金属材料热处理第二三次作业
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。
热处理作业指导书
热处理作业指导书第一部分：引言热处理是一种广泛应用于金属制造加工领域的关键工艺。
通过控制金属材料的加热和冷却过程，可以改变材料的晶格结构、硬度、强度和耐腐蚀性能。
为了确保热处理过程的质量和一致性，本指导书将为热处理操作人员提供一些基本的工作指导和安全注意事项。
第二部分：工作准备在进行热处理之前，必须进行充分的工作准备，以确保操作的顺利进行。
以下是一些必要的准备工作：1. 材料选择：选择适合热处理的金属材料，确保其符合应用要求。
2. 设备检查：检查热处理设备的运行状况，确保其完好无损。
3. 清洁材料表面：在进行热处理之前，必须彻底清洁材料表面，以去除污垢、油脂和其他杂质。
4. 预热设备：在进行热处理之前，必须将热处理设备预热到所需的温度范围。
5. 工作环境：确保工作环境干净、整洁，并提供足够的通风。
第三部分：热处理过程1. 加热阶段- 将材料放入热处理设备中，并确保其放置位置合适。
- 根据材料类型和要求，将设备加热到适当的温度。
- 在加热过程中，确保材料均匀加热，避免过度加热或局部过热。
2. 保温阶段- 将设备的温度保持在所需的保温温度，以确保材料达到所需的晶格结构和性能变化。
- 根据具体要求，保温时间可能从几分钟到几小时不等。
- 在保温过程中，严禁打开炉门或其他干扰保温环境的操作。
3. 冷却阶段- 在保温时间结束后，将设备的温度逐渐降至环境温度。
- 可以使用风冷、水冷或其他冷却方法，根据具体要求进行选择。
- 冷却过程中，必须严格控制冷却速率，以避免材料出现裂纹或其他损伤。
第四部分：安全注意事项在进行热处理操作时，务必注意以下安全事项：1. 热防护措施：在操作过程中，必须佩戴适当的防护手套、工作服和面罩，以保护皮肤和呼吸系统。
2. 设备操作：熟悉热处理设备的操作程序和安全规定，在操作时遵循正确的操作步骤。
3. 灭火设备：在操作区域附近配备灭火器，并确保操作人员知道如何使用灭火器进行应急处理。
4. 空气质量监测：定期检查操作区域的空气质量，确保其处于安全范围内。
《金属学与热处理》第二课后习题答案
金属学与热处理第一章习题1.作图表示出立方晶系（1 2 3）、（0 -1 -2）、（4 2 1）等晶面和[-1 0 2]、[-2 1 1]、[3 4 6] 等晶向3.某晶体的原子位于正方晶格的节点上，其晶格常数a=b≠c，c=2/3a。
今有一晶面在X、Y、Z坐标轴上的截距分别是5个原子间距，2个原子间距和3个原子间距，求该晶面的晶面参数。
解：设X方向的截距为5a，Y方向的截距为2a，则Z方向截距为3c=3X2a/3=2a，取截距的倒数，分别为1/5a，1/2a，1/2a化为最小简单整数分别为2,5,5故该晶面的晶面指数为（2 5 5）4.体心立方晶格的晶格常数为a，试求出（1 0 0）、（1 1 0）、（1 1 1）晶面的晶面间距，并指出面间距最大的晶面解：（1 0 0）面间距为a/2，（1 1 0）面间距为√2a/2，（1 1 1）面间距为√3a/3三个晶面晶面中面间距最大的晶面为（1 1 0）7.证明理想密排六方晶胞中的轴比c/a=1.633证明：理想密排六方晶格配位数为12，即晶胞上底面中心原子与其下面的3个位于晶胞内的原子相切，成正四面体，如图所示则OD=c/2，AB=BC=CA=CD=a因△ABC是等边三角形，所以有OC=2/3CE由于(BC)2=(CE)2+(BE)2则有(CD)2=(OC)2+(1/2c)2，即因此c/a=√8/3=1.6338.试证明面心立方晶格的八面体间隙半径为r=0.414R解：面心立方八面体间隙半径r=a/2-√2a/4=0.146a面心立方原子半径R=√2a/4，则a=4R/√2，代入上式有R=0.146X4R/√2=0.414R9.a）设有一刚球模型，球的直径不变，当由面心立方晶格转变为体心立方晶格时，试计算其体积膨胀。
