金属材料及热处理复习资料
金属材料复习提纲
《金属材料与热处理》复习提纲一、钢铁的概念及其分类钢铁材料是钢和铸铁的统称。
钢是以铁为主要元素，含碳量一般在2.11%以下，并含有其他元素的材料。
铸铁是含碳量大于2.11%的铁碳合金。
含碳量2.11%通常是钢和铁的分界点。
根据化学成分，钢分为非合金钢、低合金钢和合金钢。
二、钢的力学性能及其指标1、强度强度是指金属抵抗永久变形（塑性变形）和断裂的能力。
常用的强度判据是屈服点和抗拉强度。
测定强度判据的方法是拉伸试验2、塑性指断裂前材料发生不可逆永久变形的能力。
塑性判据是断后伸长率和断面收缩率。
3、硬度硬度是材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力它衡量材料软硬的判据。
目前最常用的硬度试验法是布氏硬度试验法、洛氏硬度试验法和维氏硬度试验法。
4.韧性韧性是指金属在断裂前吸收变形能量的能力,可用来衡量金属材料抵抗冲击载荷能力。
韧性的判据通过冲击试验来测定。
5.疲劳强度零件在循环应力作用下，常在远小于该材料的σb，甚至小于σS强度的情况下发生断裂的现象称为金属的疲劳，金属疲劳的判据是疲劳强度。
三、普通热处理的类型及概念普通热处理有“四火”，退火与正火淬火回火退火：将金属加热到一定温度，保持足够时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。
以消内部应力。
正火：将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，淬火是将工件加热保温后，在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。
回火：将淬火后的钢件在高于室温而低于710℃的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却的工艺。
四、钢铁牌号的标识表示方法及其含义1、碳素结构钢牌号表示方法：由代表屈服点的字母Q、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法符号四部分顺序组成。
质量等级有：A、B、C、D脱氧方法有：F（沸腾钢）、b（半镇静钢）、Z（镇静钢）、TZ（特殊镇静钢）。
通常Z 和TZ可省略。
例如：Q235－AF2.优质碳素结构钢牌号表示法：用两位数字表示钢平均含碳量的万分数，如40钢。
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2 .洛氏硬度
以顶角为120度的金刚石圆锥体或直径1．588mm的淬火 钢球作为压头，以一定的压力使其压入材料表面，测量压痕 深度来确定其硬度，即为洛氏硬度。被测材料硬度，可直接 在硬度计刻盘读出。
洛氏硬度常用的有三种，分别以HRA、HRB、HRC来表示。 洛氏硬度符号、试验条件和应用表
下贝氏体：无方向性的针状铁素体上弥散分布着细小颗粒的 渗碳体
7、魏氏组织
魏氏组织是在比较大的过冷度下形成的。奥氏体过冷到这 一温度区内，便会形成魏氏组织。魏氏组织铁索体是以切变机 理形成的其生长往往都是由晶界网状铁索体分枝，许多铁赢体 片平行地向晶粒内部长大。铁素体片之间的奥氏体随后变成珠 光体。魏氏组织会降低钢的塑性和韧性，尤其是冲击韧性。
3．维氏硬度 测定维氏硬度的原理基本上和布氏硬度相同，区别在于压头
采用锥面夹角为136度的金刚石正四棱锥体，压痕是四方锥形。 维氏硬度值用HV表示。
压痕面
4. 里氏硬度
原理：当材料被一个冲击体撞击时，较硬材料使冲击体产生 的反弹速度大于较软者。
5. 硬度与强度值的对应关系 由于硬度值综合反映了材料在局部范围内对塑性变形等 的抵抗能力，故它与强度值也有一定关系。 工程上：
冷却速度对晶粒大小的影响
快速冷却，形核点多，晶粒细小 冷却速度慢，均匀长大，晶粒粗大
1.2.2 铁碳合金的基本组织 铁 碳含量>2%--弱而脆
铁碳合金
铁素体—碳熔于α铁或δ铁中的固溶体 F
钢 奥氏体—碳熔于γ铁中的固溶体 A 强而韧 碳含量 0.02%-2%
渗碳体—铁碳金属化合物含碳6.67% Fe3C
许用应力 o
n
安全系数
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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：是指金屈材料在外力作用下，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吋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：由丁•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。
