金属热处理基础及思考题
金属材料与热处理习题册参考答案
金属材料与热处理习题册答案绪论一、填空题 1成分组织热处理性能 2．光泽延展性导电性导热性合金 3．成分热处理性能性能二、思考题 答：机械工人所使用的工具、刀、夹、量具以及加工的零件大都是金属材料，所以了解金属材料与热处理的相关知识。
对我们工作中正确合理地使用这些工具；根据材料特点正确合理地选择和刃磨刀具几何参数；选择适当的切削用量；正确选择改善零件工艺性能的方法等都具有非常重要的指导意义。
第一章金属的结构与结晶一、填空题 1．非晶体晶体晶体 2．体心立方面心立方密排六方体心立方面心立方密排六方 3．晶体缺陷间隙空位置代刃位错晶界亚晶界 4．无序液态有序固态 5．过冷度 6．冷却速度冷却速度低 7．形核长大 8．强度硬度塑性 9．固一种晶格另一种晶格 10．静冲击交变 11．弹性塑性塑性 12．材料内部与外力相对抗 13．内力不同 14．外部形状内部的结构二、判断题 1．√ 2．× 3．× 4．× 5．× 6．√ 7．√ 8．√ 9．√ 10．√ 11．× 12．√ 13．√ 14．× 15．√三、选择题 1．A 2．C B A 3．B四、名词解释 1．答：晶格是假想的反映原子排列规律的空间格架；晶胞是能够完整地反映晶体晶格特征的最小几何单元。
2．答：只由一个晶粒组成的晶体称为单晶体；由很多的小晶体组成的晶体称为多晶体。
3．答：弹性变形是指外力消除后，能够恢复的变形；塑性变形是指外力消除后，无法恢复的永久性的变形。
4．答：材料在受到外部载荷作用时，为保持其不变形，在材料内部产生的一种与外力相对抗的力，称为内力；单位面积上所受的内力就称为应力。
五、思考与练习 1．冷却曲线上有一段水平线，是说明在这一时间段中温度是恒定的。
结晶实际上是原子由一个高能量级向一个较低的能量级转化的过程，所以在结晶时会放出一定的结晶潜热，结晶潜热使正在结晶的金属处于一种动态的热平衡，所以纯金属结晶是在恒温下进行的。
金属学热处理4-11思考题
第四章铁碳合金(一)填空题1．Cr、V在γ-Fe中将形成置换固溶体。
C、N则形成间隙固溶体。
2．渗碳体的晶体结构是复杂正交晶系，按其化学式铁与碳原子的个数比为3:1 3．当一块质量一定的纯铁加热到912℃温度时，将发生a-Fe向γ-Fe的转变，此时体积将发生缩小。
4．共析成分的铁碳合金平衡结晶至室温时，其相组成物为α+ Fe3C，组织成物为P。
5．在生产中，若要将钢进行轧制或锻压时，必须加热至γ单相区。
6．当铁碳合金冷却时发生共晶反应的反应式为，其反应产物在室温下被称为。
7．在退火状态的碳素工具钢中，T8钢比T12 钢的硬度，强度。
8．当W(C)＝0．77％一2．11％间的铁碳合金从高温缓冷至ES线以下时，将从奥氏体中析出，其分布特征是。
9．在铁碳合金中，含三次渗碳体最多的合金成分点为，含二次渗碳体最多的合金成分点为。
10．对某亚共析碳钢进行显微组织观察时，若估计其中铁素体约占10％，其W(C) = ，大致硬度为11．奥氏体是在的固溶体，它的晶体结构是。
12．铁素体是在的固溶体，它的晶体结构是。
13．渗碳体是和的金属间化合物。
14．珠光体是和的机械混合物。
15．莱氏体是和的机械混合物，而变态莱氏体是和的机械混合物。
16．在Fe—Fe3C相图中，有、、、、五种渗碳体，它们各自的形态特征是、、、、。
17．钢中常存杂质元素有、、、等，其中、是有害元素，它们分别使钢产生、。
18．纯铁在不同温度区间的同素异晶体有(写出温度区间) 、、。
19．碳钢按相图分为、、；按W(C)分为(标出W(C)范围) 、、。
