金属材料及热处理课程作业

金属材料及热处理课程作业

为什么比较重要的大截面的结构零件入重型运输机械和矿山机械的轴类，大型发电转子等都必需用合金钢制造？与碳钢相比，合金钢有何优点？

合金钢就是在碳钢的基础上，加入了一些元素的钢，改善了钢的性能。二者相比之下，合金钢的特点如下：碳的质量分数相同的碳素钢与合金钢，经同样的热处理，合金钢的力学性能较好。工件淬火时，若能完全渗透，经高温回火后，合金钢整个截面都能获得良好的综合力学性能大型结构零部件，因此，一般采用合金钢主要是因为合金钢的热处理效果好。另外，

通过加入特殊的元素，可以使某些合金钢具有特殊的物理和化学性能。

为什么一般合金钢热处理加热温度较含碳量相同的碳钢高？保温时间要长些？

淬火加热的目的是让碳及合金元素充分溶解。合金元素扩散速度慢，另外合金元素形成的碳化物（氮化物）溶解需要更高温度和时间。

如何解释含碳量0.4%含铬12%的铬钢属于过共析钢,而含碳量1.2%含铬12%的铬钢属于莱

按照金相组织来解释。前者平衡态是渗碳体加珠光体，后者出现莱氏体。

何谓本质细晶粒钢？本质细晶粒钢的奥氏体晶粒是否一定比本质粗晶粒钢的细,为什么?

加热到完全奥氏体化温度(Ac3点)以上特定温度保温规定时间，奥氏体晶粒长大倾向较小的

结构钢。不一定。本质晶粒度只代表钢在加热时奥氏体晶粒长大倾向的大小。本质粗晶粒

钢在较低加热温度下可获得细晶粒，而本质细晶粒钢若在较高温度下加热也会得到粗晶粒

什么是红硬性？你认为如何能够提高红硬性？

答：红硬性是指在高温下保持高硬度的能力，加入合金元素可以提高红硬性

什么是淬火？什么是正火？什么是退火？什么是回火？

答：1.淬火：是将钢通过加热、保温和大于临界冷却速度(V C）的冷却，使过冷奥氏体转变为马氏体或贝氏体组织的工艺方法。2. 正火：是将铁碳合金加热到临界点Ac3（或ACcm）以上适当温度并保持一定时间,然后在空气中冷却的工艺方法。3. 退火：是将钢加热、保温，然后随炉使其缓慢冷却的热处理工艺。4.回火：是将淬火的钢重新加热到Ac1以下某温度，保温后冷却到室温的热处理工艺。

常用的正火有哪几种？

答：常规正火：将钢铁材料加热到AC3以上30～50℃

高温正火：将锻件或铸件加热到AC3以上100～150℃

正火的目的什么？

答：获得一定的硬度，细化晶粒，消除冶金和热加工过程中产生的缺陷，并获得比较均匀的组织和较好的性能。

正火的使用范围？

答：适用于中低碳钢、过共析碳钢、低合金钢和中高合金钢工件

正火后的组织：亚共析钢为F+S，共析钢为S，过共析钢为S+二次渗碳体，且为不连续；

一般碳钢的正火温度？

正火工艺参数选择？

中碳和高碳合金钢正火的目的是什么？

答：消除网状碳化物，细化片状珠光体组织

高碳钢正火的目的是什么？

答：消除网状碳化物，细化片状珠光体组织

中碳钢正火的目的是什么？

答：提高硬度以改善切削加工性能

正火与退火的区别？生产中如何选择正火和退火？

答：正火与退火的区别在于：1.正火的冷却速度比退火的高；2.正火得到的组织是细片状的珠光体，其强度和硬度比一般退火的高。

指出下列零件的锻造毛坯进行正火的主要目的及正火后的显微组织。

（1）20钢齿轮目的：提高硬度以改善切削加工性能（P+F）

（2）45钢小轴目的：增加珠光体数量以提高强度（P+F）

（3）T12钢锉刀目的：消除网状碳化物，细化片状珠光体组织以提高强度(P+Fe3C)

何谓球化退火？为什么过共析钢必须采用球化退火而不是采用完全退火？

答：使钢中的碳化物球状化，或获得球状珠光体的退火工艺叫做球化退火。因为对于过共析钢，完全退火得到的组织是珠光体+网状碳化物，使得其综合性能较差。而只有球化退火，因其所得组织为球状珠光体，其综合性能比正火的还好。

退火的主要目的是什么？常用的退火工艺有哪几种？

答：均匀化学成分、改善机械性能及工艺性能、消除内应力，评委零件最终热处理准备合适的内部组织。

生产中常用增加钢中珠光体的数量的方法来提高亚共析钢的强度，为此应采用何种热处理工艺？为什么？

答：采用正火工艺，由σ0.2 ＝Va×σa+σp(1-Va)知道，因为正火的冷却速度比退火的高，抑制了铁素体的析出，增加了珠光体的数量从而可以提高共析钢的强度。

亚共析钢、共析钢和过共析钢平衡状态下的组织是什么？

答：亚共析钢：F+P；共析钢:P；过共析钢：P+ Fe3C

举出5种常用的淬火方法

答：单液淬火；双液淬火；预冷淬火；分级淬火；等温淬火。

常用的淬火介质及特性。解释有物性变化和无物性变化的淬火冷却介质的原理？说明水和油的冷却特性、优缺点及应用范围。

答：常用的淬火介质有水、水溶液、矿物油、熔盐、熔碱等。水

水是冷却能力较强的淬火介质。来源广、价格低、成分稳定不易变质。缺点是在C曲线的“鼻子”区（500～600℃左右），水处于蒸汽膜阶段，冷却不够快，会形成“软点”；而在马氏体转变温度区（300～100℃），水处于沸腾阶段，冷却太快，易使马氏体转变速度过快而产生很大的内应力，致使工件变形甚至开裂。当水温升高，水中含有较多气体或水中混入不溶杂质（如油、肥皂、泥浆等），均会显著降低其冷却能力。因此水适用于截面尺寸不大、形状简单的碳素钢工件的淬火冷却。

盐水和碱水

在水中加入适量的食盐和碱，使高温工件浸入该冷却介质后，在蒸汽膜阶段析出盐和碱的晶体并立即爆裂，将蒸汽膜破坏，工件表面的氧化皮也被炸碎，这样可以提高介质在高温区的冷却能力。其缺点是介质的腐蚀性大。一般情况下，盐水的浓度为10%，苛性钠水溶液的浓度为10%～15%。可用作碳钢及低合金结构钢工件的淬火介质，使用温度不应超过

60℃，淬火后应及时清洗并进行防锈处理。

油

冷却介质一般采用矿物质油（矿物油）。如机油、变压器油和柴油等。机油一般采用10号、20号、30号机油，油的号越大，黏度越大，闪点越高，冷却能力越低，使用温度相应提高。

说明45钢试样(φ10mm)经下列温度加热、保温并在水中冷却得到的室温组织：

700℃（F+P）没有发生相变

760℃（M+F）

840℃(正常的马氏体组织)

1100℃（粗大的过热马氏体组织）

为什么一般合金钢的淬火加热温度要比碳钢的高？

答：碳化物的合金元素与碳形成稳定碳化物延缓其溶入奥氏体，同时由于合金元素在奥氏体中的扩散激活能较高，其自身不易均匀化，所以淬火加热温度必须适当提高，以充分发挥合金化的作用

选择下列材料的淬火介质

（1）形状简单的45钢轴类件（水）

（2）形状简单的T8钢齿轮（油）

（3）形状简单的W6Mo5Cr4V2（6-5-4-2）高速钢工具。（空气或分级淬火）

化学热处理的三个主要步骤是什么？

答：原子的分解、吸收和扩散三个基本过程

渗碳为什么选在900～930℃进行？

答：碳在铁素体中的溶解度很低，而在奥氏体中溶解度较高，在727～1148℃之间，溶解度随温度升高而逐渐增大。碳在奥氏体中的饱和溶解度在850℃时为1．0％，930℃时为1．25％，1050℃时为1．70％。碳在奥氏体中溶解度的增大，使扩散初期钢的表层和内部之间产生较大的浓度梯度，扩散系数增加。但过高的温度将缩短设备的使用寿命，增加工件的变形，奥氏体晶粒也易粗大。因此，常规渗碳工艺多在900～930℃进行。

