和再结晶。
13．过共析钢淬火加热温度越高，淬火后马氏体中含碳量越高，
残余奥氏体的量越多。
14．M的显微组织形态有板条状和片状两种，其中板条状的韧性较好。
15．为了改善碳素工具钢的切削加工性，常采用的热处理是：
球化退火。
二．判断题
1.钢的热处理是通过加热，保温和冷却，以改变钢的形状、尺寸，从而改善钢的性能的一种工艺方法。
×
2温时，晶粒度级别越高，则金属的强度、塑性愈好。
√
3时应将钢加热到单相的奥氏体区进行。
√
4质处理是淬火+中温回火。
×
5溶体的强度比溶剂的强度低。
×
6体、索氏体、屈氏体都是铁素体和渗碳体组成的机械混合物。
√
7火临界冷却速度是钢获得马氏体的最小冷却速度。
×
8口铸铁可通过表面淬火，提高其表面的硬度和耐磨性。
√
9速钢淬火加热温度高是为了使合金元素充分溶解到奥氏体中。
√
10．Cr12、1Cr13、1Cr17都是不锈钢。
×
三．单项选择题
1．材料在外力作用下产生永久塑性变形而不断裂的能力叫：
C
a.强度b.硬度c.塑性
2．加热是钢进行热处理的第一步，其目的是使钢获得：
A
a.Ab.Mc.P
3．金属铸造时，为细化晶粒，可采用：
C
a.快速浇注b.以砂型代替金属型c.采取机械振动
4．下列组织中，强度最好的是：
C
a.Fb.Ac.P
5．消除加工硬化常用的热处理工艺是：
B
a.调质b.再结晶退火c.扩散退火
6．下列钢淬硬性高低排列正确的是：
A
a.T12＞T8＞60＞40Crb.40Cr＞T12＞T8＞60c.40Cr＞60＞T8＞T12
7．钢在淬火后获得M组织的粗细主要取决于：
B
a.A的本质晶粒度b.A的实际晶粒度c.A的起始晶粒度
8．碳钢的淬火工艺是将其加热奥氏体化，然后采用的冷却方式是：
C
a.随炉冷却b.在空气中冷却c.在水中冷却
9．40Cr中Cr主要作用是：
B
a.增加硬度和耐磨性b.提高钢的淬透性和基体强度c.提高钢的红硬性
10．金属化合物的性能特点是：
A
a.熔点高、硬度高b.熔点高、硬度低c.熔点低、硬度低
11．可锻铸铁的石墨形态是B
a.片状b.团絮状c.球状
12．下列零件与构件中选材不正确的是：
C
a.建筑钢筋用Q235b.汽车板簧用65Mnc.热作模具用W18Cr4V
13．制造机床床身应采用：
A
a.HT150b.Cr12MoVc.Q235C
14．制造形状简单、小型、耐磨性要求较高的热固性塑料模具应选用:
B
a.45b.T10c.3Cr2Mo
15．二次硬化属于：
C
a.固溶强化b.细晶强化c.第二相强化
四．综合分析题
2．为什么亚共析碳钢的正常淬火加热温度为Ac3+（30～50）℃，而共析和过共析碳钢的正常淬火加热温度为Ac1+（30～50）℃？
答：
亚共析碳钢在Ac3+（30～50）℃加热，可以获得均匀细小的A晶粒，淬火后可以得到性能良好的隐晶M。
过共析碳钢在Ac1+（30～50）℃加热，得到的是A和粒状Fe3C，淬火后为晶粒细小的M+粒状Fe3C，可保证钢具有较高的硬度和耐磨性、降低钢的过热敏感性，防止工件变形开裂。
3．试为下列零件选材，并确定热处理方式。
（1）锉刀；
（2）自行车座簧；（3）连杆。
选材料：
T10、40Cr、9SiCr、65Mn、W18Cr4V、GCr15、Cr12MoV。
锉刀：
T10，球化退火→淬火+低温回火；自行车座簧：
65Mn，淬火+中温回火连杆：
40Cr，淬火+高温回火
一．填空题（共30分，每空1分）
1．液态金属结晶的基本过程是形核与晶核长大。
2．铁素体（F）是碳溶于α-Fe所形成的间隙固溶体，其晶格类型是：
体心立方。
3.检测淬火钢件的硬度一般用洛氏（HRC）硬度,检测退火和正火钢件的硬度常用布氏（HRB）硬度。
4．GCr15钢是滚动轴承钢，其Cr的质量分数是1.5%。
5．16Mn钢是合金结构钢，其碳的质量分数是0.16%。
6．QT600-03中的“03”的含义是：
最低伸长率为3%。
7.钢与铸铁含碳量的分界点是：
2.11%。
8．贝氏体的显微组织形态主要有B上和B下两种，其中B下的综合性能好。
9．钢的淬火加热温度越高，淬火后马氏体中含碳量越高，马氏体晶
粒越粗大，残余奥氏体的量越越多。
10．钢加热时A的形成是由A晶核的形成、A晶核向F和Fe3C两侧长大、
残余Fe3C的溶解、A的均匀化等四个基本过程所组成的。
11．一般表面淬火应选中碳成分钢，调质件应选用中碳成分钢。
13．碳钢常用的淬火介质是水，而合金钢是油。
14．T10钢（Ac1≈727℃，Accm≈800℃）退火试样经700℃、780℃、860℃加热保温，并在水中冷却得到的组织分别是：
P+Fe3C，Fe3C+M+Ar，M+Ar。
15．渗碳钢在渗碳后缓慢冷却，由表面向心部的组织分布依次为：
P+Fe3CⅡ（网状），P，P+F。
二．判断题（共10分，每小题1分）
