金屬學與熱處理復習(本)

1、金屬學與熱處理復習資料一、名詞解釋1、晶體：原子在三維空間做有規(guī)則的周期性重復排列的物質(zhì)。2、非晶體：指原子呈不規(guī)則排列的固態(tài)物質(zhì)。3、晶格：一個能反映原子排列規(guī)律的空間格架。4、晶胞：構(gòu)成晶格的最基本單元。5、晶界：晶粒和晶粒之間的界面。6、單晶體：只有一個晶粒組成的晶體。7、合金：是以一種金屬為基礎，加入其他金屬或非金屬，經(jīng)過熔合而獲得的具有金屬特性的材料。8、組元：組成合金最基本的、獨立的物質(zhì)稱為組元。9、相：金屬中具有同一化學成分、同一晶格形式并以界面分開的各個均勻組成部分稱為相。10、固熔體：合金組元通過溶解形成成分和性能均勻的、結(jié)構(gòu)上與組元之一相同的固相。11、結(jié)晶：純金屬或合金由

2、液體轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的過程。12、重結(jié)晶：金屬從一種固體晶態(tài)改變了晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N固體晶態(tài)的過程。13、過冷度：理論結(jié)晶溫度（T0）和實際結(jié)晶溫度（T1）之間存在的溫度差。14、鐵素體：碳溶解于-Fe中形成的間隙固溶體。15、滲碳體：是鐵與碳形成的質(zhì)量分數(shù)為6.69%的金屬化合物。16、奧氏體：碳溶解于-Fe中形成的間隙固溶體。17、珠光體：是由鐵素體與滲碳體組成的機械化合物。18、萊氏體：奧氏體與滲碳體的混合物為萊氏體。19、同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變：一些金屬，在固態(tài)下隨溫度或壓力的改變,還會發(fā)生晶體結(jié)構(gòu)變化，即由一種晶格轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N晶格的變化，稱為同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。20、實際晶粒度：某一具體熱處理或熱加工條

3、件下的奧氏體的晶粒度叫實際晶粒度，它決定鋼冷卻后的組織和性能。21、馬氏體：碳在-Fe 中的過飽和間隙固溶體，具有很大的晶格畸變，強度很高。22、貝氏體：滲碳體分布在含碳過飽和的鐵素體基體上或的兩相混合物。根據(jù)形貌不同又可分為上貝氏體和下貝氏體。23、淬透性：淬透性是指在規(guī)定條件下，鋼在淬火冷卻時獲得馬氏體組織的能力。24、淬硬性：淬硬性是指鋼在理想的淬火條件下，獲得馬氏體所能達到的最高硬度。25、調(diào)質(zhì)處理：淬火后高溫回火的熱處理工藝組合。二、填空題1、常見金屬的晶體結(jié)構(gòu)有體心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格三種。2、實際金屬的晶體缺陷有點缺陷、線缺陷、面缺陷、體缺陷。3、根據(jù)溶質(zhì)原子在溶

4、劑晶格中占據(jù)的位置不同，固溶體可分為置換固溶體和間隙固溶體兩種。4、置換固溶體按照溶解度不同，又分為無限固溶體和有限固溶體。5、合金相的種類繁多，根據(jù)相的晶體結(jié)構(gòu)特點可將其分為固溶體和金屬化合物兩種。6、金屬晶體中最主要的面缺陷是晶界和亞晶界。7、固溶體的強度和硬度比溶劑的強度和硬度高8、金屬結(jié)晶時，冷卻速度越快，實際結(jié)晶溫度就越低，過冷度越大。9、純金屬的結(jié)晶過程是依靠兩個密切聯(lián)系的基本過程來實現(xiàn)的，這兩個過程是形核和長大。10、當對金屬液體進行變質(zhì)處理時，變質(zhì)劑的作用是促進形核，細化晶粒。11、液態(tài)金屬結(jié)晶時，結(jié)晶過程的推動力是自由能差（F）降低，阻力是自由能增加。12、過冷是結(jié)晶的必要條

