金属材料与热处理工艺考试题答案

二）1、叙述汽车变速箱齿轮的工作条件及性能要求，从成分上如何保证？2、要采用哪些热处理工艺方法来保证齿轮的加工及最终的性能要求？并说明每种方法的作用及获得的组织。工作条件：齿根受到大的交变弯曲应力，齿面有很大的接触疲劳应力，强烈的摩擦，有时受力比较大，频繁地受到冲击。

性能要求：高的弯曲疲劳强度，高的接触疲劳强度，足够的塑性韧性，耐磨性好。

成分：表面有渗碳层，要含有锰、铬、镍等提高淬透性元素，含有钛、钒等细化晶粒元素。热处理工艺：锻造—正火---加工齿形----局部镀铜---渗碳---预冷--直接淬火---低温回火---喷丸处理---研磨---装配

各种热处理作用及得到组织：

1.正火：改善锻造后变形不均匀而造成的晶粒粗大，细化晶粒，消除加工硬化，降低硬度，改善切屑加工性能。得到组织：铁素体+索氏体

2.局部镀铜：不需要渗碳的部位镀铜。

3.气体渗碳：920—950摄氏度

4.预冷：减少热应力，减少残余奥氏体。

5.淬火：油冷。得到组织：表面为马氏体+碳化物；内部为低碳马氏体。

6.低温回火：180—220摄氏度得到组织：表面为回火马氏体+碳化物+残余奥氏体

内部为低碳马氏体。

7.喷丸：表面产生残余压应力，提高表面疲劳强度。消除氧化皮。

（三）制造高速切削刀具（工作温度600度），问：1、采用什么材料合适？为什么？2这种材料的铸态组织如何？如何改善？3、采用哪些热处理保证加工和最终性能？作用是什么？得到的组织是什么？

材料：采用高速钢（例如W18Cr4V）

原因：高速钢可以保证刀具在600多度是实际硬度依然高于50HRC,从而具有优良的切削性和相耐磨性。

铸态组织：鱼骨状莱氏体（Ld）、黑色组织（δ共析体等）、白亮组织（M+AR）。

改善：必须经过锻轧，锻造时采用合适的锻压比，一般7—11之间，反复拉拔和锻粗；锻造时先轻锤快打，后重锤锻打；锻造后要缓慢冷却;进行退火。

热处理：锻轧—退火—淬火—回火

作用：锻轧为了使碳化物成颗粒状分布；

退火为了消除锻造应力，降低硬度便于切削加工，同时也为淬火作组织准备；得到组织为：奥氏体+碳化物。

淬火：为了获得高合金的奥氏体，提高硬度和热硬性。得到组织为贝氏体+残余奥氏体+碳化物。

回火：进一步减少残余奥氏体的量。得到组织为回火马氏体+碳化物+少量残余奥氏体。

1、叙述淬透性及淬硬性和实际条件下的淬硬层深度的区别？

答：钢的淬透性是指钢材被淬透的能力或者说钢的淬透性是指表征钢材淬火时获得马氏体能力的特征，淬硬性钢在淬火时得到马氏体的最大硬度影响其的因素为马氏体中的碳含量，淬硬层深度表示表面到半马氏体区的深度。

2、何为退火正火？主要的目的是什么？叙述退火和正火的选用原则？

答：将组织偏离平衡状态的金属或合金加热到适当的温度保持一定时间然后缓慢冷却（随炉冷却）已达到接近平衡状态的组织的热处理工艺称为退火。目的在于均匀化学成分，改善机械性能及工艺性能消除或减少内应力并为零件最终热处理准备合适的内部组织。正火是将钢材或钢件加热到Ac3或Accm以上适当温度保温适当时间后在空气中冷却得到珠光体类组织的热处理工艺。目的是获得一定的硬度、细化晶粒、并获得比较均匀的组织和性能。碳的质量分数在百分之0.25一下的钢在并没有其他热处理工序时，可用正火提高其强度，对碳含量为0.25%--0.5%的钢一般采用正火，对碳含量质量分数为0.5%--0.75%一般采用完全退火。碳

的质量分数0.75%--1.0%的钢用来制造弹簧的采用完全退火做预备热处理；用来制作刀具采用球化退火；碳含量大雨1.0%的钢一般采用球化退火做预备热处理。

简述化学热处理的一般过程，气体渗碳的工艺渗层深度，渗碳后表层含碳量用钢、热处理，组织和应用。

答：化学热处理过程是一个比较复杂的过程，一般常把它看成有由渗剂中的反应，渗剂中的扩散、渗剂与被渗金属表面的界面反应，被渗元素原子的扩散过程中相变等过程所构成。气体渗碳是工件在气体介质中进行碳的渗入过程的方法可以用碳氢化合物有机液体。渗碳层的厚度一般为0.5--2mm、渗碳后表层含碳量为0.85%--0.15%，用的钢是0.1%--0.25%低碳钢和低碳合金钢。热处理工艺是淬火加回火。最终的组织为表层：回火马氏体颗粒状碳化物和少量的残余奥氏体，心部：淬透为马氏体加索氏体，未淬透铁素体加索氏体。适用于承受磨损交变接触应力，或弯曲应力和冲击载荷的零件，如轴、活塞销、齿轮、凸轮轴等，以及便面要求有很高的硬度及心部要求有很高的足够的强度和任性。

铸铁的石墨化过程及其影响因素并说明铸铁的组织和石墨化关系？

答：一、化学因素的影响：1碳和硅是铸铁当中的最基本元素，他们都是强烈促进石墨化的元素，不仅有助于第一阶段石墨化也能促进第二阶段石墨化。2磷的影响：磷是促进石墨化的元素。3锰的影响：锰是一种阻止石墨化的元素。4硫的影响：硫是促进白口的元素而且会降低铁水的流动性并使铸铁中产生气泡。二、冷却速度的影响：1化学成分选定后，改变铸铁共晶阶段时的冷却速度，可以是灰口铸铁也可以是白口铸铁。第一阶段石墨化完全进行的前提下，第二阶段石墨化完全进行，得到的组织为铁素体加石墨；第二阶段部分进行得到的组织为铁素体加珠光体加石墨；第三阶段未进行得到的珠光体加石墨。第一阶段部分进行第二阶段未进行得到的组织为莱氏体+珠光体+石墨。第一阶段未进行第二阶段未进行得到的组织为莱氏体。

