工程材料与热加工(习题)

第1章材料的力学的性能（习题）

一、选择题

1.表示金属材料屈服强度的符号是（ B ）。

A、；

B、；

C、；

D、；

1.金属材料在静载荷作用下，抵抗变形和破坏的能力称为( C )。

A、塑性；

B、硬度；

C、强度；

D、弹性；

2.在测量薄片工件的硬度时，常用的硬度测试方法的表示符号是( B )。

A、HBS；

B、HRC；

C、HV；

D、HBW；

3.做疲劳试验时，试样承受的载荷为( B )。

A、静载荷；

B、交变载荷；

C、冲击载荷；

D、动载荷；

二、填空题

1.材料的力学性能通常是指在载荷作用下材料抵抗（变形）或（断裂）的能力。

2.金属塑性的指标主要有（断后伸长率）和（断面收缩率）两种。

3.金属的性能包括（物理）性能、（化学）性能、（力学）性能和（工艺）性能。

4.常用测定硬度的方法有（布氏硬度测试法）、（洛氏硬度测试法）和维氏硬度测试

法。

5.疲劳强度是表示材料经（无限次循环应力）作用而（不发生断裂）的最大应力值。

6.材料的工艺性能包括（铸造性能）、（锻造性能）、（焊接性能）、（切削加

工性能）、（热处理性能）等。

7.零件的疲劳失效过程可分为（疲劳裂纹产生）、（疲劳裂纹扩展）、（瞬时断

裂）三个阶段。

三、判断题

1.拉伸试验可以测定材料的强度、塑性等性能指标，因此材料的力学性能都可以通过

拉伸试验测定。（×）

2.用布氏硬度测试法测量硬度时，压头为钢球，用符号HBS表示。（×）

3.金属材料的力学性能可以理解为金属材料的失效抗力。（×）

4.材料的断裂韧度大于材料的应力场强度因子的，材料的宏观裂纹就会扩展而导致材

料的断裂。（×）

四、练习与思考

1.说明下列符号的意义和单位。

（1）σ

e ；（2）σ

s

或σ

0.2

；（3）σ

b

；（4）δ；（5）ψ；（6）σ

－1

；（7）A K；

2.在测定强度指标时，σ

0.2和σ

s

有什么不同？

3.拉伸试样的原标距长度为50 mm，直径为10 mm。试验后，将已断裂的试样对接起来

测量，标距长度为73 mm，颈缩区的最小直径为5.1 mm。试求该材料的延伸率和断面收缩率的值。

4.材料的弹性模量E的工程含义是什么？它和零件的刚度有何关系？

5.将6500 N的力施加于直径为10 mm、屈服强度为520 MPa的钢棒上，试计算并说明

钢棒是否会产生塑性变形。

6.塑性指标在工程上有哪些实际意义？

7.下列材料或零件采用什么硬度测试法较合适？

（1）锉刀；（2）黄铜轴套；（3）硬质合金刀片；（4）一般淬火钢；

8.工程材料有哪些物理性能和化学性能？

第2章金属的晶体结构与结晶（习题）

一、名词解释

晶体、单晶体、多晶体、晶格、晶胞、晶粒、晶界、合金、组元、相、组织、共晶转变

二、如果其它条件相同，试比较下列铸造条件下铸件晶粒的大小：

1.金属型铸造与砂型铸造。

2.高温浇注与低温浇注。

3.浇注时采用振动与不采用振动。

4.厚大铸件的表面与心部。

三、问答题

1.金属中常见的晶体结构有哪几种？

2.实际晶体的晶体缺陷有哪几种类型？它们对晶体的力学性能有何影响？

3.固溶体与化合物有何区别？固溶体的类型有哪几种？

4.何谓金属的结晶? 纯金属的结晶是由哪两个基本过程组成的？

5.何谓过冷现象和过冷度? 过冷度与冷却速度有何关系？

6.晶粒大小对金属的力学性能有何影响? 细化晶粒的常用方法有哪几种？

7.什么是共晶转变? 共晶转变有何特点？

8.什么是共析转变？共晶转变与共析转变有何异同？

第3章铁碳合金相图（习题）

一、名词解释

1. 铁素体；

2. 奥氏体；

3. 渗碳体；

4.珠光体；

5. 莱氏体；

6. 低温莱氏体；

7. 同素异晶转变；

8. 铁碳合金状态图；

二、填空题

1.珠光体是由（F）和（Fe

3

C）组成的机械混合物(共析组织)。

2.莱氏体是由（A）和（Fe

3

C）组成的机械混合物(共晶组织)。

3.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%）。

4.根据室温组织的不同，钢可分为（亚共析）钢、（共析）钢和（过共析）钢。

5.共析钢的室温组织为（P）；亚共析钢的室温组织为（F+P）；过共析钢的室温组织为

（P+Fe

3C

II ）。

6.碳的质量分数为（0.77%）的铁碳合金称为共析钢，其奥氏体冷却到S点(727℃)时

会发生（共析）转变，从奥氏体中同时析出（F）和（Fe

3

C）的混合物，称为（P）。

7.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%)。

8.亚共晶白口铸铁碳的质量分数为(2.11%～4.3%)，其室温组织为（P+Fe

3C

II

+Ld′）。

9.过晶白口铸铁碳的质量分数为（4.3%～6.69%），其室温组织为（Ld′+Fe

3C

I ）。

10.过共析钢碳的质量分数为（0.77%～2.11%），其室温组织为（P+Fe

3C

II

）。

11.亚共析钢碳的质量分数为（0.0218%～0.77%），其室温组织为（F+P）。

三、选择题

1.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；

C状态图上的ES线，用代号（ B ）表示，PSK线用代号（ A ）2.Fe-Fe

3

表示。

A、A1；

B、A cm；

C、A3；

D、其它；

C状态图上的共析线是（ C ），共晶线是（ A ）。

3.Fe-Fe

3

A、ECF线；

B、ACD线；

C、PSK线；

D、GSK线

四、判断题

1.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。

（×）

2.渗碳体碳的质量分数为6.69%。（√）

C状态图中，A3温度是随碳的质量分数增加而上升的。（×）

3.Fe-Fe

3

4.碳溶于α-Fe中所形成的间隙固溶体称为奥氏体。（×）

五、简答题

1.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。

2.简述碳的质量分数为0.4%和1.2%的铁碳合金从液态冷却至室温时的结晶过程。

3.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？

第4章钢的热处理（习题）

1.何谓钢的热处理？常用的热处理工艺有哪些？

2.简述共析钢加热时奥氏体形成的过程。

3.为什么要控制奥氏体晶粒大小？如何控制奥氏体晶粒的大小？

4.解释下列名词：

(1) 珠光体、索氏体、托氏体、贝氏体、马氏体；

(2) 奥氏体、过冷奥氏体、残余奥氏体；

(3) 退火、正火、淬火、回火、表面淬火；

(4) 临界淬火冷却速度(v c)、淬透性、淬硬性；

(5) 单液淬火、双液淬火、分级淬火、等温淬火。

5.珠光体类型组织有哪几种？它们的形成条件、组织形态和性能方面有何特点？

6.影响C曲线的主要因素有哪些？试比较共析纲、亚共析钢和过共析钢的C曲线。

7.简述贝氏体的组织特征和性能特点。

8.马氏体组织有哪两种？它们与钢的化学成分有何关系？组织形态和性能方面有何特

点？

9.生产中常用的退火方法有哪几种？各适用于什么场合？

10.甲、乙两厂生产同一批零件，材料均选用45钢，硬度要求为220～250HBS，其中甲

厂采用正火，乙厂采用调质，都达到硬度要求。试分析甲、乙两厂产品的组织和性能差别。

11.某活塞用45钢制造，由于形状复杂，按正常淬火加热温度(840℃)加热后水冷，大

约有40%出现淬火裂纹。请分析原因并改进该工件的淬火工艺。

12.一块厚度为5 mm的45钢钢板，先经840℃加热淬火，硬度为55HRC，随后从一端加

热，依靠热传导，使钢板上各点达到如图4-29所示的温度。试问：

(1) 各点部位的组织是什么？

(2) 整个钢板自图示各温度缓冷到室温后各点部位的组织是什么？

(3) 整个钢板自图示各温度水淬快冷到室温后各点部位的组织是什么？

图4-29 题12图

13.举例说明钢的淬透性、淬硬深度和淬硬性三者之间的区别。

14.分析单液淬火、双液淬火、分级淬火、贝氏体等温淬火等方法对淬火应力带来的影

响。

15.试为以下钢件选择预先热处理工艺：

(1) 20CrMnTi汽车变速箱齿轮锻造毛坯(晶粒粗大)；

(2) T12锻造后有网状渗碳体；

(3) T12钢锉刀毛坯改善切削加工性和热处理工艺性能。

16.回火的目的是什么？淬火钢在回火过程中显微组织发生哪些变化?

