金工复习题Word格式.docx
《金工复习题Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《金工复习题Word格式.docx（60页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
金属材料在磁场中被磁化而呈现磁性强弱的性能称为磁性。
19．晶体
晶体是指其组成微粒（原子、离子或分子）呈规则排列的物质。
20．晶格
抽象地用于描述原子在晶体中排列形式的空间几何格子，称为晶格。
21.晶胞
组成晶格的最小几何单元称为晶胞。
22.单晶体
如果一块晶体内部的晶格位向（即原子排列的方向）完全一致，称这块晶体为单晶体。
23.多晶体
由许多晶粒组成的晶体称为多晶体。
24.晶界
将任何两个晶体学位向不同的晶粒隔开的那个内界面称为晶界。
25.晶粒
多晶体材料内部以晶界分开的、晶体学位向相同的晶体称为晶粒。
26.结晶
通过凝固形成晶体的过程称为结晶。
27.变质处理
变质处理就是在浇注前，将少量固体材料加入熔融金属液中，促进金属液形核，以改善其组织和性能的方法。
28.组元
组成合金最基本的、独立的物质称为组元。
29.相
相是指在一个合金系统中具有相同的物理性能和化学性能，并与该系统的其余部分以界面分开。
30.铁素体
铁素体是指α-Fe或其内固溶有一种或数种其他元素所形成的晶体点阵为体心立方的固溶体，用符号F（或α）表示。
31.奥氏体
奥氏体是指γ-Fe内固溶有碳和（或）其它元素所形成的晶体点阵为面心立方的固溶体，常用符号A（或γ）表示。
32.珠光体
珠光体是奥氏体从高温缓慢冷却时发生共析转变所形成的，其立体形状为铁素体薄层和渗碳体薄层交替重叠的层状复相组织。
或珠光体是铁素体（软）和渗碳体（硬）组成的机械混合物。
33.莱氏体
莱氏体是指高碳的铁基合金在凝固过程中发生共晶转变时所形成的奥氏体和碳化物渗碳体所组成的共晶体。
34.铁碳合金相图
合金状态图是表示在极缓慢冷却（或加热）条件下，不同化学成分的合金，在不同温度下所具有的组织状态的一种图形。
35.低温莱氏体
在727℃以下的莱氏体称为低温莱氏体（L′d），或称变态莱氏体。
二、填空题
1.金属材料一般可分为钢铁材料材料和非铁金属材料两类。
2.钢铁材料是由Fe、C及Si、Mn、S、P等杂质元素组成的金属材料。
3.生铁是由铁矿石原料经高炉冶炼而获得的。
高炉生铁一般分为炼钢生铁和
铸造生铁两种。
4.现代炼钢方法主要有氧气转炉炼钢法和电弧炉炼钢法。
5.根据钢液的脱氧程度不同，钢可分为沸腾钢、半镇静钢、镇静钢和特殊镇静钢。
6.机械产品的制造过程一般分为设计、制造和使用三个阶段。
7.铸锭经过轧制最终会形成板材、管材、型材、线材和其他材料等产品。
8．金属材料的性能包括使用性能和工艺性能。
9．金属的化学性能包括耐腐蚀性性、抗氧化性性和化学稳定性性等。
10．铁和铜的密度较大，称为重金属；
铝的密度较小，则称为轻金属。
11。
洛氏硬度按选用的总试验力及压头类型的不同，常用的标尺有A、B和C。
12．500HBW5/750表示用直径为5mm，材质为硬质合金的压头，在750kgf（7.355kN）压力下，保持10秒，测得的布氏硬度值为500。
13．冲击吸收功的符号是AKU或AKV，其单位为焦尔（J）。
14．填出下列力学性能指标的符号：
屈服点σs、洛氏硬度A标尺HRA、断后伸长率δ5、断面收缩率
、对称弯曲疲劳强度σ-1。
15．根据金属材料在磁场中受到磁化程度的不同，金属材料可分为：
铁磁性材料、顺磁性材料和抗磁性材料。
16．使用性能包括力学性能、物理性能和化学性能。
17．疲劳断裂的过程包括微裂纹形成、裂纹扩展和断裂。
18．晶体与非晶体的根本区别在于原子排列是否规则。
19．金属晶格的基本类型有体心立方晶格、面心立方晶格与密排六方晶格三种。
20．实际金属的晶体缺陷有点缺陷、线缺陷、面缺陷三类。
21．金属材料的结晶过程是一个晶核形成和晶核长大的过程。
22．金属材料结晶的必要条件是过冷，金属的实际结晶温度不是一个恒定值。
23．金属材料结晶时冷却速度越大，过冷度越大，金属材料的实际结晶温度越低。
24．金属材料的晶粒愈细小，其强度、硬度越高，塑性、韧性也越好。
25．合金的晶体结构分为固溶体、金属化合物与机械混合物三种。
