2011习题与思考题

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1、1第一章第一章 习题与思考题习题与思考题1、常见的金属晶格类型有哪些?试绘图说明其特征。 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?3、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？4、试计算面心立方晶格的致密度。 5、什么是位错？位错密度的大小对金属强度有何影响？ 6、晶体在结晶时，晶核形成种类有几种？什么是变质处理？ 7、置换固溶体中，被置换的溶剂原子哪里去了？ 8、间隙固溶体和间隙化合物在晶体结构与性能上区别何在？举例说明之。 9、解释下列名词：晶格、晶胞、晶体、晶面、晶向、晶粒、点缺陷、面缺陷、线缺陷、相、固溶强 化、金属化合物、固溶体第二章第二章 习

2、题与思考题习题与思考题1、什么叫结晶、过冷现象、过冷度?过冷度与冷却速度有何关系? 2、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? 3、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。4、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？第三章第三章 习题与思考题习题与思考题1、现有A、B两元素组成如图 3.1 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

3、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都 不相同，故在平衡状态下固溶体的成分是不均匀的。2图 3.1 题 1 图 2、共晶部分的 Mg-Cu 相图如图 3.2 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？ （2）求出 20%Cu 合金冷却到 500、400时各相的成分和重量百分比。 （3）画出 20%Cu 合金自液相冷到室温的却曲线，并注

4、明各阶段的相与相变过程。图 3.2 题 2 图 3、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。 4、为什么亚共晶合金的共晶转变温度与共晶合金共晶转变温度相同？ 5、根据下表所列要求，归纳比较固溶体、金属化合物及机械混合物的特点 名 称种 类举 例晶格特点相 数性能特点固 溶 体金属化合物机械混合物6、今有两个开关相同的铜镍合金铸件，一个含 Ni=90%，一个含 Ni=50%，铸后自然冷却，问凝固 后哪个铸件的偏析较为严重？ 7、解释以下名词：合金、组元、组织、相图、枝晶（晶内）偏析、共晶反应、匀晶相图、共晶相 图第四章第四章 习题与思考题习题与思考题1、何谓金属的同

5、素异晶转变?试以纯铁为例说明金属的同素异晶转变。 2、何谓共晶转变和共析转变?以铁碳合金为例写出转变表达式。33、画出 Fe-Fe3C 相图钢的部分，试分析wc=0.45%钢、wc=0.77%钢、wc=1.2%钢在极缓慢的冷却条件下 的组织转变过程，并绘出室温显微组织示意图。 4、为什么铸造合金常选用靠近共晶成分的合金？而压力加工合金则选用单相固溶体成分的合金？ 5、根据 Fe-Fe3C 相图，确定下表中三种钢在指定温度下的显微组织名称。 钢 号温度（）显微组织温度（）显微组织20 wc=0.2%770 900 T8 wc=0.8%680 770 T12 wc=1.2%700 770 6、某厂

6、仓库中积压了许多碳钢(退火状态)，由于钢材混杂不知其化学成分，现找出一根，经金相分 析后发现组织为珠光体和铁素体，其中铁素体量占 80%。问此钢材碳的含量大约是多少?是哪个钢号? 7、有形状和大小一样的两块铁碳合金，一块是低碳钢，一块是白口铁。问用什么简便的方法可迅速 将它们区分开来? 8、现有两种铁碳合金，在显微镜上观察其组织，并以面积分数评定各组织的相对量。一种合金的珠 光体占 75%，铁素体占 25%；另一种合金的显微组织中珠光体占 92%，二次渗碳体占 8%。这两种铁碳合金 各属于哪一类合金？其碳的质量分数各为多少？ 9、现有形状尺寸完全相同的四块平衡状态的铁碳合金，它们碳的质量分数分

