2007年哈工大金属学热处理考研真题

哈工大金属学与热处理07年试题

大学物理部分（50分）

一、简答(20分)

1、运动质点所受力恒指向空间某一点，该质点的角动量是否守恒？卫星绕地球运转的近地和远地距离分别为R1和R2，求这两点的速率比。

2、一定量气体经历绝热自由膨胀，气体的熵是否发生变化？

3、给出一个电子轨道磁矩与其轨道角动量的关系

4、将铁磁物质置于匀强次场中，分析其磁化强度随磁场强度的变化规律。

二、在一维情况下，两小球做完全弹性碰撞。碰前的速度分别为V1和V2，求碰后两小球的相对速度。

三、刚性双原子分子组成理想气体，证明其定压比热和定体比热之比为1.4

四、分析均匀带电球体内、外电场强度分布。球体半径R。带电量Q。

金属学与热处理部分（100分）

五、选择题：（1分*20=20分）

1、当冷却到AC3温度时，亚共析钢中的奥氏体将逐渐转变为铁素体，这种转变可称为：

①多晶型转变②重结晶③结晶④再结晶

2、面心立方晶格的八面体间隙：

①是不对称的②是对称的③位于面心和棱边中点④位于体心和棱边中点

3、912℃α-Fe的晶胞体积为0.02464nm3，而转变为γ-Fe晶胞体积为0.0486nm3，在该温度单位质量的γ-Fe转变为α-Fe时，其体积：

①将膨胀②将收缩③不发生变化④变化率-0.89% ⑤变化率1.2%

4、渗碳体是一种：

①间隙相②金属化合物③间隙化合物④固溶体

5、六方晶系[110]晶向指数、若改为四坐标轴的密勒指数标定，可表示为：

①[2-1-10] ②[11-20]③[-12-10] ④[1-210]

6、晶面（110）和（1-11）所在的晶带轴的指数为：

①[-112] ②[1-12] ③[02-1] ④[0-12]

7、对平衡状态下的亚共析钢，随含碳量增加，其：

①硬度、强度均升高②硬度下降、塑性升高③韧性、韧性均下降④强度、塑性均不变

8、固溶体合金与共晶合金相比，固溶体合金通常具有的特性：

①铸造性能好②锻造性能好③焊接性能好④机械加工性能好

9、含碳量在1.0%的碳钢平衡结晶到室温，则室温下该合金中：

①相组成物为铁素体与渗碳体②组织组成物为铁素体与二次渗碳体

③珠光体含量约为96% ④铁素体总含量约为85%

10、为获得细小晶粒的铝合金，可采用如下处理工艺：

①固溶处理②变质处理③调质处理

④冷变形和中间退火

11、经冷变形的金属随后加热到一定温度将发生回复和再结晶，再结晶：

①是低位错密度晶粒代替高位错密度晶粒的过程②也是一个形核与长大

的过程

③是一个典型的固态相变过程④也是重结晶过程

12、下贝氏体是：

①含碳量过饱和的单相铁素体②呈竹叶状

③呈羽毛状④含碳过饱和的片状铁素体和碳化物组成的复相组织

13、铸铁和碳钢的区别在于组织中是否有：

①渗碳体②珠光体③铁素体④莱氏体

14、调幅分解是固溶体分解的一种特殊形式，其特征可描述为：

①多晶型转变②形核与长大过程③无形核的直接长大过程

④一种固溶体分解为成分不同而结构相同的两种固溶体

15、碳溶于γ-Fe中形成的间隙固溶体称为：

①铁素体②奥氏体③马氏体④索氏体

16、通常情况下，随回火温度提高，淬火钢的：

①强度下降②硬度下降③塑性提高④韧性基本不变

17、影响固溶度的主要因素有：

①溶质与溶剂的原子半径差②溶质与溶剂的原子电负性差

③溶质原子的电子价④电子浓度

18、具有光滑界面的物质在负温度梯度下长大时：

①以二维晶核方式长大②以螺旋位错方式长大

③以垂直方式长大④呈现树枝状结晶

19、利用三元相图的变温截面图，可以：

①确定三元合金平衡相成分②定性分析三元合金的平衡结晶过程

③确定平衡相的含量④应用杠杆定律和重心法则

20、马氏体具有高硬度的原因：

①固溶强化②相变强化③时效强化④细晶强化

六、判断题：（2分*5=10分）

1、过冷度越大，形核率与线长大速率的比值越大，则获得的晶粒越细小。

2、金属及合金由液态转变为固态的过程称为结晶，是一个典型的相变过程。

3、金属铸件可以通过再结晶退火来达到细化晶粒的目的。

4、回复退火可有效地消除冷变形金属的内应力。

5、几乎所有钢都会出现第二类回火脆性，若回火后采用快冷的方式可以避免此

类脆性。

七、简答：

1、举例说明什么是合金的组元、相和组织。

2、简述纯金属与固溶体合金平衡结晶过程的异同点。

八、综合题

1、(1)画出Fe-Fe3C相图，并填写相区

(2)比较一次渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳体、共析渗碳体与共晶渗碳体在形成条件，组织状态和晶体结构方面的异同点。

