金属学及热处理复习题

金属学及热处理复习题
金属学及热处理复习题

金属材料及热处理复习题

一、名词解释

1、选择结晶;

2、珠光体;

3、偏析;

4、Ar3;

5、强度;

6、组织;

7、固溶强化;8、奥氏体; 9、滑移;10、Ar1;11、回复;12、孪生;

13、过冷度;14、铁素体;、15、相; 16、Ms点; 17、自发形核 18、

成分过冷;19、回火马氏体,、

二、判断题

1 当外部条件(如温度和压强)改变时,金属内部由一种晶体结构向另一

种晶体结构的转变称为多晶型转变或同素异构转变。()

2 间隙固溶体是无限固溶体。()

3 非均匀形核时的形核功ΔGk'恒小于ΔGk。()

4 在共晶合金相图中,从L中结晶出来的α相与从β相中析出的α

具有

Ⅱ相同的晶体结构。()

5 合金钢奥氏体化要比碳钢快得多。()

6 由于不同的晶体结构具有不同的致密度,因而当发生多晶型转变时,将

伴有比容或体积的突变。()

7 片状珠光体的强度要高于粒状珠光体。()

8 一般情况下,金属材料的晶粒越细小,其性能越好。()

三、选择

1面心、体心立方晶格的配位数

2 随冷塑性变形量增加,金属的

3亚共析钢的淬火加热温度为

4 金属化合物的特点

5 随冷塑性变形量增加,金属的性能如何

6 固溶体和它的纯金属组元相比有哪些特点

7 过共析钢的过冷奥氏体等温转变曲线较共析钢()。

a. 靠右

b. 一样

c. 靠左

d. 接近

四、填空、画图(每小题3分,共15分,答案直接写括号内或空白处)

1塑性变形对金属显微组织的影响。

2 在工业生产中可以采用细化晶粒的方法。

3 三种典型的金属晶体结构。

4 画出金属结晶时固液界面前沿液体中的正、负温度梯度。

5 画出金属结晶时液相和固相自由能随温度变化的示意图。

6影响再结晶温度的因素。

7影响固溶体不平衡结晶时会出现晶内偏析的因素。

8金属材料的结合键类型。

五、简答题

1、说明共析钢过冷奥氏体等温转变曲线图上有几个转变区域?

2、简述淬火钢回火时机械性能的变化。

3、举出常见合金中三个固溶体和两个金属化合物的例子。

4、工程材料的强化方法有那几种?

5、简述完全退火的目的。

6、影响淬火热应力的因素有那些?

7、举出钢中除铁以外常含有的5种元素及其利弊。

8、淬火钢回火时,随着回火温度升高和时间延长,相应地会发生什么组

织转变?

六、

画出Fe-FeC相图,画出共析钢从液态缓冷至室温时的冷却曲线和组织转变示意图,并计算共析转变结束时两相的相对重量百分数。

金属学与热处理试卷与答案A1

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___体心立方晶格、_面心立方_________晶格和密排六方晶格三种。 2、金属的整个结晶过程包括___型核_______、___长大_______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___间隙固溶体_______与__置换固溶体________两种。 4、工程中常用的特殊性能钢有__不锈钢_______、___耐热钢______、耐磨钢。 5、常用的常规热处理方法有__回火________、正火和淬火、_退_火________。 6、随着回火加热温度的升高,钢的__强度________和硬度下降,而____塑性______和韧性提高。 7、根据工作条件不同,磨具钢又可分为__冷作磨具钢________、__热作磨具钢________和塑料磨具用钢等。 8、合金按照用途可分为__合金渗碳体________、_特殊碳化物_________和特殊性能钢三类。 9、合金常见的相图有__匀晶相图________、_共晶相图_________、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__碳化物________和金属粘结剂,通过__粉末冶金________工艺生产的一类合金材料。 11、铸铁的力学挺能主要取决于__机体组织________的组织和石墨的基体、形态、_____数量_____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__灰口铸铁________、__白口铸铁________和麻口铸铁三类。 13、常用铜合金中,__青铜________是以锌为主加合金元素,__白铜________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___铁素体_______和___奥氏体_______,属于金属化合物的有___渗碳体_______,属于混合物的有____珠光体______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( C )