7、别为 0.20%、0.40%、1.2%、3.5%。根据你所学过的知识，可有哪些方法来区别它们? 10、根据 Fe-Fe3C 相图解释下列现象： （1）在进行热轧和锻造时，通常将钢材加热到 10001200； （2）钢铆钉一般用低碳钢制作； （3）绑扎物件一般用铁丝(镀锌低碳钢丝)，而起重机吊重物时却用钢丝绳(60 钢、65 钢、70 钢等高 碳钢制成)； （4）在 1100时，wc=0.4%的碳钢能进行锻造，而 wc=4.0%的铸铁不能进行锻造； （5）在室温下wc=0.8%的碳钢比wc=1.2%的碳钢强度高； （6）钳工锯割 T8 钢、T10 钢等高碳钢料比锯割 10 钢、20 钢等低碳钢费

8、力，锯条易磨钝； 11、试以钢的显微组织说明wc=0.2%钢、wc=0.45%钢和wc=0.8%钢的力学性能有何不同。 12、下列说法是否正确?为什么? （1）钢的含碳量越高，质量越好； （2）共析钢在 727发生共析转变形成单相珠光体； （3）wc=4.3%的钢在 1148发生共晶转变形成莱氏体； （4）钢的含碳量越高，其强度和塑性也越高。 13、写出碳质量分数为 5%的过共晶白口铸铁在共晶反应（1148）刚刚完毕时的相组成 物和组织组成物，并计算其相组成物和组织组成物的相对含量；。 14、解释下列名词：铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体第五章第五章 习题与思考题习题与思考题1、举出两个

9、实际金属零件说明塑性变形行为的重要性。 2、金属经冷和热塑性变形后的组织和性能有什么变化？能否根据它们的显微组织区别这两种变形？ 3、低碳钢板冲零件前硬度 100HBS，而冲零件后硬度不均匀，有的部位为 100HBS，有的部位为 150HBS，说明其原因。 4、如何选择再结晶退火温度？什么是热变形和冷变形？钢的再结晶退火温度是多少？ 5、名词解释：滑移、加工硬化、再结晶、临界变形量 6、在制造长的精密丝杆时或轴时，常在半精加工之后将其吊挂起来，并用木锤沿全长轻击几遍，再 吊挂天，然后再精加工，试解释这样做的目的和其原因。 7、锡在室温下变形，钨在变形，它们属于热加工还是冷加工，组织和性能会有何

10、变化？ 8、想一想低碳钢的拉伸试验中，拉伸至 e 点、s 点、b 点时组织发生和变化。 9、由厚板机械加工成齿轮；（）由粗钢棒机械加工成齿轮；（）由圆棒热锻成齿轮坯，再加工 成齿轮。哪种方法较为理想？为什么？10、说明下列现象产生的原因？4（1）滑移面是原子密度最大的晶面，滑移方向是原子密度最大的方向； （2）实际测得的晶体滑移所需的临界切应力比理论计算的数值小得多； （3）晶界处滑移的阻力最大； （4）Zn、-Fe、Cu 的塑性不同。 11、影响再结晶后晶粒大小的主要因素有哪些？第六章第六章 习题与思考题习题与思考题1、奥氏体晶粒大小与哪些因素有关?为什么说奥氏体晶粒大小直接影响冷却后钢的组

11、织和性能? 2、过冷奥氏体在不同的温度等温转变时，可得到哪些转变产物?试列表比较它们的组织和性能。 3、共析钢过冷奥氏体在不同温度的等温过程中，为什么 550的孕育期最短?转变速度最快? 4、判断下列说法是否正确？为什么？（1）钢在奥氏体化冷却，所形成的组织主要取决于钢的加热速度。（2）低碳钢和高碳钢零件为了切削方便，可预先进行球化退火处理。（3）过冷奥氏体的冷却速度越快，钢件冷却后的硬度越高。（4）钢经淬火后处于硬脆状态。 （5）马氏体中的碳含量等于钢中的碳含量。 5、什么是Vk？其主要影响因素有哪些? 6、什么是马氏体?其组织形态和性能取决于什么因素? 7、马氏体转变有何特点？为什么说马氏

