金属学与热处理
一、 填空题（30分，每空1分）
1、常见的金属晶体类型有__________晶格、__________晶格和密排六方晶格三种。
2、金属的整个结晶过程包括__________、__________两个基本过程组成。
3、根据溶质原子在溶剂晶格中所处的位置不同，固溶体分为__________与__________两种。
4、工程中常用的特殊性能钢有_________、_________、耐磨钢。
5、常用的常规热处理方法有__________、正火和淬火、__________。
6、随着回火加热温度的升高，钢的__________和硬度下降，而__________和韧性提高。
7、根据工作条件不同，磨具钢又可分为__________、__________和塑料磨具用钢等。
8、合金按照用途可分为__________、__________和特殊性能钢三类。
9、合金常见的相图有__________、__________、包晶相图和具有稳定化合物的二元相图。
10、硬质合金是指将一种或多种难熔金属__________和金属粘结剂，通过__________工艺生产的一类合金材料。
11、铸铁的力学挺能主要取决于__________的组织和石墨的基体、形态、__________以及分布状态。
12、根据铸铁在结晶过程中的石墨化程度不同，铸铁可分为__________、__________和麻口铸铁三类。
13、常用铜合金中，__________是以锌为主加合金元素，__________是以镍为主加合金元素。
14、铁碳合金的基本组织中属于固溶体的有__________和__________,属于金属化合物的有__________，属于混合物的有__________和莱氏体。
二、 选择题（30分，每题2分）
1、铜只有通过冷加工并经随后加热才能使晶粒细化，而铁则不需冷加工，只需加热到一定温度即使晶粒细化，其原因是（ ）
A 铁总是存在加工硬化，而铜没有 B 铜有加工硬化现象，而铁没有
C 铁在固态下有同素异构转变，而铜没有 D 铁和铜的再结晶温度不同
2、??Fe是具有（）晶格的铁。
A 体心立方 B 面心立方
C密排六方 D 无规则几何形状
3、以下哪种铸铁的断口呈灰黑色？（ ）
A 马口铁 B 白口铸铁 C 麻口铸铁 D灰铸铁
4、用于制造渗碳零件的钢称为（ ）。
A 结构钢 B 合金钢 C 渗碳钢 D 工具钢
5、合金发生固溶强化的主要原因（ ）。
A晶格类型发生了变化 B 晶粒细化 C 晶格发生畸形 D 晶界面积发生变化
6、调质处理就是（ ）的热处理。
A 淬火+高温火 B 淬火+中温回火
C 淬火+低温回火 D 淬火+低温退火
7、零件渗碳后，一般需经过（ ）才能达到表面硬度高而且耐磨的目的。
A 淬火+低温回火 B 正火 C 调质 D 淬火+高温回火
8、钢在加热时，判断过热现象的依据是（ ）。
A 表面氧化 B 奥氏体晶界发生氧化或融化 C 奥氏体晶粒粗大 D、晶格发生畸形
9、火焰加热表面淬火和感应加热表面淬火相比（ ）。
A 效率更高 B 淬硬层深度更容易控制 C工艺过程简单 D设备简单
10、钢的热硬性是指钢在高温下保持（ ）的能力
A 高强度 B高强度和高耐磨性 C 高抗氧化性 D高强度和高耐磨性
11、20CrMnTi钢中Ti元素的主要作用是（ ）
A 细化晶粒 B提高淬透性 C 强化铁素体 D 降低结晶温度
12、铅在常温下的变形属：( )
A 冷变形 B 弹性变形 C 热变形 D 既有冷变形也有热变形
13、球墨铸铁经（ ）可获得铁素体基本组织。
A正火 B回火 C 等温淬火 D退火
14、为提高灰铸铁的表面硬度和耐磨性，采用（ ）热处理效果较好。
A 渗碳后淬火+低温回火 B 电加热表面淬火 C 等温淬火 D 正火+表面淬火
15、从金属学的观点来看，冷加工和热加工是以（ ）温度为界限区分的。
A 结晶 B 再结晶 C 相变 D 25℃
三、判断题（20分，每题2分）
1、在相同的回火温度下，合金钢比同样含碳量的碳素钢具有更高的强度。（ ）
2、合金钢只有经过热处理，才能显著提高其力学性能。（ ）
3、淬火性好的钢，淬火后硬度一定很高。（ ）
4、钢的晶粒因过热变粗时，就有变脆倾向。（ ）
5、珠光体、索氏体、屈氏体都是片层状的铁素体和渗碳体混合物，所以它们的力学性能相同。（ ）
6、金属化合物晶格类型完全不同于任一组的晶格类型。（ ）
7、碳在奥氏体中的溶解度随温度的提高而减小。（ ）
8、由于锰、硅都是有益元素，适当增加其含量，能提高钢的强度。（ ）
9、65Mn等含碳量大于0.6%的碳素钢适用于制作弹簧。（ ）
10、感应加热表面淬火，淬硬层深度取决于电流频率；频率越低，淬硬层越浅；反之，频率越高，硬层越深。（ ）
四、名词解释（10分，每题2.5分）
1、结晶
2、加工硬化
3、共晶转变
4、淬透性
五、 简答题（10分，每题5分）
1、简述回火的目的。
2、什么是表面化学如处理？它有哪几个过程组成？
参考答案：
一 填空
1、体心立方 面心立方
2、形核 长大
3、间隙固溶体 置换固溶体
4、不锈钢 耐热钢
5、回火 退火
6、强度 塑性
7、冷作模具钢 热作模具钢
8、合金渗碳体 特殊碳化物
9、匀晶相图 共晶相图
10、碳化物 粉末冶金
11、基体的组织 数量
12、灰口铸铁 白口铸铁
13、青铜 白铜
14、铁素体 奥氏体 渗碳体 珠光体
二 选择题