《金属学与热处理》试题库

《金属学与热处理》试题库 一、名词解释 1、铁素体、奥氏体、珠光体、马氏体、贝氏体、莱氏体 2、共晶转变、共析转变、包晶转变、包析转变 3、晶面族、晶向族 4、有限固溶体、无限固溶体 5、晶胞 6、二次渗碳体 7、回复、再结晶、二次再结晶 8、晶体结构、空间点阵 9、相、组织 10、伪共晶、离异共晶 11、临界变形度 12、淬透性、淬硬性 13、固溶体 14、均匀形核、非均匀形核 15、成分过冷 16、间隙固溶体 17、临界晶核 18、枝晶偏析 19、钢的退火,正火,淬火,回火 20、反应扩散 21、临界分切应力 22、调幅分解 23、二次硬化 24、上坡扩散 25、负温度梯度 26、正常价化合物 27、加聚反应 28、缩聚反应 四、简答 1、简述工程结构钢的强韧化方法。(20分)

2、简述Al-Cu二元合金的沉淀强化机制(20分) 3、为什么奥氏体不锈钢(18-8型不锈钢)在450℃~850℃保温时会产生晶间腐蚀?如何防止或减轻奥氏体不锈钢的晶间腐蚀? 4、为什么大多数铸造合金的成分都选择在共晶合金附近? 5、什么是交滑移?为什么只有螺位错可以发生交滑移而刃位错却不能? 6、根据溶质原子在点阵中的位置,举例说明固溶体相可分为几类?固溶体在材料中有何意义? 7、固溶体合金非平衡凝固时,有时会形成微观偏析,有时会形成宏观偏析,原因何在? 8、应变硬化在生产中有何意义?作为一种强化方法,它有什么局限性? 9、一种合金能够产生析出硬化的必要条件是什么? 10、比较说明不平衡共晶和离异共晶的特点。 11、枝晶偏析是怎么产生的?如何消除? 12、请简述影响扩散的主要因素有哪些。 13、请简述间隙固溶体、间隙相、间隙化合物的异同点? 14、临界晶核的物理意义是什么?形成临界晶核的充分条件是什么? 15、请简述二元合金结晶的基本条件有哪些。 16、为什么钢的渗碳温度一般要选择在γ-Fe相区中进行?若不在γ-Fe相区进行会有什么结果? 17、一个楔形板坯经冷轧后得到相同厚度的板材,再结晶退火后发现板材两端的抗拉强度不同,请解释这个现象。 18、冷轧纯铜板,如果要求保持较高强度,应进行何种热处理?若需要继续冷轧变薄时,又应进行何种热处理? 19、位错密度有哪几种表征方式? 20、淬透性与淬硬性的差别。 21、铁碳相图为例说明什么是包晶反应、共晶反应、共析反应。 22、马氏体相变的基本特征?(12分) 23、加工硬化的原因?(6分) 24、柏氏矢量的意义?(6分) 25、如何解释低碳钢中有上下屈服点和屈服平台这种不连续的现象?(8分) 26、已知916℃时,γ-Fe的点阵常数0.365nm,(011)晶面间距是多少?(5分) 27、画示意图说明包晶反应种类,写出转变反应式?(4分) 28、影响成分过冷的因素是什么?(9分) 29、单滑移、多滑移和交滑移的意义是什么?(9分) 30、简要说明纯金属中晶粒细度和材料强度的关系,并解释原因。(6分)

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。

金属学与热处理考试题

姓名: 班级: 学号: 遵 守 考 试 纪 律 注 意 行 为 规 范 哈尔滨工业大学(威海) 2012/2013 学年秋季学期 金属学及热处理A 试题卷(A )参考答案 考试形式(开、闭卷): 闭卷 答题时间: 120 (分钟) 本卷面成绩占课程成绩 80 % 一、名词解释(每题2分,共40分) 1. 固溶体:一种或多种溶质原子溶入主组元(溶剂组元)的晶格中且仍保持溶剂组元晶格类型的一类固态物质。 2. 晶胞:晶格最小的空间单位。一般为晶格中对称性最高、体积最小的某种平行六面体。 3. 结构起伏:熔体中原子的热运动和相互作用力导致的原子团分布不均匀现象。 4. 枝晶偏析:合金以树枝状凝固时,枝晶干中心部位与枝晶间的溶质浓度明显不同的成分不均匀现象。 5. 珠光体:奥氏体发生共析转变所形成的铁素体与渗碳体的共析体。 6. 滑移:晶体相邻部分在切应力作用下沿一定晶体学平面和方向的相对移动。是金属晶体塑性变形的主要方式。 7. 细晶强化:通过细化晶粒而使金属材料力学性能提高的方法称为细晶强化,工业上将通过细化晶粒以提高材料强度。 8. 回复:经冷塑性变形的金属在加热时,在光学显微组织发生改变之前所发生的某些亚结构和性能的变化过程。