(3)计算碳钢中二次渗碳体的最大含量。

2、在500℃铝的密度2.690g/cm3若假定此时铝晶体中的缺陷只有肖脱基空位，试计算该温度下铝晶体中平衡空位浓度，（铝的原子量为26.98，铝的晶格常数为0.4049nm，阿伏伽德罗常数6.022x1023/mol）

3、下图为组元在固态下互不溶解的三元共晶合金相图的投影图。

（1）分析O点成分合金的平衡结晶过程。

（2）写出该合金在室温下组织组成物的相对含量的表达式。

4、（1）试述钢的正火、淬火加热范围。

（2）若用T12（含碳量在1.2%，Accm=840℃,Ac1=727℃）,制作手锯锯条，制定最终热处理工艺参数（包括工艺名称、加热温度、冷却方式），并说明最终所得组织及相应的性能特点。

金属学与热处理原理哈工大考研初试经典题目呕心沥血总结

金属学与热处理原理哈工大考研初试经典题目呕心沥血总结 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

哈工大金属学与热处理原理初试经典试题呕心沥血总结题记：权威的答案是考研专业课成功的保证！！！希望这份资料，能够照亮每一个苦苦求学的孩子通往哈工大的漫漫征程。分享人：刚爷闯天下第三章什么是成分过冷画图说明成分过冷是如何形成的（以固相中无扩散，液相中只有扩散而无对流搅拌的情况为例说明）并说明成分过冷对晶体长大方式及铸锭组织的影响。成分过冷：实质是液相成分变化引起过冷状况发生变化。异分结晶必然导致溶质在液、固相中的浓度变化，而固溶体的平衡结晶温度则随合金成分的不同而变化，进而引起过冷状况变化。自己把图画上(共五个) 假设液态金属中仅扩散，即扩散不能充分进行。，故将溶质排到界面前由图（a）结晶的固相成分总是低于平衡成分C o 沿，由于不能充分扩散，便在界面处产生溶质浓度梯度薄层。结合图（c）（d），固溶体平衡结晶温度随溶质浓度的变化而变化。将实际温度分布（b）与平衡结晶温度分布（e）叠加，便在固液界面前一定范围的液相中出现了过冷区域。平衡结晶温度与实际结晶温度之差为过冷度，这个过冷度是由于液相中成分变化引起的，故称为成分过冷。成分过冷对晶体长大方式的影响：随着成分过冷的增大，固溶体晶体由平面状向胞状、树枝状的形态发展成分过冷对铸锭组织的影响：固溶体合金的铸锭组织也是由表层细晶区、柱状晶区、中心等轴晶区组成。当溶质含量固定时，随着G/√R的增加成分过冷区下降，铸锭组织由等轴晶向柱状晶发展；当G/√R固定时，随着浓度的增加，成分过冷区增大，铸锭组织由柱状晶向等轴晶过度，有利于等轴晶形成。（注：液相中的温度梯度G越小，成长速度R和溶质的浓度C o越大，则有利于形成成分过冷。）第四章试述铁碳合金平衡组织中铁素体和渗碳体的形态、特征和数量对合金组织和性能的影响。