举出常用的5种渗碳钢？

答：15Cr、15CrMn、20、20Cr、20CrMnTi、20Mn2

渗碳工艺参数的选择（温度、时间、冷却方式、表面含碳量）？

20钢经正常的渗碳及淬火后表面的组织状态是什么？

答：高碳马氏体+少量碳化物

渗硼的主要缺点是什么？一般适用于什么范围？

答：缺点是硼化物层具有较高的脆性，渗硼的应用范围主要是探矿和石油机械、砖成形模板、热冲模等要求耐磨粒磨损、耐高温磨损和耐高温腐蚀的工件

碳氮共渗与渗碳的区别及适用范围？

答： 1.区别：碳氮共渗与渗碳比较具有不同的特性：(1)渗层的深度由于氮的渗入而增加。在相同的温度和时间条件，碳氮共渗层的深度远大于渗碳层的深度，即处理温度相同时，碳氮共渗速度大于渗碳速度。(2)渗层的相变温度(Al及A3点)由于氮的渗入而降低。氮和碳一样，都能扩大r相区，使渗层相变温度降低。如0．3％的氮可使Acl点降低至697℃。因此，可以在较低温度下进行共渗处理。(3)由于氮的渗入，渗层的临界冷却速度降低，提高了渗层的淬透性。(4)渗层的Ms点因氮的渗入而降低，因此表层残余奥氏体较多 2. 适用范围：渗碳：低碳钢和低碳合金钢碳氮共渗：中碳合金钢

什么是氮碳共渗？工艺温度是多少？使用的范围？优缺点？

答：氮碳共渗是在铁素体状态下将工件放在能产生氮、碳活性原子的介质中加热并保温，使工件表面同时吸收碳和氮原子并向内部扩散，形成具有一定氮、碳浓度和一定厚度的渗层的工艺。工艺温度是：500～590℃；使用的范围：用于制造耐磨性和尺寸精度要求均高的零件；优点是可使钢件表面具有高硬度、高耐磨性、高抗疲劳性和高耐磨性，且变形小；缺点是生产周期长，成本高。

写出5种常用渗氮钢？指出渗氮提高表面硬度的原因？

答：38CrMoAl、35CrMo、40CrV、40Cr、34CrAl6；因为首先在钢件表面形成高硬度的γ’相和ε相；其次是形成了弥散分布的合金氮化物，也提高了表面的硬度。

渗金属的强化机理是什么？

答：金属碳化物渗层的形成原理可作如下解释：铬、钒、钛的原子直径较大，渗入钢件中造成晶格的畸变，表面能升高，但由于这些元素与碳的亲和力比铁强，与碳形成碳化物，可使晶格畸变减小，表面能降低，使金属原子能不断“渗入”。

举出3种表面强化的处理方法？简单说明其原理？

答：

调质钢的基本要求和热处理工艺特点

答：1.良好的综合机械性能，指强度和韧性的良好配合。

2.足够的淬透性

3.可有效的防止第二类回火脆性

工艺特点：淬火+高温回火

渗碳钢的成分特点及热处理工艺特点

答：成分特点：含碳量：一般在0.12~0.25%，特殊最高可达0.4%。

含有合金元素：铬、镍、钨、钼、钒热处理工艺特点：直接淬火+回火

弹簧钢的性能特点及热处理工艺特点

答：高的屈服强度和弹性极限，尤其要有较高的屈强比，避免产生塑性变形。热处理工艺特点：淬火+中温回火

轴承钢的基本要求

答：（1）.高的抗压强度和接触疲劳强度；

（2）.热处理后具有均匀的高的硬度、耐磨性；

（3）.有高的弹性极限。防止产生过量的塑变；

（4）.有一定的韧性防止产生过量的塑性变形。防止受冲击变形；

（5）.有一定的防腐能力。放置在使用过程中不被腐蚀；良好的尺寸稳定性。在存放和使用过程中保持一定的精度要求；

（6）．良好的工艺加工性能。热成型、切削性、磨削性、热处理性能；

（7）．高的冶金质量。表面不许有夹杂等；

（8）．高的表面状态。不允许有：裂纹、毛边、缺陷、明显的加工刀痕等。

碳素工具钢的含碳量及热处理工艺特点

答： 0．65～1．35％C 淬火+低温回火

低合金工具钢的热处理特点

答：球化退火+淬火+低温回火

高速钢为何需要进行3次回火

答：为了消除淬火应力，稳定组织，减少残余奥氏体，保持高硬度，达到所需的性能

量具钢热处理关键点

答：（1）重视预备热处理：在机加工前，必须很好地进行球化退火。机加工后淬火之前，应作去应力处理（2）量具在淬火后要进行冷处理，冷处理可提高硬度0.5-1.5HRC,减少残余奥氏体量和由此而引起的尺寸不稳定因素。

高锰钢的耐磨特点

答：水韧处理后的高锰钢硬度较低(HB180～200)。但受到冲击变形或压缩载荷时,则产生强烈的加工硬化。随着变形度的增高，硬度急剧上升，因而耐磨性显著提高水韧处理的作用是什么？

答：使碳化物全部溶入奥氏体中，获得均匀的奥氏体组织，具有很高的韧性。

写出20CrMnTi钢重载渗碳齿轮的冷热加工工序安排，并说明热处理工序所起得作用。答：备料→锻造→正火→粗加工→渗碳+淬火+回火→喷丸+磨削

正火的作用是：细化锻造后形成的粗大组织

钢的强化机制有哪些？为什么一般钢总是采用淬火-回火工艺强化？

答：有相变强化、析出强化、弥散强化等，

什么是伪共析组织？为什么会出现伪共析组织？

在铁碳合金平衡图中，将共析成分（0.77% C）附近的亚共析钢或过共析钢以适当快的速度冷却至平衡图的GS线和（或）ES线的反向延长线所组成的阴影区（叫伪共析区），使先共析相（先共析铁素体和先共析渗碳体）来不及析出，这样就形成了珠光体型的类共析组织，因其合金成分并非共析成分，且组织中铁素体和渗碳体的相对含量也与共析成分的珠光体不同，随奥氏体的碳含量变化而变化，这种转变称为伪共析转变，其转变产物称为伪共析组织

调质钢中一般使用什么合金元素，这些合金元素的作用是什么？

答：一般使用的合金元素有：Mn、Si、Cr、Ni、B、V、Mo、W等八种，作用是增强淬透性和提高回火稳定性。

弹簧钢为什么采用中温回火？

答：因为弹簧钢要求有高的屈服强度和弹性极限，而中温回火有最高的弹性极限指标

钢的切削性能与材料的组织和硬度之间有什么关系？为了获得良好的切削性能，高碳钢和中碳钢各自一般应该采取什么样的热处理，得到什么样的组织？

答：钢的切削性能取决于材料的组织，如果组织是珠光体则硬度较高，切削性能好；如果组织是铁素体则恰好相反。高碳钢一般采取正火处理，得到的组织是珠光体+渗碳体；中碳钢一般采取正火处理，得到的组织是铁素体+珠光体。

滚动轴承钢常含有哪些元素？各有什么作用？

答：合金元素：铬、锰、硅、钒、钼等；

铬：提高淬透性，细化晶粒，防锈，较高的表面质量；锰：提高淬透性；硅：提高回火稳定性；钒：细化晶粒；钼：显著提高淬透性提高屈强比。

高锰耐磨钢有什么特点？如何获得这些特点？在什么情况下获得这些特点？

答：高锰耐磨钢具有耐磨性、铸造性和焊接性，在收到冲击变形或压缩载荷时将会产生加工硬化，产生耐磨性，

20Mn2钢渗碳之后是否能够直接淬火？为什么？

答：不能，因为Mn的存在使临界相变点Ms降低，在室温下会得到比较多的残余奥氏体，20Mn2钢渗碳之后直接淬火又会使其硬度降低。

为什么说ZGMn13型高锰钢淬火时可以获得全部奥氏体，而缓慢冷却时可获得大量马氏体？答：因为Mn元素能扩大γ相区，提高淬透性，因此ZGMn13型高锰钢淬火时可以获得全部奥氏体；