17.什么叫回火脆性？生产中如何防止回火脆性?

18.分析以下说法是否正确，并说明理由。

(1) 钢的淬火冷却速度愈快，所获得的硬度愈高，淬透性也愈好。

(2) 钢的合金元素越多，淬火后的硬度越高。

(3) 淬火钢回火后的性能主要取决于回火后的冷却速度。

19.何谓表面热处理？表面淬火的目的是什么? 常用的表面淬火有哪几种？

20.感应加热表面淬火的加热原理是什么？淬火后的淬透层深度与什么有关?

21.渗碳的主要目的是什么？试分析20钢渗碳缓慢冷却后的表层和心部组织，以及渗碳

缓慢冷却后，加热到780℃淬火、180℃回火后的表层和心部组织。

22.渗氮后的性能特点是什么？渗氮后为何不进行淬火？

23.比较钢经表面淬火、渗碳淬火、渗氮热处理后的性能和应用范围等方面有何不同。

24.某一用40Cr钢制造的齿轮，其加工路线如下：备料→锻造→正火→机械粗加工→调

质→机械精加工→高频感应加热表面淬火与低温回火→磨削。请说明各热处理工序的目的及热处理后的显微组织。

第5章工业用钢（习题）

一、选择题

1.40MnB钢中，微量元素B的作用是（ B ）。

A、强化铁素体；

B、提高淬透性；

C、提高淬硬性；

D、提高回火稳定性；

2.欲要提高铬镍不锈钢的强度，主要采用（ B ）。

A、时效强化方法；

B、固溶强化方法；

C、冷加工硬化方法；

D、马氏体强化方法；

3.20CrMnTi钢根据其组织和力学性能，在工业上主要作为一种（ A ）使用。

A、合金渗碳钢；

B、合金弹簧钢；

C、合金调质钢；

D、滚动轴承钢；

4.大多数合金元素均在不同程度上有细化晶粒的作用，其中细化晶粒作用最为显著的

有（ C ）。

A、Mn、P；

B、Mn、Ti；

C、Ti、V； D．V、P

5.除（ A ）元素外，其它合金元素溶于奥氏体后，均能增加过冷奥氏体的稳定

性。

A、Co； B．Cr； C．Mn； D．Ti；

6.用40Cr钢制造的齿轮，锻造后的典型热处理工艺应是（ A ）。

A、调质处理；

B、高温回火；

C、完全退火；

D、正火处理；

二、指出下列各钢牌号的名称及各符号的含义

08 45 65Mn T12A ZG230-450 Q235A Q345 40Cr 20CrMnTi 60Si2Mn GCr9 CrWMn 9SiCr Cr12MoV W6Mo5Cr4V2 3Cr2Mo 1Cr13 0Cr19Ni9 4Cr9Si2 ZGMn13

三、填空题

1.高速工具钢经高温淬火加多次回火后，具有很高的（硬度）和较好的（耐磨性）。

2.不锈钢按其金相显微组织不同，常用的有以下三类：（马氏体型不锈钢）、（铁素体型

不锈钢）和（奥氏体型不锈钢）。

3.含碳量对钢的性能影响很大，低碳钢、中碳钢和高碳钢的含碳量分别为（≤0.25%）、

（0.25%～0.60%）、（≥0.60%）。

4.钢中常存的杂质元素为（Mn）、（Si）、（S）、（P），钢的质量等级主要以（S）和（P）

的多少划分。

5.合金钢按主要用途可分为（合金结构钢）、（合金工具钢）、（特殊性能钢）三大类。

四、判断题

1.高锰钢加热到1000～1100℃，淬火后可获得单相马氏体组织。（×）

2.40钢的含碳量为0.40%，而T10钢的含碳量为10%。（×）

3.Si和Mn通常是钢中的有益元素，因此钢中Si和Mn的含量要尽量高。（×）

4.不锈钢的含碳量影响钢的耐蚀性，含碳量越高，则耐蚀性越好。（×）

5.20CrMnTi钢是合金渗碳钢，GCr15是专用的合金工具钢。（×）

6.1Cr13和40Cr钢中的Cr都是为了提高钢的淬透性。（×）

7.大多数合金钢比含碳量相同的碳素钢热处理加热温度高，保温时间长。（√）

8.高速工具钢含大量合金元素，在热轧或锻造之后空冷就可获得马氏体组织。

（×）

五、问答题

1.合金元素在钢中的存在形式有哪些？其主要作用有哪些？

2.比较40Cr、T12、20CrMnTi的淬硬性和淬透性。

3.制造某齿轮原用45钢，现想用Q235代替。能否代替？为什么？

4.高速钢的主要性能要求是什么？它的成分和热处理有什么特点？

5.冷作模具钢和热作模具钢的性能要求有什么不同？

6.为什么机床变速齿轮采用45或40Cr制造，而汽车变速箱齿轮常采用20CrMnTi？

7.不锈钢中含Cr通常大于12%，Cr12MoV、1Cr13是否是不锈钢？为什么？

六、为下列机械零件选材

1. 机床主轴

2. 汽车变速齿轮

3. 汽车板簧

4. 地脚螺栓

5. 滚珠

6. 大型冷冲模

7. 手术刀

8. 坦克履带

9. 硝酸槽 10. 发动机连杆

第6章铸铁（习题）

一、填空题

1.铸铁与钢相比，具有（良好的铸造性能）、（良好的减摩性）、（较低的缺口敏感性）、

（良好的切削加工性）和（良好的减摩性）等优点。

2.碳在铸铁中主要有（渗碳体）和（石墨）两种存在形式。

3.影响石墨化的因素是（化学成分）和（冷却速度）。

4.铸铁的力学性能主要取决于（基体）的性能和石墨的（数量）、（形状）、（大小）及

（分布状况）。

5.常用的合金铸铁有（耐磨铸铁）、（耐热铸铁）、（耐蚀铸铁）等。

二、选择题

1.为提高灰铸铁的表面硬度和耐磨性，采用（ A ）热处理方法效果较好。

A、表面淬火；

B、等温淬火；

C、渗碳后淬火加低温回火；

D、淬火加高温回火；

2.球墨铸铁经( A )可获得铁素体基体组织，经( C )可获得下贝氏体基

体组织。

A、退火；

B、正火；

C、贝氏体等温淬火；

D、调质；

3.为下列零件正确选材：机床床身（ D ）；汽车后桥外壳（ C ）；柴油

机曲轴（ B ）；排气管（ A ）。

A、RuT300；

B、QT700-2；

C、KTH350-10；

D、HT300；

三、判断题

1.热处理可以改变灰铸铁的基体组织，但不能改变石墨的形状、大小和分布情况。

（√）

2.可锻铸铁比灰铸铁的塑性好，因此可以进行锻压加工。（×）

3.厚壁铸铁件的表面硬度总比其内部高。（×）

4.可锻铸铁一般只适用于制造薄壁小型铸件。（√）

5.白口铸铁件的硬度适中，易于进行切削加工。（×）

6.铸件壁厚大小是影响石墨化的最主要因素。（×）

四、简答题

1.什么是铸铁? 它与钢相比有什么优点?