9. 惯析面:固态相变时新相往往沿母相的一定晶面优先形成,该晶面被称为惯析面。 10. 球化退火:将钢加热到Ac1以上20~30℃,保温一段时间,然后缓慢冷却到略低于Ar1的温度,并停留一段时间,使组织转变完成,得到在铁素体基体上均匀分布的球状或颗粒状碳化物的组织。 11. 时效强化:合金元素经固溶处理后,获得过饱和固溶体。在随后的室温放置或低温加热保温时,第二相从过饱和固溶体中析出,引起强度,硬度以及物理和化学性能的显著变化,这一过程被称为时效强化。 12. 离异共晶:有共晶反应的合金中,如果成分离共晶点较远,由于初晶相数量较多,共晶相数量很少,共晶中与初晶相同的那一相会依附初晶长大,另外一个相单独分布于晶界处,使得共晶组织的特征消失,这种两相分离的共晶称为离异共晶。 13. 三次渗碳体:从铁素体F中析出的渗碳体叫三次渗碳体 14. 超塑性:超塑性是指材料在一定的内部条件和外部条件下,呈现出异常低的流变抗力、异常高的流变性能的现象。 15. 淬透性:表示钢在一定条件下淬火时获得淬硬层(马氏体层)深度。它是衡量各个不同钢种接受淬火能力的重要指标之一。 16. 中温回火:回火温度范围为350-500摄氏度,回火后的组织为回火屈氏体 17. 刚度:机械零件或构件抵抗弹性变形的能力。 18. 调质:淬火加高温回火的综合热处理工艺。 19. 软位向:滑移时临界分切应力中取向因子取极大值对应的屈服强度最低叫软位向。 20. 下贝氏体:当过冷奥氏体的温度下降到350至230℃范围时,所形成的产物叫下贝氏体,是由含碳过饱和的片状铁素体和其内部沉淀的碳化物组成的机械混合物。

大学金属学热处理期末试题

重庆大学 学期考试试卷 课程名称:金属学及热处理课程代码: 主要班级:教学班号: 本卷为 A 卷,共 2 页,考试方式:闭卷,考试时间:120 分钟 一、填空题(15分) 1、在BCC和FCC晶格中,单位晶胞内的原子数分别为和,其致密度分别为和。 2、金属的结晶过程是的过程。控制结晶后晶粒大小的方法有、和。 3、冷变形金属在加热时组织与性能的变化,随加热温度不同,大致分为、 和三个阶段。 4、1Crl8Ni9Ti钢中Ti的作用是,而20CrMnTi 钢中Ti的作用是。 5、碳在白口铸铁中主要以形式存在,而在灰口铸铁中主要以形式存在。 二、名词解释(10分) 1、合金; 2、共晶转变; 3、枝晶偏析; 4、伪共晶; 5、回复; 三、选择题(12分) 1、工程上使用的金属材料一般都呈( )。 A.各向异性;B.各向同性;C.伪各向异性;D.伪各向同性。 2、固溶体的晶体结构( )。 A.与溶剂的相同;B.与溶质的相同;

C.与溶剂、溶质的都不相同;D.是两组元各自结构的混合。 3、多晶体金属的晶粒越细,则其( )。 A.强度越高,塑性越好B.强度越高,塑性越差 C.强度越低,塑性越好D.强度越低,塑性越差 4、调质处理后可获得综合力学性能好的组织是( ) A.回火马氏体B.回火托氏体 C.回火索氏体D.索氏体 5、过共析钢正火的目的是( )。 A.调整硬度,改善切削加工性B.细化晶粒,为淬火作组织准备 C消除网状二次渗碳体D.防止淬火变形与开裂 6、对于可热处理强化的铝合金,其热处理方法为( )。 A.淬火+低温回火B.完全退火 C.水韧处理D.固溶+时效 四、判断题(5分) 1、金属铸件可通过再结晶退火来细化晶粒。( ) 2、亚共析钢加热至Ac1和Ac3之间将获得奥氏体+铁素体二相组织,在此区间,奥氏体的含碳量总是大于钢的含碳量。( ) 3、化学热处理既改变工件表面的化学成分,又改变其表面组织。( ) 4、所有合金元素均使Ms、Mf点下降。( ) 5、可锻铸铁可在高温下进行锻造加工。( ) 五、问答题(36分) 1、什么叫临界晶核?它的物理意义及与过冷度的定量关系如何?(8分) 2、试比较45钢、T 8钢、T12钢的硬度、强度和塑性有何不同?(9分) 3、试述奥氏体的形成过程及控制奥氏体晶粒的方法。(9分)

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0.25%的钢为低碳钢,含碳量为0.25-0.6%的钢为中碳钢,含碳量大于0.6% 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()。 A 线缺陷 B 点缺陷 C 面缺陷 D 不确定