在使用性能上，工具钢和机械零件用钢有什么不同？

工具钢常常需要哪些性能？为什么？

分析比较：T9和9SiCr：

为什么9SiCr的淬火温度比T9高？

答：因为9SiCr中Si、Cr形成的合金碳化物比较稳定，必须在高温下才能将其溶解。

直径30～40mm的9SiCr在油中淬火可以淬透，相同直径的T9为何不行？

答：因为9SiCr钢由于Si、Cr的作用提高了淬透性，在油中淬火可以淬透。而T9没有这些合金元素淬透性比较低，只能用水淬火。

T9制造的刀具刃部受热到200～250℃，其硬度和耐磨性迅速下降，9SiCr制造的刀具刃部受热到230～250℃，硬度仍不低于60HRC，耐磨性能良好可正常使用，为什么？

答：9SiCr由于Si、Cr的存在提高了回火稳定性，而T9没有这些合金元素回火稳定性较差。

为什么9SiCr可以制造形状复杂、变形要求较小、硬度较高和耐磨性能较好的手工等刀具？

答：因为9SiCr钢中的碳化物细小、均匀分布，硬度较高，且通过分级或等温淬火处理后，钢的变形小。

71.高速钢中的合金元素：W、Mo、Cr、V的作用什么？

答：W: 钨是造成高速钢红硬性的主要元素之一

Mo:钼在高速钢中的作用与钨相似

Cr:提高淬透性,也可以增加高速钢的红硬性，铬的存在同时增大钢的耐腐蚀及抗氧化脱碳能力。

V：能显著提高钢的红硬性、硬度及耐磨性，同时钒还能细化晶粒，降低钢的过热敏感性

72.高速钢为什么不能用一次长时间回火来代替多次短时间回火？

答：因为残余奥氏体向马氏体转变是在回火冷却过程中进行的，在每次回火后，都要在空气中冷却至室温，再进行下一次回火，否则，会造成残余奥氏体未完全转变或消除

73.高速钢为什么每次回火必须冷却到室温之后在进行下一次回火？

答：因为只有冷却到室温之后才能实现残余奥氏体向马氏体转变。

74.高速钢W18Cr4V的A1点温度在800℃左右，为什么常用的淬火温度为1260℃～1290℃？

答：因为W18Cr4V中的合金碳化物比较稳定，必须在高温下才能使其溶解，一般其淬火加热温度要在A1+400℃以上。但W18Cr4V的淬火加热温度超过1300℃是会出现过热特征，所以在1260℃～1290℃合适。

75.高速钢和经过二次硬化的Cr12钢都有很好的红硬性，能否作为热作模具钢使用？为什么？

答：不能，钢的导热性与含碳量有关，含碳量高时导热性低，所以热作模具钢不宜采用高碳钢，高速钢和Cr12钢一般都是高碳合金钢。热作模具钢的使用要求

答：热模具钢的基本使用性能要求是高抗热塑性变形能力、高韧性、高抗热疲劳、良好的抗热烧蚀性。

热作模具钢的一般分类

答：热锤段模具钢、热挤压模具钢，压铸模具钢。

举出一般热作模具钢中经常加入的3种合金元素并说明作用是什么？

答：Cr、W、Si等合金元素可以提高钢的回火稳定性。

高铬钢和高速钢和许多的合金热作模具钢为什么要选择高温淬火和两次以上的高温回火？

答：因为这些钢的合金碳化物比较稳定，必须在高温下才能将其溶解，合金碳化物在高温淬火时大量溶入奥氏体，增加了钢的淬透性和回火稳定性。选择两次以上的高温回火，目的是将残余奥氏体转变为马氏体，提高硬度。

为什么热作模具钢的含碳量一般低于冷作模具钢？

答：一般认为钢的导热性与含碳量有关，含碳量高时导热性低，所以热作模具钢不宜采用高碳钢

简述两种表面处理工艺方法的原理、处理后的性能

答：1.渗碳原理：渗碳是在增碳活性介质中将低碳钢或低碳合金钢加热并保温，使碳原子渗入表层处理后的性能：硬度提高，改善了耐磨性

2.渗氮原理：钢铁零件在一定温度的含有活性氮的介质中保温一定时间，使其表

面渗入氮原子。处理后的性能：提高钢铁件的表面硬度、耐磨性、抗疲劳性和抗

咬合性能。

举一种实际生产中热作模具钢的例子，说明其使用条件、可能的失效形式、你拟选择的材料、处理工艺方法、可能达到的性能指标

答：

有一批ZG45铸钢件，外形复杂，而机械性能要求高，铸后应采取何种热处理？为什么？答：应采用正火工艺，因为正火可以细化铸钢件中的粗大晶粒，并消除由于截面尺寸不同在结晶过程中产生的显微组织的不均匀性，比退火状态具有较好的综合机械性能，并且工艺过程简单。

有一批45钢普通车床传动齿轮，其工艺为：锻造—热处理—机械加工—高频感应淬火—回火。试问锻后应进行何种热处理？为什么？

答：正火处理，因为正火可以细化锻造后形成的粗大组织，得到较细的珠光体组织，其综合机械性能比退火状态好。

红硬性的表示方法

答：温度表示法：即正常淬火回火后，再于不同的温度下加热，保温1小时，冷至室温，在该温度下反复四次后测定硬度，用保持HRC60或58的那个最高温度来表示。

硬度表示法：即正常淬火回火后，再加热至00℃、625℃、650℃、675℃、700℃等，保温1小时，冷至室温，在该温度下反复四次测定硬度，用某温度下加热后的硬度表示。

金属材料与热处理题库及复习资料

金属材料与热处理（第五版）练习题及答案第一章金属的结构与结晶 一、判断题 1、非晶体具有各同性的特点。( √) 2、金属结晶时，过冷度越大，结晶后晶粒越粗。( √) 3、一般情况下，金属的晶粒越细，其力学性能越差。( ×) 4、多晶体中，各晶粒的位向是完全相同的。( ×) 5、单晶体具有各向异性的特点。( √) 6、金属的同素异构转变是在恒温下进行的。( √) 7、组成元素相同而结构不同的各金属晶体，就是同素异构体。( √) 8、同素异构转变也遵循晶核形成与晶核长大的规律。( √) 9、钢水浇铸前加入钛、硼、铝等会增加金属结晶核，从而可细化晶粒。( ×) 10、非晶体具有各异性的特点。( ×) 11、晶体的原子是呈有序、有规则排列的物质。( √) 12、非晶体的原子是呈无序、无规则堆积的物质。( √)

13、金属材料与热处理是一门研究金属材料的成分、组织、热处理与金属材料性能之间的关系和变化规律的学科。( √) 14、金属是指单一元素构成的具有特殊的光泽延展性导电性导热性的物质。( √) 15、金银铜铁锌铝等都属于金属而不是合金。( √) 16、金属材料是金属及其合金的总称。( √) 17、材料的成分和热处理决定组织，组织决定其性能，性能又决定其用途。( √) 18、金是属于面心立方晶格。( √) 19、银是属于面心立方晶格。( √) 20、铜是属于面心立方晶格。( √) 21、单晶体是只有一个晶粒组成的晶体。( √) 22、晶粒间交接的地方称为晶界。( √) 23、晶界越多，金属材料的性能越好。( √) 24、结晶是指金属从高温液体状态冷却凝固为固体状态的过程。 ( √) 25、纯金属的结晶过程是在恒温下进行的。( √) 26、金属的结晶过程由晶核的产生和长大两个基本过程组成。( √) 27、只有一个晶粒组成的晶体成为单晶体。( √) 28、晶体缺陷有点、线、面缺陷。( √) 29、面缺陷分为晶界和亚晶界两种。( √) 30、纯铁是有许多不规则的晶粒组成。( √)