5、件。13、細化晶?？梢酝ㄟ^增加過冷度、添加變質(zhì)劑和附加振動等途徑實現(xiàn)。14、典型鑄錠結(jié)構(gòu)的三個晶區(qū)分別為：表面細晶區(qū)、柱狀晶區(qū)和中心等軸晶區(qū)。15、根據(jù)含碳量和室溫組織的不同，鋼可分為三種，分別為亞共析鋼、共析鋼、過共析鋼。16、分別填出下列鐵碳合金基本組織的符號，鐵素體：F() ，奧氏體：A()，珠光體：P，滲碳體：Fe3C，高溫萊氏體：Ld ，低溫萊氏體：Ld。17、在鐵碳合金基本組織中屬于固溶體的有鐵素體或（奧氏體） ，屬于金屬化合物的滲碳體 ，屬于機械混合物的有珠光體和萊氏體。18、F的晶體結(jié)構(gòu)為體心立方；A的晶體結(jié)構(gòu)為面心立方。19、鋼加熱時奧氏體形成是由形核；長大；剩余滲碳體的熔解

6、；奧氏體的均勻化等四個基本過程所組成。20、在過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物中，珠光體與屈氏體的主要相同點是都是鐵素體和滲碳體的機械混合物，不同點是層間距不同。21、用光學顯微鏡觀察，上貝氏體的組織特征呈羽毛狀，而下貝氏體則呈針狀。22、馬氏體的顯微組織形態(tài)主要有板條狀、針狀馬氏體兩種。其中板條狀馬氏體的韌性較好。23、目前較普遍采用的測定鋼的淬透性的方法是“端淬試驗”。24、鋼的淬透性越高，則其C曲線的位置越靠右，說明臨界冷卻速度越慢。25、鋼的熱處理工藝由加熱、保溫、冷卻三個階段所組成。26、鋼完全退火的正常溫度范圍是AC3+20 30，它只適應于亞共析鋼。27、鋼的正常淬火溫度范圍，對亞共析鋼是

7、線以上AC3+30 50，對過共析鋼是AC1+30 50。28、當鋼中發(fā)生奧氏體向馬氏體的轉(zhuǎn)變時，原奧氏體中碳含量越高，則MS點越低，轉(zhuǎn)變后的殘余奧氏體量就越多。29、淬火鋼進行回火的目的是消除內(nèi)應力，獲得所要求的組織與性能，回火溫度越高，鋼的強度與硬度越低。30、鋼在回火時的組織轉(zhuǎn)變過程是由馬氏體分解，殘余奧氏體分解，碳化物的轉(zhuǎn)變，滲碳體的聚集長大等四個階段所組成。31、化學熱處理的基本過程包括介質(zhì)的分解、吸收、擴散等三個階段。三、判斷題1、固溶體具有與溶劑金屬相同的晶體結(jié)構(gòu)。（）2、因為單晶體是各向異性的，所以實際應用的金屬材料在各個方向上的性能也是不相同的。（×）3、金屬多晶體

8、是由許多位向相同的單晶體組成的。（×）4、因為面心立方晶格的配位數(shù)大于體心立方晶格的配位數(shù)，所以面心立方晶格比體心立方晶格更致密。（）5、金屬理想晶體的強度比實際晶體的強度稍強一些。（×）6、晶體缺陷的共同之處是它們都能引起晶格畸變。（）7、純金屬的結(jié)晶過程是一個恒溫過程。（）8、液態(tài)金屬只有在過冷條件下才能夠結(jié)晶。（）9、凡是由液體凝固成固體的過程都是結(jié)晶過程。（×）10、室溫下，金屬晶粒越細，則強度越高，塑性越低。（×）11、金屬由液態(tài)轉(zhuǎn)變成固態(tài)的結(jié)晶過程，就是由短程有序狀態(tài)向長程有序狀態(tài)轉(zhuǎn)變的過程。（）12、純金屬結(jié)晶時，形核率隨冷度的增加而不斷增

9、加。（×）13、當晶核長大時，隨過冷度增大，晶核的長大速度增大。但當過冷度很大時，晶核長大的速度很快減小。（）14、在工程上評定晶粒度的方法是在放大100倍的條件，與標準晶粒度圖作比較，級數(shù)越高、晶粒越細。（）15、過冷度的大小取決于冷卻速度和金屬的本性。（）16、所有金屬都具有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變現(xiàn)象。（×）17、碳溶于-Fe中形成的間隙固溶體，稱為奧氏體。（×）18、金屬化合物的特性是硬而脆，萊氏體的性能也是硬而脆故萊氏體屬于金屬化合物。（×）19、鐵素體的本質(zhì)是碳在-Fe中的間隙相。（×）20、20鋼比T12鋼的碳含量要高。（×）21、

