第七章 金属热处理原理 复习题(已做完)
第七章《金属热处理原理》部分复习题
一、名词解释：
1.实际晶粒度：某一具体热处理或热加工条件下的奥氏体的晶粒度叫实际晶粒度
2.马氏体、贝氏体（上贝氏体和下贝氏体）：过冷奥氏体的等温转变中温转变时渗碳体分布在碳过饱和的铁素体基体上的两相混合物称为贝氏体，上贝氏体(B上)：550℃～350℃，呈羽毛状，小片状的渗碳体分布在成排的铁素体片之间，下贝氏体(B下)：350℃～Ms：在光学显微镜下为黑色针状，在电子显微镜下可看到在铁素体针内沿一定方向分布着细小的碳化物(Fe2.4C)颗粒。
贝氏体：过冷奥氏体的连续冷却转变时碳在α-Fe 中的过饱和间隙固溶体。二、填空题：
1．钢加热时奥氏体形成是由奥氏体形核；晶核的长大；未溶碳化物（Fe3C）溶解；奥氏体成分均匀化等四个基本过程所组成。
2．在过冷奥氏体等温转变产物中，珠光体与屈氏体的主要相同点是都是它们都是珠光体类型的组织，不同点是层间距不同，且珠光体层间距较大，屈似体层间距最小。
3．用光学显微镜观察，上贝氏体的组织特征呈羽毛状状，而下贝氏体则呈黑色针状。
4．与共析钢相比，非共析钢C曲线的特征是多一条过冷A→F或(Fe3CⅡ)的转变开始线，亚共析钢左上部多一条过冷A转变为铁素体（F）的转变开始线，过共析钢多一条过冷A中析出二次渗碳体(Fe3CII) 开始线。
5．马氏体的显微组织形态主要有板条状、针状两种。其中板条状马氏体的韧性较好。
6．高碳淬火马氏体和回火马氏体在形成条件上的区别是前者是在淬火中形
成，后者在低温回火时形成，在金相显微镜下观察二者的区别是前者为竹叶形，后者为黑色针装。
7．目前较普遍采用的测定钢的淬透性的方法是“末端淬火法”即端淬试验。
三、判断题：
1．所谓本质细晶粒钢就是一种在任何加热条件下晶粒均不发生粗化的钢。（×）2．当把亚共析钢加热到A c1和A c3之间的温度时，将获得由铁素体和奥氏体构成的两相组织，在平衡条件下，其中奥氏体的碳含量总是大于钢的碳含量。（√）3．当原始组织为片状珠光体的钢加热奥氏体化时，细片状珠光体的奥氏体化速度要比粗片状珠光体的奥氏体化速度快。（√）
4．当共亚析成分的奥氏体在冷却发生珠光体转变时，温度越低，其转变产物组织越粗。（×）
5．贝氏体是过冷奥氏体中温转变产物，在转变过程中，碳原子能进行扩散，而铁原子不能进行扩散。（√）
6．不论碳含量高低，马氏体的硬度都很高，脆性都很大。（×）
7．在正常热处理加热条件下，随碳含量的增高，过共析钢的过冷奥氏体越稳定。（√）
8．因为过冷奥氏体的连续冷却转变曲线位于等温转变曲线的右下方，所以连续冷却转变曲线的临界冷却速度比等温转变曲线的大。（×）
四、选择题：
1．钢在淬火后获得的马氏体组织的粗细主要取决于：（b）
a．奥氏体的本质晶粒度；b．奥氏体的实际晶粒度；
c．奥氏体的起始晶粒度
2．奥氏体向珠光体的转变是：（a）
a．扩散型转变；b．非扩散型转变；c．半扩散型转变
3．若合金元素能使C曲线右移，钢的淬透性将：（b）
a．降低；b．提高；c．不改变
4．若合金元素能使C曲线左移，钢的淬透性将：（a）
a．降低；b．提高；c．不改变
5．马氏体的硬度取决于：（c）
a．冷却速度；b．转变温度；c．碳含量
6．在过冷奥氏体等温转变图的鼻尖处，孕育期最短，故：（b）a．过冷奥氏体稳定性最好，转变速度最快；
b．过冷奥氏体稳定性最差，转变速度最快；
c．过冷奥氏体稳定性最差，转变速度最慢；
d．过冷奥氏体稳定性最好，转变速度最慢
7．钢进行奥氏体化的温度愈高，保温时间愈长则：（b）a．过冷奥氏体愈稳定，C曲线愈靠左；
b．过冷奥氏体愈稳定，C曲线愈靠右；
c．过冷奥氏体愈不稳定，C曲线愈靠左；
d．过冷奥氏体愈不稳定，C曲线愈靠右
8．上贝氏体和下贝氏体的机械性能相比较：（d）
a．两者具有较高的强度和韧性；
b．两者具有很低的强度和韧性；
c．上贝氏体具有较高强度和韧性；
d．下贝氏体具有较高强度和韧性
9．过共析钢加热到A c1一A ccm之间时，则：（a）
a．奥氏体的w(C)小于钢的w(C)；
b．奥氏体的w (C)大于钢的w(C)；
c．奥氏体的w(C)等于钢的w(C)；
d．无法判断两者w (C)的关系
五、简答题：
1.奥氏体的起始晶粒度、实际晶粒度、本质晶粒度的含义及区别。
（略）
2.奥氏体、过冷奥氏体、残余奥氏体的异同。
回答要点提示：冷却到A1线以下而又尚未转变的奥氏体称为过冷奥氏体；马氏体转变不能完全进行到底，冷却到M S线以下转变停止时仍未能转变的奥氏体称为残余奥氏体。
3.说明共析钢C曲线各个区、各条线的物理意义，指出影响C曲线形状和位
置的主要因素。（略）
4.注意比较共析钢过冷奥氏体等温转变曲线和连续转变曲线的异同点。（略）附加思考题：
1．指出影响奥氏体形成速度和奥氏体实际晶粒度的因素。
2．何谓钢的临界冷却速度？它的大小受哪些因素影响？它与钢的淬透性有何关系？
第七章《金属热处理工艺部分》复习题
一、名词解释：
淬透性：钢接受淬火时形成马氏体的能力。
淬硬性：指钢淬火后能达到的最高硬度，主要取决于马氏体的含碳量。
调质处理：淬火后高温回火的热处理工艺组合。
二、填空题：
1.钢的淬透性越高，则其C曲线的位置越右，说明临界冷却速度越慢。
2.钢的热处理工艺由加热、保温、冷却三个阶段所组成。
3.利用Fe-C相图确定钢完全退火的正常温度范围Ac3以上20℃ 30℃，它只适应于亚共析钢。
4.球化退火的主要目的是降低硬度，改善切削加工性能和改善组织，提高塑性，它主要适用于共析钢、过共析钢。
5.钢的正常淬火温度范围，对亚共析钢是线以上Ac3以上30℃~50℃，对过共析钢是Ac1 以上30℃~50 ℃。
6.当钢中发生奥氏体向马氏体的转变时，原奥氏体中碳含量越高，则M S点越低，转变后的残余奥氏体量就越高。
7.在正常淬火温度下，碳素钢中共亚析钢的临界冷却速度比共析钢和过共析钢的临界冷却速度都慢。
8.钢的临界冷却速度与奥氏体化温度的关系是奥氏体化温度奥氏体化温度越高，临界冷却速度慢。
9.淬火钢进行回火的目的是消除内应力，获得要求的组织和性能，回火温度越高，钢的强度与硬度越低。
10.钢在回火时的组织转变过程是由马氏体分解，残余奥氏体分解，和碳化物的转变，渗碳体的聚集长大等四个阶段所组成。
三、判断题：
1.高合金钢既具有良好的淬透性，也具有良好的淬硬性。（×）
2.经退火后再高温回火的钢，能得到回火马氏体组织，具有良好的综合机械性能。（×）
3.钢的淬透性高，则其淬透层的深度也越大。（√）