曲于断裂询没冇明显的预兆，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冇规则、冇序排列的物体。
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兀。
单晶体：如果一块晶体，其内部的晶格位向完全-•致，则称这块晶体为单晶体。
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《金属材料与热处理》期末复习题库一、填空1．晶体与非晶体的根本区别在于原子的排列是否规则。
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．晶体与非晶体最根本的区别是原子（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，而非晶体则不是。
9．金属晶体中最主要的面缺陷是晶界和亚晶界。
10．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。
11．点缺陷有空位、间隙原子和置换原子等三种；属于面缺陷的小角度晶界可以用位错来描述。
12.人类认识材料和使用材料的分为石器时代、青铜器时代、铁器时代、钢铁时代四个历史阶段。
13.金属材料与热处理是研究金属材料的成分、组织、热处理与金属材料性能之间的关系和变化规律的课程。
14.金属是由单一元素构成的具有特殊光泽、延展性、导电性、导热性的物质。
15.合金是由一种金属元素与其他金属元素或非金属元素通过熔炼或其他方法合成的具有金属特性的物质。
16.金属材料是金属及其合金的总称。
17.金属材料的基本知识主要介绍金属的晶体结构及变形的相关知识。
18.金属的性能只要介绍金属的力学性能和工艺性能。
19.热处理的工艺包括退火、正火、淬火、回火、表面处理等。
20。
物质是由原子和分子构成的。
21.物质的存在状态有气态、液态和固态。
22.物质的存在状态有气态、液态和固态，固态物质根据其结构可分为晶体和非晶体。
23自然界的绝大多数物质在固态下为晶体。
所有金属都是晶体。
金属材料及热处理复习题
课题一：金属材料的的性能1、金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫（强度、硬度、塑性、弹性）。
P35、当应力超过材料的屈服极限，零件会发生塑性变形。
2、要求耐磨的零件，应选择（塑性、硬度、疲劳极限、强度）好的材料。
3、材料的耐磨性与什么力学性能（塑性、硬度、疲劳极限、强度）关系密切4、在交变载荷工作条件下的零件材料要考虑的主要的力学性能指标为什么？（塑性、硬度、疲劳极限、强度）。
P96、各种硬度之间存在着一定的关系,因此各种硬度值之间是可以换算吗？错（各种硬度值之间无直接换算关系，只是相对比较）7、拉伸试验可以测定金属材料的弹性、强度和塑性等多项指标数据。
所以拉伸试验是机械性能试验的重要方法。
对的P3-5。
补充：低碳钢拉伸实验中，应力超过屈服点后不会立刻在局部形成缩颈是因为已变形的部分得到了形变强化而比未变形的部分强度高。
8、退火、正火后的零件用一般用HBS硬度表示，淬火后的零件一般用HRC硬度表示。
P8表1-2（HBS、HRC、HRA、HV）P6、P79、硬度根据测定方法的不同，分为布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
10、在有关工件的图样上，出现了以下几种硬度标注方法，问是否正确，如不正确应如何修改？HBW210～300 HRC5～15？HV300 800～900HV前三个标注均不正确，应修改如下：HBW210～300应改为210～300HBW；HRC5～15 HRC的测量范围在：20～70HRC；HV300 应改为300HV；800～900HV标注是正确的。
补充：金属的晶体结构与结晶1、普通玻璃、沥青、松香、食盐哪种是晶体。
食盐是晶体2、对金属材料来说，晶粒越细小，则力学性能怎样？力学性能越高3、空位是点缺陷，位错是面缺陷，晶界是线缺陷吗？（参考）不对，正确的是：空位是点缺陷，位错是线缺陷，晶界是面缺陷。
