第1章1.9钢的热处理练习题参考答案
钢的热处理习题解答
钢的热处理习题解答第二章钢的加热转变2.奥氏体晶核优先在什么地方形成？为什么？答：奥氏体晶核优先在α/Fe3C界面上形成原因：①能量起伏条件易满足（相界面能的增加减少，也是应变能的增加减少）②结构起伏条件易满足③成分起伏条件易满足6.钢的等温及连续加热TTA图是怎样测定的，图中的各条曲线代表什么？答：等温TTA图将小试样迅速加热到Ac1以上的不同温度，并在各温度下保持不同时间后迅速淬冷，然后通过金相法测定奥氏体的转变量与时间的关系，将不同温度下奥氏体等温形成的进程综合表示在一个图中，即为钢的等温TTA图。
四条曲线由左向右依次表示：奥氏体转化开始线，奥氏体转变完成线，碳化物完全溶解线，奥氏体中碳浓度梯度消失线。
连续加热TTA图将小试样采用不同加热速度加热到不同温度后迅速淬冷，然后观察其显微组织，配合膨胀试验结果确定奥氏体形成的进程并综合表示在一个图中，即为钢的连续加热TTA图。
Acc 加热时Fe3CⅡ→A 终了温度Ac3 加热时α→A 终了温度Ac1 加热时P→A 开始温度13.怎样表示温度、时间、加热速度对奥氏体晶粒大小的影响？答：奥氏体晶粒度级别随加热温度和保温时间变化的情况可以表示在等温TTA图中加热速度对奥氏体晶粒度的影响可以表示在连续加热时的TTA图中随加热温度和保温时间的增加晶粒度越大加热速度越快I↑由于时间短，A晶粒来不及长大可获得细小的起始晶粒度补充2.阐述加热转变A的形成机理，并能画出A等温形成动力学图（共析钢）答：形成条件ΔG=Ga-Gp<0形成过程形核：对于球化体，A优先在与晶界相连的α/Fe3C界面形核对于片状P, A优先在P团的界面上形核长大：1 ）Fe原子自扩散完成晶格改组2 ）C原子扩散促使A晶格向α、Fe3C相两侧推移并长大Fe3C残留与溶解：A/F界面的迁移速度> A/Fe3C界面的迁移速度，当P中F完全消失，Fe3C残留Fe3C→AA均匀化：刚形成A中，C浓度不均匀。
热处理习题及答案
1.何谓钢的热处理？钢的热处理操作有哪些基本类型？试说明热处理同其它工艺过程的关系及其在机械制造中的地位和作用。
答：（1）为了改变钢材内部的组织结构，以满足对零件的加工性能和使用性能的要求所施加的一种综合的热加工工艺过程。
（2）热处理包括普通热处理和表面热处理；普通热处理里面包括退火、正火、淬火和回火，表面热处理包括表面淬火和化学热处理，表面淬火包括火焰加热表面淬火和感应加热表面淬火，化学热处理包括渗碳、渗氮和碳氮共渗等。
（3）热处理是机器零件加工工艺过程中的重要工序。
一个毛坯件经过预备热处理，然后进行切削加工，再经过最终热处理，经过精加工，最后装配成为零件。
热处理在机械制造中具有重要的地位和作用，适当的热处理可以显著提高钢的机械性能，延长机器零件的使用寿命。
热处理工艺不但可以强化金属材料、充分挖掘材料潜力、降低结构重量、节省材料和能源，而且能够提高机械产品质量、大幅度延长机器零件的使用寿命，做到一个顶几个、顶十几个。
此外，通过热处理还可使工件表面具有抗磨损、耐腐蚀等特殊物理化学性能。
2.解释下列名词：1）奥氏体的起始晶粒度、实际晶粒度、本质晶粒度；答：（1）起始晶粒度：是指在临界温度以上，奥氏体形成刚刚完成，其晶粒边界刚刚接触时的晶粒大小。
（2）实际晶粒度：是指在某一具体的热处理加热条件下所得到的晶粒尺寸。
（3）本质晶粒度：根据标准试验方法，在930±10℃保温足够时间（3-8小时）后测定的钢中晶粒的大小。
2）珠光体、索氏体、屈氏体、贝氏体、马氏体；答：珠光体：铁素体和渗碳体的机械混合物。
索氏体：在650～600℃温度范围内形成层片较细的珠光体。
