工程材料相關(guān)習(xí)題

1、 . . 18/18工程材料相關(guān)習(xí)題 日期：概論習(xí)題解釋名詞晶體、金屬鍵、離子鍵、分子鍵、共價(jià)鍵。填空題材料科學(xué)的任務(wù)是揭示材料的成分、組織和性能之間的相互關(guān)系與其變化規(guī)律。材料的性能主要包括使用性能和工藝性能兩個(gè)方面。晶體物質(zhì)的基本特征是固體中的結(jié)合鍵可分為四種，他們是金屬鍵、離子鍵、分子鍵、共價(jià)鍵。結(jié)合鍵是指在固體狀態(tài)下，當(dāng)原子聚集為晶體時(shí)，原子之間產(chǎn)生較強(qiáng)的相互作用力。共價(jià)鍵比分子鍵具有更大的結(jié)合力。簡(jiǎn)單金屬的結(jié)合鍵是金屬鍵，過(guò)渡金屬的結(jié)合鍵是金屬鍵和共價(jià)鍵。金屬晶體比離子晶體具有較好的導(dǎo)電能力。是非題晶體是較復(fù)雜的聚合體。結(jié)構(gòu)材料是指工程上要求機(jī)械性能的材料。物質(zhì)的狀態(tài)反映了原子或分子

2、之間的相互作用和它們的熱運(yùn)動(dòng)。比重較大的金屬是黑色金屬，比重較小的金屬為有色金屬。選擇正確答案在原子的聚合體中，若原子間距為平衡距離，作規(guī)則排列，并處于穩(wěn)定狀態(tài)，則其對(duì)應(yīng)的能量分布為：最高；b最底；c居中。決定晶體結(jié)構(gòu)和性能最基本的因素是：a原子間的結(jié)合能；b原子間的距離；c原子的大小。金屬鍵的特征是：a具有飽和性；b沒(méi)有飽和性；c具有各向同性。共價(jià)晶體具有：a高強(qiáng)度；b低熔點(diǎn)；c不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。稀有金屬屬于：黑色金屬；b有色金屬；c易熔金屬。綜合分析題試比較離子晶體與分子晶體的結(jié)構(gòu)特征與性能特點(diǎn)。試比較金屬材料、瓷材料、高分子材料和復(fù)合材料在結(jié)合鍵上的差別。石墨（大部分為金屬鍵）和金剛石（全為共

3、價(jià)鍵）都是純碳，但前者是電的良導(dǎo)體而后者是電的不良導(dǎo)體。試根據(jù)金屬鍵和共價(jià)鍵的特點(diǎn)解釋這一現(xiàn)象。金屬結(jié)構(gòu)習(xí)題解釋名詞致密度、晶格、晶胞、單晶體、多晶體、晶粒、亞晶粒、晶界、晶體的各向異性、刃型位錯(cuò)、空位、間隙原子。填空題同非金屬相比，金屬的主要特征是良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性，良好的塑性，不透明，有光澤，正的電阻溫度系數(shù)。晶體與非金屬最根本的區(qū)別是晶體有確定的熔點(diǎn)和各向異性。金屬晶體中最主要的面缺陷是晶界和亞晶界。錯(cuò)位分兩種，它們是刃型位錯(cuò)和螺型位錯(cuò)，多余半原子面是刃型錯(cuò)位所特有的。在位方晶系中，120晶面族包括(20)、(10)、(12)、(0)、(1)、()、(2)、(120)等晶面點(diǎn)缺陷有空位

4、和間隙原子兩種；面缺陷中存在大量的位錯(cuò)。-Fe、-Fe的一個(gè)晶胞的原子數(shù)分別為4和2。當(dāng)原子在金屬晶體中擴(kuò)散時(shí)，它們?cè)?、外表面上的擴(kuò)散速度較在體的擴(kuò)散速度快。是非題因?yàn)閱尉w是各鄉(xiāng)異性的，所以實(shí)際應(yīng)用的金屬材料在各個(gè)方向上的性能也是不一樣的。金屬多晶體是由許多結(jié)晶方向一樣的單晶體組成的。因?yàn)槊嫘牧⒎骄Ц竦呐湮粩?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。在立方晶系中，（123）晶面與12晶向垂直。在立方晶系中，（111）與（11）是相互平行的兩個(gè)晶面。在立方晶系中，（123）晶面與（12）晶面屬同一晶面族。在立方晶系中，原子密度最大的晶面間的距離也最大。在金屬晶體中，當(dāng)存在

5、原子濃度梯度時(shí)，原子向各個(gè)方向都具有一樣的躍遷幾率。因?yàn)楣虘B(tài)金屬的擴(kuò)散系數(shù)比液態(tài)金屬的擴(kuò)散系數(shù)小得多，所以固態(tài)下的擴(kuò)散比液態(tài)下的慢得多。10屬理想晶體的強(qiáng)度比實(shí)際晶體的強(qiáng)度稍強(qiáng)一些。11晶體缺陷的共同之處是它們都能引起晶格畸變。選擇正確答案正的電阻溫度系數(shù)的含義是：a隨溫度升高導(dǎo)電性增大；b隨溫度降低電阻降低；c隨溫度增高電阻減小。晶體中的位錯(cuò)屬于： a體缺陷；b面缺陷；c線(xiàn)缺陷；d點(diǎn)缺陷。亞晶界是由： a點(diǎn)缺陷堆積而成；b位錯(cuò)垂直排列成位錯(cuò)墻而構(gòu)成；c晶界間的相互作用構(gòu)成。在面心立方晶格中，原子密度最大的晶向是： a；b；c。在體心立方晶格中，原子密度最大的晶面是： a100；b110；c1