10、在退火狀態(tài)（接近平衡組織），45鋼比20鋼的硬度和強度都高。（）22、鐵碳合金平衡結(jié)晶過程中，只有Wc=0.77%的共析鋼才能發(fā)生共析反應。（×）23、所謂本質(zhì)細晶粒鋼就是一種在任何加熱條件下晶粒均不發(fā)生粗化的鋼。（×）24、當把亞共析鋼加熱到Ac1和Ac3之間的溫度時，將獲得由鐵素體和奧氏體構(gòu)成的兩相組織，在平衡條件下，其中奧氏體的碳含量總是大于鋼的碳含量。（）25、當原始組織為片狀珠光體的鋼加熱奧氏體化時，細片狀珠光體的奧氏體化速度要比粗片狀珠光體的奧氏體化速度快。（）26、當共亞析成分的奧氏體在冷卻發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變時，溫度越低，其轉(zhuǎn)變產(chǎn)物組織越粗。（×）27、

11、貝氏體是過冷奧氏體中溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物，在轉(zhuǎn)變過程中，碳原子能進行擴散，而鐵原子不能進行擴散。（）28、不論碳含量高低，馬氏體的硬度都很高，脆性都很大。（×）29、在正常熱處理加熱條件下，隨碳含量的增高，過共析鋼的過冷奧氏體越穩(wěn)定。（）30、因為過冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線位于等溫轉(zhuǎn)變曲線的右下方，所以連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線的臨界冷卻速度比等溫轉(zhuǎn)變曲線的大。（×）31、高合金鋼既具有良好的淬透性，也具有良好的淬硬性。（×）32、經(jīng)退火后再高溫回火的鋼，能得到回火馬氏體組織，具有良好的綜合機械性能。（×）33、鋼的淬透性高，則其淬透層的深度也越大。（）34、在正常加熱淬

12、火條件下，亞共析鋼的淬透性隨碳的增高而增大，過共析鋼的淬透性隨碳的增高而減小。（）35、表面淬火既能改變鋼的表面化學成分，也能改善心部的組織和性能。（×）四、選擇題1、組成合金中最基本的，能夠獨立存在的物質(zhì)稱為：（b）a相；b組元；c合金。2、晶體中的位錯屬于：（c） a體缺陷；b面缺陷；c線缺陷；d點缺陷。3、-Fe和-Fe分別屬于什么晶格類型：（b） a面心立方和體心立方； b體心立方和面心立方；c均為面心立方； d均為體心立方4、固溶體的晶體結(jié)構(gòu)與 相同。（a）a溶劑； b溶質(zhì)； c其它晶型。5、間隙相的性能特點是：（c）a熔點高，硬度低； b硬度高，熔點低；c硬度高，熔點高6

13、、在發(fā)生L+共晶反應時，三相的成分：（b） a相同； b確定； c不定。7、共析成分的合金在共析反應+剛結(jié)束時，其組成相為：（d） a+； b+； c+； d+8、具有勻晶型相圖的單相固溶體合金：（b）a鑄造性能好； b鍛壓性能好；c熱處理性能好； d切削性能好9、二元合金中，共晶成分的合金：（a）a鑄造性能好； b鍛造性能好；c焊接性能好； d熱處理性能好10、金屬結(jié)晶時，冷卻速度越快，其實際結(jié)晶溫度將：（b） a越高；b越低；c越接近理論結(jié)晶溫度。11、為細化晶粒，可采用：（b） a快速澆注；b加變質(zhì)劑；c以砂型代金屬型。12、實際金屬結(jié)晶時，通過控制生核速率N和長大速度G的比值來控制晶粒

14、大小，在下列情況下獲得細小晶粒：（a） a  N/G很大時；bN/G很小時；cN/G居中時。13、純金屬結(jié)晶過程處在液-固兩相平衡共存狀態(tài)下，此時的溫度將比理論結(jié)晶溫度：（b）a更高； b更低； c；相等； d高低波動14、液態(tài)金屬結(jié)晶時，（c）越大，結(jié)晶后金屬的晶粒越細小。a形核率N； b長大率G； c比值NG； d比值GN15、Fe- Fe3C相圖上的共析線是（d），共晶線是（b）。 aABCD； bECF； cHJB； dPSK。16、碳的質(zhì)量分數(shù)為（b）的鐵碳合金稱為共析鋼。 a0.0218%； b0.77%； c2.11%； d4.3%。17、亞共析鋼冷卻到PSK線時，要發(fā)

