《金属材料与热处理》复习资料(1)
金属材料及热处理考试知识点
《金属材料及热处理》考试知识点考试要求要求学生全面、系统的掌握“金属学与热处理”课程的基础理论、基本知识和基本技能，并能灵活运用金属学与热处理理论分析和解决工程的实际问题的综合能力。
考试知识点（一）金属的晶体结构1、金属的宏观特性。
2、金属的晶体结构；晶体学基础——晶体结构、空间点阵、晶格常数、晶向指数和晶面指数、晶面间距。
三种典型金属晶体结构。
3、实际金属的晶体结构；晶体缺陷——点缺陷、位错和面缺陷。
（二）纯金属的结晶1、金属结晶的基本规律——结晶的两个基本过程，冷却曲线、过冷度。
2、金属结晶的基本条件——结晶的动力学条件、热力学条件和结构条件。
3、形核——均匀形核与非均匀形核。
4、长大——液/固界面的微观结构、晶核的长大机制与晶体的长大形态及温度梯度。
5、结晶理论的应用——结晶理论在实际生产中的具体应用。
（三）合金相结构与二元相图1、合金的相结构——合金、组元、系（统）、相（变）、相平衡、固溶体与金属化合物（中间相）。
2、二元合金相图概论——相图、相律，杠杆定律的应用。
3、匀晶相图——结晶规律、平衡结晶和不平衡结晶。
4、共晶相图——结晶规律、平衡结晶的组织与不平衡结晶组织。
5、包晶相图——结晶规律、平衡结晶的组织与不平衡结晶组织。
6、金属铸锭的组织与缺陷——合金铸锭的三晶区和铸锭组织的缺陷。
（四）铁碳合金1、铁碳相图——基本相的组成及相图的特点。
2、铁碳合金的平衡结晶——铁碳合金的分类，平衡结晶过程及其组织形貌。
3、含碳量的影响——掌握含碳量对铁碳合金平衡组织、机械性能和工艺性能的影响。
（五）金属及合金的塑性变形1、金属的应力-应变曲线——应力-应变曲线、弹性极限、屈服强度、抗拉强度、延伸率和断面收缩率。
2、(金属)单晶体的塑性变形——滑移、滑移系、位错的运动和增殖、弗兰克－瑞德源、位错的交割与塞积。
3、多晶体的塑性变形——晶粒尺寸对塑性变形的影响,Hall-Patch公式。
4、合金的塑性变形——合金相对塑性变形的影响，固溶强化、弥散强化、沉淀强化、加工硬化。
(完整word版)金属材料及热处理期终试题及答案(1)(word文档良心出品)
金属材料及热处理期终试题（Ａ）卷（０６机械系大专班）一．填空题（每空１分，共４０分）１.填出下列力学性能指标符号：屈服点σs ，抗拉强度σb ，洛氏硬度Ｃ标尺，伸长率，冲击韧度，布氏硬度．２.大多数合金元素溶于奥氏体后使Ｃ曲线的位置减少了钢的，提高钢的．３.常见的金属品格类型有，，三种，r－Ｆe晶格为a-Ｆe晶格为．４.金属结晶过程是由和两个基本过程组成．５.铁碳合金的基本相是，，，其中属于固溶体是和，属于金属化合物是．６.分析钢的等温转变中，在Ａ１～６５０摄氏度温度范围内，转变产物为，在６５０～６００摄氏度温度范围内起转变产物为，６００～５５０摄氏度温度范围内转变产物为，在５５０～Ｍs温度范围内转变产物为和．在Ｍs温度以下转变产物为．７.根据工艺的不同，钢的热处理方法可分为，，，及五种．８.白口铸铁中的碳主要以形式存在，而灰口铸铁中的碳主要以形式存在．９.４５钢中平均碳含量为；Ｔ８Ａ中平均碳含量为；５５Ｓi２Ｍn弹簧钢中平均碳含量为，Ｓi的含量约为，Ｍn的含量为．二．判断题（正确的打＂√＂错的打＂×＂）（每小题１分，共１０分）１.晶粒越细小，金属材料力学性能越好（）２.理论结晶温度与实际结晶温度之差称为过冷度（）３.在退火状态下２５钢塑性韧性比４５钢好，比Ｔ８更好（）４.调质处理就是淬火+低温回火（）５.合碳为２.４％的铁碳合金也会发生共晶反应（）６.金属经热变形后也会存在硬工硬化现象（）７.合金钢回火稳定性比碳素钢好（）８.珠光体不仅强度硬度较高，而且还具有一定的塑性（）９.莱氏体的平均含碳量为２.１１％（）１０.马氏体与回火马氏体属同一组织（）三．选择（每空１分，共２５分）１.选取适当的牌号：优质碳素结构钢（４５）碳素工具钢（T10）合金调质钢（40Gr）合金渗碳钢（20GrMnTi）普通碳素结构钢（Q235-A.F）灰铸铁（HT200）球墨铸铁（）（２０ＣrＭnＴi，４０Ｃr，ＨＴ２００，ＱＴ６００－２，Ｔ１０Ａ，４５Ｑ２３５－Ａ．