《金属材料与热处理》复习70题

1．金属材料的力学性能指标主要有哪些？强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度

2．衡量金属材料在静载荷下的力学性能指标有哪些？强度、塑性、硬度-

3．衡量金属材料在交变载荷和冲击载荷作用下的力学性能指标有那些？疲劳强度和冲击韧性4．通过拉伸试验可获得的金属的力学性能指标有哪些？强度和塑性

5．强度的定义、符号、单位？强度是指金属在静载荷作用下，抵抗塑性变形或断裂的能力。

用“σ”表示，单位是MPa

6．工程上使用的金属材料都有明显的屈服现象吗？没有。多数没有明显的屈服现象，有的甚至没有“缩颈”。

7．衡量塑性好坏的指标是什么？δ和ψ

8．测定半成品铸铁件的硬度用哪种方法？符号是什么？布氏硬度HBS

9．检验各种淬火钢的硬度用哪种方法？符号是什么？洛氏硬度HRC

⒑金属材料受大能量冲击载荷作用时，其冲击抗力取决于什么？α

κ

11．金属材料在小能量多次冲击条件下，其冲击抗力取决于什么？材料的强度和塑性

12．同一种金属材料的疲劳强度和屈服强度值一样吗？不一样。疲劳强度比屈服强度低。13．零件允许的工作应力应如何确定？其工作应力应低于金属材料的屈服点。

14．纯铁具有什么类型的晶格？912℃以下为体心立方晶格，称α-Fe

912℃～1394℃为面心立方晶格，称γ-Fe 1394℃～1538℃为体心立方晶格，称δ-Fe 15．什么是结晶?金属由原子不规则排列的液体转变为原子规则排列的固体的过程，称为结晶。16．什么是过冷度？影响过冷度的因素是什么？过冷度是理论结晶温度与实际结晶温度之差（ΔT＝T0－T1）。过冷度与冷却速度有关，冷却速度越快，实际结晶温度就越低，过冷度也就越大。

17．细化晶粒的根本途径是什么？控制形核率及长大速度。

18．常用的细化晶粒的方法有哪些？增加过冷度、变质处理、振动处理

19．在铸造生产中，用金属模浇注得到的铸件与用砂型浇注得到的铸件相比，谁的晶粒更细些？

谁的力学性能更好些？用砂型浇注得到的铸件晶粒更细些，力学性能更好些。

20．在生产中，当金属进行结晶时，辅以机械振动的目的是什么？细化晶粒。

21．合金的组织类型有哪些？固溶体、金属化合物、混合物

22．金属化合物的性能特点是什么？熔点高、硬度高、脆性大

23．铁碳合金的基本组织有哪些？铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体

24．铁碳合金的基本相有哪些？铁素体、奥氏体、渗碳体

25．什么是铁素体？铁素体的性能特点是什么？碳溶解在α-Fe 中形成的间隙固溶体称为铁素体。其性能特点是：良好的塑性和韧性，低的强度和硬度。

26．什么是奥氏体？奥氏体的性能特点是什么？碳溶解在γ-Fe 中形成的间隙固溶体称为奥氏体。其性能特点是：强度和硬度不高，但具有良好的塑性。

27．什么是渗碳体？渗碳体的性能特点是什么?渗碳体是含碳量为6.69%的铁与碳的金属化合物。

其性能是：硬度很高，脆性很大，塑性和韧性几乎等于零。

28．什么是珠光体？珠光体的性能特点是什么？珠光体是铁素体和渗碳体的混合物。其性能特点是：强度较高，硬度适中，具有一定的塑性。29．什么是莱氏体？莱氏体的性能特点是什么？莱氏体是含碳量为4.3%的奥氏体与渗碳体的混合物。其性能是：硬度很高，塑性很差。

30．铁碳合金共析转变的条件是什么？成分：含C0.77% 温度：727℃

31．铁碳合金共晶转变的条件是什么？成分：含C4.3% 温度1148℃

32．什么是钢？按室温组织不同钢分几种？含碳量从0.0218%~2.11% 的铁碳合金称为钢。

0.0218%

34．亚共析钢：共析钢及过共析钢的室温组织分别是什么？

亚共析钢：F+P 共析钢：P过共析钢：P+Fe3C

35．铁碳合金的成分与性能有何关系？一般含碳量越高，钢的强度和硬度越高，而塑性和韧性越低，但当含C量超过0.9%时，由于Fe3CⅡ呈明显网状，使钢的强度有所降低。36．解释牌号，并说明其性能特点：