6、11。-Fe和-Fe分別屬于什么晶格類(lèi)型：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。綜合分析題標(biāo)出圖2-1中給定的晶面與晶向：OOBB：（1）； ：110；ODC：（）；：010；AACC：（110）；120；AADD：（120）；：122。作圖表示立方晶系中的（110）、（112）、（120）、（234）、（12）晶面和111、132、210、12晶向。常見(jiàn)的金屬晶體結(jié)構(gòu)有哪幾種？它們的原子排列和晶格常數(shù)各有什么特點(diǎn)？-Fe、-Fe、Al、Cu、Ni、Pb、Cr、V、Mg、Zn各屬于何種晶體結(jié)構(gòu)？畫(huà)出體心立方、面心立方和密排六方晶體中原子最密的晶面和晶向、寫(xiě)出

7、它們的晶面和晶向指數(shù)并求出單位面積與單位長(zhǎng)度上的原子數(shù)。填出表2-2中三種典型金屬的基本參量：表2-2晶格類(lèi)型晶胞平均原子數(shù)r和a的關(guān)系配位數(shù)晶格致密度BCC2868%FCC41279%HCP61274%已知-Fe的晶格常數(shù)，-Fe的晶格常數(shù)，試求出-Fe和-Fe的原子半徑和致密度。在常溫下，已知鐵的原子直徑，銅的原子直徑，求鐵和銅的晶格常數(shù)。實(shí)際金屬晶體中存在哪些晶體缺陷？它們對(duì)性能有什么影響？立方晶系中，下列各晶面、晶向表示法是否正確？不正確的請(qǐng)改正：（1，-1，2）、（，1， ），-1，1.5,2,11。金屬的結(jié)晶習(xí)題解釋名詞結(jié)晶、過(guò)冷度、自發(fā)生核、非自發(fā)生核、晶粒度、變質(zhì)處理。填空題結(jié)

8、晶過(guò)程是依靠?jī)蓚€(gè)密切聯(lián)系的基本過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這兩個(gè)過(guò)程是生核和長(zhǎng)大。在金屬學(xué)中，通常把金屬?gòu)囊簯B(tài)過(guò)渡為固體晶態(tài)的轉(zhuǎn)變稱(chēng)為一次結(jié)晶；而把金屬?gòu)囊环N固態(tài)過(guò)渡為另一種固體晶態(tài)的轉(zhuǎn)變稱(chēng)為二次結(jié)晶。當(dāng)對(duì)金屬液體進(jìn)行變質(zhì)處理時(shí)，變質(zhì)劑的作用是增加晶核的數(shù)量或阻礙晶核的長(zhǎng)大。液態(tài)金屬結(jié)晶時(shí)，結(jié)晶過(guò)程的推動(dòng)力是金屬在固液態(tài)之間的自由能差F，阻力是建立界面所需的表面能A。能起非自發(fā)生核作用的雜質(zhì)，必須符合結(jié)構(gòu)相似，大小相當(dāng)?shù)脑瓌t。過(guò)冷度是指理論結(jié)晶溫度與實(shí)際結(jié)晶溫度之差，其表示符號(hào)為T(mén)。過(guò)冷是結(jié)晶的必要條件。細(xì)化晶?？梢酝ㄟ^(guò)提高過(guò)冷度和進(jìn)行變質(zhì)處理兩種途徑實(shí)現(xiàn)。典型鑄錠結(jié)構(gòu)的三個(gè)晶區(qū)分別為：表層結(jié)晶區(qū)、柱狀晶區(qū)

9、和中心等軸晶區(qū)。是非題凡是由液體凝固成固體的過(guò)程都是結(jié)晶過(guò)程。室溫下，金屬晶粒越細(xì)，則強(qiáng)度越高，塑性越低。金屬由液態(tài)轉(zhuǎn)變成固態(tài)的結(jié)晶過(guò)程，就是由短程有序狀態(tài)向長(zhǎng)程有序狀態(tài)轉(zhuǎn)變的過(guò)程。在實(shí)際金屬和合金中，自發(fā)生核常常起著優(yōu)先和主導(dǎo)的作用。純金屬結(jié)晶時(shí)，生核率隨冷度的增加而不斷增加。當(dāng)晶核長(zhǎng)大時(shí)，隨過(guò)冷度增大，晶核的長(zhǎng)大速度增大。但當(dāng)過(guò)冷度很大時(shí)，晶核長(zhǎng)大的速度很快減小。當(dāng)過(guò)冷度較大時(shí)，純金屬晶體主要以平面狀方式長(zhǎng)大。當(dāng)形成樹(shù)枝狀晶體時(shí)，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(gè)多面體。在工程上評(píng)定晶粒度的方法是在放大100倍的條件，與標(biāo)準(zhǔn)晶粒度圖作比較，級(jí)數(shù)越高、晶粒越細(xì)。10過(guò)冷