Ｆ）２.为下列材料选材冷冲压件（10）重要的轴类（40Gr）车床床身（HT200）重要齿轮（20GrMnTi）车刀（W18Gr4V）（２０ＣrＭnＴi，１０，４０Ｃr，ＨＴ２００，Ｗ１８Ｃr４Ｖ）３.选择下列零件的最终热处理刀具（）重要轴类零件（）弹性零件（）（淬火+低温回火淬火+中温回火淬火+高温回火）４.为下列合金选择室温下的平衡组织Ｗc＝１.２％的铁碳合金（）共析钢（）４５钢（）（ＰＰ+ＦeＣⅡＰ+Ｆ）５.铁碳合金相图上的共析线（）共晶线（）共晶反应温度（）共析反应温度为（）（ＥＣＦＡＣＤＧＳＰＳＫ９１２℃７２７℃１２３０℃１１４８℃）６.灰铸铁中石墨呈（）球墨铸铁中石墨呈（）可锻铸铁中石墨呈（）（片状球状团絮状）四．问答题（共２５分）１.随着碳含量的增加，碳素钢的组织与性能如何变化？（１３分）随碳的增加亚共析钢中的铁素体减少，珠光体增多，而过共析钢中珠光体减少，二次渗碳体增多．由于组织变化导致性能也发生相应的变化，即：随碳量的增加，钢的塑性，韧性降低，硬化逐渐增大，在Ｗc≤０.９％范围内强度也会提高．但当Ｗc＞０.９％后随碳含量的增加，网状二次渗碳体增多，因而强度反而降低２.试述高速钢的成分特点及合金元素的主要作用？（１２分）Ⅰ答案一．填空题１.σs σb ＨＲＣбαk ＨＢＳ或ＨＢＷ２.右移临界冷却速度（Ｕk）淬透性３.体心立方石心立方密排立方石心立方体心立方４.形核晶核长大５.铁素体（Ｆ）奥氏体（Ａ）渗碳体（Ｆe３Ｃ）ＦＡＦe３Ｃ６.珠光体（Ｐ）索氏体（Ｓ）托氏体（Ｔ）上贝氏体（Ｂ上）下贝氏体（Ｂ下）马氏体（Ｍ）７.退火正火淬火回火表面热处理８.渗碳体（Ｆe３Ｃ）石墨（Ｇ）９.０.４５％０.８％０.５５％２％或１.５％～２.５％＜１.５％二．判断答案：１√２√３√４×５√６×７√８√９×１０×三．选择１.４５Ｔ１０Ａ４０Ｃr ２０ＣrＭnＴi Ｑ２３５－Ａ.ＦＨＴ２００ＱＴ６００－２２.１０４０Ｃr ＨＴ２００２０ＣrＭnＴi Ｗ１８ＣrＶ３.淬火+低温回火淬火+高温回火淬火+中温回火４.Ｐ+ＦeＣⅡＰＰ+Ｆ５.ＰＳＫＥＣＦ１１４８℃７２７℃６.片状球状团絮状四１.答：随碳的增加亚共析钢中的铁素体减少，珠光体增多，而过共析钢中珠光体减少，二次渗碳体增多．由于组织变化导致性能也发生相应的变化，即：随碳量的增加，钢的塑性，韧性降低，硬化逐渐增大，在Ｗc≤０.９％范围内强度也会提高．但当Ｗc＞０.９％后随碳含量的增加，网状二次渗碳体增多，因而强度反而降低．性能中，硬度，塑性，韧性错１处扣２分，强度项扣３分２.答：高速钢的成分特点有两点，其一：碳含量高，Ｗc＝０.７％～１.６５％，其二：是含有大量的合金元素：ＷＣr Ｍo Ｖ等，这些合金元素在钢中的主要作用分别是：Ｃr：主要提高淬透性，ＷＭo两元素主要提高钢的热硬度并细化晶粒，Ｖ：主要作用是提高钢的硬度和耐磨性，并能一定程度提高热硬性．09高数模1金属材料及热处理期末试卷A一．填空题（每空1分共20）1．塑性通常用和来表示2．金属结晶的必要条件是3．单晶体的塑性变形方式是和4．固溶体合金在结晶过程中，产生晶粒内部化学成分不均匀的现象为，由于这种偏析呈树枝状分布，故又称5．工业纯铁的室温平衡组织为6．淬火钢在250～350℃温度范围内回火时要发生回火脆性，称为7．滚动轴承钢主要用于制造滚动轴承的8．灰铸铁的热处理方法有、、9．变形铝合金按其性能特点可分为、、和锻铝10．青铜是指除、以外的铜合金11．金属材料、和统称三大固体工程材料二．选择题(每题2分共20分)1.灰铸铁的硬度测定方法是( )A.布氏硬度B.洛氏硬度C.维氏硬度2.下列物质属于晶体的是( )A.松香B.水晶C.石蜡3.冷塑性变形的金属晶粒重新结晶为均匀的等轴晶粒需进行的热处理是( )A.去应力退火B.完全退火C.再结晶退火4.下列情况属于相变过程的是( )A.液态金属的结晶B.晶粒长大C.冷变形金属的再结晶5.在铁碳合金的基本组成相中，属于金属化合物是( )A.铁素体B.渗碳体C.奥氏体6.调质是( )A.淬火+低温回火B.淬火+中温回火C.淬火+高温回火7.下列关于合金元素在钢中的作用论述错误的是( )A.合金元素的加入使铁素体产生固溶强化B.合金元素的加入使奥氏体相区的大小发生改变C.除钴外，合金元素的加入使C曲线左移8.阻止石墨化的元素有( )A.硅B.磷C.硫9.属于软基体上分布硬质点的轴承合金有( )A.锡基巴氏合金B.铝基轴承合金C.珠光体灰铸铁10.碳以片状石墨形式存在的铸铁是( )A.灰铸铁B.白口铸铁C.球墨铸铁三．判断题(对的打√，错的打×。