4.在正常加热淬火条件下，亚共析钢的淬透性随碳的增高而增大，过共析钢的淬透性随碳的增高而减小。（√）
5.表面淬火既能改变钢的表面化学成分，也能改善心部的组织和性能。（×）
四、选择题：
1．钢经调制处理后获得的组织是：（c）
a．回火马氏体；b．回火屈氏体；c．回火索氏体
2．过共析钢的正常淬火加热温度是：（a）
a．A c1+30℃～50℃；b．A c3+30℃～50℃；c．A ccm+30℃～50℃
3．影响碳钢淬火后残余奥氏体量的主要因素是：（b）
a．钢材本身的碳含量；b．钢中奥氏体的碳含量；
c．钢中碳化物的含量
4．共析钢过冷奥氏体在550-350℃的温度区间等温转变时，所形成的组织是：（b）
a．索氏体；b．下贝氏体；c．上贝氏体；d．珠光体
5．淬硬性好的钢：（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
6．对形状复杂，截面变化大的零件进行淬火时，应选用：（a）
a．高淬透性钢；b．中淬透性钢；c．低淬透性钢
7．对形状复杂，截面变化大的零件进行淬火时，应采用：（b）
a．水中淬火；b．油中淬火；c．盐水中淬火
8．若要提高淬火时的淬硬层深度，应采取：（a）
a．选择高淬透性钢；b．增大工件的截面尺寸；
c．选用比较缓和的冷却介质
9．45钢为得到回火马氏体组织，应进行：（c）
a．正火；b．淬火；c．淬火+低温回火；d．淬火+高温回火
10．完全退火主要适用与：（a）
a．亚共析钢；b．共析钢；c．过共析钢
11．扩散退火的目的是：（a）
a．消除和改善晶内偏析；b．消除冷塑性变形后产生的加工硬化；
c．降低硬度以便于加工
12．钢的回火处理是在：（c）
a．退火后进行；b．正火后进行；c．淬火后进行
13．通常钢的渗碳温度范围是：（c）
a．600-650℃；b．800-850℃；c．900-950℃；d．1000-1050℃
五、简答题：
1.T12钢加热到Ac1以上，用如图所示的a、b、c的三种方法冷却。
（1）a 和c 是何种热处理工艺？
（2）a、b、c的三种方法冷却方式应得到的组织是什么？
回答要点：（1）a:分级淬火；b:等温淬火。(2）a: M+Ar；b: 下B+M+Ar；c: 下B。
2.如图所示为共析钢C曲线图，说出图中各冷却曲线对应的热处理方法及其最
终组织。
回答要点：a:完全淬火，马氏体+残余奥氏体；b:双液淬火，马氏体+残余奥氏体；c: 不完全淬火，曲氏体和马氏体；d:等温淬火，贝氏体；e:正火，索氏体；f:完全退火，珠光体；g:等温退火，珠光体。
附加思考题：
1．加热使钢的组织完全转变为奥氏体时，原始组织是粗粒状珠光体为好，还是以细片状珠光体为好？为什么？
2．简述各种淬火方法及其使用范围。
3．用示意图表示珠光体、索氏体、屈氏体、上贝氏体、下贝氏体和马氏体在显微镜下的形态特征。
4．试述马氏体转变的基本特点。
5．马氏体的本质是什么？它的硬度为什么很高？是什么因素决定了它的脆性？
6．淬透性和淬透层深度有何联系与区别？影响钢件淬透层深度的主要因素是什么？
7．正火与退火的主要区别是什么？生产中应如何选择正火与退火？
8．确定下列岗件的退火方法，并指出退火目的及退火后的组织：1）经冷轧后的15钢钢板，要求降低硬度；
2）ZG35发铸造齿轮；
3）锻造过热的60钢锻坯；
4）改善T12钢的切削加工性能。
9．两个碳含量为1.2%的碳钢薄试样，分别加热到780℃和900℃并保温相同时间奥氏体化后，以大于淬火临界冷却速度的冷却速度冷至室温。试分析：1）两个温度加热淬火后马氏体晶粒粗细的比较、马氏体碳含量比较、残余奥氏体数量比较、未溶碳化物数量比较；2）你认为哪个温度加热淬火合适？为什么？
10．指出下列工件的淬火及回火温度，并说明回火后获得的组织。
1）45钢小轴（要求综合机械性能好）；
2）60弹簧；
3）T12钢锉刀。
11．两根45钢制造的轴，直径分别为10㎜和100㎜，在水中淬火后，横截面上的组织和硬度分布情况如何？
12．用T10钢制造形状简单的车刀，其工艺路线为：锻造－热处理－机加工—热处理—磨削加工。写出其中热处理工序的名称及其作用。
13．试说明表面淬火、渗碳、氮化处理工艺在选用钢种、性能、应用范围等方面的区别。
14．低碳钢（0.2%C）小件经930℃，5h渗碳后，表面碳含量增至1.0%，试分析以下处理后表面层和心部的组织：
1）渗碳后慢冷；
2）渗碳后直接水淬并低温回火；
3）有渗碳温度预冷到820℃，保温后水淬，再低温回火；
4）渗碳后慢冷至室温，再加热到780℃，保温后水淬，再低温回火。
郑大材科热处理原理思考题(材科专业06级)
《材科热处理原理》思考题（材科专业06级） 第一章固态相变概论 1. 金属固态相变的主要类型有哪些？ 2. 热力学主要的状态函数与状态变数之间的关系如何？ 3. 金属固态相变按（1）相变前后热力学函数、（2）原子迁移情况、（3）相变方式分为哪几类？ 4. 金属固态相变有哪些特点？ 5. 固态相变的驱动力和阻力包括什么？加以说明。 6. 固态相变的过程中形核和长大的方式是什么？加以说明。 7. 何谓热处理？热处理的目的是什么？热处理在机械加工过程中作用有那些？热处理与合金相图有何关系？ 8. 金属固态相变主要有哪些变化？ 9. 说明下列符号的物理意义及加热速度和冷却速度对他们的影响？ Ａc1、Ａr1、Ａc3、Ａr3、Ａccm、Ａrcm 10. 一些概念：固态相变、热处理、平衡转变、不平衡转变、同素异构转变、多形性转变、共析转变、包析转变、平衡脱溶沉淀、调幅分解、有序化转变、伪共析转变、马氏体转变、贝氏体转变、块状转变、不平衡脱溶沉淀、一级相变、二级相变、扩散型相变、非扩散型相变、半扩散型相变、共格界面、半共格界面、非共格界面、惯习面、位向关系、应变能、界面能、过渡相、均匀形核、非均匀形核、晶界形核、位错形核、空位形核、界面过程、传质过程、协同型方式长大、非协同型方式长大、切变机制、台阶机制 第二章钢中奥氏体的形成 1. 奥氏体(A)的晶体结构，组织形态与性能有什么特点？ 2. 奥氏体形成的热力学条件是什么？共析钢的珠光体（平衡态组织）向奥氏体转变属于何种转变？试说明珠光体向奥氏体转变过程。 3. 钢在实际热处理加热和冷却过程时的临界点为什么偏离相图上的临界点？实际的临界点如何表示？实际的临界点与加热和冷却速度有什么关系？ 4. 试以碳扩散的观点说明奥氏体长大机理。（奥氏体的形成包括哪几个过程？为什么说奥氏体形成是以C扩散为基础并受碳扩散控制的？） 5. 说明奥氏体形成时铁素体先消失的原因。 6. 非共析钢的奥氏体的形成与共析钢的奥氏体的形成有哪些异同？ 7. 共析碳钢奥氏体等温形成动力学（TTA图）有什么特点？非共析钢和共析碳钢奥氏体等温形成动力学图有什么异同？ 8. 影响奥氏体等温形成的形核率的因素有哪些？如何计算A线长大速度？影响奥氏体转变速度的因素有哪些？如何影响？（奥氏体等温形成动力学（形核与长大）的经验公式） （为什么温度升高，奥氏体转变速度加快？）（合金元素对奥氏体的形成速度有什么影响？） 9. 合金钢的奥氏体形成动力学有什么特点？ 10. 连续加热时奥氏体形成动力学有什么特点？试以连续加热时奥氏体的形成动力学曲线，说明奥氏体形成时临界点的变化。
