金属材料复习思考题
金属材料及热处理
复习思考题11．写出下列力学性能符号所代表的力学性能指标的名称和含义。
、akv、5 、b 、0.2 、s 、e、 500 1×103、KIc、HRC、HV7002/1×105、600 1×10-5、-1、、、HBS、E。
2．低碳钢试样在受到静拉力作用直至拉断时经过怎样的变形过程?b。
0.2、3．某金属材料的拉伸试样l0=100mm，d0=10mm。
拉伸到产生0.2％塑性变形时作用力(载荷)F0.2=6.5×103N；Fb=8．5×103N。
拉断后标距长为ll=120mm，断口处最小直径为dl=6.4mm，试求该材料的4．钢的刚度为20.7×104MPa，铝的刚度为6.9×104MPa。
问直径为2.5mm，长12cm的钢丝在承受450N的拉力作用时产生的弹性变形量(Δl)是多少?若是将钢丝改成同样长度的铝丝，在承受作用力不变、产生的弹性变形量(Δl)也不变的情况下，铝丝的直径应是多少?5．某钢棒需承受14000N的轴向拉力，加上安全系数允许承受的最大应力为140MPa。
问钢棒最小直径应是多少?若钢棒长度为60mm、E=210000MPa，则钢棒的弹性变形量(Δl)是多少?6．试比较布氏、洛氏、维氏硬度的特点，指出各自最适用的范围。
下列几种工件的硬度适宜哪种硬度法测量：淬硬的钢件、灰铸铁毛坯件、硬质合金刀片、渗氮处理后的钢件表面渗氮层的硬度。
7．若工件刚度太低易出现什么问题?若是刚度可以而弹性极限太低易出现什么问题?8．指出下列硬度值表示方法上的错误。
12HRC～15HRC、800HBS、58HRC～62HRC、550N／mm2HBW、70HRC～75HRC、200N／mm2HBS。
5≥26％。
现对进厂的一批Q235钢材采用d0=10mm的标准短试样进行拉伸试验，测得的试验数据是Fs=20KN，断后标距长lk=65mm。
．试问这批钢材合格否?b≥235MPa、9．根据GB700—88《碳素结构钢》的规定牌号为Q235的钢10．在图样上，为什么只用硬度来表示对机件的力学性能要求? 11．判断下列说法是否正确，并说出理由。
金属材料学复习思考题
金属材料学复习思考题（2009）第一章钢的合金化原理1．名词解释1）合金元素；2）微合金元素；3）奥氏体形成元素；4）铁素体形成元素； 5）原位析出；6）离位析出2．合金元素V、Cr、W、Mo、Mn、Co、Ni、Cu、Ti、Al中哪些是铁素体形成元素？哪些是奥氏体形成元素？哪些能在α-Fe中形成无限固溶体？哪些能在γ-Fe 中形成无限固溶体？3．简述合金元素对扩大或缩小γ相区的影响，并说明利用此原理在生产中有何意义？4．简述合金元素对铁碳相图（如共析碳量、相变温度等）的影响。
5．合金钢中碳化物形成元素（V，Cr，Mo，Mn等）所形成的碳化物基本类型及其相对稳定性。
6．主要合金元素（V，Cr，Ni，Mn，Si，B等）对过冷奥氏体冷却转变影响的作用机制。
7．合金元素对马氏体转变有何影响？8．如何利用合金元素来消除或预防第一次、第二次回火脆性？9．如何理解二次硬化与二次淬火两个概念的相关性与不同特点。
10．一般地，钢有哪些强化与韧化途径？第二章工程结构钢1．对工程结构钢的基本性能要求是什么？2．合金元素在低合金高强度结构钢中的主要作用是什么？为什么考虑采用低C？3．什么是微合金钢？微合金化元素在微合金化钢中的主要作用有哪些？试举例说明。
4．低碳贝氏体钢的合金化有何特点？第三章机械制造结构钢1．名词解释1）液析碳化物；2）网状碳化物；3）水韧处理4）超高强度钢2．对调质钢、弹簧钢进行成分、热处理、常用组织及主要性能的比较，并熟悉各自主要钢种。
3．液析碳化物和带状碳化物的形成、危害及消除方法。
4．说明易切削钢提高切削性能的合金化原理。
5．马氏体时效钢与低合金超强钢相比，在合金化、热处理、强化机制、主要性能等方面有何不同？6．高锰钢在平衡态、铸态、热处理态、使用态四种状态下各是什么组织？为何具有抗磨特性？7．GCr15钢是什么类型的钢？这种钢中碳和铬的含量约为多少？碳和铬的主要作用分别是什么？其预先热处理和最终热处理分别是什么？8．氮化钢的合金化有何特点？合金元素有何作用？第四章工具钢1．从总体看，工具钢与结构钢相比，在主要成分、组织类型、热处理工艺、主要性能与实际应用方面各自有何特点？2．采用普通碳素工具钢的优点是什么？局限性是什么？3．什么是红硬性?为什么它是高速钢的一种重要性能？哪些元素在高速钢中提高红硬性?4．18-4-1高速钢的铸态显微组织特征是什么？为什么高速钢在热处理之前一定要大量地热加工？7．高速钢18-4-1的最终热处理的加热温度为什么高达1280℃？在加热过程中为什么要在600~650℃和800~850℃进行二次预热保温？8．高速钢18-4-1淬火后三次回火的目的是什么?这种回火在组织上引起什么样的变化？9．高碳、高铬工具钢耐磨性极好的原因何在？抗氧化的原因为什么？第五章不锈耐蚀钢1．名词解释：1）晶间腐蚀；2）应力腐蚀；3）n/8规律2．从电化学腐蚀原理看，采用哪些途径可提高钢的耐蚀性？3．合金元素及环境介质对耐蚀钢的耐蚀性的影响。
金属材料学思考题答案
金属材料学思考题答案2绪论、第一章、第二章1．钢中的碳化物按点阵结构分为哪两大类，各有什么特点答：分为简单点阵结构和复杂点阵结构，前者熔点高、硬度高、稳定性好，后者硬度低、熔点低、稳定性差。
2．何为回火稳定性、回火脆性、热硬性合金元素对回火转变有哪些影响答：回火稳定性：淬火钢对回火过程中发生的各种软化倾向（如马氏体的分解、残余奥氏体的分解、碳化物的析出与铁素体的再结晶）的抵抗能力回火脆性：在200-350℃之间和450-650℃之间回火，冲击吸收能量不但没有升高反而显着下降的现象热硬性：钢在较高温度下，仍能保持较高硬度的性能合金元素对回火转变的影响：①Ni、Mn影响很小，②碳化物形成元素阻止马氏体分解，提高回火稳定性，产生二次硬化，抑制C和合金元素扩散。
③Si比较特殊：小于300℃时强烈延缓马氏体分解，3．合金元素对Fe-Fe3C相图S、E点有什么影响这种影响意味着什么答：凡是扩大奥氏体相区的元素均使S、E点向左下方移动，如Mn、Ni等；凡是封闭奥氏体相区的元素均使S、E点向左上方移动，如Cr、Si、Mo等E点左移：出现莱氏体组织的含碳量降低，这样钢中碳的质量分数不足2％时就可以出现共晶莱氏体。
S点左移：钢中含碳量小于％时，就会变为过共析钢而析出二次渗碳体。
4．根据合金元素在钢中的作用，从淬透性、回火稳定性、奥氏体晶粒长大倾向、韧性和回火脆性等方面比较下列钢号的性能:40Cr、40CrNi、40CrMn、40CrNiMo。
