中國某大學(xué)工程材料期末復(fù)習(xí)題及參考答案

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一、單項選擇題

1（5.0分）再結(jié)晶后：

A）形成等軸晶，強(qiáng)度增大

B）形成柱狀晶，塑性下降

C）形成柱狀晶，強(qiáng)度升高

D）形成等軸晶，塑性升高

參考答案：D

2（5.0分）在面心立方晶格中，原子密度最大的晶向是：

A）<100>

B）<110>

C）<111>

D）<120>

參考答案：B

3（5.0分）淬硬性好的鋼：

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

參考答案：B

4（5。分）鑄鐵石墨化過程的第一、二、三階段完全進(jìn)行，其顯微組織為:

A）F+G

B)F+P+G

C）P+G

參考答案：A

5（5.0分）間隙固溶體與間隙化合物的（）o

A）結(jié)構(gòu)相同，性能不同

B）結(jié)構(gòu)不同，性能相同

C）結(jié)構(gòu)相同，性能也相同

D）結(jié)構(gòu)和性能都不相同

參考答案：D

6（5.0分）若合金元素能使C曲線右移，鋼的淬透性將：

A）降低

B）提高

C）不改變

參考答案：B

7（5.0分）高速鋼的紅硬性取決于：

A）馬氏體的多少

B）淬火加熱時溶于奧氏體中的合金元素的量

C）鋼中的碳含量

參考答案：B

8（5.0分）若要提高淬火時的淬硬層深度，應(yīng)采?。?/p>

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)

參考答案：A

9（5.0分）兩種元素組成固溶體，則固溶體的晶體結(jié)構(gòu)（）o

A）與溶劑的相同

B）與溶質(zhì)的相同

C）與溶劑、溶質(zhì)的都相同

D）是兩種元素各自結(jié)構(gòu)的混合體

參考答案：A

10（5.0分）能使單晶體產(chǎn)生塑性變形的應(yīng)力為：

A）正應(yīng)力

B）切應(yīng)力

C）復(fù)合應(yīng)力

參考答案：B

二、判斷題

答題要求：判斷下列說法是否正確。

11（5.0分）凡是由液體凝固成固體的過程都是結(jié)晶過程。

A）正確

B）錯誤

參考答案：錯誤

12（5.0分）除了C。元素外，其余的合金元素都能提高鋼的淬透性。

A）正確

B）錯誤

參考答案：正確

13（5.0分）純金屬結(jié)晶時，形核率隨過冷度的增加而不斷增加。

A）正確

B）錯誤

參考答案：正確

14（5.0分）表面化學(xué)熱處理不僅能改變鋼的表面化學(xué)成分,也能改善表面的組織

和性能。

A）正確

B）錯誤

參考答案：正確

15（5。分）因為B.C.C晶格與F.C.C晶格具有相同數(shù)量的滑移系，所以兩種晶體的

塑性變形能力完全相同。

A）正確

B）錯誤

參考答案；錯誤

16（5.0分）最危險的、會帶來災(zāi)難性后果的失效形式是低應(yīng)力脆斷、疲勞斷裂和

應(yīng)力腐蝕開裂，因為在這些斷裂之前沒有明顯的征兆，很難預(yù)防。

A）正確

B）錯誤

參考答案：正確

17（5.0分）高合金鋼既具有良好的淬透性，也具有良好的淬硬性。

A）正確

B）錯誤

參考答案：錯誤

18（5.0分）載重汽車變速箱齒輪選用20CrMnTi鋼制造，其工藝路線是:下料一鍛

造一滲碳一預(yù)冷淬火―低溫回火一機(jī)加工一正火一噴丸一磨齒。

A）正確

B）錯誤

參考答案：錯誤

19（5.0分）滑移變形不會弓|起金屬晶體結(jié)構(gòu)的變化。

A）正確

B）錯誤

參考答案：正確

20（5。分）在實際金屬和合金中，非自發(fā)形核常常起著優(yōu)先和主導(dǎo)的作用。

A）正確

B）錯誤

參考答案；正確

一、單項選擇題

答題要求：每題只有一個正確的選項。

1（5。分）鋼的滲碳溫度范圍是：

A）600—650C0

B）800—850C°

C）900—950C°

D）1000—1050C0

參考答案：C

2（5.0分）晶體中的位錯屬于：

A）體缺陷

B）面缺陷

C）線缺陷

D）點(diǎn)缺陷

參考答案：C

3（5.0分）二次硬化屬于：

A）固溶強(qiáng)化

B）細(xì)晶強(qiáng)化

C）位錯強(qiáng)化

D）第二相強(qiáng)化

參考答案：D

4（5.0分）汽車、拖拉機(jī)的齒輪要求表面高耐磨性,中心有良好的強(qiáng)韌性，應(yīng)選用:

A）45正火

B）40Cr淬火后高溫回火

C）20CrMnTi滲碳淬火后低溫回火

參考答案：C

5（5.0分）加工硬化使：

A）強(qiáng)度增大、塑性降低

B）強(qiáng)度增大、塑性增大

C）強(qiáng)度減小、塑性增大

D）強(qiáng)度減小、塑性減小

參考答案：A

6（5.0分）0Crl8Ni9鋼固溶處理的目的是：

A）增加塑性

B）提要強(qiáng)度

C）提高耐蝕性

參考答案：C

7（5.0分）為細(xì)化晶粒，可采用：

A）快速澆注

B）提高澆注溫度

C）以砂型代替金屬型

D）加變質(zhì)劑

參考答案：D

8（5.0分）在體心立方晶格中，原子密度最大的晶面是：

A）{100}

B）{110}

C）{111}

D）{120}

參考答案：B

9（5。分）完全退火主要適用于：

A）亞共析鋼

B）共析鋼

C）過共析鋼

參考答案：A

10（5.0分）金屬結(jié)晶時,冷卻速度越快，其實際結(jié)晶溫度將：

A）越低

B）越高

C）不受影響

D）越接近理論結(jié)晶溫度

參考答案：A

二、判斷題

答題要求：判斷下列說法是否正確。

11（5.0分）可以通過球化退火使普通灰口鑄鐵變成球墨鑄鐵。

A）正確

B）錯誤

參考答案：錯誤

12（5.0分）在工程上評定晶粒度的方法是在放大100倍的條件下，與標(biāo)準(zhǔn)晶粒度圖

作比較，級數(shù)越高、晶粒越細(xì)。

A）正確

B）錯誤

參考答案：正確

13（5.0分）過冷度的大小取決于冷卻速度和金屬的本性。

A）正確

B）錯誤

參考答案：正確

14（5.0分）經(jīng)退火后再高溫回火的鋼，能得到回火索氏體組織，具有良好的綜合機(jī)

械性能。

A）正確

B）錯誤

參考答案：錯誤

15（5.0分）20鋼比T12鋼的碳含量要高。

A）正確

B）錯誤

參考答案：錯誤

16（5.0分）C618機(jī)床變速箱齒輪選用45鋼制造，其工藝路線為:下料一鍛造一正

火一粗加工一調(diào)質(zhì)-精加工-高頻表面淬火一低溫回火一精磨。

A）正確

B）錯誤

參考答案：正確

17（5.0分）不論碳含量高低,馬氏體的硬度都很高，脆性都很大。

A）正確

B）錯誤

參考答案；錯誤

18（5.0分）室溫下，金屬晶粒越細(xì)，則強(qiáng)度越高、塑性越低。

A）正確

B）錯誤

參考答案：錯誤

19（5。分）在退火狀態(tài)（接近平衡組織）,45鋼比20鋼的硬度和強(qiáng)度都高。

A）正確

B）錯誤

參考答案：正確

20（5.0分）當(dāng)形成樹枝狀晶體時，枝晶的各次晶軸將具有不同的位向，故結(jié)晶后形

成的枝晶是一個多晶體。

A）正確

B）錯誤

參考答案：錯誤

a

當(dāng)前用戶：李如彬

單項選擇題判斷題

已批閱未批閱

單項選擇題

12345678910

判斷題

11121314151617181920

試卷要求：

本階段在線作業(yè)占在線作業(yè)成績的50%,含單選題10道、判斷題10道，答題

時間30分鐘，3次作答機(jī)會。

一、單項選擇題

答題要求：

每題只有一個正確的選項。

1(5.0分)

―r0-

鋼的滲碳溫度范圍是：

?A)

600—650℃

?