(完整版)金属材料与热处理题库及答案

金属材料与热处理习题及答案 第一章金属的结构与结晶 一、判断题 1、非晶体具有各同性的特点。( √) 2、金属结晶时，过冷度越大，结晶后晶粒越粗。(×) 3、一般情况下，金属的晶粒越细，其力学性能越差。( ×) 4、多晶体中，各晶粒的位向是完全相同的。( ×) 5、单晶体具有各向异性的特点。( √) 6、金属的同素异构转变是在恒温下进行的。( √) 7、组成元素相同而结构不同的各金属晶体，就是同素异构体。( √) 8、同素异构转变也遵循晶核形成与晶核长大的规律。( √) 10、非晶体具有各异性的特点。( ×) 11、晶体的原子是呈有序、有规则排列的物质。( √) 12、非晶体的原子是呈无序、无规则堆积的物质。( √) 13、金属材料与热处理是一门研究金属材料的成分、组织、热处理与金属材料性能之间的关系和变化规律的学科。( √)

14、金属是指单一元素构成的具有特殊的光泽延展性导电性导热性的物质。( √) 15、金银铜铁锌铝等都属于金属而不是合金。( √) 16、金属材料是金属及其合金的总称。( √) 17、材料的成分和热处理决定组织，组织决定其性能，性能又决定其用途。( √) 18、金是属于面心立方晶格。( √) 19、银是属于面心立方晶格。( √) 20、铜是属于面心立方晶格。( √) 21、单晶体是只有一个晶粒组成的晶体。( √) 22、晶粒间交接的地方称为晶界。( √) 23、晶界越多，金属材料的性能越好。( √) 24、结晶是指金属从高温液体状态冷却凝固为固体状态的过程。 ( √) 25、纯金属的结晶过程是在恒温下进行的。( √) 26、金属的结晶过程由晶核的产生和长大两个基本过程组成。( √) 27、只有一个晶粒组成的晶体成为单晶体。( √) 28、晶体缺陷有点、线、面缺陷。( √) 29、面缺陷分为晶界和亚晶界两种。( √) 30、纯铁是有许多不规则的晶粒组成。( √) 31、晶体有规则的几何图形。( √) 32、非晶体没有规则的几何图形。( √)

《金属材料与热处理》复习资料

《金属材料与热处理》复习思考题参考答案 将共析钢加热至780℃，经保温后，请回答： 1、若以图示的V1、V 2、V 3、V 4、V5和V6的速度进行冷却，各得到什么组织？ 2、如将V1冷却后的钢重新加热至530℃，经保温后冷却又将得到什么组织？力学性能有何变化？ 1、V1：M+A残余、V2：T+M、V3：S+T+M+A残余、V4：S+T、V5：S，V6：S。 第一章金属的力学性能 1．解释下列名词金属的力学性能，弹性极限，载荷，应力，强度，硬度，塑性。 答：金属的力学性能：是指金属在外力作用下所表现出来的性能。 弹性极限：是指金属材料在外力作用下，只发生弹性变形而不发生塑性变时所能承受的最大应力。 1 / 32

载荷：是指金属材料在加工及使用过程中所受到的各种外力。其符号用F表示。 应力：指单位面积上的内应力。 强度：是指金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力，是工程技术上重要的力学性能指标。 硬度：材料抵抗局部变形特别是塑性变性压痕或划痕的能力。 塑性：是金属材料断裂前产生塑性变形的能力。 2、什么是金属的疲劳？简述疲劳断裂的特点。 答：金属材料在受到交变应力或重复循环应力时往往在工作应力小于屈服强度的情况下突然断裂，这种现象称为疲劳。 疲劳断裂的特点：由于疲劳的应力比屈服强度低，所以不论是韧性材料还是脆性材料，在疲劳断裂前，均没有明显的塑性变形，它是在长期累积损伤过程中，经裂纹萌生和缓慢扩展到临界尺寸时突然发生的。由于断裂前没有明显的预兆，故疲劳断裂危险性极大。宏观断口一般可明显地分为三个区域，即疲劳源，疲劳裂纹扩展区和瞬间断裂区。疲劳源多在机件的表面处。 第二章金属的晶体结构 1.常见的金属晶体结构有哪几种？α-Fe 、γ- Fe 、Al 、Cu 、Ni 、Pb 、Cr 、V 、Mg、Zn 各属何种晶体结构？ 答：常见金属晶体结构：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格； α－Fe、Cr、V属于体心立方晶格； γ－Fe 、Al、Cu、Ni、Pb属于面心立方晶格； 2 / 32

金属材料及热处理

本次作业是本门课程本学期的第3次作业，注释如下： 一、单项选择题(只有一个选项正确，共15道小题) 1. 将钢加热到临界温度以上或其它一定温度，保温一定时问，然后缓慢地冷却到室温，这一热处理工艺称为（）。 ??(D)?退火 2. 对形状复杂，截面变化大的零件进行淬火时，应选用（）。 ??(A)?高淬透性钢 3. 贝氏体是钢经（）处理后获得的组织。 ??(A)?等温淬火 4. 钢的回火处理是在（）。 ??(C)?淬火后进行 5. 零件渗碳后，一般需经过（）才能达到表面硬度高而且耐磨的目的。 ??(A)?低温回火 6. 钢经表面淬火后，将获得（）。 ??(D)?一定深度的马氏体 7. 淬硬性好的钢必须具备（）。 ??(B)?高的含碳量 8. 完全退火主要适用于（）。 ??(A)?亚共析钢 9. （）主要用于各种弹簧淬火后的处理。 ??(B)?中温回火

10. T10在锻后缓冷，随即又采用正火处理的目的是（）。 ??(B)?碎化网状的二次渗碳体，为球化退火作组织准备 11. 扩散退火的主要目的是（）。 ??(A)?消除和改善晶内偏析 12. 若合金元素能使过冷奥氏体冷却C曲线右移，钢的淬透性将（）。 ??(B)?提高 13. 机械制造中，T10钢常用来制造（）。 ??(B)?刀具 14. 合金渗碳钢中的（）合金元素可起到细化晶粒的作用。 ??(B)?Ti 15. （）热轧空冷即可使用。 ??(D)?低合金高强度钢 二、判断题(判断正误，共10道小题) 16.?珠光体是由铁素体和渗碳体组成的。（） 正确答案：说法正确 17.?亚共析钢室温下的平衡组织是铁素体和珠光体。（） 正确答案：说法正确 18.?亚共析钢室温下的平衡组织是铁素体和珠光体。（） 正确答案：说法正确 19.?过共析钢室温下的平衡组织是奥氏体和一次渗碳体。（） 正确答案：说法错误 20.?白口铸铁很硬但几乎无塑性。（） 正确答案：说法正确 21.?室温平衡状态的铁碳二元合金都是由F、Fe3C 两个基本相组成，含碳量不同，只是这两个相的数量、形态和分布不同而已。（）

《金属材料与热处理》课程教学大纲

《金属材料与热处理》课程教学大纲 一、课程性质、目的和任务 属材料与热处理是一门技术基础课。其要紧内容包括：金属的性能、金属学基础知识、钢的热处理、常用金属材料及非金属材料的牌号等。 二、教学差不多要求 本课程的任务是使学生掌握金属材料与热处理的差不多知识，为学习专业理论，掌握专业技能打好基础。通过本课程的学习，学生应达到下列差不多要求： (1)了解金属学的差不多知识。 (2)掌握常用金属材料的牌号、性能及用途。 (3)了解金属材料的组织结构与性能之间的关系。 (4)了解热处理的一般原理及其工艺。 (5)了解热处理工艺在实际生产中的应用。 三、教学内容及要求 绪论 教学要求： 1、明确学习本课程的目的。 2、了解本课程的差不多内容。 教学内容： 1、学习金属材料与热处理的目的 2、金属材料与热处理的差不多内容 3、金属材料与热处理的进展史