4、根据晶体几何特征，晶体缺陷一般分为以下哪三类？•分为点缺陷、线缺陷、面缺陷。
（参考）5、工业上将通过细化晶粒以提高材料强度的方法叫做什么？细晶强化细晶强化：细晶强化能使材料强度和硬度提高，塑性和韧性也提高；形变强化（即冷变形强化或加工硬化）：金属材料在再结晶温度以下塑性变形时能使材料强度和硬度提高，但塑性和韧性降低。
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。
金属材料热处理复习题及参考答案
金属材料热处理复习题及参考答案一、单选题（共10题，每题1分，共10分）1、可用于制造医用手术器具、量具及轴承等耐磨工件的钢是A、马氏体不锈钢B、铁素体不锈钢C、奥氏体不锈钢正确答案：A2、用做铝合金的原料、特殊化学器械的是哪种铝？A、工业高纯铝B、高纯铝C、工业纯铝正确答案：A3、以下属于晶体的是A、橡胶B、食盐C、玻璃正确答案：B4、用于制作模具的钢称为A、合金量具钢B、合金模具钢C、合金刃具钢正确答案：B5、复合材料是一种A、混合物B、化合物C、单质正确答案：A6、随着不锈钢中碳量的增加，其强度、硬度和耐磨性提高，耐蚀性( )A、提高B、下降C、不变正确答案：B7、38CrMoAl钢是属于合金( )。
A、调质钢B、渗碳钢C、弹簧钢正确答案：A8、下列三种材料中具有良好焊接性能的是（）。
A、高碳钢B、低碳钢C、铸铁正确答案：B9、广泛用于制造桥梁、车辆、压力容器等的钢是A、合金结构钢B、低合金高强度结构钢C、合金工具钢正确答案：B10、B30属于什么铜合金？A、黄铜B、白铜C、青铜正确答案：B二、多选题（共20题，每题1分，共20分）1、根据合金中各组元之间结合的方式，不同合金的组织分为A、混合物B、金属化合物C、固溶体正确答案：ABC2、哪些是碳素钢中常存的有益杂质元素？A、硫B、硅C、磷D、锰正确答案：BD3、碳钢的不足表现在A、综合力学性能低B、回火稳定性差C、淬透性差正确答案：ABC4、最终热处理包括A、表面热处理和化学热处理B、淬火C、回火正确答案：ABC5、下列选项属于常规热处理的是A、退火与正火B、钢的表面热处理C、脆火与回火正确答案：AC6、预备热处理包括A、退火B、正火C、调质正确答案：ABC7、下面属于金属材料化学性能的是A、耐腐蚀性B、热膨胀性C、高温抗氧化性正确答案：AC8、下面属于金属材料物理性能的是A、熔点B、耐腐蚀性C、导电性D、密度正确答案：ACD9、合金模具钢的种类A、冷作模具钢B、热作模具钢C、塑料模具钢正确答案：ABC10、下面属于金属材料力学性能常用指标的是A、塑性C、强度D、硬度正确答案：ACD11、影响铸铁石墨化的因素主要是A、铸铁的成分B、冷却速度C、冷却速度正确答案：AB12、最常用的强度指标包括A、抗拉强度B、屈服强度C、抗弯强度D、抗扭强度正确答案：AB13、下列属于金属材料工艺性能的是A、切削加工性能B、焊接性能C、铸造性能D、锻压性能正确答案：ABCD14、以下属于细化晶粒的方法有A、振动处理B、增加过冷度C、变质处理正确答案：ABC15、最常用的硬度是A、洛氏硬度B、维氏硬度C、布氏硬度正确答案：AC16、目前应用最多的滚动轴承钢有A、GCr15B、GCr15SiMn正确答案：AB17、下面属于金属化合物特点的是A、高硬度B、高脆性C、良好的化学稳定性D、高熔点正确答案：ABCD18、化学热处理的基本过程包括A、吸收B、扩散C、分解正确答案：ABC19、塑性的两个指标分别是A、断后伸长率B、断面收缩率C、冲击性正确答案：AB20、绝大多数金属的晶格类型有A、面心立方晶格B、体心立方晶格C、密排立方晶格正确答案：ABC三、判断题（共50题，每题1分，共50分）1、金属材料与热处理这门课程，是一门研究金属材料的成分热处理与金属材料性能间关系和变化规律的学科。
金属材料与热处理-考试复习笔记
热处理复习重点第一章金属材料基础知识1. 材料力学性能（1）材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力称为强度。
强度有多种指标，如屈服强度（σs）、抗拉强度（σb）、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度等。
（2）塑性是指材料受力破坏前承受最大塑性变形的能力，指标为伸长率（δ）和断面收缩率（φ），δ和φ越大，材料的塑性越好。
（3）材料受力时抵抗弹性变形的能力称为刚度，其指标是弹性模量（弹性变形范围内，应力与应变的比值）。
