作业1参考答案

作业1
一、思考题
1．什么是机械性能？（材料受力作用时反映出来的性能）它包含哪些指标？（弹性、强度、塑性、韧性、硬度等）各指标的含意是什么？如何测得?
2．硬度和强度有没有一定的关系?为什么?（有，强度越高，硬度越高）为什么？（都反映材料抵抗变形及断裂的能力）
3．名词解释：过冷度，晶格，晶胞，晶粒与晶界，同素异晶转变，固溶体，金属化合物，机械混合物。

4．过冷度与冷却速度有什么关系?对晶粒大小有什么影响?（冷却速度越大过冷度越大，晶粒越细。

）
5.晶粒大小对金属机械性能有何影响?常见的细化晶粒的方法有哪些?（晶粒越细，金属的强度硬度越高，塑韧性越好。

孕育处理、提高液体金属结晶时的冷却速度、压力加工、热处理等）
6．说明铁素体、奥氏体、渗碳体和珠光体的合金结构和机械性能。

7．默绘出简化的铁碳合金状态图，并填人各区域内的结晶组织。

8．含碳量对钢的机械性能有何影响?
随含碳量的增加，钢的硬度升高、塑韧性下降；钢的强度先升高，当含碳量约为0.9%时，强度达到最大值，随后，强度随含碳量的增加而下降。

二、填表说明下列符号所代表的机械性能指标
三、填空
1. 碳溶解在体心立方的α-Fe中形成的固溶体称铁素体，其符号为F ，
晶格类型是体心立方，性能特点是强度低，塑性好。

2. 碳溶解在面心立方的γ-Fe中形成的固溶体称奥氏体，其符号为 A ，晶
格类型是面心立方，性能特点是强度低，塑性高。

3. 渗碳体是铁与碳的金属化合物，含碳量为6.69％，性能特点是硬度高，
脆性大。

4. ECF称共晶线线，所发生的反应称共晶反应，其反应式是得到的
组织为 L（4.3% 1148℃）=A（2.11%）+Fe
3
C 。

5. PSK称共析线线，所发生的反应称共析反应，其反应式是 A(0.77%
727 ℃)=F(0.0218%)+ Fe
3
C 得到的组织为珠光体。

6. E是共晶点点，P是共析点点， A
l 线即 PSK ，A
3
线即 GS ，
A
cm
线即 ES 。

7. 45钢在退火状态下，其组织中珠光体的含碳量是 0.77% 。

8．钢和生铁在成分上的主要区别是钢的含碳量小于2.11%，生铁2.11-6.69% 在组织上的主要区别是生铁中有莱氏体，钢中没有，在性能上的主要区别是
钢的机械性能好，生铁硬而脆。

9 铝的晶体结构/晶格类型是面心立方
10 α－Ｆｅ和γ－Fｅ的晶格类型分别属于体心立方、面心立方
11 Aｌ和Zｎ的晶格类型分别属于面心立方、密排六方
12 45钢在平衡结晶过程中冷却到共析温度时发生共析反应，A、F、Fe
3
C的碳含量分别为0.77% 0.0218% 6.69%
13 金属结晶过程是依靠两个密切联系的基本过程来实现的，这两个过程是形
核与长大，自发生核的生核率与过冷度的关系是过冷度大，形核率高
14 金属结晶时，依附于杂质而生成的晶核叫异质形核（非自发形核）
15 晶粒的大小称晶粒度，工程上通常把晶粒分成1、2、……8等级别。

