金属与热处理试题及答案

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1、模拟试卷一1 / 35一、填空题（每空1 分，共 20 分）1. 机械设计时常用抗拉强度和屈服强度两种强度指标。2. 若退火亚共析钢试样中先共析铁素体占41.6 ，珠光体58.4 ，则此钢的含碳量为约 0.46 。3. 屈强比是屈服强度与， 抗拉强度之比。4. 一般工程结构用金属是多晶体，在各个方向上的性能相同 ， 这就是实际金属的各向同性 现象。5. 实际金属存在 点缺陷 、线缺陷 和面缺陷 三种缺陷。实际晶体的强度比理想晶体的强度低（高，低）得多。6. 根据组成合金的各组元之间的相互作用不同，合金的结构可分为两大类：固溶体 和金属化合物 。固溶体的晶格结构同溶剂 ，其强度硬度比纯金属的高。

2、7. 共析钢加热至Ac1时将发生珠光体 向奥氏体 的转变，其形成过程包括四个阶段。8. 把两个 45 钢的退火态小试样分别加热到Ac1Ac3之间和Ac3以上温度水冷淬火，所得到的组织前者为马氏体 +铁素体 +残余奥氏体，后者为马氏体残余奥氏体。二、判断改错题（对打，错打“”并改错，每小题1 分，共 10 分）（） 1. 随奥氏体中碳含量的增高，马氏体转变后， 其中片状马氏体减少，板条状马氏体增多。( ，片状马氏体增多，板条马氏体减少)（）2. 回火屈氏体、回火索氏体和过冷奥氏体分解时形成的屈氏体、索氏体，只是形成过程不同，但组织形态和性能则是相同的。( ，组织形态和性能也不同)（）3. 退火工

3、件常用HRC标出其硬度，淬火工件常用HBS 标出其硬度。 ( ，退火工件硬度用HBS标出，淬火工件硬度用HRC标出； ) （ ）4. 马氏体是碳在Fe 中所形成的过饱和固溶体；当发生奥氏体向马氏体的转变时，体积发生膨胀。；（）5. 表面淬火既能改变工件表面的化学成分，也能改善其心部组织与性能。(5. ，表面淬火只能改变工件表面的组织与性能。) （）6. 化学热处理既能改变工件表面的化学成分，也能改善其心部组织与性能。（ ）7. 高碳钢淬火时， 将获得高硬度的马氏体，但由于奥氏体向马氏体转变的终止温度在0以下，故钢淬火后的组织中保留有少量的残余奥氏体。（） 8. 为了消除加工硬化便于进一步加工，

4、常对冷加工后的金属进行完全退火。（进行再结晶退火）（）9. 片状珠光体的机械性能主要决定于珠光体的含碳量。，取决于珠光体的片间距；（）10. 由于钢回火的加热温度在A1以下，所以淬火钢在回火时没有组织变化。，尽管钢回火的加热温度在A1以下，但是淬火钢在回火时仍有组织变化。三、选择题（每小题1 分，共 10 分）1. 钢在淬火后所得的组织是（A ）A.淬火马氏体 B.回火索氏体 C.回火屈氏体 D.索氏体2. 在淬火钢中，当含碳量增加到0.6 以后，随含碳量的增加，硬度增加缓慢，这是因为（ A ）A. 随含碳量的增加，残余奥氏体的量增多 B. 随含碳量的增加，片状马氏体的量增多C. 随含碳量的增

5、加，淬火内应力增大 D. 随含碳量的增加，非马氏体的量减少3. 若钢中加入的合金元素能使C曲线左移，则将使钢的淬透性（ B ）A.提高 B.降低 C.不改变 D.对小试样堤高，对大试样则降低4. 下列钢铁材料中切削性能较好的是（ B ）A.工业纯铁 B.45钢 C.白口铸铁 D.T12A钢5. 钢锭中的疏松可以能过下面哪种方法改善（B ）A.完全退火 B.足够变形量的锻轧 C.扩散退火 D.正火6. 正火 T8 钢与完全退火T8 钢相比（B）A.前者珠光体更细密，故强度要低些 B. 前者珠光体更细密，故强度要高些2 C.前者珠光体更粗大，故强度要低些 D. 前者珠光体更粗大，故强度要高些7.