10、度的大小取決于冷卻速度和金屬的本性。選擇正確答案金屬結(jié)晶時(shí)，冷卻速度越快，其實(shí)際結(jié)晶溫度將： a越高；b越低；c越接近理論結(jié)晶溫度。為細(xì)化晶粒，可采用： a快速澆注；b加變質(zhì)劑；c以砂型代金屬型。實(shí)際金屬結(jié)晶時(shí)，通過(guò)控制生核速率N和長(zhǎng)大速度G的比值來(lái)控制晶粒大小，在下列情況下獲得粗大晶粒：N/G很大時(shí)；bN/G很小時(shí)；cN/G居中時(shí)。綜合分析題試畫(huà)出純金屬的冷卻曲線(xiàn)，分析曲線(xiàn)中出現(xiàn)“平臺(tái)”的原因。金屬結(jié)晶的基本規(guī)律是什么？晶核的形成率和成長(zhǎng)速度受到哪些因素的影響？在實(shí)際應(yīng)用中，細(xì)晶粒金屬材料往往具有較好的常溫力學(xué)性能，試從過(guò)冷度對(duì)結(jié)晶基本過(guò)程的影響，分析細(xì)化晶粒、提高金屬材料使用性能的措施。如

11、果其它條件一樣，試比較在下列鑄造條件下鑄件晶粒的大?。航饘倌沧⑴c砂型澆注；變質(zhì)處理與不變質(zhì)處理；鑄成薄件與鑄成厚件；澆注時(shí)采用震動(dòng)與不采用震動(dòng)。為什么鋼錠希望盡量減少柱狀晶區(qū)？金屬的塑性變形與再結(jié)晶習(xí)題解釋名詞塑性變形、塑性、強(qiáng)度、滑移、加工硬化、回復(fù)、再結(jié)晶、熱加工、滑移系、硬位向。填空題加工硬化現(xiàn)象是指隨變形度的增大，強(qiáng)度和硬度顯著提高而塑性和韌性顯著下降，加工硬化的結(jié)果，使金屬對(duì)塑性變形的抗力增大，造成加工硬化的根本原因是位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)?；频膶?shí)質(zhì)是位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)。金屬塑性變形的基本方式是滑移和孿生。-Fe發(fā)生塑性變形時(shí)，其滑移面和滑移方向分別是110和111。影響多晶體塑性變形的兩個(gè)主要因素是晶

12、界和晶粒。變形金屬的最低再結(jié)晶溫度是指變形度達(dá)到一定大小后，金屬的再結(jié)晶溫度趨于某一穩(wěn)定值，其數(shù)值與熔點(diǎn)間的大致關(guān)系為。鋼在常溫下的變形加工稱(chēng)為冷加工，而鉛在常溫下的變形加工稱(chēng)為熱加工。影響再結(jié)晶開(kāi)始溫度的因素為預(yù)變形度、加熱速度和保溫時(shí)間。再結(jié)晶后晶粒的大小主要取決于預(yù)變形度和加熱溫度。是非題在體心立方晶格中，滑移面為1116，而滑移方向?yàn)?102，所以滑移系為12?；谱冃尾粫?huì)引起金屬晶體結(jié)構(gòu)的變化。因?yàn)锽CC晶格與FCC晶格具有一樣數(shù)量的滑移系，所以?xún)煞N晶體的塑性變形能力完全一樣。孿生變形所需要的切應(yīng)力要比滑移變形時(shí)所需的小得多。金屬的預(yù)先變形度越大，其開(kāi)始再結(jié)晶的溫度越高。變形金屬的再

13、結(jié)晶退火溫度越高，退火后得到的晶粒越粗大。金屬鑄件可以通過(guò)再結(jié)晶退火來(lái)細(xì)化晶粒。熱加工是指在室溫以上的塑性變形加工。再結(jié)晶能夠消除加工硬化效果，是一種軟化過(guò)程。10再結(jié)晶過(guò)程是有晶格類(lèi)型變化的結(jié)晶過(guò)程。選擇正確答案能使單晶體產(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。面心立方晶格的晶體在受力時(shí)的滑移方向：a111；b110；c100。體心立方與面心立方晶格具有一樣數(shù)量的滑移系，但其塑性變形能力是不同的，其原因是面心立方晶格的滑移方向較體心立方晶格的滑移方向：a少；b多；c相等。金屬的最低再結(jié)晶溫度可用下式計(jì)算：a；b；c。變形金屬再加熱時(shí)發(fā)生的再結(jié)晶過(guò)程是一個(gè)新晶粒代替舊晶粒的過(guò)程，

14、這種新晶粒的晶型是：a與變形前的金屬一樣；b與變形后的金屬一樣；c形成新的晶型。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。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。綜合分析題指出下列名詞的主要區(qū)別：彈性變形與塑性變形；韌性斷裂與脆性斷裂；再結(jié)晶與二次再結(jié)晶；加工硬化與變質(zhì)處理；說(shuō)明下列現(xiàn)象產(chǎn)生的原因：晶界處滑移的阻力最大；實(shí)際測(cè)得的晶體滑移所需的臨界切應(yīng)力比理論計(jì)算得到的數(shù)值??；Zn, -Fe,Cu 的塑性不同。說(shuō)明滑移變形與孿生變形的主要區(qū)別。為什么細(xì)晶粒鋼強(qiáng)度高，塑性、

15、韌性也好？與單晶體的塑性變形比較，說(shuō)明多晶體塑性變形的特點(diǎn)。金屬塑性變形后組織和性能有什么變化？在圖4-1所式的晶面、晶向中，哪些是滑移面哪些是滑移方向？就圖中情況能否構(gòu)成滑移系？用低碳鋼板冷沖壓形成的零件，沖壓后發(fā)現(xiàn)各部位的硬度不同，為什么？如何解決？拉制半成品銅絲的過(guò)程如圖4-2所式，試畫(huà)出不同階段的組織與性能變化示意圖，并對(duì)圖形加以解釋。已知金屬鎢、鐵、鉛、錫的熔點(diǎn)分別為3380，1528，327和232，試計(jì)算這些金屬的最低再結(jié)晶溫度，并分析鎢和鐵在1100下的加工，錫和鉛在室溫（20）下的加工各為何種加工？銅的熔點(diǎn)為1083，試求其再結(jié)晶退火溫度。何謂臨界變形度？分析造成臨界變形度的