15、生共析轉(zhuǎn)變，由奧氏體轉(zhuǎn)變成（a）。a珠光體； b鐵素體； c萊氏體。18、珠光體是由（c）組成的機械混合物。 a鐵素體和奧氏體； b奧氏體和滲碳體； c鐵素體和滲碳體。19、奧氏體是：（a） a碳在-Fe中的間隙固溶體； b碳在-Fe中的間隙固溶體；c碳在-Fe中的有限固溶體。20、珠光體是一種：（b） a單相固溶體； b兩相混合物； cFe與C的混合物。21、T10鋼的含碳量為：（b） a0.10%； b1.0%； c10%。22、鐵素體的機械性能特點是：（c） a強度高、塑性好、硬度低； b強度低、塑性差、硬度低；c強度低、塑性好、硬度低。23、不適宜進行鍛造的鐵碳合金有：（c） a

16、60; 亞共析鋼； b共析鋼； c亞共晶白口鐵。24、鐵素體的機械性能特點是：（c）a具有良好的硬度與強度； b 具有良好的綜合機械性能；c具有良好的塑性和韌性； d具有良好的切削性和鑄造性25、二次滲碳體是從：（c）a鋼液中析出的； b鐵素體中析出的；c奧氏體中析出的； d萊氏體中析出的16、三次滲碳體是從：（b）a鋼液中析出的； b鐵素體中析出的；c 奧氏體中析出的； d珠光體中析出的27、純鐵在912以下的晶格類型是：（c）a密排六方晶格； b面心立方晶格；c體心立方晶格； d簡單立方晶格28、在下述鋼鐵中，切削性能較好的是：（b）a工業(yè)純鐵； b45； c白口鐵； dT12A29、建筑

17、用鋼筋宜選用：（b）a低碳鋼； b中碳鋼； c高碳鋼； d工具鋼30、裝配工使用的銼刀宜選用：（c）a低碳鋼； b中碳鋼； c高碳鋼； d過共晶白口鐵31、鋼在淬火后獲得的馬氏體組織的粗細主要取決于：（b） a奧氏體的本質(zhì)晶粒度； b奧氏體的實際晶粒度；c奧氏體的起始晶粒度32、奧氏體向珠光體的轉(zhuǎn)變是：（a） a擴散型轉(zhuǎn)變； b非擴散型轉(zhuǎn)變； c半擴散型轉(zhuǎn)變33、若合金元素能使C曲線右移，鋼的淬透性將：（b） a降低； b提高； c不改變34、若合金元素能使C曲線左移，鋼的淬透性將：（a） a降低； b提高； c不改變35、馬氏體的硬度取決于：（c） a冷卻速度； b轉(zhuǎn)變溫度； c碳含量36、

18、在過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變圖的鼻尖處，孕育期最短，故：（b）a過冷奧氏體穩(wěn)定性最好，轉(zhuǎn)變速度最快；b過冷奧氏體穩(wěn)定性最差，轉(zhuǎn)變速度最快；c過冷奧氏體穩(wěn)定性最差，轉(zhuǎn)變速度最慢；d過冷奧氏體穩(wěn)定性最好，轉(zhuǎn)變速度最慢37、鋼進行奧氏體化的溫度愈高，保溫時間愈長則：（b）a過冷奧氏體愈穩(wěn)定，C曲線愈靠左；b過冷奧氏體愈穩(wěn)定，C曲線愈靠右；c過冷奧氏體愈不穩(wěn)定，C曲線愈靠左；d過冷奧氏體愈不穩(wěn)定，C曲線愈靠右38、上貝氏體和下貝氏體的機械性能相比較：（d）a兩者具有較高的強度和韌性；b兩者具有很低的強度和韌性；c上貝氏體具有較高強度和韌性；d下貝氏體具有較高強度和韌性39、過共析鋼加熱到Ac1一Accm之間時