6、退火亚共析钢，随含碳量的增加（B）A.HBS、b值减小， 、aK值增加 B. HBS、b值增加， 、 aK值减小C. HBS、b值增加， 、aK值增加 D. HBS、b值减小， 、aK值减小8. 碳含量为Wc 4.3 的铁碳合金具有良好的（D ）A. 可锻性 B. 切削加工性能 C. 可焊性 D. 铸造性能9. 建筑用钢筋宜选用（C ）A. 高碳钢 B.中碳钢 C. 低碳钢 D.工具钢10. 下述退火态钢中强度最高的是（D ）A.T13 钢 B.45钢 C.65钢 D.T8钢四、简答题（30 分）1.某厂仓库有20 钢、45 钢、 T12 钢和白口铸铁，大小和形状都一样，根据所学知识，可用哪些

7、简单方法把它们迅速区分开？请说明理由。（5 分）答：方法一：硬度测试。硬度值大小顺序是：白口铸铁T12 钢45 钢 20 钢。因为铁碳合金的硬度随含碳量的增加而升高；四种铁碳合金的含碳量是：白口铸铁（大于2.11%C） T12钢（ 1.2%C ）45 钢（ 0.45%）20 钢（ 0.2%C） 。方法二：分别制备四种材料的金相试样，在金相显微镜上进行显微组织观察。亚共析钢组织为（FP） ，且亚共析钢中随含碳量增加铁素体减少，珠光体增多；过共析钢组织为（ PFe3C） ，且当 Wc0.9时， Fe3C沿晶界呈网状分布；白口铸铁的组织中有莱氏体。所以，组织为（ FP）而铁素体少的为20 钢、珠光体

8、多的为45 钢；组织中有Fe3C沿晶界呈网状分布的T12 钢，有莱氏体组织存在的是白口铸铁。2 60 钢经正常淬火后得到什么组织？经退火后得到什么组织？60 钢淬火后分别在200、400、600回火又得到什么组织？（5 分）答： 60 钢淬火后组织为马氏体；（1 分）退火组织为珠光体铁素体；（1 分）200回火后组织为回火马氏体；（1 分）400回火后为回火屈氏体；（ 1 分）600回火后为回火索氏体。（1 分）3. 简述铸铁不同阶段石墨化程度与其最终组织的关系。（10 分）4.指出下列牌号材料的类别和成分（或数字含义）（10 分）牌号类别成分或数字含义Q235A Q345 20Cr HT20

9、0 T10A W6Mo5Cr4V2 GCr15SiMn 5CrMnMo Cr12MoV 1Cr18Ni9Ti 牌号类别成分或数字含义模拟试卷一3 / 35Q235A A级碳素结构钢235 表示钢的屈服点值为235MPa Q345 低合金高强度结构钢345 表示钢的屈服点值为345MPa 20Cr 渗碳钢Wc 0.2 ， Cr 1.0%, Cr=12%, Mo 、 V1%,Cr=12%,Mo,V1.5% ；淬火低温回火；组织为回火马氏体。（ 2 分）滚动轴承： GCr15Mo轴承钢； C% 1%,Cr=1.5%,Mo1.5%；球化退火淬火低温回火；组织为回火马氏体。（2 分）车刀： W6Mo5C

10、r4V2 高速钢； W%=6%,Mo%=5%,Cr%=4%,V%=2%；淬火 560三次回火；组织为回火马氏体碳化物。（3 分）锉刀： T10 碳素工具钢； C% 1% ；淬火低温回火；组织为回火马氏体碳化物。（2 分）热锻模具： 5CrMnMo热变形模具钢；C%=0.5%,Cr,Mn,Mo1.5% ；淬火高温回火；组织为回火索氏体。（ 2 分）机床床身： HT300灰口铁；无需热处理。（2 分）八、用一根冷拉钢丝绳吊装一大型工件进入热处理炉，并随工件一起加热到1000保温，当出炉后再次吊装工件时，钢丝绳发生断裂，试分析其原因。（10 分）答：冷拉钢丝绳是利用加工硬化效应提高其强度的，在这种状

11、态下的钢丝中晶体缺陷密度增大，强度增加，处于加工硬化状态。在1000时保温，钢丝将发生回复、再结晶和晶粒长大过程，组织和结构恢复到软化状态。在这一系列变化中，冷拉钢丝的加工硬化效果将消失，强度下降，在再次起吊时，钢丝将被拉长，发生塑性变形，横截面积减小，强度将比保温前低，所以发生断裂。名词解释：间隙固溶体：溶质原子分布于溶剂的晶格间隙中所形成的固溶体。再结晶：金属发生重新形核和长大而不改变其晶格类型的结晶过程。淬透性：钢淬火时获得马氏体的能力。枝晶偏析：金属结晶后晶粒内部的成分不均匀现象。时效强化：固溶处理后铝合金的强度和硬度随时间变化而发生显著提高的现象。同素异构性：同一金属在不同温度下具有