1）淬透性：40CrNiMo 〉40CrMn 〉 40CrNi 〉 40Cr2）回火稳定性：40CrNiMo 〉40CrNi 〉 40CrMn 〉 40Cr3）奥氏体晶粒长大倾向：40CrMn 〉 40Cr 〉 40CrNi 〉 40CrNiMo4）韧性：40CrNiMo 〉40CrNi 〉40Cr〉40CrMn (Mn少量时细化组织)5）回火脆性： 40CrMn 〉40CrNi> 40Cr 〉40CrNiMo5.怎样理解“合金钢与碳钢的强度性能差异，主要不在于合金元素本身的强化作用，而在于合金元素对钢相变过程的影响。
金属工艺学各章习题及思考题
第一篇机械工程材料基础金属材料的力学性能1．机器零件或构件工作时，通常不允许发生塑性变形，所以多以σS作为强度设计的依据。
(判断)2．一般来说，硬度越高，耐磨性越好，强度也越高。
(判断)3．材料的δ值越大，其塑性就越好。
(判断)4．材料承受小能量的多次重复冲击的能力，主要取决于冲击韧度值，而不是决定于强度。
(判断)5．金属材料发生疲劳断裂前有显著的塑性变形，且断裂是突然发生的，因此危险性很大。
(判断)6．锉刀硬度的测定方法常用（）。
(单选)A、HBS硬度测定法B、HBW硬度测定法C、HRB硬度测定法D、HRC硬度测定法7．表示金属材料屈服点的符号是（）。
(单选)A、σeB、σSC、σbD、σ-18．下列可用来作为金属材料塑性好坏的判据的是（）。
(单选)A、σbB、ψC、HBSD、HRC9．HRC硬度测定法中，所用压头是（）。
(单选)A、φ1、588mm钢球B、1200金钢石圆锥C、锥面夹角为136°的金刚石正四棱锥体D、硬质合金球10．下列说法错误的是（）。
(单选)A、金属材料的强度、塑性等可通过拉伸试验来测定B、普通铸铁可以进行压力加工C、布氏硬度实验测定的数据准确、稳定、数据重复性好D、疲劳强度常用来作为受循环交变载荷作用的零件选材、检验的依据铁碳合金1．金属结晶时，冷却速度越快，则晶粒越细。
(判断)2．金属的同素异晶转变过程实质上也是一种结晶过程。
(判断)3．固溶强化是指因形成固溶体而引起的合金强度、硬度升高的现象。
(判断)4．碳的质量分数对碳钢力学性能的影响是：随着钢中碳的质量分数的增加，其钢的硬度、强度增加，塑性、韧性也随着增加。
(判断)5．钢中磷的质量分数增加，其脆性增加(判断)6．凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶。
(判断)7．结晶就是原子从不规则排列（液态）过渡到按一定几何形状做有序排列（固态）的过程。
(判断)8．在其他条件相同时，铸成薄件的晶粒比铸成厚件的晶粒更粗。
(判断)9．在其他条件相同时，浇注时采用振动的铸件晶粒比不采用振动的铸件晶粒更细。
金属材料与热处理复习思考题
金属材料与热处理复习思考题金属材料与热处理复习思考题一、判断题1. 石墨化是指铸铁中碳原子析出形成石墨的过程。
（）2. 可锻铸铁可在高温下进行锻造加工。
（）3. 热处理可以改变铸铁中的石墨形态。
（）4. 球墨铸铁可通过热处理来提高其机械性能。
（）5. 采用整体淬火的热处理方法，可以显著提高灰铸铁的机械性能。
（）6. 采用热处理方法，可以使灰铸铁中的片状石墨细化，从而提高其机械性能。
（）7. 铸铁可以通过再结晶退火使晶粒细化，从而提高其机械性能。
（）8. 灰铸铁的减震性能比钢好。
（）二、选择填空1. 铸铁石墨化的几个阶段完全进行，其显微组织为（）（a）F+G （b）F+P+G （c）P+G2. 铸铁石墨化的第一、二阶段完全进行，第三阶段部分进行，其显微组织为（）（a）F+G （b）P+G （c）F+P+G3. 铸铁石墨化的第一、二阶段完全进行，第三阶段未进行，其显微组织为（）（a）F+P+G （b）P+G （c）F+G4. 提高灰口铸铁的耐磨性应采用（）（a）整体淬火（b）渗碳处理（c）表面淬火5. 机架和机床床身应用（）（a）白口铸铁（b）灰口铸铁（c）麻口铸铁三、综合分析题１．试总结铸铁石墨化发生的条件和过程２．试述石墨形态对铸铁性能的影响。
３．白口铸铁、灰口铸铁和碳钢，这三者在成分、组织和性能有何主要区别？４．为什么一般机器的支架、机床的床身用灰口铸铁铸造？５．出现下列不正常现象时，应采取什么有效措施予以防止和改善？（１）灰口铸铁磨床床身铸造以后就进行切削，在切削加工后发生不允许的变形。
（２）灰口铸铁薄壁处出现白口组织，造成切削加工困难。
６．指出下列铸铁的类别、用途及性能的主要指标：（１） HT150,HT400;（２） KT350-10,KTZ700-2;（３） QT420-10,MQT1200-1。
四、下面材料所属类别和应用实例材料排号类别碳含量典型热处理工艺应用举例Q235A 45 60Si2Mn 20CrMnTi W18Cr4V五、简答题１．钢中常存的杂质有哪些？硫、磷对钢的性能有哪些有益和有害的影响？２．为什么比较重要的大截面的结构零件都必需用合金钢制造？与碳钢比较，合金钢有何优点？３．合金钢中经常加入的合金元素有哪些？怎样分类？４．为什么碳钢在室温下不存在单一奥氏体或单一铁素体组织，而合金钢中有可能存在这类组织？５．合金元素对回火转变有何影响？６．试述固溶强化、加工硬化和弥散强化的强化原理，并说明三者的区别。
金属工艺学第三章(金属材料)思考题答案
《金属工艺学》 第三章 金属材料复习思考题参考答案 1. 碳钢中的常存元素有哪些？在钢中起什么作用？ 答：碳钢中的常存元素有：主要元素是 C，其余有 Si、Mn、P S、O、H、N。 Si、Mn 是有益元素，含量不多时对钢的性能影响不大。 P、S 是有害元素，严重影响性能，P 造成“冷脆” 造成“热 ，S 脆” 。 O、H、N 是有害元素，严重影响性能，使钢的塑性、韧度和疲 劳强度急剧降低，严重时造成裂纹、脆断。 2.现在 Q195、Q235B、Q255B 三种碳素钢，分别用于制造铁钉、 铆钉、高强度销钉，如何合理选材？ 答：Q195 用于制造铁钉；Q235B 用于制造铆钉；Q255B 用于制造 高强度销钉。 3.现有 08F、45、65 三种优质碳素结构钢，欲制造仪表板、汽车 弹簧、变速箱传动轴等零件，如何选材？ 答：08F 用作制造仪表板；45 用作制造变速箱传动轴；65 用作 制造汽车弹簧。 4.ZG25、ZG200-400 表示什么意义？ 答：ZG25 表示含碳量为 0.25 的铸造碳钢；ZG200-400 表示曲服 点是 200MPa，抗拉强度是 400Mpa 的铸造碳素钢。 5.合金钢中经常加入的合金元素有哪些？主要起什么作用？ 答：合金钢中经常加入的合金元素有：Mn、Si、Cr、Ni、Mo、W、 Ti、B、Al、Nb、Zr 等。主要作用有： （1）强化作用。 （2） 稳定组织、细化晶粒。 （3）提高淬透性。 （4）提高抗氧化和 耐蚀能力。 6.为什么合金钢的淬透性比碳钢高？ 答：除钴以外的合金元素都能溶如奥氏体，并增加过冷奥氏体 的稳定性，使合金钢能在较低的冷却速度下获得马氏体，也就 ti