1 C 2 A 3 D 4 C 5 C 6 A 7 A 8 B 9 D 10 B 11 A 12 C 13 D 14 B 15 C
三 判断题
1√ 2√ 3× 4 √ 5× 6√ 7× 8√ 9√10×
四 名词解释
1、答：金属材料随着冷塑变形程度的增大，强度和硬度逐渐升高，塑性和韧性逐渐降低的现象称为加工硬化或冷作硬化。
2、答：结晶就是原子由不规则排列状态（液态）过渡到规则排列状态（固态）的过程。
3、答：共晶转变是指结晶时由液相中同时结晶出两种不同的固相。
4、答：淬透性是指在规定条件下,钢在淬火冷却时获得马氏体组织深度的能力。
五 简答题
1、答：回火的目的是：
（1）降低零件脆性，消除或降低内应力；
（2）获得所要求的力学性能；
（3）稳定尺寸；
（4）改善加工性。
2、答：表面化学热处理：将工件置于一定温度的活性介质中保温，使一种或几种元素渗入金属的表面，以改变其化学成分、组织和性能的热处理工艺。
过程分为：（1）分解：介质在一定温度下发生化学分解，产生可渗入元素的活性原子
（2）吸收：活性原子被工件表面吸收
（3）扩散;渗入工件表面层的活性原子，由表面向中心迁移的过程。
第二篇：金属学与热处理原理试题及答案
金属学与热处理原理试题及答案
2004-2005学年第一学期
第一部分金属学
一、解释下列名词并说明其性能特点（本大题共2小题，每小题3分，总计6分）
1、渗碳体2、铁素体
二、问答题（本大题共5小题，总计40分）
?
?
?
?
? 写出Fe-Fe3C相图中共析和共晶转变式，并说明含碳量及温度。（8分） 写出Fick第一定律和第二定律的表达式，并说明应用范围、区别及联系。（8分） 图示并说明什么是热过冷。（4分） 何谓加工硬化？产生原因是什么？有何利弊？（12分） 无论置换固溶体还是间隙固溶体都会引起强度升高，试分析其原因。（8分）
三、计算题（本大题共2小题，每小题5分，总计10分）
1、计算莱氏体中Fe3C的相对含量。
2、已知Cu的熔点为1083℃，试估算其再结晶温度。（δ≈0.35）
四、实验题（本大题共2小题，每小题3分，总计6分）
1、试画出含碳量为0.45%的铁碳合金金相显微组织示意图；
2、试分析含碳量分别为0.20%、0.45%、0.65%的铁碳合金在组织和力学性能上有何不同？
第二部分热处理原理（38分）
一、名词解释（本大题共3小题，每小题2分，总计6分）
1、热处理2、马氏体3、实际晶粒度
二、填空题（本大题共16个空，每空1分，总计16分）
1、马氏体的基本形态有和，此外还有、和。通常低碳钢所形成的马氏体为，高碳钢所形成的马氏体为.
2、按回火温度不同，通常将回火分为、和；
回火温度分别是、和；其回火组织分别为、和。
三、何谓奥氏体？简述奥氏体的转变的形成过程及影响奥氏体晶粒长大的因素。（本大题6分）
四、问答题：（本大题共2小题，每小题5分，总计10分）
将共析钢加热至780℃，经保温后，请回答：
1、若以图示的V1、V2、V3、V4、V5和V6的速度进行冷却，各得到什么组织？
2、如将V1冷却后的钢重新加热至530℃，经保温后冷却又将得到什么组织？力学性能有何变化？
答 案
第一部分 金 属 学 （62分）
一、
1.Fe3C为复杂晶体结构的间隙化合物，其硬度高，脆性大，塑性几乎等于零，硬脆相，是钢中主要强化相。
2. α-Fe中溶入溶质元素而构成的固溶体，铁素体仍保持α-Fe的体心立方晶格，由于间隙小，溶碳极少，力学性能与纯铁相同，强度、硬度不高，具有良好的塑性，770 oC以下为铁磁性。
二、 1.A0.77 (F0.0218+Fe3C)共析L4.3(A2.11+Fe3C)共晶； 2. 稳态
非稳态
第一扩散定律是第二扩散定律的特例。
3.
ΔＴ=T0 - T1
过冷是由液固界面前沿实际温度分布与平衡凝固温度之差，称热过冷。
4. 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料更重要，使材料在加工中成为可能。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。
5. 一是溶质原子的溶入使晶格畸变，阻碍滑移面上位错运动。
二是位错线上偏聚的溶质原子对位错的钉扎作用，形成“柯氏气团”对位错起钉扎作用。
三、计算题 1.
2.T再＝δTm=0.35(1083+273)=474.6K，即201.6 oC
四、实验题
1、0.45%的铁碳合金金相显微组织示意图；
2、随含碳量↑，F↓，Fe3C↑。塑性、韧性下降，强度硬度↑
第二部分热处理原理（38分）
一、名词解释（本大题共3小题，每小题2分，总计6分）
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α－Fe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。
二、填空题（本大题共16个空，每空1分，总计16分）
1、板条状、片状，此外还有蝶状、薄片状和ε马氏体。板条状，片状.
2、低温、中温、高温；150～250℃，350～500℃，500～650℃；回火M，回火T，回火S 。
三、
奥氏体：C溶解在γ－Fe中的固溶体。
形成过程：奥氏体生核、长大、残余渗碳体溶解、奥氏体均匀化。
影响因素：加热温度、保温时间，加热速度，含碳量，合金元素，冶炼方法，原始组织等。 四、
1、V1：M+A残余、V2：T+M、V3：S+T+M+A残余、V4：S+T、V5：S，V6：S。