16、原因。熱加工對(duì)金屬的組織和性能有何影響鋼材在熱變形加工（如鍛造）時(shí)，為什么不出現(xiàn)硬化現(xiàn)象？在制造齒輪時(shí)，有時(shí)采用噴丸法（即將金屬丸噴射到零件表面上）使齒面得以強(qiáng)化。試分析強(qiáng)化原因。二元合金相圖習(xí)題解釋名詞組元、相、組織、組織組成物、固溶體、金屬間化合物、間隙相、枝晶偏析、固溶強(qiáng)化。填空題固溶體的強(qiáng)度和硬度比溶劑的強(qiáng)度和硬度高Cu-Ni合金進(jìn)行塑性變形時(shí)，其滑移面為固溶體出現(xiàn)枝晶偏析后，可用擴(kuò)散退火加以消除。以電子濃度因素起主導(dǎo)作用而生成的化合物稱(chēng)電子化合物。共晶反應(yīng)式為，共晶反應(yīng)的特點(diǎn)是發(fā)生共晶反應(yīng)時(shí)三相共存，它們各自的成分是確定的，反應(yīng)在恒溫下平衡的進(jìn)行著。是非題。間隙固溶體一定是無(wú)限固溶體

17、。間隙相不是一種固溶體，而是一種金屬間化合物。平衡結(jié)晶獲得的20%Ni的Cu-Ni合金比40%的Cu-Ni合金的硬度和強(qiáng)度要高。在共晶相圖中，從L中結(jié)晶出來(lái)的晶粒與從中析出的晶粒具有一樣的晶體結(jié)構(gòu)。一個(gè)合金的室溫組織為+（+），它由三相組成。選擇正確答案固溶體的晶體結(jié)構(gòu)與a溶劑；b溶質(zhì)；c其它晶型 一樣。間隙相的性能特點(diǎn)是：a熔點(diǎn)高，硬度低；b硬度高，熔點(diǎn)低；c硬度高，熔點(diǎn)高。在發(fā)生L+共晶反應(yīng)時(shí)，三相的成分：a一樣；b確定；c不定。共析成分的合金在共析反應(yīng)+剛結(jié)束時(shí)，其組成相為：a+；b+；c（+）。一個(gè)合金的組織為+（+），其組織組成物為：、；b、（+）；c、。綜合題什么是固溶強(qiáng)化？造成固

18、溶強(qiáng)化的原因是什么？間隙固溶體和間隙相有什么不同？將20純銅與30純鎳熔化后慢冷至如圖5-1溫度，求此時(shí)：兩相的成分；兩相的重量比；各相的相對(duì)重量；各相的重量。圖5-2為Pb-Sn相圖，用冷卻曲線(xiàn)表示96%Pb的Pb-Sn合金的平衡結(jié)晶過(guò)程，畫(huà)出室溫平衡組織式意圖，標(biāo)上各組織組成物。計(jì)算該合金室溫組織中組成相的相對(duì)重量。計(jì)算該合金室溫組織中組織組成物的相對(duì)重量。指出該合金系室溫組織中含最多的合金成分。指出該合金系室溫組織中共晶體最多和最少的合金的成分或成分圍。某合金相圖如圖5-3所示，標(biāo)上（1）（3）區(qū)域中存在的相。標(biāo)上（4），（5）區(qū)域中的組織。相圖中包括哪幾種轉(zhuǎn)變？寫(xiě)出它們的反應(yīng)式。發(fā)動(dòng)機(jī)

19、活塞用Al-Si合金鑄件制成，根據(jù)相圖（圖5-4），選擇鑄造用Al-Si合金的合適成分，簡(jiǎn)述原因。鐵碳合金圖習(xí)題名詞解釋同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變、-Fe、鐵素體、珠光體。填空題珠光體的本質(zhì)是F與的共析混合物。的本質(zhì)是Fe與C的一種具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的間隙化合物。一塊純鐵在912發(fā)生-Fe-Fe轉(zhuǎn)變時(shí)，體積將增大。F的晶體結(jié)構(gòu)為體心立方晶格；A的晶體結(jié)構(gòu)為面心立方晶格。共析成分的鐵碳合金室溫平衡組織是P，其組成相是F+。在鐵碳合金室溫平衡組織中，含最多的合金成分點(diǎn)為，含最多的合金成分點(diǎn)為。用顯微鏡觀(guān)察某亞共析鋼，若估算其中的珠光體含量為80%，則此鋼的碳含量為62%。是非題鐵素體的本質(zhì)是碳在-Fe中的間隙相。20

20、鋼比T12鋼的碳含量要高。與的形態(tài)與晶體結(jié)構(gòu)均不一樣。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。在鐵碳合金平衡結(jié)晶過(guò)程中，只有成分為4.3%C的鐵碳合金才能發(fā)生共晶反應(yīng)。選擇正確答案奧氏體是：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。珠光體是一種：a單相固溶體；b兩相混合物；cFe與C的混合物。T10鋼的含碳量為：a0.10%；b1.0%；c10%。鐵素體的機(jī)械性能特點(diǎn)是：a強(qiáng)度高、塑性好、硬度低；b強(qiáng)度低、塑性差、硬度低；c強(qiáng)度低、塑性好、硬度低。能進(jìn)行鍛造的鐵碳合金有：亞共析鋼；b共析鋼；c亞共析白口鐵。綜合題對(duì)某一碳鋼（平衡狀態(tài)

