金屬學及熱處理試題

1、2、3、4、5、6、7、A、Ms B、Mr C、1、2、3、4、5、6、7、A、Ms B、Mr C、A確定碳鋼淬火加熱溫度的主要依據1234567是（A、C曲線 B、鐵碳相圖淬火介質的冷卻速度必須（A、大于 B、小于T12鋼的淬火加熱溫度為（A、Ac+30-50°Ccm鋼的淬透性主要取決于鋼的A、含硫量B、臨界冷卻速度鋼的熱硬性是指鋼在高溫下保持（A、高抗氧化性 B、高強度鋼的淬硬性主要取決于鋼的（B、MrB、）。C、鋼的Ms線

）臨界冷卻速度。C、等于）。Ac+30-50°C3C、）。）。Ac+30-50°C1D、含硅量C、含碳量）的能力C、高硬度和高耐磨性金屬學及熱處理試題過冷奧氏體是指過冷到（）溫度以下，尚未轉變的奧氏體。8、9、A、含硫量B、含錳量C、含碳量D8、9、A、礦物油B、20°C自來水C、20°C的10%食鹽水溶液鋼在一定條件下淬火后，獲得淬硬層深度的能力，稱為（）.A、淬硬性B、淬透性C、耐磨性10、鋼的回火處理在（）后進行。A、正火B(yǎng)、退火C、淬火11、 調質處理就是（ ）的熱處理。A、淬火+低溫回火 B、淬火+中溫回火 C、淬火+高溫回火12、 化學熱處理與其熱處理方法的主要區(qū)別是（ ）。A、加熱溫度B、組織變化C、改變表面化學成分13、 零件滲碳后一般須經（ ）處理，才能使表面硬而耐磨。A、淬火+低溫回火 B、正火C、調質14、 用15鋼制造的齒輪，要求齒輪表面硬度高而心部具有良好的韌性，應采用（ ）熱處理A、淬火+低溫回火B(yǎng)、表面淬火+低溫回火C、滲碳+淬火+低溫回火15、 用65Mn鋼做彈簧，淬火后應進行（ ）；A、低溫回火 B、中溫回火C、高溫回火二、判斷題（在題號前作記號“V”或“X”）121234511121314156789109、（）鋼的含碳量越高，選擇淬火加熱溫度也越高。10、（）表面淬火的零件常用低碳結構鋼制造，經淬火表面獲得高硬度。11、（）淬透性好的鋼，淬火后硬度一定很高。12、（）完全退火不適用于高碳鋼。13、（）淬火鋼在回火時，其基本趨勢是隨著回火溫度的升高，鋼的強度、硬度下降，而塑性、韌性提高。14、 （ ）鋼回火的加熱溫度在A］以下，回火過程中無組織變化。15、 （ ）感應加熱表面淬火，淬1硬層深度取決于電流頻率：頻率越低，淬硬層越低，淬硬層越淺；反之，頻率越高，淬硬層越深。三填空1、 鋼的熱處理是通過鋼在固態(tài)下的 、 和 三個階段，使其獲得所需組織結構與性能的一種工藝。2、 根據鋼含碳量的不同，分為低碳鋼含碳量< 、中碳鋼及高碳鋼含碳量> 三類。TOC\o"1-5"\h\z3、 根據鑄鐵中碳存在的形態(tài)，鑄鐵可分為 、 、 和 四類。4、 共析鋼在加熱時，珠光體轉變?yōu)閵W氏體的過程是由 、 和 三個過程組成的。6、白口鑄鐵中的碳主要以 形式存在，灰口鑄鐵中的碳主要以 形式存在。8、 對共析鋼來說，通常爐冷得到 ，空冷得到 ，水冷得到 。9、 常用的退火方法有 、 和 等。10、 球化退火獲得 組織，降低鋼的 ，提高切削加工性，并為最終熱處理作組織準備。主要用于共析鋼和 鋼。11、 常用的淬火方法有 、 、 和 等。12、 亞共析鋼的淬火加熱溫度為 以上30—50°C，加熱后得到 組織，快速冷卻后得到 組織，過共析鋼的淬火加熱溫度為 以上30—50°C,加熱后得到 組織，快速冷卻后得到 組織。14、 感應加熱表面淬火法，按電源頻率不同，可分為 、 和 三種。電流頻率越高，淬硬層越 。15、 回火溫度的不同，回火分為 、 和 三類。四名詞解釋1、鋼的化學熱處理2、正火和退火3、淬透性與淬硬性：4、鋼的表面熱處理5.抗蝕滲氮考試科目：金屬學與熱處理一、名詞解釋1晶胞 2枝晶偏析3過冷度4固溶強化：5加工硬化：二、 判斷題，正確的打V,錯誤的打X1）過冷度越大，晶體生長速度越快，晶粒長得越粗大。