?B)

800—850℃

*

?C)

900—950℃

?

?D)

1000—1050℃

參考答案：C

收起解析

解析：

無

2(5.0分)

~5-0~

晶體中的位錯屬于:

?A)

體缺陷

B)

面缺陷

?C)

線缺陷

?D)

點(diǎn)缺陷

*

參考答案：C

收起解析

解析：

無

3(5.0分)

-o-o-

二次硬化屬于：

?A)

固溶強(qiáng)化

*

?B)

細(xì)晶強(qiáng)化

?C)

位錯強(qiáng)化

?D)

第二相強(qiáng)化

參考答案：D

收起解析

解析：

無

4（5.0分）

~5-0~

汽車、拖拉機(jī)的齒輪要求表面高耐磨性,中心有良好的強(qiáng)韌性，應(yīng)選用:

45正火

?B)

40Cr淬火后高溫回火

?C)

20CrMnTi滲碳淬火后低溫回火

參考答案：C

收起解析

解析：

無

5⑥0分)

|~5-0

加工硬化使：

?A)

強(qiáng)度增大、塑性降低

*

?B)

強(qiáng)度增大、塑性增大

?C)

強(qiáng)度減小、塑性增大

?D)

強(qiáng)度減小、塑性減小

參考答案：A

收起解析

解析：

無

6(5.0分)

|~5-0~

0Crl8Ni9鋼固溶處理的目的是:

?A)

增加塑性

?B)

提要強(qiáng)度

?C)

提高耐蝕性

參考答案：C

收起解析

解析：

無

1(5.0^)

―r0-

為細(xì)化晶粒,可采用:

?A)

快速澆注

?B)

提高澆注溫度

?C)

以砂型代替金屬型

?D)

加變質(zhì)劑

參考答案：D

收起解析

解析：

無

R(5.0分)

I~r0

在體心立方晶格中，原子密度最大的晶面是:

?A)

{100}

?B)

{110}

*

?C)

{111}

D)

{120}

參考答案：B

收起解析

解析：

無

9(5.0分)

5.0

完全退火主要適用于:

亞共析鋼

?B)

共析鋼

*C)

過共析鋼

參考答案：A

收起解析

解析：

無

10⑥。分)

I~5-0

金屬結(jié)晶時,冷卻速度越快,其實際結(jié)晶溫度將:

越低

?B)

越高

?C)

不受影響

?D）

越接近理論結(jié)晶溫度

參考答案：A

收起解析

解析：

無

二、判斷題

答題要求：

判斷下列說法是否正確。

11（5.0分）

可以通過球化退火使普通灰口鑄鐵變成球墨鑄鐵。

?A）正確

?B）錯誤

參考答案：

錯誤

收起解析

解析：

無

12何0分）

|~570

在工程上評定晶粒度的方法是在放大100倍的條件下,與標(biāo)準(zhǔn)晶粒度圖作比較,

級數(shù)越高、晶粒越細(xì)。

?A）正確

?B）錯誤

參考答案：

正確

收起解析

解析：

無

13⑤0分）

|~570-

過冷度的大小取決于冷卻速度和金屬的本性。

?A）正確

?B）錯誤

參考答案：

正確

收起解析

解析：

無

14W。分）

-570-

經(jīng)退火后再高溫回火的鋼，能得到回火索氏體組織,具有良好的綜合機(jī)械性能。

?A）正確

?B）錯誤

參考答案：

錯誤

收起解析

解析：

無

15（^,。分）

~5-0~

20鋼比T12鋼的碳含量要高。

?A）正確

?B）錯誤

參考答案:

錯誤

收起解析

解析：

無

16⑥。分）

I~5-0

C618機(jī)床變速箱齒輪選用45鋼制造,其工藝路線為:下料一鍛造一正火一粗加

工一調(diào)質(zhì)~精加工f高頻表面淬火一低溫回火一精磨。

?A）正確

?B）錯誤

參考答案:

正確

收起解析

解析：

無

￡（5.0分）

|~5-0

不論碳含量高低,馬氏體的硬度都很高，脆性都很大。

?A）正確

?B）錯誤

參考答案：

錯誤

收起解析

解析：

無

18⑤0分）

|~570-

室溫下，金屬晶粒越細(xì),則強(qiáng)度越高、塑性越低。

?A）正確

?B）錯誤

參考答案：

錯誤

收起解析

解析：

無

19（5.0分）

-o76~

在退火狀態(tài)（接近平衡組織），45鋼比20鋼的硬度和強(qiáng)度都高。

?A）正確

?B）錯誤

參考答案：

正確

收起解析

解析：

無

20（5.0分）

~5-0~

當(dāng)形成樹枝狀晶體時,枝晶的各次晶軸將具有不同的位向，故結(jié)晶后形成的枝晶

是一個多晶體。

?A）正確

?B）錯誤

參考答案:

錯誤

收起解析

解析：

無

《工程材料》課程綜合復(fù)習(xí)資料

一、單選題

1.60Si2Mn鋼的熱處理工藝是（）o

A.淬火+低溫回火

B.淬火+中溫回火

C.淬火+高溫回火

答案：B

2?面心立方晶格的最密排面晶面是（）。

A.{100}

B.{110}

C.{111}

答案：C

3.Fe3c是（）0

A.電子化合物

B.固溶體

C.復(fù)雜結(jié)構(gòu)的間隙化合物

D間隙相

答案：C

4.二元合金在發(fā)生L-Q+夕）共晶轉(zhuǎn)變時，其相組成是（）。

A.液相

B.單一固相

C.兩相共存

D.三相共存

答案：D

5.過共析鋼正常淬火加熱溫度為（）。

A.ACi+30C°~50C°

B.Acc+SOC0~50C°

C.A?+30C°~50C°

答案：A

6.亞共析鋼的正常淬火加熱溫度是（）。

A.Aa+30C°~50C°

B.A?+30Co-50C°

C.W30C0~50C°

答案：B

7.制造手用鋸條一般選用（）。

A.40Cr調(diào)質(zhì)處理

B.T12淬火+低溫回火

C.65Mn淬火+中溫回火

D.CrWMn淬火+高溫回火

答案：B

8.共析鋼的過冷A在650~600C。的溫度區(qū)間等溫轉(zhuǎn)變時，所形成的組織是

（）。

A.S

BIB

C.±B

D.P

答案：A

9.間隙相的性能特點(diǎn)是()。

A.硬度低、熔點(diǎn)高

B.硬度高、熔點(diǎn)低

C.硬度高、熔點(diǎn)高

答案：C

10.低碳鋼正火的目的是0o

A.調(diào)整硬度，改善切削加工性能

B.消除網(wǎng)狀二次滲碳體

C.消除內(nèi)應(yīng)力，防止淬火變形和開裂

答案：A

11.奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變屬于()相變。

A.擴(kuò)散型

B.半擴(kuò)散型

C.非擴(kuò)散型

答案：C

12.具有共晶反應(yīng)的二元合金，其中共晶成分的合金的()0

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

答案：A

13.奧氏體向珠光體的轉(zhuǎn)變是()o

A.擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變

B.半擴(kuò)散型

C.非擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變

答案：A

二、判斷題

1.馬氏體是碳在ot-Fe中的過飽和固溶體，當(dāng)奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變時，體積要