金属学及热处理习题参考答案(1-9章)

第一章金属及合金的晶体结构 一、名词解释: 1 ?晶体:原子(分子、离子或原子集团)在三维空间做有规则的周期性重复排列的物质。 2?非晶体:指原子呈不规则排列的固态物质。 3 ?晶格:一个能反映原子排列规律的空间格架。 4?晶胞:构成晶格的最基本单元。 5. 单晶体:只有一个晶粒组成的晶体。 6?多晶体:由许多取向不同,形状和大小甚至成分不同的单晶体(晶粒)通过晶界结合在一起的聚合体。 7?晶界:晶粒和晶粒之间的界面。 8. 合金:是以一种金属为基础,加入其他金属或非金属,经过熔合而获得的具有金属特性的材料。 9. 组元:组成合金最基本的、独立的物质称为组元。 10. 相:金属中具有同一化学成分、同一晶格形式并以界面分开的各个均匀组成部分称为相。 11. 组织:用肉眼观察到或借助于放大镜、显微镜观察到的相的形态及分布的图象统称为组织。 12. 固溶体:合金组元通过溶解形成成分和性能均匀的、结构上与组元之一相同的固相 、填空题: 1 .晶体与非晶体的根本区别在于原子(分子、离子或原子集团)是否在三维空间做有规则的周期性重复排列。 2?常见金属的晶体结构有体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格三种。 3?实际金属的晶体缺陷有点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷。 4?根据溶质原子在溶剂晶格中占据的位置不同,固溶体可分为置换固溶体和间隙固溶体两种。 5?置换固溶体按照溶解度不同,又分为无限固溶体和有限固溶体。 6 ?合金相的种类繁多,根据相的晶体结构特点可将其分为固溶体和金属化合物两种。 7. 同非金属相比,金属的主要特征是良好的导电性、导热性,良好的塑性,不透明,有光—泽,正的电阻温度系数。 8. 金属晶体中最主要的面缺陷是晶界和亚晶界。 9. 位错两种基本类型是刃型位错和螺型位错,多余半原子面是刃型位错所特有的 10. 在立方晶系中,{120}晶面族包括(120)、(120)、(102)、(102)、(210)、(210)> (201)、

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一、填空(每空0.5 分,共 23 分) 1 、200HBW10/3000表示以毫米压头,加载牛顿的试验力,保持秒测得的 硬度值,其值为。 1、洛氏硬度 C 标尺所用压头为,所加总试验力为牛顿,主要用于测的硬度。 2 、金属常见的晶格类型有、、。α -Fe 是晶格,γ -Fe 是 晶格。 2 、与之差称为过冷度,过冷度与有关,越大,过冷度也越大,实际结晶温 度越。 3 、钢中常存元素有、、、,其中、是有益元素,、是有害 元素。 3、表示材料在冲击载荷作用下的力学性能指标有和,它除了可以检验材料的冶炼和热加工质 量外,还可以测材料的温度。 3 、拉伸试验可以测材料的和指标,标准试样分为种,它们的长度分别是和。 4 、疲劳强度是表示材料在载荷作用下的力学性能指标,用表示,对钢铁材料,它是试验循环数达时的应力值。 4 、填出下列力学性能指标的符号: 上屈服强度,下屈服强度,非比例延伸强度,抗拉强度,洛氏硬度 C 标尺,伸长率,断面收缩率,冲击韧度,疲劳强度,断裂韧度。 5 、在金属结晶时,形核方式有和两种,长大方式有和两种。 5 、单晶体的塑性变形方式有和两种,塑性较好的金属在应力的作用下,主要以方式进行变形。 5 、铁碳合金的基本组织有五种,它们分别是,,,,。 6、调质是和的热处理。 6 、强化金属的基本方法有、、三种。 6 、形变热处理是将与相结合的方法。 7、根据工艺不同,钢的热处理方法有、、、、。 9、镇静钢的主要缺陷有、、、、等。 10、大多数合金元素(除Co 外),在钢中均能过冷奥氏体的稳定性,使 C 曲线的位置,提 高了钢的。 11、按化学成分,碳素钢分为、、,它们的含碳量围分别为、、 。 12、合金钢按用途主要分为、、三大类。 13、金属材料抵抗冲击载荷而的能力称为冲击韧性。 14、变质处理是在浇注前向金属液体中加入促进或抑制的物质。 15、冷塑性变形后的金属在加热过程中,结构和将发生变化,其变化过程分为、、三个 阶段。 10、在机械零件中,要求表面具有和性,而心部要求足够和时,应进行表面热处理。 16、经冷变形后的金属再结晶后可获得晶粒,使消除。 17、生产中以划分塑性变形的冷加工和。 18、亚共析钢随含碳量升高,其力学性能变化规律是:、升高,而、降低。 19、常用退火方法有、、、、等。 20、08 钢含碳量, Si 和 Mn 含量,良好,常轧成薄钢板或带钢供应。