21、）進(jìn)行相分析，得知其組成相為80%F和20%，求此鋼的成分與其硬度。用冷卻曲線(xiàn)表示E點(diǎn)成分的鐵碳合金的平衡結(jié)晶過(guò)程，畫(huà)出室溫組織示意圖，標(biāo)上組織組成物，計(jì)算室溫平衡組織中組成相和組織組成物的相對(duì)質(zhì)量。10含3.5%C的鐵碳合金從液態(tài)緩慢冷卻到共晶溫度（但尚未發(fā)生共晶反應(yīng)）時(shí)所剩下的液體的成分與重量。比較退火狀態(tài)下的45鋼、T8鋼、T12鋼的硬度、強(qiáng)度和塑性的高低，簡(jiǎn)述原因。同樣狀態(tài)的兩塊鐵碳合金，其中一塊是15鋼，一塊是白口鑄鐵，用什么簡(jiǎn)便方法可迅速區(qū)分它們？為什么碳鋼進(jìn)行熱鍛、熱軋時(shí)都加熱到奧氏體區(qū)？說(shuō)出Q235A，15，45，65，T8，T12等鋼的鋼類(lèi)、含碳量，各舉出一個(gè)應(yīng)用實(shí)例。下列零

22、件或工具用何種碳鋼制造：手鋸鋸條、普通螺釘、車(chē)床主軸。鋼的熱處理習(xí)題解釋名詞本質(zhì)晶粒度、臨界冷卻速度、馬氏體、淬透性、淬硬性、調(diào)制處理填空題鋼加熱時(shí)奧氏體形成是由奧氏晶體核的形成，長(zhǎng)大，剩余滲碳體的熔化，奧氏體成分的均勻化等四個(gè)基本過(guò)程所組成。在過(guò)冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物中，珠光體與屈氏體的主要一樣點(diǎn)是無(wú)本質(zhì)區(qū)別，無(wú)嚴(yán)格界限，不同點(diǎn)是形態(tài)不同：珠光體較粗，屈似體較細(xì)。用光學(xué)顯微鏡觀(guān)察，上貝氏體的組織特征呈條或片狀，而下貝氏體則呈針狀。與共析鋼相比，非共析鋼C曲線(xiàn)的特征是馬氏體的顯微組織形態(tài)主要有板條狀、針狀兩種。其中板條狀馬氏體的韌性較好。高碳淬火馬氏體和回火馬氏體在形成條件上的區(qū)別是，在金相顯微

23、鏡下觀(guān)察二者的區(qū)別是目前較普遍采用的測(cè)定鋼的淬透性的方法是末端淬火法。鋼的淬透性越高，則其C曲線(xiàn)的位置越往右，說(shuō)明臨界冷卻速度越小。鋼的熱處理工藝由加熱、保溫、冷卻三個(gè)階段所速成。利用Fe-相圖確定鋼完全退火的正常溫度圍是線(xiàn)以上20-30，她主要適應(yīng)于亞共析鋼。球化退火的主要目的是使鋼中碳化物球狀化，它主要試用于過(guò)共析鋼。鋼的正常淬火溫度圍，對(duì)亞共析鋼是線(xiàn)以上30-50，對(duì)過(guò)共析鋼是線(xiàn)以上30-50。當(dāng)鋼中發(fā)生奧氏體向馬氏體的轉(zhuǎn)變時(shí)，原奧氏體中碳含量越高，則點(diǎn)越低，轉(zhuǎn)變后的殘余奧氏體量就越多。在正常淬火溫度下，碳素鋼中共亞析鋼的臨界冷卻速度比亞析鋼和過(guò)共析鋼的臨界冷卻速度都鋼的臨界冷卻速度與奧

24、氏體化溫度的關(guān)系是淬火鋼進(jìn)行回火的目的是消除應(yīng)力并獲得所要求的組織與性能，回火溫度越高，鋼的強(qiáng)度與硬度越低。鋼在回火時(shí)的組織轉(zhuǎn)變過(guò)程是由馬氏體分解，殘余傲氏體分解，回火屈氏七形成，碳化物聚集長(zhǎng)大等四個(gè)階段所組成?；瘜W(xué)熱處理的基本過(guò)程包括介質(zhì)分解，表面吸收，原子擴(kuò)散等三個(gè)階段。是非題鋼經(jīng)加熱奧氏體化后，在任何情況下，奧氏體中踏步的含量均與鋼中碳的含量相等。所謂本質(zhì)細(xì)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。馬氏體是碳在-Fe中的過(guò)飽和固溶體，當(dāng)奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí)，體積要收縮。當(dāng)把亞共析鋼加熱到和之間的溫度時(shí)，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，其中奧氏體的碳旱含量總是