收縮。

答案：X

2.在鐵碳合金平衡結(jié)晶過程中，只有碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.3%的鐵碳合金才能發(fā)生

共晶反應(yīng)。

答案：X

3.奧氏體是碳在7-Fe中的過飽和固溶體。

答案：X

4.高速鋼W18Cr4V采用很高溫度淬火，其目的是使碳化物盡可能多地溶入奧氏

體中，從而提高紅硬性。

答案：7

5.耐熱鋼一般通過加入Cr、M。、V、B等合金元素提高鋼的高溫強(qiáng)度。

答案：，

6.40Cr的含碳量高于CrWMno

答案：x

7.T8鋼與20Cr相比，淬硬性和淬透性都較低。

答案：x

8.T8鋼比T12鋼和40鋼的淬透性差。

答案：x

9.在緩冷到室溫條件下，含碳0.8%的鋼比含碳1.2%的鋼硬度低，強(qiáng)度高。

答案：V

10.在同樣淬火條件下，淬透層深度越深，則鋼的淬透性越好。

答案：，

H.金屬鑄件可以通過再結(jié)晶退火來細(xì)化晶粒。

答案：X

12.通過球化退火可以得到球狀珠光體組織。

答案：?

13.下貝氏體比上貝氏體的硬度高脆性大。

答案：X

14.表面淬火能改變鋼的表面組織，但不能改善心部的組織和性能。

答案：，

15.回火索氏體比正火索氏體的力學(xué)性能優(yōu)越。

答案：V

三、填空題

1.萊氏體的本質(zhì)是（）。

答案：

奧氏體和滲碳體兩相的共晶混合物

2.造成加工硬化的原因是（）。

答案：

塑性變形導(dǎo)致位錯密度增加和亞晶界增加，使位錯運(yùn)動阻力增大

3.y-Fe的晶格結(jié)構(gòu)是（）。

答案：

面心立方

4.滑移的本質(zhì)是（）。

答案：

在切應(yīng)力作用下晶體內(nèi)部位錯運(yùn)動的結(jié)果

5.晶體與非晶體結(jié)構(gòu)上最根本的區(qū)別是（）。

答案：

晶體中原子規(guī)則排列和非晶體中原子無規(guī)則排列

6.當(dāng)金屬液體進(jìn)行變質(zhì)處理時，變質(zhì)劑的作用是（）。

答案：

增加晶核的數(shù)量或者阻礙晶核的長大

7.淬火鋼進(jìn)行回火的目的是（）。

答案：

消除內(nèi)應(yīng)力、穩(wěn)定尺寸、獲得所要求的組織和性能

8.球化退火的目的是（）。

答案：

使二次滲碳體及珠光體中的滲碳體球狀化，以降低硬度，改善切削性能，并為

以后的淬火做組織上的準(zhǔn)備

9.crFe的晶格類型是()。

答案：

體心立方

1O.Y-Fe的晶格類型是()。

答案：

面心立方

11.工具鋼球化退火的主要目的是()O

答案：

獲得球狀珠光體，降低硬度有利于切削加工

12.鐵素體的本質(zhì)是()。

答案：

碳溶入orFe中形成的固溶體。

13.過共析鋼正火處理的主要目的是()o

答案：

消除二次網(wǎng)狀滲碳體

14.白口鑄鐵的脆性比灰口鑄鐵大，是因為()o

答案：

白口鑄鐵中有大量的滲碳體存在。

15.鋁合金的時效硬化現(xiàn)象是指()o

答案：

固溶處理后在室溫下放置或低溫加熱時，強(qiáng)度和硬度明顯升高的現(xiàn)象。

16.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，這兩個過程是生核和

（）。

答案：長大

17.機(jī)器零件的失效模式可分為畸變失效、斷裂失效、腐蝕失效和（）。

答案：磨損損傷

18.為了獲得細(xì)晶粒的鑄件，在生產(chǎn)中通常采用的措施主要有增大冷速、變質(zhì)處

理、（）。

答案：振動攪拌

19.鋼的熱處理冷卻方式有等溫冷卻和（）兩種。

答案：連續(xù)冷卻

20.馬氏體的晶格結(jié)構(gòu)是（）o

答案：體心正方

四、問答題

1.簡述細(xì)化鑄態(tài)金屬晶粒的措施。

答案：

①增大金屬的過冷度；②變質(zhì)處理；③振動；④電磁攪拌。

2.W18Cr4V鋼的心約為820C0,為何淬火溫度為1260C0~128OC0?W18Cr4V刃

具鋼在正常淬火后都要進(jìn)行550~570C。三次回火，又是為什么？

答案：

①W18Cr4V屬于高速鋼，鋼中含有大量的W、Cr、V的難熔碳化物，它們只有

在1200C。以上才能大量地溶于奧氏體中，以保證鋼淬火回火后獲得很高的熱硬

性，因此，其淬火溫度非常高，一般為1220b~1280C。。②在此溫度內(nèi)回火

時，W、Cr、V的碳化物從馬氏體中析出，彌散分布，使鋼的硬度明顯上升，

同時殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，也使硬度提高，造成二次硬化，保證了鋼的硬

度和熱硬性。進(jìn)行三次回火，是為了逐步減少殘余奧氏體量，三次回火后殘余

奧氏體的相對體積分?jǐn)?shù)僅剩1%~2%。

3.簡述馬氏體的本質(zhì)，并說明它的硬度為什么很高。

答案：

馬氏體是碳在c-尸e中的過飽和固溶體。馬氏體高硬度的原因有三點(diǎn)：①過飽

和的間隙碳原子造成晶格的嚴(yán)重畸變，產(chǎn)生很強(qiáng)的固溶強(qiáng)化效應(yīng)；②馬氏體轉(zhuǎn)

變時在晶體內(nèi)造成晶格缺陷密度很高的亞結(jié)構(gòu)(高密度的位錯或微細(xì)攣晶)阻

礙位錯運(yùn)動，產(chǎn)生馬氏體相變強(qiáng)化；③馬氏體形成后，碳及合金元素向位錯或

其它缺陷擴(kuò)散偏聚析出，釘扎位錯，使位錯難以運(yùn)動，產(chǎn)生馬氏體時效強(qiáng)化。

0

4.高速鋼W18Cr4V的約為820C,若以一般工具鋼ACI+(30~50)C。的常規(guī)

方法來確定淬火加熱溫度，最終熱處理后能否達(dá)到高速切削刀具所要求的性

能？為什么？

答案：

若按照+(30~50)C。的常規(guī)方法來制定W18Cr4V的淬火加熱溫度，淬火加

熱溫度為850b~870C。，不能達(dá)到高速鋼切削刀具要求的性能。因為高速鋼中

含有大量W、Cr、V的難熔碳化物，只有在1200C。以上才能大量地溶于奧氏體

中，以保證鋼淬火、回火后獲得很高的熱硬性，因此其淬火加熱溫度非常高，

一般1220C°~1280C°

5.W18Cr4V是一種應(yīng)用非常廣泛的高速切削刀具用鋼，這種鋼的加工工藝流程

為：鑄造一鍛造一預(yù)備熱處理一機(jī)加工一最終熱處理一精磨，簡述預(yù)備熱處理

工藝是什么，目的是什么，以及獲得何種組織；并說明最終熱處理是何工藝，

以及獲得何種組織。

答案：

預(yù)備熱處理：退火，目的在于既調(diào)整硬度便于切削加工，又調(diào)整組織為淬火作

準(zhǔn)備。組織：索氏體+顆粒狀碳化物。最終熱處理：高溫淬火+三次高溫回火，

回火進(jìn)行三次是為了最大限度降低殘余奧氏體數(shù)量。組織：馬氏體(70~65%)