何为失效？失效的类型？简述失效的基础原因并说明选材的一般原则？

答：失效是零部件丧失规定的功能，失效可分为变形、断裂、表面损伤。原因：1设计方面不合理、2选材不合理3加工不正确4不能正确的安装使用。

6何为淬火热应力？组织应力？影响因素有哪些？简述组织应力和热应力造成的变形？

答：工件在加热时由于不同部位的温度差异导致热涨（或冷缩）的不一致所引起的应力称为热应力。

工件不同部位组织转变不同时性而引起的内应力称为组织应力。

影响因素：含碳量的影响：随着含碳量的增加热应力作用逐渐减弱组织应力逐渐增强。

合金元素的影响：加入合金元素热应力和组织应力增加。

工件尺寸的影响：a.在完全淬透的情况下随着工件直径的增大淬火后残余应力将由组织应力性逐渐变成热应力性。

b.在未完全淬透的情况下所产生的应力特性是与热应力相似的，工件直径越大淬硬层越薄，热应力特性越明显。

淬火介质和冷却方法的影响:如果在高于Ms点以上的温度区域冷却速度快而在温度低于Ms点区域冷却速度慢则为热应力性，反之则为组织应力型。

变形规律：a.热应力引起的变形发生在钢件屈服强度较低塑性较高而在表面冷却快工件内表面冷却快工件内外温差最大的高温区，此时瞬时热应力，表面张力心部压应力心部温度高，屈服强度比表面低得多，易于变形因此表现为多向压应力作用下的变形。即立方体向呈球形方向变化，即尺寸较大的一方缩小而尺寸较小的一方胀大。

b.组织应力引起变形产生在早期织应力最大时刻，此时界面温差较大，心部温度较高仍处于奥氏体状态，塑性较好，屈服强度较低，瞬时组织应力是表面压应力心部拉应力，其变形表现为心部在多向拉应力作用下拉长，由此导致的结果为在组织应力作用下工件尺寸较大的一方伸长而尺寸较小的一方缩短。

7回火工艺的分类？得到的组织性能及应用？

答：可分为低温回火、中温回火、高温回火，低温回火的到的组织为回火马氏体及细小的碳化物颗粒；中温回火的组织为回火屈氏体；高温回火的组织为回火索氏体。低温回火的性能保证一定硬度的前提下具有较好的塑性和韧性。中温回火的性能：碳化物已经开始聚集，机体开始恢复，第二类内应力趋于消失，因而有具有较高的弹性极限又有较高的塑性和韧性。高温回火课获得良好的综合机械性能。低温回火主要应用工具量具、精密量具和高精度配的结构零件；中温回火后弹性高疲劳性能好；高温回火应用于发动机轴、连杆、连杆螺栓，具有良好机械性能的零件。

8何为耐磨钢，简述高锰钢的铸态组织牌号、热处理及作用。

耐磨钢指在一定工作条件下具有较高抗磨损能力的钢，组织为珠光体、奥氏体、马氏体加碳化物复合组织。常用的高猛铸钢为ZGMn13型等，所进行的热处理为水韧处理。作用是防止产生裂纹和降低性能。

简述表面淬火的原理和工艺通入的频率如何、适用于什么钢种、并说明感应淬火的特点？答：表面淬火时利用感应电流通过工件产生的热效应使工件表面局部加热，继之快速冷却所得的马氏体的工艺。所用的原理为涡流和集肤效应。分为高频淬火30-1000KHZ、中频淬火小于10KHZ、高频脉冲淬火约为27MHZ。使用的钢种：0.4—0.5%的中碳结构钢、铸铁。特点：1、得到细小的隐晶马氏体，表明硬度一般比淬火高2-3个数量级。2、疲劳强度高、缺口敏感性低，表面残余压应力的产生。3、耐磨性比普通淬火高4、变形小，几乎没有氧化和脱碳，比普通缺陷小。

何为淬火？冷却介质有哪些及应用，各种淬火方法优缺点及应用？

答：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，冷却以得到介稳状态的马氏体或下贝氏体的热处理工艺。冷却介质有水及其溶液、油、水油混合液以及低熔点熔盐，油一般用在合金钢和结构简单的碳钢，水一般用于碳钢。单液淬火法的应用主要是简单的碳钢和合金钢焊件；中断淬火法优点减少在水中淬火的内应力，缺点对于各种工件很那确定其在冷却介质中停留的时间，而对于同种工件，这时间也难以控制，主要用于碳钢制的大型工件，喷射淬火法优点不会在工件表面形成蒸汽膜，这样就能保证得到比普通水中淬火更深的淬硬层，缺点以淬火部分受未淬火部分残余热量的影响，主要用于局部淬火。分级淬火法优点不仅减少热应力而且由于马氏体转变前，工件各部分温度以趋于均匀，因而马氏体转变的不同时现象也减少，适用于尺寸较小的工件。等温淬火法优点热应力组织应力均较小，故形状变形体积变形都较小，主要的目的是为了获得变形小硬度较高并兼有良好性能的工件。

合金元素和铁碳的相互作用？

答：碳化物分为碳化物形成元素和非碳化物形成元素。碳化物形成元素有Ti、Zr、V、Nb、W、Mo、Cr、Mn、Fe。其中的Ti、Zr、V、Nb为强碳化物形成元素，它们和碳有极强的化合力，只要有足够的碳，在适当的条件下，就能形成它们自己特殊的碳化物，仅在缺少碳的情况下，才以原子状态溶入固溶体中。Mn为弱碳化物形成元素，除少量可溶于渗碳体中形成合金渗碳体外，几乎都溶解于铁素体和奥氏体中；中强碳化物形成元素为W、Mo、Cr，当其含量较少时，多半溶于渗碳体中，形成合金渗族体，当其含量较高时，则可能形成新的特殊碳化物。非碳化物形成元素指合金钢中与碳的亲和力较小，在钢铁材料的组织中主要以固溶体或中间相的形式存在，而不形成单独碳化物的合金元素。包括钴、硅、铝、铜等。二、1、Cr12MoV：名称：高碳高铬模具钢（冷作模具钢）含碳 1.45%~1.70%，合金元素含量Cr 11%~12.50%，Mo0.40%~0.60%，V 0.15%~0.30%，

合金元素作用：减少并细化共晶碳化物，细化晶粒，改善韧性，

热处理方法：一次硬化法和二次硬化法，一次硬化作用：细化晶粒，提高强韧性。二次硬化作用：淬火使碳化物溶解，多次回火消除残余奥氏体提高硬度。组织残余奥氏体+马氏体+碳化物

