12、讨论合金元素对淬火钢回火转变的一般规律及其实际意义。分析特殊碳化物原位形
核、直接形核与形成碳化物元素的类型的关系，以及对组织结构与性能影响的规律。 13、合金钢的二次硬化现象的本质及其实际意义。
14、合金元素对第一、二类回火脆性的影响规律及其实际意义。 15、总结归纳合金元素对铁素体强韧性的影响规律。
16、试以低碳马氏体型结构钢的开发为例，讨论合金化与强韧化综合运用的主要思路。 17、研究合金元素对钢的工艺性能影响的重要意义。分析钢的切削加工性和淬透性与合
金元素的关系。
第二章 构件用钢
1、分析构件用钢的性能要求，以及成分特点。
2、根据合金元素在平衡钢中的作用规律，结合构件用钢的性能要求，分析讨论低合金
高强度钢的发展历程和合金元素的主要作用。
3、分析讨论微合金化低合金高强度钢的发展依据及其强韧化机理。怎样实现控制轧制
与控制冷却，目前我国生产上存在哪些困难？应该怎样克服？
4、综合评述针状铁素体型、超低碳贝氏体型以及铁素体+马氏体（双相钢）的微合金化
钢的获得方法，成份、组织结构和性能的特点以及应用范围与前景。
第三章 机器零件用钢
1、机器零件用钢矛盾普遍性表现在哪里？机器制造中不同结构零件，由于各有其矛盾
的特殊性，往往在锻造、机加工以后整体淬火，而后分别在低、中、高温回火状态下使用。试以具体零件为例，结合所用钢种，分析合金元素和热处理工艺在上述不同使用状态下，是如何实现不同质的矛盾以不同质的方法来解决的？ 2、分析合金元素在渗碳钢和氮化钢中的作用。
3、分析低碳马氏体型结构钢的优越性及其应用范围。
4、马氏体时效钢在时效温度下，怎样保证马氏体组织的稳定性？其时效强化与铝合金
时效又有什么区别？它是怎样实现优异的强韧结合的？
5、汽车、拖拉机的发动机曲轴，常常用调质钢来制造，而变速箱的花键轴，往往用渗
碳钢来制造；汽车、拖拉机变速箱齿轮和后桥齿轮多半用渗碳钢来制造，而机床变速箱齿轮又多半用中碳（合金）钢来制造。你能分析其原因吗？上述两种不同轴类零件和三种不同齿轮在材料选择、热处理工艺以及其它强化工艺上，可能采取哪些不同措施？
第四章 工具钢
1、工模具钢的主要矛盾表现在耐磨性与韧性合理配合上，因而为了适应工模具多种不
同性能要求，人们常常将工模具钢分为下表所列的12类。试根据你所学的知识，讨论哪些钢种分别属于表中的分类，并分析其热处理工艺和性能特点。
工模具钢的性能要求和分类 主要应用场合 淬火变形要求不淬火变形要求较要求高的红硬性高的钢种（水淬高的钢种（空气淬或热稳定性的钢钢） 火或油淬钢） 种（高速钢和热变形模具钢） 最大耐磨性 第一类 第五类 第九类 切削刀具 第二类 第六类 第十类 模 具 第三类 第七类 第十一类 最大韧性 第四类 第八类 第十二类 2、切削工具中的铣刀、钻头，由于需要重磨刃并保证高硬度，因而要求淬层深；而丝锥、板牙一般不需重磨刃口，但要防止螺距变形，所以要求淬层浅，试考虑如何在选材和热处理工艺制定上，保证上述要求。
3、根据高速钢的物理冶金原理，分析讨论碳和合金元素在高速钢中的作用规律。 4、比较热变形模具钢和合金调质钢的合金化和热处理工艺特点，并分析合金元素作用
的异同。
5、高速钢主要用于制造各类刃具，但也有时用于制造冷变形模具，试根据齿轮铣刀和
冷挤压冲头的服役条件和性能要求，分析如何选择不同的高速钢钢种和制定热处理工艺。
