金属工艺学期末总复习题及答案

《金属工艺学》期末总复习题及答案
一、单项选择：
1、测定淬火钢件的硬度，一般常选用（B）来测试。

A、布氏硬度计；
B、洛氏硬度计；
C、维氏硬度计。

2、材料抵抗变形或断裂的能力称为（A）。

A、强度；
B、硬度；
C、塑性；
D、韧性；
E、疲劳强度。

3、奥氏体为（B）晶格。

A、体心立方；
B、面心立方；
C、密排六方。

4、金属的（C）越好，则其锻造性能越好。

A、强度；
B、硬度；
C、塑性；
D、韧性；
E、疲劳强度。

5、铁碳合金相图上ES线，用代号（B）表示。

A、A1 ；
B、Acm ；
C、A3 。

6、T10A牌号中，10表示其平均碳的质量分数为（B）。

A、0.10％；
B、1.0％；
C、10％。

7、在下列三种钢中，（C）钢的弹性最好。

A、T10A；
B、20 ；
C、65 。

8、过共析钢的淬火加热温度应选择在（A）。

A、Ac1＋10～20℃；
B、Accm以上；
C、Ac3＋30～50℃。

9、选择制造下列零件的材料：冷冲压件（A）；齿轮（C）；小弹簧（B）。

A、08F；
B、70；
C、45。

10、选择制造下列工具所用的材料：锉刀（C）；手工锯条（B）。

A、T9Mn；
B、T10A；
C、T12 。

11、调质处理就是（C）。

A、淬火＋低温回火；
B、淬火＋中温回火；
C、淬火＋高温回火。

12、化学热处理与其它热处理方法的基本区别是（C）。

A、加热温度；
B、组织变化；
C、改变表面化学成分。

13、零件渗碳后，一般需经（A）处理才能达到表面高硬度和耐磨的目的。

A、淬火＋低温回火；
B、正火；
C、调质。

14、将相应的牌号填入空格内：普通黄铜（A）；特殊黄铜（D）；
锡青铜（B）；硅青铜（C）。

A、H70；
B、QSn4-1；
C、QSi 3-1；
D、HAl 77-2。

15、拉伸试验时，试样拉断前能承受的最大标称应力称为材料的（B）。

A、屈服点；
B、抗拉强度；
C、弹性极限。

16、作疲劳试验时，试样承受的载荷为（C）。

A、静载荷；
B、冲击载荷；
C、循环载荷。

17、铁素体为（A）晶格。

A、体心立方；
B、面心立方；
C、密排六方。

18、铁碳合金相图上GS线，用代号（C）表示。

A、A1 ；
B、Acm ；
C、A3 。

19、铁碳合金相图上的共析线是（C），共晶线是（A）。

A、ECF线；
B、ACD线；
C、PSK线。

20、08F牌号中，08表示其平均碳的质量分数为（A）。

A、0.08％；
B、0.8％；
C、8％。

21、选择制造下列工具所用的材料：锉刀（C）；手工锯条（B）。

A、T9A ；
B、T10 ；
C、T12 。

22、将下列合金钢牌号归类：耐磨钢（B）；合金弹簧钢（A）；
合金模具钢（C）；不锈钢（D）。

A、60Si2MnA；
B、ZGMn13－1；
C、Cr12MoV；
D、2Cr13。

23、将相应的牌号填入空格内：防锈铝合金（B）；铸造铝合金（C）；
铅黄铜（A）；铝青铜（D）。

A、HPb59－1；
B、LF21；
C、ZAιSi 7Mg；
D、QAι9-4。

24、合金渗碳钢渗碳后，必须进行（A）处理才能使用。

A、淬火＋低温回火；
B、淬火＋中温回火；
C、淬火＋高温回火。

二、判断：