应用：制造大尺寸，形状复杂，承受载荷较大的模具。

2、60Si2Mn 名称弹簧钢，含碳0.6% 合金元素含量Si0.2% Mn《1.5%

合金元素作用：Mn提高淬透性，Si提高弹性极限。

热处理方法：淬火，中温回火，热处理作用：使弹簧具有一定的冲击韧性，较高的弹性极限，屈强比和最高的疲劳强度。

组织：回火屈氏体。应用：机动车辆，汽车拖拉机上的板弹簧，螺旋弹簧，汽缸安全弹簧及其他高应力工作下的重要弹簧。

3、CrWMn，含碳：0.90%~1.05%，名称：低合金工具钢，合金元素含量，Si≤0.40% Mn0.80~3.10%

0.90%~1.20% ，W1.20%~1.60%

1.合金元素的作用：提高淬透性，可用油淬等缓慢方式冷却，减少变形开裂Cr细化碳化物，使合金渗碳体均匀分布且易于球化，Si能提高低温抗回火稳定性，提高钢的强韧度。

2.热处理方法：正火——球化退火——回火

3.热处理及作用组织：淬火以前必须经过球化退火得到粒状珠光体的原始组织以利于切削加工并且淬火过热倾向小。退火温度以30℃~40℃|每小时冷至700℃，余温4小时再炉冷到600℃淬火温度为Acm+30~50℃，淬火得到贝氏体，马氏体。使钢的强度和塑性较大提高，硬度保持在60HRC以上，经250℃回火使碳化物细小，分布均匀，使用时不容易崩刀。应用：形状复杂，变形要求小的工件，特别是薄刃工具如丝锥，钻头，铰刀。

4、W18Cr4V名称：高速钢，含碳量：0.70%~0.90%，合金元素含量：Si 0.20%~0.40% Mn 0.10%~0.40% Cr 3.80%~4.40% Mo≤0.30% W 17.50%~19.00% V 1.00%~1.40%

合金元素作用：C是与大量碳化物的形成元素形成足够数量的碳化物，W，Mo的作用，W 是使钢获得红硬性，提高马氏体抗回火稳定性，降低热导率。Mo使其具有强韧性好，硬度性较好，具有良好的热塑性，便于加工，脱碳性大，过热敏感性大。V提高红硬度，提高硬度和耐磨性，细化晶粒，降低过热敏感性。Cr增加耐蚀性，增大抗氧化能力，Cr溶入是M6C 稳定性下降。Co提高红硬性，增强抗回火稳定性，提高为此硬化效果。

热处理：锻轧后退火形成粒状珠元体，淬火常有分级淬火，获得高合金奥氏体，获得高合金马氏体，回火（高温回火）析出碳化物产生次硬化冷处理（-70——-80℃）作用是减少回火次数。在面强化（表面化学热处理）为获得高速钢具的切削效率和耐用度。

应用：刀具

5、20CrMnTi : 渗碳钢20CrMnTi碳铬锰钛的平均含量分别为0.20% 1.00～1.30 % 0.80～1.10% 0.04～0.10 % 铬、锰的作用是提高钢的淬透性，获得大量的板条马氏体钛的作用是细化晶粒

热处理工艺：锻造—正火---加工齿形----局部镀铜---渗碳---预冷--直接淬火---低温回火---喷丸处理---研磨---装配

各种热处理作用及得到组织：

正火：改善锻造后变形不均匀而造成的晶粒粗大，细化晶粒，消除加工硬化，降低硬度，改善切屑加工性能。得到组织：铁素体+索氏体

局部镀铜：不需要渗碳的部位镀铜。

气体渗碳：920—950摄氏度

预冷：减少热应力，减少残余奥氏体。

淬火：油冷。得到组织：表面为马氏体+碳化物；内部为低碳马氏体。

低温回火：180—220摄氏度得到组织：表面为回火马氏体+碳化物+残余奥氏体

内部为低碳马氏体。

喷丸：表面产生残余压应力，提高表面疲劳强度。消除氧化皮。

应用：汽车的齿轮。

GCr15为滚动轴承钢，含碳量1.0%，含铬量为1.5%，铬能提高钢的淬透性和力学性能，又可以形成合金渗透体，还能提高回火的稳定性。

热处理方法为锻----球化退火----机械加工----淬火、回火-----磨加工。退火的目的是获得球状

珠光体组织增加钢的耐磨性和稳定性。淬火可以得到奥氏体马氏体及粒状碳化物，可得到硬度高、弯曲强度和韧度；回火得到回火马氏体+弥散分布的碳化物增加组织的稳定性和减小应力。

应用制造壁厚小于等于12mm，外径小于等于250mm的各种轴承套圈制造尺寸范围比较宽的滚动体，如钢球滚针和各种滚子，也可以制造模具量具及其他要求耐磨高解除疲劳强的零件。

7、40Cr碳的质量分数0.25%--0.45%Cr的作用：提高钢的淬透性的同时还提高回火稳定性，但有回火脆性倾向。热处理：淬火+回火，淬火的作用：硬化得到马氏体；回火的作用：减少消除淬火应力提高韧性和塑性得到组织为回火索氏体。主要制造：连杆螺栓、柴油机连杆。40CrNiMo高淬透性钢。C%：0.37--0.44，Cr：0.60--0.90，Si：0.17--0.37，Mo：0.15--0.25. Cr：提高淬透性，提高回火稳定性，但有回火脆性；Ni：提高钢基体硬度。Ni--Cr复合加入，提高淬火作用更大。Mo：提高淬透性，提高回火稳定性，细化晶粒。又能有效地消除或大为减少回火脆性倾向；热处理：淬火+回火。淬火：硬化、得到马氏体。回火：减少消除淬火应力，提高韧性和塑性，得到回火索氏体。应用：高强零件，如航空发动机轴、轴类，齿类。紧固件。

8、5CrNiMo热作模具钢。含碳量0.5-0.6%，Cr0.5-0.8、Ni1.40-1.80、Mo0.15-0.30；含碳保证一定硬度和冲击韧度。Cr元素能增加钢的淬透性，提高回火稳定性，改善钢的韧度。Ni能显著提高冲击韧性和Cr共同作用大大提高钢的淬透性，Mo能有效细化晶粒，减少热倾向削弱钢的回火脆性，提高回火稳定性。热处理工艺为：预热--加热保温--预冷--淬火--回火，预热和预冷的目的是使其温度均匀化，淬火后得到马氏体提高钢的强度和韧度。回火后得到马氏体和复相贝氏体，目的显著提高材料冲击韧性，提高强度。

5CrMnMo 热作模具钢C% 0.5~0.6% Mn%=1.2-1.6 Cr=0.60-0.90 Mo=0.15-0.30 Cr: 提高淬透性，提高回火稳定性，改变钢的冲击韧度