Q235-A F 碳素结构钢，屈服点为235MPa,A级沸腾钢其性能是：强度、硬度较高，塑性稍低。

45 优质碳素结构钢，平均含碳量为0.45% 其性能是：强度和硬度较高，塑性和

韧性尚好，(切削性能良好)。

65Mn 较高含Mn量的优质碳素结构钢，平均含C量为0.65% ，含Mn量为0.90~1.20% 其性能是：较高的强度、硬度、弹性和淬透性，切削加工性稍差，焊接性不好T12A高级优质碳素工具钢，平均含C量为1.2% 其性能是：较高的硬度和耐磨性，但韧性低，热硬性及淬透性较差，淬火变形大

37．热处理之所以能使钢的性能发生变化，其根本原因是什么？是由于铁有同素异构转变。38．什么是热处理？热处理是将固态金属和合金采用适当的方式进行加热，保温和冷却以获得所需要的组织结构与性能的工艺。

39．什么是马氏体？马氏体的性能特点是什么？马氏体是C在α-Fe 中形成的过饱和固溶体。

针状M (C＞1.0%) 硬度高而脆性大板条M (C＜0.2%＝具有良好的强度及较好的韧性

40．什么是退火？将钢加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却(一般随炉冷却)的热处理工艺称为退火。

41．退火的目的是什么？(1)降低钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工

(2)细化晶粒，均匀钢的组织及成分，改善钢的性能或为以后的热处理作准备

(3)消除钢中的残余内应力，以防止变形和开裂

42．完全退火的工艺，适用哪类钢，退火后的组织是什么？Ac3+(30~50℃) 炉冷适用于亚共析钢退火组织是P

43．球化退火的工艺，适用哪类钢，退火后的组织是什么？A C1+(20~30℃) 炉冷，适用于共析钢和过共析钢共析钢退火组织是球状P过共析钢退火组织是球状P+粒状Fe3C 44．什么是正火？正火是将钢加热到Ac3或Ac Cm以上30~50℃，保温适当时间，在空气中冷

却的工艺方法。

45．正火与退火相比，有哪些相同点和不同点？

正火与退火的目的基本相同，但正火的冷却速度比退火稍快，故正火后得到的P组织比较细，强度、硬度比退火钢高。

46．经检验一T12钢坯具有网状渗碳体，应如何热处理才能改善其切削加工性能？并说明热处理后的组织状态。先正火，消除网状组织，然后退火，降低钢的硬度，改善切削加工性能。热处理后的组织是：球状P

47．什么是淬火？将钢加热到Ac3或Ac1以上某一温度，保温一定时间，然后以适当速度冷却，获得马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺称为淬火。

48．亚共析钢淬火工艺、淬火后组织是什么？Ac3+(30~50℃) 快冷淬火后组织为M 49．过共析钢淬火工艺，淬火后的组织是什么？A C1+(30~50℃) 快冷淬火后组织为M+粒状Fe3C

50．钢的淬透性及影响因素？钢的淬透性是指在规定条件下，钢在淬火冷却时获得的马氏体组织深度的能力。影响淬透性的因素是：钢的临界冷却速度。临界冷却速度越低，钢的淬透性越好。

51．钢的淬硬性及影响因素？淬硬性是指钢在理想条件下淬火成马氏体后所能达到的最高硬度。影响淬硬性的因素是：马氏体的含碳量，含碳量越高其硬度越高。

52．什么是回火？将淬火后的钢再加热到Ac1点以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺，称为回火。

53．回火的目的是什么？消除内应力，获得所需要的力学性能，稳定组织和尺寸。

54．低温回火工艺，回火后的组织，性能特点？150~250℃空冷，回火M，性能特点：高硬度，高耐磨性和一定的韧性。

55．中温回火工艺，回火后的组织，性能特点？350~500℃空冷，回火T，性能特点：高的弹性极限、屈服点和适当的韧性。

56．高温回火工艺，回火后的组织，性能特点？500~650℃空冷，回火S，性能特点：良好综合力学性能（足够的强度与高韧性相配合）。

57．什么是调质处理？调质后的组织是什么？淬火+高温回火组织：回火S

58．感应加热表面淬火适用范围？中碳钢、中碳合金钢。

59．渗碳工艺的特点及应用范围？渗碳后经淬火及低温回火，会使零件表面获得高硬度和耐磨性，而心部仍保持一定强度及较高的塑性和韧性。应用：低碳钢、低碳合金钢。60．用T12钢制造锉刀，工艺路线如下：锻造—热处理—机加工—热处理—精加工。说明两次热处理工序的名称及其作用，和每次热处理后的组织。