屈氏体：在600～550℃温度范围内形成片层极细的珠光体。
贝氏体：过饱和的铁素体和渗碳体组成的混合物。
马氏体：碳在α-fe中的过饱和固溶体。
3）奥氏体、过冷奥氏体、残余奥氏体；答：奥氏体: 碳在中形成的间隙固溶体.过冷奥氏体: 处于临界点以下的不稳定的将要发生分解的奥氏体称为过冷奥氏体。
金属学及热处理习题参考答案(1-9章)
第一章金属及合金的晶体结构一、名词解释：1．晶体：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。
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．单晶体：只有一个晶粒组成的晶体。
6．多晶体：由许多取向不同，形状和大小甚至成分不同的单晶体（晶粒）通过晶界结合在一起的聚合体。
7．晶界：晶粒和晶粒之间的界面。
8．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。
9．组元：组成合金最基本的、独立的物质称为组元。
10．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。
11．组织：用肉眼观察到或借助于放大镜、显微镜观察到的相的形态及分布的图象统称为组织。
12．固溶体：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。
二、填空题：1．晶体与非晶体的根本区别在于原子（分子、离子或原子集团）是否在三维空间做有规则的周期性重复排列。
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．金属晶体中最主要的面缺陷是晶界和亚晶界。
9．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。
10．在立方晶系中，｛120｝晶面族包括(120)、(120)、(102)、(102)、(210)、(210)、(201)、(201)、(012)、(012)、(021)、(021)、等晶面。
钢的热处理习题与思考题参考答案
《钢的热处理》习题与思考题参考答案（一）填空题1．板条状马氏体具有高的强度、硬度及一定的塑性与韧性。
2．淬火钢低温回火后的组织是 M回（+碳化物+Ar），其目的是使钢具有高的强度和硬度；中温回火后的组织是 T回，一般用于高σe 的结构件；高温回火后的组织是S回，用于要求足够高的强度、硬度及高的塑性、韧性的零件。
3．马氏体按其组织形态主要分为板条状马氏体和片状马氏体两种。
4．珠光体按层片间距的大小又可分为珠光体、索氏体和托氏体。
5．钢的淬透性越高，则临界冷却却速度越低；其C曲线的位置越右移。
6．钢球化退火的主要目的是降低硬度，改善切削性能和为淬火做组织准备；它主要适用于过共析（高碳钢）钢。
7．淬火钢进行回火的目的是消除内应力，稳定尺寸；改善塑性与韧性；使强度、硬度与塑性和韧性合理配合。
8．T8钢低温回火温度一般不超过 250℃，回火组织为 M回+碳化物+Ar ，其硬度大致不低于 58HRC 。
（二）判断题1．随奥氏体中碳含量的增高，马氏体转变后，其中片状马氏体减小，板条状马氏增多。
（×）2．马氏体是碳在a-Fe中所形成的过饱和间隙固溶体。
当发生奥氏体向马氏体的转变时，体积发生收缩。
（×）3．高合金钢既具有良好的淬透性，又具有良好的淬硬性。
（×）4．低碳钢为了改善切削加工性，常用正火代替退火工艺。
（√）5．淬火、低温回火后能保证钢件有高的弹性极限和屈服强度、并有很好韧性，它常应用于处理各类弹簧。