2.影响铸铁石墨化的因素有哪些?

3.灰铸铁是否可通过热处理来提高力学性能? 球墨铸铁和可锻铸铁又如何? 为什么?

4.球墨铸铁是如何获得的? 它与相同基体的灰铸铁相比，其突出性能特点是什么?

5.可锻铸铁和球墨铸铁，哪种适宜制造薄壁铸件? 为什么?

6.下列牌号各表示什么铸铁? 牌号中的数字表示什么意义?

(1) HT250 (2) QT700-2 (3) KTH330-08 (4) KTZ450-06 (5) RuT420

第7章非铁金属（习题）

一、判断题

1.不锈钢属于非铁金属。（×）

2.铝及其合金具有良好的耐酸、碱、盐腐蚀能力。（×）

3.铝及其合金都无法用热处理强化。（×）

4.颜色呈紫红色的铜属于纯铜。（√）

5.钛是目前惟一可以在超低温条件下工作的金属工程材料。（×）

6.滑动轴承合金越软，减摩性越好。（√）

7.镁合金是目前使用的密度最小的金属工程材料。（√）

8.硬质合金除了磨削，无法用其它常规机械加工方法加工。（√）

9.纯铜无法进行热处理强化。（√）

二、填空题

1.白铜是铜和金属（镍）组成的的合金。

2.青铜是除（锌）和（镍）元素以外，铜和其它元素组成的合金。

3.目前常用的滑动轴承合金组织有（软基体硬质点组织）和（硬基体软质点组织）两

大类。

4.通用硬质合金又称（万能硬质合金）。

5.在钨钴类硬质合金中，碳化钨的含量越多，钴的含量越少，则合金的硬度、红硬性

及耐磨性越（高），但强度和韧性越（低）。

三、问答题

1.固溶强化、弥散强化、时效强化的区别有哪些？

2.滑动轴承合金应具有怎样的性能和理想组织？

3.制作刃具的硬质合金材料有哪些类别？比较一下它们有何差别。

4.变形铝合金与铸造铝合金在成分选择上和组织上有什么不同？

5.为什么防锈铝不能通过热处理强化？

6.时效温度和时效时间对合金强度有何影响？

7.金属材料的减摩性和耐磨性有何区别？它们对金属组织和性能要求有何不同？

四、理解题

1.试从机理、组织与性能变化上对铝合金淬火和时效处理与钢的淬火和回火处理进行

比较。

2.铝合金的变质处理和灰铸铁的孕育处理有何异同之处？

3.用已时效强化的2A12硬铝制造的结构件，若使用中撞弯，应怎样校直？为什么？

第8章常用非金属材料（习题）

一、名词解释

1. 高分子化合物

2. 非金属材料

3. 工程塑料

二、简答题

1.何谓热固性塑料和热塑性塑料？举例说明其用途。

2.塑料由哪些组成物组成？其性能如何？举例说明工程塑料的应用实例。

3.何谓橡胶？其性能如何？举出三种常用橡胶在工业中的应用实例。

4.何谓陶瓷？其性能如何？举出三种常用陶瓷在工业中的应用实例。

5.何谓复合材料？其性能如何？举出三种常用复合材料在工业中的应用实例。

第9章铸造（习题）

一、名词解释

1. 铸造

2. 砂型铸造

3. 造型

4. 造芯

5. 浇注系统

6. 流动性

7. 收缩性

8. 特种铸造

9. 压力铸造

二、填空题

1.特种铸造包括（金属型）铸造、（压力）铸造、（离心）铸造、（熔模）铸造等。

2.型砂和芯砂主要由（型砂）、（粘结剂）、（附加物）、（旧砂）和（水）组成。

3.造型材料应具备的性能有（可塑）性、（耐火）性、（透气）性、（退让）性、（溃散）

性等。

4.手工造型方法有：（整模）造型、（分模）造型、（挖砂）造型、（假箱）造型、（活块）

造型、（三箱）造型和（刮板）造型等。

5.浇注系统由（浇口杯）、（直浇道）、（横浇道）和（内浇道）组成。

三、问答题

1.铸造生产有哪些优缺点?

2.零件、铸件和模样三者在形状和尺寸上有哪些区别?

3.选择铸件分型面时，应考虑哪些原则?

4.绘制铸造工艺图时应确定哪些主要的工艺参数?