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。

金属学与热处理哈工大第三版版部分答案

14、何谓组元？何谓相？何谓固溶体？固溶体的晶体结构有何特点？何谓置换固溶体？影响其固溶度的因素有哪些？答: 组元：组成合金最基本的、独立的物质。相：合金中结构相同、成分和性能均一并以界面相互分开的组成部分。固溶体：合金组元之间以不同的比例相互混合形成的晶体结构与某一组元相同的固相。固溶体的晶体结构特点：固溶体仍保持着溶剂的晶格类型，但结构发生了变化，主要包括以下几个方面：1)有晶格畸变，2)有偏聚与有序，3)当低于某一温度时，可使具有短程有序的固溶体的溶质和溶剂原子在整个晶体中都按—定的顺序排列起来，转变为长程有序，形成有序固溶体。置换固溶体：溶质原子位于溶剂晶格的某些结点位置所形成的固溶体。影响置换固溶体固溶度的因素：原子尺寸，电负性，电子浓度，晶体结构何谓柏氏矢量？答：柏氏矢量：不但可以表示位错的性质，而且可以表示晶格畸变的大小和方向，从而使人们在研究位错时能够摆脱位错区域内原子排列具体细节的约束 1、名词解释：过冷现象：结晶时，实际结晶温度低于理论结晶温度的现象。在一定压力下,当液体的温度已低于该压力下液体的凝固点,而液体仍不凝固的现象叫液体的过冷现象结构起伏液态金属中近程有序的原子集团处于瞬间出现、瞬间消失、此起彼伏、变化不定的状态之中，仿佛在液态金属中不断涌现出一些极微小的固态结构一样。这种不断变化的近程有序原子集团成为结构起伏。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。 2、根据结晶的热力学条件解释。为什么金属结晶时一定要有过冷度？冷却速度与过冷度有什么关系？答：由热力学第二定律知道，在等温等压条件下，一切自发过程都朝着使系统自由能降低的方向进行。液态金属要结晶，其结晶温度一定要低于理论结晶温度Tm，此时的固态金属自由能低于液态金属的自由能，两相自由能之差构成了金属结晶的驱动力。要获得结晶过程所必须的驱动力，一定要使实际结晶温度低于理论结晶温度，这样才能满足结晶的热力学条件。过冷度越大，液、固两相自由能的差值越大，即相变驱动力越大，结晶速度越快，所以金属结晶必须有过冷度。冷却速度越大，过冷度越大；反之，冷却速度越小，则过冷度越小. 12、常温下晶粒大小对金属性能有何影响？根据凝固理论，试述细化晶粒的方法有哪些？答：金属的晶粒越细小，强度和硬度则越高，同时塑性韧性也越好。细化晶粒的方法： 1）控制过冷度，在一般金属结晶时的过冷度范围内，过冷度越大，晶粒越细小；2）变质处理，在浇注前往液态金属中加入形核剂，促进形成大量的非均匀晶核来细化晶粒；3）振动、搅动，对即将凝固的金属进行振动或搅动，一方面是依靠从外面输入能量促使晶核提前形成，另一方面是使成长中的枝晶破碎，使晶核数目增加. 3、何谓枝晶偏析？是如何形成的？影响因素有哪些？对金属性能有何影响,如何消除？ 2）答：枝晶偏析：在一个晶粒内部化学成分不均匀的现象称为晶内偏析，由于固溶体晶体通常是树枝状，枝干，枝间的化学成分不同，所以之为枝晶偏析。形成原因：固溶体合金平衡结晶的结果，使前后从液相中结晶出的固相成分不同，再加上冷却较快，不能使成分扩散均匀，结果就使每个晶粒内部的化学成分很不均匀，先结晶的含高熔点组元多，后结晶的含低熔点组元多，再结晶内部存在浓

金属学与热处理课后习题问题详解(崔忠圻版)

第十章钢的热处理工艺 10-1 何谓钢的退火？退火种类及用途如何？答：钢的退火：退火是将钢加热至临界点AC1以上或以下温度，保温一定时间以后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。退火种类：根据加热温度可以分为在临界温度AC1以上或以下的退火，前者包括完全退火、不完全退火、球化退火、均匀化退火，后者包括再结晶退火、去应力退火，根据冷却方式可以分为等温退火和连续冷却退火。退火用途： 1、完全退火：完全退火是将钢加热至AC3以上20-30℃，保温足够长时间，使组织完全奥氏体化后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。其主要应用于亚共析钢，其目的是细化晶粒、消除应力和加工硬化、提高塑韧性、均匀钢的化学成分和组织、改善钢的切削加工性能，消除中碳结构钢中的魏氏组织、带状组织等缺陷。 2、不完全退火：不完全退火是将钢加热至AC1- AC3（亚共析钢）或AC1-ACcm （过共析钢）之间，保温一定时间以后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。对于亚共析钢，如果钢的原始组织分布合适，则可采用不完全退火代替完全退火达到消除应力、降低硬度的目的。对于过共析钢，不完全退火主要是为了获得球状珠光体组织，以消除应力、降低硬度，改善切削加工性能。 3、球化退火：球化退火是使钢中碳化物球化，获得粒状珠光体的热处理工艺。主要用于共析钢、过共析钢和合金工具钢。其目的是降低硬度、改善切削加工性能，均匀组织、为淬火做组织准备。 4、均匀化退火：又称扩散退火，它是将钢锭、铸件或锻轧坯加热至略低于固相线的温度下长时间保温，然后缓慢冷却至室温的热处理工艺。其目的是消除铸锭或铸件在凝固过程中产生的枝晶偏析及区域偏析，使成分和组织均匀化。 5、再结晶退火：将冷变形后的金属加热到再结晶温度以上保持适当时间，然后缓慢冷却至室温的热处理工艺。其目的是使变形晶粒重新转变为均匀等轴晶粒，同时消除加工硬化和残留应力，使钢的组织和性能恢复到冷变形前的状态。 6、去应力退火：在冷变形金属加热到再结晶温度以下某一温度，保温一段时间然后缓慢冷却至室温的热处理工艺。其主要目的是消除铸件、锻轧件、焊接件及机械加工工件中的残留应力（主要是第一类应力），以提高尺寸稳定性，减小工件变形和开裂的倾向。 10-2 何谓钢的正火？目的如何？有何应用？答：钢的正火：正火是将钢加热到AC3或Accm以上适当温度，保温适当时间进行完全奥氏体化以后，以较快速度（空冷、风冷或喷雾）冷却，得到珠光体类组织的热处理工艺。正火过程的实质是完全奥氏体化加伪共析转变。目的：细化晶粒、均匀成分和组织、消除应力、调整硬度、消除魏氏组织、带状组织、网状碳化物等缺陷，为最终热处理提供合适的组织状态。