金属学及热处理习题参考答案

第一章金属及合金的晶体结构 一、名词解释: 1.晶体:原子(分子、离子或原子集团)在三维空间做有规则的周期性重复排列的物质。2.非晶体:指原子呈不规则排列的固态物质。 3.晶格:一个能反映原子排列规律的空间格架。 4.晶胞:构成晶格的最基本单元。 5.单晶体:只有一个晶粒组成的晶体。 6.多晶体:由许多取向不同,形状和大小甚至成分不同的单晶体(晶粒)通过晶界结合在一起的聚合体。 7.晶界:晶粒和晶粒之间的界面。 8.合金:是以一种金属为基础,加入其他金属或非金属,经过熔合而获得的具有金属特性的材料。 9.组元:组成合金最基本的、独立的物质称为组元。 10.相:金属中具有同一化学成分、同一晶格形式并以界面分开的各个均匀组成部分称为相。 11.组织:用肉眼观察到或借助于放大镜、显微镜观察到的相的形态及分布的图象统称为组织。 12.固溶体:合金组元通过溶解形成成分和性能均匀的、结构上与组元之一相同的固相。 二、填空题: 1.晶体与非晶体的根本区别在于原子(分子、离子或原子集团)是否在三维空间做有规则的周期性重复排列。 2.常见金属的晶体结构有体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格三种。 3.实际金属的晶体缺陷有点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷。 4.根据溶质原子在溶剂晶格中占据的位置不同,固溶体可分为置换固溶体和间隙固溶体两种。 5.置换固溶体按照溶解度不同,又分为无限固溶体和有限固溶体。 6.合金相的种类繁多,根据相的晶体结构特点可将其分为固溶体和金属化合物两种。 7.同非金属相比,金属的主要特征是良好的导电性、导热性,良好的塑性,不透明,有光泽,正的电阻温度系数。 8.金属晶体中最主要的面缺陷是晶界和亚晶界。

金属材料与热处理试题及答案

金属材料与热处理 一、填空题(30分,每空1分) 1、常见的金属晶体类型有_体心立方_晶格、__面心立方__晶格和密排六方晶格三种。 2、金属的整个结晶过程包括形核_____、___长大_______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_间隙固溶体_与_置换固溶体_两种。 4、工程中常用的特殊性能钢有_不锈钢__、_耐热钢_、耐磨钢。 5、常用的常规热处理方法有___回火___、正火和淬火、__退火__。 6、随着回火加热温度的升高,钢的__强度__和硬度下降,而_塑性___和韧性提高。 7、根据工作条件不同,磨具钢又可分为_冷作模具钢_、__热作模具钢__和塑料磨具用钢等。 8、合金按照用途可分为_合金渗碳体_、_特殊碳化物_和特殊性能钢三类。 9、合金常见的相图有__匀晶相图__、_共晶相图__、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_碳化物__和金属粘结剂,通过_粉末冶金__工艺生产的一类合金材料。 11、铸铁的力学挺能主要取决于_基体的组织_的组织和石墨的基体、形态、_数量_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_灰口铸铁__、_白口铸铁_和麻口铸铁三类。 13、常用铜合金中,_青铜_是以锌为主加合金元素,_白铜_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_铁素体_和_奥氏体_,属于金属化合物的有_渗碳体_,属于混合物的有_珠光体_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( C ) 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 α-是具有( A )晶格的铁。 2、Fe A 体心立方 B 面心立方 C密排六方 D 无规则几何形状

金属学及热处理试卷AB卷

.在铁碳相图中,共析点对应的含碳量为 A ,温度为 C 。共晶点对应的含碳量为 4.30% ,温度为D 。 A﹑0.77% B﹑2.11% C﹑727℃D﹑1148℃ 2.珠光体: 3.弥散强化: 4.共晶转变: 5.淬透性: 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。 三﹑判断题(对的在后面括弧内打√,错的打×)(2分×5) 1.材料的伸长率反映了材料韧性的大小。()