金属材料及热处理基本知识
金属材料及热处理基本知识金属材料及热处理基本知识一、金属材料的力学性能金属材料的力学性能是指金属材料在外力作用下所反映出来的性能。
金属常用的力学性能有：1.弹性金属材料在受到外力作用时发生变形，外力消除后其变形逐渐消失的性质称为弹性。
① 刚性是指材料或构件在外力作用下抵抗弹性变形的能力。
② 刚度：k＝F/y2.塑性金属材料在受到外力作用时，产生显著的变形而不断裂的性能称为塑性。
① 伸长率δ② 断面收缩率ψ3.强度金属材料在外力作用下，抵抗变形和破坏的能力称为强度。
由于各种机器零件或构件因载荷作用形式和作用性质不同，金属材料所表现出的强度大小也不同。
金属材料的强度指标：（1）屈服强度σs在拉伸试验中，载荷不增加而试样仍能继续伸长时的应力称为屈服强度。
（2）抗拉强度σb材料在拉断前所能承受的最大应力称为抗拉强度。
（3）疲劳强度σ-1材料试样在疲劳试验过程中，在承受无数次（或给定次）对称循环应力作用仍不断裂的最大应力称为疲劳强度。
4.硬度金属表面抵抗硬物压入的能力称为硬度。
最常用的硬度指标：（1）布氏硬度HBS(HBW) 布氏硬度是使用一定直径的球体（淬火钢球或硬质合金球），以规定的试验力压入试样表面，经规定保持时间后卸除试验力，然后用测量表面压痕直径来计算硬度。
使用淬火钢球作硬度试验得到的硬度用HBS表示；使用硬质合金球作硬度试验得到的硬度用HBW表示。
（2）洛氏硬度HRC 洛氏硬度C标尺试验采用120°金刚石圆锥体加1471N总试验力测量的硬度值。
5.冲击韧性金属材料抵抗冲击载荷而不破坏的能力称为冲击韧性，其大小用冲击韧度αK表示。
二、钢的分类、用途与牌号（一）钢的分类1.按是否特意加入合金元素分类：（1）碳素钢不含有特意加入合金元素的钢，称为碳素钢。
（2）合金钢在碳素钢的基础上，为改善钢的性能，在冶炼时有目的地加入一种或数种合金元素的钢，称为合金钢。
2.按含碳量分类（1）低碳钢C ≤ 0.25％；（2）中碳钢 0.25％＜ C ＜ 0.60％；（3）高碳钢C ≥ 0.60％；3.按质量分类（1）普通钢S ≤ 0.050％，P ≤ 0.045％（2）优质钢S ≤ 0.035％，P ≤ 0.035％（3）高级优质钢S ≤ 0.025％，P ≤ 0.025％4.按合金元素总量分类（1）低合金钢合金元素总含量＜ 5％（2）中合金钢合金元素总含量 5％～ 10％（3）高合金钢合金元素总含量＞10％5.按用途分类（1）结构钢主要用于制造各种机械零件和工程构件的钢。
金属材料热处理原理与工艺复习提纲
精心整理一、名词解释1.正火：把零件加热到临界温度以上30-50℃，保温一段时间，然后在空气中冷却的热处理工艺。
2.退火：将钢加热、保温后，随炉冷却后，获得接近平衡状态组织的热处理工艺。
3.回火：将淬火钢重新加热到A1线以下某一温度，保温一定时间后再冷却到室温的热处理工艺。
4.淬火：将钢加热到AC1或AC3以上某一温度，保温一定时间，以大于临界冷却速度进行快速冷却，获得马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺。
5.淬硬性：钢淬火后的硬化能力。
6.淬透性：钢淬火时获得马氏体的能力。
7.贝氏体：过冷奥氏体中温转变的产物。
8.马氏体：C原子溶入 -Fe形成的饱和间隙固溶体。
9.贝氏体转变：奥氏体中温转变得到贝氏体的过程。
10.马氏体转变：将奥氏体快速冷却到Ms点以下得到马氏体组织的过程。
11.脱溶：从过饱和固溶体中析出第二相(沉淀相)、形成溶质原子聚集区以及亚稳定过渡相的过程称为脱溶或沉淀，是一种扩散型相变。
12.固溶：将双相组织加热到固溶度线以上某一温度保温足够时间，获得均匀的单相固溶体的处理工艺。