26．根据溶质原子在溶剂晶格中所占据的位置不同，固溶体可分为间隙固溶体和置换固溶体两类。
27．大多数固溶体只能有限固溶，且溶质在溶剂中的溶解度随着温度升高而提高。
28．在金属铸锭中，除存在组织不均匀外，还常有缩孔、气孔、偏析及夹杂等缺陷。
29．金属铸锭分为钢锭模铸锭和连续铸锭。
30．分别填出下列铁碳合金组织的符号：
奥氏体A；
铁素体F；
渗碳体Fe3C；
珠光体P；
高温莱氏体Ld；
低温莱氏体L′d。
31．珠光体是由F和Fe3C组成的机械混合物。
32．莱氏体是由A和Fe3C组成的机械混合物。
33．奥氏体在1148℃时碳的质量分数可达2.11%，在727℃时碳的质量分数为0.77%。
34．根据室温组织的不同，钢又分为亚析钢，其室温组织为F和Fe3C；
共析钢，其室温组织为P；
过共析钢，其室温组织为P和Fe3CII。
35．碳的质量分数为0.77%的铁碳合金称为共析钢，当加热后冷却到S点（727℃）时会发生共析转变，从奥氏体中同时析出F和Fe3C的混合物，称为P。
36．奥氏体和渗碳体组成的共晶产物称为Ld，其碳的质量分数为4.3%。
37．亚共晶白口铸铁碳的质量分数为2.11%<
WC<
4.3%，其室温组织为P+L′d+Fe3CII。
38．亚共析钢碳的质量分数为0.0218%<
0.77，其室温组织为F+P。
39．过共析钢碳的质量分数为0.77%<
WC≤2.11，其室温组织为P+Fe3CII。
40．过共晶白口铸铁的碳的质量分数为4.3%<
6.69，其室温组织为L′d+Fe3CI。
三、选择题
1．拉伸试验时，试样拉断前能承受的最大标称应力称为材料的B。
A屈服点；
B抗拉强度；
C弹性极限。
2．测定淬火钢件的硬度，一般常选用B来测试。
A布氏硬度计；
B洛氏硬度计；
C维氏硬度计。
3．做疲劳试验时，试样承受的载荷为。
A静载荷；
B冲击载荷；
C循环载荷。
4．金属抵抗永久变形和断裂的能力，称为C。
A硬度；
B塑性；
C强度。
5．金属材料的B越好，则其锻造性能越好。
A强度；
C硬度。
6．铁素体为A晶格，奥氏体为B晶格，渗碳体为D晶格。
A体心立方；
B面心立方；
C密排六方；
D复杂的。
7．铁碳合金相图上的ES线，用代号Acm表示，PSK线用代号A1表示。
AA1；
BAcm；
CA3。
8．铁碳合金相图上的共析线是PSK线，共晶线是ECF线。
AECF线；
BACD线；
CPSK线。
四、判断题
1.钢和生铁都是以铁碳为主的合金。
（对）
2.高炉炼铁的过程是使氧化铁还原，获得纯生铁的过程。
（错）
3.用锰铁、硅铁和铝粉进行充分脱氧后，可获得镇静钢。
4.电弧炉主要用于冶炼高质量的合金钢。
5．合金的熔点取决于它的化学成分。
6．1kg钢和1kg铝的体积是相同的。
7．热导性差的金属材料，加热和冷却时会产生较大的内外温度差，导致内外金属材料不同的膨胀或收缩，产生较大的内应力，从而使金属材料变形，甚至产生开裂。
8．金属材料的电阻率越大，电导性越好。
9．所有的金属材料都具有磁性，能被磁铁所吸引。
（错）
10．塑性变形能随载荷的去除而消失。
11．所有金属材料在拉伸试验时都会出现显著的屈服现象。
12．作布氏硬度试验时，当试验条件相同时，压痕直径越小，则材料的硬度越低。
13．洛氏硬度值是根据压头压入被测材料的残余压痕深度增量来确定的。
14．小能量多次冲击抗力的大小主要取决于材料的强度高低。
（对）
15．纯铁在780℃时为面心立方结构的γ-Fe。
（错）
16．实际金属的晶体结构不仅是多晶体，而且还存在着多种缺陷。
17．纯金属的结晶过程是一个恒温过程。
18．固溶体的晶格仍然保持溶剂的晶格。
19．间隙固溶体只能为有限固溶体，置换固溶体可以是无限固溶体。
20．金属铸锭中其柱状晶粒区的出现主要是因为金属铸锭受垂直于模壁散热方向的影响。
21．单晶体在性能上没有明显的方向性。
22．同素异晶转变是一个相变过程，有恒定的转变温度，发生晶格类型变化。
23．金属化合物的特性是硬而脆，莱氏体的性能也是硬而脆，故莱氏体属于金属化合物。
24．渗碳体碳的质量分数是6.69%。
25．Fe-Fe3C相图中，A3温度是随着碳的质量分数增加而上升的。
（错）
26．碳溶于α-Fe中所形成的间隙固溶体，称为奥氏体。
27．铁素体在770℃（居里点）有磁性转变，在770℃以下具有铁磁性，在770℃以上则失去铁磁性。
五、简答题
1．炼铁的主要原料有哪些?