+碳化物(20~25%)+殘余奧氏體(<5%)

6.簡述為什么過共析鋼的正常淬火溫度為Acl+3O~5O℃而不是Accm+30~50℃o

答案：

過共析鋼加熱到Acl+30~50C發(fā)生不完全奧氏體化，組織中保留少量的粒狀二

次滲碳體，具有彌散強(qiáng)化作用，有利于提高鋼的硬度和耐磨性，而且此時奧氏

體中的含碳量比加熱到Accm+30~50℃發(fā)生完全奧氏體化時的含碳量低，能夠

減少淬火后殘余奧氏體的含量。如果加熱到溫度較高的Accm+30~50℃,還會

導(dǎo)致鋼的奧氏體晶粒變粗，淬火后形成粗大的馬氏體組織，熱應(yīng)力和組織應(yīng)力

增大，使鋼的脆性增加，容易發(fā)生變形和開裂。

7.簡述金屬結(jié)晶的條件和動力。

答案：

液態(tài)金屬結(jié)晶的是金屬必須過冷，要有一定的過冷度。液體金屬結(jié)晶的動力是

金屬在液態(tài)和固態(tài)之間存在自由能差(AF=FS-FL<0)

8.為什么說馬氏體相變加上回火轉(zhuǎn)變是鋼中最經(jīng)濟(jì)最有效的綜合強(qiáng)化手段。

答案：

馬氏體相變加上回火轉(zhuǎn)變利用了全部的四種強(qiáng)化機(jī)制：①細(xì)晶強(qiáng)化：奧氏體向

馬氏體轉(zhuǎn)變，形成了細(xì)小的馬氏體束，產(chǎn)生相當(dāng)于晶粒細(xì)化的作用。②固溶強(qiáng)

化：馬氏體的本質(zhì)就是碳在ot-Fe中的過飽和的固溶體，馬氏體中溶有過飽和的

碳和合金元素。③析出強(qiáng)化：回火時析出細(xì)碳化物粒子。④位錯強(qiáng)化：馬氏體

相變產(chǎn)生大量高密度位錯。

9.簡述金屬塑性變形后組織和性能會有什么變化。

答案：

金屬發(fā)生塑性變形后，晶粒發(fā)生變形，沿形變方向被拉長或壓扁。當(dāng)變形量很

大時，晶粒變成細(xì)長條，金屬中的夾雜物也被拉長，形成纖維組織。金屬經(jīng)大

的塑性變形時，由于位錯的密度增大和發(fā)生相互作用，大量位錯堆積在局部地

區(qū)，并相互纏結(jié)形成不均勻分布，使晶粒分化成許多位向略有不同的小晶塊，

而在晶粒內(nèi)產(chǎn)生亞晶粒。金屬塑性變形到很大程度（70%以上）時，由于晶粒

發(fā)生轉(zhuǎn)動，使各晶粒的位向趨近于一致，形成特殊的擇優(yōu)取向（形變織構(gòu)）。

金屬發(fā)生塑性變形，隨變形度的增大，金屬的強(qiáng)度和硬度顯著提高，塑性和韌

性明顯下降，產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象。另外，由于纖維組織和形變織構(gòu)的形成，使

金屬的性能產(chǎn)生各向異性。

10.簡述石墨形態(tài)對鑄鐵性能的影響。

答案：

石墨強(qiáng)度、韌性極低，相當(dāng)于鋼基體上的裂紋或空洞，它減小基體的有效截

面，并引起應(yīng)力集中。普通灰口和孕育鑄鐵的石墨呈片狀，對基體的嚴(yán)重割裂

作用使其抗拉強(qiáng)度和塑性都很低。球墨鑄鐵的石墨呈球狀，對基體的割裂作用

顯著降低，具有很高的強(qiáng)度，又有良好的塑性和韌性，其綜合機(jī)械性能接近于

鋼。蠕墨鑄鐵的石墨形態(tài)為蠕蟲狀，雖與灰口鑄鐵的片狀石墨類似，但石墨片

的長度與厚度的比值較小，端部較鈍，對基體的割裂作用小，它的強(qiáng)度接近于

球墨鑄鐵，且有一定的韌性，較高的耐磨性?？慑戣T鐵的石墨呈團(tuán)絮狀，對基

體的割裂作用較小，具有較高的強(qiáng)度、一定的延伸率。

五、論述題

1.根據(jù)Fe-Fe3c平衡相圖回答下列問題：

①標(biāo)注Fe-Fe3c相圖中各相區(qū)的相相圖中；（2）PSKsECF、GS、ES線及P、E、

S、C點(diǎn)的物理意義；③計算在室溫時含碳1.2%的鐵碳合金中珠光體和二次滲碳

體的含量（S點(diǎn)的含碳量是0.77%）。

D

F

K

0

Fe134566.69

R（C）/%-

答案：

①

②

PSK共析反應(yīng)線，共析反應(yīng)生成珠光體：九刀1^劭皿8+羥3c；

ECF為共晶反應(yīng)線，共晶反應(yīng)生成萊氏體：4.3―—片.”+展3。；

GS：是從奧氏體中開始析出鐵素體的臨界溫度線，又叫A3線；

ES線：碳在奧氏體中的固溶線，又叫Acm線；

P：碳在a-Fe中的最大溶解度

E：碳在y-Fe中的最大溶解度

S：共析點(diǎn)

C：共晶點(diǎn)

③

含碳量1.2%的鐵碳合金的二次滲碳體的含量為：

Sr-\_1-2-0.77_

似尸e31n尸669.0.77nao/0（P）=1-7.3%=92.7%

2.根據(jù)Fe-Fe3c平衡相圖回答下列問題：

(1)滲碳體有哪幾種？它們的形態(tài)有什么差別？

(2)計算含碳1.4%的鐵碳合金室溫下組織組成物的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，以及組成相

的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)(S點(diǎn)的含碳量是0.77%)。

(3)試估算室溫平衡組織中含有70%鐵素體(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))的亞共析鋼的含碳

量。

答案：

(1)5種不同形態(tài)滲碳體：一次滲碳體、二次滲碳體、三次滲碳體、共晶滲碳

體、共析滲碳體。一次滲碳體：基體中分布的寬長條狀；二次滲碳體：沿奧氏

體晶界分布的網(wǎng)狀；三次滲碳體：沿鐵素體晶界分布的細(xì)小短片狀；共晶滲碳

體：連續(xù)分布構(gòu)成萊氏體基體；共析滲碳體：與鐵素體相間分布的層片狀。

(2)組成相：鐵素體+滲碳體，鐵素體含量79.1%滲碳體含量20.9玳

669-1414

w(F)=-----x100%=79.1%w(Fe,C)=x100%=20.9%

6.69-06.69

組織組成物：珠光體+二次滲碳體，珠光體含量89.4%,二次滲碳體含量10.6。

V(辰C)=,4-0-77_x100%=10.6%

VaLn，6.69-0.77

W(P)=1-Cn)=1-10-6%=89.4%

(3)亞共析鋼的室溫組織為珠光體+鐵素體，鐵素體碳含量約等于零，珠光體

碳含量為0.77%；

0.77%X(1-70%)=0.23%.