5.铸件上产生缩孔的根本原因是什么? 顺序凝固为什么能避免缩孔缺陷？

6.冒口有什么作用？如何设置冒口？

7.设计铸件结构时应遵循哪些原则？

8.比较铸铁、铸钢、铸造有色金属的铸造性能。

第10章锻压（习题）

一、名词解释

1．冷变形强化 2. 再结晶 3. 余块 4. 热加工 5. 可锻性

6. 锻造流线

7. 锻造比

二、填空题

1.（塑性）与（变形抗力）是衡量锻造性优劣的两个主要指标，（塑性）愈高，（变形

抗力）愈小，金属的可锻性就愈好。

2.随着金属冷变形程度的增加，材料的强度和硬度（升高），塑料和韧性（下降），使

金属的可锻性（变差）。

3.金属塑性变形过程的实质就是（位错沿着滑移面的运动）过程。随着变形程度的增

加，位错密度（增加），塑性变形抗力（增大）。

4.自由锻零件应尽量避免（带楔形、曲线形、锥形的表面）、（肋板和凸台）、（圆柱体

与圆柱体相贯）结构。

5.弯曲件弯曲后，由于有（回弹）现象，因此弯曲模角度应比弯曲零件弯曲角度（小

于）一个回弹角α。

三、判断题

1.细晶粒组织的可锻性优于粗晶粒组织。（√）

2.非合金钢(碳素钢)中碳的质量分数愈低，可锻性就愈差。（×）

3.零件工作时的切应力应与锻造流线方向一致。（×）

4.常温下进行的变形为冷变形，加热后进行的变形为热变形。（×）

5.因锻造之前进行了加热，所以任何材料均可以进行锻造。（×）

6.冲压件材料应具有良好的塑性。（√）

7.弯曲模的角度必须与冲压弯曲件的弯曲角度相同。（×）

8.落料和冲孔的工序方法相同，只是工序目的不同。（√）

四、简答题

1.如何确定锻造温度的范围？为什么要“趁热打铁”？

2.冷变形强化对锻压加工有何影响？如何消除？

3.自由锻零件结构工艺性有哪些基本要求？

4.试比较自由锻、锤上模锻、胎模锻造的优缺点。

5.对拉深件如何防止皱折和拉裂？

五、分析题

1．叙述绘制图10-29所示零件的自由锻件图应考虑的因素。

图10-29 C618K车床主轴零件图

2．改正图10-30所示模锻零件结构的不合理处，并说明理由。

图10-30 模锻零件结构

六、课外研究

观察生活或生产中小金匠锻制金银首饰的操作过程，分析整个操作过程中各个工序的作用或目的，并编制其制作工艺流程。

第11章焊接（习题）

一、判断题

1.从本质上讲，钎焊不属于焊接。（√）

2.压力焊都是固相焊接。（×）

3.采用碱性焊条焊接时，焊缝的含氢量低是由于焊条药皮含氢量低所致的。

（×）

4.埋弧焊不适宜焊接铝、钛等活泼性金属。（√）

5.不论采取何种措施，都无法根绝CO

气体保护焊的飞溅。（√）

2

6.电渣焊后，一般都要进行细化晶粒热处理。（√）

7.当焊缝中存在气孔时，X光探伤后底片上相应部位呈白色。（×）

二、填空题

1.焊条由（焊芯）和（焊条药皮）两部分组成。

2.焊接电弧包括（阳极区）、（阴极区）和（弧柱区）三部分。

3.按焊条熔渣的碱度，可以将焊条分为（酸性焊条）和（碱性焊条）两大类。

4.按照钎料的熔点不同，可以将钎焊分为（硬钎焊）和（软钎焊）两类。

5.高碳钢焊接时，预热温度应控制在（350oC）以上。

6.外观检查是指用肉眼或用不超过（30）倍的放大镜对焊件进行检查。

7.磁粉探伤后必须进行（去磁）处理。

8.焊接接头包括（焊缝）和（热影响区）两部分。

9.低碳钢的焊接热影响区包括（过热区）、（正火区）、（部分相变区）和（再结晶区）

四个区域。

三、问答题

1.钎焊与焊接在本质上有何区别？

2.酸性焊条与碱性焊条有何不同？

3.叙述常见焊接方法的工艺特点。

4.钎剂的作用是什么？对钎剂和钎料都有哪些基本要求？

5.高碳钢焊接工艺有什么特点？

6.铸铁焊补时容易出现哪些焊接缺陷？焊接铸铁的方法有哪些？焊接时应注意什么问

题？

7.焊接铜时容易出现哪些焊接缺陷？为什么？焊接时应采取哪些工艺措施？

8.常用的控制和矫正焊接变形的方法有哪些？

9.常用的降低和消除焊接应力的方法有哪些？

10.机械法矫正焊接变形有什么缺点？火焰法矫正焊接变形有什么缺点？

11.焊接热影响区分几个组织变化区？各有哪些特点？

12.焊接铝时容易出现哪些焊接缺陷？焊接时应采取哪些工艺措施？

13.常见的焊接缺陷有哪些？什么缺陷危害性最大？

14.常见的焊接检验方法有哪些？各自的检查机理和应用范围是什么？

四、理解题

1.为什么用碳当量法判断钢材的焊接性只是一种近似的方法？

2.在实际焊接生产中，为什么常把超声波探伤和X光探伤联合使用？

第12章零件材料与毛坯的选择（习题）

一、填空题

1.零件选材的一般原则是在满足（使用性能）的前提下，再考虑（工艺性能）、（经济

性）。

2.零件的工作条件分析应从（受力状况）、（环境状况）、（特殊功能）等几方面分析。

3.零件的变形失效包括（弹性变形失效）、（塑性变形失效）、（蠕变变形失效）等。

4.零件常用的毛坯包括（铸件）、（锻件）、（焊接结构件）、（冲压件）、（型材或板材下

料）等。

5.零件毛坯选择的依据包括（力学性能）、（零件形状、尺寸、质量）、（零件材料）、（生

产批量）等。

二、热处理应用

1.某齿轮要求具有良好的综合力学性能，表面硬度为50～55HRC，选择45钢制造。加

工工艺路线为：下料—→锻造—→热处理—→机械粗加工—→热处理—→机械精加工—→热处理—→精磨。试说明工艺路线中各热处理工序的名称、目的。

2.拟用T12钢制成锉刀，其工艺路线如下：锻打—→热处理—→机械加工—→热处理

—→精加工。试写出各热处理工序的名称，并制定最终热处理工艺。

三、指出下列工件在选材与热处理技术中的错误，说明理由，并提出改正意见。

1.用45钢制作表面耐磨的凸轮，淬火、回火要求60～63HRC。

2.用40Cr制作直径30 mm、要求良好综合力学性能的传动轴，采用调质要求40～45HRC。

3.用45钢制作直径15 mm的弹簧丝，淬火、回火要求55～60HRC。

4.制造转速低、表面耐磨性及心部强度要求不高的齿轮选用45钢，渗碳淬火要求58～

62HRC。

5.选用9SiCr制造M10板牙，热处理技术条件为淬火、回火要求50～55HRC。

6.选用T12钢制作钳工用的凿子，淬火、回火要求60～62HRC。

7.一根直径100 mm、心部强度要求较高的传动轴，选用45钢，采用调质要求220～

250HBS。

8.大批量生产直径5 mm的塞规，以检验零件的内孔，选用T7钢，淬火、回火要求60～

64HRC。

四、综合练习

1.大型矿山载重汽车变速箱齿轮，传递功率大，受到大的冲击、极大的摩擦，对齿轮

的要求为：心部应有很高的冲击韧性及强度，齿轮表面应有高的硬度、耐磨性及高

的疲劳强度。其材料为合金钢20CrMnTi。试选择毛坯类型并安排工艺路线，说明热处理工序的作用。

2.某轴类零件承受较大的冲击力、变动载荷，其失效形式主要是：过量变形与疲劳断

裂，要求材料具有高的强度、疲劳强度、较好的塑性与韧性，即要求较好的综合力学性能，轴上有一部位应耐磨、耐疲劳。试选择材料及毛坯并安排热处理工序位置。

3.制造一件齿轮减速器箱体，试选择材料及毛坯。如果成批生产减速箱，这时你又如

何考虑材料与毛坯？

五、思考题

1.零件失效的原因一般包括哪些方面？

2.零件毛坯选择的基本原则是什么？

3.生产批量对零件毛坯的选择有什么影响？

4.为什么齿轮多用锻件毛坯，而手轮、带轮多用铸件做毛坯？

六、调研汽车上各个零件的材料，分析零件的毛坯。

机械工程材料及热加工工艺试题及答案

一、名词解释： １、固溶强化：固溶体溶入溶质后强度、硬度提高，塑性韧性下降现象。 ２、加工硬化：金属塑性变形后，强度硬度提高的现象。 ２、合金强化：在钢液中有选择地加入合金元素，提高材料强度和硬度 ４、热处理：钢在固态下通过加热、保温、冷却改变钢的组织结构从而获得所需性能的一种工艺。５、细晶强化：晶粒尺寸通过细化处理，使得金属强度提高的方法。 二、选择适宜材料并说明常用的热处理方法 三、（20分）车床主轴要求轴颈部位硬度为HRC54—58，其余地方为HRC20—25，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 指出：1、主轴应用的材料：45钢 2、正火的目的和大致热处理工艺细化晶粒，消除应力；加热到Ac3＋50℃保温一段时间空冷 3、调质目的和大致热处理工艺强度硬度塑性韧性达到良好配合淬火＋高温回火 4、表面淬火目的提高轴颈表面硬度 5．低温回火目的和轴颈表面和心部组织。去除表面淬火热应力，表面M＋A’心部S回 四、选择填空（20分） １．合金元素对奥氏体晶粒长大的影响是（d） （a）均强烈阻止奥氏体晶粒长大（b）均强烈促进奥氏体晶粒长大 （c）无影响（d）上述说法都不全面 ２．适合制造渗碳零件的钢有（c）。 （a）16Mn、15、20Cr、1Cr13、12Cr2Ni4A （b）45、40Cr、65Mn、T12 （c）15、20Cr、18Cr2Ni4WA、20CrMnTi ３．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（c ）（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 4．制造手用锯条应当选用（a ） （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 5．高速钢的红硬性取决于（b ） （a）马氏体的多少（b）淬火加热时溶入奥氏体中的合金元素的量（c）钢中的碳含量6．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（c ）（a）60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 7．65、65Mn、50CrV等属于哪类钢，其热处理特点是（c ） （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 8. 二次硬化属于（d） （a）固溶强化（b）细晶强化（c）位错强化（d）第二相强化 9. 1Cr18Ni9Ti奥氏体型不锈钢，进行固溶处理的目的是（b） （a）获得单一的马氏体组织，提高硬度和耐磨性