Mn：显著提高冲击韧度，和Cr提高钢的淬透性，

Mo:削弱回火脆性

热处理：淬火加回火

淬火：获得马氏体提高硬度

回火：消除应力，稳定组织和尺寸

得到的组织是回火马氏体

用于制作高强度高耐磨性的各种中小类型的锻模

金属材料与热处理教案

绪论 引入: 材料金属材料 机械行业本课程得重要性 主要内容：金属材料得基本知识(晶格结构及变性） 金属得性能(力学及工艺性能） 金属学基础知识（铁碳相图、组织） 热处理(退火、正火、淬火、回火) 学习方法：三个主线 重要概念 ①掌握 基本理论 ②成分 组织性能用途热处理 ③理论联系实际 引入：内部结构决定金属性能 内部结构？ 第一章:金属得结构与结晶 §1-１金属得晶体结构 ★学习目得:了解金属得晶体结构 ★重点：有关金属结构得基本概念:晶面、晶向、晶体、晶格、单晶

体、晶体,金属晶格得三种常见类型. ★难点：金属得晶体缺陷及其对金属性能得影响. 一、晶体与非晶体 1、晶体:原子在空间呈规则排列得固体物质称为“晶体"。（晶体内得原子之所以在空间就是规则排列，主要就是由于各原子之间得相互吸引力与排斥力相平衡得结晶。） 规则几何形状 性能特点: 熔点一定 各向异性 2、非晶体：非晶体得原子则就是无规则、无次序得堆积在一起得(如普通玻璃、松香、树脂等）。 二、金属晶格得类型 1、晶格与晶胞 晶格：把点阵中得结点假象用一序列平行直线连接起来构成空间格子称为晶格. 晶胞:构成晶格得最基本单元 2、晶面与晶向 晶面：点阵中得结点所构成得平面。 晶向：点阵中得结点所组成得直线 由于晶体中原子排列得规律性，可以用晶胞来描述其排列特征。(阵点(结点）:把原子（离子或分子）抽象为规则排列于空间得几何点,称为阵点或结点。点阵：阵点(或结点）在空间得排列方式称

晶体。) 晶胞晶面晶向 3、金属晶格得类型就是指金属中原子排列得规律。 7个晶系 1４种类型 最常见:体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格 (1)、体心立方晶格:(体心立方晶格得晶胞就是由八个原子构成得立方体,并且在立方体得体中心还有一个原子）。 属于这种晶格得金属有：铬Cr、钒Ｖ、钨Ｗ、钼Ｍｏ、及α—铁α-Fe 所含原子数 1/8×8+1=2（个) (2）、面心立方晶格：面心立方晶格得晶胞也就是由八个原子构成得立方体,但在立方体得每个面上还各有一个原子。 属于这种晶格得金属有：Al、Cu、Ｎi、Pb(γ-Fｅ）等 所含原子数1／８×8+6×1/２=4（个） （3）、密排六方晶格：由1２个原子构成得简单六方晶体，且在上下两个六方面心还各有一个原子，而且简单六方体中心还有3个原子。 属于这种晶格得金属有铍（Be）、Ｍg、Zｎ、镉(Ｃd)等。 所含原子数 1/6×6×2+1／2×2+3=6(个） 三、单晶体与多晶体 金属就是由很多大小、外形与晶格排列方向均不相同得小晶体组成得,

金属材料与热处理含答案

金属材料与热处理含答 案 集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]

《金属材料与热处理》期末考试试卷(含答案) 班级数控班姓名学号分数 一、填空题：每空1分，满分30分。 1.金属材料与热处理是一门研究金属材料的、、热处理与金属材料性能之间的关系和变化规律的学科。 2.本课程的主要内容包括金属材料的、金属的、金属学基础知识和热处理的基本知识。 3.金属材料的基本知识主要介绍金属的及的相关知识。 4.金属的性能主要介绍金属的和。 5.金属学基础知识讲述了铁碳合金的和。 6.热处理的基本知识包括热处理的和。 7.物质是由原子和分子构成的，其存在状态可分为气 态、、。 8.固态物质根据其结构特点不同可分为和。 9.常见的三种金属晶格类型有、、密排六方晶格。 10.常见的晶体缺陷有点缺陷、、。 11.常见的点缺陷有间隙原子、、。 12.常见的面缺陷有金属晶体中的、。 13.晶粒的大小与和有关。 14.机械零件在使用中常见的损坏形式有变形、及。 15.因摩擦而使零件尺寸、和发生变化的现象称为磨损。 二、判断题：每题1分，满分10分。

1.金属性能的差异是由其内部结构决定的。（） 2.玻璃是晶体。（） 3.石英是晶体。（） 4.食盐是非晶体。（） 5.晶体有一定的熔点，性能呈各向异性。（） 6.非晶体没有固定熔点。（） 7.一般取晶胞来研究金属的晶体结构。（） 8.晶体缺陷在金属的塑性变形及热处理过程中起着重要作用。（） 9.金属结晶时，过冷度的大小与冷却速度有关。（） 10.冷却速度越快，过冷度就越小。（） 三、选择题：每题2分，满分20分。 1.下列材料中不属于晶体的是（） A.石英 B.食盐 C.玻璃 D.水晶 2.机械零件常见的损坏形式有（） A.变形 B.断裂 C.磨损 D.以上答案都对 3.常见的载荷形式有（） A.静载荷 B.冲击载荷 C.交变载荷 D.以上答案都对 4.拉伸试样的形状有（） A.圆形 B.矩形 C.六方 D.以上答案都对 5.通常以（）代表材料的强度指标。 A.抗拉强度 B.抗剪强度 C.抗扭强度 D.抗弯强度 6.拉伸试验时，试样拉断前所能承受的最大应力称为材料的（） A.屈服点 B.抗拉强度 C.弹性极限 D.以上答案都对 7.做疲劳试验时，试样承受的载荷为（）。

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。( √)

金属材料与热处理

金属材料与热处理 文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-

《金属材料与热处理》教学大纲 一、课程的性质和任务 本课程是一门专业技术基础课，实践性较强，必须经过生产实习增强感性认识，再通过理论学习才能理解和掌握常见金属材料性能、组织、结构和热处理方法的特点；了解非金属材料的基本知识。为学后续的专业课打下坚实的基础。 二、课程教学目标 1、掌握机械工程材料的基本知识，能够正确选择材料。 2、掌握常见的金属热处理的方法、特点及应用范围 3、了解非金属材料基础知识。 三、教学内容和要求 1、金属材料基础知识 常见金属材料及其性能、金属的结构及结晶、合金的结构和组 织、铁碳合金相图、碳钢及合金钢、铸铁、有色金属。 2、热处理基础知识 钢在冷却（加热）时的转变过程、钢的普通热处理工艺、钢的表 面热处理工艺、钢的化学热处理工艺。 3、非金属材料 非金属材料的种类、特点、性能及应用。 四、《工程材料》课程的主要要求 1、常用金属材料及热处理工艺的基础知识，为后续相关专业课打下坚实基础。