1．在其他条件相同时，砂型铸造比金属型铸造的铸件晶粒更细。
×
2．固溶强化是指因形成固溶体而引起的合金强度、硬度升高的现象。
√
3．珠光体、索氏体、屈氏体都是铁素体和渗碳体组成的机械混合物。
√
4．碳的质量分数对碳钢力学性能的影响是：
随着钢中碳的质量分数的增加，
硬度、强度增加，塑性、韧性也随着增加。
×
5．淬火临界冷却速度是钢获得马氏体的最小冷却速度。
×
6．淬透性好的钢，其淬硬性也一定好。
×
7．大部分合金钢的淬透性比碳钢好。
√
8．正火的冷却速度比退火快，故同一钢种经正火处理后的组织较细，其强度、硬
度比退火高。
√
9．由于淬火钢回火时的加热温度在A1以下，所以淬火钢在回火时没有组织变化。
×
10．可锻铸铁具有一定的塑性，可以进行锻造加工。
×
三．单项选择题（共15分，每小题1分）
1．表示金属材料屈服点的符号是：
B
a.σeb.σSc.σb
2．引起钢的冷脆性的有害杂质元素是：
B
a.硫b.磷c.硫和磷
3．固溶体的晶体结构特点是：
A
a.与溶剂相同b.与溶质相同c.形成新的晶体类型
4．钢在淬火后获得M组织的粗细主要取决于：
B
a.A的本质晶粒度b.A的实际晶粒度c.A的起始晶粒度
5．高速钢的红硬性取决于：
B
a.马氏体的多少b.淬火加热时溶于奥氏体中的合金元素的量c.钢的含碳量
6．室温下金属的晶粒越细，则：
B
a.强度越高，塑性越差b.强度越高，塑性越好c.强度越低，塑性越好
7．反复弯折铁丝，铁丝会越来越硬，最后会断裂，这是由于产生了：
A
a.加工硬化现象b.再结晶现象c.去应力退火
8．为了改善碳素工具钢的切削加工性，常采用的热处理是：
B
a.完全退火b.球化退火c.再结晶退火
9．形状简单的工件淬火应选用A
a.单液淬火b.双液淬火c.分级淬火
10．回火索氏体与索氏体相比A
a.塑性韧性好b.强度硬度高c.塑性韧性差
11．灰铸铁具有良好的抗压、减震性能，常用于制造C
a.曲轴b.管接头c.机床床身、底座、箱体
12．绑扎物件宜选用A
a.低碳钢b.中碳钢c.高碳钢
13．灰铸铁的石墨形态是A
a.片状b.团絮状c.球状
14．钢的淬硬性主要取决于：
A
a.含碳量b.冷却介质c.合金元素
15．下列说法错误的是B
a.金属材料的强度、塑性等可通过拉伸试验来测定b.调质处理是淬火+低温回火
c.布氏硬度实验测定的数据准确、稳定、数据重复性
一、填空题
1、合金是指由两种或两种以上化学元素组成的具有_金属__特性的物质。
2、合金中有两类基本相，分别是_固溶体_和__金属化合物_。
3、铁碳合金室温时的基本组织有_铁素体__、__渗碳体__、_奥氏体__、珠光体和莱氏体。
4、铁碳合金状态图中，最大含碳量为_6.69%__。
5、纯铁的熔点是_1538℃__。
6、简化的铁碳合金状态图中有__3__个单相区，_5_个二相区。
二、单项选择题
7、组成合金最基本的、独立的物质称为（A）
A、组元B、合金系C、相D、组织
8、金属材料的组织不同，其性能（B）
A、相同B、不同C、难以确定D、与组织无关系
9、研究铁碳合金状态图时，图中最大含碳量为（D）
A、0.77%B、2.11%C、4.3%D、6.69%
10、发生共晶转变的含碳量的范围是（C）
A、0.77%—4.3%B、2.11%—4.3%C、2.11%—6.69%D、4.3%—6.69%
11、液态合金在平衡状态下冷却时结晶终止的温度线叫（B）
A、液相线B、固相线C、共晶线D、共析线
12、共晶转变的产物是（D）
A、奥氏体B、渗碳体C、珠光体D、莱氏体
13、珠光体是（A）
A、铁素体与渗碳体的层片状混合物B、铁素体与奥氏体的层片状混合物
C、奥氏体与渗碳体的层片状混合物D、铁素体与莱氏体的层片状混合物
14、共析转变的产物是（C）
A、奥氏体B、渗碳体C、珠光体D、莱氏体
15、共析钢的含碳量为（A）
A、Wc=0.77%B、Wc>0.77%C、Wc<0.77%D、Wc=2.11%
16、Wc<0.77%铁碳合金冷却至A3线时，将从奥氏体中析出（A）
A、铁素体B、渗碳体C、珠光体D、莱氏体
17、Wc>4.3%的铁称为（C）
A、共晶白口铸铁B、亚共晶白口铸铁C、过共晶白口铸铁D、共析白口铸铁
18、铁碳合金相图中，ACD线是（A）
A、液相线B、固相线C、共晶线D、共析线
19、铁碳合金相图中的Acm线是（C）
A、共析转变线B、共晶转变线C、碳在奥氏体中的固溶线
D、铁碳合金在缓慢冷却时奥氏体转变为铁素体的开始线
20、工业上应用的碳钢，Wc一般不大于（B）
A、0.77%B、1.3%—1.4%C、2.11%—4.3%D、6.69%
21、铁碳合金相图中，S点是（C）
A、纯铁熔点B、共晶点C、共析点D、纯铁同
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