（）2）晶界處原子處于不穩(wěn)定狀態(tài)，故其腐蝕速度一般都比晶內快。（）TOC\o"1-5"\h\z3）無論溫度分布如何，常用純金屬生長都是呈樹枝狀界面。 （）4）再結晶是形核—長大過程，所以也是一個相變過程。（ ）5）原子擴散的真正驅動力是濃度剃度。 （ ）6）螺型位錯和刃型位錯都可以進行交滑移。（ ）7）微觀內應力是由于塑性變形時，工件各部分之間的變形不均性所產生的。（ ）8） 回復可使冷變形金屬的加工硬化效果及內應力消除。（ ）9） 流線是熱變形工件的組織特征，依此可判斷材料的加工方式。（ ）10） 采用適當的再結晶退火，可以細化金屬鑄件的晶粒。（ ）三、 填空1）布拉菲點陣共有 種，歸納為 個晶系；面心立方結構單個晶胞中的原子數為 密排六方結構單個晶胞中的原子數為 。2） 由熱激活離開平衡位置的原子可以有兩個去處，一是遷移到晶體的表面上所形成的空位稱為 空位；二是遷移到晶體點陣的間隙中所形成的空位稱為 空位。3）刃型位錯的柏氏矢量與位錯線相互 ；螺型位錯的柏氏矢量與位錯線相互 。4）鑄錠組織的三個晶區(qū)分別為 ， ， 。5）鋼的淬透性是指 主要取決于 ； 鋼的淬硬性是指—主要取決于 。6） 淬火鋼回火時其組織轉變包四、問答題 （每題8分，共40分）為什么只有置換固熔體的兩個組元之間才能無限互溶，而間隙固熔體則不能？如圖所示一位錯環(huán)，能否各部分都是螺型位錯或各部分都是刃型位錯，為什么？指出個部分位錯的性質。3如圖所示為K0<1時，單向結晶的溶質分布圖。分別指出圖中a、b、c、d四條溶質分布曲線的結晶條件。（1） 試述變形后銅已片凝沿固體片積長的方體向積晶分粒數的變化情況；（2） 試述經完全再結晶后晶粒大小沿片長方向的變化情況5試述馬氏體具有高強度、高硬度的原因？五、 繪圖、分析及計算_ ___ _ （總分45分）1作圖表示立方晶系 、， 利21］等晶面和晶向。（6分）2請根據所附二元共晶相圖分析解答下列問題： （15分）1） 分析合金I、II的平衡結晶過程，并繪出冷卻曲線；2） 說明室溫下I、II的相和組織是什么？并計算出相和組織的相對含量；3） 如果希望得到室溫組織為共晶組織和5%的B初晶相的合金，求該合金的成分；4） 分析在快速冷卻條件下，I、II兩合金獲得的組織有何不同。繪出Fe-FeC3相圖并完成下列問題。 （24分）（1）在相圖中標出各區(qū)的組織組成物；（2）標出A1、A3、Acm線的位置；（3）分析含碳量為3.0％的白口鑄鐵的平衡結晶過程，指出室溫下的組織組成物，并計算各組織的相對量。六、 綜合分析 （總分15分）某廠擬用65鋼制造一批小彈簧，要求HRC45-50，其工藝路線為：下料f鍛造f預先熱處理f粗加工及成型f最終熱處理f精加工f成品（1） 畫出預先熱處理和最終熱處理的工藝曲線圖，（2） 指出各熱處理工藝名稱、作用及所獲組織。（3） 如果需要制造的彈簧尺寸較大，應選用什么鋼？七、 公式推導題 （10分）當擴散系數D是與濃度無關的常數時，請推導出菲克第二定律的數學表達式。第二章金屬和合金的晶體結構

1、名詞概念晶體、晶格、晶胞、致密度、配位數、單晶體、多晶體、空位、位錯、晶界、亞晶界、2、金屬材料三種典型晶體結構的名稱、原子排列方式、原子個數、原子半徑、致密度和配位數；3、金、銀、銅、鐵、鋁等元素分別屬于什么晶體結構？4、單晶體與多晶體有什么區(qū)別？5、晶體缺陷包括幾種類型？6、在晶界處金屬的性能有什么特點？7、已知鐵原子的直徑d=2.54埃,銅原子的直徑d=2.55埃,試求鐵和銅的晶格常數?8、在立方晶格中畫出下列晶向和晶面：（110）、（101）、（102）、（112）、（201）［110］、［101］、［102］、［112］、［201］9、標出圖中影線所示的晶面和晶向的指數；10、為什么單晶體具有各向異性？宏觀金屬又為什么并不表現出各向異性？11、金屬有哪些特性？這些特性與金屬的原子結合方式有什么關系？