机械专业 工程材料与热处理题库 题型 (10)

一、填空题（本大题20分，每空1分） 1、共晶转变和共析转变的产物都属于两相混合物。 2、塑性变形后的金属经加热将发生回复、再结晶、晶粒长大的变化。 3、共析钢的含碳量为0.77％。 4、Q235钢的含义是为屈服点数值（屈服强度）为235MPa的碳素结构钢。 5、单晶体塑性变形中滑移的实质是在切应力作用下，位错沿滑移面的运动。 6、体心立方晶格的致密度为68％。 7、根据钢的成分、退火的工艺与目的不同，退火常分为完全退火、等温退火、 均匀化退火、球化退火、去应力退火等几种。 8、钢在奥氏体化后，冷却的方式通常有等温冷却和连续冷却两种。 9、在铁碳合金的室温平衡组织中，强度最高的合金含碳量约为0.9 %。 10、工具钢按用途可分为刃具钢钢、模具钢钢、量具钢钢。 11、常用测定硬度的方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度测试法。 二、判断题（本大题10分，每小题1分） （在括号里正确的划“√”，错误的划“×”） 1、单晶体具有各向同性，多晶体具有各向异性。（×） 2、物质从液体状态转变为固体状态的过程称为结晶。（√） 3、共晶转变是在恒温下进行的。（√） 4、铁素体是碳溶解在γ-Fe中所形成的间隙固溶体。（×） 5、热处理选用的钢一般为本质细晶粒钢。（√） 6、热处理的加热，其目的是使钢件获得表层和心部温度均匀一致。（×） 7、弹簧在热处理后再进行喷丸处理，目的是在表面形成残余压应力。（√）8、熔点为232℃的锡在室温下的塑性变形是冷加工。（×） 9、金属结晶时，冷却速度愈大，则结晶后金属的晶粒愈粗大。（×） 10、铸铁经过热处理，改变了基体和石墨形态，从而提高了性能。（×） 三、单选题（本大题20分，每小题1分）

合工大工程材料及热处理试卷答案

《机械工程材料》试卷（B 卷） 考试形式: 闭卷笔试，2小时学号： 命题教师：徐光青姓名： 适用专业：机械年级专业： 题号一二三四五六总分评卷人得分 一、名词解释（3分×10） 1. 空间点阵 2. 结晶潜热 3. 固溶强化 4. 固溶体 5. 包晶相图 6. 过冷奥氏体 7. 珠光体转变 8. 淬透性 9. 起始晶粒度 10. 淬火

二、填空（1分×20） 1. 金属晶体中常见的点缺陷有______、______和_____等 2. 液态金属结晶的宏观现象为______和_______，微观过程为_______和_______。 3. 固溶体按照溶质原子所处位置可分为_______和______两类。 4. 碳素钢按质量分为________、________和___________。 5. 滑移的本质是________________________ 6. 片状珠光体按照其片层间距可分为________、________和________。 7. 珠光体片间距越小，其强硬度_____，塑韧性_____，随着含碳量的增加，珠光体的强硬度______，塑韧性_______。 三、请从金属学的角度解释为什么要“趁热打铁”？（10分）

四、根据Fe-Fe3C平衡相图，分析含碳％的碳钢的平衡结晶过程，并写出其室温组织（共10分） 1 2 3 4

五、请指出下述牌号钢的具体种类，并写出其主要成分（15分）T12 40CrMnTi 60Si2Mn GCr15 00Cr18Ni9Ti 六、一根Φ10的含碳量为%的圆钢棒，初始状态为退火态。然后从一端加热，依靠热传导使圆棒上各点达到如图所示的温度。试问（15分）： 1. 初始状态的组织是什么，加热后各点所在部位的组织是什么？ 2. 整个圆棒自图示各温度缓慢冷却到室温后，各点部位的组织是什么？ 3. 整个圆棒自图示各温度水淬快冷到室温后，各点部位的组织是什么？ A B C 初始态 1 2 3 《机械工程材料》标准答案（B 卷）

工程材料与热处理考试题A卷

工程材料及热处理考试试题A 卷 一、 选择题。（每题1.5分，共45分） 1.拉伸试验时，试样拉断前能承受的最大标称压力称为 （ ）。 A ．屈服点 B.抗拉强度 C 。弹性极限 2. 测定淬火钢件的硬度，一般常用（ ）来测试。 A ．布氏硬度计 B 。洛氏硬度计 C 。维氏硬度 计 3. 金属的（ ）越好，则其压力加工性能越好。 A ．硬度 B 。塑性 C 。强度 4.铁素体为（ ）晶格，奥氏体为（ ）晶格，渗 碳体为（ ）晶格。

A．体心立方B。面心立方C。密排六方D。复杂的 5. 铁碳合金状态图上的ES线，用代号（）表示，PSK线用代号（）表示。 A．A1 B。Acm C. A3 6. 铁碳合金状态图上的共析线是（），共晶线是（）A．ECF线B。ACD线C。PSK线 7. 08F钢牌号中，08表示其平均碳的质量分数为（）。 A．0.08% B。0.8% C。8% 8. 普通、优质和特殊质量非合金钢是按（）进行划分的。 A．主要质量等级B。主要性能C。使用特性D。前三者综合考虑 9.在下列三种钢中，（）钢的弹性最好，（）钢的硬度最高，（）钢的塑性最好。 A．T10 钢B。20钢C、65 钢 10. 选择制造下列零件的材料:冷冲压件（），齿轮（），小弹簧（）。

A．08F 钢B。70 钢C。45 钢 11.选择制造下列工具所用的材料：木工工具（），锉刀（），手锯锯条（）。 A.T8A 钢B。T10 钢C、T12 钢 12. 过冷奥氏体是（）温度下存在，尚未转变的奥氏体。A．Ms B。Mf C、A1 13. 调质处理就是（）的热处理。 A．淬火+低温回火B。淬火+中温回火C、淬火+高温回火 14、化学热处理与其他热处理方法的基本区别是（）。A．加热温度B、组织变化C、改变表面化学成分 15、零件渗碳后，一般需经（）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 16、合金渗碳钢渗碳后必须进行（）后才能使用。A．淬火+低温回火B、淬火+中温回火C、淬火+高温回火 17、将下列合金钢牌号归类：

工程材料及热处理模拟试题

九江学院《工程材料及热处理》期末模拟 池茶永 2011-01-01 一、填空题（20×1％=20％） 1、常见的金属晶格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、常见的表面热处理可分为表面淬火和表面化学热处理。 3、铸铁是含碳量在大于% 铁碳合金，单铸铁中的碳大部分不再以渗碳体的形式存在，而是以游离的石墨状态存在。 4、铸铁根据石墨形态不同可分为灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和蠕墨铸铁四大类。它们在石墨的形态分别为_片状、棉絮状、球状和蠕虫状。 5、常用的常规热处理方法有回火、正火和淬火、退火。 6、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。 7、实际金属中存在有点缺陷、线缺陷和面缺陷三类晶体缺陷。 8、过冷度是指理论结晶温度与实际结晶温度之差；其表示符号△T 。 9、钢的热处理工艺由加热、保温、冷却三个阶段所组成。 10、零件失效的形式有：变形失效、断裂失效及表面损伤失效。 12、根据晶胞的几何形状或自身的对称性，可把晶体结构分为七大晶系、十四种空间点阵。 13、热滞是由于过热和过冷现象的影响，加热时相变温度偏向高温，冷却时相变温度偏向低温的现象。 14、细化铸态金属晶粒主要采用下面两种方法为：增大金属的过冷度、变质处理。 15、合金钢按用途可分合金结构钢、合金工具钢、和特殊性能钢。 二、选择题（10×2％=20％） 1、化学热处理与其他热处理的主要区别是（ C ） A 组织变化 B 加热温度 C 改变表面化学成分 D 添加剂不同 2、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 3、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 4、过共析钢的正常淬火加热温度是( C )。 A．Acm以上(30—50℃) B．Ac3以上(30—50℃) C．Ac1以上(30—50℃) D．Ac1以下(30—50℃) 5、属于体心立方晶格的金属有。（ B ） A.α-Fe,铝 B.α-Fe,铬 C.γ-Fe,铝 6、淬火的目的是把奥氏体化的钢件淬成( A )。 A.马氏体 B.铁素体 C.莱氏体 D.渗碳体 7、刀具、量具淬火后，一般都要进行低温回火，使刀具、量具达到( B )。 A.低硬度而耐磨的目的 B.高硬度而耐磨的目的 C.中硬度而弹性高的目的 D.高硬度而弹性高的目的 8、C曲线右移使淬火临界冷却速度（ A ），淬透性（）。 A 减小、增大 B 减小、减小 C 增大、减小 D、增大、增大