10．在铁—渗碳体相图中，存在着四条重要的线，请说明冷却通过这些线时所发生的转变并指出生成物。
ECF水平线、；PSK水平线、；ES 线、；GS线、。
21 标出Fe—Fe3C相图(图4—3)中指定相区的相组成物：①，②，③，④，⑤。
；22．铁碳合金的室温显微组织由和两种基本相组成。
23．若退火碳钢试样中先共析铁素体面积为41．6％，珠光体的面积为58．4％，则其W(C)＝。
《钢的热处理》习题与思考题参考答案
《钢的热处理》习题与思考题参考答案（一）填空题1．板条状马氏体具有高的强度、硬度及一定的塑性与韧性。
2．淬火钢低温回火后的组织是 M回（+碳化物+Ar），其目的是使钢具有高的强度和硬度；中温回火后的组织是 T回，一般用于高σe 的结构件；高温回火后的组织是S回，用于要求足够高的强度、硬度及高的塑性、韧性的零件。
3．马氏体按其组织形态主要分为板条状马氏体和片状马氏体两种。
4．珠光体按层片间距的大小又可分为珠光体、索氏体和托氏体。
5．钢的淬透性越高，则临界冷却却速度越低；其C曲线的位置越右移。
6．钢球化退火的主要目的是降低硬度，改善切削性能和为淬火做组织准备；它主要适用于过共析（高碳钢）钢。
7．淬火钢进行回火的目的是消除内应力，稳定尺寸；改善塑性与韧性；使强度、硬度与塑性和韧性合理配合。
8．T8钢低温回火温度一般不超过 250℃，回火组织为 M回+碳化物+Ar ，其硬度大致不低于 58HRC 。
（二）判断题1．随奥氏体中碳含量的增高，马氏体转变后，其中片状马氏体减小，板条状马氏增多。
（×）2．马氏体是碳在a-Fe中所形成的过饱和间隙固溶体。
当发生奥氏体向马氏体的转变时，体积发生收缩。
（×）3．高合金钢既具有良好的淬透性，又具有良好的淬硬性。
（×）4．低碳钢为了改善切削加工性，常用正火代替退火工艺。
（√）5．淬火、低温回火后能保证钢件有高的弹性极限和屈服强度、并有很好韧性，它常应用于处理各类弹簧。
（×）6．经加工硬化了的金属材料，为了基本恢复材料的原有性能，常进行再结晶退火处理。
（√）（三）选择题1．钢经调质处理后所获得的组织的是 B 。
A．淬火马氏体 B．回火索氏体 C．回火屈氏体 D．索氏体2．若钢中加入合金元素能使C曲线右移，则将使淬透性 A 。
A．提高 B．降低 C．不改变 D．对小试样提高，对大试样则降代3．为消除碳素工具钢中的网状渗碳体而进行正火，其加热温度是 A 。
钢的热处理习题与思考题参考答案
"钢的热处理"习题与思考题参考答案〔一〕填空题1．板条状马氏体具有高的强度、硬度及一定的塑性与韧性。
2．淬火钢低温回火后的组织是 M回〔+碳化物+Ar〕，其目的是使钢具有高的强度和硬度；中温回火后的组织是 T回，一般用于高σe 的构造件；高温回火后的组织是S回，用于要求足够高的强度、硬度及高的塑性、韧性的零件。
3．马氏体按其组织形态主要分为板条状马氏体和片状马氏体两种。
4．珠光体按层片间距的大小又可分为珠光体、索氏体和托氏体。
5．钢的淬透性越高，则临界冷却却速度越低；其C曲线的位置越右移。
6．钢球化退火的主要目的是降低硬度，改善切削性能和为淬火做组织准备；它主要适用于过共析〔高碳钢〕钢。
7．淬火钢进展回火的目的是消除内应力，稳定尺寸；改善塑性与韧性；使强度、硬度与塑性和韧性合理配合。
8．T8钢低温回火温度一般不超过 250℃，回火组织为 M回+碳化物+Ar ，其硬度大致不低于 58HRC 。
〔二〕判断题1．随奥氏体中碳含量的增高，马氏体转变后，其中片状马氏体减小，板条状马氏增多。
〔×〕2．马氏体是碳在a-Fe中所形成的过饱和间隙固溶体。
当发生奥氏体向马氏体的转变时，体积发生收缩。