25、大于鋼的碳含量。當(dāng)原始組織為片狀珠光體的鋼加熱奧氏體化時(shí)，細(xì)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。當(dāng)共亞析成分的奧式體在冷卻發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變時(shí)，溫度越低，其轉(zhuǎn)變產(chǎn)物組織越粗。貝氏體是過(guò)冷奧氏體中溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物，在轉(zhuǎn)變過(guò)程中，碳原子能進(jìn)行擴(kuò)散，而鐵原子不能進(jìn)行擴(kuò)散。不論碳含量高低，馬氏體的硬度都很高，脆性都很大。在正常熱處理加熱條件下，隨碳含量的增高，過(guò)共析鋼的過(guò)冷奧氏體越穩(wěn)定。因?yàn)檫^(guò)冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線(xiàn)位于等溫轉(zhuǎn)變曲線(xiàn)的右下方，所以連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線(xiàn)的臨界冷卻速度比等溫轉(zhuǎn)變曲線(xiàn)的大。高合金鋼既具有良好的淬透性，也具有良好的淬硬性。經(jīng)退火后再高溫回火的鋼，能得到回火馬氏體組織，

26、具有良好的綜合機(jī)械性能。鋼的淬透性高，則其淬透層的深度也越大。鋼中未溶碳化物的存在，將使鋼的淬透性降低。在正常加熱淬火條件下，亞共析鋼的淬透性隨碳的增高而增大，過(guò)共析鋼的淬透性隨碳的增高而減小。表面淬火既能改變鋼的表面化學(xué)成分，也能改善心部的組織和性能。選擇正確答案鋼在淬火后獲得的馬氏體組織的粗細(xì)主要取決于：a奧氏體的本質(zhì)晶粒度；b奧氏體的實(shí)際晶粒度；c奧氏體的起始晶粒度。奧氏體向珠光體的轉(zhuǎn)變是：a擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變；b非擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變；c半擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變。鋼經(jīng)調(diào)制處理后獲得的組織是：a回火馬氏體；b回火屈氏體；c回火索氏體。過(guò)共析鋼的正常淬火加熱溫度是：a+30-50；b+30-50；c+30-50。影響碳

27、鋼淬火后殘余奧氏體量的主要因素是：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。共析鋼過(guò)冷奧氏體在550-350的溫度區(qū)間等溫轉(zhuǎn)變時(shí)，所形成的組織是：a索氏體；b下貝氏體；c上貝氏體；d珠光體。若合金元素能使C曲線(xiàn)右移，鋼的淬透性將：a降低；b提高；c不改變。馬氏體的硬度取決于：a冷卻速度；b轉(zhuǎn)變溫度；c碳含量。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。對(duì)形狀復(fù)雜，截面變化大的零件進(jìn)行淬火時(shí)，應(yīng)選用：a高淬透性鋼；b中淬透性鋼；c低淬透性鋼。對(duì)形狀復(fù)雜，截面變化大的零件進(jìn)行淬火時(shí)，應(yīng)采用：a水中淬火；b油中淬火；c鹽水中淬火。若要提高淬火時(shí)的淬硬

28、層深度，應(yīng)采?。篴選擇高淬透性鋼；b增大工件的截面尺寸；c選用比較緩和的冷卻介質(zhì)。直徑為10的40鋼的常規(guī)淬火溫度為：a750；b850；c920。45鋼為得到回火馬氏體組織，應(yīng)進(jìn)行：a馬氏體；b鐵素體+馬氏體；c馬氏體+殘余奧氏體。 完全退火主要適用與：a亞共析鋼；b共析鋼；c過(guò)共析鋼。擴(kuò)散退火的目的是：a消除和改善晶偏析；b消除冷塑性變形后產(chǎn)生的加工硬化；c降低硬度以便于加工。鋼的回火處理是在：a退火后進(jìn)行；b正火后進(jìn)行；c淬火后進(jìn)行。鋼的滲碳溫度圍是：a600-650；b800-850；c900-950；d1000-1050。綜合分析題指出，各臨界點(diǎn)的意義。本質(zhì)細(xì)晶粒鋼的奧氏體晶粒是否一

29、定比本質(zhì)粗晶粒鋼的細(xì)，為什么？何謂冷處理？奧氏體的其始晶粒度、實(shí)際晶粒度、本質(zhì)晶粒度的含義是什么？奧氏體、過(guò)冷奧氏體、殘余奧氏體有何異同？再結(jié)晶和重結(jié)晶有何不同？指出影響奧氏體形成速度和奧氏體實(shí)際晶粒度的因素。說(shuō)明共析鋼C曲線(xiàn)各個(gè)區(qū)、各條線(xiàn)的物理意義，指出影響C曲線(xiàn)形狀和位置的主要因素。試比較共析鋼過(guò)冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線(xiàn)和連續(xù)轉(zhuǎn)變曲線(xiàn)的異同點(diǎn)。何謂鋼的臨界冷卻速度？它的大小受哪些因素影響？它與鋼的淬透性有何關(guān)系？亞共析鋼熱處理時(shí)快速加熱可顯著地提高屈服強(qiáng)度和沖擊韌性，是何道理？加熱使鋼完全轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體時(shí)，原始組織是粗粒狀珠光體為好，還是以細(xì)片狀珠光體為好？為什么？熱軋空冷的45鋼鋼材在重新加熱

30、到超過(guò)臨界點(diǎn)后再空冷下來(lái)時(shí)，組織為什么能細(xì)化？簡(jiǎn)述各種淬火方法與其使用圍。用示意圖表示珠光體、索氏體、屈氏體、上貝氏體、下貝氏體和馬氏體在顯微鏡下的形態(tài)特征。試述馬氏體轉(zhuǎn)變的基本特點(diǎn)。試比較屈氏體、上貝氏體、馬氏體和回火屈氏體、回火上貝氏體、回火馬氏體之間在形成條件、金相形態(tài)與性能上的主要區(qū)別。馬氏體的本質(zhì)是什么？它的硬度為什么很高？是什么因素決定了它的脆性？淬透性和淬透層深度有何聯(lián)系與區(qū)別？影響鋼件淬透層深度的主要因素是什么？分析圖7-2的實(shí)驗(yàn)曲線(xiàn)中硬度隨碳含量變化的原因。圖中曲線(xiàn)1為亞共析鋼加熱到以上，過(guò)共析鋼加熱到以上淬火后，隨鋼中碳含量的增加鋼的硬度變化曲線(xiàn)；曲線(xiàn)2為亞共析鋼加熱到以上