内江职业技术学院教案
教 学 过
NeiJiang Vocational & Technical College
金属材料学复习思考题及答案
⾦属材料学复习思考题及答案安徽⼯业⼤学材料学院⾦属材料学复习题⼀、必考题1、⾦属材料学的研究思路是什么？试举例说明。
答：使⽤条件→性能要求→组织结构→化学成分↑⽣产⼯艺举例略⼆、名词解释1、合⾦元素：添加到钢中为了保证获得所要求的组织结构从⽽得到⼀定的物理、化学或机械性能的含量在⼀定范围内的化学元素。
（常⽤M来表⽰）2、微合⾦元素：有些合⾦元素如V，Nb，Ti, Zr和B等，当其含量只在0.1%左右（如B 0.001%，V 0.2 %）时，会显著地影响钢的组织与性能，将这些化学元素称为微合⾦元素。
3、奥⽒体形成元素：使A3温度下降，A4温度上升，扩⼤γ相区的合⾦元素4、铁素体形成元素：使A3温度上升，A4温度下降，缩⼩γ相区的合⾦元素。
5、原位析出：回⽕时碳化物形成元素在渗碳体中富集，当浓度超过溶解度后，合⾦渗碳体在原位转变为特殊碳化物。
6、离位析出：回⽕时直接从过饱和α相中析出特殊碳化物，同时伴随有渗碳体的溶解。
7、⼆次硬化：在含有Mo、W、V等较强碳化物形成元素含量较⾼的⾼合⾦钢淬⽕后回⽕，硬度不是随回⽕温度的升⾼⽽单调降低，⽽是在500－600℃回⽕时的硬度反⽽⾼于在较低温度下回⽕硬度的现象。
8、⼆次淬⽕：在强碳化物形成元素含量较⾼的合⾦钢中淬⽕后残余奥⽒体⼗分稳定，甚⾄加热到500-600℃回⽕时仍不转变，⽽是在回⽕冷却时部分转变成马⽒体，使钢的硬度提⾼的现象。
9、液析碳化物：钢液在凝固时产⽣严重枝晶偏析，使局部地区达到共晶成分。
当共晶液量很少时，产⽣离异共晶，粗⼤的共晶碳化物从共晶组织中离异出来，经轧制后被拉成条带状。
由于是由液态共晶反应形成的，故称液析碳化物。
10、⽹状碳化物：过共析钢在热轧（锻）后缓慢冷却过程中，⼆次碳化物沿奥⽒体晶界析出呈⽹状分布，称为⽹状碳化物。
11、⽔韧处理：将⾼锰钢加热到⾼温奥⽒体区，使碳化物充分溶⼊奥⽒体中，并在此温度迅速⽔冷，得到韧性好的单相奥⽒体组织的⼯艺⽅式。
金属材料学复习思考题及答案.
第一章钢的合金化原理1．名词解释1）合金元素: 特别添加到钢中为了保证获得所要求的组织结构从而得到一定的物理、化学或机械性能的化学元素。
(常用M来表示)2）微合金元素: 有些合金元素如V，Nb，Ti, Zr和B等，当其含量只在0.1%左右（如B， 0.001%；V，0.2 %）时，会显著地影响钢的组织与性能，将这种化学元素称为微合金元素。
3）奥氏体形成元素:在γ-Fe中有较大的溶解度,且能稳定γ相；如 Mn, Ni, Co, C, N, Cu；4）铁素体形成元素: 在α-Fe中有较大的溶解度，且能稳定α相。
如：V， Nb, Ti 等。
5）原位析出: 元素向渗碳体富集，当其浓度超过在合金渗碳体中的溶解度时, 合金渗碳体就在原位转变成特殊碳化物如Cr钢中的Cr：ε-Fe x C→Fe3C→（Fe, Cr）3C→（Cr, Fe）7C3→（Cr, Fe）23C66）离位析出:在回火过程中直接从α相中析出特殊碳化物，同时伴随着渗碳体的溶解，可使硬度和强度提高（二次硬化效应）。
如 V，Nb, Ti等都属于此类型。
2．合金元素V、Cr、W、Mo、Mn、Co、Ni、Cu、Ti、Al中哪些是铁素体形成元素？哪些是奥氏体形成元素？哪些能在α-Fe中形成无限固溶体？哪些能在γ-Fe 中形成无限固溶体？答：铁素体形成元素：V、Cr、W、Mo、Ti、Al；奥氏体形成元素：Mn、Co、Ni、Cu；能在α-Fe中形成无限固溶体：V、Cr；能在γ-Fe 中形成无限固溶体：Mn、Co、Ni3．简述合金元素对扩大或缩小γ相区的影响，并说明利用此原理在生产中有何意义？（1）扩大γ相区：使A3降低，A4升高一般为奥氏体形成元素分为两类：a.开启γ相区：Mn, Ni, Co 与γ-Fe无限互溶.b.扩大γ相区：有C，N，Cu等。
如Fe-C相图，形成的扩大的γ相区，构成了钢的热处理的基础。
（2）缩小γ相区：使A3升高，A4降低。
一般为铁素体形成元素分为两类:a.封闭γ相区：使相图中γ区缩小到一个很小的面积形成γ圈,其结果使δ相区与α相区连成一片。
金属材料学复习思考题2016.5
金属材料学复习思考题（2016.05）第一章钢的合金化原理1-1名词解释（1）合金元素；（2）微合金化元素；（3）奥氏体稳定化元素；（4）铁素体稳定化元素；（5）杂质元素；（6）原位析出；（7）异位析出；（8）晶界偏聚（内吸附）；（9）二次硬化；（10）二次淬火；（11）回火脆性；（12）回火稳定性1-2 合金元素中哪些是铁素体形成元素？哪些是奥氏体形成元素？哪些能在α-Fe中形成无限固溶体？哪些能在γ-Fe 中形成无限固溶体？C相图的S、E点有什么影响？这种影响意味着什么？1-3简述合金元素对Fe-Fe31-4 为何需要提高钢的淬透性？哪些元素能显著提高钢的淬透性？（作业）1-5 能明显提高钢回火稳定性的合金元素有哪些？提高钢的回火稳定性有什么作用？（作业）1-6合金钢中V，Cr，Mo，Mn等所形成的碳化物基本类型及其相对稳定性。
1-7试解释含Mn和碳稍高的钢容易过热，而含Si的钢淬火温度应稍高，且冷作硬化率较高，不利于冷加工变形加工？（作业）1-8 V/Nb/Ti、Mo/W、Cr、Ni、Mn、Si、B等对过冷奥氏体P转变影响的作用机制。
1-9合金元素对马氏体转变有何影响？1-10如何利用合金元素来消除或预防第一次、第二次回火脆性？1-11如何理解二次硬化与二次淬火两个概念的异同之处？1-12钢有哪些强化机制？如何提高钢的韧性？（作业）1-13 为什么合金化基本原则是“复合加入”？试举两例说明复合加入的作用机理？（作业）1-14 合金元素V在某些情况下能起到降低淬透性的作用，为什么？而对于40Mn2和42Mn2V，后者的淬透性稍大，为什么？（作业）1-15 40Cr、40CrNi、40CrNiMo钢，其油淬临界淬透性直径分别为25~30 mm、40~60mm和60~100mm，试解释淬透性成倍增大的现象。