12、合金的組織有幾種類型？13、影響固溶體晶體結構和溶解度的因素有哪些？14、金屬化合物在結構上和性能上有什么特點？15、合金的組織有幾種類型？16、什么是彌散強化？17、間隙固溶體和間隙相是一樣的相嗎？第三章金屬的結晶1、名詞概念：過冷、過冷度、形核、長大、枝晶長大、變質處理、同素異構轉變、形核功、能量起伏、相、組織、固溶體、金屬化合物、固溶強化、相圖、相律、自由度、非平衡結晶、共晶轉變、包晶轉變、共析轉變、偏析、成分過冷；2、液態(tài)金屬和固態(tài)金屬的結構有什么不同？3、過冷度與冷卻速度有什么關系？4、 形核率N和長大速度V與過冷度有什么樣關系？5、 如果其它條件相同，試比較在下列鑄造條件下，鑄件晶粒的大??？（1） 金屬型鑄造與砂型鑄造；（2） 高溫澆鑄與低溫澆鑄；（3） 鑄成薄避件與鑄成原避件；（4） 大體積鑄件的表面部分與中心部分；6、 什么是非自發(fā)形核和自發(fā)形核？實際金屬結晶時常以哪種方式形核？7、 金屬的結晶須具備哪些條件？8、 晶體的長大方式怎樣？舉例說明；9、 合金的冷卻曲線與純金屬的冷卻曲線有什么不同？10、 判斷下列相圖是否正確：11、 已知A與B在液態(tài)時能無限溶解，在固態(tài)300°C時A溶于B的最大溶解度為30%，室溫下為10%；但8在固態(tài)下不溶于A，在300C時含有40%B的液態(tài)合金發(fā)生共晶轉變；現要求：做出A-B相圖；分析20%B、80%B合金的平衡結晶過程，并計算室溫組織中共晶體的相對含量；12、 一個二元共晶反應如下：L(75%B)————(15%B)+ (95%B)求共晶體中a和B的相對含量；一合金的室溫組織中B與(a+B)共晶體各占50%，求該合金成分；13、 有形狀、尺寸相同的現個Cu—Ni合金不平衡結晶后，哪個合金的偏析比較嚴重？(一個為90%Ni，—個為50%Ni)14、 簡述二元勻晶相圖、共晶相圖與合金的力學性能、工藝性能之間的關系；15、 共晶體是一個相嗎？鑄造合金常選用接近共晶成分的合金，這是為什么？第四章鐵碳合金相圖1、 名詞解釋鐵素體、奧氏體、滲碳體、珠光體、萊氏體、共析鋼、亞共析鋼、過共析鋼2、 寫出相圖中的共析反應，它與共晶反應有什么不同？3、 默寫鐵碳相圖(省略包晶反應)；并標出各點的符號、溫度、成分以及各相區(qū)的相組成；4、 分析含碳0.01%、0.4%、1.2%鐵碳合金的平衡結晶過程及室溫平衡組織；并計算室溫組織中組織組成物和相組成物的相對含量；5、 鐵碳合金中有幾種形式的FC?它們之間有什么不同？36、 由于某種原因，一批鋼材的標簽丟失；經金相檢驗這批鋼材的組織為F和P,其中F占80%。試問這批鋼材的含碳量為多少?7、填表名稱符號組成相晶體結構組織特征性能特點鐵素體奧氏體滲碳體珠光體萊氏體8、 根據鐵碳相圖，回答下列問題：1%C合金的硬度比值0.5%C的硬度高；1.2%C合金的強度比值0.77%C的強度低；為什么綁扎物體選用低碳鐵絲；吊車吊運物體時選用中碳的鋼絲繩？為什么要“趁熱打鐵”？鋼和鑄鐵都能進行鍛造嗎？為什么？9、 簡述C%與鐵碳合金組織、性能之間的關系；10、 鐵碳相圖有哪些局限性；11、 鋼中常有哪些雜質？它們對鋼的性能有什么影響？12、碳鋼如何分類？各種鋼如何編號？13、填表：鋼號種類化學成分或力學性能用途舉例Q23508F4565MnT8AT12ZG310-570第五章三元合金相圖1、 名詞解釋成分三角形、直線法則、重心法則、二元共晶線、三元共晶線、水平截面圖、垂直截面圖；2、 在成分三角形ABC中畫出含A40%的所有三元合金；畫出含B、C二組元相等的所有合金；3、 含A40%、B20%的ABC三元合金在溫度T時處于三相平衡。已知三相的成分分別為：(A70%、C20%)； (A20%、C20%)； (A20%、C70%)；試用作圖法求三相的相對含量;4、 已知在固態(tài)下不相溶的三元共晶相圖的投影圖：說明合金Hl、H2、H3、H4的結晶過程并計算室溫組織中各部分的相對含量；畫出過EF線的垂直截面圖；5、 三元合金相圖和二元合金相圖有哪些區(qū)別？