3.標(biāo)注說明共析鋼的等溫轉(zhuǎn)變曲線圖中各條線、各個區(qū)的物理意義。

答案：

4.根據(jù)Fe-Fe3c相圖分別回答下列問題。

(1)亞共析鋼、過共析鋼、亞共晶鑄鐵、過共晶鑄鐵的室溫組織分別是什么？

(2)分別指出平衡組織中含有一次滲碳體及二次滲碳體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大的鐵碳

合金的成分？

(3)試計算共析鋼的室溫組織中鐵素體和滲碳體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

答案：

(1)亞共析鋼的組織為：F+P；過共析鋼的組織為：P+Fe3C?；亞共晶白口鑄鐵

,

的組織為:P+Fe3c“+Le'；過共晶白口鑄鐵的組織為：Fe3Cl+Leo

(2)含碳0.0218%成分的鐵碳合金的組織中含有一次滲碳體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大，

含碳2.11%成分的鐵碳合金的組織中含有二次滲碳體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大。

(3)w(F)=(6.69-0.77)/(6.69-0.0008)=88%；w(Fe3C)=1-88%=12%O

5.有一載重汽車變速箱齒輪，在工作時承受較大的沖擊力，負(fù)載較重，齒面受

摩擦，已知該工件的加工工藝路線為：下料一鍛造一正火一切削加工一滲碳后

淬火及低溫回火一噴丸一磨削加工，試從65、T8、40Cr和20CrMnTi四種鋼號

中選出合適的鋼材，分析各熱處理工序的目的，并指出使用狀態(tài)的組織。

答案：

(1)選20CrMnTi(2)正火：消除鍛造應(yīng)力，均勻組織，使同批坯料具有相同

的硬度，便于切削加工，改善齒輪表面加工質(zhì)量；滲碳后淬火及低溫回火：提

高表面耐磨性和抗疲勞破壞能力，心部有足夠的強(qiáng)度和韌性，能承受較大的交

變彎曲應(yīng)力和沖擊載荷，并可消除淬火應(yīng)力。(3)組織：表面：合金滲碳體與

回火馬氏體及少量殘余奧氏體。心部：低碳回火馬氏體或屈氏體、回火馬氏體

和少量鐵素體

六、名詞解釋

1.請解釋什么是：過冷度。

答案：

過冷度：理論結(jié)晶溫度與實際結(jié)晶溫度的差值

2.請解釋什么是：位錯。

答案：

指晶體中的線缺陷，即二維尺度很小而第三維尺度很大的缺陷，有刃位錯和螺

位錯兩種基本類型。

3.請解釋什么是：時效。

答案：

合金經(jīng)固溶處理后，在室溫下進(jìn)行放置或低溫加熱時，強(qiáng)度和硬度升高的現(xiàn)

象。

4.請解釋什么是：面缺陷。

答案：

指晶體中二維尺度很大而第三維尺度很小的缺陷，主要有晶界和亞晶界兩種類

型。

5.請解釋什么是：珠光體。

答案：

共析反應(yīng)生成的由鐵素體和滲碳體兩種相組成的機(jī)械混合物。

6.請解釋什么是：失效。

答案：

零件由于某種原因，導(dǎo)致其尺寸、形狀或材料的組織與性能的變化而不能完成

指定的功能。

7.請解釋什么是：固溶強(qiáng)化。

答案：

通過溶入某種溶質(zhì)元素形成固溶體而使金屬的強(qiáng)度、硬度升高的現(xiàn)象稱為固溶

強(qiáng)化。

8.請解釋什么是：二次硬化

答案：

含高W、Mo、Cr、V鋼淬火后回火時，由于析出細(xì)小彌散的特殊碳化物及回火

冷卻時殘余A轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗餗,使硬度不僅不下降，反而升高的現(xiàn)象稱二次硬化。

9.請解釋什么是：組織。

答案：

在顯微鏡下觀察到的金屬材料內(nèi)部的微觀形貌。

《工程材料》課程綜合復(fù)習(xí)資料

一、單選題

1.60Si2Mn鋼的熱處理工藝是()o

A.淬火+低溫回火

B.淬火+中溫回火

C.淬火+高溫回火

答案：B

2.面心立方晶格的最密排面晶面是()。

A.{100}

B.{110}

C.{111}

答案：C

3.Fe3c是()。

A.電子化合物

B.固溶體

C.復(fù)雜結(jié)構(gòu)的間隙化合物

D間隙相

答案：C

4.二元合金在發(fā)生L-(a+向共晶轉(zhuǎn)變時，其相組成是()。

A.液相

B.單一固相

C.兩相共存

D.三相共存

答案：D

5.過共析鋼正常淬火加熱溫度為()。

A.Aci+30℃~50℃

B.Accm+3O℃―5O℃

C.AC3+3O℃~5O℃

答案：A

6.亞共析鋼的正常淬火加熱溫度是()o

A.Aci+30℃~50℃

B.AC3+3O℃~5O℃

C.Accm+3O℃?50℃

答案：B

7.制造手用鋸條一般選用。。

A.40Cr調(diào)質(zhì)處理

B.T12淬火+低溫回火

C.65Mn淬火+中溫回火

D.CrWMn淬火+高溫回火

答案：B

8.共析鋼的過冷A在650?600℃的溫度區(qū)間等溫轉(zhuǎn)變時，所形成的組織是

()O

A.S

B.下B

C.上B

D.P

答案：A

9,間隙相的性能特點(diǎn)是()o

A.硬度低、熔點(diǎn)高

B.硬度高、熔點(diǎn)低

C.硬度高、熔點(diǎn)高

答案：C

10.低碳鋼正火的目的是()O

A.調(diào)整硬度，改善切削加工性能

B.消除網(wǎng)狀二次滲碳體

C.消除內(nèi)應(yīng)力，防止淬火變形和開裂

答案：A

11.奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變屬于()相變。

A.擴(kuò)散型

B.半擴(kuò)散型

C.非擴(kuò)散型

答案：C

12.具有共晶反應(yīng)的二元合金，其中共晶成分的合金的()o

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

答案：A

13.奧氏體向珠光體的轉(zhuǎn)變是()o

A.擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變

B.半擴(kuò)散型

C.非擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變

答案：A

二、判斷題

1.馬氏體是碳在a-Fe中的過飽和固溶體，當(dāng)奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變時，體積要

收縮。

答案：X

2.定鐵碳合金平衡結(jié)晶過程中，只有碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.3%的鐵碳合金才能發(fā)生