（作业）1-16在相同成分的粗晶粒和细晶粒钢中，偏聚元素的偏聚程度有什么不同？（作业）第二章工程结构钢2-1为什么普通低合金钢中基本上都含有不大于1.8%~2.0%的Mn？（作业）2-2试述碳及合金元素在低合金高强度工程结构钢中的作用，为什么考虑采用低碳？提高低合金高强度结构钢强韧性的途径是什么？2-3什么是微合金化钢？微合金化元素在微合金钢中的主要作用有哪些？2-4 V、Nb、Ti这三种微合金元素在低碳（微）合金工程结构钢中，作用有何不同？（作业）2-5针状铁素体钢的合金化、组织和性能特点？2-6低碳贝氏体钢的合金化有何特点？2-7汽车工业用的高强度低合金双相钢，其成分、组织和性能特点是什么？（作业）第三章机械制造结构钢3-1名词解释：1）液析碳化物；2）网状碳化物；3）水韧处理3-2 调质钢和非调质钢在成分、生产工艺、组织和性能方面的异同何在？3-3弹簧钢为什么要求较高的冶金质量和表面质量？为什么弹簧钢中碳含量一般在0.5%~0.75%之间？3-4GCr15钢用作滚动轴承钢时，其中的碳和铬的含量约为多少？碳和铬的主要作用分别是什么？对该钢的基本要求如何？该钢的碳化物不均匀性体现在哪几方面？有何危害，如何这种不均匀性？其预备热处理和最终热处理分别是什么？作用何在？（作业）3-5说明20Mn2钢渗碳后无法直接淬火的原因？高淬透性渗碳钢18Cr2Ni4W的常用热处理工艺（渗碳加淬火回火）有何特点？如何理解？（作业）3-6合金元素对渗碳钢和氮化钢的作用主要体现在哪几方面？Al对氮化钢的作用何在？3-7 钢的切削加工性与材料的组织和硬度之间有什么关系？为获得良好的切削性，中碳钢和高碳钢各自应经过怎样的热处理，得到什么样的金相组织？为什么直径25mm的40CrNiMo钢棒料，经过正火后难以切削？如何经济有效地改善其切削加工性能？3-8 高锰钢在平衡态、铸态、热处理态、使用态四种状态下各是什么组织？在何种情况下具有高耐磨性能？为什么ZGMn13型高锰钢在淬火时能得到全部的奥氏体组织，而缓冷却得到了大量的马氏体？（作业）3-9为什么说淬透性是评定结构钢性能的重要指标？（作业）3-10 用低淬透性钢制作中、小模数的中、高频感应加热淬火齿轮有什么优点？（作业）3-11 某精密镗床主轴采用38CrMoAl钢制造，某重型齿轮镗床主轴采用20CrMnTi钢制造，某普通车床主轴选用40Cr钢。
金属材料学思考题答案1
1.简述什么是材料科学研究材料组分、结构、性能相互关系和变化规律的科学，是一门基础应用学科。
2.什么是工程材料？工程材料分为哪些类别？凡与工程相关的材料均可称为工程材料。
按性能可分为结构材料和功能材料；按化学方法分为金属材料，陶瓷材料，高分子材料和复合材料。
3.什么是新材料？开发新材料的重要意义是什么？新材料：相对于传统的材料而言。
经过新工艺新技术制造的整合原有材料的功能的材料。
意义：对高科技和新技术的发展具有非常关键的作用；是发展高科技的物质基础；是国家在科技领域处于领先地位的标志之一。
4.钢的分类方法很多通常有哪些分类？按冶金方法分：平炉、转炉、电炉（镇静钢、半镇静钢，沸腾钢）。
按化学成分分：碳钢(普通碳钢，优质碳钢)，合金钢(合金元素，合金含量)；按质量分：普通质量钢，优质质量钢，高级优质钢。
按金相分：退火态(P+F，珠光体钢，P+Fe3C)，正火态(珠光体钢，贝氏体钢，奥氏体钢)；冷却时有无相变(铁素体，马氏体，奥氏体，双相钢)；按用途分：工程结构钢，机器零件用钢，工程模具用钢，特殊用钢（不锈钢，耐热钢、磁钢）。
5.通常钢中的P，S控制钢的质量，按质量等级碳素钢，合金钢的钢材质量可分为哪些等级，P，S含量是如何控制的?可分为五种情况：1）形成非金属夹杂物（如氧化物、氮化物和硫化物等），2）溶入固熔体，3）形成碳化物，4）自由存在，5）金属间化合物。
7.按化学成分如何区分低中高碳钢和低中高合金钢？碳钢：(含碳量)低碳钢≤0.25％，中碳钢0.3－0.6％，高碳钢≥0.6％；合金钢：(合金元素)低合金钢<5％，中合金钢5－10％，高合金钢>10％8.利用晶界偏聚理论解释钢的第二类回火脆性以及硼钢的淬透性问题钢的溶质原子在晶界的浓度大大超过在基体中的平均浓度的现象，称为晶界偏聚。
淬火钢在淬火、回火过程中，Ni、Cr、Sb、Sn、P等都向原A晶界偏聚，产生晶界偏聚现象，Ni、Cr不仅自身偏聚，而且促进杂质元素的偏聚。
《金属材料热处理》思考题
《金属材料热处理》思考题（成型09级）第1章绪论第2章固态相变概论1. 金属固态相变的主要类型、特点2. 金属固态相变按（1）相变前后热力学函数、（2）原子迁移情况、（3）相变方式分为哪几类？3. 金属固态相变主要有哪些变化？4. 金属固态相变有哪些特点？5. 固态相变的驱动力和阻力包括什么？加以说明。
6. 固态相变的过程中形核和长大的方式是什么？加以说明。
7. 何谓热处理？热处理的目的是什么？热处理在机械加工过程中作用有那些？热处理与合金相图有何关系？8. 说明下列符号的物理意义及加热速度和冷却速度对他们的影响？Ａc1、Ａr1、Ａc3、Ａr3、Ａccm、Ａrcm9. 一些概念：固态相变、热处理、平衡转变、不平衡转变、同素异构转变、多形性转变、共析转变、包析转变、平衡脱溶沉淀、调幅分解、有序化转变、伪共析转变、马氏体转变、贝氏体转变、块状转变、不平衡脱溶沉淀、一级相变、二级相变、扩散型相变、非扩散型相变、半扩散型相变、共格界面、半共格界面、非共格界面、惯习面、位向关系、应变能、界面能、过渡相、均匀形核、非均匀形核、晶界形核、位错形核、空位形核、界面过程、传质过程、协同型方式长大、非协同型方式长大、切变机制、台阶机制第3章钢的热处理原理与工艺第1节1、奥氏体的组织、结构和性能特点。
2、从成分和工艺角度说明如何细化奥氏体晶粒?3．以碳扩散的观点说明奥氏体的长大机理。
4、共析钢的奥氏体的形成包括哪几个过程？为什么说奥氏体形成是受碳扩散控制的？非共析钢的奥氏体的形成与共析钢的奥氏体的形成有何异同？为什么有剩余渗碳体溶解过程？5、影响奥氏体转变速度的因素有哪些？如何影响？合金钢的奥氏体转变的有什么特点？6、影响奥氏体晶粒度的因素有哪些？如何影响？注意合金元素的影响。
第2节1．试设计一种采用金相硬度法测定共析钢TTT图的方法。
（测定TTT图的原理和方法。
）2.请绘制含碳量为0.77%的钢的过冷奥氏体等温转变图，并回答下列问题：（1）说明图中各线、区的意义。
金属学思考题
思考题
1、设想面心立方多晶体塑性形变的过程。
2、对于面心立方金属，如果外加载荷的方向已知，如何确定它的滑移系？
3、位错滑移的必要条件是什么？位错运动的方向和位错的柏氏矢量及位错线的方向之间有什么关系？
4、什么是形变织构？什么是再结晶织构？两者之间有何异同？
5、加工硬化指数和应变速率敏感常数是否是一个概念？两者之间有何共同点？
6、从宏观性能和微观组织两个方面讨论回复和在结晶过程的区别。
7、影响再结晶组织中晶粒大小的因素有哪些？
8、动态再结晶和静态再结晶有哪些主要的异同？
9、从虚功原理的角度，叙述作用在位错上的力的方向和大小和哪些因素有关。
10、位错应力场和作用在位错上的力在概念上有何不同？位错应变能和什么因素有关？