2、通过本课程的学习，使学生能根据合理的选择材料和热处理方法。 3、在教学过程中贯彻理论联系实际的原则，在讲授理论时要注重和生产实习相结合，增强学生对理论知识的理解。 4、本课程建议安排在学生学完机械制图及计算机制图、工程力学、机械设计基础、金工实习课程之后讲授。 五、《金属材料与热处理》课程质量标准与考核方式 课程质量标准是培养学生掌握金属材料及热处理原理和非金属的基础知识，重点培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。成绩考核方式按照天津石油职业技术学院课程成绩考核评价管理制度执行，采用单独考查方式，平时考核占考核评价成绩30％，期末考试占考核评价成绩40％，实验占考核评价成绩30％，考查采用5级制。 六、课时分配表

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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。( √)

金属材料与热处理技术-550101

高等职业教育金属材料与热处理技术专业 教学基本要求 专业名称金属材料与热处理技术 专业代码550101 招生对象 普通高中毕业生 学制与学历 三年制，专科 就业面向 本专业学生毕业后主要在热处理厂、机械制造厂或模具制造厂的热处理车间或表面处理车间；钢铁公司或轧钢厂的热处理车间；热处理设备制造厂；金属材料营销公司；热处理设备营销公司；车间生产管理或工艺管理等单位工作。典型的岗位有： 一、初始岗位 1．机械零件热处理的生产操作岗位 2．热处理车间的热处理工艺编制岗位 3．热处理设备、热工仪表的维护维修岗位 4．热处理厂的热处理产品质量检验岗位 5．发蓝发黑、磷化等金属表面处理生产操作岗位 6．钢铁公司、轧钢厂金属材料力学性能和金相检验等理化分析岗位 7．热处理设备制造厂组装、调试岗位 二、发展岗位 在工作2~3年后并学习相关的知识和技能后，可从事下列岗位： 1．表面处理工艺编制岗位 2．车间工艺技术管理岗位 3．各种金属材料营销岗位 4．热处理设备的营销岗位

5．热处理工艺编制岗位 6．热处理质量检验主管岗位 培养目标与规格 本专业培养德、智、体全面发展，掌握必要的文化基础知识和金属材料与热处理专业知识，具有金属材料和零部件常规热处理工艺编制、生产操作、热处理设备使用与维护、金属材料的选用与检验、热处理质量控制、生产组织管理以及经营销售等职业能力的高技能人才。 一、专业定位 本专业学生毕业后主要从事金属材料与热处理技术相关的生产操作岗位。可进行机械零件的退火、正火、淬火、回火、表面淬火、化学热处理等各种热处理工作，可操作箱式炉、井式炉、盐炉、真空炉、可控气氛炉、中高频感应加热等设备，可进行强度、硬度、塑性、韧性、疲劳等各项金属材料力学性能的检测工作，可进行金相分析、断口分析、失效分析等金属材料检测工作，可从事发蓝发黑、喷砂、抛丸、电镀等金属材料表面处理的工作，获得一定经验后还可从事车间工艺技术管理工作，此外，根据所学专业知识，还可从事与热处理设备、金属材料营销的工作。 二、职业能力 针对企业对热处理人才的要求，热处理人才应该具备的职业能力分析见一览表。 职业能力分析表

金属材料与热处理试题及答案

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 2、Fe α-是具有（ A ）晶格的铁。

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《金属材料与热处理》期末复习题库 一、填空 1．晶体与非晶体的根本区别在于原子的排列是否规则。 2．常见金属的晶体结构有体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格三种。 3．实际金属的晶体缺陷有点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷。 4．根据溶质原子在溶剂晶格中占据的位置不同，固溶体可分为置换固溶体和间隙固溶体两种。 5．置换固溶体按照溶解度不同，又分为无限固溶体和有限固溶体。 6．合金相的种类繁多，根据相的晶体结构特点可将其分为固溶体和金属化合物两种。 7．同非金属相比，金属的主要特征是良好的导电性、导热性，良好的塑性，不透明，有光泽，正的电阻温度系数。 8．晶体与非晶体最根本的区别是原子（分子、离子或原子集团）在三维空间做有规则的周期性重复排列的物质，而非晶体则不是。 9．金属晶体中最主要的面缺陷是晶界和亚晶界。 10．位错两种基本类型是刃型位错和螺型位错，多余半原子面是刃型位错所特有的。 11．点缺陷有空位、间隙原子和置换原子等三种；属于面缺陷的小角度晶界可以用位错来描述。 12.人类认识材料和使用材料的分为石器时代、青铜器时代、铁器时代、钢铁时代四个历史阶段。 13.金属材料与热处理是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课程。 14.金属是由单一元素构成的具有特殊光泽、延展性、导电性、导热性的物质。 15.合金是由一种金属元素与其他金属元素或非金属元素通过熔炼或其他方法合成的具有金属特性的物质。 16.金属材料是金属及其合金的总称。 17.金属材料的基本知识主要介绍金属的晶体结构及变形的相关知识。 18.金属的性能只要介绍金属的力学性能和工艺性能。 19.热处理的工艺包括退火、正火、淬火、回火、表面处理等。 20。物质是由原子和分子构成的。 21.物质的存在状态有气态、液态和固态。 22. 物质的存在状态有气态、液态和固态，固态物质根据其结构可分为晶体和非晶体。 23自然界的绝大多数物质在固态下为晶体。所有金属都是晶体。 24、金属的晶格类型是指金属中原子排列的规律。 25、一个能反映原子排列规律的空间架格，成为晶格。 26、晶格是由许多形状、大小相同的小几何单元重复堆积而成的。 27、能够反映晶体晶格特称的最小几何单元成为晶胞。 28、绝大多数金属属于体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格三种简单晶格。 29、只由一个晶粒组成的晶体成为单晶体。 30、单晶体的晶格排列方位完全一致。单晶体必须人工制作。 31、多晶体是由很多大小、外形和晶格排列方向均不相同的小晶体组成的。 32、小晶体成为晶粒，晶粒间交界的地方称为晶界。 33、普通金属材料都是多晶体。 34、晶体的缺陷有点缺陷、线缺陷和面缺陷。 35、金属的结晶必须在低于其理论结晶温度条件下才能进行。 36、理论结晶温度和实际结晶温度之间存在的温度差成为过冷度。 37、过冷度的大小与冷却速度有关。 38、纯金属的结晶是在恒温下进行的。 39、一种固态金属，在不同温度区间具有不同的晶格类型的性质，称为同素异构性。 40、在固态下，金属随温度的改变由一种晶格转变为另一种晶格的现象，称为金属的同素异构性。 41、纯铁是具有同素异构性的金属。

