金属材料热处理易丹青教学习题Word文档下载推荐.docx
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的粗大化过程（连续性长大）。
当具备一定条件时，在晶粒较为均匀的再结晶基体中某些个别晶粒可能急剧
并吞食周围
基体，最后使整个材料都由
晶粒所组成。
这种现象称
8.冷变形金属退火时的加热速度过慢或过快均有升高再结晶温度的趋势，为什么？
9.简述临界变形程度的实际意义。
10.什么是回复?
回复对变形金属有什么作用?
在工业生产中有什么用处?
11.什么是再结晶?
再结晶对变形金属有什么作用?
12.判断题
（1）．由于再结晶的过程是一个形核长大的过程，因而再结晶前后金属的晶格结构发生变化。
（2）．金属的预变形度越大，其开始再结晶的温度越高。
（3）．为了保持冷变形金属的强度和硬度，应采用再结晶退火。
13选择题：
（1）．变形金属加热时发生的再结晶过程是一个新晶粒代替旧晶粒的过程，这种新晶粒的
晶型是（）。
（a）与变形前的金属相同（b）与变形后的金属相同（c）形成新的晶型
（2）．再结晶和重结晶都有形核与长大两个过程，主要区别在于有没有（）改变。
（a）温度（b）晶体结构（c）应力状态。
（3）．冷热加工的区别在于加工后是否留下（）。
（a）加工硬化
（b）晶格改变性
（c）纤维组织
一.填空题
1.影响固溶处理的主要因素是
、
和
时的冷却速度。
2.时效（回火）是
分解时效与回火的区别是：
固溶体从高温到低温时是否发生了
晶体结构的转变。
3.新相形核的阻力是新相与母相之间的
；
新相与母相比容积差导致的
4.时效后脱溶相与基体界面关系有
三种形式。
5.脱溶序列的阶次规则：
6.写出Al-Zn-Mg系合金人工时效时正常的脱溶序列：
7.写出Al-Cu系合金人工时效时正常的脱溶序列：
8.亚稳相多与基体
或
，降低
9.时效强化是
与
的相互作用。
主要有
机制与
机制。
10.把经低温时效的合金放在较高温度（低于固溶处理温度）下短时保温并迅速冷却，合金的硬
度将立即下降到与刚淬火时差不多。
这种现象称为
11.回归温度需高于上一级时效温度；
温差大则回归速度
，更彻底。
12.回归时间过长，则会出现对应于该温度下的
，使
重新升高，或发生
，达不到回归处理的效果。
13.理论上回归是可以
的，但实际上总有少量性质的变化
14.局部脱溶中的无沉淀带形成的机制是
机制和
机制.
15.多级时效一般采用先
后再
16获得良好的时效强化效果，在不发生过热、过烧及晶粒长大的条件下，
加热温度高些，
时间长些，有利于获得最大过饱和度的均匀固溶体。
17铝合金的时效方法可分为自然时效和
时效。
18材料而言，一般以保证
为原则选择时效规程，但很多情况下，工件同时要求具有
、
及
等多方面综合性能。
19.时效分为
，强度性能达到最高值；
：
时效温度较低，强度性能尚未达到最高，但塑性较好。
时效温度高，组织较稳定，有较好的抗应力腐蚀能力。
20.1974年西拉（BMcina）首次提出，对人工时效的铝合金可进行
，随后再重复原来的人工时效。
此工艺称
处理。
21.回归再时效处理（RRA）使处理后的合金具有良好的
性能。
二.选择题：
1．把经淬火时效的铝合金龙速加热到200℃～300℃或略高一些的温度，保温（2~3min），在清水中冷却，使其恢复到淬火状态，这种工艺叫做（）。
（a）低温回火（b）再结晶退火（c）回归处理
（d）稳定化处理
2．铝合金（AI—Cu）的时效过程为（）。
（a）富溶质原子区→θ→θ′→θ″ （b）富溶质原子区θ″→θ′→θ
（c）θ→θ′→θ″富溶质原子区
3．硬铝淬火时效后的强度、硬度和塑性与刚淬火后的相比（ ）。
（a）强度、硬度提高，塑性降低 （b）强度、硬度降低，塑性提高
（c）强度、硬度和塑性均提高 （d）强度、硬度和塑性均降低
4．可热处理强化的变形铝合金，淬火后在室温放置一段时间，则其力学性能会发生的
变化是（ ）。
（a）强度和硬度显著下降，塑性提高
（b）硬度和强度明显提高，但塑性下降
（c）强度、硬度和塑性都有明显提高
三.问答题：
1.试比较经强化固溶处理与常规固溶处理后的铝合金性能差异，并解释其产生原因。
2.请说明在时效过程中为什么一般均是先出现亚稳过渡相而不直接形成稳定相？
3.简述固溶、时效处理时的脱溶序列并分析原因。
4.Al-Zn-Mg系合金人工时效时正常的脱溶序列：
G.P→η″→η′→η，为什么？
5.Al-Cu系合金人工时效时正常的脱溶序列：
G.P→θ″→θ′→θ，为什么？
6.在理论上而言，局部脱溶中的无沉淀带是否能消除？
7.局部脱溶中的无沉淀带对合金性能有些影响？
8.人工时效时，对应于局部脱溶的某一阶段晶间腐蚀速率会出现最大，腐蚀抗力最小。
9.
