《习题一》班级： 姓名： 学号： 一、填空题
1．工程材料按成分特点可分为金属材料、非金属材料 、复合材料；金属材料又可分为黑色金属 和 有色
金属两类；非金属材料主要有无机非金属材料、 高分子材料。
2、常见的金属晶格类型有体心立方、面心立方、密排六方三种, α-Fe、Cr、W、Mo 属于体心立方，γ-Fe、Al、Cu、Ni 属于面心立方，而Be、Mg、Zn、Cd属于密排六方。
3、三种典型金属晶格中，面心立方、密排六方晶格的原子排列是最紧密的。 4、如图立方晶胞中OA 的晶向指数 为＿[121]＿， 与此晶向垂直的晶面 的晶面指数是 (121)
5、铸锭可由三个不同外形的晶粒区所组成，即（细晶区）、（柱状晶区）和心部等轴晶粒区。
6、冷深冲件出现“制耳”现象, 是由于原板材在轧制时组织出现了各向异性。
7、冷拉拔钢丝, 如变形量大, 拉拔工序间应穿插再结晶退火, 目的是消除加工硬化
.8、细化晶粒的主要方法有（增加过冷度）和（变质处理）。 二、选择题
1、在金属中能够完整地反映出晶格特征的最小几何单元叫( A )。 A、晶胞； B、晶格； C、晶体 2、单晶体的性能特点是(B )。
A、各向同性； B、各向异性； C、无规律
3、实际金属结晶后往往形成( C ), 使性能呈无向性。 A、单晶体； B、多晶体； C、非晶体
4、实际金属中存在许多缺陷, 其中晶界属于( C )。 A、点缺陷； B、线缺陷； C、面缺陷 5、冷变形金属经回复后, ( B )。
A、消除了加工硬化； B、显著降低了内应力； C、细化了晶粒 6、合金中成分、结构和性能相同的均匀组成部分称为( B )。 A、组元； B、相； C、组织 三、判断题
( √) 3、空间点阵相同的晶体, 它们的晶体结构不一定相同。
(√ ) 4、在铁水中加入硅铁颗粒, 使铸铁晶粒细化, 这种方法称为变质处理。 ( x ) 1、物质从液态到固态的转变过程称为“结晶”。 三、名词解释
加工硬化：随塑性变形增加，金属晶格的位错密度不断增加，位错间的相互作用增强，提高了金属的塑性变形抗力，使金属的强度和硬度显著提高，塑性和韧性显著降低，这称加工硬化。
枝晶偏析：先结晶的树枝晶轴含有较多的高熔点组元，后结晶的树枝晶枝干含有较多的低熔点组元，这种化学成分的不均匀称为枝晶偏析。
变质处理：是在液体金属中添加变质剂来细化晶粒。 四、简答
1、何为晶体缺陷? 金属中存在哪些晶体缺陷?
由于许多因素的作用，金属结构中存在许多偏离理想晶体的微观区域，即存在着许多不同类型的晶体缺陷：点缺陷，线缺陷，面缺陷。
2、产生加工硬化的原因是什么？加工硬化在金属加工中有什么利弊？ 为了提高金属的强度
使用加工硬化可以使金属在冷加工中均匀变形，实现冷加工成型工艺。
加工硬化使金属强度提高，常常给进一步的冷压加工带来困难，大大增加了后工序冷加工的动力消耗，因
1
此需要进行退火处理，增加了成本。
3、什么是异质成核和均质成核？它们对铸件结晶和晶粒大小有什么影响？ 异质形核：金属原子依附于固态杂质微粒的表面形成晶核。 均质成核：依靠液态金属本身在过冷条件下形成晶核。 《习题二》班级： 姓名： 学号： 一、填空题
1、铁碳合金的主要力学性能与碳的质量分数之间的关系规律是：当wc﹤0.9%时，随着碳质量分数的增加，其硬度 、 强度增加，而 塑性 、 韧性 降低；当wc>0.9%时，其强度 、塑性、韧性降低，而硬度 增加。
2、铁碳合金在室温下平衡组织组成物的基本相是 铁素体和 渗碳体，随着碳的质量分数的增加，渗碳体 相的相对量增多，铁素体 相的相对量却减少。
3、珠光体是一种复相组织，它由铁素体和渗碳体按一定比例组成。珠光体用符号 P 表示。
4、铁碳合金中，共析钢的wc= 0.77%,室温平衡组织为 P ；亚共析钢的wc=0.0218~0.77%，室温平衡组织为 F+P；过共析钢的wc=0.77~2.11%,室温平衡组织为 P+ Fe3CⅡ。
5、铁碳合金结晶过程中，从液体中析出的渗碳体称为 一次 渗碳体；从奥氏体中析出的渗碳体称为 二次 渗碳体；从铁素体中析出的渗碳体称为 三次 渗碳体。
6、低碳钢的碳质量分数范围是：0.1%~0.25%、中碳钢：0.25%~0.60%、高碳钢：0.60%~1.30%。 7、金属的晶粒越细，强度、硬度越 高 ，塑性、韧性越 好 。实际生产中可通过 增加过冷度、 变质处理和 振荡搅拌来细化晶粒。
8．金属的结晶是在过冷的情况下结晶的，冷却速度越快,过冷度 越大，金属结晶后的晶粒越 细 ，力学性能越 好。