13.固溶强化：当溶质原子溶入溶剂原子而形成固溶体时，使强度、硬度提高，塑性、韧性下降的现象。
14.渗碳：向钢的表面渗入碳原子的过程。
15.渗氮：向钢的表面渗入氮原子的过程。
16.化学热处理：将零件放在特定的介质中加热、保温，以改变其表层化学成分和组织，从而获得所需力学或化学性能的工艺总称。
17.表面淬火:在不改变钢的化学成分及心部组织情况下，利用快速加热将表层奥氏体化后进行淬火以强化零件表面的热处理方法。
二、简答题1.材料的强韧化机制及其应用答：✍固溶强化；✍位错强化；✍第二相强化；④细晶强化。
2.相变应力/组织应力是什么？对组织性能有什么影响？答：组织应力又称相变应力：金属制品在加热和冷却时发生相变，由于新旧相之间存在着结构和比容差异，制品各部分又难以同时发生相变，或者各部分的相变产物有所不同，也会引起应力，这种因组织结构转变不均均而产生的应力称为组织应力。
《金属材料与热处理》期末考试复习题
《金属材料与热处理》期末考试复习题填空：1、变形一般分为（弹性）变形和（塑性）变形两种，不能随载荷的去除而消失的变形称为（塑性）变形。
2 、强度是指金属材料在（静）载荷作用下抵抗（塑性变形）或（断裂）的能力。
3 、断裂前金属材料产生（永久变形）的能力称为塑性，金属材料的（伸长率和（断面收缩率）的数值越大，表示材料的塑性越好。
4、含金中成分、结构及性能相同的组成部分称为（相）。
5、含碳量为（0.0218％～2.11％）的铁碳合金称为钢。
根据室温组织不同，钢又分为三类：亚共析钢（0.0218%＜C＜0.77%），其室温组织为（铁素体）和（珠光体）；（C=0.77%）共析钢，其室温组织为（珠光体）；过共析钢（0.77%＜C＜2.11%），其室温组织为（珠光体）和（二次渗碳体）。
6、金属材料抵抗（冲击）载荷作用而（不破坏）能力，称为冲击韧性。
冲击韧度越大，表示材料的冲击韧性越（好）。
7、强度的常用衡量指标有（屈服点）和（屈服强度），分别用符号（σs）和（σb ）表示。
8、常见的金属晶格类型有体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格三种。
9、金属的结晶过程是由（晶核的形成）和（长大）两个基本过程组成的。
10、细化晶粒的根本途径是控制结晶时的形核率及长大速度。
11、从金属学观点来说，凡在再结晶温度以下进行的加工称为冷加工；在金属的再结晶温度以上进行的加工称为热加工。
12、铁碳合金的基本相是（铁素体F）、（奥氏体A）和（渗碳体Fe3C）。
13、铁素体的性能特点是具有良好的（塑性）和（韧性），而（强度）和（硬度）很低。
14、铁碳合金的基本组织有五种，它们是（铁素体）、（奥氏体）、（渗碳体）、（珠光体）、（莱氏体）。
15、大小不变或变化缓慢的载荷称为（静载荷），在短时间内以较高速度作用于零件上的载荷称为（冲击载荷），大小和方向随时间发生周期性变化的载荷称为（交变载荷）。
16、金属在（固态）态下，随温度的改变，由（一种晶格）转变为（另一种晶格）的现象称为同素异构转变。
《金属学与热处理》复习题参考答案
《金属学与热处理》复习题绪论基本概念：1.工艺性能:金属材料适应实际加工工艺的能力。
（分类）2.使用性能：金属材料在使用时抵抗外界作用的能力。
（分类）3.组织：用肉眼，或不同放大倍数的放大镜和显微镜所观察到的金属材料内部的情景。
宏观组织：用肉眼或用放大几十倍的放大镜所观察到的组织。
（金属内部的各种宏观缺陷）显微组织：用100-2000倍的显微镜所观察到的组织。
（各个组成相的种类、形状、尺寸、相对数量和分布，是决定性能的主要因素）4：结构：晶体中原子的排列方式。
第一章基本概念：1.金属：具有正的电阻温度系数的物质，其电阻随温度升高而增加。
2.金属键；金属正离子和自由电子之间相互作用而形成的键。
3.晶体：原子（离子）按一定规律周期性地重复排列的物质。
4.晶体特性：(原子)规则排列；确定的熔点；各向异性；规则几何外形。
5.晶胞：组成晶格的最基本的几何单元。
6.配位数:晶格中任一原子周围与其最近邻且等距的原子数目。
7.晶面族：原子排列相同但空间位向不同的所有晶面称为晶面族。