6、 三元勻晶相圖的投影圖應用；第六章金屬的塑性變形與再結晶1、名詞概念滑移、滑移系、晶粒細化、加工硬化、回復、再結晶、再結晶溫度、熱變形加工、冷變形加工2、 金屬的塑性變形方式有幾種？3、 為什么具有面心立方晶格的銅、鋁比具有體心立方晶格的鐵塑性好？而鐵的塑性又比具有密排六方晶格的鋅好？4、 為什么通過位錯的移動實現滑移時需要的力量小？5、 為什么具有細小晶粒的材料力學性能好？6、位錯密度對材料的力學性能有什么影響？7、金屬經過冷塑性變形后，組織和性能有什么樣變化？8、舉例說明加工硬化在實際中的應用；9、變形內應力分幾種？各對材料產生什么影響？10、在回復、再結晶過程中材料的組織和性能發(fā)生哪些變化？在實際中有什么意義？11、用冷拉鋼絲繩向電爐內吊裝一大型工件，并隨工件一起加熱。在加熱完畢后向爐外吊遠時鋼絲繩發(fā)生斷裂，這是為什么？12、簡要比較液態(tài)金屬結晶、重結晶和再結晶；14、金屬鑄件能否通過再結晶退火來細化晶粒？15、固溶強化、晶粒細化、加工硬化有什么相同之處和不同之處？金屬學及熱處理考研試題考試科目：金屬學及熱處理報考專業(yè)：材料學、材料加工工程、材料物理與化學一、（10分）分別寫出體心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格晶體的滑移面、滑移方向和滑移系數目。在其它條件相同時，那種晶體結構的晶體塑性最好？那種最差？為什么？二、（15分）什么是滑移？繪圖說明在拉伸變形時，晶體滑移過程中的轉動機制。三、 （15分）用45號鋼（Wc=0.45%）制造機床主軸，要求具有良好的機械性能，請制訂預備熱處理及最終熱處理工藝規(guī)程（包括工藝名稱和具體工藝參數），并分別說明預備熱處理及最終熱處理后獲得的顯微組織。（Ac1=730°C,Ac3=800°C）四、 （15分）A、B、C三組元的熔點tA>tB>tC，三個二元共晶溫度tE1>tE2>tE3,tC>tE1,根據給出的三元共晶相圖的投影圖，作出hk變溫截面圖；作出t=tE2時的等溫截面圖。五、 （15分）畫出由兩個包晶轉變、一個共析轉變和一個包析轉變組成的二元合金狀態(tài)圖。六、 （15分）什么是均勻形核？什么是非均勻形核？非均勻形核時，球冠狀晶核以及晶核與基底的關系如圖所示，試推導出臨界晶核曲率半徑和形核功。七、 （15分）說明Al-4%Cu合金的過飽和固溶體在190C時效脫溶過程及力學性能的變化。金屬學及熱處理考試科目：金屬學及熱處理一、 （10分）已知銅單晶的{111}<110>骨移系得臨界分切應力為1Mpa。直徑為1mm的銅單晶絲受軸向拉伸，加載方向平行于單晶的［001］方向，若使銅單晶絲不產生明顯的塑性變形，求此單晶絲能承受的最大軸向載荷是多少？（計算結果保留3位有效數字）二、 （15分）根據組元間固態(tài)下互不溶解的三元共晶相圖的投影圖（如右圖所示），說明0點成分合金平衡結晶過程，畫出冷卻曲線示意圖，并寫出室溫下該合金的組織組成物相對含量的表達式。三、 （15分）求珠光體組織中鐵素體相的相對含量是多少？若某鐵碳合金組織中除有珠光體外，還有15%的二次滲碳體，試求該合金的含碳量是多少？四、 （15分）試敘述貝氏體的轉變特點，并比較與珠光體和馬氏體轉變的異同點。五、 （15分）什么是異分結晶？說明如何利用區(qū)域熔煉方法提純金屬。提純效果與什么因素有關？六、 （15分）某廠對高錳鋼制造的碎礦機顎板經1100°C加熱后，用嶄新的優(yōu)質冷拔態(tài)鋼絲繩吊掛,由起重吊車運往淬火水槽，行至途中鋼絲繩突然發(fā)生斷裂，試分析鋼絲繩發(fā)生斷裂的主要原因。