金属学与热处理知识点总结
金属学与热处理总结 一、金属的晶体结构 重点内容：面心立方、体心立方金属晶体结构的配位数、致密度、原子半径，八面体、四面体间隙个数；晶向指数、晶面指数的标定；柏氏矢量具的特性、晶界具的特性。 基本内容：密排六方金属晶体结构的配位数、致密度、原子半径，密排面上原子的堆垛顺序、晶胞、晶格、金属键的概念。晶体的特征、晶体中的空间点阵。 晶胞：在晶格中选取一个能够完全反映晶格特征的最小的几何单元，用来分析原子排列的规律性，这个最小的几何单元称为晶胞。 金属键：失去外层价电子的正离子与弥漫其间的自由电子的静电作用而结合起来，这种结合方式称为金属键。 位错：晶体中原子的排列在一定范围内发生有规律错动的一种特殊结构组态。位错的柏氏矢量具有的一些特性： ①用位错的柏氏矢量可以判断位错的类型；②柏氏矢量的守恒性，即柏氏矢量与回路起点及回路途径无关；③位错的柏氏矢量个部分均相同。 刃型位错的柏氏矢量与位错线垂直；螺型平行；混合型呈任意角度。 晶界具有的一些特性： ①晶界的能量较高，具有自发长大和使界面平直化，以减少晶界总面积的趋势；②原子在晶界上的扩散速度高于晶内，熔点较低；③相变时新相优先在晶界出形核；④晶界处易于发生杂质或溶质原子的富集或偏聚；⑤晶界易于腐蚀和氧化；⑥常温下晶界可以阻止位错的运动，提高材料的强度。 二、纯金属的结晶 重点内容：均匀形核时过冷度与临界晶核半径、临界形核功之间的关系；细化晶粒的方法, 铸锭三晶区
的形成机制。 基本内容：结晶过程、阻力、动力，过冷度、变质处理的概念。铸锭的缺陷；结晶的热力学条件和结构条件，非均匀形核的临界晶核半径、临界形核功。 相起伏：液态金属中，时聚时散，起伏不定，不断变化着的近程规则排列的原子集团。 过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度的差称为过冷度。 变质处理：在浇铸前往液态金属中加入形核剂，促使形成大量的非均匀晶核，以细化晶粒的方法。 过冷度与液态金属结晶的关系：液态金属结晶的过程是形核与晶核的长大过程。从热力学的角度上看，没有过冷度结晶就没有趋动力。根据Rk= 1..，T可知当过冷度T为零时临界晶核半 径R k为无穷大，临界形核功（1订2 ）也为无穷大。临界晶核半径R k与临界形核功为无穷大时，无法形核，所以液态金属不能结晶。晶体的长大也需要过冷度，所以液态金属结晶需要过冷度。 细化晶粒的方法：增加过冷度、变质处理、振动与搅拌。 铸锭三个晶区的形成机理：表面细晶区：当高温液体倒入铸模后，结晶先从模壁开始，靠近模壁一层的液体产生极大的过冷，加上模壁可以作为非均质形核的基底，因此在此薄层中立即形成大量的晶核，并同时向各个方向生长，形成表面细晶区。柱状晶区：在表面细晶区形成的同时，铸模温度迅速升高，液态金属冷却速度减慢，结晶前沿过冷都很小，不能生成新的晶核。垂直模壁方向散热最快，因而晶体沿相反方向生长成柱状晶。中心等轴晶区：随着柱状晶的生长，中心部位的液体实际温度分布区域平缓，由于溶质原子的重新分配，在固液界面前沿出现成分过冷，成分过冷区的扩大，促使新的晶核形成长大形成等轴晶。由于液体的流动使表面层细晶一部分卷入液体之中或柱状晶的枝晶被冲刷脱落而进入前沿的液体中作为非自发生核的籽晶。 三、二元合金的相结构与结晶 重点内容：杠杆定律、相律及应用。 基本内容：相、匀晶、共晶、包晶相图的结晶过程及不同成分合金在室温下的显微组织。合金、成分过冷；非平衡结晶及枝晶偏析的基本概念。 相律：f = c -p + 1其中，f为自由度数，c为组元数，p为相数。 伪共晶：在不平衡结晶条件下，成分在共晶点附近的亚共晶或过共晶合金也可能得到全部共晶组织，这种共晶组织称为伪共晶。 合金：两种或两种以上的金属，或金属与非金属，经熔炼或烧结、或用其它方法组合而成的具有金属特性的物质。 合金相：在合金中，通过组成元素（组元）原子间的相互作用，形成具有相同晶体结构与性质，并以明确界面分开的成分均一组成部分称为合金相。 四、铁碳合金 重点内容：铁碳合金的结晶过程及室温下的平衡组织，组织组成物及相组成物的计算 基本内容：铁素体与奥氏体、二次渗碳体与共析渗碳体的异同点、三个恒温转变。 钢的含碳量对平衡组织及性能的影响；二次渗碳体、三次渗碳体、共晶渗碳体相对量的计算；五种渗碳体的来源及形态。
金属热处理知识点
1 热处理的目的、分类、条件； 定义：通过加热、保温和冷却的方法，使金属的内部组织结构发生变化，从而获得所要求的性能的一种工艺方法。 目的：1、消除毛坯中的缺陷，改善工艺性能，为切削加工或热处理做组织和性能上的准备。2、提高金属材料的力学性能，充分发挥材料的潜力，节约材料延长零件使用寿命。 分类： 特点：热处理区别于其他加工工艺如铸造、压力加工等的特点是只通过改变工件的组织来改变性能，而不改变其形状。 热处理条件： （1）有固态相变发生的金属或合金 （2）加热时溶解度有显著变化的合金 热处理过程中四个重要因素: (1)加热速度V；(2)最高加热温度T; (3)保温时间h; (4)冷却速度Vt. 2 什么是铁素体、奥氏体、渗碳体？其结构与性能； Ac1、Ar1、Ac3、Ar3、Accm、Arcm临界温度的意义；奥氏体的形成条件；奥氏体界面形核的原因/条件；以共析钢为例，详细分析奥氏体的形成机理；影响奥氏体转变速度的因素；影响奥氏体晶粒长大的因素； 铁素体：碳溶于α-Fe中形成的间隙固溶体,以F或α表示；