12、体转变是一个不完全的转变?27、解释下列名词：淬透性、淬硬性、临界冷却速度第七章第七章 习题与思考题习题与思考题1 退火的主要目的是什么?生产中常用的退火方法有哪几种? 2 正火与退火相比有何异同?什么条件下正火可代替退火? 3、为什么过共析钢锻件采用球化退化而不用完全退火? 4、为什么说淬火回火处理是钢铁材料最经济和最有效的强化手段? 5、将二个同尺寸的 T12 钢试样，分别加热到 780和 860，并保温相同时间，然后以大于 Vk 的同 一冷速冷至室温，试问： （1）哪个试样中马氏体的wC较高? （2）哪个试样中残余奥氏体量较多? （3）哪个试样中未溶碳化物较多? （4）哪个淬火加热温度较

13、合适?为什么? 6、一根直径为 6mm 的 45 钢棒料，经 860淬火、160低温回火后，硬度为 55HRC，然后从一端加 热，使钢棒上各点达到图 5-1 所示的温度。试问： （1）此时各点的组织是什么？ （2）从图示温度缓冷至室温后各点的组织是什么？ （3）从图示温度水冷至室温后各点的组织是什么？图 5-1 题 6 图 7、现有 20 钢和 40 钢制造的齿轮各一个，为了提高轮齿齿面的硬度和耐磨性，宜采用何种热处理工 艺？热处理后的组织和性能有何不同？ 8、什么是钢的淬透性和淬硬性?它们对于钢材的使用各有何意义? 9、回火的目的是什么?为什么淬火工件务必要及时回火? 10、为什么生产中对刃

14、具、冷作模具、量具、滚动轴承等热处理常采用淬火+低温回火，对弹性零件 则采用淬火+中温回火，而对轴、连杆等零件却采用淬火+高温回火? 11 在硬度相同的条件下，为什么经调质处理的工件比正火后的工件具有较好的力学性能?512、 用 T12 钢制造的丝锥，其成品硬度要求为60HRC，加工工艺过程为：轧制热处理 1机 加工热处理 2机加工。 （1）写出各热处理工序的名称及作用： （2）制订最终热处理的工艺规范(加热温度、冷却介质)。 13、 什么是表面淬火?为什么机床主轴、齿轮等中碳钢零件常采用感应加热表面淬火? 14、 什么是化学热处理?化学热处理包括哪几个基本过程？常用的化学热处理方法有哪几种?

15、 15、渗碳的目的是什么?为什么渗碳零件均采用低碳钢或低碳合金钢钢制造? 16、为什么钢经渗碳后还需进行淬火+低温回火处理? 17、经调质处理后，45 钢的硬度为 240HBS，若再进行 200的回火，能否使其硬度升高？为什么？ 经淬火、低温回火后，45 钢的硬度为 57HRC，若再进行 560的回火，能否使其硬度降低？为什么？ 18、常用碳氮共渗的方法有哪几种?其主要目的和应用范围如何? 19、确定下列钢件的退火方法，并指出退火的目的及退火后的组织： （1）经冷轧后的 15 钢板要求降低硬度； （2）ZG270-500 铸造齿轮； （3）锻造过热的 60 钢锻坯。20、解释下列名词：退火、正

16、火、淬火、完全退火、球化退火、回火第八章第八章 习题与思考题习题与思考题1、从力学性能、热处理变形、耐磨性和热硬性几方面比较合金钢和碳钢的差异，并简单说明原因。 2、下列工件，由于管理的差错，造成钢材错用，问使用过程中会出现哪些问题? （1）把 Q235A 当作 45 钢制造齿轮? （2）把 30 钢当作 T13 钢制成锉刀； （3）把 20 钢当作 60 钢制成弹簧。 3、根据括号内提供的钢号(08F；20；T8；T12；65Mn；45)选择下列工件所采用的材料： 冷冲压件；螺钉；齿轮；小弹簧；锉刀。 4、解释下列钢的牌号含义、类别及热处理方法： 20CrMnTi，40Cr，4Cr13，16Mn，T10A，1Cr18Ni9Ti，Cr12MoV，W6Mo5Cr4V2，38CrMoAlA，5CrMnMo，GCr 15，55Si2Mn 5、比较 9SiCr，Cr12