答：
炼铁的炉料主要是铁矿石（Fe3O4）、燃料（焦炭）和熔剂（石灰石）。
2．炼钢的主要原料有哪些?
炼钢是以生铁（铁液或生铁锭）或废钢为主要原料，再加入熔剂（石灰石、萤石）、氧化剂（O2、铁矿石）和脱氧剂（铝、硅铁、锰铁）等进行冶炼。
3．镇静钢和沸腾钢之间有何差异?
镇静钢是脱氧完全的钢。
钢水冶炼后期用锰铁、硅铁和铝块进行充分脱氧，钢水在钢锭模内平静地凝固。
这类钢锭化学成分均匀，内部组织致密，质量较高。
但由于钢锭头部形成相当深的缩孔，轧制时被切除，钢材浪费较大。
沸腾钢是指脱氧不完全的钢。
钢水在冶炼后期仅用锰铁进行不充分的脱氧。
钢水浇入钢锭模后，钢水中的FeO和碳相互作用，脱氧过程仍在进行（FeO+C→Fe+CO↑），生成的CO气体，引起了钢水沸腾现象。
凝固时大部分气体逸出，少量气体被封闭在钢锭内部，形成许多小气泡。
这类钢锭不产生缩孔，切头浪费小。
但是，钢的化学成分不均匀，组织不够致密，质量较差。
4.画出低碳钢力—伸长曲线，并简述拉伸变形的几个阶段。
答：
从完整的拉伸试验和力──伸长曲线可以看出，试样从开始拉伸到断裂要经过弹性变形、屈服阶段、变形强化阶段、缩颈与断裂。
5.采用布氏硬度试验测定试样的硬度值有哪些特点?
答：
布氏硬度试验的特点是试验时金属材料表面压痕大，能在较大范围内反映被测材料的平均硬度，测得的硬度值比较准确，数据重复性强。
但由于其压痕较大，对金属表面的损伤较大，不宜测定太小或太薄的试样。
通常布氏硬度适合于测定有色金属、灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁及经退火、正火、调质处理后的各类钢材。
6.有一钢试样，其原始直径为10mm，原始标距长度为50mm，当载荷达到18.84kN时试样产生屈服现象；
载荷加至36.11kN时，试样产生颈缩现象，然后被拉断；
拉断后试样标距长度为73mm，断裂处直径为6.7mm，求试样的σs、σb、δ5和
。
解:
由题中条件及计算公式得
σs=Fs/So=18840/（3.14*102/4）=240（N/mm2）
σb=Fb/So=36110/（3.14*102/4）=460（N/mm2）
δ5=（L1-L0）/L0×
100%=（73-50）/50=46%
=（S0-S1）/S0×
100%={（3.14*102/4）-（3.14*6.72/4）}/（3.14*102/4）=（100-44.89）/100=55.11%
答:
试样的σs=240（N/mm2）、σb=460（N/mm2）、δ5=46%、
=55.11%。
7．什么是过冷现象和过冷度?
过冷度与冷却速度有什么关系?
金属在实际结晶过程中，从液态必须冷却到理论结晶温度（T0）以下才开始结晶，这种现象称为过冷。
理论结晶温度T0和实际结晶温度T1之差△T，称为过冷度。
金属结晶时的过冷度并不是一个恒定值，而是与冷却速度有关，冷却速度越大，过冷度就越大，金属的实际结晶温度也就越低。
8．金属的结晶是怎样进行的?