9、某退火碳素钢，经金相分析后，发现其组织为珠光体+铁素体，其中铁素体占80% ，问此钢材的含碳量大约是 0.154 % 。
10、含碳量0.45% 的铁碳合金平衡结晶后, 按相组成物计算, 其中铁素体占 41.6 % 。 二、选择题
1、下面所的列组织中，脆性最大的是（d ）；塑性最好的是（c ）。
(a)F (b)P (c)A (d)Fe3C
2、下列叙述错误的是（ b ）。
（a）碳在γ-Fe中的间隙式固溶体称为奥氏体 (b)铁素体在室温下的最大溶解度是0.0218% (c)奥氏体在727℃以上具有良好的塑性 (d)奥氏体的溶碳能力比铁素体强
3、将下列组织按其所能达到的最高碳的质量分数从大到小排列，正确的顺序是（c ）
（1）P （2）F （3）Fe3C （4）Ld' (5) A
（a）1、2、3、4、5 （b)3、4、1、5、2 （c）3、4、5、1、2 (d)2、3、4、5、1 4.在Fe-Fe3C相图中，钢与铁的分界点的含碳量为（C）。 A．2％ B．2.06％ C．2.11％ D．2.2％ 5.莱氏体是一种（C ）。
A．固溶体 B．金属化合物 C．机械混合物 D．单相组织金属 6.珠光体是一种（C ）。
A．固溶体 B．金属化合物 C．机械混合物 D．单相组织金属
7．铁素体是碳在α－Ｆｅ中的（ Ａ ）固溶体。
Ａ，间隙 Ｂ，置换 Ｃ，有序 Ｄ，过饱和 8．在铁碳合金平衡组织中，强度最高的是（ Ｄ ）。
Ａ，铁素体 Ｂ，渗碳体 Ｃ，低温莱氏体或变态莱氏体 Ｄ，珠光体 9、质量一定的 γ-Fe →α-Fe 时, 体积(A )。 A、胀大； B、缩小； C、不变 三、简答与计算题
1、简述非合金钢含碳量、显微组织与力学性能的关系。
2
铁素体具有良好的塑性，塑性变形都是由铁素体提供的，Fe3C既硬又脆，随着含碳量的增加，硬度大的Fe3C增多，硬度小的铁素体减少，因此铁碳合金的硬度是直线上升，塑性连续下降，当含碳量超过0.9%，达到碳的过共析在晶界析出网状二次渗碳体Fe3Cò，使合金的强度不断下降。Fe3CⅡ
2、对某退火碳素钢进行金相分析，其组织为珠光体+渗碳体（网状），其中珠光体占 93% ，问此碳钢的含碳量大约为多少？1.18%
3.试分析含碳量为1.2%铁碳合金从液体冷却到室温时的结晶过程。 L→L+A→A→A→A+Fe3CⅡ→P+ Fe3CⅡ
《习题三》班级： 姓名： 学号： 一、填空题
1．影响奥氏体晶粒长大的因素有（加热条件），（钢的化学成分及组织）。 2．钢的热处理工艺是由（加热）、（保温）和（冷却）三个步骤组成的；热处理基本不改变钢件的（尺寸、形状），只能改变钢件的（组织）和（性能）。
3．完全退火适用于（亚共析成分的碳钢和合金钢）钢，其加热温度为（Ac3+30~50℃），冷却速度（缓慢），得到（ F+P ）组织。
4．扩散退火又称为（均匀化）退火。球化退火其加热温度在（Ac1）＋20-30℃，保温后（等温或缓冷）冷却，获得（球状珠光体）组织；这种退火常用于高碳工具钢等。 5．中碳钢淬火后，再经低温回火后的组织为（回火马氏体），经中温回火后的组织为（回火屈氏体），经高温回火后的组织为（回火索氏体）；淬火高温回火后具有（良好的综合机械）性能。 二、选择题
1.加热是钢进行热处理的第一步，其目的是使钢获得（B）。
A.均匀的基体组织 B.均匀的A体组织 C.均匀的P体组织 D.均匀的M体组织 2.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 ）。 A．P B．S C．B D．M
3.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 ）。 A．随炉冷却 B．在油中冷却 C．在空气中冷却 D．在水中冷却 4．经过热成形制成的弹簧，其使用状态的组织是（Ｃ）。 Ａ.珠光体 Ｂ.回火马氏体 Ｃ.回火屈氏体 Ｄ索氏体 5、为了改善20钢的切削加工性能，一般应采用 B 。 A、退火 B、正火 C、淬火 6.为了改善T12钢的切削加工性能，一般应采用 。 A、完全退火 B、球化退火 C、正火 7、亚共析钢的淬火加热温度一般确定为 B 以上30℃~50℃。 A、Ac1 B、Ac3 C、AcCm
8、实际工件的 C 与工件的尺寸及淬火介质的冷却能力等因素有关。 A、淬透性； B、淬硬性； C、淬透层深度 三、判断题