12、不同晶格类型的现象。临界冷却速度：钢淬火时获得完全马氏体的最低冷却速度。热硬性：指金属材料在高温下保持高硬度的能力。二次硬化：淬火钢在回火时硬度提高的现象。共晶转变：指具有一定成分的液态合金, 在一定温度下 , 同时结晶出两种不同的固相的转变。比重偏析：因初晶相与剩余液相比重不同而造成的成分偏析。置换固溶体：溶质原子溶入溶质晶格并占据溶质晶格位置所形成的固溶体。变质处理：在金属浇注前添加变质剂来改变晶粒的形状或大小的处理方法。晶体的各向异性：晶体在不同方向具有不同性能的现象。模拟试卷一11 / 35固溶强化：因溶质原子溶入而使固溶体的强度和硬度升高的现象。形变强化：随着塑性变形程度的增加，金属

13、的强度、硬度提高，而塑性、韧性下降的现象。残余奥氏体：指淬火后尚未转变，被迫保留下来的奥氏体。调质处理：指淬火及高温回火的热处理工艺。淬硬性：钢淬火时的硬化能力。过冷奥氏体：将钢奥氏体化后冷却至A1 温度之下尚未分解的奥氏体。本质晶粒度：指奥氏体晶粒的长大倾向。C曲线：过冷奥氏体的等温冷却转变曲线。CCT曲线：过冷奥氏体的连续冷却转变曲线。马氏体：含碳过饱和的固溶体。热塑性塑料：加热时软化融融，冷却又变硬，并可反复进行的塑料。热固性塑料：首次加热时软化并发生交连反应形成网状结构，再加热时不软化的塑料。回火稳定性：钢在回火时抵抗硬度下降的能力。可逆回火脆性：又称第二类回火脆性，发生的温度在400

14、650，当重新加热脆性消失后，应迅速冷却，不能在400650区间长时间停留或缓冷，否则会再次发生催化现象。过冷度：金属的理论结晶温度与实际结晶温度之差。二、判断正误并加以改正1、细化晶粒虽能提高金属的强度，但增大了金属的脆性。（ ）改正：细化晶粒不但能提高金属的强度，也降低了金属的脆性。2、结构钢的淬透性，随钢中碳含量的增大而增大。（ ）改正：结构钢的淬硬性，随钢中碳含量的增大而增大。3、普通低合金结构钢不能通过热化处理进行强化。（ ）4、置换固溶体必是无限固溶体。（ ）改正：置换固溶体有可能是无限固溶体。5、单晶体必有各向异性。（ ）6、普通钢和优质钢是按其强度等级来区分的。（ ）改正：普通

15、钢和优质钢是按钢中有害杂质硫、磷的含量来划分的。7、过热钢经再结晶退火后能显著细化晶粒。（ ）改正：过热钢经正火后能显著细化晶粒。8、奥氏体耐热钢也就是奥氏体不锈钢。（ ）改正：奥氏体耐热钢不是奥氏体不锈钢。9、马氏体的晶体结构和铁素体的相同。（ ）10、面心立方金属的塑性比体心立方金属的好。（ ）11、铁素体是置换固溶体。（ ）改正：铁素体是碳溶于-Fe 中形成的间隙固溶体体。12、晶界是金属晶体的常见缺陷。（ ）13、渗碳体是钢中常见的固溶体相。（ ）改正：渗碳体是钢中常见的金属化合物相。14、金属的塑性变形主要通过位错的滑移进行。（ ）15、金属在进行热加工时，不会产生加工硬化现象。（ ）16、比重偏析不能通过热处理来消除。17、上贝氏体的韧性比下贝氏体好。（ ）改正：上贝氏体的韧性比下贝氏体差。18、对过共析钢工件进行完全退火可消除渗碳体网。（ ）12 改正：对过共析钢工件进行正火可消除渗碳体网。19、对低碳低合金钢进行正火处理可提高其硬度。（ ）20、淬火获得马氏体的必要条件之一是其淬火冷却速度必须小于Vk。 （ ）改正：淬火获得马氏体的必要条件之一是其淬火冷却速度必须大于Vk。21、氮化件的变形远比渗碳件的小。（ ）22、工件渗碳后直接淬火其开裂倾向比