b）经X射线测定，在912℃时γ-Fe的晶格常数为0.3633nm，α-Fe的晶格常数为0.2892nm，当由γ-Fe转化为α-Fe时，求其体积膨胀，并与a）比较，说明其差别的原因。
材料成型基础及参考答案
作业1一、思考题1．什么是机械性能？（材料在载荷作用下所表现出来的性能）它包含哪些指标?（强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度）2．名词解释：过冷度（理论结晶温度与实际结晶温度之差），晶格（把每一个原子假想为一个几何原点，并用直线从其中心连接起来，使之构成空间格架），晶胞（在晶格中存在能代表晶格几何特征的最小几何单元），晶粒（多晶体由许多位向不同，外形不规则的小晶体构成的，这些小晶体称为晶粒），晶界（晶粒与晶粒之间不规则的界面），同素异晶转变固溶体（合金在固态下由组元间相互溶解而形成的相），金属化合物（若新相得晶体结构不同于任一组元，则新相师相元间形成的化合物），机械混合物3．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。
4.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5．含碳量对钢的机械性能有何影响? 第38-39页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。
二、填表说明下列符号所代表的机械性能指标符号名称单位σs屈服强度σb强度极限ε应变 1δ伸展率%HB 布氏硬度HBHRC 洛氏硬度HRCak 冲击硬度σ—1 疲劳强度以相和组织组成物填写简化的铁碳相图此题新增的此题重点L+AL+Fe3CF+ Fe3CF图1--1 简化的铁碳合金状态图三、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晶格，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晶格，性能特点是强度低，塑性不好。
3.渗碳体是铁与碳的金属化合物，含碳量为 6.69 ％，性能特点是硬度很高，脆性很差。
4.ECF称共晶转变线，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%）+Fe3C 。
金属材料及热处理(高起专)阶段性作业2
金属材料及热处理(高起专)阶段性作业2总分: 100分考试时间:分钟判断题1. 奥氏体和铁素体都是碳溶于铁的固溶体。
(5分)正确错误参考答案：错误解题思路：2. 珠光体是奥氏体和渗碳体组成的机械混合物。
(5分)正确错误参考答案：错误解题思路：3. 共析钢中碳的质量分数为0.77%。
(5分)正确错误参考答案：正确解题思路：4. 碳的质量分数小于2.11%的铁碳合金称为钢。
(5分)正确错误参考答案：正确解题思路：5. 由于白口铸铁中存在过多的渗碳体，其脆性大，所以较少直接使用。
(5分)正确错误参考答案：错误解题思路：6. 接近共晶成分的合金，一般铸造性能较好。
(5分)正确错误参考答案：正确解题思路：7. 共晶转变是指一定成分的液态合金，在一定的温度下同时结晶出两种不同固相的转变。
(5分)正确错误参考答案：正确解题思路：8. 由一种成分的固溶体，在一恒定的温度下同时析出两个一定成分的新的不同固相的过程，称为共析转变。
(5分)参考答案：正确解题思路：9. 共晶转变虽然是液态金属在恒温下转变成另外两种固相的过程，但和结晶有本质的不同，因此不是一个结晶过程。
(5分)正确错误参考答案：正确解题思路：10. 两个单相区之间必定有一个由这两个相所组成的两相区隔开。
两个单相区不仅能相交于一点，而且也可以相交成一条直线。
(5分)正确错误参考答案：正确解题思路：11. 相图虽然能够表明合金可能进行热处理的种类，但并不能为制定热处理工艺参数提供参考依据。
(5分)正确错误参考答案：正确解题思路：12. 钢中随着碳质量分数由小到大，渗碳体量逐渐增多，铁素体量逐渐减少，铁碳合金的硬度越来越高，而塑性.韧性越来越低。