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

金属材料与热处理(含答案)

《金属材料与热处理》期末考试试卷(含答案) 班级数控班姓名学号分数 一、填空题：每空1分，满分30分。 1.金属材料与热处理是一门研究金属材料的、、热处理与金属材料性能之间的关系和变化规律的学科。 2.本课程的主要内容包括金属材料的、金属的、金属学基础知识和热处理的基本知识。 3.金属材料的基本知识主要介绍金属的及的相关知识。 4.金属的性能主要介绍金属的和。 5.金属学基础知识讲述了铁碳合金的和。 6.热处理的基本知识包括热处理的和。 7.物质是由原子和分子构成的，其存在状态可分为气态、、。 8.固态物质根据其结构特点不同可分为和。 9.常见的三种金属晶格类型有、、密排六方晶格。 10.常见的晶体缺陷有点缺陷、、。 11.常见的点缺陷有间隙原子、、。 12.常见的面缺陷有金属晶体中的、。 13.晶粒的大小与和有关。 14.机械零件在使用中常见的损坏形式有变形、及。 15.因摩擦而使零件尺寸、和发生变化的现象称为磨损。 二、判断题：每题1分，满分10分。 1.金属性能的差异是由其内部结构决定的。（） 2.玻璃是晶体。（） 3.石英是晶体。（） 4.食盐是非晶体。（） 5.晶体有一定的熔点，性能呈各向异性。（） 6.非晶体没有固定熔点。（） 7.一般取晶胞来研究金属的晶体结构。（） 8.晶体缺陷在金属的塑性变形及热处理过程中起着重要作用。（） 9.金属结晶时，过冷度的大小与冷却速度有关。（） 10.冷却速度越快，过冷度就越小。（） 三、选择题：每题2分，满分20分。 1.下列材料中不属于晶体的是（） A.石英 B.食盐 C.玻璃 D.水晶 2.机械零件常见的损坏形式有（） A.变形 B.断裂 C.磨损 D.以上答案都对 3.常见的载荷形式有（） A.静载荷 B.冲击载荷 C.交变载荷 D.以上答案都对 4.拉伸试样的形状有（） A.圆形 B.矩形 C.六方 D.以上答案都对 5.通常以（）代表材料的强度指标。 A.抗拉强度 B.抗剪强度 C.抗扭强度 D.抗弯强度 6.拉伸试验时，试样拉断前所能承受的最大应力称为材料的（）

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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。

《金属学与热处理》试题库

《金属学与热处理》试题库 一、名词解释 1、铁素体、奥氏体、珠光体、马氏体、贝氏体、莱氏体 2、共晶转变、共析转变、包晶转变、包析转变 3、晶面族、晶向族 4、有限固溶体、无限固溶体 5、晶胞 6、二次渗碳体 7、回复、再结晶、二次再结晶 8、晶体结构、空间点阵 9、相、组织 10、伪共晶、离异共晶 11、临界变形度 12、淬透性、淬硬性 13、固溶体 14、均匀形核、非均匀形核 15、成分过冷 16、间隙固溶体 17、临界晶核 18、枝晶偏析 19、钢的退火，正火，淬火，回火 20、反应扩散 21、临界分切应力 22、调幅分解 23、二次硬化 24、上坡扩散 25、负温度梯度 26、正常价化合物 27、加聚反应 28、缩聚反应 四、简答 1、简述工程结构钢的强韧化方法。（20分）

2、简述Al-Cu二元合金的沉淀强化机制（20分） 3、为什么奥氏体不锈钢（18-8型不锈钢）在450℃～850℃保温时会产生晶间腐蚀？如何防止或减轻奥氏体不锈钢的晶间腐蚀？ 4、为什么大多数铸造合金的成分都选择在共晶合金附近？ 5、什么是交滑移?为什么只有螺位错可以发生交滑移而刃位错却不能？ 6、根据溶质原子在点阵中的位置，举例说明固溶体相可分为几类？固溶体在材料中有何意义？ 7、固溶体合金非平衡凝固时，有时会形成微观偏析，有时会形成宏观偏析，原因何在？ 8、应变硬化在生产中有何意义？作为一种强化方法，它有什么局限性？ 9、一种合金能够产生析出硬化的必要条件是什么？ 10、比较说明不平衡共晶和离异共晶的特点。 11、枝晶偏析是怎么产生的？如何消除？ 12、请简述影响扩散的主要因素有哪些。 13、请简述间隙固溶体、间隙相、间隙化合物的异同点？ 14、临界晶核的物理意义是什么？形成临界晶核的充分条件是什么？ 15、请简述二元合金结晶的基本条件有哪些。 16、为什么钢的渗碳温度一般要选择在γ-Fe相区中进行？若不在γ-Fe相区进行会有什么结果？ 17、一个楔形板坯经冷轧后得到相同厚度的板材，再结晶退火后发现板材两端的抗拉强度不同，请解释这个现象。 18、冷轧纯铜板，如果要求保持较高强度，应进行何种热处理？若需要继续冷轧变薄时，又应进行何种热处理？ 19、位错密度有哪几种表征方式？ 20、淬透性与淬硬性的差别。 21、铁碳相图为例说明什么是包晶反应、共晶反应、共析反应。 22、马氏体相变的基本特征？（12分） 23、加工硬化的原因？（6分） 24、柏氏矢量的意义？（6分） 25、如何解释低碳钢中有上下屈服点和屈服平台这种不连续的现象？（8分） 26、已知916℃时，γ-Fe的点阵常数0.365nm，（011）晶面间距是多少？（5分） 27、画示意图说明包晶反应种类，写出转变反应式？（4分） 28、影响成分过冷的因素是什么？（9分） 29、单滑移、多滑移和交滑移的意义是什么？（9分） 30、简要说明纯金属中晶粒细度和材料强度的关系，并解释原因。（6分）