液态金属在达到结晶温度时，首先形成一些极细小的微晶体，称为晶核。
随着时间的推移，已形成的晶核不断长大。
与此同时，又有新的晶核形成、长大，直至液态金属全部凝固。
9．何为金属的同素异构转变?
试画出纯铁的结晶冷却曲线和晶体结构变化图。
金属在固态下由一种晶格转变为另一种晶格的转变过程，称为同素异构转变或称同素异晶转变。
10．与纯金属结晶过程相比，合金的结晶过程有何特点?
（1）纯金属结晶是在恒温下进行，只有一个临界点（或结晶温度）。
而合金则绝大多数是在一个温度范围内进行结晶，结晶的开始温度与终止温度不相同，有两个临界点（或结晶温度）。
（2）合金在结晶过程中，在局部范围内相的化学成分（即浓度）有变化，当结晶终止后，整个晶体的平均化学成分与原合金的化学成分相同。
（3）合金结晶后不是单相，一般有三种情况：
单相固溶体；
单相金属化合物或同时结晶出两相机械混合物（如共晶体）；
结晶开始形成单相固溶体（或单相化合物），剩余液体又同时结晶出两相机械混合物（如共晶体）。
在柱状晶粒区，两排柱状晶粒相遇的接合面上存在着脆弱区，此区域常有低熔点杂质及非金属
11．简述碳的质量分数为0.4%和1.2%的铁碳合金从液态冷至室温时其组织变化过程。
对于碳的质量分数为0.4的铁碳合金，由液态冷至AC线时，开始结晶出奥氏体（A）；
温度下降奥氏体（A）增多，液体减少；
温度降至AE线时，液体消失，液体全部结晶为奥氏体（A）；
当温度降至GS线时，从奥氏体中析出铁素体（F）；
降至PSK线时，剩余奥氏体发生共析转变，生成珠光体（P）；
温度降至PSK线以下时，组织基本无变化，组织为铁素体和珠光体（F+P）。
对于碳的质量分数为1.2的铁碳合金，由液态冷至AC线时，开始结晶出奥氏体（A）；
当温度降至ES线时，从奥氏体中析出二次渗碳体（Fe3CII）；
温度降至PSK线以下时，组织基本无变化，组织为铁素体和珠光体（Fe3CII+P）。
12.把碳的质量分数为0.45%的钢和白口铸铁都加热到高温（1000℃～1200℃），能否进行锻造?
为什么?
把碳的质量分数为0.45%的钢加热到高温（1000℃～1200℃）时，能进行锻造。
由铁碳状态图可知，此时钢处于奥氏体（A），塑性好，因此，能进行锻造。
把白口铸铁加热到高温（1000℃～1200℃）时，不能进行锻造。
第一，白口铸铁，塑性差；
第二，由铁碳状态图可知，白口铸铁加热到高温（1000℃～1200℃）时，发生了局部熔化现象，因此，白口铸铁不能进行锻造。
六、课外调研与观察
1．观察你周围的工具、器皿和机械设备等，分析其制造材料的性能与使用要求的关系。
首先应根据工具或设备的使用要求确定性能指标，然后再根据性能指标在可用的材料中选择若干个符合性能指标要求的材料，最后进行综合评定，最终确定所需材料。
2．通过学习与查阅资料，相互探讨一下材料的宏观表现与微观结构的关系。
材料的宏观表现与微观结构有密切关系。
可以说，材料的微观结构决定其宏观性能表现，如活性碳、石墨、金刚石都是由碳原子组成，但其微观晶体结构不同，所以表现出的宏观性能截然不同。
另外，即使是同一材料，其微观组织不同，也会导致其宏观性能的不同。
3.你能区分生活中遇到的钢件与铸铁件吗?
思考一下，有几种方法可以区分?