(5分)正确错误参考答案：正确解题思路：13. 由于奥氏体组织具有强度低、塑性好，便于塑性变形加工的特点，因此，钢材轧制（_ ____）(5分)正确错误参考答案：错误解题思路：14. 普通钢和优质钢是按其强度等级来区分的。
第三次作业参考答案
1、何谓退火和正火？两者的特点和用途有什么不同？退火是将钢件加热到Ac1或Ac3以上（30~50℃），保温一段时间，然后再缓慢的冷却（一般用炉冷）。
正火是将钢件加热到Ac3或Acm以上（30~50℃），保温一段时间，然后在空气中冷却，冷却速度比退火稍快。
退火与正火的主要区别是：正火是完全退火的一种变态或特例，二者仅是冷却速度不同，通常退火是随炉冷而正火是在空气中冷却，正火既适用于亚共析钢也适用于过共板钢，对于共析钢，正火一般用于消除网状碳化物；对于亚共析钢，正火的目的与退火基本相同，主要是细化晶粒，消除组织中的缺陷，但正火组织中珠光体片较退火者细，且亚共析钢中珠光数量多铁素体数量少，因此，经正火后钢的硬度、强度均较退火的高，由此可知，在生产实践中，钢中有网状渗碳体的材料需先经正火消除后方可使用其他工艺，而对热处理后有性能要求的材料，则据要求的不同及钢种不同选择退火工艺，如：要求热处理后有一定的强度、硬度，可选择正火工艺；要求有一定的塑性，尽量降低强度、硬度的则应选择退火工艺。
生产上常用的退火操作种类（1）完全退火（俗称退火）主要用于亚共桥钢和合金钢的铸件、锻件及热轧型材，有的也用做焊接结构件，其目的是细化晶粒，改善组织，消除残余应力，降低硬度、提高塑性，改善切削加工性能，完全退火是一种时间很长的退火工艺，为了缩短其退火时间，目前常采用等温火的工艺来取代完全退火工艺，同完全退火比较，等温火的目的与完全退火相同，但它大大缩短了退火时间。
（2）球化退火主要用于过共析钢及合金工具钢（如刀具、量具、模具以及轴承等所有钢种）。
其目的主要是降低硬度，改善切削加工性，并为以后淬火作好准备。
（3）去应力退火（又称低温退火）主要用来消除铸件、锻件及焊接件、热轧件等内应力。
（4）再结晶退火用来消除冷加工（冷拉、冷冲、冷轧等）产生的加工硬化。
目的是消除内应力，提高塑性，改善组织。
（5）扩散退火主要用于合金钢，特别是合金钢的铸件和钢锭。
金属材料及热处理1-2-3-4次作业客观题答案
金属材料及热处理第1次作业一、单项选择题(只有一个选项正确，共15道小题)1. 高分子材料中，大分子链之间的结合键是（）。
(A) 金属键(B) 离子键(C) 共价键(D) 分子键正确答案：C解答参考：2. 结构材料要求的主要性能为（）(A) 物理性能(B) 化学性能(C) 力学性能(D) 物理和化学性能正确答案：C解答参考：3. 材料的使用温度（）。
(A) 与其韧脆转变温度无关(B) 应在其韧脆转变温度以下(C) 应与其韧脆转变温度相等(D) 应在其韧脆转变温度以上正确答案：D解答参考：4. 低碳钢拉伸应力-应变曲线上对应的最大应力值称为（）。
(A) 弹性极限(B) 屈服点(C) 抗拉强度(D) 断裂韧度正确答案：C解答参考：5. 表示金属材料弹性极限的符号是（）。
(A) σb(B) σs(C) σε(D) σp正确答案：C解答参考：6. （）是金属的韧性指标。
(A) HB(B) δ(C) K1c(D) E正确答案：C解答参考：7. 金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫（）。
(A) 弹性(B) 硬度(C) 塑性(D) 强度正确答案：D解答参考：8. （）属于密排六方结构。
(A) Fe(B) Al(C) Cu(D) Zn正确答案：D解答参考：9. 金属多晶体的晶粒越细，则其（）。
(A) 强度越高，塑性越差(B) 强度越高，塑性越好(C) 强度越低，塑性越好(D) 强度越低，塑性越差正确答案：B解答参考：10. 从金属学的观点来看，冷加工和热加工是以（）温度为界限区分的。