结构：体心立方结构；组织：多边形晶粒 性能：铁素体的塑性、韧性很好（δ=30～50%、aKU=160～200J／cm2），但强度、硬度较低(ζb=180～280MPa、ζs=100～170MPa、硬度为50～80HBS)。其力学性能几乎与纯铁相同。 奥氏体γ-Fe中的间隙固溶体；用A或γ表示 结构：面心立方晶格 性能：奥氏体常存在于727℃以上，是铁碳合金中重要的高温相，强度和硬度不高，但塑性和韧性很好(ζb≈400 MPa、δ≈40～50%、硬度为160～200HBS)，易锻压成形。钢材热加工都在γ区进行。 组织：多边形等轴晶粒，在晶粒内部往往存在孪晶亚结构渗碳体：铁与碳形成的金属化合物，是钢铁中的强化相，高温下可分解，Fe3C →3Fe+C(石墨) 。 结构：复杂斜方 性能：渗碳体中碳的质量分数为6.69%，熔点为1227℃，硬度很高(800HBW)，塑性和韧性极低(δ≈0、aKU≈0)，脆性大。渗碳体是钢中的主要强化相，其数量、形状、大小及分布状况对钢的性能影响很大。 由于碳在α-Fe中的溶解度很小，因而常温下碳在铁碳合金中主要以Fe3C或石墨的形式存在。
金属学与热处理教学大纲
《金属学与热处理》课程教学大纲 课程名称：金属学与热处理课程代码: 05224040 课程类型：专业必修课程 学分：3 总学时：48 理论学时：32 实验学时：16 先修课程：高等数学材料力学适用专业：材料成型与控制技术、模具设计与制造 一、课程性质、目的和任务 本课程是“材料成型与控制技术、模具设计与制造”专业的专业必修课，是学习材料专业课的技术基础课。它在基础课和专业课之间起桥梁作用。只有在修完本课程之后，才能进入其他专业课的学习。开设该课程的目的主要是向学生阐述金属学与热处理的基础知识，任务是使学生通过该课程的学习，掌握金属材料的成份、组织结构、热处理工艺与性能之间的相互关系及其变化规律，熟悉热处理基本工艺和常用工程材料的种类、成份、组织、性能特点，为后续专业课的学习奠定基础。 二、教学基本要求 1、知识、能力、素质的基本要求 通过本课程的学习，应使学生掌握金属学与热处理的基础知识，即金属及合金的成分、组织、结构与性能之间的相互关系及其变化规律；初步学会使用金相显微镜对金属及合金的组织进行观察及相应的实验能力；具备能用所学理论对金属材料热处理的一些实际工程问题进行分析的素质。 2、教学模式基本要求（课程主要教学环节要求，教学方法及手段要求） 本课程的特点是理论抽象，空间结构多且复杂，理论性叙述多，计算内容少。针对这些特点，在教学时应尽量结合工程实例来加深对基础理论的理解；有关金属组织的认识和识别对初学者来说是难度很大的内容，必须配合实验来加深认识。 三、教学内容及要求 第一章金属的晶体结构 要求学生掌握三种常见金属的晶体结构、晶体学基本概念、实际金属中三类晶体缺陷、合金中的两类基本相。 第二章纯金属金属的结晶 要求学生掌握结晶的规律，结晶基本过程以及结晶后获得细晶粒的方法，了解晶核长大机理、铸锭组织形成过程、铸锭组织结构与性能特点。 第三章二元合金相图 要求学生掌握二元合金相图的建立方法，熟悉匀晶相图．共晶相图、包晶相图的结构，正确地分析相应合金的结晶过程，画出示意图，并能熟练地运用杠杆定律计算相组成物的相
“钢的热处理原理及工艺”作业题
“钢的热处理原理及工艺”作业题 第一章固态相变概论 1、扩散型相变和无扩散型相变各有哪些特点？ 2、说明晶界和晶体缺陷对固态相变成核的影响。 3、说明相界面和应变能在固态相变中的作用，并讨论它们对新相形状的影响。 4、固－固相变的等温转变动力学曲线是“C”形的原因是什么？ 第二章奥氏体形成 1、为何共析钢当奥氏体刚刚完成时还会有部分渗碳体残存？亚共析钢加热转变时是否也存在碳化物溶解阶段？ 2、连续加热和等温加热时，奥氏体形成过程有何异同？加热速度对奥氏体形成过程有何影响？ 3、试说明碳钢和合金钢奥氏体形成的异同。 4、试设计用金相－硬度法测定40钢和T12钢临界点的方案。 5、将40、60、60Mn钢加热到860℃并保温相同时间，试问哪一种钢的奥氏体晶粒大一些？ 6、有一结构钢，经正常加热奥氏体化后发现有混晶现象，试分析可能原因。 第三章珠光体转变 1、珠光体形成的热力学特点有哪些？相变主要阻力是什么？试分析片间距S与过冷度△T的关系。 2、珠光体片层厚薄对机械性能有什么影响？珠光体团直径大小对机械性能影响如何？ 3、某一GCr15钢制零件经等温球化退火后，发现其组织中除有球状珠光体外，还有部分细片状珠光体，试分析其原因。 4、将40、40Cr、40CrNiMo钢同时加热到860℃奥氏体化后，以同样冷却速度使之发生珠光体转变，它们的片层间距和硬度有无差异？ 5、试述先共析网状铁素体和网状渗碳体的形成条件及形成过程。 6、为达到下列目的，应分别采取何热处理方法？ （1）为改善低、中、高碳钢的切削加工性； （2）经冷轧的低碳钢板要求提高塑性便于继续变形； （3）锻造过热的60钢毛坯为细化其晶粒； （4）要消除T12钢中的网状渗碳体； 第四章、马氏体转变
金属热处理原理知识点总结
第一章金属的晶体结构 1、除化学成分外，金属的内部结构和组织状态也是决定金属材料性能的重要因素。 2、将阵点用直线连接起来形成空间格子，称之为晶格。 3、晶胞中原子排列的紧密程度通常用两个参数来表征：配位数、致密度。 4、原子所占体积与晶胞体积之比称为致密度。 5、体心立方结构有两种间隙：一种是八面体间隙，另一种是四面体间隙。 6、在晶体中，由一系列原子所组成的平面称为晶面，任意两个原子之间连线所指的方向称为晶向。 7、晶体的点缺陷有三种：空位、间隙原子和置换原子。 8、塑性变形时，由于局部区域的晶体发生滑移即可形成位错。 9、刃型位错的柏氏矢量与其位错线相垂直，螺型位错的柏氏矢量与其位错线相平行。 10、把单位体积中所包含的位错线的总长度称为位错密度。 11、晶体的面缺陷包括晶体的外表面和内界面两类。 12、晶体的内界面缺陷有：晶界、亚晶界、孪晶界、堆垛层错和相界等。 13、金属：是具有正的电阻温度系数的物质，其电阻随温度的升高而增加。 14、晶体：原子在三维空间作有规则的周期性排列的物质称为晶体。 15、晶体结构：是指晶体中原子在三维空间有规律的周期性的具体排列方式。 16、点阵：能清楚地表明原子在空间排列规律性的原子的几何点，称之为点阵。 17、晶胞：晶格中能够完全反映晶格特征的最小的几何单元，称为晶胞。用来分析晶体中原子排列的规律性。 18、配位数：是指晶体结构中与任一个原子最邻近、等距离的原子数目。 19、螺型位错：设想在立方晶体右端施加一切应力，使右端上下两部分沿滑移面发生了一个原子间距的相对切边，这种晶体缺陷就是螺型位错。 20、表面能：由于在表面层产生了晶格畸变，其能量就要升高，这种单位面积上升高的能量称为比表面能，简称表面能。 21、什么是晶体？晶体有何特性？ 答：晶体：原子在三维空间作有规则的周期性排列的物质称为晶体。 1）晶体具有一定的熔点。在熔点以上，晶体变为液体，处于非晶体状；在熔点以下，液体又变为晶体。 2）晶体的另一个特点是在不同的方向上测量其性能，表现出或大或小的差异，称为各向异性或异向性。 22、确定晶向指数的步骤有哪些？ 答：①以晶胞的三个棱边为坐标轴，以棱边长度作为作为坐标轴的长度单位；②从坐标轴原点引一有向直线平行于待定晶向；③在所引有向直线上任取一点，求出改点在X、Y、Z轴上的坐标轴；④将三个坐标轴按比例化为最小简单整数，依次写入方括号中，即得所求的晶向指数。 23、如何确定晶面指数？简要写出步骤。 答：①以晶胞的三条相互垂直的棱边为参考坐标轴X、Y、Z，坐标原点O应位于待定晶面之外，以免出现零截距；②以棱边长度为度量单位，求出待定晶面在各轴上的截距；③取各截距的倒数，并化为最小简单整数，放在圆括号内，即为所求的晶面指数。 24、根据几何形态特征不同，晶体缺陷可分成哪几类？各有何特征？ 答：①点缺陷。特征是三个方向上的尺寸都很小，相当于原子的尺寸，例如空位、间隙原子等； ②线缺陷。特征是在两个方向上的尺寸很小，另一个方向上的尺寸相对很大。属于这一类的