(√)1、洛氏值由压头压入被测材料的残余压痕深度增量来确定的。

(√)2、冷变形金属经过再结晶后，金属的强度、硬度显著降低，而塑性和韧性大大提高，所有力学和物理性能全部恢复到冷变形以前的状态。

(√)3、在设计机械零件时，如果要求零件刚度大时，应选用具有较高弹性模量的材料。

( ╳)4、塑性变形能随力的去除而消失。

(√)5、钢和生铁都是以铁碳为主的合金。

(√)6、小能量多次冲击抗力的大小主要取决于材料的强度高低。

( ╳)7、高碳钢的质量优于中碳钢，中碳钢的质量优于低碳钢。

(√)8、碳素工具钢都是优质或高级优质钢。

( ╳)9、GCr15钢是滚动轴承钢，其铬（Cr）的质量分数是15％。

(√)10、Cr12MoVA钢是不锈钢。

(√)11、40Cr钢是最常用的合金调质钢。

( ╳)12、可锻铸铁可以进行锻压加工。

( ╳)13、高碳钢可用正火代替退火，以改善其可加工性。

(√)14、低碳钢的硬度低，可以用淬火方法显著地提高其硬度。

( ╳)15、碳溶于α－Fe中形成的间隙固溶体，称为奥氏体。

(√)16、弹性变形能随力的去除而消失。

( ╳)17、金属的电阻率越大，电导性越好。

(√)18、碳素工具钢中的碳的质量分数一般都大于0.7％。

(√)19、碳溶于α－Fe中形成的间隙固溶体，称为铁素体。

( ╳)20、所有金属材料在拉伸试验时都会出现显著的屈服现象。

(√)21、钢的最高淬火硬度，主要取决于钢中奥氏体的碳质量分数。

( ╳)22、淬火后的钢，随回火温度的增高，其强度和硬度也增高。

(√)23、大部分低合金钢和合金钢的淬透性比非合金钢好。

( ╳)24、金属材料的各项力学性能都可以通过拉伸试验测定。

(√)25、固溶体的晶格仍然保持溶剂的晶格。

(√)26、渗碳体碳的质量分数是6.69％。

( ╳)27、T10钢中碳的质量分数是10％。

三、填空：
1、钢铁材料是由铁（Fe）、碳（C）及Si、Mn、S、P等杂质元素组成的金属材料。

2、机械产品的制造一般分为设计阶段、制造阶段与使用阶段三个阶段。

3、根据钢水的脱氧程度不同，可分为沸腾钢、半镇静钢、
镇静钢和特级镇静钢。

4、使用性能包括力学性能、物理性能和化学性能。

5、写出下列力学性能指标的符号：屈服点σS，洛氏硬度C标尺
HRC，伸长率δ，断面收缩率ψ，疲劳强度σ－1。

6、金属晶格的基本类型有体心立方晶格、面心立方晶格和
密排六方晶格三种。

7、金属的晶粒越细小，其强度、硬度越高，塑性、韧性越好。

8、根据室温组织的不同，钢又分为亚共析钢，其室温组织为
珠光体（P）和铁素体（F）；共析钢，其室温组织为珠光体（P）；过共析钢，其室温组织为珠光体（P）和渗碳体（Fe3C）。

9、45钢按用途分类属于结构钢，按碳的质量分数分类属于中碳钢，按质量分类属于优质钢。

10、热处理工艺过程由加热、保温和冷却三个阶段组成。

11、根据回火温度，回火可分为_低温_、_中温_和高温回火三种。

12、化学热处理是由分解、吸收和扩散三个基本过程组成。

13、高速钢刀具在切削温度达600℃时，仍能保持较高硬度、耐磨性和较高强度。

14、根据铸铁中碳的存在形式，铸铁分为白口铸铁、灰口铸铁、
可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、麻口铸铁等。