2.金属都具有同素异晶转变的特性。() 3.铸铁不能进行热处理。() 4.大多数合金元素都有助于提高钢的热处理性能。() 5.零件渗碳后必须淬火,而渗氮后不再淬火() 图示并说明什么是热过冷。(4分) 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。 何谓加工硬化?产生原因是什么?有何利弊? 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。 试画出含碳量为0.45%的铁碳合金金相显微组织示意图 金属学及热处理试卷A 一、填空题(15分) 1、在BCC和FCC晶格中,单位晶胞内的原子数分别为 2 和 4 ,其致密度分别为0.68 和0.74 。 2、金属的结晶过程是形核与长大的过程。控制结晶后晶粒大小的方法有增加过冷度、变质处理和振动与搅拌。 3、冷变形金属在加热时组织与性能的变化,随加热温度不同,大致分为回复、再结晶和晶粒长大三个阶段。 4、1Crl8Ni9Ti钢中Ti的作用是防止奥氏体不锈钢晶间腐蚀,而20CrMnTi钢中Ti的作用是细化晶粒。 5、碳在白口铸铁中主要以Fe3C形式存在,而在灰口铸铁中主要以石墨形式存在。 二、名词解释(10分) 1、合金; 2、共晶转变; 3、枝晶偏析; 4、伪共晶; 5、回复; 1、工程上使用的金属材料一般都呈( A )。 A.各向异性;B.各向同性;C.伪各向异性;D.伪各向同性。 2、固溶体的晶体结构( A )。 A.与溶剂的相同;B.与溶质的相同;C.与溶剂、溶质的都不相同;D.是两组元各自结构的混合。3、多晶体金属的晶粒越细,则其( A )。 A.强度越高,塑性越好B.强度越高,塑性越差C.强度越低,塑性越好D.强度越低,塑性越差4、调质处理后可获得综合力学性能好的组织是( C ) A.回火马氏体B.回火托氏体C.回火索氏体D.索氏体

金属学及热处理试题

金属学及热处理试题 1 A、Ms B、Mr C、A 1 2、确定碳钢淬火加热温度的主要依据是()。 A、C曲线 B、铁碳相图 C、钢的Ms线 3、淬火介质的冷却速度必须()临界冷却速度。 A、大于 B、小于 C、等于 4、T12钢的淬火加热温度为()。 A、Ac cm +30-50°C B、Ac 3 +30-50°C C、Ac 1 +30-50°C 5、钢的淬透性主要取决于钢的()。 A、含硫量 B、临界冷却速度 C、含碳量 D、含硅量 6、钢的热硬性是指钢在高温下保持( )的能力。 A、高抗氧化性 B、高强度 C、高硬度和高耐磨性 7、钢的淬硬性主要取决于钢的()。 A、含硫量 B、含锰量 C、含碳量 D、含硅量 8、一般来说,碳素钢淬火应选择()作为冷却介质。 A、矿物油 B、20°C自来水 C、20°C的10%食盐水溶液 9、钢在一定条件下淬火后,获得淬硬层深度的能力,称为( ). A、淬硬性 B、淬透性 C、耐磨性 10、钢的回火处理在()后进行。 A、正火 B、退火 C、淬火 11、调质处理就是()的热处理。 A、淬火+低温回火 B、淬火+中温回火 C、淬火+高温回火 12、化学热处理与其热处理方法的主要区别是()。 A、加热温度 B、组织变化 C、改变表面化学成分 13、零件渗碳后一般须经()处理,才能使表面硬而耐磨。 A、淬火+低温回火 B、正火 C、调质 14、用15钢制造的齿轮,要求齿轮表面硬度高而心部具有良好的韧性,应采用 ()热处理 A、淬火+低温回火 B、表面淬火+低温回火 C、渗碳+淬火+低温回火 15、用65Mn钢做弹簧,淬火后应进行(); A、低温回火 B、中温回火 C、高温回火 1 2、()珠光体向奥氏体的转变也是通过形核及晶核长大的过程进行的。 3、()珠光体、索氏体、托氏体都是片层状的铁素体和渗碳体的混合物, 所以它们的力学性能相同。 4、()钢在实际加热条件下的临界点分别用Ar 1、Ar 3 、Ar cm 表示。 5、()在去应力退火过程中,钢的组织不发生变化。 6、()钢渗碳后无需淬火即有很高的硬度和耐磨性。 7、()由于正火较退火冷却速度快,过冷度大,转变温度较低, 获得组织细,因此同一种钢,正火要比退火的强度和硬度高。 8、()含碳量低于0 、 25%的碳钢,可用正火代替退火,以改善切削加工性能。 9、()钢的含碳量越高,选择淬火加热温度也越高。 10、()表面淬火的零件常用低碳结构钢制造,经淬火表面获得高硬度。 11、()淬透性好的钢,淬火后硬度一定很高。 12、()完全退火不适用于高碳钢。 13、()淬火钢在回火时,其基本趋势是随着回火温度的升高,钢的强度、 硬度下降,而塑性、韧性提高。 14、()钢回火的加热温度在A 1 以下,回火过程中无组织变化。 15、()感应加热表面淬火,淬硬层深度取决于电流频率:频率 越低,淬硬层越低,淬硬层越浅;反之,频率越高,淬硬层越深。三填空 1、钢的热处理是通过钢在固态下的_________、_________和_________三个阶段,使其获得所需组织结构与性能的一种工艺。 2、根据钢含碳量的不同,分为低碳钢含碳量 <_________、中碳钢及高碳钢含碳量 >_________三类。 3、根据铸铁中碳存在的形态,铸铁可分为_____________、_____________、