11、金属强化有哪些途径？叙述这些强化方法的主要机理。
12、细化金属的显微组织有哪些途径？。
金属工艺学各章习题及思考题
金属工艺学各章习题及思考题第一篇机械工程材料基础金属材料的力学性能1．机器零件或构件工作时，通常不允许发生塑性变形，所以多以σS作为强度设计的依据。
(判断)2．一般来说，硬度越高，耐磨性越好，强度也越高。
(判断)3．材料的δ值越大，其塑性就越好。
(判断)4．材料承受小能量的多次重复冲击的能力，主要取决于冲击韧度值，而不是决定于强度。
(判断)5．金属材料发生疲劳断裂前有显著的塑性变形，且断裂是突然发生的，因此危险性很大。
(判断)6．锉刀硬度的测定方法常用（）。
(单选)A、HBS硬度测定法B、HBW硬度测定法C、HRB硬度测定法D、HRC硬度测定法7．表示金属材料屈服点的符号是（）。
(单选)A、σeB、σSC、σbD、σ-18．下列可用来作为金属材料塑性好坏的判据的是（）。
(单选)A、σbB、ψC、HBSD、HRC9．HRC硬度测定法中，所用压头是（）。
(单选)A、φ1、588mm钢球B、1200金钢石圆锥C、锥面夹角为136°的金刚石正四棱锥体D、硬质合金球10．下列说法错误的是（）。
(单选)A、金属材料的强度、塑性等可通过拉伸试验来测定B、普通铸铁可以进行压力加工C、布氏硬度实验测定的数据准确、稳定、数据重复性好D、疲劳强度常用来作为受循环交变载荷作用的零件选材、检验的依据铁碳合金1．金属结晶时，冷却速度越快，则晶粒越细。
(判断)2．金属的同素异晶转变过程实质上也是一种结晶过程。
(判断)3．固溶强化是指因形成固溶体而引起的合金强度、硬度升高的现象。
(判断)4．碳的质量分数对碳钢力学性能的影响是：随着钢中碳的质量分数的增加，其钢的硬度、强度增加，塑性、韧性也随着增加。
(判断) 5．钢中磷的质量分数增加，其脆性增加(判断)6．凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶。
(判断)7．结晶就是原子从不规则排列（液态）过渡到按一定几何形状做有序排列（固态）的过程。
(判断)8．在其他条件相同时，铸成薄件的晶粒比铸成厚件的晶粒更粗。
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第一篇钢铁材料第1章钢的合金化概念1-1 什么是工程材料？工程材料分为哪些类别？1-2 钢的分类方法很多，通常有哪些分类？1-3 合金元素在钢中的分布或存在的形式有哪几种？1-4 按化学成分如何区别低、中、高碳钢？低、中、高合金钢？1-5 为什么说钢中的S、P杂质元素在一般情况下总是有害的？1-6 通常钢中的P、S控制钢的质量，按质量等级碳素钢、合金钢的钢材质量可分为哪些等级？1-7 钢中常见的合金元素有：C、N、Mn、Ni、Cu、Co、Hf、Zr、Ti、Ta、Nb、V、W、Mo、Cr、Al、Si等，回答下列问题：（1）上述元素哪些是奥氏体形成元素？哪些是铁素体形成元素？（2）哪些元素能与α－Fe形成无限固溶体？哪些元素能与γ－Fe形成无限固溶体？为什么Mn、Ni、Co能与γ－Fe形成无限固溶体？（3）上述元素哪些是碳化物形成元素？哪些是非碳化物形成元素？如何鉴别它们与碳的亲和力大小或强弱？请按由强至弱将他们排列。
（4）分析上述元素对Fe－C相图临界点A1、A3及S点影响。
1-8 钢中的碳化物按点阵结构分为哪两大类？各有什么特点？1-9 合金钢中常见的碳化物由哪几种类型？并按其稳定性强弱排序。
1-10 简述合金钢中碳化物形成规律。
1-11 合金元素对Fe-Fe3C相图中的S、E点有什么影响？这种影响意味着什么？1-12 试述40CrV钢在退火态、淬火态及淬火一回火态下合金元素的分布状况。
1-13 合金元素中碳化物形成元素，非碳化物形成元素以及Si元素是如何影响钢中碳在奥氏体中扩散的？1-14 通过合金化使钢强化的基本方法有哪些？1-15 加热时合金元素对钢奥氏体晶粒长大有什么影响？并简要说明影响原因。
1-16 简要说明合金元素对过冷奥氏体等温分解C曲线的影响？1-17 为什么W18Cr4V钢中会出现莱氏体？1-18 简述合金元素对珠光体转变速度，转变温度及转变产物中碳化物类型的影响。
1-19 简述合金元素对马氏体分解的影响。
金属材料复习总结及思考题DOC
金属材料学复习思考题第一章金属的结构与结晶1．解释下列名词点缺陷，线缺陷，面缺陷，亚晶粒，亚晶界，刃型位错，单晶体，多晶体，过冷度，自发形核，非自发形核，变质处理，变质剂。
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？3．配位数和致密度可以用来说明哪些问题？4．晶面指数和晶向指数有什么不同？5．实际晶体中的点缺陷，线缺陷和面缺陷对金属性能有何影响？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？7．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？8．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？9．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？第二章金属的塑性变形与再结晶1．解释下列名词加工硬化、回复、再结晶、热加工、冷加工。
2．产生加工硬化的原因是什么？加工硬化在金属加工中有什么利弊？3．划分冷加工和热加工的主要条件是什么？4．与冷加工比较，热加工给金属件带来的益处有哪些？5．为什么细晶粒钢强度高，塑性，韧性也好？6．金属经冷塑性变形后，组织和性能发生什么变化？7．分析加工硬化对金属材料的强化作用？8．已知金属钨、铁、铅、锡的熔点分别为3380℃、1538℃、327℃、232℃，试计算这些金属的最低再结晶温度，并分析钨和铁在1100℃下的加工、铅和锡在室温（20℃）下的加工各为何种加工？9．在制造齿轮时，有时采用喷丸法（即将金属丸喷射到零件表面上）使齿面得以强化。
试分析强化原因。
第三章合金的结构与二元状态图1．解释下列名词合金，组元，相，相图；固溶体，金属间化合物，机械混合物；枝晶偏析，比重偏析；固溶强化，弥散强化。
2．指出下列名词的主要区别1）置换固溶体与间隙固溶体；2）相组成物与组织组成物。