金属材料与热处理第六版习题册答案

金属材料与热处理习题册答案 绪论 一、填空题 1、成分、组织、热处理、性能之间。 2、石器时代、青铜器时代、铁器时代、钢铁时代、 人工合成材料时代。3、成分、热处理、性能、性能。 二、选择题： 1、A 2、B 3、C 三、简答题 1、掌握金属材料与热处理的相关知识对机械加工有什么现实意义？ 答：机械工人所使用的工具、刀夹、量具以及加工的零件大都是金属材料，所以了解金属材料与热处理后相关知识，对我们工作中正确合理地使用这些工具，根据材料特点正确合理地选择和刃磨刀具几何参数；选择适当的切削用量；正确选择改善零件工艺必能的方法都具有非常的现实意义。 2、如何学好《金属材料与热热处理》这门课程？ 答：在学习过程中，只要认真掌握重要的概念和基本理论，按照材料的成分和热处理决定组织，组织决定其性能，性能又决定其用途这一内在关系进行学习和记忆；注意理论联系实际，认真完成作业和实验等教学环节，是完全可以学好这门课程的。 第一章金属的结构和结晶 1-1金属的晶体结构 一、填空题 1、非晶体晶体晶体 2、体心立方面心立方密排立方体心立方面心立方密排立方 3、晶体缺陷点缺陷面缺陷 二、判断题 1、√ 2、√ 3、× 4、√ 三、选择题 1、A 2、C 3、C 四、名词解释 1、晶格与晶胞：P5 答：将原子简化为一个质点，再用假想的线将它们连接起来，这样就形成了一个能反映原子排列规律的空间格架，称为晶格；晶胞是能够完整地反映晶体晶格特征的最小几何单元。 3、单晶体与多晶体 答：只由一个晶粒组成称为单晶格，多晶格是由很多大小，外形和晶格排列方向均不相同的小晶格组成的。 五、简答题书P6 □ 1-2纯金属的结晶 一、填空题

金属材料与热处理

金属材料的性能（材料的性能一般分为使用性能和工艺性能两大类，使用性能主要包括力学性能、物理性能、化学性能）（选择题） 1.力学性能：强度（屈服强度、抗拉强度）、塑性、弹性与刚度、硬度（布氏 硬度，洛氏硬度，维氏硬度）、冲击韧性、疲劳强度 2.物理性能：密度、熔点、热膨胀性、导热性、导电性、 3.化学性能：耐蚀性、抗氧化性 常见金属的晶格类型—— 1.体心立方晶体具有这种晶格的金属有钨（W），钼（M），铬（Cr），钒（V）， α-铁（α-Fe）等 2.面心立方晶格具有这种晶格的金属有金(Au),银(Ag),铝（Al）,铜（Cu）,镍 （Ni）,γ-铁（γ-Fe）等 3.密排六方晶格具有这种晶格的金属有镁（Mg），锌（Zn），铍（Be），α- 钛（α-Ti） 根据晶体缺陷的几何特点，可分为 1.点缺陷点缺陷是指在晶体中长，宽，高尺寸都很小的一种缺陷，常见的有 晶格空位和间隙原子 2.线缺陷线缺陷是指在晶体中呈线状分布（在一维方向上的尺寸很大，而别 的方向则很小）原子排列不均衡的晶体缺陷，主要指各种类型的位错 3.面缺陷面缺陷是指在二维方向上吃醋很大，在第三个方向上的尺寸很小， 呈面状分布的缺陷 位错：位错是指晶格中一列或若干列原子发生了某种有规律的错排现象。 铁素体：铁素体是碳溶于α-Fe中形成的间隙固溶体，为体心立方晶格，用符号F（或α）表示 简化后的Fe-Fe3C相图，画图啊亲，三个学期的铁碳相图啊有木有，都是泪啊有木有！！！书P9 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，奥氏体晶核长大，剩余渗碳体溶解和奥氏体成分均匀化 影响奥氏体晶粒长大的因素： 1.加热温度和保温时间加热温度愈高，保温时间愈长，奥氏体晶粒愈粗大

2011金属材料与热处理期末考试试卷

2011金属材料与热处理期末考试试卷徐州星天科技中等专业学校 2010—2011学年度第一学期期末考试金属材料与热处理试卷班级:__________姓名:_______________得分:_______________ 一、填空题 1、金属材料的力学性能主要指有、、、冲击韧性和疲劳强度等。 2、置换固溶体按照溶解度的不同，又分为固溶体与固溶体。 3、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。 4、常见的金属晶格类型有晶格、晶格和晶格三种。 5、过冷度的大小与有关，越快，金属的实际结晶温度越，过冷度越大。 6、硬度测试方法很多，最常用的有试验法，试验法和 _________试验法三种。 7、调质处理是和的复合热处理工艺。 8、热处理三大步骤__________ 、 _____________ 、 _____________。 9、实际金属晶体的缺陷有__________、__________、__________。 10、珠光体 _________是_________和的混合物。 二、判断题。(正确的打“?”，错误的打“×”) 1、塑性变形能随拉伸力的去除而消失。 ( ) 2、含碳量越高，钢的硬度越高。 ( ) 3、锰是钢中的有益元素。 ( ) 4、T7碳素工具钢的含碳量为7%。 ( ) 5、金属晶粒越细，则力学性能越好。( ) 6、按含碳量及室温组织不同，钢可分为共析钢、过共析钢、亚共析钢。( ) 7、强度是指断裂前发生不可逆永久变形能力。 ( )

) 8、渗碳体是铁和碳的混合物。 (9、物质从液体状态转变为固体状态的过程称为结晶。 ( ) ) 9、物质从液体状态转变为固体状态的过程称为结晶。 (10、用布氏硬度测量硬度时，压头为金属钢球，用符号HBW表示。 ( ) 三、选择题( )1、下列情况中________________发生相变。 A(液态金属结晶 B.同本异构转变 C.晶粒由粗变细 D.磁性转变 ( )2、下列不是铁碳合金基本相的是________。 A .FeC B. A C. F D.FeS 33 ( )3、下列不属于钢按含量分类的是_______。 A(低碳钢 B.中碳钢 C.优质碳钢 D.高碳钢 ( )4、不是钢的奥化体的步骤________。 A(形成结晶核 B.奥化体长大 C.奥化体均匀化 D.奥化体分解 ( )5、不是回火的分类_______。 A.低温回火 B.加强回火 C.中温回火 D.高温回火 ( )6、渗碳体的含碳量为 % ( ) A、0.77 B、2.11 C、4.3 D、6.69 ( )7、退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。( ) A、随炉冷却 B、在油中冷却 C、在空气中冷却 D、在盐水中 ( )8、实际生产中，金属冷却时( )。 A、理论结晶温度总是低于实际结晶温度 B、理论结晶温度总是等于实际结晶温度 C、理论结晶温度总是大于实际结晶温 D、实际结晶温度和理论结晶温度没有关系