15、普通黄铜是由铜（Cu）、锌（Zn）组成的二元合金。

16、铸造铝合金有：铝硅系、铝铜系、铝镁系和铝锌系
等系列合金。

17、按照合金的成分，铜合金可分为黄铜、青铜和白铜。

18、金属材料一般可分为黑色金属和有色金属两类。

19、钢中所含有害杂质元素主要是硫（S）、磷（P）。

20、金属材料的性能包括使用性能和工艺性能。

21、洛氏硬度按选用的总试验力及压头类型的不同，常用的标尺有
HRA、HRB和HRC。

22、金属结晶时冷却速度越快，过冷度越大，金属的实际结晶
温度越低。

23、亚共析钢的碳的质量分数为< 0.77％，其室温组织为F＋P。

24、珠光体是由铁素体（F）和渗碳体（Fe3C）组成的机械混合物。

25、非合金钢按钢中碳的质量分数可分为低碳钢、中碳钢
和高碳钢三类。

26、T10A钢按用途分类属于工具钢，按碳的质量分数分类
属于高碳钢，按质量分类属于高级优质钢。

27、整体热处理方法分为_正火__、_退火_、_淬火_ 和回火等。

28、淬火方法有：单液淬火、双液淬火、分级淬火和等温淬火等。

29、60Si2Mn是合金弹簧钢，它的最终热处理方法是
淬火+中温回火。

30、常用的合金铸铁有耐热铸铁、耐蚀铸铁及耐磨铸铁等。

31、形变铝合金根据其主要性能特点不同可分为：防锈铝、硬铝、
超硬铝和锻铝等几种。

四、名词解释：
（1）金属材料：指由金属元素为主所组成，具有良好的导电性
和导热性，有一定的强度和塑性，并具有光泽的应用材料。

（2）强度：材料在服役过程中，抵抗变形和断裂的能力。

（3）塑性变形：不能随力的去除而消失的变形。

（或：当外力去除后不能恢复原状的变形）。

（4）晶粒：材料内部形成的外形不规则而内部原子规则排列
的小晶体。

（5）合金钢：含有一种或数种合金元素的钢。

（6）固溶强化：随着溶质含量的增加，材料的强度、硬度提高，
而塑性、韧性则下降的现象。

（7）钢的热处理：是指通过将固态金属或合金，采用适当方式加热、保温和冷却来改变其内部组织，从而获得所需性能的一种工艺方法。

（8）力学性能：材料在外力作用时所表现出来的抵抗能力。

（9）合金：是指由两种或两种以上的金属元素或金属与非金属
元素组成的金属材料。

（10）晶界：晶粒与晶粒之间的分界面。

（11）加工硬化（形变强化）：随着冷变形量的增加，材料的强度、
硬度提高，而塑性、韧性则下降的现象。

（12）弹性变形：能随力的去除而消失的变形。

（或当外力去除后能恢复原状的变形）。

（13）共析转变：由一种固态合金相同时析出（转变出）两种固态
合金相的现象。

五、牌号解释：
（1）Q235-A•F：σS =235 N /mm2，A级质量沸腾钢
[A级质量普通非合金（碳素）结构钢]
（2）65Mn：C≈0.65％；较高含锰量的高碳钢
[弹簧钢、优质非合金（碳素）结构钢]
（3）T10A：C≈1.0％；高级优质非合金（碳素）工具钢
（4）9SiCr：C≈0.9％；Si <1. 5％；Cr <1. 5％；
低合金工具钢[低合金刃具钢、低合金刀具钢]
（5）W18Cr4V：C≥1 %，W ≈18 %，Cr ≈4 %，V<1.5 %，
高速钢[高合金工具钢、冷作模具钢、锋钢、风钢等]
（6）4 5：C≈0.45％，中碳钢
[调质钢、优质非合金（碳素）结构钢]
（7）T 8 Mn：C≈0.8％，较高含锰量的非合金（碳素）工具钢
（8）1Cr13：C≈0.1％，Cr≈13％，铬不锈钢（铬13型钢）
（9）H 90：Cu≈90％，Zn≈10％，普通黄铜
六、综合：
1、什么是过冷现象和过冷度？过冷度与冷却速度有什么关系？
参考答案：
答：金属结晶时实际结晶温度总是低于理论结晶温度的现象
称为过冷现象。