6、各类钢材按用途分有构件用钢，机器零件用钢和工模具用钢等，但生产上某些机器
零件，选用工具钢制造，却可获得良好的使用性能，这说明事物总是相对的而不是绝对的。试举例讨论哪些机器零件，选用工具钢制造，可以得到满意的效果，并分析其原因和实质。
第五章 不锈钢
1、试分析结构钢、工具钢、不锈钢在使用中的主要矛盾，讨论他们的冶金质量要求、
合金化方向和热处理工艺的异同。如果要用Cr13型不锈钢制作机器零件、工具和滚动轴承或弹簧，应怎样选择钢号和制定热处理工艺？
2、分析碳在不锈钢中对组织性能影响的两重性，并讨论人们在解决这一矛盾时采取哪
些技术措施？
3、分析不锈钢中13%Cr、18%Cr和钝化膜、电极电位与耐腐蚀性能的关系。
4、总结铬镍奥氏体不锈钢所用的成分和热处理方法，晶间腐蚀产生的原因和防止方法，
并说明18-8成分被工业上广泛采用的原因。
5、有一φ40mm耐酸拉杆，由1Cr18Ni9Ti钢锻制成毛坯，送车床加工时发现，车削加工
极为困难。用磁铁接触毛坯，后者立即被吸住。试分析这一拉杆锻坯的金相组织，锻造后的工序存在什么问题？应当采取何种工艺措施来解决？为什么？
6、有一耐酸压力容器φ400×600mm，厚3.5mm，需用焊接方法制造。试考虑选用的钢材
种类，并制定热处理工艺。
7、有一阀杆零件φ16 mm，用2Cr13制造。试制定热处理工艺，注明各阶段金相组织的
变化，并解释450℃回火后耐蚀性降低的原因。
第六章 耐热钢
1、综合比较不锈钢与耐热钢在失效环境与失效机制、合金化、热处理上的异同。 2、分析合金元素对提高钢的热强性和热稳定性方面的特殊作用规律，比较高温和常温
用结构钢的合金化方向。
3、讨论珠光体热强钢中稳定组织、提高热强性的合金化原则，试分析锅炉管用典型钢
种的成分、热处理、性能及其应用范围。
4、一锅炉管用钢，经运行两年后，检修中发现有“起瘤”现象，试分析原因，并提出
改进设想。
5、有一汽轮机末级叶片，工作温度450℃~560℃，要求抗蠕变及抗腐蚀磨损，试进行选
材分析，并制定热处理工艺。
6、分析讨论奥氏体型热强钢中稳定组织、提高热强性的合金化方法，结合锅炉、燃气
轮机制造业的要求分析固溶出理型、沉淀强化型奥氏体热强钢的典型刚好在成分、热处理、性能方面的特点。
第七章 铸铁
1、碳钢与铸铁有什么异同点？如何区分钢和铸铁？
2、今有三块铸铁试样，其硬度分别为HB、HB340、HRC50，试分析三个试样的铸铁类型、
金相组织特点及获得条件。
3、叙述Fe-3%C-2.4%Si合金从液体缓冷至室温时所发生的显微组织变化过程。
4、今需要制造壁厚为40mm的沙模铸件，要求基体组织中珠光体数量>95%，试问应当如
何选择该灰口铸铁件的化学成分和共晶度？
5、某一内燃机使用稀土铜钼球墨铸铁曲轴，要求机械性能达到：σb=9000MPa，
σ0.2=630MPa，HB277~285。试考虑该曲轴应当选用的化学成分、金相组织要求及热处理工艺。
6、已知机床床身、机床导轨、内燃发动机用汽缸套、活塞环、凸轮轴等零件均系用铸
铁制造。试根据零件的工作条件及对性能的要求，提出个零件应采用的铸铁类型、大致化学成分及热处理方法。
7、在实际生产中，用灰口铸铁制成的薄壁铸件上，常有一层硬度高的表面层，致使机
械加工困难，试指出形成高硬度表面层的原因。如何消除？在什么工作条件下应用的铸件，反而希望获得这种表面硬化层？