〔×〕3．高合金钢既具有良好的淬透性，又具有良好的淬硬性。
〔×〕4．低碳钢为了改善切削加工性，常用正火代替退火工艺。
〔√〕5．淬火、低温回火后能保证钢件有高的弹性极限和屈服强度、并有很好韧性，它常应用于处理各类弹簧。
〔×〕6．经加工硬化了的金属材料，为了根本恢复材料的原有性能，常进展再结晶退火处理。
〔√〕〔三〕选择题1．钢经调质处理后所获得的组织的是 B 。
A．淬火马氏体 B．回火索氏体 C．回火屈氏体 D．索氏体2．假设钢中参加合金元素能使C曲线右移，则将使淬透性 A 。
A．提高 B．降低 C．不改变 D．对小试样提高，对大试样则降代3．为消除碳素工具钢中的网状渗碳体而进展正火，其加热温度是 A 。
金属学与热处理习题
金属学与热处理习题与思考题(一)解释名词合金元素、固溶处理、红硬性、石墨化、孕育(变质)处理、球化处理、石墨化退火、时效硬化、回归、黄铜、锡青铜、巴氏合金。
(二)填空题1．按钢中合金元素含量，可将合金钢分为________________________，和__________________和_______________________几类(分别写出合金元素含量范围)。
2．合金钢按用途可分为______________、____________和____________。
3．20CrMnTi是____________钢，Cr，Mn的主要作用是________，Ti的主要作用是_____________，热处理工艺是_____________。
4．W18Cr4V是__________钢，含碳量是_______，W的主要作用是_________、Cr的主要作用是_________，V的主要作用是________。
热处理工艺是___________，最后组织是___________。
5．0Crl8Ni9Ti是__________钢，Cr，Ni和Ti的作用分别是_________ 、_________________和_______________。
6．拖拉机和坦克履带板受到严重的磨损及强烈的冲击，应选用_________钢，采用____________处理。
7．白口铸铁中碳主要以_____________的形式存在，灰口铸铁中碳主要以____________的形式存在。
8．普通灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁及蠕墨铸铁中石墨的形态分别为______状、_____状和_______状。
9．铸铁的基体有__________、___________、_____________三种．10．QT500-05牌号中，QT表示_________，数字500表示__________，数字05表示____________。
金属热处理工艺学课后习题答案及资料精品文档5页
1.热处理工艺：通过加热，保温和冷却的方法使金属和合金内部组织结构发生变化，以获得工件使用性能所要求的组织结构，这种技术称为热处理工艺。
2.热处理工艺的分类：（1）普通热处理（退火、正火、回火、淬火）(2)化学热处理（3）表面热处理（3）复合热处理3.由炉内热源把热量传给工件表面的过程，可以借辐射，对流，传导等方式实现，工件表面获得热量以后向内部的传递过程，则靠热传导方式。
4.影响热处理工件加热的因素：（1）加热方式的影响，加热速度按随炉加热、预热加热、到温入炉加热、高温入炉加热的方向依次增大；（2）加热介质及工件放置方式的影响：①加热介质的影响；②工件在炉内排布方式的影响直接影响热量传递的通道；③工件本身的影响：工件的几何形状、表面积与体积之比以及工件材料的物理性质等直接影响工件内部的热量传递及温度场。