七、 （15分）用T10A鋼（Wc=1.0%,Ac1=730C,Accm=800C）制造冷沖模的沖頭，試制訂預備熱處理工藝（包括工藝名稱和具體參數），并說明預備熱處理的目的以及加熱轉變完成和冷至室溫后獲得何種組織。金屬學及熱處理考研試題考試科目：金屬學及熱處理一、 （20分）已知面心立方晶格的晶格常數為a,分別計算（100）、（110）和（111）晶面的晶面間距；并求出［100］、［110］和［111］晶向上的原子排列密度（某晶向上的原子排列密度是指該晶向上單位長度排列原子的個數）；寫出面心立方結構的滑移面和滑移方向,并說明原因。（計算結果保留兩位有效數字）二、 （20分）右圖為組元在固態(tài)下完全不溶的三元共晶合金相圖的投影圖：1?作mn變溫截面圖，分析01點成分合金的平衡結晶過程。寫出O1點成分合金室溫下的相組成物,給出各相的相對含量的表達式。寫出01點成分合金室溫下的組織組成物,給出各組織組成物的相對含量的表達式三、 （25分）試述冷變形金屬在加熱時,其組織和性能發(fā)生的變化。四、 （20分）什么是離異共晶？舉例說明離異共晶產生的原因及對合金性能的影響。五、 （20分）求萊氏體中共晶滲碳體的相對含量是多少？若某鐵碳合金平衡組織中含有10%的一次滲碳體,試求該合金的含碳量是多少？（計算結果保留兩位有效數字）六、 （20分）敘述板條馬氏體和下貝氏體的組織形態(tài),并說明板條馬氏體和下貝氏體具有良好強韌性的原因。七、 （25分）T10A鋼含碳量約為1.0%,Ac1=730C,Accm=800C,Ms=175C，該合金的原始組織為片狀珠光體加網狀滲碳體,若用此鋼制作冷沖模的沖頭,說明需要經過那些熱處理工序才能滿足零件的性能要求,寫出具體熱處理工藝名稱、加熱溫度參數、冷卻方式以及各工序加熱轉變完成后和冷卻至室溫時得到的組織。金屬學及熱處理一.填空題（每空1分，20X1分，共20分）1?實際金屬中存在有 、 和 三類晶體缺陷。為了使金屬結晶過程得以進行，必須造成一定的 ，它是理論結晶溫度與.的差值。碳在a—Fe中的間隙固溶體稱為 ，它具有 晶體結構.在 C時碳的最大溶解度為 %。純金屬鑄錠的宏觀組織通常由三個晶區(qū)組成，分別 、金屬塑性變形的基本方式是 和 ，冷變形后金屬的強硬度 ，塑韌性 ，該現象稱為 。6?珠光體是 和 的機械混合物；而變態(tài)萊氏體是 和滲碳體的機械混合物。二?選擇題（每題2分,10X2分，共20分）鐵素體的機械性能特點是（ ）。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 D.具有良好的切削性和鑄造性A1為面心立方晶格，Mg為密排六方晶格，Cr為體心立方晶格，三種金屬塑性變形能力由高到低的順序是（）。A.Mg、Al、Cr；B.Al、Cr、Mg；C.Cr、Mg、Al；D.Cr、Al、Mg3?低碳鋼拉伸應力-應變圖中，o-￡曲線上對應的最大應力值稱為（）。A.彈性極限B.屈服強度C抗拉強度D.斷裂強度4?能使單晶體產生塑性變形的應力為（）。A.正應力B.切應力C.拉應力D.壓應力5?正的電阻溫度系數是指（）。A.隨溫度增高導電性增大的現象 B.隨溫度升高電阻增大的現象C.隨溫度升高電阻減少的現象D.隨溫度降低電阻升高的現象磷易引起（）。A.冷脆B.熱脆%、6分別代表材料的（）。A.抗拉強度、斷面收縮率B.屈服強度、斷面收縮率C.抗拉強度、延伸率D屈服強度、延伸率有利于切削加工性能的材料硬度范圍為（）。A.V160HBB.>230HBC.（160?230）HBD.（60?70）HRC具有勻晶型相圖的單相固溶體合金（）。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10?純鐵在912°C以下的晶格類型是（）。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

三?名詞解釋（每題2分,5X