3．下列元素在α-Fe 中形成哪几种固溶体?Si、C、N、Ni、Mn4．试述固溶强化、加工强化和弥散强化的强化原理,并说明三者的区别. 5．固溶体和金属间化合物在结构和性能上有什么主要差别？6. 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.7．二元合金相图表达了合金的哪些关系？8．在二元合金相图中应用杠杆定律可以计算什么？9. 已知A（熔点 600℃）与B(500℃) 在液态无限互溶；在固态 300℃时A溶于 B 的最大溶解度为 30% ，室温时为10%，但B不溶于A；在 300℃时，含 40% B 的液态合金发生共晶反应。
金属材料复习思考题及参考答案
金属材料复习思考题及参考答案金属材料复习思考题及参考答案（计算分析部分）（仅供参考）1.根据gb700-88《碳素结构钢》的规定，牌号为q235钢的力学性能应达到：σs≥235mpa，σb≥375mpa，δ5≥26％，ψ≥55％。
现对进厂的一批q235钢材采用d0=10mm的标准短试样(试样的标距等于5倍直径)进行拉伸试验，测得的试验数据是fs=20kn，fb=32kn，断后标距长l1=65mm，d1=6.3mm，试问这批钢材合格否？2.某金属材料弯曲试样，其l0=100mm，d0=10mm，弯曲时测得fs=18kn，fb=28kn，拉断后对接起来测得l1=124mm，d1=6.4mm，求该材料的σs、σb、δ、ψ。
3.排序体心立方晶格的并致密度。
4.计算面心立方晶格的致密度。
5.排序YCl六方晶格的并致密度。
6.某退火态碳素钢钢号不清，经金相检察其显微组织是f+p，其中p所占到比例约为20%，先行认定该碳素钢含碳量。
7.依据pb-sn合金相图，若f点的合金成分是wsn=2%，g点的合金成分就是wsn=99%。
反问在以下温度t时，wsn=20%的合金电子显微镜非政府中存有哪些二者共同组成物？它们的相对质量百分数就是多少？⑴t=300℃；⑵刚冷到183℃；共晶转变尚未开始；⑶在183℃；共晶转型正在展开中；⑷共晶转变刚完成，温度仍在183℃时；⑸加热至室温（20℃）时。
8.依据pb-sn合金相图，若f点的合金成分是wsn=2%，g1点的合金成分是wsn=99%。
问在下列温度t时，wsn=80%的合金显微组织中有哪些相组成物？它们的相对质量百分数是多少？⑴t=300℃；⑵刚不高不低183℃；共晶转型尚未已经开始；⑶在183℃；共晶转变正在进行中；⑷共晶转型刚顺利完成，温度仍在183℃时；⑸冷却到室温（20℃）时。
9.排序珠光体中铁素体和渗碳体的相对量。
10.计算莱氏体中奥氏体和渗碳体的相对量。
11.20钢在共析反应后⑴计算相组成物f和fe3c的相对量；⑵排序非政府共同组成物f和p的相对量。
金属学思考题
材料科学基础思考题（纯金属的晶体结构部分）1、解释下列名词：合金、组织、结构、金属材料、材料科学、空间点阵、晶胞、晶格常数、晶带、致密度、配位数、同素异构转变。
2、说明布拉菲点阵的立方晶系无底心立方点阵的原因。
3、在一个立方晶胞中绘出{110}所包含的晶面。
4、在一个立方晶胞中绘出下列晶面和晶向：（123）、5、说明下列晶面是否属于同一晶带，若是则指出晶带轴的方向。
6、计算面心立方点阵中（110）晶面的面间距以及原子面密度。
7、计算体心立方点阵中（111）晶面的面间距以及原子面密度。
8、在六方晶胞中绘出（1121）和 [1 1 2 3]。
9、熟记fcc 、bcc 、hcp 晶胞中的原子数、原子半径、配位数、致密度、典型元素。
10、面心立方点阵和密排六方点阵配位数和致密度相同，为什么具有不同的原子排列。
11、面心立方结构间隙的类型、大小、数量如何。
12、体心立方结构间隙的类型、大小、数量如何。
材料科学基础思考题（纯金属的结晶部分）1、试证明均匀形核时，形成临界晶粒的△Gc 与其体积V 之间的关系式为：△Gc =V △G B /22、如果临界晶核是边长为a 的正方体，试求出其△Gc 和a 的关系。
为什么形成 [112]、[11 1]、[ 1 1 0] (112) （110） （110）、（3 11）、（13 2）立方体晶核的△Gc 比球形晶核要大?3、为什么金属结晶时一定要有过冷度?影响过冷度的因素是什么?4、试比较均匀形核与非均匀形核的异同点。
5、形核需要哪些条件。
6、论述晶体长大机理；说明晶体成长与温度梯度的关系。
7、简述三晶区形成的原因及每个晶区的性能。
8、为了得到发达的等轴晶区应该采取什么措施?为了得到发达的等轴晶区应采取什么措施？其基本原理如何。
9、对比说明金属与非金属结晶动力学综合曲线的区别。
10、能否说过冷度越大，形核率越大。
11、指出下列各题错误之处，并改正之。
（1）所谓临界晶核，就是体系自由能的减少完全补偿表面自由能增加时的晶胚大小。
金属学原理思考题
金属学原理思考题“金属学原理”思考题第一章金属材料的结构及结构缺陷根据钢球模型回答下列问题：以点阵常数为单位，计算体心立方、面心立方和密排六方晶体中的原子半径及四面体和八面体间隙的半径。
计算体心立方、面心立方和密排六方晶胞中的原子数、致密度和配位数。
用密勒指数表示出体心立方、面心立方和密排六方结构中的原子密排面和原子密排方向，并分别计算这些晶面和晶向上的原子密度。
室温下纯铁的点阵常数为，原子量为，求纯铁的密度。
实验测定：在912℃时γ-Fe的点阵常数为，α-Fe的点阵常数为。
当γ-Fe转变为α-Fe 时，试求其体积膨胀。
已知铁和铜在室温下的点阵常数分别为和，求1cm3铁和铜的原子数。
实验测出金属镁的密度为/cm，求它的晶胞体积。
设如图所示立方晶体的滑移面ABCD平行于晶体的上下底面，该滑移面上有一正方形位错环，设位错环的各段分别于滑移面各边平行，其柏氏矢量b∥AB。
指出位错环上各段位错线的类型。
欲使位错环沿滑移面向外运动，必须在晶体上施加怎样的应力？并在图中表示出来。
该位错环运动出晶体后，晶体外形如何变化？3设如图所示立方晶体的滑移面ABCD平行于晶体的上下底面，晶体中有一位错线fed，de段在滑移面上并平行于AB，ef段垂直于滑移面，位错的柏氏矢量b与de平行而与ef垂直。
欲使de段位错线在ABCD滑移面上运动，应对晶体施加怎样的应力？在上述应力作用下de段位错线如何运动？晶体外形如何变化？同样的应力对ef段位错线有何影响？在如图所示面心立方晶体的滑移面上有两条弯折的位错线OS和OˊSˊ，其中OˊSˊ位错的台阶垂直于，它们的柏氏矢量方向和位错线方向如图中箭头所示。
判断位错线上各段的类型。
在平行于柏氏矢量b和bˊ的切应力作用下，两条位错线的滑移特征有何差异？哪一条位错线容易在面上滑移运动而消失，为什么？判断下列位错反应能否进行：aaa101?121?111 263??????a?101??a10122a?112??a?111??a111326aaa?100???111??11122a?100???????? 在一个简单立方的二维晶体中，画出一个正刃型位错和一个负刃型位错。