5.金属和合金在不同介质中加热时常见的化学反应有氧化，脱碳；物理作用有脱气，合金元素的蒸发等。
6.脱碳：钢在加热时不仅表面发生氧化，形成氧化铁，而且钢中的碳也会和气氛作用，使钢的表面失去一部分碳，含碳量降低，这种现象称为脱碳钢脱碳的过程和脱碳层的组织特点：①钢件表面的碳与炉气发生化学反应（脱碳反应），形成含碳气体逸出表面，使表面碳浓度降低②由于表面碳浓度的降低，工件表面与内部发生浓度差，从而发生内部的碳向表面扩散的过程。
半脱碳层组织特点;自表面到中心组织依次为珠光体加铁素体逐渐过渡到珠光体，再至相当于该钢件未脱碳时的退火组织。
(F+P—P+C—退火组织)全脱碳层组织特点：表面为单一的铁素体区，向里为铁素体加珠光体逐渐过渡到相当于钢原始含碳量缓冷组织在强氧化性气体中加热时，表面脱碳与表面氧化往往同时发生。
在一般情况下，表面脱碳现象比氧化现象更易发生，特别是含碳量高的钢。
7.碳势：即纯铁在一定温度下于加热炉气中加热时达到既不增碳也不脱碳并与炉气保持平衡时表面的含碳量。
8.退火：将组织偏离平衡状态的金属或合金加热到适当的温度，保持一定时间，然后缓慢冷却以达到接近平衡状态组织的热处理工艺称为退火。
金属热处理习题及答案
金属热处理习题及答案金属热处理习题及答案热处理是金属加工中非常重要的一环，它可以改变金属的结构和性能，提高其机械性能和耐腐蚀性。
在金属热处理的学习过程中，习题是必不可少的一部分，通过解答习题可以加深对热处理原理和技术的理解。
下面将介绍一些常见的金属热处理习题及其答案。
1. 什么是金属的退火处理？请简要描述其作用和过程。
答：金属的退火处理是将金属加热至一定温度，然后缓慢冷却的过程。
其作用是消除金属中的应力和晶界堆积缺陷，提高金属的塑性和韧性。
退火过程包括加热、保温和冷却三个阶段。
2. 金属的淬火处理是什么意思？请简要描述其作用和过程。
答：金属的淬火处理是将金属加热至一定温度，然后迅速冷却的过程。
其作用是使金属产生马氏体组织，提高金属的硬度和强度。
淬火过程包括加热、保温、迅速冷却和回火四个阶段。
3. 金属的回火处理是什么意思？请简要描述其作用和过程。
答：金属的回火处理是将淬火后的金属再次加热至一定温度，然后缓慢冷却的过程。
其作用是减轻淬火时产生的内应力，提高金属的韧性和可加工性。
回火过程包括加热、保温和冷却三个阶段。
4. 金属的时效处理是什么意思？请简要描述其作用和过程。
答：金属的时效处理是将金属在较低温度下长时间保温的过程。
其作用是使金属产生细小的析出相，提高金属的强度和耐腐蚀性。
时效处理过程包括加热、保温和冷却三个阶段。
5. 请简述固溶处理和时效处理的异同点。
答：固溶处理和时效处理都是金属热处理的方法，但其作用和过程有所不同。
固溶处理是将金属加热至固溶温度，然后快速冷却的过程，其作用是溶解金属中的析出相，提高金属的塑性和可加工性。
时效处理是将金属在较低温度下长时间保温的过程，其作用是使金属产生细小的析出相，提高金属的强度和耐腐蚀性。
6. 请简述金属的冷处理是什么意思？它与热处理有何不同？答：金属的冷处理是在室温下对金属进行塑性变形和加工的过程。
与热处理相比，冷处理不涉及金属的加热和冷却过程，主要通过机械力的作用来改变金属的形状和性能。
金属学及热处理2011习题与思考题
第一章习题与思考题1、常见的金属晶格类型有哪些?试绘图说明其特征。
2、实际金属中有哪些晶体缺陷?晶体缺陷对金属的性能有何影响?3、为什么单晶体具有各向异性，而多晶体在一般情况下不显示各向异性？4、试计算面心立方晶格的致密度。