8.晶向族：原子排列相同但空间位向不同的所有晶向称为晶向族。
9.多晶型性：当外部条件（如温度和压强）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。
又称为同素异构转变。
10.晶体缺陷：实际晶体中原子排列偏离理想结构的现象。
11.空位：晶格结点上的原子由于热振动脱离了结点位置，在原来的位置上形成的空结点。
12.位错：晶体中有一列或若干列原子发生了有规则的错排现象，使长度达几百至几万个原子间距、宽约几个原子间距范围内的原子离开其平衡位置，发生了有规律的错动。
13.柏氏矢量：在实际晶体中沿逆时针方向环绕位错线作一个闭合回路。
在完整晶体中以同样的方向和步数作相同的回路，由回路的终点向起点引一矢量，该矢量即为这条位错线的柏氏矢量。
14.晶粒：晶体中存在的内部晶格位向完全一致，而相互之间位向不相同的小晶体。
15.各向异性：由于晶体中不同晶面和晶向上的原子密度不同，因而晶体在不同方向上的性能有所差异。
金属学与热处理复习资料(本)
金属学与热处理复习资料一、名词解释1、晶体：原子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、晶界：晶粒和晶粒之间的界面。
6、单晶体：只有一个晶粒组成的晶体。
7、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。
8、组元：组成合金最基本的、独立的物质称为组元。
9、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。
10、固熔体：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。
11、结晶：纯金属或合金由液体转变为固态的过程。
12、重结晶：金属从一种固体晶态改变了晶体结构转变为另一种固体晶态的过程。
13、过冷度：理论结晶温度（T0）和实际结晶温度（T1）之间存在的温度差。
14、铁素体：碳溶解于α-Fe中形成的间隙固溶体。
15、渗碳体：是铁与碳形成的质量分数为6.69%的金属化合物。
16、奥氏体：碳溶解于γ-Fe中形成的间隙固溶体。
17、珠光体：是由铁素体与渗碳体组成的机械化合物。
18、莱氏体：奥氏体与渗碳体的混合物为莱氏体。
19、同素异构转变：一些金属，在固态下随温度或压力的改变,还会发生晶体结构变化，即由一种晶格转变为另一种晶格的变化，称为同素异构转变。
20、实际晶粒度：某一具体热处理或热加工条件下的奥氏体的晶粒度叫实际晶粒度，它决定钢冷却后的组织和性能。
21、马氏体：碳在α-Fe 中的过饱和间隙固溶体，具有很大的晶格畸变，强度很高。
22、贝氏体：渗碳体分布在含碳过饱和的铁素体基体上或的两相混合物。
根据形貌不同又可分为上贝氏体和下贝氏体。
23、淬透性：淬透性是指在规定条件下，钢在淬火冷却时获得马氏体组织的能力。
24、淬硬性：淬硬性是指钢在理想的淬火条件下，获得马氏体所能达到的最高硬度。
25、调质处理：淬火后高温回火的热处理工艺组合。
金属材料及热处理复习资料
金属材料及热处理复习《金属材料与热处理》是一门技术基础课，它的内容主要包含以下几个部门：1、钢铁材料的冶炼介绍金属材料的概念、分类及其生产过程。
重点放在钢铁材料的生产过程。
2、金属的性能介绍金属的物理、化学、力学及工艺等性能。
3、金属学的基础知识介绍金属和合金的晶体构造及其结晶过程，以及金属的成分、温度和组织之间的相互关系及变化规律。
4、钢的热处理介绍热处理的基本理论及各种热处理工艺的目的和方法。
5、常用的金属材料介绍碳钢、合金钢、铸铁、有色金属及硬质合金等金属材料的牌号、成分、组织、热处理、性能及用途。
鉴于机械专业技校生掌握这门课的必需性以及同学们学起来有一定难度，平时往往还未全面掌握，在期末进行复习时，提高他们复习效率，帮助他们理解和融会贯通尤为重要，采用一般从前到后按顺序复习方法，往往效果不太好，为此笔者经过一段时间探索，概括全书，提出了“顺口溜”的复习方法，共10句，它们是：1金属材料热处理，2钢铁材料最重要。
3铁碳相图作纲要，4选材热处理有依靠。