(A) 结晶(B) 再结晶(C) 同素异构转变(D) 25℃正确答案：B解答参考：11. 钨在室温塑性变形后，与塑性变形前相比（）。
(A) 硬度明显增高，塑性明显降低(B) 硬度明显降低，塑性明显增高(C) 硬度、塑性变化不明显(D) 硬度、塑性的变化趋势一致正确答案：A解答参考：12.HCP 金属与FCC 金属在塑性上的的差别，主要是由于两者的( ) 。
作业3金属材料参考答案
作业3（金属材料）三、判断题1.灰口铸铁可通过热处理改变石墨的形态。
×2.可锻铸铁加热到高温可进行锻造加工。
×3.球墨铸铁中的球状石墨是通过球化退火得到的。
×4.灰口铸铁可通过表面淬火，提高其表面的硬度和耐磨性。
√5.磷会引起钢材的热脆性。
×四、选择题1.判断钢材质量的依据是( D； )A．含碳量 B．合金元素含量 C．强度D．含磷量及含硫量2.钢中加入（B）元素，有利于得到本质细晶粒钢。
A Ti、V、Nb、Zr、MnB Ti、V、Nb、Zr、AlC Ti、V、Nb、Zr、P DTi、V、Nb、Al、P3.45钢可用来制造（C ）。
A 轴、齿轮、热锻模具B 轴、齿轮、锯条C轴、齿轮、套筒 D轴、齿轮、车刀4.T10钢可用来制造（C ）。
A齿轮 B 铣刀 C 手用锯条 D机床床身5.锉刀可用( D)钢制作。
A ４５B ６０C Ｔ８D Ｔ１２6.制作车床齿轮可用( A)钢。
A ４５B ６０C Ｔ８ DＴ１２7.Q345(16Mn)是一种（ C）。
A 调质钢，可制造车床齿轮B 渗碳钢，可制造主轴C 低合金结构钢，可制造桥梁 D弹簧钢，可制造弹簧8.40Cr是一种（A ）。
A 调质钢，可制造车床齿轮B 渗碳钢，可制造主轴C 低合金结构钢，可制造桥梁D 弹簧钢，可制造弹簧9.制造连杆，通常采用（ C）。
A Q420(15MnVN)B 20CrC 40CrD 65Mn10.40Cr中Cr的主要作用是（ D）。
A 提高耐蚀性B 提高回火稳定性及固溶强化FC 提高切削性D 提高淬透性及固溶强化F11.20CrMnTi中Ti的作用是（ B）。
A 提高抗晶界腐蚀的能力B 防止渗碳时奥氏体晶粒长大C 提高淬透性D 固溶强化铁素体12.20CrMnTi是一种（ B）。
A 低合金结构钢，可制造桥梁B 渗碳钢，可制造齿轮C 不锈钢，可制造耐酸容器D 调质钢，可制造齿轮38CrMoAl13.制造汽车板簧采用（A ）。
热处理三步
热处理三步
热处理是利用金属材料的结构和性质在高温下进行调整，以获得更好的力学性能和耐久性。
一般而言，热处理包括共三个步骤，分别是加热，保温和冷却。
第一步：加热
加热是指将金属材料加热到特定的温度。
这一步的目的是改变材料的晶粒结构，使其更加均匀，从而使其机械性能更好。
加热的温度取决于材料的类型和所需的性能。
一般来说，低碳钢需要加热到600-700℃，高碳钢需要加热到750-800℃，而不锈钢需要高达1000℃以上的高温。
第二步：保温
保温是指将材料在加热温度下保持一段时间。
这一步的目的是使晶粒完全均匀，并使金属材料中的降解物质（如氧、硫等）得以释放。
保温时间的长短取决于加热的温度、材料的类型和厚度。
通常保温时间至少要达到30分钟。
第三步：冷却
冷却是指将热处理后的金属材料迅速降温到室温，以保持其特殊的晶体结构。
这一步的目的是使晶体结构稳定，并生成更坚硬、更耐用的材料。
冷却速度也很重要。
过慢的冷却，可能会导致材料的性能和硬度下降，而过快的冷却则可能导致材料受到损坏。
一般而言，快速冷却需要使用水、油或其他冷却介质。
总之，通过经过以上几个步骤的热处理，可以使金属材料的性能得到改善，从而延长其使用寿命，并提高其机械性能，使其更适用于各种工业领域。
第二热处理
第二热处理1. 热处理的概念和作用热处理是一种材料加工技术，通过使用加热和冷却的方法改变材料的物理性质和机械性能。
热处理的主要目的是改变材料的组织结构，从而改变它的硬度、强度、韧性、耐磨性等性能，使其满足不同的工程应用需求。
热处理广泛应用于金属材料的生产和加工过程中。