2014年华南理工大学金属学及热处理考研真题与答案

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1、全面了解，宏观把握。备考初期，考生需要对《复习精编》中的考前必知列出的院校介绍、师资力量、就业情况、历年报录情况等考研信息进行全面了解，合理估量自身水平，结合自身研究兴趣，科学选择适合自己的研究方向，为考研增加胜算。 2、稳扎稳打，夯实基础。基础阶段，考生应借助《复习精编》中的考试分析初步了解考试难度、考试题型、考点分布，并通过最新年份的试题分析以及考试展望初步明确考研命题变化的趋势；通过认真研读复习指南、核心考点解析等初步形成基础知识体系，并通过做习题来进一步熟悉和巩固知识点，达到夯实基础的目的。做好充分的知识准备，过好基础关。 3、强化复习，抓住重点。强化阶段，考生应重点利用《复习精编》中的复习指南（复习提示和知识框架图）来梳理章节框架体系，强化背诵记忆；研读各章节的核心考点解析，既要纵向把握知识点，更应横向对比知识点，做到灵活运用、高效准确。 4、查缺补漏，以防万一。冲刺阶段，考生要通过巩固《复习精编》中的核心考点解析，并参阅备考方略，有效把握专业课历年出题方向、常考章节和重点章节，做到主次分明、有所侧重地复习，并加强应试技巧。 5、临考前夕，加深记忆。临考前夕，应重点记忆核心考点解析中的五星级考点、浏览知识框架图，避免考试时因紧张等心理问题而出现遗忘的现象，做到胸有成竹走向考场。考生A：考研不像高考，有老师为我们导航，为我们答疑解惑，考研是一个人的战役，有一本好的教辅做武器，胜算便多了几分。文思版复习精编对知识点的归纳讲解还是很不错的，配合着教材复习，少了几分盲目。考生B：我是材料加工工程专业的考生，专业课基础较为薄弱，华南理工大学又是名校，虽然不是跨考，但是本科所学教材与华南理工大学考研的指定教材不一样，文思版复习精编对指定教材分析得透彻，对我是很有指导和帮助作用的。考生C：本科院校和所学专业都不是我理想的，所以我信誓旦旦准备考研，跨考的压力很大，我又是不大善于总结归纳和分析的人，文思出品的教辅给我吃了一颗小小的定心丸，有对教材的讲解，更有对真题的详细解析，以及对出题规律的把握，相信我一定能考好！