金属学与热处理原理试题2004-2005
金属学与热处理原理试题 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、V 2、V 3、V 4、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(A 2.11+Fe3C)共晶； 2.稳态 非稳态
金属学与热处理章节重点总结
第1章金属和合金的晶体结构 1.1金属原子的结构特点：最外层的电子数很少，一般为1～2个，不超过3个。 金属键的特点：没有饱和性和方向性 结合力：当原子靠近到一定程度时，原子间会产生较强的作用力。结合力＝吸引力＋排斥力结合能＝吸引能＋排斥能（课本图1.2） 吸引力：正离子与负离子（电子云）间静电引力，长程力 排斥力：正离子间，电子间的作用力，短程力 固态金属原子趋于规则排列的原因：当大量金属原子结合成固体时，为使固态金属具有最低的能量，以保持其稳定状态，原子间也必须保持一定的平衡距离。 1.2晶体：基元在三维空间呈规律性排列。晶体结构：晶体中原子的具体排列情况， 也就是晶体中的这些质点在三维空间有规律的周期性的重复排列方式。 晶格：将阵点用直线连接起来形成空间格子。晶胞：保持点阵几何特征的基本单元 三种典型的金属晶体结构（要会画晶项指数，晶面指数） 共带面：平行或相交于同一直线的一组晶面组成一个晶带，这一组晶面叫做共带面 晶带轴：同一晶带中所有晶面的交线互相平行，其中通过坐标原点的那条直线。 多晶型转变或同素异构转变：当外部的温度和压强改变时，有些金属会由一种晶体结构向另一种晶体结构转变。 1.3合金：两种或两种以上金属元素，或金属元素与非金属元素，经熔炼、烧结或其它方法组合而成并具有金属特性的物质。组元：组成合金最基本的独立的物质，通常组元就是组成合金的元素。相：是合金中具有同一聚集状态、相同晶体结构，成分和性能均一，并以界面相互分开的组成部分。固溶体：合金的组元通过溶解形成一种成分及性能均匀的、且结构与组元之一相同的固相，称为固溶体。与固溶体结构相同的组元为溶剂，另一组元为溶质。 固溶体的分类：按溶质原子在溶剂晶格中的位置：置换固溶体与间隙固溶体。按溶质原子在固体中的溶解度：分为有限固溶体和无限固溶体。按溶质原子在固溶体内分布规则：分为有序固溶体和无序固溶体 固溶强化：在固体溶液中，随着溶质浓度的增加，固溶体的强度、硬度提高，塑性韧性下降。 间隙相：当非金属原子半径与金属原子半径的比值小于0.59时，将形成具有简单晶体结构的金属间化合物。间隙化合物：与间隙相相反（比值大于0.59）。 1.4点缺陷：⑴空位⑵间隙原子⑶置换原子。线缺陷：线缺陷就是各种类型的位错。它是指晶体中的原子发生了有规律的错排现象。（刃型位错、螺型位错、混合型位错）滑移矢量：表示位错的性质，晶格畸变的大小的物理量（刃型位错的柏氏矢量与其位错线相垂直；螺形位错的柏氏矢量与其位错线平行。）。 面缺陷：晶体的面缺陷包括晶体的外表面（表面或自由界面）和内界面两类，其中的内界面又有晶界、亚晶界、 小角度晶界、大角度晶界：两相邻晶粒位向差小于或大于10° 相界面的结构有三类：共格界面、半共格界面、非共格界面 习题3 、5做一下 第2章纯金属的结晶 2.1结晶：结晶是指从原子不规则排列的液态转变为原子规则排列的晶体状态的过程。 同素异构转变：金属从一种固态过渡为另一种固体晶态的转变 过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度之差。过冷是结晶的必要条件。（金属不同过冷度也不同，金属纯度越高过冷度越大。过冷度的速度取决于，冷却速度越大过冷度越大实际洁净无度越低，反之） 金属结晶:孕育—出现晶核—长大—金属单晶体 2.2从液体向固体的转变使自由能下降.液态金属结晶时，结晶过程的推动力是 自由能差降低（△F）是自由能增加，阻力是自身放热
人教版化学金属和金属材料知识点总结
人教版化学九年级第九单元金属和金属材料知识点归纳总结 课题1：金属材料 一、金属材料的发展与利用 1、从化学成分上划分，材料可以分为金属材料、非金属材料、有机材料及复合材料等四大类。 2、金属材料包括纯金属和合金。 （1）金属材料的发展 石器时代→青铜器时代→铁器时代→铝的应用→高分子时代 （2）金属材料的应用 ①最早应用的金属是铜，应用最广泛的金属是铁，公元一世纪最主要的金属是铁 ②现在世界上产量最大的金属依次为铁、铝和铜 ③钛被称为21世纪重要的金属 二、金属的物理性质 1、金属共同的物理性质：常温下金属都是固体(汞除外)，有金属光泽，大多数金属是电和热的良导体，有延展性，密度较大，熔沸点较高等。 2、金属的特性： ①纯铁、铝等大多数金属都呈银白色，而铜呈紫红色，金呈黄色； ②常温下，大多数金属都是固体，汞却是液体； ③各种金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等差异较大。 3、金属之最 地壳中含量最多的金属元素—铝（Al） 人体中含量最多的金属元素—钙（Ca） 导电、导热性最好的金属——银（Ag） 目前世界年产量最高的金属—铁（Fe） 延展性最好的金属———金（Au） 熔点最高的金属————钨（W） 熔点最低的金属————汞（Hg） 硬度最大的金属————铬（Cr） 密度最小的金属————锂（Li） 密度最大的金属————锇（Os） 最贵的金属————锎kāi（Cf） 4、金属的用途：金属在生活、生产中有着非常广泛的应用，不同的用途需要选择不同的金属。【练习】 （1）为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？答：因为铁的硬度比铅大，且铅有毒。 （2）银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制？答：银和铜的导电性相近，但银比铜贵得多，且电线用量大，经济上不划算。 （3）为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制?如果用锡制的话，可能会出现什么情况？答：因为钨的熔点(3410℃)高，而锡的熔点(232℃)太低。如果用锡制的话，通电时锡易熔断，减少灯泡的使用寿命，还会造成极大浪费。