（×）6．经加工硬化了的金属材料，为了基本恢复材料的原有性能，常进行再结晶退火处理。
（√）（三）选择题1．钢经调质处理后所获得的组织的是 B 。
A．淬火马氏体 B．回火索氏体 C．回火屈氏体 D．索氏体2．若钢中加入合金元素能使C曲线右移，则将使淬透性 A 。
A．提高 B．降低 C．不改变 D．对小试样提高，对大试样则降代3．为消除碳素工具钢中的网状渗碳体而进行正火，其加热温度是 A 。
钢的热处理章节习题
钢的热处理章节习题
1、热处理的分类：并用下划线标出热处理的基本方法是哪几种？热处理的本质是什
么？
2、退火和正火的各自应用范围？
3、淬火的目的、常用淬火试剂及常用淬火方法：淬火过程中，工件出现的两种现象。
4、为什么要对工件进行表面热处理？
5、简单安排一下齿轮轴的生产工艺过程。
金属材料的性能章节习题
1、工件使用过程中受那些外加载荷作用？会造成那些影响？
2、材料在受到外加载荷作用过程中，会表现出那些力学性能特征？他们各自的计算公式和记录方式分别是什么？
3、材料制成零件的过程中，所用到的工艺方法有哪些？各自受那些因素影响？。
钢的热处理习题答案
钢的热处理习题答案钢的热处理习题答案钢的热处理是钢材加工的重要环节，通过控制钢材的加热和冷却过程，可以改善钢材的力学性能和组织结构，从而满足不同应用领域的需求。
在学习钢的热处理过程中，习题是检验理解和应用知识的重要方式。
下面将为大家提供一些钢的热处理习题的答案，希望对大家的学习有所帮助。
题目一：如何对低碳钢进行退火处理？答案：低碳钢的退火处理是通过加热和冷却过程改变钢材的组织结构，从而提高其韧性和可加工性。
具体步骤如下：1. 预热：将低碳钢材放入加热炉中，加热至800-900摄氏度，保持一段时间，使钢材均匀加热。
2. 保温：将加热后的钢材放入保温炉中，保持一定时间，使钢材内部的晶粒长大。
3. 冷却：将保温后的钢材从炉中取出，放置在自然环境中冷却。
冷却速度较慢，使钢材的晶粒细小，提高韧性。
题目二：如何对高碳钢进行淬火处理？答案：高碳钢的淬火处理是通过快速冷却过程使钢材的组织结构发生变化，从而提高其硬度和耐磨性。
具体步骤如下：1. 预热：将高碳钢材放入加热炉中，加热至800-900摄氏度，保持一段时间，使钢材均匀加热。
2. 淬火：将加热后的钢材迅速放入冷却介质中，如水或油中，使钢材迅速冷却。
冷却速度较快，使钢材的组织结构变为马氏体，提高硬度。
3. 回火：将淬火后的钢材加热至适当的温度，保持一段时间，使钢材的组织结构发生变化，减轻淬火带来的脆性。
题目三：如何对不锈钢进行固溶处理？答案：不锈钢的固溶处理是通过加热和冷却过程改变钢材的组织结构，从而提高其耐腐蚀性能。
具体步骤如下：1. 加热：将不锈钢材放入加热炉中，加热至固溶温度，保持一段时间，使钢材中的合金元素溶解在基体中。
2. 冷却：将加热后的钢材迅速放入冷却介质中，如水或油中，使钢材迅速冷却。
冷却速度较快，使钢材中的合金元素保持在固溶状态。
3. 回火：将冷却后的钢材加热至适当的温度，保持一段时间，使钢材的组织结构发生变化，提高耐腐蚀性能。
题目四：如何对工具钢进行热处理？答案：工具钢的热处理是通过控制加热和冷却过程，使钢材具有较高的硬度和耐磨性。
钢的热处理习题和参考答案
钢的热处理习题一、填空题1、钢的热处理工艺曲线包括_____________、_____________和冷却三个阶段。
2、常用的退火方法有_________、球化退火和___________。
为了去除工作中由于塑性变形加工，切削加工或焊接等造成的和铸件内存残余应力而进行退火叫____________。