5硬质合金作刀具，6轴承合金作滑动。
7正火退火去应力，8淬火回火变魔术。
9牢牢记住主干线，10成分组织与性能。
首先要求大家熟读这10句话，多读几遍，然后一句一句加以理解。
1金属材料热处理同学们读这句话，首先要知道，这本书主要由金属材料和热处理两部分组成，要知道金属材料分类和工厂中热处理种类。
热处理共分正火、退火、淬火、回火、表面热处理等五种。
2钢铁材料最重要读这句话大家要知道，工厂中用得最多的材料是钢和铁，许多重要关键场合都是用钢铁材料制造的，钢铁的产量、质量，在当今世界甚至是一个国家综合实力的标志。
同时同学们要简单了解钢铁是怎么生产出来的，钢与铁是完全不同的两种材料，它们彼此之间的性能完全不一样，联系到以后的热处理，即使是同一种钢，经过不同的热处理，其最后性能不一样。
3铁碳相图作纲要4选材热处理有依靠读了这两句话，同学们要知道，铁碳相图，是我们选材的基础，它是清楚地表明了铁碳合金成分、温度、组织三者之间关系的一个“地图”，同一种成分不同温度，同一种温度不同成分，它们组织不同，以及室温组织随含碳量的变化，最终导致钢材力学性能的变化，只有掌握和透彻理解铁碳相图，才能得心应手地选材用材。
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《金属材料与热处理》复习思考题参考答案第一章金属的力学性能1．解释下列名词金属的力学性能，弹性极限，载荷，应力，强度，硬度，塑性。
答：金属的力学性能：是指金属在外力作用下所表现出来的性能。
弹性极限：是指金属材料在外力作用下，只发生弹性变形而不发生塑性变时所能承受的最大应力。
载荷：是指金属材料在加工及使用过程中所受到的各种外力。
其符号用F表示。
应力：指单位面积上的内应力。
强度：是指金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力，是工程技术上重要的力学性能指标。
硬度：材料抵抗局部变形特别是塑性变性压痕或划痕的能力。
塑性：是金属材料断裂前产生塑性变形的能力。
2、什么是金属的疲劳？简述疲劳断裂的特点。
答：金属材料在受到交变应力或重复循环应力时往往在工作应力小于屈服强度的情况下突然断裂，这种现象称为疲劳。
疲劳断裂的特点：由于疲劳的应力比屈服强度低，所以不论是韧性材料还是脆性材料，在疲劳断裂前，均没有明显的塑性变形，它是在长期累积损伤过程中，经裂纹萌生和缓慢扩展到临界尺寸时突然发生的。
由于断裂前没有明显的预兆，故疲劳断裂危险性极大。
宏观断口一般可明显地分为三个区域，即疲劳源，疲劳裂纹扩展区和瞬间断裂区。
疲劳源多在机件的表面处。
第二章金属的晶体结构1．解释下列名词点缺陷，线缺陷，面缺陷，晶体，晶格，晶胞，单晶体，晶粒，晶界，合金，组亓，相，固溶体，金属化合物。
答：点缺陷：原子排列不规则的区域在空间三个方向尺寸都很小，主要指空位间隙原子、置换原子等。
线缺陷：原子排列的不规则区域在空间一个方向上的尺寸很大，而在其余两个方向上的尺寸很小。
如位错。
面缺陷：原子排列不规则的区域在空间两个方向上的尺寸很大，而另一方向上的尺寸很小。
如晶界和亚晶界。
晶体：是指组成物质的原子或分子在空间排列是有规则、有序排列的物体。
晶格：把点阵中的结点假想用一系列平行直线连接起来构成空间格架称为晶格。
晶胞：构成晶格的最基本单元。
单晶体：如果一块晶体，其内部的晶格位向完全一致，则称这块晶体为单晶体。
晶粒：多晶体中的每个外形不规则的、呈颗粒状的小晶体称为晶粒。
晶界：晶粒与晶粒之间的分界线称为晶界。
合金：通过熔炼，烧结或其它方法，将一种金属元素同一种或几种其它元素结合在一起所形成的具有金属特性的新物质，称为合金。
组亓：组成合金的最基本的、独立的物质称为组元相：在纯金属或合金中，凡成分相同、结构相同并与其它部分有界面分开的均匀组成部分，均称之为相。
固溶体：合金的组元之间以不同的比例混合，混合后形成的固相的晶格结构与组成合金的某一组元的相同，这种相称为固溶体。
金属化合物：合金的组元间发生相互作用形成的一种具有金属性质的新相，称为金属化合物。
它的晶体结构不同于任一组元，用分子式来表示其组成。