第八章 有色金属及其合金
1、试述铝合金的合金化原则？为什么选用硅、铜、镁、锰、锌等作为铝合金的主加元
素？选用钛、硼、稀土等作为辅助元素？
2、为什么Al-4%Cu合金在低温时的时效序列是a过→G.P区→θ’’ →θ’ →θ，而
不是a过→θ？
3、为什么大多数铝硅基铸造铝合金中还要加入铜、镁、镍、锰等合金元素？试分析说
明ZL101、ZL105、ZL107、ZL109合金在铸态时的相组成？
4、Al-Zn-Mg-Cu系合金的最高强度是怎样通过化学成分和热处理获得的？
5、铝合金的强化热处理原理和工艺操作与钢的强化热处理原理和工艺操作有什么异
同？
6、Cu-40%Zn合金（黄铜）的铸态组织是怎样的？该合金经830℃热变形加工随后退火
的组织是怎样的？该合金加热到830℃，随后水冷到250℃进行等温转变，其组织又怎样？ 7、Cu-Al合金相图在11.8%Al处与Fe-Fe3C相图在0.8%处，在形式上有什么相似之处？
铝青铜的淬火和回火处理与钢的淬火和回火处理有什么异同？
8、对Cu-2?合金施以什么样的加工处理可获得σb=1200MPA的高强度？并说明各加
工处理工序的作用？
9、钛合金的合金化原则是怎样的？为什么几乎在所有钛合金中，均含有一定量合金元
素铝？为什么铝的含量通常限制在5~6%（重量）？
10、内燃机的曲轴轴承及连杆轴承希望采用耐磨性好而又不含贵重合金元素的材料制
造，试选择和金的组成？并说明其制造方法？指出其金相组织和机械性能？能否选用滚动轴承GCr15？为什么？
11、海轮上的螺旋桨，体积大且形状复杂，试选择适于制造螺旋桨的合金组成？并指出
其组织和性能？能否选用耐蚀的不锈钢制造螺旋桨？为什么？ 12、Ti-6Al-4V合金自1066℃、954℃、843℃分别淬火时，将分别得到什么类型的组织？
相应的机械性能如何？
13、现需要生产5000台新式录音机用塑料外壳，试选择制造塑料模具的合金组成并推
荐制模工艺方法，指出该材料的结构组织和机械性能。
14、试根据下列使用条件和对性能的要求，指出制造齿轮所应选用的合金组成和热处理
方法，并指出这些齿轮在使用状态下的金相组织。 （a）受中等载荷（σb≥400MPa），在蒸汽及水腐蚀条件下工作的齿轮，要求硬度HB不
低于220~230。
（b）受中等载荷（σb≥400MPa），高速，不受冲击作用的磨床砂轮箱齿轮，要求齿面硬
度HRC=54~60.
（c）受中等载荷（σb≥400MPa），高速，受冲击，模数小于5的机床变速箱齿轮，要求
齿面硬度HRC=58~63。 （d）受高载荷（σb≥800MPa），高速，形状复杂，要求热处理变形小的齿轮，齿面硬度
要求HV=800。
第一章 绪论 2学时
2. 第二章 金属的结构 3学时 3. 第三章 金属的结晶 4学时
4. 第四章 机械性能 2学时 2 5. 第五章 金属的塑性变形和再结晶 4学时 6. 第六章 二元合金相图 5学时
7. 第七章 铁碳合金相图 6学时 2 8. 第八章 钢的热处理 6学时 2 9. 第九章 工业用钢 5学时
10. 第十章 铸铁 3学时 2 11. 第十一章 有色金属及其合金 2学时 12. 第十二章 高分子材料 2学时 13. 第十三章 陶瓷材料 2学时 14. 第十四章 复合材料 1学时 15. 第十五章 机器零件的失效与选材 1学时
学时 学时 学时 学时