共晶反應(yīng)。

答案：X

3.奧氏體是碳在了一產(chǎn)e中的過飽和固溶體。

答案：X

4.高速鋼W18Cr4V采用很高溫度淬火，其目的是使碳化物盡可能多地溶入奧氏

體中，從而提高紅硬性。

答案：V

5.耐熱鋼一般通過加入Cr、Mo、V、B等合金元素提高鋼的高溫強(qiáng)度。

答案：V

6.40Cr的含碳量高于CrWMn。

答案：X

7.T8鋼與20Cr相比，淬硬性和淬透性都較低。

答案：X

8.T8鋼比T12鋼和40鋼的淬透性差。

答案：X

9.在緩冷到室溫條件下，含碳0.8%的鋼比含碳1.2%的鋼硬度低，強(qiáng)度高。

答案：V

10.在同樣淬火條件下，淬透層深度越深，則鋼的淬透性越好。

答案：V

11.金屬鑄件可以通過再結(jié)晶退火來細(xì)化晶粒。

答案：X

12.通過球化退火可以得到球狀珠光體組織。

答案：J

13.下貝氏體比上貝氏體的硬度高脆性大。

答案：X

14.表面淬火能改變鋼的表面組織，但不能改善心部的組織和性能。

答案：V

15.回火索氏體比正火索氏體的力學(xué)性能優(yōu)越。

答案：V

三、填空題

1.萊氏體的本質(zhì)是Oo

答案：

奧氏體和滲碳體兩相的共晶混合物

2.造成加工硬化的原因是()。

答案：

塑性變形導(dǎo)致位錯密度增加和亞晶界增加，使位錯運(yùn)動阻力增大

3.7-Fe的晶格結(jié)構(gòu)是()o

答案：

面心立方

4.滑移的本質(zhì)是()o

答案：

在切應(yīng)力作用下晶體內(nèi)部位錯運(yùn)動的結(jié)果

5.晶體與非晶體結(jié)構(gòu)上最根本的區(qū)別是()。

答案：

晶體中原子規(guī)則排列和非晶體中原子無規(guī)則排列

6.當(dāng)金屬液體進(jìn)行變質(zhì)處理時，變質(zhì)劑的作用是()o

答案：

增加晶核的數(shù)量或者阻礙晶核的長大

7.淬火鋼進(jìn)行回火的目的是()。

答案：

消除內(nèi)應(yīng)力、穩(wěn)定尺寸、獲得所要求的組織和性能

8.球化退火的目的是()。

答案：

使二次滲碳體及珠光體中的滲碳體球狀化，以降低硬度，改善切削性能，并為

以后的淬火做組織上的準(zhǔn)備

9.a-Fe的晶格類型是()。

答案：

體心立方

10.丫-Fe的晶格類型是()o

答案：

面心立方

11.工具鋼球化退火的主要目的是()O

答案：

獲得球狀珠光體，降低硬度有利于切削加工

12.鐵素體的本質(zhì)是()o

答案：

碳溶入a-Fe中形成的固溶體。

13.過共析鋼正火處理的主要目的是()o

答案：

消除二次網(wǎng)狀滲碳體

14.白口鑄鐵的脆性比灰口鑄鐵大，是因為()o

答案：

白口鑄鐵中有大量的滲碳體存在。

15.鋁合金的時效硬化現(xiàn)象是指()o

答案：

固溶處理后在室溫下放置或低溫加熱時，強(qiáng)度和硬度明顯升高的現(xiàn)象。

16.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，這兩個過程是生核和

()。

答案：長大

17.機(jī)器零件的失效模式可分為畸變失效、斷裂失效、腐蝕失效和()。

答案：磨損損傷

18.為了獲得細(xì)晶粒的鑄件，在生產(chǎn)中通常采用的措施主要有增大冷速、變質(zhì)處

理、()。

答案：振動攪拌

19.鋼的熱處理冷卻方式有等溫冷卻和()兩種。

答案：連續(xù)冷卻

20.馬氏體的晶格結(jié)構(gòu)是()。

答案：體心正方

四、問答題

1.簡述細(xì)化鑄態(tài)金屬晶粒的措施。

答案：

①增大金屬的過冷度；②變質(zhì)處理；③振動；④電磁攪拌。

2.W18Cr4V鋼的Aci約為820℃,為何淬火溫度為1260℃~1280℃?W18Cr4V刃

具鋼在正常淬火后都要進(jìn)行550?570c三次回火，又是為什么？

答案：

①W18Cr4V屬于高速鋼，鋼中含有大量的W、Cr、V的難熔碳化物，它們只有

在1200C以上才能大量地溶于奧氏體中，以保證鋼淬火回火后獲得很高的熱硬

性，因此，其淬火溫度非常高，一般為1220℃~1280℃o②在此溫度內(nèi)回火

時，W、Cr、V的碳化物從馬氏體中析出，彌散分布，使鋼的硬度明顯上升，

同時殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，也使硬度提高，造成二次硬化，保證了鋼的硬

度和熱硬性。進(jìn)行三次回火，是為了逐步減少殘余奧氏體量，三次回火后殘余

奧氏體的相對體積分?jǐn)?shù)僅剩1%?2%。

3.簡述馬氏體的本質(zhì)，并說明它的硬度為什么很高。

答案：

馬氏體是碳在戊-尸。中的過飽和固溶體。馬氏體高硬度的原因有三點(diǎn)：①過飽

和的間隙碳原子造成晶格的嚴(yán)重畸變，產(chǎn)生很強(qiáng)的固溶強(qiáng)化效應(yīng)；②馬氏體轉(zhuǎn)

變時在晶體內(nèi)造成晶格缺陷密度很高的亞結(jié)構(gòu)（高密度的位錯或微細(xì)李晶）阻

礙位錯運(yùn)動，產(chǎn)生馬氏體相變強(qiáng)化；③馬氏體形成后，碳及合金元素向位錯或

其它缺陷擴(kuò)散偏聚析出，釘扎位錯，使位錯難以運(yùn)動，產(chǎn)生馬氏體時效強(qiáng)化。

4.高速鋼W18Cr4V的&約為820℃,若以一般工具鋼4+口°~50）的常規(guī)

方法來確定淬火加熱溫度，最終熱處理后能否達(dá)到高速切削刀具所要求的性

能？為什么？

答案：

若按照4+（30~50）℃的常規(guī)方法來制定wi8Cr4V的淬火加熱溫度，淬火加

熱溫度為850℃?870℃,不能達(dá)到高速鋼切削刀具要求的性能。因為高速鋼中

含有大量W、Cr、V的難熔碳化物，只有在1200C以上才能大量地溶于奧氏體

中，以保證鋼淬火、回火后獲得很高的熱硬性，因此其淬火加熱溫度非常高，

一般1220℃~1280℃

5.W18Cr4V是一種應(yīng)用非常廣泛的高速切削刀具用鋼，這種鋼的加工工藝流程

為：鑄造一鍛造一預(yù)備熱處理一機(jī)加工一最終熱處理一精磨，簡述預(yù)備熱處理

工藝是什么，目的是什么，以及獲得何種組織；并說明最終熱處理是何工藝，

以及獲得何種組織。

答案：

預(yù)備熱處理：退火，目的在于既調(diào)整硬度便于切削加工，又調(diào)整組織為淬火作

準(zhǔn)備。組織：索氏體+顆粒狀碳化物。最終熱處理：高溫淬火+三次高溫回火，

回火進(jìn)行三次是為了最大限度降低殘余奧氏體數(shù)量。組織：馬氏體（70?65%）

+碳化物（20-25%）+殘余奧氏體?5%）

6.簡述為什么過共析鋼的正常淬火溫度為Acl+3O~5OC而不是Accm+30~50℃o

答案：

過共析鋼加熱到Acl+30~50℃發(fā)生不完全奧氏體化，組織中保留少量的粒狀二

次滲碳體，具有彌散強(qiáng)化作用，有利于提高鋼的硬度和耐磨性，而且此時奧氏

體中的含碳量比加熱到Accm+30~50C發(fā)生完全奧氏體化時的含碳量低，能夠

減少淬火后殘余奧氏體的含量。如果加熱到溫度較高的Accm+30~50℃,還會

導(dǎo)致鋼的奧氏體晶粒變粗，淬火后形成粗大的馬氏體組織，熱應(yīng)力和組織應(yīng)力

增大，使鋼的脆性增加，容易發(fā)生變形和開裂。

7.簡述金屬結(jié)晶的條件和動力。

答案：

液態(tài)金屬結(jié)晶的是金屬必須過冷，要有一定的過冷度。液體金屬結(jié)晶的動力是

金屬在液態(tài)和固態(tài)之間存在自由能差（M=吊-用＜°）

8.為什么說馬氏體相變加上回火轉(zhuǎn)變是鋼中最經(jīng)濟(jì)最有效的綜合強(qiáng)化手段。

答案：

馬氏體相變加上回火轉(zhuǎn)變利用了全部的四種強(qiáng)化機(jī)制：①細(xì)晶強(qiáng)化：奧氏體向

馬氏體轉(zhuǎn)變，形成了細(xì)小的馬氏體束，產(chǎn)生相當(dāng)于晶粒細(xì)化的作用。②固溶強(qiáng)