5、什么是位错？位错密度的大小对金属强度有何影响？6、晶体在结晶时，晶核形成种类有几种？什么是变质处理？7、置换固溶体中，被置换的溶剂原子哪里去了？8、间隙固溶体和间隙化合物在晶体结构与性能上区别何在？举例说明之。
9、解释下列名词：晶格、晶胞、晶体、晶面、晶向、晶粒、点缺陷、面缺陷、线缺陷、相、固溶强化、金属化合物、固溶体第二章习题与思考题1、什么叫结晶、过冷现象、过冷度?过冷度与冷却速度有何关系?2、金属的晶粒大小对力学性能有何影响?控制金属晶粒大小的方法有哪些?3、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：（1）金属型浇注与砂型浇注；（2）浇注温度高与浇注温度低；（3）铸成薄壁件与铸成厚壁件；（4）厚大铸件的表面部分与中心部分；（5）浇注时采用振动与不采用振动。
4、金属铸锭通常由哪几个晶区组成？它们的组织和性能有何特点？第三章习题与思考题1、现有A、B两元素组成如图3.1所示的二元匀晶相图，试分析以下几种说法是否正确？为什么？（1）形成二元匀晶相图的A与B两个相元的晶格类型可以不同，但是原子大小一定相等。
（2）K合金结晶过程中，由于固相成分随固相线变化，故已结晶出来的固溶体中含B量总是高于原液相中含B量。
（3）固溶体合金按匀晶相图进行结晶时，由于不同温度下结晶出来的固溶体成分和剩余液相成分都不相同，故在平衡状态下固溶体的成分是不均匀的。
图3.1 题1 图2、共晶部分的Mg-Cu相图如图3.2所示：（1）填入各区域的组织组成物和相组成物。
在各区域中是否会有纯Mg相存在？为什么？（2）求出20%Cu合金冷却到500℃、400℃时各相的成分和重量百分比。
（3）画出20%Cu合金自液相冷到室温的却曲线，并注明各阶段的相与相变过程。
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金属热处理基础及思考题
（从善海整理）
金属的晶体结构与结晶
1．解释下列名词：
点缺陷，线缺陷，面缺陷，亚晶粒，亚晶界，刃型位错，单晶体，多晶体，过冷度，自发形核，非自发形核，变质处理，变质剂。
2.常见的金属晶体结构有哪几种？α-Fe 、γ- Fe 、Al 、Cu 、Ni 、Pb 、Cr 、V 、Mg、Zn 各属何种晶体结构？
3.配位数和致密度可以用来说明哪些问题？
4.晶面指数和晶向指数有什么不同？
5.实际晶体中的点缺陷，线缺陷和面缺陷对金属性能有何影响？
6.为何单晶体具有各向异性，而多晶体在一般情况下不显示出各向异性？
7.过冷度与冷却速度有何关系？它对金属结晶过程有何影响？对铸件晶粒大小有何影响？
8.金属结晶的基本规律是什么？晶核的形成率和成长率受到哪些因素的影响？
9.在铸造生产中，采用哪些措施控制晶粒大小？在生产中如何应用变质处理？
金属的塑性变形与再结晶
1．解释下列名词：
加工硬化、回复、再结晶、热加工、冷加工。
2．产生加工硬化的原因是什么？加工硬化在金属加工中有什么利弊？
3．划分冷加工和热加工的主要条件是什么？
4．与冷加工比较，热加工给金属件带来的益处有哪些？
5．为什么细晶粒钢强度高，塑性，韧性也好？
6．金属经冷塑性变形后，组织和性能发生什么变化？
7．分析加工硬化对金属材料的强化作用？
9．在制造齿轮时，有时采用喷丸法（即将金属丸喷射到零件表面上）使齿面得以强化。
试分析强化原因。
合金的结构与二元状态图
1．解释下列名词：
合金，组元，相，相图；固溶体，金属间化合物，机械混合物；枝晶偏析，比重偏析；固溶强化，弥散强化。
2．指出下列名词的主要区别：
1）置换固溶体与间隙固溶体；
2）相组成物与组织组成物；
3．下列元素在α-Fe 中形成哪几种固溶体?