4、金属材料在工农业生产中的应用 教学建议： 1、结合实际生产授课，以激发学生学习本课程的兴趣。 2、展望金属材料与热处理的进展前景。 第一章金属的性能 教学要求： 1、掌握金属的力学性能，包括强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳等概念及各力学性能的衡量指标。 2、了解金属的工艺性能。 教学内容： §1—1 金属的力学性能 一、强度 二、塑性 三、硬度 四、冲击韧性 五、疲劳强度 §1-2金属的工艺性能 一、铸造性能 二、锻造性能 三、焊接性能 四、切削加工性能

第二章金属的结构与结晶 教学要求： 1、了解金属的晶体结构。 2、掌握纯金属的结晶过程。 3、掌握纯铁的同素异构转变。 教学内容： §2-1 金属的晶体结构 一、晶体与非晶体 二、晶体结构的概念 三、金属晶格的类型 §2—2纯金属的结晶 一、纯金属的冷却曲线及过冷度 二、纯金属的结晶过程 三、晶粒大小对金属力学性能的阻碍 ＊四、金属晶体结构的缺陷 §2—3 金属的同素异构转变 教学建议： 1、晶体结构较抽象，可使用模型配合讲课。 2、讲透同素异构转变与结晶过程之间的异同点。 ＊第三章金属的塑性变形与再结晶 教学要求： 1、了解金属塑性变形的差不多原理。

金属材料与热处理课后习题答案

第1章金属的结构与结晶 一、填空： 1、原子呈无序堆积状态的物体叫，原子呈有序、有规则排列的物体称为。一般固态金属都属于。 2、在晶体中由一系列原子组成的平面，称为。通过两个或两个以上原子中心的直线，可代表晶格空间排列的的直线，称为。 3、常见的金属晶格类型有、和三种。铬属于晶格，铜属于晶格，锌属于晶格。 4、金属晶体结构的缺陷主要有、、、、、和 等。晶体缺陷的存在都会造成，使增大，从而使金属的提高。 5、金属的结晶是指由原子排列的转变为原子排列的过程。 6、纯金属的冷却曲线是用法测定的。冷却曲线的纵坐标表示，横坐标表示。 7、与之差称为过冷度。过冷度的大小与有关， 越快，金属的实际结晶温度越，过冷度也就越大。 8、金属的结晶过程是由和两个基本过程组成的。 9、细化晶粒的根本途径是控制结晶时的及。 10、金属在下，随温度的改变，由转变为的现象称为

同素异构转变。 二、判断： 1、金属材料的力学性能差异是由其内部组织结构所决定的。（） 2、非晶体具有各向同性的特点。（） 3、体心立方晶格的原子位于立方体的八个顶角及立方体六个平面的中心。（） 4、金属的实际结晶温度均低于理论结晶温度。（） 5、金属结晶时过冷度越大，结晶后晶粒越粗。（） 6、一般说，晶粒越细小，金属材料的力学性能越好。（） 7、多晶体中各晶粒的位向是完全相同的。（） 8、单晶体具有各向异性的特点。（） 9、在任何情况下，铁及其合金都是体心立方晶格。（） 10、同素异构转变过程也遵循晶核形成与晶核长大的规律。（） 11、金属发生同素异构转变时要放出热量，转变是在恒温下进行的。（） 三、选择 1、α—Fe是具有（）晶格的铁。 A、体心立方 B、面心立方 C、密排六方 2、纯铁在1450℃时为（）晶格，在1000℃时为（）晶格，在600℃时为 （）晶格。A、体心立方 B、面心立方 C、密排六方 3、纯铁在700℃时称为（），在1000℃时称为（），在1500℃时称为（）。

第六章金属材料及热处理复习进程

第六章金属材料及热 处理

第六章答案 1．用 45 钢制造机床齿轮，其工艺路线为：锻造—正火—粗加工一调 质一精加工—高频感应加热表面淬火一低温回火—磨加工。说明各热处理 工序的目的及使用状态下的组织。 答：锻造后的 45 钢硬度较高，不利于切削加工，正火后将其硬度控制 在 160-230HBS 范围内，提高切削加工性能。组织状态是索氏体。粗加工后， 调质处理整个提高了 45 钢强度、硬度、塑性和韧性，组织状态是回火索氏 体。高频感应加热表面淬火是要提高 45 钢表面硬度的同时，保持心部良好 的塑性和韧性。低温回火的组织状态是回火马氏体，回火马氏体既保持了 45 钢的高硬度、高强度和良好的耐磨性，又适当提高了韧性。2．常用的合金元素有哪些？其中非碳化物形成元素有一一一：碳化物 形成元素有一一一；扩大 A 区元素有——；缩小 A 区元素在一一。

答：常用的合金元素有：锰、铬、钼、钨、钒、铌、锆、钛、镍、硅、 铝、钴、镍、氮等。其中非碳化物形成元素有：镍、硅、铝、钴等；化物 形成元素有：锰、铬、钼、钨、钒、铌、锆、钛等；扩大 A 区元素有：镍、 锰、碳、氮等；小 A 区元素有：铬、铝、硅、钨等。 3．用 W18Cr4V 钢制作盘形铣刀，试安排其加工工艺路线，说明各热 加工工序的目的，使用状态下的显微组织是什么？为什么淬火温度高达 1280℃？淬火后为什么要经过三次 560℃回火？能否用一次长时间回火代 替？ 答：工艺路线: 锻造十球化退火→切削加工→淬火+多次 560℃回火→喷砂→磨削加工→成品 热处理工艺： 球化退火:高速钢在锻后进行球化退火，以降低硬度，消除锻造应力， 便于切削加工，并为淬火做好组织准备。球化退火后的组织为球状珠光体。

《金属材料与热处理》课程标准

《金属材料与热处理》课程标准 一、课程性质、定位与设计思路 （一）课程性质 本课程是机械制造及自动化专业高职学生的一门必修专业基础课，讲授金属材料与热处理相关理论知识的专业课。主要内容包括：金属材料的分类，金属材料的结构，金属材料的性能测试，铁碳合金组织，金属材料的常规热处理，金属材料的表面热处理，金属材料的工程选用等。使学生初步认识材料的性能、了解晶体结构、掌握铁碳合金相图、掌握常用材料的牌号及其用途，并能够合理选择热处理方法。 （二）课程定位 通过本课程的学习，学生具有处理简单的金属材料与热处理力学性能测试和硬度性能测试的能力，具有分析金属的晶体结构、二元合金相图和铁碳合金相图的基本能力，具有初步的钢热处理知识，并应用钢热处理知识完成钢的热处理能力，具有鉴别金属材料与的能力，具有选择热处理方式的能力，具有选择机械工程常用材料的能力。同时通过对典型机械材料的分析，培养学生分析问题、解决问题的能力。 （三）课程设计思路

本课程是根据高职教育机械设计及制造专业人才培养目标，通过素质教育、金属材料与热处理知识提升、技能操作以及策略的制定与应用，充分体现素质、知识、能力“三位一体”的要求。本课程应用项目任务驱动和项目问题引入来激发学生的学习动机和兴趣，遵循以“校企合作，工学结合”的教学理念设计课程。 1.主要结构 课程教学内容根据高职学生对金属材料理论知识和应用能力的要求，精简学科理论知识，突出理论与实际的“前因后果”关系，按照“感性认识→理性认识→综合利用”对教学内容进行序化，使学生由浅入深，从具备金属材料的基本概念和初步鉴别能力，到掌握金属材料的本质和具备显微鉴别能力，再到具备金属材料及热处理的工程应用能力。 2.课程设计理念 （1）贴近生产岗位。本标准以企业需求为基本依据，加强实践性教学，以满足企业岗位对高技能人才的需求作为课程教学的出发点，使本书内容与相关岗位对从业人员的要求 相衔接。 （2）借鉴国内外先进职业教育教学模式，突出项目教学。 （3）工学结合。培养理论联系实际，学以致用，在“做中学”的优良学风。突出实践，立足于实际运用。 （4）充分应用多媒体教学的优势，很多的知识以图、表、视频、动画等方式进行展现。 （5）实施项目教学，项目制作课题的考评标准具体明确，直观实用，可操作性强。 （6）突出高职教育特点，重视实践教学环节，培养学生的创新能力和实践能力。 （四）本课程对应的职业岗位标准 本课程的学习内容，与机械加工类的职业岗位的要求是相符的，如：中高级

