《重庆大学金属学热处理期末试题》由会员分享，可在线阅读，更多相关《重庆大学金属学热处理期末试题（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第页1 重庆大学学期考试试卷课程名称：金属学及热处理课程代码：主要班级：教学班号：本卷为A 卷，共2 页，考试方式：闭卷，考试时间： 120 分钟题 号一二三四五六七八九十总 分得 分一、填空题（15 分）1、在 BCC 和 FCC 晶格中， 单位晶胞内的原子数分别为和，其致密度分别为和。2、金属的结晶过程是的过程。控制结晶后晶粒大小的方法有、和。3、 冷 变 形 金 属 在 加 热 时 组 织 与 性 能 的 变 化 ， 随 加 热 温 度 不 同 ， 大 致 分为、和三个阶段。4、1Crl8Ni9Ti钢中 Ti 的作用是，而 20CrMnTi钢中 Ti 的作用是。5、 碳在白口铸铁中主要以
2、形式存在，而在灰口铸铁中主要以形式存在。二、名词解释（10 分）1、合金；2、共晶转变；3、 枝晶偏析；4、伪共晶；5、回复；三、选择题（12 分）1、工程上使用的金属材料一般都呈( )。A各向异性；B各向同性；C伪各向异性；D伪各向同性。2、固溶体的晶体结构( )。第页2 A与溶剂的相同；B与溶质的相同； C与溶剂、溶质的都不相同；D是两组元各自结构的混合。3、多晶体金属的晶粒越细，则其( )。A强度越高，塑性越好B强度越高，塑性越差C强度越低，塑性越好D强度越低，塑性越差4、调质处理后可获得综合力学性能好的组织是( ) A回火马氏体B回火托氏体C回火索氏体D索氏体5、过共析钢正火的目的是(
3、 )。A调整硬度，改善切削加工性B细化晶粒，为淬火作组织准备C 消除网状二次渗碳体D防止淬火变形与开裂6、对于可热处理强化的铝合金，其热处理方法为( )。A淬火低温回火B完全退火C水韧处理D固溶时效四、判断题（ 5 分）1、金属铸件可通过再结晶退火来细化晶粒。( )2、亚共析钢加热至Ac1 和 Ac3 之间将获得奥氏体铁素体二相组织，在此区间，奥氏体的含碳量总是大于钢的含碳量。( ) 3、化学热处理既改变工件表面的化学成分，又改变其表面组织。( ) 4、所有合金元素均使Ms、Mf 点下降。( )5、可锻铸铁可在高温下进行锻造加工。( )五、问答题（36 分）1、什么叫临界晶核?它的物理意义及与
4、过冷度的定量关系如何? （8 分）2、试比较 45 钢、 T 8 钢、 T12 钢的硬度、强度和塑性有何不同? （9 分）第页3 3、试述奥氏体的形成过程及控制奥氏体晶粒的方法。（9 分）4、分析碳和合金元素在高速钢中的作用及高速钢热处理工艺的特点。（10 分）六、综合分析题（22 分）1、用 9SiCr 钢制成圆板牙，其工艺路线为：锻造球化退火机械加工淬火低温回火磨平面开槽开口。试分析：球化退火、淬火及回火的目的；球化退火、淬火及回火的大致工艺。（10 分）2、一碳钢在平衡冷却条件下，所得显微组织中，含有50的珠光体和50的铁素体，问：此合金中碳的质量分数为多少? 若该合金加热到730 时，
5、在平衡条件下将获得什么组织? 若加热到850 ，又将得到什么组织? （12 分）金属学及热处理试卷参考答案一、填空题1、2，4，0.68，0.74；2、形核与长大，增加过冷度，变质处理，振动、搅拌等； 3、回复，再结晶，晶粒长大；4、防止奥氏体不锈钢晶间腐蚀，细化晶粒； 5、Fe3C，石墨。 二、名词解释1、合金：是指由两种或两种以上元素组成的具有金属特性的物质。2、共晶转变：在一定的温度下，由定成分的液相同时结晶出两个成分不同的固相的转 变。3、由于固溶体结晶通常是树枝状进行，结果使枝干和枝间的化学成分不同，称为枝晶偏 析。4、非共晶成分的合金所得到共晶组织称为伪共晶。 5、回复：冷变形金属