金属学与热处理试题及答案
复习自测题 绪论及第一章金属的晶体结构自测题 (一)区别概念 1．屈服强度和抗拉强度； 2．晶体和非晶体； 1刚度与强度 (二)填空 1．与非金属相比，金属的主要特性是 2．体心立方晶胞原子数是，原子半径是，常见的体心立方结构的金属有。 3．设计刚度好的零件，应根据指标来选择材料。 4 T K是材料从状态转变为状态时的温度。 5屈强比是与之比。 5．材料主要的工艺性能有、、和。 7材料学是研究材料的、、和四大要素以及这四大要素相互关系与规律的一门科学；材料性能取决于其内部的，后者又取决于材料的和。 8 本课程主要包括三方面内容：、和。 (三)判断题 1．晶体中原子偏离平衡位置，就会使晶体的能量升高，因此能增加晶体的强度。 ( ) 2．因为面心立方和密排六方晶体的配位数和致密度都相同，因此分别具有这两种晶体结构的金属其性能基本上是一样的。( ) 3．因为单晶体具有各向异性，多晶体中的各个晶粒类似于单晶体，由此推断多晶体在各个方向上的性能也是不相同的。( ) 4．金属的理想晶体的强度比实际晶体的强度高得多。 5．材料的强度高，其硬度就高，所以其刚度也大。 (四)改错题 1．通常材料的电阻随温度升高而增加。 3．面心立方晶格的致密度为0．68。 4．常温下，金属材料的晶粒越细小时，其强度硬度越高，塑性韧性越低。 5．体心立方晶格的最密排面是｛100｝晶面。 (五) 问答题
1．从原子结合的观点来看，金属、陶瓷和高分子材料有何主要区别?在性能上有何表现? 2．试用金属键结合的方式，解释金属具有良好导电性、导热性、塑性和金属光泽等基本特性。 (六) 计算作图题 1．在一个晶胞中，分别画出室温纯铁(011)、(111)晶面及[111)、[011)晶向。2．已知一直径为11．28mm，标距为50mm 的拉伸试样，加载为50000N 时，试样的伸长为0.04mm。撤去载荷，变形恢复，求该试样的弹性模量。 3．已知a-Fe 的晶格常数a=0.28664nm，γ-Fe 的晶格常数a=0.364nm。试求出a-Fe 和γ-Fe 的原子半径和密度(已知Fe 的原子量为55.85)。 4．设有一刚性球模型。当由面心立方晶格转变成为体心立方晶格时，计算其体积膨胀率。若在912℃时，γ-Fe的晶格常数a＝0.3633nm，a-Fe 的晶格常数a=0.2892nm，又计算γ-Fe 转变成为a-Fe 的体积膨胀率。试比较两者差别的原因。 第二章纯金属的结晶自测题 (一)判断题 1．液态金属结构与固态金属结构比较接近，而与气态金属相差较远。 2．过冷是结晶的必要条件，无论过冷度大、小，都能保证结晶过程得以进行。 3．当纯金属结晶时，形核率总是随着过冷度的增大而增加。4．金属面心立方晶格的致密度比体心立方晶格的致密度高。() ( ) 5．金属晶体各向异性的产生，与不同晶面和晶向上原子排列的方式和密度相关。( ) 6．金属的结晶过程分为两个阶段，即先形核，形核停止之后，便发生长大，使晶粒充满整个容积。 7．玻璃是非晶态固体材料，没有各向异性现象。 (二)选择题 ( ) 1．纯金属结晶时，冷却速度越快，则实际结晶温度将。 A．越高且越低 C 越接近理论结晶温度D．高低波动越大 2．在实际金属结晶时，往往通过控制N／G 比值来控制晶粒度。当时，将获得粗大晶粒。 A．N／G 很大 3．晶体中的晶界属于。 B．N／G 很小C．N／G 居中，0．N／G＝1 A．点缺陷且线缺陷 4．材料的刚度与有关。 C 面缺陷0．体缺陷 A．弹性模量B．屈服强度 C 抗拉强度D．延伸率 5．纯金属结晶的冷却曲线中，由于结晶潜热而出现结晶平台现象。这个结晶平台对应的横坐标和纵坐标表示。 A 理论结晶温度和时间 B 时间和理论结晶温度 C 自由能和温度 （三)问答题 D．温度和自由能 1．阐述液态金属结构特点并说明它为什么接近固态而与气态相差较远? 2．如果其它条件相同，试比较下列铸造条件下铸件晶粒的大小，为什么?
金属热处理原理期末考试复习题
《金属热处理原理》复习题1 一、选择题（每空分，共分） 1.钢的低温回火的温度为（）。 A．400℃ B．350℃ C．300℃ D．250℃ 2.可逆回火脆性的温度范围是（）。 A．150℃～200℃ B．250℃～400℃ C．400℃～550℃ D．550℃～650℃ 3.不可逆回火脆性的温度范围是（）。 A．150℃～200℃ B．250℃～400℃ C．400℃～550℃ D．550℃～650℃ 4.加热是钢进行热处理的第一步，其目的是使钢获得（）。 A．均匀的基体组织 B．均匀的A体组织 C．均匀的P体组织 D．均匀的M体组织 5.钢的高温回火的温度为（）。 A．500℃ B．450℃ C．400℃ D．350℃ 6.钢的中温回火的温度为（）。 A．350℃ B．300℃ C．250℃ D．200℃ 7.碳钢的淬火工艺是将其工件加热到一定温度，保温一段时间，然后采用的冷却方式是（）。 A．随炉冷却 B．在风中冷却 C．在空气中冷却 D．在水中冷却 8.正火是将工件加热到一定温度，保温一段时间，然后采用的冷却方式是（）。A．随炉冷却 B．在油中冷却 C．在空气中冷却 D．在水中冷却