19、，則：（a）a奧氏體的w(C)小于鋼的w(C)；b奧氏體的w (C)大于鋼的w(C)；c奧氏體的w(C)等于鋼的w(C)；d無法判斷兩者w (C)的關系40、鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后獲得的組織是：（c） a回火馬氏體； b回火屈氏體； c回火索氏體41、過共析鋼的正常淬火加熱溫度是：（a） aAc1+30-50； bAc3+30-50； cAccm+30-5042、影響碳鋼淬火后殘余奧氏體量的主要因素是：（b） a鋼材本身的碳含量； b鋼中奧氏體的碳含量；c鋼中碳化物的含量43、共析鋼過冷奧氏體在550-350的溫度區(qū)間等溫轉(zhuǎn)變時，所形成的組織是：（b） a索氏體； b下貝氏體； c上貝氏體； d珠光體

20、44、淬硬性好的鋼：（b） a具有高的合金元素含量； b具有高的碳含量；c具有低的碳含量45、對形狀復雜，截面變化大的零件進行淬火時，應選用：（a） a高淬透性鋼； b中淬透性鋼； c低淬透性鋼46、對形狀復雜，截面變化大的零件進行淬火時，應采用：（b） a水中淬火； b油中淬火； c鹽水中淬火47、若要提高淬火時的淬硬層深度，應采取：（a） a選擇高淬透性鋼； b增大工件的截面尺寸；c選用比較緩和的冷卻介質(zhì)48、45鋼為得到回火馬氏體組織，應進行：（c） a正火； b淬火；c淬火+低溫回火；d淬火+高溫回火49、完全退火主要適用與：（a） a亞共析鋼； b共析鋼； c過共析鋼50、鋼的回火處

21、理是在：（c） a退火后進行； b正火后進行； c淬火后進行51、通常鋼的滲碳溫度范圍是：（c） a600-650； b800-850； c900-950； d1000-1050五、問答題1、常見的金屬晶格類型有哪幾種？回答要點：1）體心立方晶格；其晶胞是一個立方體，在立方體的八個頂角和中心各有一個原子。2）面心立方晶格；其晶胞是一個立方體，在立方體的八個頂角和六個面的中心各有一個原子。3）密排六方晶格；其晶胞是一個立方六柱體，在六方柱體的各個角上和上下底面中心各排列著一個原子，在頂面和底面間還有三個原子。2、金屬化合物具有什么樣的性能特點？回答要點：熔點高、硬度高、脆性大。3、金屬結(jié)晶的必要

22、條件是什么？過冷度與冷卻速度有何關系？回答要點：過冷是金屬結(jié)晶的必要條件。過冷度越大，冷卻速度越快。4、簡述純金屬的結(jié)晶過程?；卮鹨c：純金屬的結(jié)晶過程是在冷卻曲線上的水平線段內(nèi)發(fā)生的。它是異構(gòu)不斷形成晶核和晶核不斷長大的過程。當溫度降至結(jié)晶溫度時，液態(tài)金屬中某些部位的原子首先有規(guī)則的排列成細小的晶體，成為晶核，也稱自發(fā)晶核。另外，某些外來的難熔質(zhì)點也可充當晶核，形成非自發(fā)晶核，隨著時間的推移，已形成的晶核不斷長大，與此同時，又有新的晶核形成、長大，直至金屬液全部凝固。凝固結(jié)束后，各個晶核長成的晶粒彼此接觸。5、試畫出純金屬的冷卻曲線，分析曲線中出現(xiàn)“平臺”的原因?；卮鹨c：曲線中出現(xiàn)“平臺”是因為在結(jié)晶過程中放出的結(jié)晶潛熱與散失的熱量平衡，因而結(jié)晶過程是在同一個溫度下進行的。6、金屬結(jié)晶的基本規(guī)律是什么？晶核的形成率和成長速度受到哪些因素的影響？回答要點：金屬由液體轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w的過程，實質(zhì)上就是原子由近程有序狀態(tài)過渡為長程有序狀態(tài)的過程。在結(jié)晶過程中晶粒的形核與長大兩個步驟同時進行，其中長大方式通常為枝晶長大方式。晶核的形成率受T和雜質(zhì)的影響，成長速度受T的影響。7、在實際應用中，細晶粒金屬材料往往具有較好的常溫力學性能，試從過冷度對結(jié)晶基本過程的影響，分析細化晶粒、提高金屬材料使用性能的措施回答要點：由于過