研究发现，某些铝合金如Al－Mg－Si系合金在室温停留后再进行人工时效，合金的强度指标达不到最大值，而塑性有所上升。
10.请解释硬铝自然时效态对应力腐蚀最敏感，人工时效次之，过时效最低的原因。
11.请解释时效前的冷变形使晶界无沉淀带（晶内脱溶）变窄的原因。
12.在生产中有时采用两段时效工艺，即第一次用较低的温度进行时效，第二次用较高的温度进行时效，目的何在？
13.请解释时效温度升高加速时效过程的原因。
：
14根据二元铝合金一般相图，说明铝合金是如何分类的?
15.形变铝合金分哪几类?
主要性能特点是什么?
并简述铝合金强化的热处理方法。
16.如果铝合金的晶粒粗大，能否用重新加热的方法细化？
17.试述Al-Zn-Mg-Cu合金经峰时效处理后的性能特点，如果存在性能缺陷，能采用何种措施进行改善，并简要分析原因。
18.什么是无沉淀析出带？
分析其产生的原因及此现象对合金性能的影响。
19.试述7xxx系铝合金经T6,T7态处理后的性能特点。
能否有方法改善经上述处理后的合金性能缺点？
简述其原因。
20.Al-Zn-Mg系合金，先于100-120℃时效，再在150-175℃时效，与在150-175℃一次时效相比，合金不仅强度提高且抗应力腐蚀性能变好。
（增加了析出相η＇相的密度及均匀性）。
21.7075合金在T6状态下对应力腐蚀最敏感，在T73过时效状态的抗应力腐蚀性能最好。
22.如何选择时效规程：
1.等温时效：
分自然时效与人工时效。
填空题
1.共析钢过冷奥氏体等温转变曲线三个转变区的转变产物是
2.共析钢淬火形成M+A'
后，在低温、中温、高温回火后的产物分别为
3.钢在加热时，加热速度越快转变温度越
，转变时间越
4.45钢正火后渗碳体呈
状，调质处理后渗碳体呈
状。
5.M形态主要有
和
两种，其中
M硬度高、塑性差。
6.W18Cr4V钢的淬火加热温度为
，回火加热温度为
，回火次数
7．本质晶粒度是根据标准实验方法，在（
）℃保温（
）小时后测定的奥氏体晶粒大小。
8.共析钢加热到均匀的奥氏体化状态后缓慢冷却，稍低于温度将形成（
），为（
）与（
）的机械混合物，其典型形态为（
）或（
）。
9．中马氏体是碳在α—Fe中的过饱和（
），具有（
）晶格。
10．过冷奥氏体等温转变图通常呈（
），所以又称（
），亦称为（
）。
11．把钢加热到临界点Ac1；
或Ac3以上保温并随之以大于临界冷却速度冷却，用以得到介稳状态的马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺方法称为（
12．中温回火主要用于处理（
），回火后得到（
13．根据渗碳剂在渗碳过程中聚集状态的不同，渗碳方法可以分为（
）、（
）和（
）
14．马氏体是
固溶体，其形态主要有
其中，
马氏体硬度高、塑性差
15．W18Cr4V钢的淬火加热温度为
，
W的主要作用
，Cr的主要作用
，V的主要作用
16．合金结构钢与碳素结构钢相比，其突出优点是
17．钢在加热时，加热速度越快转变温度越
18．在钢的表面同时渗入碳和氮的化学热处理工艺称为（），其中低温（）的硬度提高不多，故又称为（）。
判断题（对的画√、错的画×
）
1．马氏体的等温转变一般不能进行到底，完成一定的转变量后就停止了。
2．大量的实验结果都证明，在屈服强度相同的条件下，位错型马氏体具有较高的硬度且比孪晶马氏体的韧性差的多。