金属材料与热处理试题及答案

金属材料与热处理试题 及答案 TTA standardization office【TTA 5AB- TTAK 08- TTA 2C】

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 C密排六方 D 无规则几何形状 3、以下哪种铸铁的断口呈灰黑色（D ） A 马口铁 B 白口铸铁 C 麻口铸铁 D灰铸铁 4、用于制造渗碳零件的钢称为（C ）。 A 结构钢 B 合金钢 C 渗碳钢 D 工具钢 5、合金发生固溶强化的主要原因（ C ）。 A晶格类型发生了变化 B 晶粒细化 C 晶格发生畸形 D 晶界面积发生变化 6、调质处理就是（ A ）的热处理。 A 淬火+高温火 B 淬火+中温回火 C 淬火+低温回火 D 淬火+低温退火 7、零件渗碳后，一般需经过（A ）才能达到表面硬度高而且耐磨的目的。 A 淬火+低温回火 B 正火 C 调质 D 淬火+高温回火

金属材料及热处理复习题

《金属材料及热处理》复习题 一.填空： ⒈金属晶格的基本类型有、与三种。 ⒉金属结晶的过程是一个和的过程。 ⒊珠光体是由和组成的机械混合物。 ⒋碳的质量分数为的铁碳合金称为共析钢，当其从高温冷却到S点( 727℃)时会发生 转变，从奥氏体中同时析出和的混合物，称为。 ⒌随回火温度升高，淬火钢回火后的强度、硬度； ⒍填出下列力学性能指标的符号：屈服强度、洛氏硬度C标尺、短拉伸试样的断后伸长率、断面收缩率。 ⒎铁碳合金的相分为、两种。 ⒏对冷变形金属进行加热时，金属将相继发生、和三个阶段的变化。 ⒑碳的质量分数为的铁碳合金称为共析钢，当其从高温冷却到S点( 727℃)时会发生转变， 从奥氏体中同时析出和的混合物，称为。 ⒒20、45、T12钢正常淬火后，硬度由大到小排列顺序-------------------------- ⒓45钢按用途分类，属于钢；按主要质量等级分类，属于钢。 ⒔T10A是碳钢中的（）钢，其中“10”表示（），“A”表示（）。 ⒕中温回火主要用于处理，回火后得到。 ⒖金属的晶粒愈细小，其强度、硬度，塑性、韧性 ⒗钢中马氏体是碳在α—Fe 中的过饱和 ⒘钢铁材料是和的合金 ⒙钢中所含有害杂质元素主要是、。 ⒚T12钢的正常淬火温度是-----------------℃,淬火后的组织是--------------------------------； 20. Q235A是碳钢中的钢，其中“235”表示，“A”表示。 21.珠光体、索氏体和托氏体的力学性能从大到小排列为--------------------------------------; 三.判断题．(正确的打o．错误的打×) ⒈再结晶退火可以消除冷变形强化或加工硬化，提高金属的塑性与韧性，便于金属继续进行压力加工。（√） ⒉淬火的主要目的是为了提高钢的硬度，故淬火钢可不经回火而直接用.( ) ⒊高碳钢的质量优于中碳钢，中碳钢的质量优于低碳钢。( ) ⒋钢中合金元素的含量越高，淬火后的硬度也越高。（） ⒌T10钢碳的质量分数是10%。( ) ⒍钢中合金元素的含量越高，淬火后的硬度也越高。 ⒎通常布氏硬度评定退火钢、正火钢的硬度，而洛氏硬度则评定淬火钢的硬度.（） ⒏再结晶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了变化( ) ⒐Wc=0.45%的碳素钢其室温平衡组织是珠光体。（） ⒑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。（） ⒒碳溶于α-Fe中所形成的间隙固溶体，称为奥氏体。( ) ⒓40Cr钢比40钢的淬透性好。( )

《金属材料及热处理》课程教学大纲

《金属材料及热处理》教学大纲 Metallic Materials and Heat Treatment 总学时：48理论课学时：42实验课学时：6 一、课程的性质 本课程是材料成型及控制工程专业（金属）的一门主干课，也是该专业方向一门重要的专业领域课。本课程的内容包括：金属材料合金化的基本理论，合金元素对材料性能的影响，工业生产中典型零件热处理工艺分析，碳钢和合金钢、铸铁以及有色金属材料的成分、组织结构、性能及应用，金属材料的设计与选材方法等。目的是使学生掌握提高材料性能的基础理论、方法和工艺，能够根据零件的服役条件和性能要求正确地选择材料，合理制定工艺，为以后从事材料的研究和使用奠定理论基础，并了解当前金属材料及其热处理领域的新技术、新工艺、新进展。 二、课程的目的与教学基本要求 本课程的目的是使学生掌握金属材料的合金化基础理论；熟悉碳钢、合金钢、铸铁及有色金属等金属材料的成分、性能和应用；了解金属材料设计理论和合理选材的思路。教学基本要求使学生掌握金属材料的基本理论知识，了解该方面发展的最新动态，熟悉常用金属材料成分－热处理工艺－组织－性能－应用之间关系的一般规律，对常用金属材料及其应用有全面认识，具有合理选用工程材料的基本能力。 三、课程适用专业 材料成型及控制工程（金属） 四、先修课程 材料科学基础 五、课程的教学内容、要求与学时分配 1．理论教学部分： 教学的重点是金属材料合金化的基本理论，热处理工艺对材料性能的影响，碳钢和合金钢、铸铁以及有色金属材料的成分、组织结构、性能及其应用，金属材料的设计与选材方法等。教学的难点是如何使学生将熟悉和掌握金属材料的成分－热处理工艺－组织－性能－应用之间关系的一般规律，对常用金属材料及其应用有全面认识。要求学生掌握提高材料性能的基础理论、方法和工艺，能够根据零件的服役条件和性能要求正确地选择材料，合理制定工艺，为以后从事材料的研究和使用奠定理论基础。 具体课程教学内容如下：

金属材料与热处理题库完整.doc

一、填空（每空0.5 分，共 23 分） 1 、200HBW10/3000表示以毫米压头，加载牛顿的试验力，保持秒测得的 硬度值，其值为。 1、洛氏硬度 C 标尺所用压头为，所加总试验力为牛顿，主要用于测的硬度。 2 、金属常见的晶格类型有、、。α -Fe 是晶格，γ -Fe 是 晶格。 2 、与之差称为过冷度，过冷度与有关，越大，过冷度也越大，实际结晶温 度越。 3 、钢中常存元素有、、、，其中、是有益元素，、是有害 元素。 3、表示材料在冲击载荷作用下的力学性能指标有和，它除了可以检验材料的冶炼和热加工质 量外，还可以测材料的温度。 3 、拉伸试验可以测材料的和指标，标准试样分为种，它们的长度分别是和。 4 、疲劳强度是表示材料在载荷作用下的力学性能指标，用表示，对钢铁材料，它是试验循环数达时的应力值。 4 、填出下列力学性能指标的符号： 上屈服强度，下屈服强度，非比例延伸强度，抗拉强度，洛氏硬度 C 标尺，伸长率，断面收缩率，冲击韧度，疲劳强度，断裂韧度。 5 、在金属结晶时，形核方式有和两种，长大方式有和两种。 5 、单晶体的塑性变形方式有和两种，塑性较好的金属在应力的作用下，主要以方式进行变形。 5 、铁碳合金的基本组织有五种，它们分别是，，，，。 ６、调质是和的热处理。 6 、强化金属的基本方法有、、三种。 6 、形变热处理是将与相结合的方法。 ７、根据工艺不同，钢的热处理方法有、、、、。 ９、镇静钢的主要缺陷有、、、、等。 10、大多数合金元素（除Co 外），在钢中均能过冷奥氏体的稳定性，使 C 曲线的位置，提 高了钢的。 11、按化学成分，碳素钢分为、、，它们的含碳量围分别为、、 。 12、合金钢按用途主要分为、、三大类。 13、金属材料抵抗冲击载荷而的能力称为冲击韧性。 14、变质处理是在浇注前向金属液体中加入促进或抑制的物质。 15、冷塑性变形后的金属在加热过程中，结构和将发生变化，其变化过程分为、、三个 阶段。 10、在机械零件中，要求表面具有和性，而心部要求足够和时，应进行表面热处理。 16、经冷变形后的金属再结晶后可获得晶粒，使消除。 17、生产中以划分塑性变形的冷加工和。 18、亚共析钢随含碳量升高，其力学性能变化规律是：、升高，而、降低。 19、常用退火方法有、、、、等。 20、08 钢含碳量， Si 和 Mn 含量，良好，常轧成薄钢板或带钢供应。