3、淬火前，若钢中存在网状渗碳体，应采用_________的方法予以消除，否则会增大钢的淬透性。
4、淬火时，在水中加入___________，可增加在650℃—550℃范围内的冷却速度，避免产生软点。
5、工件淬火及__________________的复合热处理工艺，称为调质。
6、通常用____________热处理和___________热处理来强化钢的表面层。
二、单项选择题1、下列是表面热处理的是（）。
A、淬火B、表面淬火C、渗碳D、渗氮2、完全退火（）。
A、不能用于亚共析钢B、不能用于过共析钢C、二者皆可D、二者皆不可3、下列是整体热处理的是（）。
A、正火B、表面淬火C、渗氮D、碳氮共渗4、正火是将钢材或钢材加热保温后冷却，冷却是在（）。
A、油液中B、盐水中C、空气中D、水中5、双介质淬火法适用的钢材是（）。
A、低碳钢B、中碳钢C、合金钢D、高碳工具钢6、下列是回火的目的是（）。
A、得到马氏体或贝氏体B、稳定工件尺寸C、提高钢的强度和耐磨度D、提高钢的塑性7、高温回火后得到的组织为（）。
A、马氏体B、贝氏体C、回火托氏体D、回火索氏体8、为保证较好的综合力学性能，对轴、丝杠、齿轮、连杆等重要零件，一般采用的热处理方式是（）。
A、淬火B、正火C、退火D、调质9、为了减小淬火内应力和降低脆性，表面淬火后一般要（）A、正火B、低温回火C、中温回火D、高温回火10、常用的渗碳方法有气体渗碳、固体渗碳、液体渗碳，其中应用较广泛的是（）。
A、三种同样重要B、第一种C、前两种D、后两种11、渗碳钢件常采用的热处理工艺是（）。
金属热处理综合题及参考答案
以使组织稳定。 5）淬火临界冷却速度（Vk），淬透性,淬硬性； 答：淬火临界冷却速度（Vk）：淬火时获得全部马氏体组织的最小冷却速度。
冷。 （2）过共析钢组织若为层状渗碳体和网状二次渗碳体时，不仅硬度高，难以切削加工， 而且增大钢的脆性，容易产生淬火变形及开裂。通过球化退火，使层状渗碳体和网状渗
6
碳体变为球状渗碳体，以降低硬度，均匀组织、改善切削加工性。 15.确定下列钢件的退火方法，并指出退火目的及退火后的组织：
1）经冷轧后的 15 钢钢板，要求降低硬度； 答：再结晶退火。目的：使变形晶粒重新转变为等轴晶粒，以消除加工硬化现象，降低了
析转变发生，形成 P。 A3：平衡状态下冷却时奥氏体析出铁素体的开始线。或：平衡状态下加热时铁素体转 变为奥氏体的终了线。 Acm：平衡状态下碳在奥氏体中的溶解度曲线。或：平衡状态下冷却时奥氏体析出渗碳 体的开始线。或：平衡状态下加热时渗碳体转变为奥氏体的终了线。 AC1：实际加热时的共析转变线。 AC3：实际加热时获得全部奥氏体的开始线。或：实际加热时铁素体转变为奥氏体的终 了线。 Accm：实际加热时过共析成分钢中的碳在奥氏体中的溶解度曲线。或：实际加热时渗碳 体转变为奥氏体的终了线。 Ar1：实际冷却时的共析转变线。 Ar3：实际冷却时奥氏体析出铁素体的开始线。 Arcm：实际冷却时过共析成分钢中的碳在奥氏体中的溶解度曲线。或：实际冷却时奥氏 体析出渗碳体的开始线。 4.何谓本质细晶粒钢？本质细晶粒钢的奥氏体晶粒是否一定比本质粗晶粒钢的细？ 答：（1）本质细晶粒钢：加热到临界点以上直到 930℃，随温度升高，晶粒长大速度很缓 慢，称本质细晶粒钢。 （2）不一定。本质晶粒度只代表钢在加热时奥氏体晶粒长大倾向的大小。本质粗晶 粒钢在较低加热温度下可获得细晶粒，而本质细晶粒钢若在较高温度下加热也会得到粗 晶粒。 5.珠光体类型组织有哪几种？它们在形成条件、组织形态和性能方面有何特点？ 答：（1）三种。分别是珠光体、索氏体和屈氏体。 （2）珠光体是过冷奥氏体在 550℃以上等温停留时发生转变，它是由铁素体和渗碳体组 成的片层相间的组织。索氏体是在 650～600℃温度范围内形成层片较细的珠光体。屈氏