北京科技大学金属学与热处理期末考试资料

1、热处理的定义：根据钢件的热处理目的,把钢加热到预定的温度，在此温度下保持一定的时间，然后以预定的速度冷却下来的一种综合工艺。钢的热处理是通过加热、保温和冷却的方法，来改变钢内部组织结构，从而改善其性能的一种工艺。凡是材料体系（金属、无机材料）中有相变发生，总可以采用热处理的方法，来改变组织与性能。 2、Ac1、Ac 3、Accm的意义：对于一个具体钢成分来说，A1、A3、Acm是一个点，而且是无限缓慢加热或冷却时的平衡临界温度。加热时的实际临界温度加注脚字母“C”，用Ac1、Ac3、Accm表示；冷却时的实际临界温度加注脚字母“r”，用Ar1、Ar3、Arcm表示。 3、什么是奥氏体化？奥氏体化的四个过程？是什么类型的相恋？将钢加热到AC1点或AC3点以上，使体心立方的α-Fe铁结构转变为面心立方结构的γ-Fe，这个过程就是奥氏体化过程。从铁碳相图可知，任何成分碳钢加热到Ac1以上，珠光体就向奥氏体转变；加热到Ac3或Accm以上，将全部变为奥氏体。这种加热转变称奥氏体化。共析钢的奥氏体化过程包括以下四个过程：形核；长大；残余渗碳体溶解；奥氏体成分均匀化。加热时奥氏体化程度会直接影响冷却转变过程，以及转变产物的组成和性能。是扩散型相变。 4、碳钢与合金钢的奥氏体化有什么区别？为什么？在同一奥氏体化温度下，合金元素在奥氏体中扩散系数只有碳的扩散系数的千分之几到万分之几，可见合金钢的奥氏体均匀化时间远比碳钢长得多。在制定合金钢的热处理工艺规范时，应比碳钢的加热温度高些，保温时间长些，促使合金元素尽可能均匀化。 5奥氏体晶粒的三个概念（初始晶粒、实际晶粒和本质晶粒）？奥氏体的初始晶粒：指加热时奥氏体转变过程刚刚结束时的奥氏体晶粒，这时的晶粒大小就是初始晶粒度。奥氏体实际晶粒：指在热处理时某一具体加热条件下最终所得的奥氏体晶粒，其大小就是奥氏体的实际晶粒度。奥氏体的本质晶粒：指各种钢的奥氏体晶粒的长大趋势。晶粒容易长大的称为本质粗晶粒钢；晶粒不容易长大的称为本质细晶粒钢； 6为什么要研究奥氏体晶粒大小？奥氏体晶粒大小会显著影响冷却转变产物的组织和性能。 7、工厂中对奥氏体晶粒大小的表征方法是什么？本质晶粒度的测试方法？统一采用与标准金相图片比较，来确定晶粒度的级别。生产中为了便于确定钢的本质晶粒度，只需测出930度左右的实际晶粒度，就可以判断。 8过冷奥氏体：奥氏体冷至临界温度以下，牌热力学不稳定状态，称为过冷奥氏体。 9、钢的共析转变？珠光体组织的三种类型？钢的共析转变：钢奥氏体化后，过冷到A1至“鼻尖”之间区域等温停留时，将发生共析转变，形成珠光体组织，其反应如下：γ→P(α+Fe3C)结构：FCC、BCC、正交；含碳：0.77%、0.0218%、6.69%珠光体的三种类型：珠光体，索氏体，屈氏体。 10、什么叫钢的C曲线？如何测定？影响C曲线的因素？过冷奥氏体等温转变曲线，也称TTT曲线。因曲线形状象英文字母“C”，故常称C曲线。在过冷奥氏体的转变过程中有组织（相变）转变和性能变化，因此可用金相法、硬度法、膨胀法或磁性法等来测定过冷奥氏体的等温转变过程，其中金相法是最基本的。金相法测定过冷奥氏体等温转变图---C曲线（基本方法），以共析钢为例：①用共析钢制成多组圆片状试样(φ10×1.5)；②取一组试样加热奥氏体化；③迅速转入A1以下一定温度熔盐浴中等温；④各试样停留不同时间后分别淬入盐水中，使未分解的过冷奥氏体变为马氏体；⑤这样在金相显微镜下就可以观察到过冷奥氏体的等温分解过程。钢的成分和热处理条件都会引起C曲线形状和位置的变化1)含碳量的影响2)合金元素的影响3)奥氏体化温度和保温时间的影响 11、什么叫CCT曲线？如何测定？连接冷却曲线上相同性质的转变开始点和终了点，得到钢种的连续冷却转变图称为CCT曲线。与测定C曲线的方法相同，一般也都用膨胀法或金相-硬度法等来测定CCT(Continuous Cooling Transformation)图；在测定时，首先选定一组具有不同冷却速度的方法，然后将欲测试样加热奥氏体化，并以各种冷却速度进行冷却，同时测

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

金属学与热处理试卷及答案期末练习题

金属学与热处理期末练习题（含答案） 1、金属的机械性能主要包括强度、硬度、塑性、韧性、疲劳强度等指标，其中衡量金属材料在静载荷下机械性能的指标有____强度_______、_____硬度______、_________塑性__。衡量金属材料在交变载荷和冲击载荷作用下的指标有_______韧性____和____疲劳强度_______。 2、常见的金属晶格类型有___面心立方晶格____ 、___体心立方晶格___ ____和__密棑六方晶格_ ________。 3、常用的回火方法有低温回火、_中温回火__________ 和____高温回火_______ 。 4、工程中常用的特殊性能钢有___不锈钢______、耐热钢_________和耐磨刚。 5、根据铝合金成分和工艺特点，可将铝合金分为__变形铝合金_________和铸造铝合金两大类。 6、按冶炼浇注时脱氧剂与脱氧程度分，碳钢分为_镇静钢________、半镇静钢_________、特殊镇静钢_________和__沸腾钢_______。 7、铸铁中_________碳以石墨形式析出___________________的过程称为石墨化，影响石墨化的主要因素有_化学成分__________ 和冷却速度。 8、分别填写下列铁碳合金组织符号：奥氏体A、铁素体F、渗碳体fe3c 、珠光体P 、高温莱氏体ld 、低温莱氏体ld’。 9、含碳量小于%的钢为低碳钢，含碳量为的钢为中碳钢，含碳量大于% 的钢为高碳钢。 10、三大固体工程材料是指高分子材料、复合材料和陶瓷材料。二、选择题（每小题1分，共15分）（ b ）1、拉伸试验时，试样拉断前能承受的最大拉应力称为材料的（）。 A 屈服点 B 抗拉强度 C 弹性极限 D 刚度（b）2、金属的（）越好，其锻造性能就越好。 A 硬度 B 塑性 C 弹性 D 强度（ c ）3、根据金属铝的密度，它属于（）。 A 贵金属 B 重金属 C 轻金属 D 稀有金属（ d ）4、位错是一种（）。