3．为了减小工件与淬火介质之间的温差，减小内应力，可以把欲淬火的工件，在淬入淬火介质之前，先水冷一段时间。
这种方法叫“预冷淬火法”退
4．使钢中的碳化物球状化。
或获得“球状珠光体”的退火工艺称为球化火。
因其也能够消除或减少化学成分偏析及显微组织的不均匀性，所以也称扩散退火。
选择题
1．当残余奥氏体比较稳定．在较高温度回大加热保温时来发生分解：
而在随后冷却时
转变为马氏体。
这种在回火冷却时残余奥氏体转变为马氏体的现象称为（ ）。
（a）二次硬化（b）回火抗性（c）二次淬火（d）孪晶马氏体反稳定化
2．
要制造直径16mm的螺栓，要求整个截面上具有良好的综合机械性能，应选用（）
（a）45钢经正火处理
（b）60Si2Mn经淬火和中温回火
（c）40Cr钢经调质处理．
3．对于亚共折钢，适宜的淬火加热温度一般为（），淬火后的组织为均匀的马氏体。
（a）Ac1+30~50℃
（b）Acm+30~50℃
（c）Ac3+30~50℃
（d）A0+30~50℃
4．当残余奥氏体比较稳定．在较高温度回火加热保温时来发生分解：
而在随后冷却时转变为马氏体。
5．汽车、拖拉机的齿轮要求表面高耐磨性，中心有良好的强韧性，应选用（）
（a）20钢渗碳淬火后低温回火（b）40Cr淬火后高温回火（c）20CrMnTi渗碳淬火后低温回火
6．65、65Mn、50CrV等属于（）类钢，其热处理特点是（）
（a）工具钢，淬火+低温回火（b）轴承钢，渗碳+淬火+低温回火（c）弹簧钢，淬火+中温回火
7．对于亚共折钢，适宜的淬火加热温度一般为（），淬火后的组织为均匀的马氏体。
8．对于亚、过共折钢，适宜的淬火加热温度一般在哪个范围内，为什么？
9．高精度磨床主轴用38CrMoAI制造，试在其加工工艺路线上，填入热处理工序名称。
锻造→（）→精机加工→（）→精机加工→（）→粗磨加工→（）
→精磨加工。
（a）调质（b）氮化（c）消除应力（d）退火
10．受冲击载荷的齿轮选用（）
（a）KT250－4（b）GCr9（c）Crl2MoV（d）20CrMnTi
11．高速切削刀具选用（）
（a）T8A
（b）GCr15（C）W6Mo5Cr4V2（d）9CrSi
12．桥梁构件选用（）
（a）40（b）4Crl3
（c）16Mn
（d）65Mn三种。
13．造手用锯条应当选用（）
（a）T12钢经淬火和低温回火（b）Cr12Mo钢经淬火和低温回火（c）65钢淬火后中温回火
13．什么是回火？
回火的分类、因火的目的是什么？
回火的四个阶段具有怎样的特点？
如何避免回火脆性，相应回答回火冷却时应注意什么？
14．何谓冷处理？
为何冷处理之后还要进行回火或时效？
冷处理与二次淬火及二次硬化是不是一样的？
以高速钢刃具生产工艺为例说明上述问题。
提示：
冷处理之后仍存在淬火应力；
二次硬化是高速钢重要的强化手段。
15．试说明下述组织结构及力学性能特点，并回答它们之间有何区别与联系？
珠光体和球化组织；
马氏体和回火马氏体；
索氏体和回火索氏体；
屈氏体和回火屈氏体。
16．T12钢加热到770℃后用图2-11所示各种方法冷却，分析其所得组织。
17．用20CrMnTi为材料制造汽车变速箱齿轮，试制定其热处理生产工艺。
请采用调质和渗碳两种方法，并比较两者区别。
18．共析钢的等温转变曲线与连续转变曲线有什么差别?