哈尔滨工业大学 01-03年硕士研究生入学考试试题 金属学与热处理

哈尔滨工业大学2003年硕士研究生入学考试试题考试科目:金属学及热处理 一、(20分)已知面心立方晶格的晶格常数为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);写出面心立方结构的滑移面和滑移方向,并说明原因。(计算结果保留两位有效数字) 二、(20分)右图为组元在固态下完全不溶的三元共晶合金相图的投影图: 1.作m n变温截面图,分析O1点成分合金的平衡结晶过程。 2.写出O1点成分合金室温下的相组成物,给出各相的相对含量的表达式。 3.写出O1点成分合金室温下的组织组成物,给出各组织组成物的相对含量的表达式 三、(25分)试述冷变形金属在加热时,其组织和性能发生的变化。 四、(20分)什么是离异共晶?举例说明离异共晶产生的原因及对合金性能的影响。 五、(20分)求莱氏体中共晶渗碳体的相对含量是多少?若某铁碳合金平衡组织中含有10%的一次渗碳体,试求该合金的含碳量是多少?(计算结果保留两位有效数字) 六、(20分)叙述板条马氏体和下贝氏体的组织形态,并说明板条马氏体和下贝氏体具有良好强韧性的原因。 七、(25分)T10A钢含碳量约为1.0%,Ac1=730℃,Accm=800℃,Ms=175℃,该合金的原始组织为片状珠光体加网状渗碳体,若用此钢制作冷冲模的冲头,说明需要经过那些热处理工序才能满足零件的性能要求,写出具体热处理工艺名称、加热温度参数、冷却方式以及各工序加热转变完成后和冷却至室温时得到的组织。 哈尔滨工业大学2002年硕士研究生入学考试试题考试科目:金属学及热处理 一、(10分)已知铜单晶的{111}<110>滑移系得临界分切应力为1Mpa。直径为1mm的铜 单晶丝受轴向拉伸,加载方向平行于单晶的[001]方向,若使铜单晶丝不产生明显的塑性变形,求此单晶丝能承受的最大轴向载荷是多少?(计算结果保留3位有效数字)二、(15分)根据组元间固态下互不溶解的三元共晶相图的投影图(如右图所示),说明O 点成分合金平衡结晶过程,画出冷却曲线示意图,并写出室温下该合金的组织组成物相对含量的表达式。 三、(15分)求珠光体组织中铁素体相的相对含量是多少?若某铁碳合金组织中除有珠光 体外,还有15%的二次渗碳体,试求该合金的含碳量是多少? 四、(15分)试叙述贝氏体的转变特点,并比较与珠光体和马氏体转变的异同点。 五、(15分)什么是异分结晶?说明如何利用区域熔炼方法提纯金属。提纯效果与什么因 素有关? 六、(15分)某厂对高锰钢制造的碎矿机颚板经1100℃加热后,用崭新的优质冷拔态钢丝 绳吊挂,由起重吊车运往淬火水槽,行至途中钢丝绳突然发生断裂,试分析钢丝绳发生断裂的主要原因。 七、(15分)用T10A钢(Wc=1.0%,Ac1=730℃,Accm=800℃)制造冷冲模的冲头,试 制订预备热处理工艺(包括工艺名称和具体参数),并说明预备热处理的目的以及加热转变完成和冷至室温后获得何种组织。