(完整word版)金属学与热处理(哈尔滨工业大学_第二版)课后习题答案

第一章 1?作图表示出立方晶系（1 2 3）、（0 -1-2）、（4 2 1）等晶面和［-1 0 2］、今有一晶面在X、Y、Z坐标轴上的截距分别是5个原子间距，2个原子间距和3个原子间距，求该晶面的晶面参数。解：设X方向的截距为5a, Y方向的截距为2a,则Z方向截距为3c=3X2a/3=2a,取截距的倒数，分别为 1/5a，1/2a, 1/2a 化为最小简单整数分别为2,5,5 故该晶面的晶面指数为（2 5 5） 4体心立方晶格的晶格常数为a，试求出（1 0 0）、（1 1 0）、（1 1 1）晶面的晶面间距，并指出面间距最大的晶面 3?某晶体的原子位于正方晶格的节点上，其晶格常数

解：（1 0 0）面间距为a/2, （1 1 0）面间距为"2a/2, （1 1 1）面间距为"3a/3 三个晶面晶面中面间距最大的晶面为（1 1 0） 7证明理想密排六方晶胞中的轴比c/a=1.633 证明：理想密排六方晶格配位数为12,即晶胞上底面中心原子与其下面的3个位于晶胞内的原子相切，成正四面体，如图所示贝卩OD=c/2，AB=BC=CA=CD=a 因厶ABC是等边三角形，所以有OC=2/3CE 由于(BC)2=(CE)2+(BE)2 有(CD)2=(OC)2+(1/2C)2，即 I /T J (CU)(c)2- ' 3 2 因此c/a=V8/3=1.633 8?试证明面心立方晶格的八面体间隙半径为r=0.414R 解：面心立方八面体间隙半径r=a/2-v2a/4=0.146a

面心立方原子半径R二辺a/4，贝卩a=4R/\2，代入上式有 R=0.146X4R/ V2=0.414R 9. a ）设有一刚球模型，球的直径不变，当由面心立方晶格转变为体心立方晶格时，试计算其体积膨胀。b）经X射线测定，在912C时丫-Fe的晶格常数为0.3633nm, a -Fe的晶格常数为0.2892nm,当由丫-Fe转化为a -Fe时，求其体积膨胀，并与a）比较，说明其差别的原因。解：a）令面心立方晶格与体心立方晶格的体积及晶格常数分别为V面、V踢与a面、a体，钢球的半径为r，由晶体结构可知，对于面心晶胞有 4r=辺a 面，a 面=2辺/2r, V 面二（a 面）3= （2辺r）3 对于体心晶胞有 4r= \3a 体，a 体=4v3/3r, V 体二（a 体）3= （4\3/3r）3 则由面心立方晶胞转变为体心立方晶胞的体积膨胀厶V为 △V=2X V体-V 面=2.01r3 B）按照晶格常数计算实际转变体积膨胀厶V实，有 △V实=2^ V体-V 面=2x（0.2892）3-（0.3633）3=0.000425nm3 实际体积膨胀小于理论体积膨胀的原因在于由丫-Fe转化为a -Fe时,Fe原子的半径发生了变化，原子半径减小了。 10. 已知铁和铜在室温下的晶格常数分别为0.286nm和0.3607nm,求