而理论结晶温度与实际结晶温度之差称为
过冷度。

冷却速度越快则过冷度越大。

2、请画出钢部分的铁碳合金相图，填写各区域所含有的组织，标注关键点处的含碳量、温度以及节点字母。

并简述特性点及特性线的含义。

参考答案：
主要特性点的含义：
A点：1538℃，0%C，纯铁的熔点；
G点：912℃，0%C，纯铁的同素异构转变点；
S点：727℃，0.77%C，共析点、C在A中的最小溶解度点；
E点：1148℃，2.11%C，C在A中的最大溶解度点。

主要特性线的含义：
A C’线：液相线；
A E线：固相线；
G S线：同素异构转变线
（A 3线）；
E S线：C在A中的溶解度线
（A cm线）；
PSK’线：共析线（A 1线）
3、有一钢试样，其直径为ф10mm，标距长度为50mm，当载荷达到18840N时，试样产生屈服现象；当载荷加至36110N时，试样产生缩颈现象，然后被拉断；拉断后标距长度为73mm，断裂处直径为ф6.7mm，求试样的σs、σb、δ和ψ值。

参考答案：
已知：d o =10mm，L o =50 mm；d1 =6.7 mm，L1 =73mm；
F s =18.84 kN，F b =36.11 kN。

求：σS、σb、δ和ψ。

解：S o = πd o2/4 = 3.14×102/4 = 78.5（mm2）
S1= πd12/4 = 3.14×6.72/4 ≈（mm2）
σs = F s / S o = 18840 / 78.5 ≈240（N / mm2）
σb = F b / S o = 36110 / 78.5 ≈460（N / mm2）
δ= ΔL/ L0 =（L1－L0）/L0
=（73－50）/50 = 46％
Ψ= ΔS / S0 =（S0－S1）/S0
=（78.5－29.4）/78.5≈62.55％
答：σs≈240 N / mm2；σb≈460 N / mm2；
δ= 46％；Ψ≈55％
4、金属铜（Cu）的熔点为1083 ℃，试计算铜（Cu）的再结晶温度t再；当铜（Cu）在250 ℃状态下进行变形加工是属于热加工还是冷加工？
参考答案：
解：t再＝（0.35～0.4）（t熔＋273）－273
＝（0.35～0.4）（1083＋273）－273
＝（0.35～0.4）×1356－273
＝201.6～269.4（℃）
t (250 ℃) ≤t再(201.6～269.4℃)
答：铜（Cu）在250 ℃状态下进行变形加工是属于冷加工。

5、画出低碳钢力-伸长曲线（拉伸曲线图），并简述各拉伸阶段。

参考答案：
答：o~e：弹性变形阶段；
e~s：微量塑性变形阶段；
s~s’：屈服阶段；
s’~b：塑性变形（强化）阶段；
b~k：缩颈（径）阶段。

6、画出共析钢过冷奥氏体等温转变曲线图，填写各区域所含有的相，标注关键点处的温度以及特性线字母代号。

并简述各特性线的含义。

参考答案：
主要特性线的含义：
A1线：共析线；
a线：A→（F+Fe3C）的开始时间；
b线：A→（F+Fe3C）的终了时间；
M S线：A→M的开始温度；727
A1
M f线：A→M的终了温度。

650 600
550
350
过
冷
M＋残余A
A
M
P
S
T
B上℃
时间
230
-50
7、金属铝的熔点为660 ℃，试计算纯铝的再结晶温度t再；当工业纯铝在200 ℃状态下进行变形加工是属于热加工还是冷加工？
参考答案：
解：t再＝（0.35～0.4）（t熔＋273）－273
＝（0.35～0.4）（660＋273）－273
＝（0.35～0.4）×933－273 ＝53.6～100.2（℃）
t (150 ℃) > t再(53.6～100.2℃)
答：铝（Al）在200 ℃状态下进行变形加工是属于热加工。