14、Cu-Ni 合金系是一种典型的匀晶合金，其平衡结晶的产物是均匀的固溶体，而冷却速度过快时结晶则会产生比重偏析，它将导致力学性能下降，可通过再结晶退火来消除它。 比重偏析 再结晶退火 I J
I：枝晶偏析；J：扩散退火/均匀化退火
15、 W18Cr4V 是一种常用的高速钢，其含碳量大于 1%，属于高合金钢，又名锋钢或风钢，其中的碳化物在铸态下呈网状，可在球化退火前加一道正火工序来消除它；为提高其红硬性，淬火加热的温度一般在 1270℃左右；为降低残余奥氏体量，常采取 3 次 560℃×1h 的高温回火处理。
大于 1%；网状；正火；高温回火 A B C D
A：小于；B：鱼骨状；C：反复锻打；D：低温
16、Q235A 是高级优质钢；15Mn 是低碳合金钢；CrWMn 是微变形钢；GCr15 钢是典型的滚动轴承钢，其中 Cr 的含量为 1.5%。 高级优质钢；合金钢； E F E：普通碳素钢；F：钢
17、 淬火后的 45 钢试样一般用布氏硬度计测量，若先进行低温回火，发现硬度偏高了，可接着进行高温回火使硬度降低。 布氏 G
G：洛氏
18、复杂的大型铸件在 500~600℃进行稳定化处理是为了稳定尺寸；而铝合金淬火后于 140℃进行时效处理是为了去除内应力；铝合金固溶淬火后可使硬度立即升高。 稳定尺寸；去除内应力；可 H I J
H：去除内应力；I：提高硬度；J：不能
简答及计算题
1、 写出下列牌号数字及文字的含意，Q235-A、QT800-03、H68、HT250、08F。 答：Q235-F：表示普通碳素结构钢，其屈服强度为 235MPa，A 表示质量等级。
QT800-03：表示球墨铸铁，其表示最低抗拉强度为 800MPa，最小伸长率为 3%。 H68：表示含铜 68%的黄铜。
HT250：表示灰铸铁，最低抗拉强度为 250MPa。 08F 表示碳素钢，含碳量约为 0.08%，F 表示沸腾钢。
2、某碳素钢钢号不清，经金相检查其显微组织是 F+P。其中 P 所占比例约为 40％。你可否据此判定出它的钢种和含碳量
答：可以，通过组织 F+P 可判断出该钢是亚共析钢。
由估算公式可知： x = 40%×0.77%，则 x=0.308%，所以，估计是 30 钢。 3、什么叫回火脆性？什么叫回火稳定性？40Cr 钢和 40 钢在 600℃回火时应注意什么问题？回火后谁的硬度高？为什么？
答：回火脆性是指随着回火温度的升高硬度出现突然回升的现象。 回火稳定性是指回火时抵抗硬度下降的能力。
由于 600℃是高温回火区间，为了避免第二类回火脆性，此时必须快速冷却。 回火后 40Cr 的硬度较高，因为合金钢具有更好的回火稳定性。 4、珠光体根据片层间距可分为哪三类？并比较异同点。
答：这类组织又可细分为三种。第一种是珠光体，其形成温度为 A1～650℃，片层较厚，一般在 500倍的光学显微镜下即可分辨。用符号“P”表示。第二种是索氏体，其形成温度为 650℃～600℃，片层较薄，一般在 800～1000 倍光学显微镜下才可分辨。用符号“S”表示。第三种是屈氏体，其形成温度为 600℃～550℃，片层极薄，只有在电子显微镜下才能分辨。用符号“T”表示。
实际上，这三种组织都是珠光体，其差别只是珠光体组织的“片层间距”大小，形成温度越低，片层间距越小。“片层间距”越小，组织的硬度越高，屈氏体的硬度高于索氏体，远高于粗珠光体。
5、简述加工硬化的利弊。
答：金属发生塑性变形，随着变形度的增大，金属的强度和硬度显著提高，塑性和韧性明显下降，这种现象叫加工硬化。利：是强化金属材料的一种手段。弊：阻碍塑性变形的进一步进行。
6、试述下列零件进行热处理的意义与作用：
1 、形状复杂的大型铸件在 500~600℃进行稳定化处理； 2 、铝合金件淬火后在 140℃进行时效处理；
3 、T10A钢制造的高精度丝杠于 150℃进行稳定化处理。 答：1 、这是去应力退火，以去除铸造内应力；
2 、这是人工时效处理，以提高硬度；
3 、这是稳定化的时效处理，以进一步稳定尺寸。
7、今有分别经过普通整体淬火、渗碳淬火以及高频感应加热表面淬火的三个形状、尺寸完全相同的齿轮，试用最简单迅速的办法来区分它们。
答：先用肉眼观察，有一清晰的暗色轮廓的为渗碳淬火的。剩下的两个用硬度计测量其表面硬度和心部硬度，若表面和心部硬度差不多的为整体淬火；若表面硬度远远大于心部的则为高频感应加热表面淬火
8、奥氏体不锈钢的晶间腐蚀的原因以及防止晶间腐蚀的主要措施？
答：奥氏体不锈钢的晶间腐蚀是指在 450~480℃范围内加热时，因晶界上析出了 Cr23C6 碳化物，造成晶界附近区域贫铬（ωCr<12%），当受到腐蚀介质作用时，便沿晶界贫铬区产生腐蚀的现象。此时钢若稍许受力，就会导致突然的脆性断裂。 防止措施有二点：一是降低钢中的含碳量，其二是加入适量的强碳化物形成元素 Ti 和 Nb。 9、弹壳选什么材料制造？在制造弹壳的过程中，通常要安排几次退火工序，这是为什么？这道工序叫什么名称？ 答：H70；（2’）因为冷塑性变形会产生加工硬化，它使进一步塑性变形变得困难，中间插一道再结晶退火（1’）可消除加工硬化现象，有利于进一步塑性变形，弹壳的变形量较大。 10、示意地画出常用的四种淬火方法在 C 曲线上的冷却曲线，并指出各自最终的组织。 答：答：1、单液淬火——M2、双液淬火——M 3、分级淬火——M4、等温淬火——B下 11、现用 CrWMn 钢制造一量具，分析其化学成分；为提高其尺寸稳定性，可采取那些热处理手段?