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

《金属材料与热处理》课程标准

《金属材料与热处理》课程标准 （一）课程的性质 本课程是中职教学课程中一门与生产实践联系比较密切的课程，是机械专业学生学习各专业工艺学与生产实习课的基础。通过这门课程的学习不仅可以帮助学生掌握常用钢材料的成分、组织、性能及热处理工艺间的相互关系，同时可以培养学生正确选择和合理使用材料、制定和掌握热处理工艺规范等多方面的能力。（小四号楷体，下同） （二）课程教学目标和基本要求 知识目标： （1）具有本专业必需的文化基础知识、工程技术必需的基础理论知识； （2）掌握使用计算机从事本专业工作的知识； （3）具有从事本专业所必备的英语知识； （4）掌握金属材料的冷热加工、材料分析和检测以及金属材料普通热处理、表面处理等生产工艺的基本知识； （5）掌握热处理设备的使用与保养的专门知识。 能力目标： （1）具备较强的自学能力； （2）具备使用计算机从事本专业工作的能力； （3）具备对金属材料进行合理冷热加工、正确选择、合理使用金属材料以及质量控制与实验分析的初步能力，具有熟练进行相关零件的热处理 及表面处理操作的能力； （4）具备使用和保养热处理设备的能力； （5）初步具备热处理、表面处理类产品生产管理、质量管理、市场营销的能力。 综合素质： （1）思想道德素质：具有正确的人生观、价值观和良好的职业操守； （2）文化素质：文化基础知识扎实，具有良好的文化素养和人文素质； （3）身心素质：具有健康的体魄和心理状态； （4）业务素质：具有本专业基础理论和应用实践的能力，具有继续学习和再提高的能力，具有开拓意识和创新精神。 （三）课程的重点和难点 本课程的讲授为一个学期，分为《金属的性能》、《金属学的基础知识》、《钢的热处理》和《常用金属材料》四部分。本课程重点是金属学的基础知识；掌握好这部分的基础知识可以起到承前启后、画龙点睛的作用；难点是铁碳合金相图的识读与应用。

金属材料与热处理考试复习笔记

热处理复习重点 第一章金属材料基础知识 1. 材料力学性能 （1）材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力称为强度。强度有多种指标，如屈服强度（σs）、抗拉强度（σb）、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度等。 （2）塑性是指材料受力破坏前承受最大塑性变形的能力，指标为伸长率（δ）和断面收缩率（φ），δ和φ越大，材料的塑性越好。 （3）材料受力时抵抗弹性变形的能力称为刚度，其指标是弹性模量（弹性变形范围内，应力与应变的比值）。 （4）硬度（材料表面局部区域抵抗更硬物体压入的能力） a. 布氏硬度（测较低硬度材料） 用一定直径的钢球或硬质合金球，在一定载荷的作用下，压入试样表面，保持一定时间后卸除载荷，所施加的载荷与压痕表面积的比值。HBS（钢球，<450）、HBW（硬质合金球，>650）。 b. 洛氏硬度（测较高硬度材料） 利用一定载荷将交角为120°的金刚石圆锥体或直径为的淬火钢球压入试样表面，保持一定时间后卸除载荷，根据压痕深度确定的硬度值。HRA（金刚石圆锥，20~80）、HRB（钢球，20~100）、HRC（金刚石圆锥，20~70） c. 维氏硬度（适用范围较广） 维氏硬度其测定原理基本与布氏硬度相同，但使用的压头是锥面夹角为136°的金刚石正四棱锥体。 （5）冲击韧性 材料抵抗冲击载荷作用而不被破坏的能力。通常用冲击功A k来度量，A k是冲击试样在摆锤冲击试样机上一次冲击试验所消耗的冲击功。 （6）疲劳强度 材料在规定次数（钢铁材料为107次，有色金属为108次）的交换载荷作用下，不发生断裂时的最大应力，用σ-1表示。

2. 铁碳相图 第二章钢的热处理原理 1. 钢的临界温度 A c1——加热时珠光体向奥氏体转变的开始温度 A c3——加热时先共析铁素体全部溶入奥氏体的终了温度 A ccm——加热时二次渗碳体全部溶入奥氏体的终了温度 A r1——冷却时奥氏体向珠光体转变的开始温度 A r3——冷却时奥氏体开始析出先共析铁素体的温度 A rcm——冷却时奥氏体开始析出二次渗碳体的温度 2. 钢在加热时的转变 （1）共析钢由珠光体向奥氏体的转变包括以下四个阶段：奥氏体形核（相界面处）、奥氏体晶核长大、剩余渗碳体溶解、奥氏体成分均匀化。 （2）铁素体向奥氏体的转变的速度远比渗碳体溶解速度快的多。所以转变过程中珠光体中总是铁素体首先消失，铁素体全部转化为奥氏体时，可以认为奥氏体长大完成。 （3）影响奥氏体形成速度的因素：加热温度、加热速度、化学成分、原始组织。 （4）加热速度越快，奥氏体形成的开始温度和终了温度越高，而孕育期和转变时间越短，奥氏体形成速度越快。

金属材料与热处理课程标准

《金属材料与热处理》课程教学标准 课程名称：金属材料与热处理 适用专业： 1.前言 1.1课程性质 《金属材料与热处理》课程是数控专业必修的技术基础课。该课程理论性较强，新概念较多，同时又与生产实际有着密切联系。该课程主要讲授金属材料典型组织、结构的基本概念，金属材料的成分、组织结构变化对性能的影响，热处理的基本类型及简单热处理工艺的制定，合金钢种类、牌号、热处理特点及应用，为学生从事机械设计、制造及相关的工作打下基础。 1.2设计思路 以“项目为主线，任务为主题”，采用“项目导向、任务驱动”相结合的教学模式，实现教、学、做、练一体化。为加强学生创造思维和工程技术素质的培养，根据学生个性特点与发展的需要，本门课程建议采用讲课、自学、习题课、辅导课、报告会等多种形式组织教学。本门课程可灵活采用全班学习、分组学习等学习形式，也可以组建课外兴趣小组进行知识拓展学习。 教师要认真研究学生特点，针对学生实际情况，结合教学内容，多种教学方法手段综合运用。在教学方法上，将项目任务引入课程，将理论讲授包含在项目训练中，使学生在实践中掌握理论、学习知识，将生产中的新工艺、新方法、新技术引入课堂。采用项目式、启发式、互动式、案例式等教学方法，提高学生的学习兴趣。在教学手段上，充分利用现代多媒体电子教学，视频教学、实物教学、现场教学、网络教学等将现代科学技术充分应用于教学改革之中。 2.课程目标 本课程的任务是使学生掌握金属材料与热处理的基本知识，为学习专业理论，掌握专业技能打好基础。通过本课程的学习，学生应达到下列基本要求： ●了解金属学的基本知识 ●掌握常用金属材料的牌号、性能及用途

金属材料与热处理试题(低倍含答案)