Si、C、N、Cr、Mn
4．试述固溶强化、加工强化和弥散强化的强化原理,并说明三者的区别.
5．固溶体和金属间化合物在结构和性能上有什么主要差别？
6. 何谓共晶反应、包晶反应和共析反应?试比较这三种反应的异同点.
7．二元合金相图表达了合金的哪些关系？
铁碳合金
1．何谓金属的同素异构转变？试画出纯铁的结晶冷却曲线和晶体结构变化图。
2．为什么γ-Fe 和α- Fe 的比容不同？一块质量一定的铁发生（γ-Fe →α-Fe ）转变时，其体积如何变化？
C），珠光体（P）,莱氏体（Ld）？它们的结3.何谓铁素体（F）,奥氏体（A），渗碳体（Fe
3
构、组织形态、性能等各有何特点？
4.Fe-Fe
C合金相图有何作用？在生产实践中有何指导意义？又有何局限性？
3
5.画出 Fe-Fe
C 相图，指出图中 S 、C 、E 、P、N 、G 及 GS 、SE 、PQ 、PSK 各点、
3
线的意义，并标出各相区的相组成物和组织组成物。
C 相图中三个基本反应：包晶反应,共晶反应及共析反应，写出反应式，标
6.简述 Fe-Fe
3
出含碳量及温度。
7.何谓碳素钢？何谓白口铁？两者的成分组织和性能有何差别？
8.亚共析钢、共析钢和过共析钢的组织有何特点和异同点。
9.分析含碳量分别为 0.20% 、 0.60% 、 0.80% 、 1.0% 的铁碳合金从液态缓冷至室温时的结晶过程和室温组织.
10．指出下列名词的主要区别：
1）一次渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳体、共晶渗碳体与共析渗碳体；
2）热脆与冷脆。
11．根据 Fe-Fe
C 相图，计算：
3
1）室温下，含碳 0.6% 的钢中珠光体和铁素体各占多少；
2）室温下，含碳 1.2% 的钢中珠光体和二次渗碳体各占多少；
3）铁碳合金中，二次渗碳体和三次渗碳体的最大百分含量。
12．某工厂仓库积压了许多碳钢（退火状态），由于钢材混杂，不知道钢的化学成分，现找出其中一根，经金相分析后，发现其组织为珠光体+铁素体，其中铁素体占 80% ，问此钢材的含碳量大约是多少？
13．对某退火碳素钢进行金相分析，其组织的相组成物为铁素体+渗碳体（粒状），其中渗碳体占 18% ，问此碳钢的含碳量大约是多少？
14．对某退火碳素钢进行金相分析，其组织为珠光体+渗碳体（网状），其中珠光体占 93% ，问此碳钢的含碳量大约为多少？
15.计算Fe-1.4%C合金在700℃下各个相及其组分数量和成分。
16．根据 Fe-Fe
C 相图，说明产生下列现象的原因：
3
1）含碳量为 1.0% 的钢比含碳量为 0.5% 的钢硬度高；
2）在室温下，含碳 0.8% 的钢其强度比含碳 1.2% 的钢高；
3）在 1100℃，含碳 0.4% 的钢能进行锻造，含碳 4.0% 的生铁不能锻造；
4）绑轧物件一般用铁丝（镀锌低碳钢丝），而起重机吊重物却用钢丝绳（用 60 、 65 、
70 、 75 等钢制成）；
5）钳工锯 T8 ， T10,T12 等钢料时比锯 10,20 钢费力，锯条容易磨钝；
6）钢适宜于通过压力加工成形，而铸铁适宜于通过铸造成形。
17.钢中常存杂质有哪些？对钢的性能有何影响？
18.试述碳钢的分类及牌号的表示方法(自己查资料)。
19．下列零件或工具用何种碳钢制造：手锯锯条、普通螺钉、车床主轴。