9.完全退火主要用于（）。 A．亚共析钢 B．共析钢 C．过共析钢 D．所有钢种 10.共析钢在奥氏体的连续冷却转变产物中，不可能出现的组织是（）。 A．P B．S C．B D．M 11.退火是将工件加热到一定温度，保温一段时间，然后采用的冷却方式是（）。A．随炉冷却 B．在油中冷却 C．在空气中冷却 D．在水中冷却 二、是非题 1. 完全退火是将工件加热到Acm以上30～50℃，保温一定的时间后，随炉缓慢冷却的一种热处理工艺。 2. 合金元素溶于奥氏体后，均能增加过冷奥氏体的稳定性。 3. 渗氮处理是将活性氮原子渗入工件表层，然后再进行淬火和低温回火的一种热处理方法。 4. 马氏体转变温度区的位置主要与钢的化学成分有关，而与冷却速度无关。 三、填空题 1. 共析钢中奥氏体的形成过程是：（），（），残余Fe3C溶解，奥氏体均匀化。 2. 氰化处理是将（），（）同时渗入工件表面的一种化学热处理方法。 3. 化学热处理的基本过程，均由以下三个阶段组成，即（），（），活性原子继续向工件内部扩散。 4. 马氏体是碳在（）中的（）组织。 5. 在钢的热处理中，奥氏体的形成过程是由（）和（）两个基本过程来完成的。 6. 钢的中温回火的温度范围在（），回火后的组织为（）。 7. 共析钢中奥氏体的形成过程是：奥氏体形核，奥氏体长大，（），（）。 8. 钢的低温回火的温度范围在（），回火后的组织为（）。 9. 在钢的回火时，随着回火温度的升高，淬火钢的组织转变可以归纳为以下四个阶段：马氏体的分解，残余奥氏体的转变，（），（）。 10. 钢的高温回火的温度范围在（），回火后的组织为（）。 11. 根据共析钢的C曲线，过冷奥氏体在A1线以下等温转变所获得的组织产物是（）和贝氏体型组织。 12. 常见钢的退火种类有：完全退火，（）和（）。 13. 根据共析钢的C曲线，过冷奥氏体在A1线以下转变的产物类型有（），（）和马氏体型组织。 14. 材料在一定的淬火剂中能被淬透的（）越大，表示（）越好。 15. 化学热处理的基本过程，均有以下三个阶段组成，即（），活性原子被工件表面吸收，（）。
最全的金属学与热处理知识总结
钢的热处理总结 晶向指数[UVW]，晶向族 6. 能量起伏：液态金属中处于热运动的原子能量有高有低，同一原子的能量也在随时间不停地变化，时高时低的现象。 7. 均匀形核：液相中各个区域出现新相晶核的几率都是相同的，是液态金属绝对纯净、无任何杂质，喝不喝型壁接触，只是依靠液态金属的能量变化，由晶胚直接生核的理想过程。临界半径 8. 非均匀形核：液态金属中总是存在一些微小的固相杂质点，并且液态金属在凝固时还要和型壁相接触，于是晶核就可以优先依附于这些现成的固体表面上形成，需要的过冷度较小。 临界半径 非均匀形核的临界球冠半径与均匀形核的临界半径是相等的。 晶核长大的微观结构：光滑界面和粗糙界面。 晶粒大小的控制：控制过冷度；变质处理；振动、搅动。 表面细晶区的形成：当液态金属浇入温度较低的铸型中时，型壁附近熔体由于受到强烈的激冷作用，产生很大的过冷度而大量非均质生核。这些晶核在过冷熔体中也以枝晶方式生长，由于其结晶潜热既可从型壁导出，也可向过冷熔体中散失，从而形成了无方向性的表面细等轴晶组织。 柱状晶区的形成：在结晶过程中由于模壁温度的升高，在结晶前沿形成适当的过冷度，使表面细晶粒区继续长大（也可能直接从型壁处长出），又由于固-液界面处单向的散热条件（垂直于界面方向），处在凝固界面前沿的晶粒在垂直于型壁的单向热流的作用下，以表面细等轴晶凝固层某些晶粒为基底，呈枝晶状单向延伸生长，那些主干取向与热流方向相平行的枝晶优先向内伸展并抑制相邻枝晶的生长，在淘汰取向不利的晶体过程中，发展成柱状晶组织。 中心等轴晶的形成：内部等轴晶区的形成是由于熔体内部晶核自由生长的结果。随着柱状晶的发展，熔体温度降到足够低，再加之金属中杂质等因素的作用，满足了形核时的过冷度要求，于是在整个液体中开始形核。同时由于散热失去了方向性，晶体在各个方向上的长大速度是相等的，因此长成了等轴晶。 10. 固溶体与金属化合物的区别：固溶体晶体结构与组成它的溶剂相同，而金属化合物的晶体结构与组成它的组元都不同，通常较复杂。固溶体相对来说塑韧性好，硬度较低，金属化合物硬而脆。 11. 影响置换固溶体溶解度的因素：原子尺寸因素；电负性因素；电子浓度因素；晶体结构因素。 第一章金属的加热 本章重点： 1 传热方式及其特点 2 对热处理加热时间的理解 3 影响热处理工件加热的因素 4 钢加热时的氧化反应 5 钢加热时的脱碳反应 6 炉气碳势的测定方法 5 加热介质的选择 习题：1、3 1 传热方式及其特点 ●对流传热：靠气体或液体的流动来传热的方式。特点：通过发热体和工件之间流体的流 动进行 ●辐射传热：高温物体直接向外发射热的现象。特点：以电磁波的形式传递能量；波长 范围：0.4~40μm ●传导传热：热从物体温度较高的一部分沿着物体传到温度较低的部分的方式。特点： 传热物质质点间的相互碰撞；固体中热传递的主要方式； ●综合传热 3 影响热处理工件加热的因素 1)加热方式的影响 ?随炉加热：工件装入炉中，随着炉子升温而加热，直至所需加热温度 ?预热加热：工件先在已升温至较低温度的炉子中加热，到温后再转移至预定工件加热温度的炉中加热至工件达到所要求的温度。 ?到温入炉加热又称热炉装料加热：先把炉子升到工件要求的加热温度，然后再把工件装入炉内进行加热 ?高温入炉加热：工件装入较工件要求加热温度高的炉内进行加热，直至工件达到要求温度 关键不同之处：加热速度不同，随炉加热→预热加热→到温入炉加热→高温入炉加热2）加热介质及工件放置方式的影响 （1）加热介质的影响 ①流态化炉中加热的特点工作时，一定压力和流量的气流通入炉内，石墨粒子翻滚，接触或分离，产生电阻，发热，加热工件。 ○2在液态介质（熔盐或金属）中加热的特点加热均匀，不易脱碳，加热速度快。以热传导为主，兼有辐射传热及对流传热---综合传热 ○3在气态介质中加热的特点属于综合传热：高温区：辐射为主；高温区：辐射为主；低于600oC的循环气体炉：对流为主 - 1 - 热处理原理与工艺课程试题 热处理原理与工艺课程试题,一, 一、术语解释(每题4分，共20分) 1(分级淬火: 2(淬透性: 3(TTT曲线: 4(Ms温度: 5(调质处理: 二、填空(每空1分，共20分) 1(大多数热处理工艺都需要将钢件加热到相变临界点以上。 2((在钢的表面同时渗入碳和氮的化学热处理工艺称为，其中低温，最初主要用于中碳钢的耐磨性及疲劳强度的提高，因为硬度提高不多，故又称为。 3(奥氏体中的碳浓度差是奥氏体在铁素体和渗碳体相界面上形核的必然结果，也是相界面推移的驱动力。 4(钢中产生珠光体转变产物的热处理工艺称为退火或正火。 5(马氏体相变区别于其他相变最基本的两个特点是: 相变以切变共格方式进行和无扩散性。 6(贝氏体相变时随着钢中碳含量的增加，贝氏体相变速度减慢，等温转变C曲线向右移。 7(回火第一阶段发生马氏体的分解。 8(钢件退火工艺种类很多，按加热温度可分为两大类，一类是在临界温度(Ac1或AC3)以上的退火，又称相变重结晶退火。 9(有物态的淬火介质淬火冷却过程可分为三个阶段: 蒸气膜阶段、沸腾阶段和对流阶段。 10. 几乎所有的合金元素(除(Co )、(Al)以外)，都使Ms和M点( 降低 )。 