化：馬氏體的本質(zhì)就是碳在a-Fe中的過飽和的固溶體，馬氏體中溶有過飽和的

碳和合金元素。③析出強(qiáng)化：回火時析出細(xì)碳化物粒子。④位錯強(qiáng)化：馬氏體

相變產(chǎn)生大量高密度位錯。

9.簡述金屬塑性變形后組織和性能會有什么變化。

答案：

金屬發(fā)生塑性變形后，晶粒發(fā)生變形，沿形變方向被拉長或壓扁。當(dāng)變形量很

大時，晶粒變成細(xì)長條，金屬中的夾雜物也被拉長，形成纖維組織。金屬經(jīng)大

的塑性變形時，由于位錯的密度增大和發(fā)生相互作用，大量位錯堆積在局部地

區(qū)，并相互纏結(jié)形成不均勻分布，使晶粒分化成許多位向略有不同的小晶塊，

而在晶粒內(nèi)產(chǎn)生亞晶粒。金屬塑性變形到很大程度（70%以上）時，由于晶粒

發(fā)生轉(zhuǎn)動，使各晶粒的位向趨近于一致，形成特殊的擇優(yōu)取向（形變織構(gòu)）。

金屬發(fā)生塑性變形，隨變形度的增大，金屬的強(qiáng)度和硬度顯著提高，塑性和韌

性明顯下降，產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象。另外，由于纖維組織和形變織構(gòu)的形成，使

金屬的性能產(chǎn)生各向異性。

10.簡述石墨形態(tài)對鑄鐵性能的影響。

答案：

石墨強(qiáng)度、韌性極低，相當(dāng)于鋼基體上的裂紋或空洞，它減小基體的有效截

面，并引起應(yīng)力集中。普通灰口和孕育鑄鐵的石墨呈片狀，對基體的嚴(yán)重割裂

作用使其抗拉強(qiáng)度和塑性都很低。球墨鑄鐵的石墨呈球狀，對基體的割裂作用

顯著降低，具有很高的強(qiáng)度，又有良好的塑性和韌性，其綜合機(jī)械性能接近于

鋼。蠕墨鑄鐵的石墨形態(tài)為蠕蟲狀，雖與灰口鑄鐵的片狀石墨類似，但石墨片

的長度與厚度的比值較小，端部較鈍，對基體的割裂作用小，它的強(qiáng)度接近于

球墨鑄鐵，且有一定的韌性，較高的耐磨性?？慑戣T鐵的石墨呈團(tuán)絮狀，對基

體的割裂作用較小，具有較高的強(qiáng)度、一定的延伸率。

五、論述題

1.根據(jù)Fe-Fe3c平衡相圖回答下列問題：

①標(biāo)注Fe-Fe3c相圖中各相區(qū)的相相圖中;②PSK、ECF、GS、ES線及P、E、

S、C點(diǎn)的物理意義；③計算在室溫時含碳1.2%的鐵碳合金中珠光體和二次滲碳

體的含量（S點(diǎn)的含碳量是0.77%）。

0

F

t

66.69

答案:

①

②

2

PSK共析反應(yīng)線，共析反應(yīng)生成珠光體：冷？77">/818+%0；

ECF為共晶反應(yīng)線，共晶反應(yīng)生成萊氏體：43a+%

GS：是從奧氏體中開始析出鐵素體的臨界溫度線，又叫A3線；

ES線：碳在奧氏體中的固溶線，又叫Acm線；

P：碳在a-Fe中的最大溶解度

E：碳在Y-Fe中的最大溶解度

S：共析點(diǎn)

C：共晶點(diǎn)

③

含碳量1.2%的鐵碳合金的二次滲碳體的含量為：

\12-0.77re

火時G）=6.69.0.77=?d<P）=1-7.3%=927%

2.根據(jù)Fe-Fe3c平衡相圖回答下列問題：

（1）滲碳體有哪幾種？它們的形態(tài)有什么差別？

（2）計算含碳1.4%的鐵碳合金室溫下組織組成物的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，以及組成相

的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（S點(diǎn)的含碳量是0.77%）。

（3）試估算室溫平衡組織中含有70%鐵素體（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）的亞共析鋼的含碳

量。

答案：

（1）5種不同形態(tài)滲碳體：一次滲碳體、二次滲碳體、三次滲碳體、共晶滲碳

體、共析滲碳體。一次滲碳體：基體中分布的寬長條狀；二次滲碳體：沿奧氏

體晶界分布的網(wǎng)狀；三次滲碳體：沿鐵素體晶界分布的細(xì)小短片狀；共晶滲碳

體：連續(xù)分布構(gòu)成萊氏體基體；共析滲碳體：與鐵素體相間分布的層片狀。

（2）組成相：鐵素體+滲碳體，鐵素體含量79.1除滲碳體含量20.9機(jī)

M尸)-6'9T-4x100%-79.1%火飛④--x100%-20.9%

6.69-0r6.69

組織組成物：珠光體+二次滲碳體，珠光體含量89.4%,二次滲碳體含量10.6。

，念=X100%=10.6K

5b2(1/nJ6蘭.69—-0.77

(3)亞共析鋼的室溫組織為珠光體+鐵素體，鐵素體碳含量約等于零，珠光體

碳含量為0.77%；

0.77%X(1-70%)=0.23%.

3.標(biāo)注說明共析鋼的等溫轉(zhuǎn)變曲線圖中各條線、各個區(qū)的物理意義。

時間

)

答案:

4.根據(jù)Fe-Fe3c相圖分別回答下列問題。

(1)亞共析鋼、過共析鋼、亞共晶鑄鐵、過共晶鑄鐵的室溫組織分別是什么？

(2)分別指出平衡組織中含有一次滲碳體及二次滲碳體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大的鐵碳

合金的成分？

(3)試計算共析鋼的室溫組織中鐵素體和滲碳體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

答案：

(1)亞共析鋼的組織為：F+P；過共析鋼的組織為：P+Fe3Cll；亞共晶白口鑄

鐵的組織為：P+Fe3Cn+Le'；過共晶白口鑄鐵的組織為：Fe3Cl+Le'。

(2)含碳0.021896成分的鐵碳合金的組織中含有一次滲碳體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大，

含碳2.11%成分的鐵碳合金的組織中含有二次滲碳體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大。

(3)w(F)=(6.69-0.77)/(6.69-0.0008)=88%；w(Fe3C)=1-88%=12%O

5.有一載重汽車變速箱齒輪，在工作時承受較大的沖擊力，負(fù)載較重，齒面受

摩擦，已知該工件的加工工藝路線為：下料一鍛造一正火一切削加工一滲碳后

淬火及低溫回火一噴丸一磨削加工，試從65、T8、40Cr和20CrMnTi四種鋼號

中選出合適的鋼材，分析各熱處理工序的目的，并指出使用狀態(tài)的組織。

答案：

(1)選20CrMnTi(2)正火：消除鍛造應(yīng)力，均勻組織，使同批坯料具有相同

的硬度，便于切削加工，改善齒輪表面加工質(zhì)量；滲碳后淬火及低溫回火：提

高表面耐磨性和抗疲勞破壞能力，心部有足夠的強(qiáng)度和韌性，能承受較大的交

變彎曲應(yīng)力和沖擊載荷，并可消除淬火應(yīng)力。(3)組織：表面：合金滲碳體與

回火馬氏體及少量殘余奧氏體。心部：低碳回火馬氏體或屈氏體、回火馬氏體

和少量鐵素體

六、名詞解釋

1.請解釋什么是：過冷度。

答案：

過冷度：理論結(jié)晶溫度與實際結(jié)晶溫度的差值

2.請解釋什么是：位錯。

答案：

指晶體中的線缺陷，即二維尺度很小而第三維尺度很大的缺陷，有刃位錯和螺

位錯兩種基本類型。

3.請解釋什么是：時效。

答案：

合金經(jīng)固溶處理后，在室溫下進(jìn)行放置或低溫加熱時，強(qiáng)度和硬度升高的現(xiàn)