可以。
有声音鉴定方法、火花鉴定方法、金相显微组织分析法、拉伸试验分析法、化学成分分析法、光谱分析法等。
第二单元钢铁材料热处理
一、名词解释
1.热处理
热处理是采用适当的方式对金属材料或工件进行加热、保温和冷却以获得预期的组织结构与性能的工艺。
2.等温转变
等温转变是指工件奥氏体化后，冷却到临界点以下的某一温度区间内等温保持时，过冷奥氏体发生的相变。
3.连续冷却转变
连续冷却转变是指工件奥氏体化后以不同冷速连续冷却时过冷奥氏体发生的相变。
4.马氏体
马氏体是碳或合金元素在α-Fe中的过饱和固溶体。
5.退火
钢的退火是将工件加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。
6.正火
正火是指工件加热奥氏体化后在空气中冷却的热处理工艺。
7.淬火
钢的淬火是指工件加热奥氏体化后以适当方式冷却获得马氏体或（和）贝氏体组织的热处理工艺。
8.回火
回火是指工件淬硬后，加热到Ac1以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。
9.表面热处理
表面热处理是为改变工件表面的组织和性能，仅对其表面进行热处理的工艺。
10.渗碳
为提高工件表层碳的质量分数并在其中形成一定的碳含量梯度，将工件在渗碳介质中加热、保温，使碳原子渗入的化学热处理工艺称为渗碳。
11.渗氮
在一定温度下于一定介质中，使氮原子渗入工件表层的化学热处理工艺称为渗氮，又称氮化。
1.整体热处理分为退火、正火、淬火和回火等。
2.根据加热方法的不同，表面淬火方法主要有：
感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火、电解液加热表面淬火等。
3.化学热处理方法很多，通常以渗入元素命名，如渗碳、渗氮、碳氮共渗和渗硼等。
4.热处理工艺过程由加热、保温和冷却三个阶段组成。
5.共析钢在等温转变过程中，其高温转变产物有：
P、S和T。
6.贝氏体分上贝氏体和下贝氏体两种。
7.淬火方法有：
单介质淬火、双介质淬火、马氏体分级淬火和贝氏体等温淬火等。
8.常用的退火方法有：
完全退火、球化退火和去应力退火等。
9.常用的冷却介质有水、油、空气等。
10.感应加热表面淬火，按电流频率的不同，可分为高频感应加热表面淬火、中频感应加热表面淬火和工频感应加热表面淬火三种。
而且感应加热电流频率越高，淬硬层越浅。
11．按回火温度范围可将回火分为低温回火、中温回火和高温回火三种。
12．化学热处理是由分解、吸附和扩散三个基本过程所组成。
13．根据渗碳时介质的物理状态不同，渗碳方法可分为气体渗碳、液体渗碳和固体渗碳三种。
三、选择题
1．过冷奥氏体是C温度下存在，尚未转变的奥氏体。
A．Ms；
B.Mf；
C.A1。
2.过共析钢的淬火加热温度应选择在A，亚共析钢则应选择在C。
A.Ac1+30℃～50℃；
B.Accm以上；
C.Ac3+30℃～50℃。
3.调质处理就是C的热处理。
A.淬火+低温回火；
B.淬火+中温回火；
C.淬火+高温回头。
4.化学热处理与其他热处理方法的基本区别是C。
A.加热温度；
B.组织变化；
C.改变表面化学成分。
5.零件渗碳后，一般需经A处理，才能达到表面高硬度和耐磨的目的。
A.淬火+低温回火；
B.正火；
C.调质。
四、判断题
1.淬火后的钢，随回火温度的增高，其强度和硬度也增高。
2.钢中碳的质量分数越高，其淬火加热温度越高。
3.高碳钢可用正火代替退火，以改善其切削加工性。
4．奥氏体形成后，随着加热温度的升高，保温时间的延长，奥氏体晶粒将会长大。
5．淬火钢经中温回火后获得的组织为回火索氏体（T¹
）。
五、简答题
1.指出Ac1、Ac3、Accm；
Ar1、Ar3、Arcm及A1、A3、Acm之间的关系。
它们之间的关系是：
Ar1<
A1<
Ac1；
Ar3<
A3<
Ac3；
Arcm<
Acm<
Accm。
2.简述共析钢过冷奥氏体在A1～Mf温度之间，不同温度等温时的转变产物及性能。
共析钢过冷奥氏体在A1～Mf温度之间，不同温度等温时的转变产物及性能见下表
转变温度范围
过冷程度
转变产物
代表符号
组织形态
层片间距
转变产物硬度
（HRC）
A1～650℃
小
珠光体
P
粗片状
约0.3μm
<
25
650℃～600℃
中
索氏体
S
细片状
0.1～0.3μm
25~35
600℃～550℃
较大
托氏体
T
极细片状
约0.1μm
35~40
550℃～350℃
大
上贝氏体
B上
羽毛状
-
40~45
350℃～MS
更大
下贝氏体
B下
针叶
升级会员 