19．珠光体、索氏体、托氏体组织有什么区别?
．
20．上贝氏体和下贝氏体比较，哪一种力学性能好?
21．板条马氏体和片状马氏体在组织与力学性能方面有什么不同?
22．共析钢加热到奥氏体状态后，以不同的速度连续冷却，都得不到下贝氏体，试用c曲线说明，怎样才可得到下贝氏体。
23．20、45、65、T8、T10、T12钢的淬火加热温度怎样确定?
24.现有20钢齿轮和45钢齿轮两种，齿轮表面硬度要求52HRC～55HRC，问采用何种热处理可满足上述要求。
比较它们在热处理后的组织与力学性能的差别。
25.用热处理基本工艺曲线形式表示均匀化退火、完全退火、球化退火、淬火、回火等工艺。
26．说明下列零件的淬火及回火温度，并说明回火后获得的组织和硬度：
（1）45钢小轴（要求有较好的综合力学性能）。
（2）60钢弹簧。
（3）T12钢锉刀。
27．合金钢和碳素钢相比，具有哪些特点?
28．合金元素对淬火钢的回火转变有何影响?
29．为什么合金钢的淬透性比碳素钢高?
试比较20CrMnTi与T10钢的淬透性和淬硬性。
30．为什么同样碳含量的合金钢比碳素钢奥氏体化加热温度高?
31．为什么轴承钢要具有较高的碳含量?
在淬火后为什么需要冷处理?
32．
什么是钢的回火脆性？
下列几种钢中，45
40Cr
35SiMn
40CrNiMo，哪类钢的回火脆性严重，如何避免？
问答题
１．JN-150重型载重汽车（载重量为8吨）变速箱中的第二、三档齿轮，要求心部抗拉强度为6b≥1100MMPa，ak=70J/c㎡;
齿表面硬度HRC≥50～60，心部硬度HRC≥33—35。
试合理选择材料，制定生产工艺流程及各热处理工序的工艺规范。
2．某柴油机曲轴技术要求如下；
6b≥650MPa，ak=１５J/c㎡，轴体硬度ＨＢ＝240－300，轴颈硬度HRC55。
试合理选择材料，制定生产工艺路线和各热处理工艺的工艺规范。
３．高精度磨床主轴，要求变形小，表面硬度高（HV＞900），心部强区好，并有一定的韧性。
问应选用什么材料，采用什么工艺路线？
4．试根据下列使用条件和对性能的要求指出应选用的材料和热处理：
（1）不需润滑的低速无冲击齿轮。
（不需耐腐蚀低碳素钢渗碳）
（2）受中等载荷（σb≥400MPa）、在蒸汽及海水腐蚀条件下工作的齿轮。
（需耐腐蚀高温渗氮）
（3）受中等载荷（σb≥500MPa）、高速受冲击，模数小于5mm的机床齿轮.