（4）硬度（材料表面局部区域抵抗更硬物体压入的能力）a. 布氏硬度（测较低硬度材料）用一定直径的钢球或硬质合金球，在一定载荷的作用下，压入试样表面，保持一定时间后卸除载荷，所施加的载荷与压痕表面积的比值。
HBS（钢球，<450）、HBW（硬质合金球，>650）。
b. 洛氏硬度（测较高硬度材料）利用一定载荷将交角为120°的金刚石圆锥体或直径为1.588mm的淬火钢球压入试样表面，保持一定时间后卸除载荷，根据压痕深度确定的硬度值。
HRA（金刚石圆锥，20~80）、HRB （1.588mm钢球，20~100）、HRC（金刚石圆锥，20~70）c. 维氏硬度（适用范围较广）维氏硬度其测定原理基本与布氏硬度相同，但使用的压头是锥面夹角为136°的金刚石正四棱锥体。
（5）冲击韧性材料抵抗冲击载荷作用而不被破坏的能力。
通常用冲击功A k来度量，A k是冲击试样在摆锤冲击试样机上一次冲击试验所消耗的冲击功。
（6）疲劳强度材料在规定次数（钢铁材料为107次，有色金属为108次）的交换载荷作用下，不发生断裂时的最大应力，用σ-1表示。
2. 铁碳相图第二章钢的热处理原理1. 钢的临界温度A c1——加热时珠光体向奥氏体转变的开始温度A c3——加热时先共析铁素体全部溶入奥氏体的终了温度A ccm——加热时二次渗碳体全部溶入奥氏体的终了温度A r1——冷却时奥氏体向珠光体转变的开始温度A r3——冷却时奥氏体开始析出先共析铁素体的温度A rcm——冷却时奥氏体开始析出二次渗碳体的温度2. 钢在加热时的转变（1）共析钢由珠光体向奥氏体的转变包括以下四个阶段：奥氏体形核（相界面处）、奥氏体晶核长大、剩余渗碳体溶解、奥氏体成分均匀化。
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金属材料及热处理复习资料
一、名词解释
1、回火脆性
2、过冷度
3、调质处理
二、单项选择题
1、实际生产中，金属冷却时（）。
A、理论结晶温度总是低于实际结晶温度
B、理论结晶温度总是大于实际结晶温度
C、理论结晶温度总是等于实际结晶温度
D、实际结晶温度和理论结晶温度没有关系
2、二元合金在发生共晶转变时，其相组成是（）
A、单一液相
B、单一固相
C、两相共存
D、三相共存
3、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
4、钢经表面淬火后，将获得（）
A、上贝氏体
B、全部马氏体
C、下贝氏体
D、一定深度的马氏体
5、（）主要用于各种弹簧淬火后的处理。
A、低温回火
B、中温回火
C、高温回火
D、调质
6、常温铁素体是碳溶解在（）中所形成的间隙固溶体。
A、α-Fe
B、γ-Fe
C、δ-Fe
D、β-Fe
7、铸铁的含碳量一般为（）
A、0.008～4.3%
B、0.008～6.69%
C、2.11～6.69%
D、4.3～6.69%
8、钢淬火后需进行（）：
A、回火
B、正火
C、退火
D、直接使用
三、多项选择题
1、铁碳合金中的固溶体有（）。
A、铁素体
B、渗碳体
C、奥氏体
D、珠光体
2、在晶体缺陷中，属于面缺陷的有（）。
A、间隙原子
B、位错
C、晶界
D、相界
3、钢经调质处理后的机械性能（）
A、强度比正火低
B、强度比正火高
C、塑性比正火更好
D、韧性比正火更好
4、经冷变形后，金属（）。
A. 形成柱状晶
B. 形成纤维组织
C. 强度升高
D. 塑性升高
5、提高液体金属的冷却速度，可使金属结晶（）。
A、过冷度增加
B、N/G增加
C、N/G减小
D、晶粒细化
四、判断题（正确填“T”，错误填“F”）
1、单晶体、多晶体是各向同性的。
（）
2、20钢比T12钢的含碳量高，因此塑性差。
（）
3、表面渗碳能改变钢的表面化学成分和组织。
（）
4、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称为相。
（）
5、Fe
3C
I
与Fe
3
C
Ⅱ
的晶体结构和形态均相同。
（）
6、可通过冶金、冷变形和热处理等方式来降低材料的弹性模量E。
（）
7、低温回火脆性是一种不可逆的回火脆性，其主要原因是P等杂质元素在原奥氏体晶界上的偏聚。
（）
8、当金属进行冷塑性变形加工后，强度将会降低。
（）
五、问答题：
1.轴承合金的组织有什么特点？为什么？
2. 请分析高速钢工具的最终热处理中需回火三次的原因及使用态组织。
3 有两块退火钢样经组织分析发现其中珠光体占80%，但硬度差别较大，请分别计算它们的含碳量。
4.已知某小轿车半轴由45钢制造，（1）请设计热处理工艺路线并说明最终热处理工序的作用，（2）指出使用态组织。