6、在加热时所产生的某些亚结构和性能的变化过程。 三、选择题1A，2A，3A，4C，5C，6D 四、判断题1，2， 3， 4， 5 五、问答题1、 根据自由能与晶胚半径的变化关系，可以知道半径r rc的晶胚不能成核；rrc的晶胚 才有可能成核；而r rc的晶胚既可能消失，也可能稳定长大。因此，半径为rc的晶胚 称为临界晶核。其物理意义是，过冷液体中涌现出来的短程规则排列的原子集团，当其尺寸 rrc 时，这样的原了团使可成为晶核而长大。临界晶核半径rc其大小与过冷度有关。TLTrmm c2第页4 2、由含碳质量分数对碳钢性能的影响可知，随着钢中碳含量的增加，钢中的渗碳体增多， 硬度也随之升高，基本上
7、呈直线上升。在 0.8C 以前， 强度也是虽直线上升的。在，0.8C 时，组织全为珠光体，强度最高；但在0. 8C 以后，随碳量的继续增加，组织中将会 出现网状渗碳体，致使强度很快下降；当2.11C 后，组织中出现莱氏体强度将很低， 而塑性是随碳量增加而下降的，在出现莱氏体后，塑性将几乎降为零。由此可知，T12 的硬度最高， 45 钢的硬度最低；T12 的塑性最差， 45 钢塑件最好； T8 钢均居中， T8 钢的强 度最高。3、奥氏体形成过程：a)奥氏体晶核的形成b)奥氏体晶核的长大；c)残留渗碳体的溶解；d) 奥氏体成分均匀化。控制奥氏体晶粒大小的方法：a)制定合适的加热规范，包括控制加热
8、 温度及保温时间、快速短时加热；b)碳含量控制在一定范围内，并在钢中加入定显阻碍 奥氏体晶粒长大的合金元素。如：A1、V、Ti、Zr、Nb 等； c)考虑原始组织的影响，例如 片状球光体比球状珠光体加热组织易粗化。4、化学成分：高碳的目的是为了和碳化物形成元素Cr、W、Mo 、V 等形成碳化物，并保 正得到强硬的马氏体基体以提高钢的硬度利耐磨性。W、Mo 、V 主要是提高钢的红硬性， 因为这些元素形成的碳化物硬度高，产生二次硬化效应，因而显著提高钢的红硬性、硬度和耐磨性。 Cr 主要是提高钢的淬透性。其工艺突出的特点是淬火加热温度非常高，回火温 度高，次数多，淬火加热时采用预热。六、综合分析题
9、1、球化退火是为了消除锻造应力，获得球状珠光体和碳化物，降低硬度以利于切削加工 并为淬火做好组织准备，减少淬火时的变形与开裂；淬火及回火是为了获得回火马氏体，保证热处理后具有高硬度、高耐磨性。球化退火工艺：加热温度790810，等温温度700 720；淬火工艺：加热温度850870(油淬 )；回火工艺； 160180。2、设该合金中含C% x，则由杠杆定律得%50%0218.0%77.0%77. 0X所以C%x=0.38% 其显微组织为FA 全部奥氏体(A) 组织重庆大学期考试试卷课程名称：金属学及热处理课程代码：主要班级：教学班号：本卷为B 卷，共2 页，考试方式：闭卷，考试时间： 120
10、分钟题 号一二三四五六七八九十总 分得 分一、填空题（15 分）第页5 1、实际金属中存在有、和三类晶体缺陷。2、 为了使金属结晶过程得以进行，必须造成一定的，它是理论结晶温度与的差值。3、碳在 Fe中的间隙固溶体称为，它具有晶体结构在时碳的最大溶解度为。4、 当钢中发生奥氏体向马氏体转变时，原奥氏体中碳含量越高，则 Ms 点越转变后的残余奥氏体量就越。5、除处，其他的合金元素溶人A 中均使 C 曲线向移动， 即使钢的临界冷却速度，淬透性。二、名词解释（10 分）1、相；2、热处理；3、置换固溶体；4、加工硬化；5、珠光体；三、选择题（12 分）1、当晶格常数相同时，FCC 晶体比 BCC 晶
11、体( )。A原子半径大，但致密度小；B原子半径小，但致密度大；C原子半径大，但致密度也大；D原子半径小但致密度也小。2、能使单晶体产生塑性变形的应力为( )。A正应力B切应力c原子活动力D复合应力3、钢在淬火后所获得的马氏体组织的粗细主要取决于( ) A奥氏体的本质晶粒度B奥氏体的实际晶粒度C奥氏体的起始晶粒度D加热前的原始组织4、过共析钢的正常淬火加热温度是( )。AAcm 十(3050) BAc3 十(3050) CAc1 十(3050) DAc1 一(3050) 5、制造手工锯条应采用( )。A45 钢淬火低温回火B65Mn 淬火中温回火CT12 钢淬火低温回火D9SiCr 淬火低温回火