华南理工大学材料工程金属学及热处理考研最新经验总结

华南理工大学材料工程金属学及热处理考研最新经验总结 802金属学及热处理是华工机械与汽车工程学院考研的专业科目，例如材料科学与工程、材料工程等专业，这些都是华工热门的专业。一、业课考试大纲与参考书目考试内容和考试要求：802金属学及热处理考试大纲一、考试内容 1.金属的晶体结构金属的晶体结构、实际金属的晶体结构及晶体缺陷、位错 2.纯金属的结晶金属的结晶、铸锭结构及其影响因素 3.金属的塑性变形与再结晶金属的塑性变形、变形对金属的组织性能的影响、回复与再结晶、金属的热加工 4.合金的相结构与二元合金相图合金中的相结构、合金的结晶过程（包括平衡结晶与不平衡结晶）及合金相图的建立、二元合金相图的基本类型、合金性能与相图的关系 5.扩散扩散定律、扩散机制、影响扩散的因素 6.铁碳合金纯铁的同素异晶转变与铁碳合金中的相、铁碳相图、碳钢 7.钢的热处理钢在加热时的组织转变、钢在冷却时的组织转变、钢的退火与正火、钢的淬火和回火、钢的淬透性、钢的表面淬火、钢的化学热处理 8.合金钢合金元素在钢中的作用、钢的强韧化、合金钢的分类及编号、合金结构钢、轴承钢、合金工具钢、不锈钢、耐热钢、粉末冶金材料 9.铸铁铸铁的特点与分类、铸铁的石墨化及其影响因素、灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁 10.有色金属及其合金有色金属热处理、铝及其合金、铜及其合金、镁及其合金、钛及其合金、钨及其合金 11.机械零件选材及加工路线分析机械零件的失效、选材的基本原则、零件设计与热处理工艺性的关系、典型零件的选材及工艺分析考试题型：1、填空、2、选择题、3、判断题、4、简答题、5、问答题参考书目：《金属学与热处理》崔忠圻主编，机械工业出版社(任一版本)；《金属材料及热处理》崔振铎、刘华山主编，中南大学出版社。心得：其实这些书都就是自己本科学的专业教材或者相似教材。很多人就会问，每本都要考吗，那么多

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；晶面指数（hkl），晶面族{hkl}；六方晶系晶向指数[uvw]→u=（2U-V）/3，v=（2V-U）/3，t=-（u+v），w=W→[uvtw] 1. 空间点阵和晶体点阵：为便于了解晶体中原子排列的规律性，通常将实体晶体结构简化为完整无缺的理想晶体。若将其中每个院子抽象为纯几何点，即可得到一个由无数几何点组成的规整的阵列，称为空间点阵，抽象出来的几何点称为阵点或结点。由此构成的空间排列，称为晶体点阵；与此相应，上述空间点阵称为晶格。 2. 热过冷：纯全属在凝固时,其理论凝固温度(T m)不变,当液态金属中的实际温度低于T m 时,就引起过冷,这种过冷称为热过冷。 3. 成分过冷：在固液界面前沿一定范围内的液相，其实际温度低于平衡结晶温度，出现了一个过冷区域，过冷度为平衡结晶温度与实际温度之差，这个过冷度是由于界面前沿液相中的成分差别引起的，称为成分过冷。成分过冷能否产生及程度取决于液固界面前沿液体中的溶质浓度分布和实际温度分布这两个因素。 4. 动态过冷度：当界面温度T i

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。

重庆大学829金属学与热处理考研历年真题及答案

重庆大学考研历年真题解析 ——829金属学与热处理主编：弘毅考研编者：peter pan 弘毅教育出品 https://www.360docs.net/doc/0b2012198.html,

【资料说明】重庆大学《金属学与热处理》历年真题解析系2013年重大材料学院考生peter pan 所编写，适用于2014年报考重庆大学材料学院金材、材加、材控3个方向的考生使用。编者在考研过程中搜集到了2001－2012年这连续12年的真题，在考研复习中以课本为主，以这12年的真题为辅进行复习，取得了较好的成绩。但编者在考研过程中深感只有真题没有答案解析的苦恼，很多题目在书上不能直接找到答案，需要加以总结，更有甚者有些题目已经超纲，所以编者为了同学们能少花点查资料的时间，把有限的精力放到最需要的地方，特意编写了这本专业课真题解析。本资料是本人把一年考研复习过程中的心得体会与真题相结合编写而成，里面的很多内容摘抄于我本人的笔记本。希望通过此书，能让大家在复习中抓准重点、节省一些复习时间，从而能够从容应对考试！因本人水平有限，作为学生，肯定在解析中有一些不到位、不完善的地方，望各位海涵。 peter pan

目录 2001年金属学与热处理专业课试题........................... 错误!未定义书签。2002年金属学与热处理专业课试题........................... 错误!未定义书签。2003年金属学与热处理专业课试题........................... 错误!未定义书签。2004年金属学与热处理专业课试题........................... 错误!未定义书签。2005年金属学与热处理专业课试题........................... 错误!未定义书签。2006年金属学与热处理专业课试题........................... 错误!未定义书签。2007年金属学与热处理专业课试题........................... 错误!未定义书签。2008年金属学与热处理专业课试题........................... 错误!未定义书签。2009年金属学与热处理专业课试题........................... 错误!未定义书签。2010年金属学与热处理专业课试题........................... 错误!未定义书签。2011年金属学与热处理专业课试题........................... 错误!未定义书签。2012年金属学与热处理专业课试题. (1) 2001年专业课试题解析..................................... 错误!未定义书签。2002年专业课试题解析..................................... 错误!未定义书签。2003年专业课试题解析..................................... 错误!未定义书签。2004年专业课试题解析..................................... 错误!未定义书签。2005年专业课试题解析..................................... 错误!未定义书签。2006年专业课试题解析..................................... 错误!未定义书签。2007年专业课试题解析..................................... 错误!未定义书签。2008年专业课试题解析..................................... 错误!未定义书签。2009年专业课试题解析..................................... 错误!未定义书签。2010年专业课试题解析..................................... 错误!未定义书签。2011年专业课试题解析..................................... 错误!未定义书签。2012年专业课试题解析..................................... 错误!未定义书签。