金属学及热处理试卷b

东 北 大 学 秦 皇 岛 分 校 课程名称: 材料科学基础 试卷: (B) 考试形式: 闭 卷 授课专业:材料成型及控制工程 考试日期: 试卷:共 4 页 一、 填空题(每空1分,共10分) 1、既能提高金属的强度,又能降低其脆性的手段是 。 2、高温回复阶段,金属中亚结构的变化是:刃型位错通过 构成亚晶界。 3、液态金属的结构特点是 。 4、冷变形金属的再结晶可分为 两个过程。 5、二次再结晶的驱动力是 。 6、二元包晶转变式为 。 7、在二元系中,在一定温度下发生的转变L 1→L 2+α叫做 转变。 8、二元系统中最大相数是 。 9、马氏体相变区别于其他相变最基本的两个特点是: 和无扩散性。 10、 系指奥氏体的内部结构在外界因素下发生某些变化而使奥氏体向马氏体转变呈现迟滞的现象。 二、 选择题(每题1分,共20分) 1、体心立方结构的原子最密排晶向族为______。 ( ) A 、[111] B 、<111> C 、[110] D 、<112> 2、面心立方结构的单位晶胞原子数为 。 ( ) A 、2 B 、4 C 、9 D 、14 3、面心立方结构的滑移系是 。 ( ) A 、{111}<110> B 、{110}<111> C 、{110}<112> D 、{110}<123> 4、螺型位错的位错线是 。 ( ) A 、曲线 B 、直线 C 、环形线 D 、折线 5、亚晶界一般是由位错构成的,通常 。 ( ) A 、亚晶界位向差越大,亚晶界上的位错密度越高 B 、亚晶界位向差越大,亚晶界上的位错密度越低 C 、亚晶界上位错密度高低与亚晶界的位向差关系不大 D 、以上都不对 6、在金相试样表面上几组交叉滑移线的产生是由于 。 ( ) A 、交滑移 B 、多系滑移 C 、单滑移 7、自扩散的激活能应等于: 。 ( ) A 、空位的形成能与迁移激活能的总和 B 、空位的形成能 C 、空位的迁移能 8、冷变形使金属中产生大量的空位、位错等晶体缺陷,对置换固溶体中的扩散过程而言,这些缺陷的存在将导致 。 ( ) A 、阻碍原子的运动,减慢扩散过程 B 、对扩散过程无影响 C 、有时会加速扩散,有时会减弱扩散 D 、加速原子的扩散 9、经过冷塑性变形和再结晶过程,在 会得到粗大的晶粒组织。 ( ) A 、在临界变形量进行塑性变形加工 B 、大变形量 C 、较长的退火时间 D 、较高的退火温度 10、单晶体的临界分切应力值与 有关。 ( ) A 、外力相对滑移系的取向 B 、拉伸时的屈服应力 C 、晶体的类型和纯度 D 、拉伸时的应变大小 装 订 线 装 订 线 内 不 要 答 题 学 号 姓 名 班 级

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

金属学与热处理习题库

金属学与热处理试题库1、名词解释 1、铁素体、奥氏体、珠光体、马氏体、贝氏体、莱氏体 2、共晶转变、共析转变、包晶转变、包析转变 3、晶面族、晶向族 4、有限固溶体、无限固溶体 5、晶胞 6、二次渗碳体 7、回复、再结晶、二次再结晶 8、晶体结构、空间点阵 9、相、组织 10、伪共晶、离异共晶 11、临界变形度 12、淬透性、淬硬性 13、固溶体 14、均匀形核、非均匀形核 15、成分过冷 16、间隙固溶体 17、临界晶核 18、枝晶偏析 19、钢的退火,正火,淬火,回火 20、反应扩散 21、临界分切应力 22、调幅分解 23、二次硬化 24、上坡扩散 25、负温度梯度 26、正常价化合物 27、加聚反应 28、缩聚反应 29、 30、 2、选择

1、在柯肯达尔效应中,标记漂移主要原因是扩散偶中 _____。 A、两组元的原子尺寸不同 B、仅一组元的扩散 C、两组元的扩散速率不同 2、在二元系合金相图中,计算两相相对量的杠杆法则只能用于 _____。 A、单相区中 B、两相区中 C、三相平衡水平线上 3、铸铁与碳钢的区别在于有无 _____。 A、莱氏体 B、珠光体 C、铁素体 4、原子扩散的驱动力是 _____。 A、组元的浓度梯度 B、组元的化学势梯度 C、温度梯度 5、在置换型固溶体中,原子扩散的方式一般为 _____。 A、原子互换机制 B、间隙机制 C、空位机制 6、在晶体中形成空位的同时又产生间隙原子,这样的缺陷称为 _____。 A、肖脱基缺陷 B、弗兰克尔缺陷 C、线缺陷 7、理想密排六方结构金属的c/a为 _____。 A、1.6 B、2×√(2/3) C、√(2/3) 8、在三元系相图中,三相区的等温截面都是一个连接的三角形,其顶点触及 _____。 A、单相区 B、两相区 C、三相区 9、有效分配系数Ke表示液相的混合程度,其值范围是_____。(其中Ko是平衡分配系数) A、1

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