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（）。

金属材料与热处理

《金属材料与热处理》教学大纲 一、课程的性质和任务 本课程是一门专业技术基础课，实践性较强，必须经过生产实习增强感性认识，再通过理论学习才能理解和掌握常见金属材料性能、组织、结构和热处理方法的特点；了解非金属材料的基本知识。为学后续的专业课打下坚实的基础。 二、课程教学目标 1、掌握机械工程材料的基本知识，能够正确选择材料。 2、掌握常见的金属热处理的方法、特点及应用范围 3、了解非金属材料基础知识。 三、教学内容和要求 1、金属材料基础知识 常见金属材料及其性能、金属的结构及结晶、合金的结构和组织、铁碳合金相图、碳钢及合金钢、铸铁、有色金属。 2、热处理基础知识 钢在冷却（加热）时的转变过程、钢的普通热处理工艺、钢的表面热处理工艺、钢的化学热处理工艺。 3、非金属材料 非金属材料的种类、特点、性能及应用。 四、《工程材料》课程的主要要求 1、常用金属材料及热处理工艺的基础知识，为后续相关专业课打下坚实基础。 2、通过本课程的学习，使学生能根据合理的选择材料和热处理方法。

3、在教学过程中贯彻理论联系实际的原则，在讲授理论时要注重和生产实习相结合，增强学生对理论知识的理解。 4、本课程建议安排在学生学完机械制图及计算机制图、工程力学、机械设计基础、金工实习课程之后讲授。 五、《金属材料与热处理》课程质量标准与考核方式 课程质量标准是培养学生掌握金属材料及热处理原理和非金属的基础知识，重点培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。成绩考核方式按照天津石油职业技术学院课程成绩考核评价管理制度执行，采用单独考查方式，平时考核占考核评价成绩30％，期末考试占考核评价成绩40％，实验占考核评价成绩30％，考查采用5级制。 六、课时分配表

金属材料与热处理工艺

金属材料与热处理工艺关系的探讨 函数站株洲331函授站 专业机电一体化 班级 姓名朱雪峰 指导教师 二○一一年三月

目录 1、前言………………………………………………………………… 2、金属材料结构及基本组织…………………………………………. 3、金属材料的切削性能与热处理预热的关系……………………… 3.1金属材料的切削性能与热处理预热的关系………………………. 3.2金属材料的切边横量与热处理温度的关系……………………… 3.3金属材料的断裂韧性与热处理温度的关系……………………… 3.4 金属材料抗应力腐蚀开裂与热处理应力的关系………………… 4、零件材料结构及特点分析…………………………… 4.1零件的材料特点…………………………………………. 4.2零件的结构特点………………………………………… 5、轴承盖真空热处理工艺路线……………………………… 6、产品质量与《经济法》的关系…………………………… 7、结论……………………………………………………………… 8、主要参考文献…………………………………………………

第一章前言 工业生产中，许多金属材料为最大限度地发挥材料潜力，需要提高其机械性能。在设计工作中，正确制定热处理工艺可以改变某些金属材料的机械性能。而不合理的热处理条件，不仅不会提高材料的机械性能，反而会破坏材料原有的性能。因此，设计人员在根据金属材料成分及组织确定热处理的工艺要求时，应准确分析金属材料与热处理工艺的关系，合理安排工艺流程，才能得到理想的效果。 第二章金属材料结构及基本组织 在工业生产中，广泛使用的金属有铁、铝、铜、铅、锌、镍、铬、锰等。但用得更多的是它们的合金。金属和合金的内部结构包含两个方面：其一是金属原子之间的结合方式；其二是原子在空间的排列方式。金属的性能和原子在空间的排列配置情况有密切的关系，原子排列方式不同，金属的性能就出现差异。金属材料热处理过程是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度在不同的介质中冷却，通过改变金属材料表面或内部的显微组织结构来改变其性能的一种工艺。因此，对某些金属或合金来说，可以用热处理工艺来改变它的原子排列，进而改变其组织结构，控制其机械性能，以满足工程技术的需要。不同的热处理条件

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1.588mm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 （1.588mm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。 （5）钢中含碳量越高，奥氏体形成速度越快；碳化物形成元素减小碳在奥氏体中的扩散速度，故减慢奥氏体的形成速度；费碳化物形成元素增大碳在奥氏体中的扩散速度，因而加快了奥氏体中的形成速度。 （6）当钢的化学成分相同时，原始组织越细，相界面面积越大，形核率越高，奥氏体形成速度越快。 （7）奥氏体的晶粒度可以用起始晶粒度、实际晶粒度和本质晶粒度等描述。 （8）起始晶粒度是指把钢加热到临界温度以上，奥氏体转变刚刚完成，其晶粒边界刚刚接触时的奥氏体晶粒大小；实际晶粒度是指钢在某一具体的热处理或热加工条件下实际获得的奥氏体晶粒大小；本质晶粒度表示在规定的加热条件下奥氏体晶粒长大的倾向。1~4级为本质粗晶粒度，5~8级为本质细晶粒度。 （9）影响奥氏体晶粒长大的因素：加热温度和保温时间、加热速度、钢的化学成分、原始组织。 （10）实际生产中采取快速加热和短时保温的方法获得细小晶粒。 （11）当成分一定时，原始组织越细，碳化物弥散度越大，则奥氏体晶粒越细。与粗珠光体相比，细珠光体总是易于获得细小而均匀的奥氏体晶粒。片状珠光体比球状珠光体在加热时奥氏体晶粒易于粗化。 （12）时效强化：合金元素经固溶处理后，获得过饱和固溶体。在随后的室温放置或低温加热保温时，第二相从过饱和固溶体中析出，引起强度，硬度以及物理和化学性能的显著变化。 3. 钢在冷却时的转变 （1）常用的冷却方式有两种： 等温冷却——将奥氏体状态的钢迅速由高温冷却到临界点以下某一温度等温停留一段时间，使奥氏体在该温度下发生组织转变，然后再冷到室温。过冷奥氏体等温转变曲线（TTT曲线或C曲线） 连续冷却——将奥氏体状态的钢以一定的速度连续从高温冷到室温，使奥氏体在一个温度范围内发生连续转变。过冷奥氏体连续转变曲线（CCT曲线） （2）TTT曲线反映转变开始和转变终了时间，转变产物的类型以及转变量与时间、温度之间的关系。 （3）在A1温度以下某一确定温度，过冷奥氏体转变开始线与纵坐标之间的水平距离为过冷