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

(建筑工程管理)工程材料与热加工试卷

（建筑工程管理）工程材料与热加工试卷

1.金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫（）。 A.强度B.硬度C.塑性D.弹性 2.在晶体缺陷中，属于点缺陷的有（）。 A.间隙原子B.位错C.晶界D.缩孔 3.铁素体是碳溶解在（）中所形成的间隙固溶体。 A ．α-FeB ．γ-FeC ．δ-FeD ．β-Fe 4.加热是钢进行热处理的第壹步，其目的是使钢获得（）。 A ．基体组织B ．A 体组织C ．P 体组织D ．M 体组织 5.碳钢的淬火工艺是将其工件加热到壹定温度，保温壹段时间，然后采用的冷却方式是（）。 一、 单项选择题（每小题1分，共20分） 在下列每小题的四个备选答案中选出一个正确的答 案，并将其字母标号填入题干的括号内。

A．随炉冷却B．在风中冷却C．在空气中冷却D．在水中冷却 6.完全退火主要用于（）。 A．亚共析钢B．共析钢C．过共析钢D．所有钢种 7.除（）元素外，其它合金元素溶于奥氏体后，均能增加过冷奥氏体的稳定性。A．CoB．CrC．MnD．Ti 8.珠光体是壹种（）。 A．固溶体B．金属化合物C．机械混合物D．单相组织金属 9.金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将()： A：越高B：越低C：越接近理论结晶温度D：不变 10.在金属结晶时，向液体金属中加入某种难熔杂质来有效细化金属的晶粒，以达到改善其机械性能的目的，这种细化晶粒的方法叫做()： A：时效处理B：变质处理C：加工硬化D：调质 11.钢在淬火后获得的马氏体组织的粗细主要取决于()： A奥氏体的本质晶粒度；B奥氏体的实际晶粒度；C奥氏体的起始晶粒度。12.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；B中淬透性钢；C低淬透性钢。 13.扩散退火的目的是：() A消除和改善晶内偏析；B消除冷塑性变形后产生的加工硬化；C降低硬度以便于加工。 14.主要用于各种弹簧淬火后的处理。()

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

(完整word版)工程材料及热处理(完整版)

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。

工程材料与热处理试卷.

08机电一体化《程材料与热处理》复习题 一、填空 1、根据采用的渗碳剂的不同，将渗碳分为固体渗碳、__液体渗氮__和__气体渗氮_三种。 2、金属的力学性能主要有__强度__、_硬度_、塑性等。 3、理论结晶温度与实际结晶温度之差称为_过冷度_。冷却速度越_快_，过冷度也越大。 4、铁碳合金室温的基本组织有_铁素体___、__奥氏体__、渗碳体、珠光体和莱氏体等。 5、实际金属晶体的缺陷有点缺陷、__线缺陷__、_面缺陷_。 6、常见碳素钢按含碳量分为高碳钢、_中碳钢__、_低碳钢_。 7、在机械零件中，要求表面具有耐磨性和__硬度__，而心部要求足够塑性和__强度_时，应进行表面热处理。 8、热处理工艺过程都由 _加热__、保温、_冷却_ 三个阶段组成.。 9、工厂里淬火常用的淬火介质有_水_、__油_和盐水溶液等。 10、常用的整体热处理有退火、 _正火_、__淬火_ 回火等。 11、根据构成合金元素之间相互作用不同，合金组织可分为___纯金属___、___固溶体、混合物三种类型。 12、铸铁按碳存在形式分_灰铸铁_ _蠕墨铸铁_可锻铸铁、球墨铸铁等。 13、从金属学观点来说，凡在再结晶温度以下进行的加工，称为_冷轧_；而在再结晶温度以上进行的加工，称为_热轧_。 14、常用的淬火缺陷有_氧化___与脱碳、过热与_过烧__、畸变与开裂和硬度不足与软点等。 15、常见的金属晶体结构有体心立方晶格、_面心立方晶格___和__密排六方晶格__三种。 16、工业上广泛应用的铜合金按化学成分的不同分__黄铜_、__青铜__ 、白铜。 17、合金常见的相图有_匀晶、__共晶__、包晶相图和具有稳定化合物的二元相图。 18、调质是__淬火__和_高温回火_的热处理。 19、铁碳合金相图是表示在___及其缓慢冷却__的条件下，不同成分的铁碳合金的_组织状态_，随温度变化的图形。 20、金属材料的性能包括物理性能、化学性能、__工艺__性能和___经济__性能。 二选择 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 2、正火与退火比正确的是（ C ）。 A 正火成本高 B正火时间长 C 正火硬度高 D 正火后强度低 3、钢在一定条件下淬火后，获得淬硬层深度的能力称为（ A ）。 A、淬硬度 B、淬透性 C、耐磨性 D、红硬性 4、试样拉断前承受的最大标称拉应力称为（ B ）。 A 屈服强度 B抗拉强度 C 塑性强度 D 抗压强度 5、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 6、常用金属的塑性判断依据是断后伸长率和（ C ）。 A 硬度 B 强度 C 断面收缩率 D 屈服极限 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 7、金属的韧性通常随温度降低（ B）。 A 变好 B 变差 C 不变 D 都不对 8、马氏体组织有两种形态（ C ）。 A 板条、树状 B 板条、针状 C 树状、针状 D 索状、树状 9、铁碳合金相图中，ECF线是（D ）。 A 液相线 B 共析线 C 固相线 D 共晶线 10、钢是以铁为主要元素的铁碳合金，一般含碳量小于（ B ）。 A 0.77% B 2.11% C 4.3% D 6.69%