金属材料与热处理（低倍） 一．填空（每空0.5分共15分） 1.纯铁在室温下具有体心立方晶体结构，马氏体是碳在α-Fe 中的过饱 和固溶体 2.钢的基本组织（相）包括铁素体、渗碳体、奥氏体。 3.通常钢按化学成分碳素钢、合金钢。 4.铁碳合金中的共析线指PSK ，A3线指GS 。 5.一种物质均匀地分布（溶解）于另一种固体物质中所形成的溶合体叫做固 溶体。可分为间隙固溶体和置换固溶体两种基本类型。 6.金属晶体中最常见的晶格类型有面心立方、体心立方、密排六方。 7.一般钢中硫（S）元素的有害作用是使钢产生热脆性，而磷（P）元素的 有害作用为使钢产生冷脆性。 8.40Cr钢中碳的平均质量分数为0.40% 。 9.金属的性能一般分为使用性能和工艺性能。 10.表征钢试样淬硬层深度和硬度分布的特性就钢的淬透性。 11.湘钢常用的检验钢的宏观组织的检验方法有酸浸试验、硫印试验、 塔形发纹试验三种。 12.典型的铸锭结晶的宏观组织由表面细晶区，次表面柱状晶区和中心 等轴晶区三部分组成。 13.硫印试样受检面的表面粗糙度要求为0.8μ。 14.在物质内部，凡原子作有序、有规则排列的称为晶体，凡原子呈无序堆 积状况的，称为非晶体。 二．选择（每题1分共20分） 1.下列哪种组织不属于铁碳合金的基本组成相（C） A．铁素体 B．奥氏体 C．珠光体 D．渗碳体 2.马氏体的硬度主要取决于（B）

A．淬火加热温度 B．碳含量 C．淬火冷却速度 3.下列几种钢中，（B）是合金结构钢 A．Q235 A.F B．40Cr C．T10 D．W18Cr4V 4.调质处理就是（A）的热处理工艺。 A．淬火+高温回火 B．淬火+中温回火 C．淬火+低温回火 5.下列性能中属于金属使用性能的是（B） A．热处理性能 B．物理性能 C．锻造性能 6.下列各纯铁的素异构体中，具有相同晶体结构的一组为（C） A．δ-Fe γ-Fe B．γ-Fe α-Fe C．δ-Fe α-Fe 7.晶粒细化对强度和塑韧性的影响分别是（B） A．晶粒越细，强度越高，塑韧性越差 B．晶粒越细，强度越高，塑韧性越好 C．晶粒越细，强度越低，塑韧性越差 D．晶粒越细，强度越低，塑韧性越好 8.下列属于钢的常存元素的为（A） A．Si Mn P S B．Si Mn Cr Nb C．Si Cr P S D．Si P C S 9.钢的热处理过程中，临界温度的关系为（A） A．A c1﹥A1﹥A r1 B．A r1﹥A1﹥A c1 C．A c1﹥A r1﹥A1 D．A r1﹥A c1﹥A1

第四章 金属材料和热处理基本知识(答案)

第四章金属材料的基础知识和热处理的基本知识 第一部分：学习内容 1、钢的分类：|（1）-碳钢:含碳量低于2%的铁碳合金;-合金钢:在钢中特意加入一种或几种其它合金元素组成的钢;-生铁:含碳量高于2%的铁碳合金.,可通过铸造方法制造零件,所以又称铸铁. （2）按化学成分分类： 碳钢-低碳钢:含碳量小于0.25%;-中碳钢:含碳量为0.25~0.55%;-高碳钢:含碳量大于0.55%. 合金钢-低合金钢:合金元素总含量小于3.5%;-中合金钢:合金元素总含量3.5~10%;-高合金钢:合金元素总含量大于10%; 2、洛氏硬度与布氏硬度值近似关系： HRC≈1/10HB 3、热处理及其常用工艺方法 热处理的定义-利用钢在固态下的组织转变,通过加热和冷却获得不同组织结构,从而得到所需性能的工艺方法统称热处理. 常用热处理工艺方法：退火-将钢加热到一定温度,保温一段时间,然后随炉一起缓慢冷却下来,以期得到接近平衡状态组织的一种热处理方法. 4、完全退火:AC3以上30~50℃,用于消除钢的某些组织缺陷和应力,改善切削加工性能; 等温退火:加热到AC3,以上30~50℃,较快的冷却到略低于Ar1的温度,并在此温度下等温到奥氏体全部分解为止,然后出炉空冷.适用于亚共析钢、共析钢，尤其广泛用于合金钢的退火。优点是周期短，组织和硬度均匀。 5、正火-正火和退火加热方法相似，只是冷却速度比退火稍快（空冷），得到的是细片状珠光体（索氏体），强度、硬度比退火的高，与退火相比，工艺周期短，设备利用率高。主要用于低碳钢获得满意的机械性能和切削性能、过共析工具钢消除网状渗碳体、中碳钢代替退火或作为淬火前的预先热处理。 6、淬火-将钢加热到AC1以上30~50℃(共析钢、过共析钢）或AC3以上30~50℃（亚共析钢），保温一段时间，然后快冷得到高硬度的马氏体组织的工艺方法。用以提高工件的耐磨性。 7、回火-将淬火后的工件加热到A1以下某一温度，保温一段时间，然后以一定的方式冷却（炉冷、空冷、油冷、水冷等） -目的：1）降低淬火工件的脆性，消除内应力（热应力和组织应力），使淬火组织趋于稳定，同时也使工件尺寸趋于稳定；2）获得所需的硬度和综合机械性能。 8、焊后消除应力热处理(PWHT、ISR):目的是消除应力、降低硬度、改善组织、稳定尺寸,避免制造和使用过程产生裂纹; 9、试述T8A的含义：含碳量为8‰的高级优质碳素工具钢。 10、怎样区别无螺纹的黑铁管与直径相似的无缝钢管？ 答：无缝钢管是用优质碳钢、普通低合金钢、高强耐热钢、不锈钢等制成。不镀锌的瓦斯管习惯上称为黑铁管，从管子内壁有无焊缝和管子直径来判断。 11、何谓钢的热处理？ 答：所谓钢的热处理就是在规定范围内将钢加热到预定的温度，并在这个温度保持一定的时间，然后以预定的速度和方法冷下来的一种生产工艺。 12、试述T7的含义。 答：T7的含义为：含碳量为7‰的碳素工具钢。 13，退火：将钢加热到一定的温度，保温一段时间，随后由炉中缓慢冷却的一种热处理工序。其作用是：消除内应力，提高强度和韧性，降低硬度，改善切削加工性。应用：高碳钢

常用金属材料及热处理

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铁素体而造成强度及硬度的降低。对过共析钢，加热温度为＋30～50℃，淬火后可得到细小的马氏体与粒状渗碳体。后者的存在可提高钢的硬度和耐磨性。（2）保温时间的确定淬火加热时间是将试样加热到淬火温度所需的时间及在淬火温度停留保温所需时间的总和。加热时间与钢的成分、工件的形状尺寸、所需的加热介质及加热方法等因素有关，一般可按照经验公式来估算，碳钢在电炉中加热时间的计算如表1所示。表1碳钢在箱式电炉中加热时间的确定加热圆柱形工件形状方形板形温度(℃)分钟/每毫米直径70080090010001.51.00.80.4保温时间分钟/每毫米厚度2.21.51.20.6分钟/每毫米厚度321.60.8（3）冷却速度的影响冷却是淬火的关键工序，它直接影响到钢淬火后的组织和性能。冷却时应使冷却速度大于临界冷却速度，以保证获得马氏体组织；在这个前提下又应尽量缓慢冷却，以减少钢中的内应力，防止变形和开裂。为此，可根据c曲线图（如图2所示），使淬火工作在过冷奥氏体最不稳定的温度范围（650～550℃）进行快冷（即与c曲线的“鼻尖”相切），而在较低温度（300～100℃）时冷却速度则尽可能小些。为了保证淬火效果,应选用合适的冷却方法（如双液淬火、分级淬火等).不同的冷却介质在不同的温度范围内的冷却速度有所差别。各种冷却介质的特性见表2.表2几种常用淬火介质的冷却能力在下列温度范围内的冷却速度（℃/秒）冷却介质650～550℃18℃的水50℃的水10％nacl 水溶液（18℃）10％naoh水溶液（18℃）10％naoh水溶液（18℃）蒸馏水（50℃）硝酸盐（200℃）菜籽油（50℃）矿务机油（50℃）6001001100120XX0025035020XX50300～