31、，過(guò)共析鋼加熱到以上淬火后，隨鋼中碳含量的增加鋼的硬度變化曲線(xiàn)；曲線(xiàn)3表示隨碳含量增加，馬氏體硬度的變化曲線(xiàn)。共析鋼加熱到相變點(diǎn)以上，用圖7-3所示的冷卻曲線(xiàn)冷卻，各應(yīng)得到什么組織？各屬于何種熱處理方法？T12鋼加熱到以上，用圖7-4所示各種方法冷卻，分析其所得到的組織。正火與退火的主要區(qū)別是什么？生產(chǎn)中應(yīng)如何選擇正火與退火？確定下列崗件的退火方法，并指出退火目的與退火后的組織：經(jīng)冷軋后的15鋼鋼板，要求降低硬度；ZG35發(fā)鑄造齒輪；鍛造過(guò)熱的60鋼鍛坯；改善T12鋼的切削加工性能。說(shuō)明直徑為10的45鋼試件經(jīng)下列溫度加熱、保溫并在冷水中冷卻得到的室溫組織：700，840，1100。兩個(gè)碳含量

32、為1.2%的碳鋼薄試樣，分別加熱到780和900并保溫一樣時(shí)間奧氏體化后，以大于淬火臨界冷卻速度的冷卻速度冷至室溫。試分析那個(gè)溫度加熱淬火后馬氏體晶粒較粗大？那個(gè)溫度加熱淬火后馬氏體碳含量較多？那個(gè)溫度加熱淬火后殘余奧氏體較多？那個(gè)溫度加熱淬火后未溶碳化物較多？你認(rèn)為哪個(gè)溫度加熱淬火合適？為什么？指出下列工件的淬火與回火溫度，并說(shuō)明回火后獲得的組織。45鋼小軸（要求綜合機(jī)械性能好）；60彈簧；T12鋼銼刀。兩根45鋼制造的軸，直徑分別為10和100，在水中淬火后，橫截面上的組織和硬度是如何分布的？用T10鋼制造形狀簡(jiǎn)單的車(chē)刀，其工藝路線(xiàn)為：鍛造熱處理機(jī)加工熱處理磨加工。寫(xiě)出其中熱處理工序的名稱(chēng)

33、與其作用。制定最終熱處理（即磨加工前發(fā)熱處理）的工藝規(guī)，并指出車(chē)刀在使用狀態(tài)下的顯微組織和大致硬度。30甲、乙兩廠(chǎng)生產(chǎn)同一種零件，均采用45鋼，硬度要求220250HB，甲廠(chǎng)采用正火，乙廠(chǎng)采用調(diào)制處理，均能達(dá)到硬度要求，試分析甲、乙兩廠(chǎng)產(chǎn)品的組織 和性能差別。31試說(shuō)明表面淬火、滲碳、淡化處理工藝在選用鋼種、性能、應(yīng)用圍等方面的差別。32兩個(gè)45鋼工作，一個(gè)用電爐加熱（加熱溫度約為0.3/s），問(wèn)兩者淬火溫度有何不同？淬火后組織和機(jī)械性能有何差別？33低碳鋼（0.2%C）小件經(jīng)930，5h滲碳后，表面碳含量增至1.0%，試分析以下處理后表面層和心部的組織：滲碳后慢冷；滲碳后直接水淬并低溫回火；

34、有滲碳溫度預(yù)冷到820，保溫后水淬，再低溫回火；滲碳后慢冷至室溫，再加熱到780，保溫后水淬，再低溫回火。 34調(diào)質(zhì)處理后的40鋼齒輪，經(jīng)高頻加熱后的溫度分布如圖7-5所示，試分析高頻加熱水淬后，齒輪由表面到中心各區(qū)（I，II，III）的組織變化。合金鋼習(xí)題（一） 解釋名詞合金元素、回火穩(wěn)定性、二次硬化、回火脆性、固溶處理、紅硬性。（二） 填空題1.按鋼中合金元素含量，可將合金鋼分為低合金鋼（10%）幾類(lèi)（分別寫(xiě)出合金元素含量圍）。2.合金元素中，碳化物形成元素有W、V、Cr、Mn、Mo、Ti、Zr、Nb。3.使奧氏體穩(wěn)定化的元素有Mn、Co、Ni、C、N、Cu。4.促進(jìn)晶粒長(zhǎng)大的合金元素有M

35、n、P、B。5.幾乎所有的合金元素（除Co、Al外）都使Ms、Mf點(diǎn)下降，因此淬火后一樣碳含量的合金鋼比碳鋼的A殘?jiān)龆?，使鋼的硬度下降?.一些含有合金元素Mn、Cr、Ni的合金鋼，容易產(chǎn)生第二類(lèi)回火脆性，為了消除回火脆性可采用回火快冷和鋼中加入適量的Mo、W。7.合金鋼按用途可分為合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼、和特殊性能鋼。8.合金元素中的非碳化物形成元素有N、Cu、Ni、Co、Al、Si、B。9.強(qiáng)烈阻止奧氏體晶粒長(zhǎng)大的元素有V、Ti、Nb、Zr、Al。10.除Co外，其它的合金元素都使C曲線(xiàn)向右移動(dòng)即使鋼的臨界冷卻速度降低、淬透性提高。11.合金鋼中最常用來(lái)提高淬透性的合金元素有Cr、Ni、S