2. 第二热处理的定义和相关概念第二热处理（Secondary Heat Treatment）一般是在第一次热处理（Primary Heat Treatment）之后进行的加工过程。
在第一次热处理过程中，材料的组织结构已经发生了变化，但不一定得到了所需的性能或组织。
因此，需要进行第二次热处理来达到所需的材料性能。
第二热处理可分为两类——淬火后再次加热处理和退火后再次加热处理。
3. 淬火后再次加热处理淬火后再次加热处理（Tempering）是指在淬火过程中产生的残余应力和变形通过第二次加热和冷却来消除。
淬火后的材料往往存在残余应力和比较脆弱的组织结构，需要通过对这些材料再次加热来调整其硬度和强度。
在淬火后再次加热处理中，通常将材料的温度升至一定程度，并保持一定的时间，然后快速冷却。
温度、保持时间以及冷却速度等参数都可以影响材料的性能和组织结构。
4. 退火后再次加热处理退火后再次加热处理（Reannealing）是指在退火后通过再次加热和冷却来改善材料的硬度、强度和其他性能。
退火是一种常用的第一次热处理方法，可以改变材料的组织结构，使其具有不同的性能。
在退火后再次加热处理中，通常将材料的温度升至一定程度，然后保持一定时间，并在空气中冷却。
在温度、保持时间和冷却速度等参数不同的条件下，可以获得不同性能的材料。
5. 第二热处理在工程应用中的重要性第二热处理在工程应用中具有非常重要的作用。
一个好的热处理方法可以使材料在加工和使用过程中具有更好的性能和组织结构，从而提高工作效率和产品质量。
在金属材料的生产和加工过程中，第二热处理经常被用来调整材料的性质，同时还可以减少材料的误差和批次差异。
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第二次作业：
1.奥氏体形成的热力学条件是什么？
2.奥氏体形成过程包括哪些阶段？
3.影响奥氏体形成速度的因素有哪些？
4.什么是起始晶粒度，实际晶粒度和本质晶粒度？影响奥氏体经历长大的因素
有哪些？
5.什么是第一类回火脆性？什么是第二类回火脆性？分别如何防止？
6.什么是钢的退火？退火的目的是什么？
7.什么是钢的完全退火？目的是什么？
8.什么是不完全退火？
9.什么是球化退火？目的是什么？适用范围？
10.什么是正火？目的什么？
11.正火和退火的区别是什么？它们如何选用？
12.什么是钢的淬火？淬火的目的是什么？
13.淬火方法有哪些？
14.什么是钢的淬透性？什么是钢的淬硬性？
15.影响淬透性的因素有哪些？
16.减少淬火变形和防止淬火开裂的措施有哪些？
17.什么是钢的回火？目的是什么？
18.回火保温时间如何确定？
19.什么是钢的化学热处理？化学热处理的过程包括哪些？
20.渗碳后采用什么热处理工艺？渗氮采用什么热处理工艺？
第三次作业
1.碳化物形成元素有哪些？
2.简述合金元素对钢加热时奥氏体形成过程的影响规律
3.合金元素对钢的强化作用有哪四种方式？
4.提高钢韧性的途径有哪些？
5.以20CrMnTi为例，分析其制作变速齿轮时热处理工艺在加工路线上的安排。
并分析各工艺步骤的作用。
6.调质钢的预先热处理和最终热处理是什么？
7.以40Cr钢制作拖拉机连杆螺栓为例，说明热处理工艺的选用和在加工路线上
的安排。
并说明各步工艺的作用。
8.弹簧钢的热处理特点。
9.滚动轴承的热处理特点。
10.碳素刃具钢的预先热处理是什么？最终热处理是什么？目的是什么？
11.低合金刃具钢的预先热处理是什么？最终热处理是什么？目的是什么？
12.高速钢热处理为什么要预热？为什么要多次回火？
13.以CrWMn为例，分析低合金冷作模具钢合金元素的作用。
14.简述铁素体不锈钢脆性产生的原因？
15.为了提高奥氏体型不锈钢性能，常用的热处理方法有哪些？
16.采用哪些措施提高钢的高温强度？
17.按照石墨形态分类将铸铁分为哪几类？它们各自石墨形态是怎样的？
18.灰铸铁的热处理方法有哪些？可锻铸铁的热处理方法是什么？球墨铸铁的热
处理方法有哪些？。