金属学与热处理课后答案(哈工大第3版)

金属学与热处理课后答案第一章填表：晶格类型原子数原子半径配位数致密度体心立方2 a 4 3 8 68% 面心立方4 a 4 2 12 74% 密排六方6 a 2 1 12 74% 5、作图表示出立方晶系（1 2 3）、（0 -1 -2）、（4 2 1）等晶面和[-1 0 2]、[-2 1 1]、[3 4 6] 等晶向 10、已知面心立方晶格常数为a，分别计算（100）、（110）、和（111）晶面的晶面间距；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该晶向上单位长度排列原子的个数）答：（100）：（110）：

（111）： 14、何谓组元？何谓相？何谓固溶体？固溶体的晶体结构有何特点？何谓置换固溶体？影响其固溶度的因素有哪些？答: 组元：组成合金最基本的、独立的物质。相：合金中结构相同、成分和性能均一并以界面相互分开的组成部分。固溶体：合金组元之间以不同的比例相互混合形成的晶体结构与某一组元相同的固相。固溶体的晶体结构特点：固溶体仍保持着溶剂的晶格类型，但结构发生了变化，主要包括以下几个方面：1)有晶格畸变，2)有偏聚与有序，3)当低于某一温度时，可使具有短程有序的固溶体的溶质和溶剂原子在整个晶体中都按—定的顺序排列起来，转变为长程有序，形成有序固溶体。置换固溶体：溶质原子位于溶剂晶格的某些结点位置所形成的固溶体。影响置换固溶体固溶度的因素：原子尺寸，电负性，电子浓度，晶体结构 15、何谓固溶强化？置换固溶体和间隙固溶体的强化效果哪个大？为什么？答：固溶强化：在固溶体中，随着溶质浓度的增加，固溶体的强度、硬度提高，而塑性、韧性有所下降的现象。间隙固溶体的强化效果大于置换固溶体的强化效果。原因：溶质原子与溶剂原子的尺寸差别越大，所引起的晶格畸变也越大，强化效果越好。间隙固溶体晶格畸变大于置换固溶体的晶格畸变 16、何谓间隙相？它与间隙固溶体及复杂晶格间隙化合物有何区别？答：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，形成的简单的晶体结构称为间隙相。间隙相与间隙固溶体有本质的区别，间隙相是一种化合物，它具有与其组元完全不同的晶格结构，而间隙固溶体则任保持着溶剂组元的晶格类型。间隙相与间隙化合物相比具有比较简单的晶体结构，间隙相一般比间隙化合物硬度更高，更稳定。 21、何谓刃型位错和螺型位错？定性说明刃型位错的弹性应力场与异类原子的相互作用，对金属力学性能有何影响？答：刃型位错：设有一简单立方晶体，某一原子面在晶体内部中断，这个原子平面中断处的边缘就是一个刃型位错，犹如一把锋利的钢刀将晶体上半部分切开，沿切口硬入一额外半原子面一样，将刃口处的原子列为刃型位错线。螺型位错：一个晶体的某一部分相对于其余部分发生滑移，原子平面沿着一根轴线盘旋上升，每绕轴线一周，原子面上升一个晶面间距。在中央轴线处即为一螺型位错。刃型位错的应力场可以与间隙原子核置换原子发生弹性交互作用，各种间隙及尺寸较大的置换原子，聚集于正刃型位错的下半部分，或者负刃型位错的上半部分；对于较小的置换原子来说，则易于聚集于刃型位错的另一半受压应力的地反。所以刃型位错往往携带大量的溶质原子，形成所谓的“柯氏气团”。这样一来，就会使位错的晶格畸变降低，同时使位错难于运动，从而造成金属的强化。 23何谓柏氏矢量？用柏氏矢量判断图中所示的位错环中A、B、C、D、E五段位错各属于哪一类位错？答：柏氏矢量：不但可以表示位错的性质，而且可以表示晶格畸变的大小和方向，从而使人们在研究位错时能够摆脱位错区域内原子排列具体细节的约束。A是右螺旋型位错、B左螺旋型位错、C