第一次热处理是球化退火，作用是消除锻造造成的内应力，降低硬度，改善切削加工性能，为以后的热处理做组织准备，组织：球状P+粒状Fe3C

第二次热处理是淬火+低温回火，淬火的作用：提高T12钢的硬度，耐磨性。组织：M+粒状Fe3C，回火的作用：消除淬火时产生的内应力，提高韧性，减小脆性，组织：回火M

61．用20CrMnTi钢制造汽车齿轮，工艺路线如下：锻造—热处理—机加工—热处理—精加工。

说明两次热处理工序的名称及其作用和组织。

第一次热处理是正火，作用：消除内应力，改善切削加工性能，组织：S。

第二次热处理是渗碳+淬火+低温回火，渗碳的作用：提高工件表层的含碳量。淬火的作用：提高表面硬度和耐磨性。组织：M+粒状Fe3C 回火的作用：消除淬火时产生的内应力，提高韧性，减小脆性，组织：回火M

62．用45钢制造车床主轴，工艺路线如下：锻造—热处理—粗加工—热处理—半精加工—热处理—精加工。说明三次热处理工序的名称及其作用和组织。

第一次热处理是正火，作用：消除内应力，改善切削加工性能。组织：S

第二次热处理是调质处理，作用：提高综合力学性能。组织：回火S

第三次热处理是局部淬火+低温回火，淬火的作用：提高局部表面硬度和耐磨性，组织：M 回火的作用：消除淬火应力，提高韧性，减小脆性，组织：回火M

63．解释下列牌号，并说明其性能特点。

Q345 低合金高强度结构钢，屈服点为345MPa，性能特点：强度高，综合性能好。

20CrMnTi 合金渗碳钢，C0.2%，Cr、Mn、Ti≤1.5% 性能特点：强度、塑性、韧性均好。

40Cr 合金调质钢，C0.4%、Cr≤1.5%，性能特点：良好的综合力学性能。

60Si2Mn 合金弹簧钢C0.6% 、Si2% 、Mn≤1.5%，性能特点：较高的强度和弹性极限。

GCr15 滚动轴承钢，C1%、Cr1.5% 性能特点：高硬度、高耐磨性和好的接触疲劳强度。

9SiCr 合金工具钢，C0.9%、Si、Cr≤1.5%，性能特点，热硬性可达300℃。

W18Cr4V 高速钢，C0.7~0.8%、W18%、Cr5%、V≤1.5%, 性能特点：热硬性可达600℃。

1Cr13 铬不锈钢，C0.1%、Cr13% ，性能特点：有良好的耐蚀性，有磁性。

1Cr18Ni9Ti 铬镍不锈钢，C0.1%、Cr18%、Ni9%、Ti≤1.5%，性能特点：耐强腐蚀性介质，无磁性。塑性、韧性均好于Cr13型不锈钢。

ZGMn13 耐磨钢，C0.9~1.4%、Mn13%，特点：具有单相A组织，表面会产生强烈的加工硬化，必须铸造成型。

64．解释下列牌号，并说明其性能特点。

HT200 灰铸铁，最小抗拉强度为200MPa，性能特点：强度、耐磨性、耐热性均较好。

减震性也良好，铸造性能较好。

QT400-18 球墨铸铁，最小抗拉强度400MPa，最小伸长率18%，性能特点：具有良好的焊接性和切削加工性，强度较高，韧性好。

65．判断灰铸铁、球墨铸铁及可锻铸铁的特征是什么？

断口呈暗灰色是灰铸铁，石墨呈球状是球墨铸铁，石墨呈团絮状是可锻铸铁。

66．用于制造轴、齿轮及轧辊的是哪种铸铁？球墨铸铁

67．在机器制造业中，应用较广的铜合金是哪个？黄铜和青铜

68．铝合金的热处理特点是什么？时效硬化

69．制造重要滑动轴承应该用什么合金？锡基轴承合金

70．加工塑性材料应该用哪种硬质合金刀具？钨钴钛类硬质合金．