1．Ac1表示奥氏体向珠光体平衡转变的临界点。（ × ）
2．正常热处理条件下，过共析钢随含碳量增加，其过冷奥氏体的稳定性也增加。（× ） 3．临界淬火冷却速度（VK）越大，钢的淬透性越高。（ × ） 4．退火与正火在工艺上的主要区别是正火的冷却速度大于退火。（√ ）
5．球化退火可使过共析钢中严重连续网状二次渗碳体及片状共析渗碳体得以球状化。（√） 6．亚共析钢、过共析钢，正常淬火后所得马氏体的含碳量均等于钢的含碳量。（×） 7．回火索氏体具有良好的强韧性，因此它比回火屈氏体的强度、韧性均高。（×）
8．用同一钢料制造的截面不同的两个零件，在相同条件下进行淬火，小件比大件的淬硬层深，故钢的淬透性好。（×）
9．感应加热表面淬火时，电流频率越高，淬硬层越深。（×） 四、名词解释
调质处理：粹火加高温回火。 淬透性：指淬火时获得淬硬层的能力。
本质晶粒度：表示钢在一定条件下奥氏体晶粒晶粒长大的倾向。 过冷奥氏体：在A1温度以下还未发生转变的奥氏体称为过冷奥氏体。 五、简答与计算题
3
1、选择下列零件的退火方法：（1）低碳钢钢丝多次冷拉之间；（.2）T10钢车床顶尖锻造以后。 （1）再结晶退火 （2）球化退火
2、拟用T10制造形状简单的车刀，工艺路线为：锻造—热处理—机加工—热处理—磨加工
（1）试写出各热处理工序的名称并指出各热处理工序的作用； 1. 预备热处理：球化退火， 降低硬度，改善加工性能
2. 最终热处理：淬火+低温回火，淬火是为了得到马氏体组织，，低温回火是为了消除淬火内应力，稳定尺寸，防止变形和开裂。
（2）指出最终热处理后的显微组织及大致硬度； 回火马氏体，硬度大约为58-64HRC
（3）制定最终热处理工艺规定（温度、冷却介质）
淬火：加热到760-780℃，
采用分级淬火，在240-260℃的硝盐浴或碱浴中，保温2-5分钟后，空冷。
3、 45（Ac1=730℃, Ac3=780℃）钢制造的连杆，要求具有良好的综合机械性能，试确定淬火、回火加热温度及淬火、回火后的组织。
淬火温度，810-830℃，高温回火：500-650℃ 淬火组织，马氏体。回火组织：回火索氏体。 《习题四》班级： 姓名： 学号： 一、填空题
1、Ni、Mn、C、N、Cu 等元素能扩大 Fe-Fe3C相图的γ区，使临界点A4上升，A3下降。
2、按用途分，合金钢可分为（结构）钢、（工具）钢、（特殊性能）钢。 3、40Cr钢中铬的平均含量约为（1%），GCr9钢中铬的平均含量约为（0.9%）。 4．指出下列钢中碳的平均含量：35CrMo约为（0.35%），9SiCr约为（0.9%），W18Cr4V约为（0.7~0.8%），CrWMn约为（大于等于1%），00Cr18Ni10约为（小于等于0.03%）。 钢号 Q235-A.F 08F T10A 45 Q390A 二、选择题
1、GCr15钢中的铬平均含量是（ Ｂ ）％。 Ａ. 15 Ｂ. 1.5 Ｃ. 0.15 Ｄ. 0.015 2.在钢中能够形成碳化物的合金元素是（ Ｂ ）。 Ａ.镍 Ｂ.铬 Ｃ.硅 Ｄ.铝
3、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 三、简答
1、含碳量≥0.40%、含铬12%的铬钢属于过共析钢；含碳1.5%、含铬12%的钢属于莱氏体钢
由于合金元素加入后显著改变了S点的位置，使它向碳含量减少的方向移动。所以含碳量≥0.40%、含铬12%的铬钢属于过共析钢，而含碳1.5%、含铬12%的钢属于莱氏体钢 2、合金中的杂质元素S和P在热处理中是怎样影响合金性能的？
常以FeS形式存在。易与Fe在晶界上形成低熔点共晶(985℃)，热加工时(1150~1200℃)，由于其熔化而导致开裂，称热脆性。钢中的硫应控制在0.045%以下
不利：P引起冷脆，降低钢的低温韧性，塑性、韧性急剧下降，称冷脆性。严格控制 S,P的含量： P一般控制在0.045%以下.
有利影响：增强钢在大气中的抗腐蚀性能。 抑制冷脆：加入稀土、钛等元素。
易切削钢：加入较多的P、S，提高钢的切削加工性。
一般用于受力不太大的小零件中，螺钉、罗母等应于自行车，缝纫机上的。
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符号和数字含义 屈服点为235MPa的A级沸腾钢 平均Wc为0.08%的沸腾钢 平均Wc为1.0%的高级优质碳素工具钢 钢中的平均Wc为0.45% 屈服点为390MPa的A级镇静钢