象。

4.請解釋什么是：面缺陷。

答案：

指晶體中二維尺度很大而第三維尺度很小的缺陷，主要有晶界和亞晶界兩種類

型。

5.請解釋什么是：珠光體。

答案：

共析反應(yīng)生成的由鐵素體和滲碳體兩種相組成的機(jī)械混合物。

6.請解釋什么是：失效。

答案：

零件由于某種原因，導(dǎo)致其尺寸、形狀或材料的組織與性能的變化而不能完成

指定的功能。

7.請解釋什么是：固溶強(qiáng)化。

答案：

通過溶入某種溶質(zhì)元素形成固溶體而使金屬的強(qiáng)度、硬度升高的現(xiàn)象稱為固溶

強(qiáng)化。

8.請解釋什么是：二次硬化

答案：

含高W、Mo、Cr、V鋼淬火后回火時，由于析出細(xì)小彌散的特殊碳化物及回火

冷卻時殘余A轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗餗,使硬度不僅不下降，反而升高的現(xiàn)象稱二次硬化。

9.請解釋什么是：組織。

答案：

在顯微鏡下觀察到的金屬材料內(nèi)部的微觀形貌。

《工程材料》課程綜合復(fù)習(xí)資料

一、解釋概念

1、晶體的各向異性2、過冷度3、變質(zhì)處理4、淬透性

5、紅硬性

6、晶面7、面缺陷8、組織9、珠光體

10、固溶處理

11、金屬化合物12、共晶反應(yīng)13、熱加工14、失效

15、調(diào)質(zhì)處理

二、填空題

1、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

（）、（）o典型鑄錠結(jié)構(gòu)的三個晶區(qū)分別是（）、

（）和（）。

2、再結(jié)晶后的晶粒度的大小主要取決于（）和（）。

3、金屬晶體中的線缺陷有（）和（）；面缺陷有

（）和（）O

4、用光學(xué)顯微鏡觀察，上貝氏體的組織特征呈（）狀，而下貝氏

體則呈（）。

5、馬氏體的顯微組織形態(tài)主要有（）、（）兩種。

6、亞共析鋼的正常淬火加熱溫度范圍是

）,過共析鋼的正常淬火加熱溫度范圍是

7、機(jī)器零件的失效模式可分為（）、（）和

）三大類型。

8、合金中的兩種類型的相是（）。

9、鋼的淬硬性主要決定于（）。

10、鋼的熱處理工藝的三個階段是（）。

11、工程材料分為（）。

12、萊氏體的本質(zhì)是（）。

13、常規(guī)熱處理工藝包括（）。

14、造成加工硬化的原因是（）。

15、y-Fe、a-Fe的晶格結(jié)構(gòu)分別是（）。

16、為了消除鋼的高溫回火脆性可采用（）。

17、為了獲得細(xì)晶粒的鑄件，在生產(chǎn)中通常采用的措施主要有

）O

18、晶體與非晶體結(jié)構(gòu)上最根本的區(qū)別是（）。

19、結(jié)晶過程是依靠兩個密切聯(lián)系的過程來實現(xiàn)的，這兩個過程是

）O

20、當(dāng)金屬液體進(jìn)行變質(zhì)處理時，變質(zhì)劑的作用是（）。

21、過冷度是指（）。

22、典型鑄錠結(jié)構(gòu)的三個晶區(qū)分別為（）。

23、珠光體的本質(zhì)是（）。

24、馬氏體按照顯微組織形態(tài)分為（）。

25、淬火鋼進(jìn)行回火的目的是

26、按照幾何特征，晶體缺陷主要可區(qū)分為（）。

27、球化退火的目的是（）。

三、判斷題（正確的劃V,錯誤劃X）

1、金屬鑄件可以通過再結(jié)晶退火來細(xì)化晶粒。（）

2、在鐵碳合金平衡結(jié)晶過程中，只有碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.3%的鐵碳合金才能

發(fā)生共晶反應(yīng)。（）

3、馬氏體是碳在a-Fe中的過飽和固溶體，當(dāng)奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變時，體

積要收縮。（）

4、調(diào)質(zhì)處理后得到的回火索氏體組織具有良好的綜合機(jī)械性能。（）

5、可鍛鑄鐵在高溫時可以進(jìn)行鍛造加工。（）

6、普通灰口鑄鐵不能通過球化退火使之變成球墨鑄鐵。（）

7、奧氏體不銹鋼的穩(wěn)定化處理主要是為了防止晶間腐蝕。（）

8、低碳馬氏體和高碳馬氏體的硬度都很高。（）

9、零件失效的原因可以從設(shè)計不合理、選材錯誤、加工不當(dāng)和安裝使用不

良四個方面去找。（）

10、所有的鋁合金都可以通過熱處理予以強(qiáng)化。（）

11、間隙相是一種固溶體，而不是一種金屬間化合物。（）

12、再結(jié)晶過程是有晶格類型變化的結(jié)晶過程。（）

13、當(dāng)共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)

物組織越細(xì)。（）

14、同一鋼材，在相同的加熱條件下，水冷比油冷的淬透性好。

15、高速鋼需要反復(fù)鍛造是因為硬度高不易成形。（）

16、在實際金屬和合金凝固中，非自發(fā)形核常常起著優(yōu)先和主導(dǎo)的作用。

（）

17、奧氏體是碳在y-Fe中的過飽和固溶體。（）

18、除Co之外的所有的合金元素都能提高鋼的淬透性。（）

19、奧氏體向馬氏體的轉(zhuǎn)變是半擴(kuò)散性轉(zhuǎn)變。（）

四、選擇題

1、金屬結(jié)晶時，冷卻速度越快，其實際結(jié)晶溫度將O

A.越高B.越低C.越接近理論結(jié)晶溫度

2、間隙相的性能特點(diǎn)是。

A.硬度低、熔點(diǎn)高B.硬度高、熔點(diǎn)低C.硬度高、熔點(diǎn)高

3、完全退火主要適用于o

A.亞共析鋼B.共析鋼C.過共析鋼

4、鋼的淬硬性主要取決于o

A.碳含量B.冷卻介質(zhì)C.合金元素

5、鋼的回火處理是在_________o

A.退火后進(jìn)行B.正火后進(jìn)行C.淬火后進(jìn)行

6、可采用調(diào)質(zhì)處理、等溫淬火工藝獲得良好綜合機(jī)械性能的

是O

A.球墨鑄鐵B.可鍛鑄鐵C.蠕墨鑄鐵

7、60Si2Mn鋼的熱處理工藝是_________。

A.淬火+低溫回火B(yǎng).淬火+中溫回火C.淬火+高溫回火

8、二元合金中，鑄造性能最好的合金是

A.共晶合金B(yǎng).固溶體合金C.共析合金

9、T12鋼的正常淬火組織是_________o

A.馬氏體B.馬氏體+殘余奧氏體C.馬氏體+殘余奧氏體+

球狀碳化物

10、QT600-3是。

A.可鍛鑄鐵B.蠕墨鑄鐵C.球墨鑄鐵

11、面心立方晶格的最密排面晶面是（）

A、{100}B、{110}C、{111}

12、二元合金在發(fā)生Lf（a+0共晶轉(zhuǎn)變時，其相組成是（）

A、單一固相B、兩相共存C、三相共存

13、變形金屬再結(jié)晶后（）

A、形成等軸晶，強(qiáng)度增大B、形成等軸晶，塑性升高

C、形成柱狀晶，強(qiáng)度升高D、形成柱狀晶，塑性下降；

14、鋼的淬透性主要取決于（）

A、碳含量B、冷卻介質(zhì)C、合金元素

15、鑄造條件下，冷卻速度越大，其實際結(jié)晶溫度將（）

A、越高