答：CrWMn，含碳量约为 1%，Cr、W、Mn 的含量均小于 1.5%; 为提高其尺寸稳定性，可采取加冷处理和时效处理工序的方法； 冷处理在淬火和低温回火之间，时效处理在低温回火之后； 冷处理一般为-70℃，时效处理一般为 100~140℃，10h。 12、为什么低碳马氏体的强韧性好于高碳马氏体？
答：高碳马氏体（片状马氏体）的亚结构主要是孪晶，塑性滑移困难，且形成时易促成显微裂纹，故其硬度虽高但塑性和韧性严重下降；低碳马氏体（板条状马氏体）的亚结构是高密度位错，且无显微裂纹，故具有良好的强韧性。
13、现用 CrWMn 钢制造一量具，为提高其尺寸稳定性，可采取那些热处理手段，确定它们的温度、安排它们在工艺路线中的位置。
答：为提高其尺寸稳定性，可采取加冷处理和时效处理工序的方法；
冷处理在淬火和低温回火之间，时效处理在低温回火之后； 冷处理一般为-70℃，时效处理一般为 100~140℃，10h。 14、列表比较物理吸附和化学吸附的异同点 答：主要特征 物理吸附 化学吸附
吸附力 分子间力 化学键力 选择性 不明显 很显著 吸附热 接近液化热 接近反应热
吸附速度 速度快且易平衡 速度慢且难平衡 吸附层 单或多分子 只能单分子
15、设均匀形核时形成半径为 r*的球形的临界晶核，试导出与 r*与 ΔGv（单位体积自由能变化）的关系式。
答： 总自由能:ΔG=VΔGv+Aσ A 为晶胚表面积；σ 为比界面自由能
球形晶胚：V=4/3πr3； A=4πr2
ΔG=4/3πr3ΔGv+4πr2σ 求导：d(ΔG)/dr=4πr*2ΔGv+8πr*σ=0
r*=-2σ/ΔGv
16、二元合金相图如图示，计算成分为 10%的合金在室温时先共晶α相及（α+β）共晶体的相对重量。
答：根据杠杆定律：
α％＝(30-10)/30=66.7% （α+β）%=1-α％=33.3%
17、试简述 W18Cr4V 高速钢采用多次回火的主要目的和作用。
答： 高速钢的回火，一般进行三次，回火温度 560℃，每次 1~1.5h。第一次回火只对淬火马氏体起回火作用，在回火冷却过程中，发生残余奥氏体的转变，同时产生新的内应力。经第二次回火，没有彻底转变的残余奥氏体继续发生新的转变，又产生新的内应力。这就需要进行第三次回火。高速钢淬火后残余奥氏体量大约为 30%，三次回火后仍保留有 3%~4%，与此同时，使碳化物析出量增多，产生二次硬化现象，提高了刃具使用性能。 18、试简述第二相微粒弥散强化机制。
答：当第二相以细小弥散的微粒均匀分布于基体相中时，将会产生显著的强化作用第二相强化的主要原因是它们与位错的交互作用，阻碍了位错的运动，提高了合金的变形抗力。位错运动时，若第二相微粒为不可变形的微粒时，位错只能绕过粒子向前运动，这种机制又称为奥罗万机制；若第二相微粒为可变形的微粒时，位错将切过粒子使其与基体一起变形，即位错切过机制。
综合应用题：
1. 为下列零件选择合适的制造材料，并指出相应的热处理方法
材料：H80、40Cr、ZGMn13、Cr12MoV 、GCr15、60Si2Mn、5CrMnMo、YT15、T10、Q345、2A01、1Cr18Ni9Ti (12 分) 答：
零件 材料 常用热处理工艺 机床齿轮 40Cr 调质处理+表面淬火 塔架 Q345 无需热处理 高速切削刀具 YT15 粉末冶金制造 坦克履带 ZGMn13 水韧处理 铆钉 2A01
热锻模 5CrMnMo 淬火+中、高温回火 手工锯条 T10 淬火+低温回火 奖章 H80
滚珠 GCr15 淬火+低温回火 汽车板簧 60Si2Mn 淬火+中温回火 耐酸容器 1Cr18Ni9Ti 固溶处理
冷冲模 Cr12MoV 淬火+三次低温回火
2、从下列牌号中为零件选择合适的材料，并指出相应的热处理方法（8 分） 40Cr、ZGMn13、Cr12MoV 、GCr15、60Si2Mn、5CrMnMo、T10、Q345 机床齿轮、塔架、坦克履带、热锻模、手工锯条、滚珠、汽车板簧、冷冲模 答：机床齿轮—40Cr，表面淬火；塔架—Q345（热扎态，相当于正火）
坦克履带——ZGMn13，水韧处理；热锻模——5CrMnMo，淬火+高温回火 手工锯条——T10，淬火+低温回火；滚珠——GCr15，淬火+低温回火
汽车板簧——60Si2Mn，淬火+中温回火；冷冲模——Cr12MoV，淬火+低温回火
3、 画出简化后的 Fe-Fe3C 相图，写出主要的字母、成分点，2 条水平反应线的温度，以
及 7 种典型合金的主要室温组织。（9 分）
答：