12、第页6 6、LYl2 的( )。A耐蚀性好B铸造性能好C时效强化效果好D压力加工性好四、判断题（ 5 分）1、固溶体的强度和硬度，比组成固溶体的溶剂金属的强度和硬度高。( ) 2、实际金属是由许多结晶位向都完全相同的小晶粒组成的。( ) 3、T10 和 T12 钢如其淬火温度样，那么它们淬火后残余奥氏体量也是一样的。( ) 4、 高速钢反复锻造是为了打碎鱼骨状共晶莱氏体，使其均匀分布于基体中。( )5、铸铁可以通过再结晶退火使晶粒细化，从而提高其力学性能。( )五、问答题（36 分）1、分析纯金属生长形态与温度梯度的关系? （8 分）2、何为超塑性 ?如何实现超塑性?（9 分）3、何谓回火脆性
13、?说明回火脆性的类型、特点及其抑制方法。（9 分）4、为什么合金钢比碳钢的力学性能好?热处理变形小?合金工具钢的耐磨性热硬性比碳钢高 ?（10 分）六、综合分析题（22 分）1、某汽车齿轮选用20CrMnTi材料制作，其工艺路线为：下料锻造正火切削加工渗碳淬火低温回火喷丸磨削加工。请分别说明上述四项热处理工艺的目的及工艺。 （10 分）2、现有 A、B 两种铁碳合金。A 的显微组织为珠光体的量占75，铁素体的量占 25； B 的显微组织为珠光体的量占92，二次渗碳体的量占8。请回答：这两种铁碳合金按显微组织的不同分属于哪一类钢? 这两种钢铁合金的含碳量各为多少 ? 画出这两种材料在室温下平衡状
14、态时的显微组织示意图，并标出各组织组成物的名称。（12 分）金属学及热处理试卷参考答案第页7 一、填空题1、点缺陷、线缺陷、面缺陷；2、过冷度，实际结晶温度；3、铁素体， BCC，727，0.0218； 4、低，多；5、Co，右，减小，增加。 二、名词解释1、相：结构相同、成分相同并以界面相互分的均匀组成部分。2、热处理：是指将钢在固态下加热、保温和冷却，以改变钢的组织结构，获得所需要性 能的一种工艺。3、置换固溶体：溶质原子位于溶剂晶格的某些结点位置所形成固溶体。溶质原子与溶剂 原子的尺寸差不同，都将引起晶格畸变，产生固溶强化。4、随冷塑性变形量增加，金属的强度、硬度提高，塑性、韧性下降的现
15、象称加工硬化。 5、共析转变的产物是F 与 Fe3C 的机械混合物，称作珠光体，用P 表示。 三、选择题1B，2B， 3B，4C， 5C，6C 四、判断题1，2， 3， 4， 5 五、问答题1、纯金属生长形态是指晶体长大时界面的形貌。界面形貌取决于界面前沿液体中的温度 分布。(1)平面状界面。当液体具有正温度梯度时，晶体以平界面方式推移长大。此时，界面 上任何偶然的小的凸起伸入液体时，都会使其过冷度减小，长大速率降低或停止长大，而 被周围部分赶上，因而能保持平界面的推移。长大中晶体沿平行温度梯度的方向生长，或沿散热的反方向生长，其他方向的生长则受到抑制；(2)树枝状界面。 当液体具行负温度梯度
16、时，在界面上若形成偶然的凸起伸入前沿液体 时，由于前方液体有更大的过冷度，有利于晶体长大和凝固潜热的散失，从而形成枝晶的 一次轴。一个枝晶的形成，其潜热使邻近液体温度升向，过冷区降低，因此，类似的枝晶 只在相邻一定间距的界面上形成相互平行分布。在次枝晶处的温度比枝晶间温度高， 这种负温度梯度使一次铀上又长出二次轴分技，同样，还会产生多次分枝。枝晶生长的最 后阶段，由于凝固潜热放出使枝晶周围的液体温度升高至熔点以上。液体中出现正温度梯 度，此时晶体长大依靠平面方式推进，直至枝晶间隙全部被填满为止。2、金属材料在一定条件下拉伸，其延伸率可以高达200以上，甚至大于1000。这种 性能称作超塑性。超塑性可以分成组织超塑性，相变超塑性和其他超塑性三大类。其中组 织超塑性应该具备三个条件：(1)晶粒超细化、等轴