工程材料与热处理 第4章作业题参考答案说课材料

1.滑移和孪晶的变形机制有何不同？为什么在一般条件下进行塑性变形时锌中容易出现 孪晶，而纯铁中容易出现滑移带？ 主要的不同：（1）晶体位向在滑移前后不改变，而在孪生前后晶体位向改变，形成镜面对称关系。（2）滑移的变形量为滑移方向原子间距的整数倍，而孪生过程中的位移量正比于该层至孪晶面的距离。（3）孪生是一部分晶体发生了均匀的切变，而滑移是不均匀的。 锌的晶体结构为密排六方，密排六方金属滑移系少，所以容易出现孪晶，而纯铁为体心立方结构，滑移系多，所以容易出现滑移带。 2.多晶体塑性变形与单晶体塑性变形有何不同？ 多晶体的每一晶粒滑移变形的规律与单晶体相同，但由于多晶体中存在晶界，且各晶体的取向也不相同，多晶体的塑性变形具有以下特点： （1）各晶粒不同同时变形； （2）各晶粒变形的不均匀性； （3）各变形晶粒相互协调。 3.什么是滑移、滑移线、滑移带和滑移系？滑移线和滑移带是如何在金属表面形成的？列 举金属中常见晶体结构最重要的滑移系，并在其晶胞内画出一个滑移系。哪种晶体的塑性最好？哪个次之？为什么？ 所谓滑移是指在切应力的作用下，晶体的一部分相对于另一部分沿一定的晶面和晶向发生相对滑动，滑动后原子处于新的稳定位置。晶体材料的滑移面与晶体表面的交线称为滑移线。由数目不等的滑移线或滑移台阶组成的条带称为滑移带。一个滑移面和该面上的一个滑移方向组成一个滑移系。 滑移线是由于晶体的滑移变形使试样的抛光表面产生高低不一的台阶所造成的；相互靠近的小台阶在宏观上反映的是一个大台阶，所以形成了滑移带。 滑移系越多，金属发生滑移的可能性越大，塑性就越好。滑移方向对滑移所起的作用比滑移面大，所以面心立方晶格金属比体心立方晶格金属的塑性更好。密排六方由于滑移少，塑性最差。 4.简述一次再结晶与二次再结晶的驱动力，并说明如何区分冷、热加工。动态再结晶与静 态再结晶后的组织结构的主要区别是什么？ 一次再结晶的驱动力是冷变形所产生的储存能的释放。二次再结晶的驱动力是由于界面能变化引起的。在再结晶温度以上的加工变形称为热加工，在再结晶温度以下的加工过程称为冷加工。 动态再结晶和静态再结晶过程相似，同样是形核长大过程，也是通过形成新的大角度晶

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（ ）

机械工程材料与热加工工艺-(1)

机械工程材料与热加工工艺 -⑴ 第一章金属材料的力学性能 1.什么是应力？什么是应变？ 2.缩颈现象在力一拉伸图上哪一点？如果没有出现缩颈现象，是否表示该试样 没发生塑性变形？ 3.将钟表发条拉直是弹性变形还是塑性变形？怎样判断它的变形性质？ 4.布氏和洛氏硬度各有什么优缺点？下列情况采用哪种硬度法来检查其硬度： 库存钢材，硬质合金刀头，锻件，台虎钳钳口。 5.下列符号所代表的力学性能指标的名称和含义是什么： E, 6,6,6.2,二」，、,'一，:k,HRC, HBS,HBW ,HV . 洛氏硬度的测试规范 标尺压头 总载荷 / N 适用测 试材料 有效值 HRA 1200金刚石 圆锥体 600 硬质合 金，表面 淬火钢 70-85

HRB?1.588mm 淬火 钢球1000 退火钢， 非铁合金25-100 HRC 120°金刚石 圆锥体 1500 般淬 火钢件 20-67第二章金属及合金的结构与结晶 1.名词解释：金属键，晶体，晶格，配位数，致密度，单晶体，多晶体，晶体 缺陷，相，固溶体，金属化合物，相图。 2.简述金属的结晶过程。 3.金属的晶粒粗细对其力学性能有什么影响。 4.典型金属铸锭组织有哪几部分组成？影响金属铸锭组织的因素有哪些？

第三章铁碳合金相图 1.什么是同素异构转变？室温和110C°C时纯铁晶格有什么不同? 填表： 3■试绘简化的铁碳合金状态图中钢的部分，标出各特性点的符号，填写各区相和组织名称。 4.分析在缓慢冷却条件下，45钢和T10钢的结晶过程和室温组织。 5.含碳量对碳钢组织与性能有哪些影响？ 第四章钢的热处理 1.什么叫热处理？常用热处理的方法大致分为哪几类？ 2.简述钢在加热时奥氏体的形成过程，影响奥氏体晶粒长大的因素有哪些？ 3.简述过冷奥氏体等温转变产物的组织和性能？影响过冷奥氏体转变的因素 有哪些？ 4.在连续冷却转变中如何应用过冷奥氏体等温转变？ 5.什么叫退火？什么叫正火？两者的特点和用途有什么不同？ 6.亚共析钢的淬火为何是A c「(30 -50 C) ?过高或过低有什么弊端? 7.什么叫钢的淬透性和淬硬性？影响钢的淬透性的因素有哪些？ &碳钢在油中淬火的后果如何？为什么合金钢可以在油中淬火？ 9.钢在淬火后为什么要回火？三种类型回火的用途有什么不同？汽车发动机

工艺工程材料与热处理考试试题

工艺工程材料与热处理考试试题-----------------------作者：

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1.材料的硬度通常在（ ）时，可加工性能良好。 A. 200～300HBW B.180～230HBW C.40～45HRC D.70～85HRA 2.变质处理的目的是（ ）。 A. 细化晶粒 B.改变晶体结构 C.减少杂质 D. 减少晶核 3.一般工程图样上标注材料的（ ），作为零件检验和验收的主要依据。 A.强度 B.硬度 C.塑性 D.刚度 4.平均含碳量为0.4%的铁碳合金的室温组织为（ ）。 A. P B. F C. P+F D. P+Fe 3C 5.共析钢奥氏体过冷到350℃等温将得到（ ）。 A.马氏体 B.珠光体 C.贝氏体 D.索氏体 6.高碳工具钢预备热处理一般采用（ ）。 A.去应力退火 B.再结晶退火 C.球化退火 D.正火 7.原用40Cr 钢制造的零件，若因材料短缺，可以用（ ）钢来替代。 A.20Cr B.45 C.Q345 D.Cr12 8.用T8钢做木工工具，最终热处理应采用（ ）。 A.调质处理 B.球化处理 C.正火 D.淬火+低温回火 9.对铸铁进行的热处理，可改变铸铁组织中的（ ）。 A.石墨形态 B.基体组织 C. 石墨分布D.石墨大小 10. （ ）是不能提高钢的淬透性的合金元素。 A.铬 B.锰 C.钴 D.硅 一、 单项选择题（每小题1分，共20分） 在下列每小题的四个备选答案中选出一个正确的答 案，并将其字母标号填入题干的括号内。

11.一些大型、复杂的铸件或精度要求较高的铸件，如机床床身，其预热处理应采用（）。 A.正火 B.冷处理 C.人工时效 D.高温退火 12.高碳钢最佳切削性能的热处理工艺方法应是（）。 A.完全退火 B.球化退火 C.正火 D.淬火 13.对于要求综合性能良好的轴、齿轮、连杆等重要零件，应选择（）。 A.合金弹簧钢 B.合金调质钢 C.合金工具钢 D.不锈钢 14.压铸模的工作温度最高，故压铸模用钢应以耐热性要求为主，应用最广的是（）。 A.5CrNiMo B. Cr12MoV C. 3Cr2W8V D. CrWMn 15.淬火钢回火后的硬度主要取决于（）。 A.回火加速度 B.回火冷却速度 C.回火温度 D. 回火时间 16.9SiCr钢适用于制造（） A.电冰箱壳体 B.丝锥（板牙） C.轴类零件 D.弹簧 17.材料在外力力作用下对变形与断裂的抵抗能力称为（） A.塑性 B.强度 C. 硬度 D.刚度 18雷达罩适用于下列材料制造（） A.玻璃钢 B.聚酰胺 C.氧化铝陶瓷 D.青铜 19.钢在轧制或锻造的温度范围必须选择在Fe-Fe3C相图中（）区。 A.铁素体+奥氏体 B.单一奥氏体 C. 铁素体+珠光体 D. 奥氏体+渗碳体 20.发动机曲轴通常用是以下材料制造（） A.中碳钢 B.不锈钢 C.球墨铸铁 D.铝合金 二、填空题（每小题1分，共10分） 21.在45钢中珠光体的含量为__________。 22.晶体缺陷按几何特征可分为__________、线缺陷（位错）和面缺陷（如晶界、亚晶