8级晶
粒度的晶粒比1级晶粒度的晶粒要细小
16正的电阻温度系数的含义是随温度的升高，电阻增加。

四、判断题(正确的打√，错误的打×)
l. 布氏硬度计通常用于测定退火钢、正火钢的硬度，而洛氏硬度计用于测定淬火钢的硬度。

如测试结果为450HBW、18HRC。

(× )
2.纯铁在降温过程中，912℃发生同素异构转变，由面心立方晶格的γ—Fe转
变为体心立方晶格的。

α—Fe。

这种转变也是结晶过程，同样遵循晶核形成和晶核长大的结晶规律。

(√ )
3.钢和生铁都是铁碳合金。

其中，碳的质量分数(又称含碳量)小于0.77％
(0.8％)的叫钢，碳的质量分数大于2.06％(2.11％)的叫生铁。

(× ) 4.奥氏体是碳溶解在γ—Fe中所形成的固溶体，而铁素体和马氏体都是碳溶解
在α—Fe中所形成的固溶体。

(√ )
5. 珠光体是铁素体和渗碳体的机械混合物，珠光体的机械性能介于铁素体和
渗碳体之间。

√
6 当碳的质量分数为0.77％(0.8％)，由高温冷却到727℃时，铁碳合金中的
奥氏体发生共晶转变，形成珠光体。

( ×)
7.冲击韧性不能直接用于设计计算。

(√ )
8.硬度与强度有一定关系，材料硬度越高，强度也越高。

(× )
9 晶体中的位错是一种线缺陷( √)
10 在共晶相图中，从L中结晶出来的β晶粒与从α中析出的β
II
晶粒有相同的晶体结构。

(√ )
11 凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶过程。

(× )
五、选择题
1.低碳钢所受到的拉应力( C)时，开始出现明显的塑性变形；所受到的拉应力
(F )时，将发生断裂。

A．＞σ
b B．＜σ
b
C．＞σs D．＜σs E．达到σs F．达到σb
2.晶粒大小对钢的机械性能影响很大。

通过( )可以获得细晶粒的钢。

A．变质处理 B．加快钢液的冷却速度 C．完全退火D．A、B和C
3.在下列牌号的正火态钢中，(C )的σ
值最高，(D )的HBS值最高，(A )
b
值最高。

在它们的组织中，( D )的二次渗碳体最多，( C)珠的δ和a
k
光体最多。

( A )的铁素体最多。

A．20钢 B，45钢 C．T8钢 D．T13钢
4 晶体的特性是（ ) 。

A有确定的熔点，有各向异性；B无确定的熔点，有各向异性；
C无确定的熔点，无各向异性；D确定的熔点，无各向异性
5 固溶体的晶体结构（ )
A与溶剂相同；B与溶质相同；
C与溶剂、溶质都不相同；D与溶剂相同、也可能与溶剂不同
6 间隙固溶体一定是：
A无限固溶体;B有序固溶体;C有限固溶体
7下列说法正确的是（ )。

A铜锌合金为二元合金，所以它的组织由两相组成；
B合金的组织由数量、形态、大小和分布方式不同的各种相组成；
C间隙固溶体一定是无限固溶体
8固溶体出现枝晶偏析后可用（ )加以消除。

A塑性变形 B再结晶C扩散退火D回火
9共晶反应是（）。

A一种固相同时转变为二种固相
B二种固相同时转变为一种固相
C一种液相同时转变为二种固相
D一种液相转变为一种固相
10 一个合金的室温组织为α+二次β+(α+β)，它由（ )。

A二相组成 B三相组成 C四相组成 D两种组织组成物组成
11在铁碳合金平衡组织中，塑性最好的是( )。

A奥氏体 B 铁素体 C渗碳体 D珠光体
12下列物质由液体凝固成固体的过程是结晶过程。

A铜、氯化钠、玻璃、水银 B石蜡、玻璃、铜、铝
C铜、铝、水银、氯化钠 D铜、铝、氯化钠、石蜡
13实际金属结晶时，生核和晶体长大的方式主要是( )。

A自发生核和平面长大 B自发生核和树枝状长大
C非自发生核和平面长大D非自发生核和树枝状长大
14在实际生产中，细化铸造金属晶粒的主要措施是( )。

A降低金属的过冷度和变质处理 B降低金属的过冷度和调质处理
C提高金属的过冷度和变质处理 D提高金属的过冷度和调质处理
15在室温平衡组织中，Ｔ10钢中的（）相的质量分数比Ｔ12钢中的多。

A珠光体 B渗碳体 C二次渗碳体 D铁素体
16在一般情况下,若金属的晶粒细,则( )。

A金属的强度高，塑性好，韧性好 B金属的强度高，塑性好，韧性差
C金属的强度高，塑性差，韧性好 D金属的强度低，塑性好，韧性好
17为使铝锭晶粒细小，浇铸时应采用的模子是( )。

A冷砂型 B热砂型 C冷金属型 D热金属型
18在发生L→α+β共晶反应时，三相的成分（ )。

A相同B确定 C不定 D只有L相确定
19一个合金的组织为β+二次α+(α+β)，其组织组成物为（ )。

A β、α;
B β、二次α、α ;
C β、二次α、(α+β) ；
D β、α、(α+β)
20含40％Ｎｉ的Ｃｕ－Ｎｉ合金平衡结晶到二相区内时（ )。

A固相与液相的含Ｎｉ量都是40％ B固相比液相含Ｎｉ量高
C 液相比固相含Ｎｉ量高 D液相含Ｎｉ量大于40％
21 含60％Ｂ的Ａ-B合金（A、B为两种元素)平衡组织由α相和β相组成。

此时α相中含5％B，β相中含10％A，则（ )。

A α相的质量分数为5％，β相的质量分数为95％
B α相的质量分数为９0％，β相的质量分数为10％
C α相的质量分数为64.7％，β相的质量分数为35.3％
D α相的质量分数为35.3％，β相的质量分数为64.7％
22珠光体是一种（）。

A 固溶体
B 机械混合物
C 共晶体
23低温莱氏体是由( )两相组成的。

A奥氏体和渗碳体 B铁素体和奥氏体
C渗碳体和珠光体 D渗碳体和铁素体
24Ｔ12钢室温平衡组织中，二次渗碳体呈（）。

A 层片状 B网状 C球状 D块状。