（低三碳合金钢渗碳）
（4）坐标镗床主轴，要求表面硬度≥850HV心部硬度为260HBS～280HBS，在滑动轴承内工作，精度要求极高。
（高温碳氮共渗）
5．车床主轴要求轴颈部位硬度为54—58HRC，其余地方为20—25HRC，其加工路线为：
下料
锻造
正火
机加工
调质
机加工（精）
轴颈表面淬火
低温回火
磨加工
6．指出：
（1）、主轴应用的材料：
（2）、正火的目的
（3）、调质目的和大致热处理工艺
（4）、表面淬火目的
（5）、低温回火目的及工艺
（6）、轴颈表面组织和其余地方组织
7．由T12材料制成的丝锥，硬度要求为HRC60～64。
生产中混入了45钢料，如果按T12钢进行淬火＋低温回火处理，问其中45钢制成的丝锥的性能能否达到要求？
8．填写下列材料在该加热温度下的组织（15分）
材料
温度℃
组织
组织
45
820
950
680
T10
780
830
注：
已知45钢Ac3=780℃
T10的Acm=810℃
9．试就下列四个钢号：
20CrMnTi、65、T8、40Cr讨论下列问题：
（１）
在加热温度相同的情况下，比较其淬透性和淬硬性，并说明理由；
（２）
各种钢的用途，热处理工艺，最终的组织。
10．某工厂生产一种柴油机的凸轮，其表面要求具有高硬度（>
HRC50）,而零件心部要求具有良好的韧性（ak50>
j/c㎡），本来是采用45钢经调质处理后再在凸轮表面上进行高频淬火，最后进行低温回火。
现因工厂库存的45钢已用完，只剩下15号钢，试说明以下几个问题。
原用45钢各热处理工序的目的。
该用15钢后，仍按45钢的上述工艺路线进行处理，能否满足性能要求？
改用15钢后，应采用怎样的热处理工艺才能满足上述性能要求？
11．20mm的小轴，经930℃，5小时渗碳后，表面碳的质量分数增加至1.2％分析经下列热处理后表面及心部的组织：
φ13.用20钢制造的
（1）渗碳后缓冷到室温。
（2）渗碳后直接淬火，然后低温回火。
（3）渗碳后预冷到820℃，保温后淬火，低温回火。
（4）渗碳后缓冷到室温，再加热到880℃后淬火，低温回火。
（5）渗碳后缓冷到室温，再加热到780℃后淬火，低温回火。
12．有一根φ30mm的轴，受中等的交变载荷作用，要求零件表面耐磨，心部具有较高的强度和韧性，供选择的材料有16Mn、20Cr、45钢、T8钢和Crl2钢。
要求：
1）选择合适的材料；
2）编制简明的热处理工艺路线；
3）指出最终组织。
13．W18Cr4V钢的Ac1为820℃,若以一般工具钢Ac1＋30~50℃的常规方法来确定其淬火温度，最终热处理后能否达到高速切削刀具所要求的性能，为什么？
其实际淬火温度是多少？
W18Cr4V钢刀具在正常淬火后都要进行560℃三次回火，这又是为什么？
14.为下列材料的热处理工艺选择合适的加热范围，并说明理由。
（1）20钢淬火；
（2）20钢正火；
（3）40钢高温回火；
（4）T10钢淬火；
（5）T10钢正火；
（6）T10钢低温回火
（温度选择用Ac1,Acm等代号表示）
15.用9SiCr制造一丝锥，试制定其热处理工艺，并说明每一工序的目的。
16.有T10A，60Mn，20Cr，HT150四种材料，请选择一种材料制造一个运行速度较高，承受负荷较大且有冲击的传动齿轮，并写出该齿轮的热处理工艺路线，说明每道热处理工艺的作用和组织。
17.将Φ5mm的T8钢试样,加热至760℃,保温足够时间,用下列冷却工艺,将获得何种组织?
（1）620℃等温退火；
（2）油淬火；
（3）随炉冷却；
（4）400℃等温淬火；
（5）水淬火（6）水淬火150℃，马上加热到300℃等温足够时间。
（7）水淬火150℃，马上加热到500℃等温足够时间。
18.某工厂生产车床齿轮，要求齿面有较好的硬度与耐磨性，心部有较好的塑韧性。
原图纸设计用40Cr钢制造，因材料缺乏，工厂决定改用20Cr钢生产，试说明：
（共18分）
（1）原40Cr钢为满足齿轮性能要求，应如何安排热处理工艺？
试画出热处理规范图。
（2）改用20Cr钢后，热处理工艺是否需改变？
如需改变，试画出修改后的工艺规范图。
（3）试分析两种钢，经不同工艺处理后，齿面与心部组织有何不同？
19.从下列材料中选择一种材料制造车刀（60Mn、40Cr
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