《工程材料和热加工工艺基础》基础题

一章、力学性能 一、填空： 1.材料的硬度分为布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度，其符号分别是HBW 、HR和 HV。 2.金属抗拉强度的符号是Rm ，塑性的指标主要有断后伸长率和断面收缩率。 3.大小、方向或大小和方向都随时发生周期性变化的载荷称为交变载荷。（考证真题） 二、选择： 1.500HBW5/750表示直径为 5 mm的硬质合金压头、在750 Kgf 载荷作用下、保持1~15 S测的硬度值为 500。（考证真题） 2.拉伸试验可测定材料的AC。 A.强度 B.硬度 C.塑性 D.韧性 3.下列力学性能中，C适于成品零件的检验，可不破坏试样。 A. b σ B.A k C.HRC 4.疲劳实验时，试样承受的载荷为 B 。（考证真题） A.静载荷 B.交变载荷 C.冲击载荷 D.动载荷 5.常用塑性的判断依据是 A 。（考证真题） A.断后伸长率和断面收缩率 B.塑性和韧性 C.断面收缩率和塑性 D.断后伸长率和塑性 6.适于测试硬质合金、表面淬火钢及薄片金属硬度的方法是C。（考证真题） A.布氏硬度 B.洛氏硬度 C.维氏硬度 D.以上都可以 7.不适于成品与表面薄片层硬度测量的方法是A。（考证真题） A.布氏硬度 B.洛氏硬度 C.维氏硬度 D.以上都不宜 8.用金刚石圆锥体作为压头可以用来测试B。（考证真题） A.布氏硬度 B.洛氏硬度 C.维氏硬度 D.以上都可以 9.表示金属抗拉强度的符号是C。 A.R eL B.R s C.R m D. 1- σ

10.金属在静载荷作用下，抵抗变形和破坏的能力称为C。 A.塑性 B.硬度 C.强度 D.弹性 三、判断 1.塑性变形能随载荷的去除而消失。（错） 2.所有金属在拉伸实验时都会出现屈服现象。（错） 3.一般情况下，硬度高的材料耐磨性好。（对） 4.硬度测试时，压痕越大（深）,材料硬度越高。（错） 5.材料在受力时，抵抗弹性变形的能力成为刚度。（对） 四、计算 某厂购入一批40钢，按标准规定其力学性能指标为：R eL ≥340MPa，Rm≥540MPa，A ≥19%，Z≥45%。验收时取样制成d 0=10mm L =100mm的短试样进行拉伸试验，测得 F eL =31.4KN，Fm=41.7KN，L 1 =62mm，d 1 =7.3mm。请判断这批钢材是否合格。 屈服强度R eL =4F eL /πd 2 抗拉强度Rm=4Fm/πd 2 断后伸长率A=（L ―L 1 ）/L 断面收缩率Z=(S ―S 1 )/S =(d 2-d 1 2)/d 2 二章、金属的晶体结构与结晶 一、解释 晶体：晶格：晶胞： 二、填空、选择、 1.金属常见的晶格有体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格三种类型。 2.晶体的内部晶格位相完全一致的晶体称为单晶体。外形成多面体的小晶体称为 晶粒；晶粒与晶粒间的界面称为晶界；由许多晶粒组成的晶体称为多晶体。 3.实际属的金晶体缺陷有点缺陷、线缺陷与面缺陷三类。（考证真题） 4.单位体积中包含位错线的总长度称为位错密度。（考证真题） 5.金属结晶过程是一个晶核形成和长大的过程。 6.金属晶粒越细，其力学性能越好。 7.常温下晶粒尺寸越大，金属的变形抗力越差。（考证真题） 8.细化晶粒的办法有提高过冷度、调质处理、附加振动三种。

工程材料与热加工-试卷1答案

1.表示金属材料屈服强度的符号是（B ）。 A.σe B.σs C.σb D.σp 2.在测量薄片工件的硬度时，常用的硬度测试方法的表示符号是（B ）。 A.HB B.HV C.HRA D.HRB 3.承受（D ）作用的零件，使用时可能会出现疲劳断裂。 A.静拉力 B.静压力 C.大的冲击力 D.交变应力 4.每个面心立方晶胞中包含有（C ）个原子。 A.2 B.3 C.4 D.6 5.在晶体缺陷中，属于点缺陷的有（A ）。 A.间隙原子 B.位错 C.晶界 D.缩孔 6.变质处理的目的是（B ）。 A.改变晶体结构 B.细化晶粒 C.改善冶炼质量，减少杂质 D.促进成分均匀化 7.铁素体是碳溶解在（A ）中所形成的间隙固溶体。 A.α-Fe B.γ-Fe C.δ-Fe D.Fe 3 C 8.珠光体是一种（C ）。 A.固溶体 B.金属化合物 C.机械混合物 D.非金属 9.在Fe-Fe 3C 相图中，共析线也称为（A ）。 A.A 1线 B.A 3线 C.A cm 线 D.ECF 线 10.下列组织中强度最高的是（B ）。 A.铁素体 B.珠光体 C.奥氏体 D.渗碳体 11.要求高硬度和耐磨性的工具，应选用（C ）的钢。 A.低碳成分 B.中碳成分 C.高碳成分 D.低碳、高合金元素成分 12.正火是将工件加热到一定温度，保温一段时间，然后采用的冷却方式是（B ）。 A.随炉冷却 B.在空气中冷却 C.在油中冷却 D.在水中冷却 13.共析钢在奥氏体的连续冷却转变产物中，不可能出现的组织是（C ）。 2012年10月江苏农林职业技术学院 05791工程材料与热加工（模拟试卷一）答案 一、单项选择题（每小题1分，共20分） 在下列每小题的四个备选答案中选出一个正确的答 案，并将其字母标号填入题干的括号内。

工程材料及机械制造基础复习(热加工工艺基础) (1)

工程材料及机械制造基础复习（Ⅱ） ——热加工工艺基础 铸造 1．1 铸造工艺基础 (1)液态金属的充型能力 液态金属充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力，称为液态金属充填铸型的能力。 充型能力好，易获得形状完整、尺寸准确、轮廓清晰的铸件，有利于排气和排渣，有利于补缩。 充型能力不好，铸件易产生浇不足、冷隔、气孔、渣孔等缺陷。 影响液态金属充型能力的因素是： 1)合金的流动性 液态金属的充型能力主要取决于合金的流动性，即合金本身的流动能力。流动性的好坏用螺旋线长度来表示。螺旋线长度越长，流动性越好；反之，则流动性越差。 共晶成分的合金流动性最好，离共晶成分越远，流动性越差。 2)浇注条件 ①浇注温度：浇注温度越高，则充型能力越好。因为浇注温度高，金属液的黏度低，同时，因金属液含热量多，能保持液态的时间长，由于过热的金属液传给铸型的热量多，在结晶温度区间的降温速度缓慢。但在实际生产中，常用“高温出炉，低温浇注”的原则，因为浇注温度越高，金属收缩量增加，吸气增多，氧化也严重，铸件容易产生缩孔、缩松、粘砂、气孔等缺陷。 ②充型压头。 ③浇注系统的结构。 3)铸型填充条件：包括铸型材料、铸型温度和铸型中的气体等。 (2)合金的收缩 1)基本概念 铸件在冷却、凝固过程中，其体积和尺寸减少的现象叫做收缩。铸造合金从浇注温度冷到室温的收缩过程包括液态收缩、凝固收缩和固态收缩三个互相联系的阶段。 总收缩；液态收缩+凝固收缩+固态收缩 ∨↓ 体积变化尺寸变化 ↓↓ 产生缩孔、缩松的基本原因产生应力、变形、裂纹的基本原因 影响收缩的因素是： ①化学成分：凡是促进石墨化的元素增加，收缩减少，否则收缩率增大。 ②浇注温度：T浇↑→过热度↑→液态收缩↑→总收缩↑。

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