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1、金属学与热处理原理1对钢的硬度进行标注时，一般来说，退火状态标注,淬火状态标注OA、布氏硬度（HBS）B、洛氏硬度（HRC）2. ?在铁碳相图中，共析点对应的含碳量为,温度为oA、0.77%B、2.11%C、727CD、1148c3. 要求耐磨的零件，应选择的材料。A、塑性好B、韧性好C、强度高D、硬度高4. 纯金属在结晶，合金在结晶。A、一定温度范围内B、恒温下5. a-Fe具有晶格，丫-Fe具有晶格。A、面心立方B、体心立方C、密排六方6. 对金属材料来说，晶粒越细小，则力学性能。A、越低B、越高C、没有多大变化7. 所谓调质处理就是。A、淬火+高温回火一B、淬火+中温回火C、淬火M氐温回
2、火&对共析钢来说，通常炉冷得到，空冷得到，水冷得到oA、珠光体B、马氏体C、托氏体D、索氏体9. 白口铸铁中的碳主要以形式存在，灰口铸铁中的碳主要以形式存在。A、固溶体B、渗碳体C、石墨10. 冷冲模具工作零件的最终热处理为。A、调质B、退火C、淬火+低温回火二、名词解释（4分X5）1?晶体：2 .珠光体：3?弥散强化：4 .共晶转变：5 .淬透性：1、热处理：将钢在固态下进行加热、保温，冷却，以改变其组织而得到所需性能的工艺方法。2、马氏体：C在aFe中的过饱和固溶体。3、实际晶粒度：在某一加热条件下（实际热处理）所得到的实际奥氏体晶粒大小。三、判断题（对的在后面括弧内打二错的打X）（2分X
3、5）1. 材料的伸长率反映了材料韧性的大小。（）2?金属都具有同素异晶转变的特性。（）3 .铸铁不能进行热处理。（）4 .大多数合金元素都有助于提高钢的热处理性能。5 .零件渗碳后必须淬火，而渗氮后不再淬火（图示弁说明什么是热过（4冷分）IT=T0-过冷是由液固界面TW实际温度分布与平衡凝固温度之差，称热过冷。何谓加工硬化？产生原因是什么？有何利弊？冷加工变形后，金属材料强度、硬度升高而塑性下降的现象叫加工硬化。是由于塑变中产生了大量位错等晶体缺陷，相互交互作用，使位错运动阻力增大，变形抗力增加，加工硬化是强化金属材料重要方法，尤其是热处理不能强化材-1 -Lin gyu料更重要，使材料在加工
4、中成为可能。但同时变形抗力增加，进一步变形必消耗动力，塑性大幅下降，会导致开裂,有时为继续变形必加中间再结晶退火，增加生产成本。试画出含碳量为0.45%的铁碳合金金相显微组织示意图金属学及热处理试卷A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_2和_4,其致密度分别为068和0742、金属的结晶过程是形核与长大的过程。控制结晶后晶粒大小的方法有增加过冷度、变质处理和振动与搅拌。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，大致分为业再结晶和晶粒长大三个阶段。4、1Crl8Ni9Ti钢中Ti的作用是防止奥氏体不锈钢品间腐蚀,而20CrMnTi钢中Ti的作用
5、是细化晶粒。5、碳在白口铸铁中主要以FesC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）。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（A）。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）oA.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（C）A?回火马氏体B?回
6、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（C）C消除网状二次渗碳体 D .防止淬火变形与开裂.固溶+时效在此区间，奥氏体的含碳量总是大于钢的含碳量。（V ）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6、对于可热处理强化的铝合金，其热处理方法为（D）。A.淬火+低温回火B.完全退火C.水韧处理D四、判断题（5分）1、金属铸件可通过再结晶退火来细化晶粒。（X）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,（V）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MsMf点下降。（X）5、可锻铸铁可在高温下进行锻造加工。（
7、X）五、问答题（36分）1、什么叫临界晶核？它的物理意义及与过冷度的定量关系如何？（8分）根据自由能与晶胚半径的变化关系，可以知道半径rvrc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。2、试比较45钢、T8钢、T12钢的硬度、强度和塑性有何不同？（9分）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，基本上呈直线上升。在0.8%C
8、以前，强度也是虽直线上升的。在，0.8%C时，组织全为珠光体，强度最高；但在0.8%C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2.11%C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、试述奥氏体的形成过程及控制奥氏体晶粒的方法。（9分）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，包括控制加热温度
9、及保温时间、快速短时加热；b）碳含量控制在一定范围内，弁在钢中加入一定显阻碍奥氏体晶粒长大的合金元素。如：A1、VTi、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、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）化学成分：高碳的目的是为了和碳化物形成元素Cr、WMoV等形成碳化物，弁保正得到强硬的马氏体基体以提高钢的硬度利耐磨性。WMoV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
10、热时采用预热。六、综合分析题（22分）1、用9SiCr钢制成圆板牙，具工艺路线为：锻造t球化退火t机械加工t淬火t低温回火t磨平面t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）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790810C,等温温度700720C;淬火工艺：加热温度850870C（油淬）；回火工艺；160180C。2、一碳钢在平衡冷却条件下，所得显微组织中，含有50%勺珠光体和
11、50%勺铁素体，问：此合金中碳的质量分数为多少？若该合金加热到730C时，在平衡条件下将获得什么组织？若加热到850C,又将得到什么组织？（12分）设该合金中含C%Fx,则由杠杆定律得0.77%X50%0.77%-0.0218%所以C%fx=0.38%其显微组织为F+A全部奥氏体（A）组织金属学及热处理试卷B一、填空题（15分）1、实际金属中存在有点缺陷、线缺陷和面缺陷三类晶体缺陷。2、为了使金属结晶过程得以进行，必须造成一定的过冷度,它是理论结晶温度与实际结晶温度的差值。3、碳在aFe中的间隙固溶体称为铁素体,它具有体心立方晶体结构.在727C时碳的最大溶解度为_0.0218%4、当钢中发生
12、奥氏体向马氏体转变时，原奥氏体中碳含量越高，则Ms点越低转变后的残余奥氏体量就越支。5、除Co处，其他的合金元素溶人A中均使C曲线向左移动，即使钢的临界冷却速度迤R淬透性增加。二、名词解释（10分）1、 相：结构相同、成分相同弁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、 加工硬化：随冷塑性变形量增加，金属的强度、硬度提高，塑性、韧性下降的现象称加工硬化。5、珠光体：共析转变的产物是F
13、与Fe3c的机械混合物，称作珠光体，用P表示。三、选择题（12分）1、当晶格常数相同时，FCC面心立方晶格）晶体比BCC体心立方晶格）晶体（B）。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（B）。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（B）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（C）。A.Acm十（3050C）B.Ac3十（3050C）C.Ac1十（305
14、0C）D.Ac1（3050C）5、制造手工锯条应采用（C）。A.45钢淬火+低温回火B.65Mn淬火+中温回火C.T12钢淬火M氐温回火D.9SiCr淬火+低温回火6、LYI2的（C）。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。（V）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。（X）3、 T10和T12钢如其淬火温度一样，那么它们淬火后残余奥氏体量也是一样的。（X）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。（V）5、铸铁可以通过再结晶退火使晶粒细化，从而提高其力
15、学性能。（X）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）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。在一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