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？答：常见金属晶体结构：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格；α－Fe、Cr、V属于体心立方晶格；γ－Fe 、Al、Cu、Ni、Pb属于面心立方晶格；Mg、Zn属于密排六方晶格；3.实际金属晶体中存在哪几种缺陷？这些缺陷对金属性能有何影响？答：金属实际晶体中存在点缺陷、线缺陷和面缺陷三种晶体缺陷。
这些缺陷对金属性能的影响如下：1）点缺陷造成局部晶格畸变，使金属的电阻率，屈服强度增加，密度发生变化。
2）线缺陷形成位错对金属的机械性能影响很大，位错极少时，金属强度很高。
3）面缺陷晶界和亚晶界越多，晶粒越细，金属强度越高金属塑变的能力越大，塑性越好。
总之，材料的强度硬度增加，随着点、线缺陷量的增加，材料的塑性韧性下降，而随着面缺陷量的增加，塑性和韧性反而提高。
4.金属中常见的晶体结构有哪几种？答：金属中常见的晶体结构有：体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格三种5.固溶体有哪几种类型？固溶体与化合物有何区别？答：间隙固溶体固溶体根据溶质在溶剂中所占据的位置不同分为和置换固溶体。
固溶体与化合物的区别是：固溶体与化合物的区别是：1）固溶体的晶格结构保持了溶剂的晶格结构，化合物的晶格结构不同于任何一种组元。
2）化合物的硬度高而脆，熔点高，通常不做为主相，而作为强化相。
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？答：因为单晶体内各个方向上原子排列密度不同，造成原子间结合力不同，因而表现出各向异性；而多晶体是由很多个单晶体所组成，它在各个方向上的力相互抵消平衡，因而表现各向同性。
第三章纯金属的结晶1．解释下列名词：机械混合物；枝晶偏析。
答：机械混合物：合金的组织由不同的相以不同的比例机械的混合在一起，称机械混合物。
枝晶偏析：实际生产中，合金冷却速度快，原子扩散不充分，使得先结晶出来的固溶体合金含高熔点组元较多，后结晶含低熔点组元较多，这种在晶粒内化学成分不均匀的现象称为枝晶偏析。
2.金属形核的方式有几种？通常金属结晶时形核的主要方式是哪一种？晶粒的形态如何？答：金属形核的方式有：自发形核（均质形核）和非自发形核（异质形核）两种。
金属通常以非自发形核为主要形核方式。
（需能量小）晶粒的形态通常为树枝晶。
3.影响晶粒大小的因素有哪些？如何影响晶粒大小？答：影响晶粒大小的因素是形核率（N）和长大速度（G）。
形核率提高的比长大速度更快，即N/G增大时，晶粒更细小。
4.什么叫同素异晶转变？其转变与纯金属的结晶有何异同？答：同素异晶转变：金属在固态下随温度的改变，由一种晶格转变为另一种晶格的现象称为同素异晶转变。
同素异晶转变与金属的结晶相同点：1）过程都包括形核与长大两过程2）且都在恒温下进行3）同时都是相变。
不同点：同素异晶转变是固态下的相变；而纯金属的结晶是液态向固态转变的相变。
5．指出下列名词的主要区别：1）置换固溶体与间隙固溶体；答：置换固溶体：溶质原子代替溶剂晶格结点上的一部分原子而组成的固溶体称置换固溶体。
间隙固溶体：溶质原子填充在溶剂晶格的间隙中形成的固溶体，即间隙固溶体。
2）相组成物与组织组成物；相组成物：合金的基本组成相。
组织组成物：合金显微组织中的独立组成部分。
6．固溶体和金属化合物在结构和性能上有什么主要差别？答：在结构上：固溶体的晶体结构与溶剂的结构相同，而金属化合物的晶体结构不同于组成它的任一组元，它是以分子式来表示其组成。
在性能上：形成固溶体和金属化合物都能强化合金，但固溶体的强度、硬度比金属间化合物低，塑性、韧性比金属间化合物好，也就是固溶体有更好的综合机械性能。
7. 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.答：共晶反应：指一定成分的液体合金，在一定温度下，同时结晶出成分和晶格均不相同的两种晶体的反应。