金属学原理思考题
“金属学原理”思考题第一章金属材料的结构及结构缺陷1.1 根据钢球模型回答下列问题：（1）以点阵常数为单位，计算体心立方、面心立方和密排六方晶体中的原子半径及四面体和八面体间隙的半径。
（2）计算体心立方、面心立方和密排六方晶胞中的原子数、致密度和配位数。
1.2 用密勒指数表示出体心立方、面心立方和密排六方结构中的原子密排面和原子密排方向，并分别计算这些晶面和晶向上的原子密度。
1.3 室温下纯铁的点阵常数为0.286nm，原子量为55.84，求纯铁的密度。
1.4 实验测定：在912℃时γ-Fe的点阵常数为0.3633nm，α-Fe的点阵常数为0.2892nm。
当由γ-Fe转变为α-Fe时，试求其体积膨胀。
1.5 已知铁和铜在室温下的点阵常数分别为0.286nm和0.3607nm，求1cm3铁和铜的原子数。
1.6 实验测出金属镁的密度为1.74g/cm3，求它的晶胞体积。
1.7 设如图所示立方晶体的滑移面ABCD平行于晶体的上下底面，该滑移面上有一正方形位错环，设位错环的各段分别于滑移面各边平行，其柏氏矢量∥AB。
（1）指出位错环上各段位错线的类型。
（2）欲使位错环沿滑移面向外运动，必须在晶体上施加怎样的应力？并在图中表示出来。
（3）该位错环运动出晶体后，晶体外形如何变化？1.8 设如图所示立方晶体的滑移面ABCD 平行于晶体的上下底面，晶体中有一位错线fed ，de 段在滑移面上并平行于AB ，ef 段垂直于滑移面，位错的柏氏矢量与de 平行而与ef 垂直。
（1）欲使de 段位错线在ABCD 滑移面上运动，应对晶体施加怎样的应力？（2）在上述应力作用下de 段位错线如何运动？晶体外形如何变化？（3）同样的应力对ef 段位错线有何影响？1.9 在如图所示面心立方晶体的（111）滑移面上有两条弯折的位错线OS 和O ˊS ˊ，其中O ˊS ˊ位错的台阶垂直于（111），它们的柏氏矢量方向和位错线方向如图中箭头所示。
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复习思考题第一章复习思考题1．描述下列元素在普通碳素钢的作用：(a)锰、(b)硫、(c)磷、(d)硅。
2．为什么钢中的硫化锰夹杂要比硫化亚铁夹杂好?3．当轧制时，硫化锰在轧制方向上被拉长。
在轧制板材时，这种夹杂的缺点是什么?4．对工程应用来说，普通碳素钢的主要局限性是哪些?5．列举五个原因说明为什么要向普通碳素钢中添加合金元素以制造合金钢? 6．哪些合金元素溶解于合金钢的铁素体?哪些合金元素分布在合金钢的铁素体和碳化物相之间?按照形成碳化物的倾向递增的顺序将它们列出。
7．叙述1.0~1.8％锰添加剂强化普通碳素钢的机理。
8．合金元素V、Cr、W、Mo、Mn、Co、Ni、Cu、Ti、Al中哪些是铁素体形成元素？哪些是奥氏体形成元素？哪些能在α-Fe中形成无限固溶体？哪些能在γ-Fe 中形成无限固溶体？9．钢中常见的碳化物类型主要有六种，例如M6C就是其中的一种，另外还有其它哪五种？哪一种碳化物最不稳定？10．分析合金元素对Fe-Fe3C相图影响规律对热处理工艺实施有哪些指导意义? 11．钢在加热转变时，为什么含有强碳化物形成元素的钢奥氏体晶粒不易长大？ 12．为什么说得到马氏体随后回火处理是钢中最经济而又最有效的强韧化方法? 13．简述合金元素对钢过冷奥氏体等温分解C曲线的影响规律？14．合金元素提高钢的回火稳定性的原因何在?15．叙述低合金钢的第二类回火脆性。
第二章复习思考题1.对工程应用来说，普通碳素钢的主要局限性是哪些?工程构件用合金结构钢的成分和性能要求是什么?2. 合金元素在低合金高强度结构钢中的作用是什么？为什么考虑低C？具体分析Mn、Si，Al、Nb、V、Ti，Cu、P、Cr、Ni对低合金高强钢性能的影响？3.什么是微合金化钢？什么是生产微合金化钢的主要添加元素？微合金化元素在微合金化钢中的作用是什么？4.根据合金元素在钢中的作用规律，结合低合金高强度结构钢的性能要求，分析讨论低合金高强度结构钢中合金元素的作用。
第三章复习思考题1．结合渗碳钢20CrMnTi和20Cr2Ni4A的热处理工艺规范，分析其热处理特点。
2．航空发动机轴常选用40CrNiMoA钢制造较为理想。
（12分）（1）试在其制造工艺路线中填入合适的热处理方法。
备料→锻造→→粗加工→→精加工→局部表面淬火（850℃油淬，如键槽）→粗磨→低温200℃回火→精磨、研磨。
（2）从成分角度和力学性能说明选择此钢材的优越性和粗加工前后热处理工序的作用。
3．合金元素在机器零件用钢中的作用是什么？就下列合金元素（Cr、Mn、Si、Ni、Mo、Al、Ti、W、V、B）各举一例钢种指出其作用是什么？4．叙述低合金钢的第二类回火脆性。
一般认为低合金钢中第二类回火脆性的主要原因是什么？一般认为钼在减小低合金钢中第二类回火脆性方面的有效作用的机理是什么？5．热成形弹簧与滚动轴承钢都属于高碳钢，它们在合金化和热处理上有什么不同？6．（1）GCr15钢是什么类型的钢？（2）若GCr15钢的显微组织为片状珠光体和网状碳化物，试画出其组织示意图。
（3）问该组织（片状珠光体和网状碳化物）是如何获得的？（4）这种钢中碳和铬的含量约为多少？（5）说明这些碳和铬分别以什么形式存在于钢的哪些相结构中？（6）碳和铬的主要作用分别是什么？（7）为什么这类钢的铬含量不宜过高？（8）这种钢的基本用途是什么？其预先热处理和最终热处理分别是什么？7．合金元素在渗碳钢和氮化钢中的作用有何异同点？8．将含11~14％Mn和1.0~1.2％C的合金钢淬火，生产出一种具有高冲击韧性的有用的合金钢(Hadfield锰钢)。
试从冶金学角度解释钢含有这样高的碳，为什么它的冲击韧性却很高?9．从奥氏体化温度淬火到室温的Hadfield锰钢具有奥氏体组织和很高的加工硬化速率。
在加工硬化过程中形成奥氏体组织（而没有马氏体，即使有也很少）并析出ε碳化物。
观察到的反常的高加工硬化速率是哪些显微组织变化引起的? 10．分析低碳马氏体型结构钢的优越性及适用范围。
11．为使马氏体时效钢硬化，一般对其进行什么热处理？试述马氏体时效钢的强化机理。
12．机器零件用钢矛盾普遍性在那里？机器制造中不同结构的零件，由于各有其矛盾的特殊性，往往在锻造、机加工以后整体淬火，而后分别在低、中、高温回火状态下使用。
试举例分析合金元素和热处理工艺在上述不同使用状态下是如何实现的？第四章复习思考题1．采用普通碳素工具钢的优点是什么？局限性是什么？2．低合金量具刃具用钢中的合金元素是哪些？各有什么用途？3．为改善耐震性、提高淬透性，耐震工具钢的化学成分是如何改进的？4．什么是红硬性?为什么它是高速钢的一种重要性能？哪些元素在高速钢中提供红硬性?5．钨型高速钢的优、缺点是什么？钨-钼型工具钢的优、缺点是什么?6．根据高速钢的物理冶金原理，分析讨论碳和合金元素在高速钢中的作用规律。