f11.随着合金含量的增加(Co等个别元素除外)，钢的等温转变曲线右移，淬透性( 提高 )，比碳钢更容易获得( 马氏体 )。 三、选择题(每题2分，共20分) 1、下面对“奥氏体”的描述中正确的是: ( ) A(奥氏体是碳在α,Fe中的过饱和固溶体 B(奥氏体是碳溶于α,Fe形成的固溶体 C(奥氏体是碳溶于γ,Fe所形成的固溶体 D(奥氏体是碳溶于γ,Fe所形成的过饱和固溶体 2、45钢经下列处理后所得组织中，最接近于平衡组织的是:( ) A(750?保温10h后空冷 B(750?保温10h后炉冷 C(800?保温10h后炉冷 D(800?保温10h后空冷 3、对奥氏体实际晶粒度的描述中不正确的是:( ) A(某一热处理加热条件下所得到的晶粒尺寸 B(奥氏体实际晶粒度比起始晶粒度大 C(加热温度越高实际晶粒度也越大 D(奥氏体实际晶粒度与本质晶粒度无关 4、钢的淬硬性主要取决于() A(含碳量 B(含金元素含量 C(冷却速度 D(保温时间 5、防止或减小高温回火脆性的较为行之有效的方法是() (一)淬火--将钢加热到Ac 3或Ac 1 以上，保温一段时间，使之奥氏体化后，以 大于临界冷速的速度冷却的一种热处理工艺。 淬火目的：提高强度、硬度和耐磨性。结构钢通过淬火和高温回火后，可以获得较好的强度和塑韧性的配合；弹簧钢通过淬火和中温回火后，可以获得很高的弹性极限；工具钢、轴承钢通过淬火和低温回火后，可以获得高硬度和高耐磨性；对某些特殊合金淬火还会显著提高某些物理性能(如高的铁磁性、热弹性即形状记忆特性等)。 表面淬火--表面淬火是将钢件的表面层淬透到一定的深度，而心部分仍保持未淬火状态的一种局部淬火的方法。分类——感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火、电解液加热表面淬火、激光加热表面淬火、电子束加热表面淬火、离子束加热表面淬火、盐浴加热表面淬火、红外线聚焦加热表面淬火、高频脉冲电流感应加热表面淬火和太阳能加热表面淬火。 单液淬火——将奥氏体化后的钢件投入一种淬火介质中，使之连续冷却至室温(图9-1a线)。淬火介质可以是水、油、空气(静止空气或风)或喷雾等。 双液淬火——双液淬火方法是将奥氏体化后的钢件先投人水中快冷至接近M S 点，然后立即转移至油中较慢冷却(图9-1b线)。 分级淬火——将奥氏体化后的钢件先投入温度约为M S 点的熔盐或熔碱中等温保持一定时间，待钢件内外温度一致后再移置于空气或油中冷却，这就是分级淬火等温淬火--奥氏体化后淬入温度稍高于Ms点的冷却介质中等温保持使钢发生下贝氏体相变的淬火硬化热处理工艺。 等温淬火与分级淬火的区别是：分级淬火的最后组织中没有贝氏体而等温淬火组织中有贝氏体。。。根据等温温度不同，等温淬火得到的组织是下贝氏体、下贝氏体+马氏体以及残余奥氏体等混合组织。 (二)回火--将淬火后的钢/铁，在AC1以下加热、保温后冷却下来的金属热处理 工艺。回火的目的：为了稳定组织，减小或消除淬火应力，提高钢的塑性和韧性，获得强度、硬度和塑性、韧性的适当配合，以满足不同工件的性能要求。 第一类回火脆性：①淬火钢在250~400℃回火后出现韧性降低的现象称为第一类回火脆性，又称为低温回火脆性。几乎所有工业用钢都在一定程度上具有这类回火脆件，而且脆性的出现与回火时冷却速度的快慢无关。 第二类回火脆性：①指合金钢(含有Cr、Ni、Mn、Si等元素的合金钢)淬火并在450~650℃回火后产生低韧性的现象，也称为高温回火脆性。。。。。回火后缓冷促进回火脆性，而快冷抑制回火脆性。 (三)正火--是将工件加热至Ac3或Acm以上40~60℃，保温一段时间后，从 炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺。 目的：——如果终锻温度比较高和锻造后冷却速度比较慢，会出现网状碳化物的缺陷。这种网状碳化物在球化退火时不易被消除，需要在球化退火前用正火工艺进行消除。 (四)退火——将钢加热到临界温度Ac1以上或以下温度，保温一定时间，然后缓慢冷却(如 炉冷、坑冷、灰冷等)获得接近平衡组织的热处理工艺称为退火 退火作用——退火过程使组织由非平衡向平衡过度，它可以均匀钢的化学成分及组织，消除铸造偏析，细化晶粒；消除内应力，稳定工件尺寸，减小变形，防止开裂；降低硬度，提高切削加工性能，一般硬度的最佳切削范围为170~230HB；提高塑性，便于冷变形加工；消除淬火后的过热组织以便再进行重新淬火；脱氢，防止白点等。6.5.3 退火工艺的分类 热处理原理与工艺课后习题 第一章 一．填空题 1.奥氏体形成的热力条件（）。只有在一定的（）条件下才能转变为奥氏体。（）越大，驱动力越大，奥氏体转变速度越快。 2.共析奥氏体形成过程包括（）（）（）和（）四个阶段。 3.( )钢加热时奥氏体晶粒长大的倾向小，而（）钢加热时奥氏体晶粒长大的倾向小。 4.本质晶粒度是钢的热处理工艺性能之一，对于（）钢可有较宽的热处理加工范围，对于（）钢则必须严格控制加热温度，以免引起晶粒粗化而是性能变坏。 5.（）晶粒度对钢件冷却后的组织和性能影响较大。 6.控制奥氏体晶粒长大的途径主要有（）（）( )( )和（）。 7.（）遗传对热处理工件危害很大，它强烈降低钢的强韧性，使之变脆，必须避免和消除。、 二、判断正误并简述原因 1.奥氏体晶核是在珠光体中各处均匀形成的。（） 2.钢中碳含量越高，奥氏体转变速度越快，完全奥氏体化所需时间越 短。（） 3.同一种钢，原始组织越细，奥氏体转变速度越慢。（） 4.本质细晶粒钢的晶粒在任何加热条件下均比本质粗晶粒钢细小。（） 5.在一定加热的温度下，随温度时间延长，晶粒将不断长大。（） 6.所有合金元素都可阻止奥氏体晶粒长大，细化奥氏体晶粒。（） 三、选择题 1.Ac1、A1、Ar1的关系是__________。 A．.Ac1>A>1Ar1 B. Ar1>A1>Ac1 C.A1>Ar1>Ac1 D.A1>Ac1>Ar1 2. Ac1、Ac3、Ac cm是实际（）时的临界点。 A. 冷却 B.加热 C.平衡 D.保温 3.本质晶粒度是指在规定的条件下测得的奥氏体晶粒（） A.长大速度 B. 大小 C. 起始尺寸 D. 长大极限 4.实际上产中，在某一具体加热条件下所得到的奥氏体晶粒大小称为（） A. 起始晶粒度 B.本质晶粒度 C.实际晶粒度 D.名义晶粒度 四、简答题 1.以共析碳钢为例，说明：1.奥氏体的形成过程； 2. 奥氏体晶核为什热处理复习要点
热处理原理与工艺课程试题
金属热处理知识点概括
热处理原理与工艺课后习题