包晶反应：指一定成分的固相与一定成分的液相作用，形成另外一种固相的反应过程。
共析反应：由特定成分的单相固态合金，在恒定的温度下，分解成两个新的，具有一定晶体结构的固相的反应。
共同点：反应都是在恒温下发生，反应物和产物都是具有特定成分的相，都处于三相平衡状态。
不同点：共晶反应是一种液相在恒温下生成两种固相的反应；共析反应是一种固相在恒温下生成两种固相的反应；而包晶反应是一种液相与一种固相在恒温下生成另一种固相的反应。
8．二元合金相图表达了合金的哪些关系？答：二元合金相图表达了合金的状态与温度和成分之间的关系。
9．在二元合金相图中应用杠杆定律可以计算什么？答：应用杠杆定律可以计算合金相互平衡两相的成分和相对含量。
10.在相图中三相水平线处相和组织是否能用杠杆定律来计算，为什么？答：在相图中三相水平线处：在转变前后相和组织能用杠杆定律来计算，转变过程中不能。
转变前后的相是两相，转变过程中为3相，杠杆定律只适用于两相区。
11．某合金相图如图所示，回答下列问题。
1）试标注①—④空白区域中存在相的名称；2）指出此相图包括哪几种转变类型；3）说明合金Ⅰ的平衡结晶过程及室温下的显微组织。
答：(1)①：L+γ②: γ+β③: β+(α+β) ④: β+αⅡ(2)匀晶转变；共析转变(3)合金①在1点以上全部为液相,冷至1点时开始从液相中析出γ固溶体至2点结束,2～3点之间合金全部由γ固溶体所组成,3点以下,开始从γ固溶体中析出α固溶体,冷至4点时合金全部由α固溶体所组成,4～5之间全部由α固溶体所组成,冷到5点以下,由于α固溶体的浓度超过了它的溶解度限度,从α中析出第二相β固溶体,最终得到室温下稳定的显微组织:α+βⅡ12．有形状、尺寸相同的两个 Cu-Ni 合金铸件，一个含 90% Ni ，另一个含50% Ni,铸后自然冷却，问哪个铸件的偏析较严重？答：含 50% Ni的Cu-Ni 合金铸件偏析较严重。
在实际冷却过程中，由于冷速较快，使得先结晶部分含高熔点组元多，后结晶部分含低熔点组元多，因为含 50% Ni的Cu-Ni 合金铸件固相线与液相线范围比含 90% Ni铸件宽，因此它所造成的化学成分不均匀现象要比含 90% Ni的Cu-Ni 合金铸件严重。
13.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？答：①冷却速度越大，则过冷度也越大。
②随着冷却速度的增大，则晶体内形核率和长大速度都加快，加速结晶过程的进行，但当冷速达到一定值以后则结晶过程将减慢，因为这时原子的扩散能力减弱。
③过冷度增大，ΔF 大，结晶驱动力大，形核率和长大速度都大，且N的增加比G增加得快，提高了N与G的比值，晶粒变细，但过冷度过大，对晶粒细化不利，结晶发生困难。
14.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？答：①金属结晶的基本规律是形核和核长大。
②受到过冷度的影响，随着过冷度的增大，晶核的形成率和成长率都增大，但形成率的增长比成长率的增长快；同时外来难熔杂质以及振动和搅拌的方法也会增大形核率。
15.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？答：①采用的方法：变质处理，钢模铸造以及在砂模中加冷铁以加快冷却速度的方法来控制晶粒大小。
②变质处理：在液态金属结晶前，特意加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶时的晶核数目大大增加，从而提高了形核率，细化晶粒。
③机械振动、搅拌。
第四章铁碳合金1.选择题：（1）下列组织中塑性最好的是（A）。
A.铁素体B.珠光体C.渗碳体莱氏体（2）Fe—FeC相图上所形成的共析线是（C），共晶线是（A）。
3A.ECF线B.ACD线C.PSK线2.判断题：（1）渗碳体中碳的质量分数是6.69%。
（ √ ）（2）碳溶于α—Fe 中所形成的间隙固溶体为奥氏体。
（ × ）（3）共析转变是在恒温下进行的。
（ √ ）3．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。