7．叙述18-4-1高速钢从液态冷凝至室温时发生的反应和铸态显微组织特征。
为什么高速钢在热处理之前一定要大量地热加工？8．高速钢18-4-1的最终热处理的加热温度为什么高达1280℃？在加热过程中为什么要在600~650℃和800~850℃进行二次预热保温？9．叙述生产最终淬火及回火的6-5-4-2高速钢需要进行的热处理。
三次回火的目的是什么?这种回火在组织上引起什么样的变化？10．冷加工高碳、高铬工具钢的主要用途是什么？11．高碳、高铬工具钢耐磨性极好的原因何在？抗氧化的原因为什么？12．高碳-高铬工具钢的淬火回火处理通常有两种工艺方法，即一次硬化处理：如对Cr12MoV钢，通常选用980℃~1030℃淬火+200℃回火；二次硬化处理：如对Cr12MoV钢，通常选用1050℃~1080℃淬火+490℃~520℃多次回火。
试分析这两种工艺方法对Cr12MoV钢的组织和性能的影响。
13．为什么尽管高碳-高铬工具钢（如Cr12、Cr12MoV）含铬量很高，但它不是不锈钢，也不能通过热处理的方法使它变为不锈钢？14．热加工工具钢的典型用途是什么？其三种主要类型是什么？15．要得到热加工工具钢要求的特殊性能应添加什么样的合金化元素？它们的作用是什么？16．合金调质钢与工具钢在化学成分、热处理工艺、使用状态下的组织及淬火、回火后的性能上有什么不同？第五章复习思考题1．为使“不锈钢”不锈，铁中大约需要多少重量百分数的铬? 铬是铁素体稳定剂还是奥氏体稳定剂?试加解释。
2．在Fe-Cr-C合金中，碳是铁素体稳定剂还是奥氏体稳定剂?试加解释。
3．在Fe-Ni合金中，镍是铁素体稳定剂还是奥氏体稳定剂？试加解释。
4．Fe-Cr合金中的σ相是什么?为什么在工程合金中它被认为是有害的?5．为什么铁素体不锈钢对设计工程师具有价值？6．为什么在所有正常的热处理温度下，铁素体不锈钢的组织基本上保持为铁素体?7．为什么铁素体不锈钢在退火状态下使用？为什么它们不经过热处理以得到马氏体?8．举出铁素体不锈钢中所发现的三种脆性，并对其中每一种试加叙述。
9．一般认为引起铁素体不锈钢产生475℃脆性的机理是什么？10．不锈钢中产生高温脆性问题的原因是什么？怎样才能防止铁素体不锈钢中产生高温脆性问题?11．什么使Fe-18％Cr-8％Ni合金如此特殊?12．除镍外，什么其他元素有助于不锈钢保持奥氏体组织？13．采用什么术语来形容对晶间腐蚀敏感的奥氏体不锈钢？引起奥氏体不锈钢产生晶间腐蚀的机理是什么?14．在奥氏体不锈钢中加钛和铌怎样能防止晶间腐蚀?15．为什么含碳0.08％的奥氏体不锈钢在1050~1120℃退火后必须迅速冷却? 16．在什么温度范围内，奥氏体不锈钢最易遭受晶间腐蚀？为什么在这温度范围？对奥氏体不锈钢而言，何谓稳定处理?17．为什么与奥氏体或者铁素体不锈钢相比，马氏体不锈钢的耐腐蚀性较差? 18．为什么碳是马氏体不锈钢中的主要合金添加剂？19．在含0.6~1.1%较高碳量的马氏体不锈钢中，含16~18％铬怎样会得到马氏体组织?20．为什么δ铁素体的存在对马氏体沉淀硬化不锈钢的强度性能是有害的？ 21．沉淀硬化不锈钢作为工程材料的优点是什么？22．叙述淬硬17-7PH型不锈钢所需的热处理顺序。
一般认为，什么是17-4PH合金中的硬化沉淀相？ 17-7PH型不锈钢的沉淀硬化机理是什么？第六章复习思考题1．低碳珠光体耐热钢（锅炉蒸汽管道用钢）在使用过程中经常出现哪几个问题而影响使用寿命的？2．珠光体热强钢中稳定组织、提高热强性的合金化原则是什么？试分析锅炉管用典型钢种的成分、热处理、性能及其应用范围。
3．奥氏体耐热钢及合金按主要强化相的不同可分成哪三种类型？4．分析讨论奥氏体耐热钢中稳定组织、提高热强性的合金化原则，结合锅炉、燃气轮机制造业的要求分析固溶处理型、沉淀强化型奥氏体耐热钢的典型钢号在成分、热处理、性能方面的特点。
5．综合比较不锈钢与耐热钢在失效环境与失效机制、合金化、热处理上的异同。
6．分析合金元素对提高钢的热强性和热稳定性方面的特殊作用规律，比较高温和常温用结构钢的合金化方向。
第七章复习思考题1．铸铁作为工程材料，有什么优点？2．叙述四种主要铸铁的显微组织。
3．什么元素在灰口铸铁中是最重要的促进石墨化的元素?什么元素是碳化铁稳定剂?4．一般认为产生片状石墨而不是球状石墨的机理是什么?5．利用石墨的晶体-结构模型，说明在铸铁凝固过程中球状石墨是怎样形成的？为什么在延性铸铁中硫和磷的含量要保持很低？6．可锻铸铁工程上的优点是什么?它们的主要缺点是什么？7．试述高铬耐磨白口铸铁的组织?8．三种主要的耐蚀铸铁是什么?决定这些合金的耐蚀性的主要因素是什么? 9．为制得耐热铸铁，使用什么合金添加剂?10．孕育处理、球化处理及蠕化处理的区别是什么?11．试述铸铁的石墨化过程。
可锻铸铁的石墨化退火应该属于哪个阶段？第八章复习思考题1．变形铝合金如何表示？铸造铝合金如何表示？2．铝合金基木状态的代号是什么？应变硬化状态进一步划分的代号是什么？热处理状态进一步划分的代号又是什么？3．锰怎样强化3003合金？一般认为，锰通过什么机理来提高3003合金的再结晶温度？4．镁怎样强化铝?为什么Al-Mg合金晶界上出现连续网状的Mg2Al3是不希望的? 5．为什么Al-Mn、 Al-Mg系合金的腐蚀性能较好？6．铜通过两种什么方法能强化铝？一般认为GP1区、GP2区和相的结构是什么?略述沉淀强化Al-4％Cu合金所必需的三个主要步骤。
7．Al-4％Cu合金沉淀硬化时，可以鉴定出的五种顺序组织是什么？Al-4％Cu合金时效时，为什么在较低温度下形成的是介稳相，而不是CuAl2平衡相? Al-4％Cu合金的硬度数据是怎样与Al-4％Cu合金在130℃和190℃的时效时间相关连的?8．Al-Cu-Mg合金中一般析出顺序是什么?试述在时效的Al-Cu-Mg合金中所发现的GP区、S′相和S相?9．为什么在固溶热处理和淬火后、但在时效前冷加工2024合金，会提高这种合金时效后的强度?10．Al-Zn-Mg合金中的一般时效顺序是什么？试解释两次时效对经固溶热处理和淬火的Al-Zn-Mg合金中所形成的GP区和中间析出物的影响?11．Al-Zn-Mg-Cu合金中的最高强度是怎样通过(a)成分和 (b)热处理来产生的？为什么在固溶热处理和淬火后与时效前冷加工，不会导致Al-Zn-Mg-Cu合金的强度提高?12．Al-Zn-Mg和Al-Zn-Mg-Cu合金在工程上的优缺点是什么?13．如何区别铸造铝合金与变形铝合金的化学成分。