36、i、Mn、Mo五種，其中作用最大的是Cr。12.20是優(yōu)質(zhì)碳素鋼，可制造沖壓件與焊接件；9SiCr是低合金鋼，可制造低速切削刃具;5CrMnMo是熱模具鋼，可制造熱壓模、熱鍛模；3Cr2W8V是熱模具鋼，可制造壓鑄模；40MnB是調(diào)制鋼，可制造軸、連桿等；CrWMn是低合金刃具鋼，可制造拉刀、量規(guī)、形狀復(fù)雜精度高的沖模等。Cr12MoV是冷漠具鋼，可制造冷切剪刀、圓鋸、切便模；T12是碳素工具鋼，可制造銼刀、刮刀、量規(guī)；16Mn是低合金高強(qiáng)鋼，可制造橋梁、船舶等；40Cr是調(diào)制鋼，可制造軸類(lèi)件、連桿、螺栓等；ZG15是鑄鋼，可制造機(jī)座；20Cr是滲碳鋼，可制造齒輪、小軸等；60Si2Mn是彈簧

37、鋼； GCr15是軸承鋼；1Cr7不銹鋼，可制造化工設(shè)備、容器和管道；1Cr13是馬氏體型不銹鋼，可制造防銹手術(shù)器械與刀具；W18Cr4V是高速鋼，可制造車(chē)刀、刨刀與鉆頭；1Cr18Ni9是A型不銹鋼，可制造耐硝酸、冷磷酸、有機(jī)酸與鹽、堿溶液腐蝕設(shè)備零件。13.20GrMnTi是滲碳鋼，Cr，Mn的主要作用是提高滲透性，Ti的主要作用是防止?jié)B碳晶粒過(guò)大。熱處理工藝是滲碳后直接淬火，再低溫回火。14.W18Cr4V是高速鋼，含碳量是0.7%0.8%，W的主要作用是提高硬度和耐磨性、Cr的主要作用是提高淬透性，V的主要作用是同W。熱處理工藝是，最后組織是M回。15.0Cr18Ni9Ti是A型不銹鋼

38、，Cr，Ni和Ti的作用分別是提高耐磨性、提高耐蝕性、防止晶間腐蝕。16.金屬材料中能有效阻止錯(cuò)位運(yùn)動(dòng)的方法有晶粒強(qiáng)化、固溶強(qiáng)化、位錯(cuò)強(qiáng)化和第二相強(qiáng)化四種，因而馬氏體相變和回火轉(zhuǎn)變是鋼中最有效、最經(jīng)濟(jì)的強(qiáng)化手段。（三）是非題1.所有的合金元素都能提高鋼的淬透性。2.調(diào)制鋼的合金化主要考慮的提高其紅硬性。3.合金元素對(duì)鋼的強(qiáng)化效果主要固溶強(qiáng)化。4.T8鋼比T12鋼和40鋼有更好的淬透性和淬硬性。5.奧氏體型不銹鋼只能采用加工硬化。6.高速鋼需要反復(fù)鍛造是因?yàn)橛捕雀卟灰仔纬伞?.T8與20MnVB相比，淬硬性和淬透性都較低。8.18-4-1高速鋼采用很高溫度淬火，其目的是使碳化物盡可能多的溶入奧氏

39、體中，從而提高鋼的紅硬性。9.奧氏體不銹鋼的熱處理工藝是淬火后穩(wěn)定化處理。10.所有合金元素均使Ms、Mf下降。（四）選擇正確答案1.鋼的淬透性主要取決于：a.含碳量；b.冷卻介質(zhì)；c.合金元素。2.鋼的淬硬性主要取決于：a.含碳量；b.冷卻介質(zhì)；c.合金元素。3.要制造直徑25mm的螺栓，要求整個(gè)截面上具有良好的綜合機(jī)械性能，應(yīng)選用：a.45鋼經(jīng)正火處理；b.60Si2Mn鋼經(jīng)淬火和中溫回火；c.40Cr鋼經(jīng)調(diào)制處理。4.制造手用鋸條應(yīng)選用：a.T12鋼經(jīng)淬火和低溫回火；b.Cr12Mo鋼經(jīng)淬火和低溫回火；c.65鋼經(jīng)淬火后中溫回火。5.高速鋼的紅硬性主要取決于：a.馬氏體的多少；b.淬火加熱時(shí)溶于奧氏體中的合金元素含量；c.鋼中的碳含量。6.汽車(chē)、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.20鋼滲碳后低溫回火；b.40Cr淬火后高溫回火；c.20CrMnTi滲碳淬火后低溫回火。7.托垃圾和坦克履帶板受到嚴(yán)重的磨損與強(qiáng)烈的沖擊，應(yīng)選用：a.20Cr滲碳淬火后低溫回火；b.Mn13經(jīng)水韌處理；c.W18Cr4V淬火后低溫回火。8.60Si2Mn鋼的熱處理工藝是：a.淬火和低溫回火；b.淬火和中文回火；c.再結(jié)晶退火。9.熱鍛模應(yīng)選用：a.Cr12MoV淬火和低溫回火；b.5CrNiMo調(diào)質(zhì)處理；c.40Cr調(diào)質(zhì)處理。10.GCr15鋼中Cr的平均含量