本单元练习题(钢的热处理)参考答案(徐)培训课件
本单元练习题（钢的热处理）参考答案（一）填空题1、钢的整体热处理主要有退火、回火、正火和淬火。
2、马氏体的硬度主要取决于马氏体的含碳量。
3、常用的退火工艺方法有完全退火、球化退火和去应力退火。
4、常用的淬火冷却介质有水、油、盐浴。
5、常用的淬火方法有单介质淬火、双介质淬火、分级淬火和等温淬火。
6、常见的热处理缺陷有过热和过烧、氧化和脱碳、变形和开裂和硬度不足和软点。
7、常用回火方法有低温回火、中温回火和高温回火；其回火温度范围分别是小于250℃、250~500℃和大于500℃。
8、化学热处理通常都由分解、吸附和扩散三个基本过程组成。
9、常用的热喷涂方法有火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂和爆炸喷涂等。
（二）判断题1. 过冷奥氏体和残余奥氏体都是碳溶于γ-Fe中形成的间隙固溶体。
（√）2. 任何成分的钢加热到A1以上温度时，都要发生珠光体向奥氏体的转变。
（√）3. 一般沸腾钢为本质粗晶粒钢；镇静钢为本质细晶粒钢。
（√）4. 需要进行热处理的零件都采用本质细晶粒钢。
（×）5. 奥氏体化温度越高，保温时间越长，奥氏体晶粒越细。
（×）6. 在550℃处的过冷奥氏体最稳定。
（√）7. 当奥氏体向马氏体转变时，体积要增大。
（√）8. 完全退火可用于过共析钢，降低硬度，便于切削加工。
（×）9. 去应力退火过程中钢的组织在不断变化。
（×）10. 通常将淬火后工件高温回火称为调质处理。
（√）（三）选择填空题1、在实际加热时，45钢完全奥氏体化的温度在（B ）以上。
A、Ac1B、Ac3C、AcCm2、在实际加热时，T12钢中珠光体向奥氏体转变的开始温度是( A ) 。
A、Ac1B、Ac3C、AcCm3、在相同加热条件下，珠光体的片层间距越小，则奥氏体化的速度（A ）。
A、越快B、越慢C、保持不变4、奥氏体形成以后，随着加热温度的升高，则其晶粒（A ）。
A、自发长大B、基本保持不变C、越来越细小5、我们把在A1温度以下暂时存在的奥氏体称为（ B ）奥氏体。
热处理习题及答案
1.何谓钢的热处理？钢的热处理操作有哪些基本类型？试说明热处理同其它工艺过程的关系及其在机械制造中的地位和作用。
答：（1）为了改变钢材内部的组织结构，以满足对零件的加工性能和使用性能的要求所施加的一种综合的热加工工艺过程。
（2）热处理包括普通热处理和表面热处理；普通热处理里面包括退火、正火、淬火和回火，表面热处理包括表面淬火和化学热处理，表面淬火包括火焰加热表面淬火和感应加热表面淬火，化学热处理包括渗碳、渗氮和碳氮共渗等。
（3）热处理是机器零件加工工艺过程中的重要工序。
一个毛坯件经过预备热处理，然后进行切削加工，再经过最终热处理，经过精加工，最后装配成为零件。
热处理在机械制造中具有重要的地位和作用，适当的热处理可以显著提高钢的机械性能，延长机器零件的使用寿命。
热处理工艺不但可以强化金属材料、充分挖掘材料潜力、降低结构重量、节省材料和能源，而且能够提高机械产品质量、大幅度延长机器零件的使用寿命，做到一个顶几个、顶十几个。
此外，通过热处理还可使工件表面具有抗磨损、耐腐蚀等特殊物理化学性能。
2.解释下列名词：1）奥氏体的起始晶粒度、实际晶粒度、本质晶粒度；答：（1）起始晶粒度：是指在临界温度以上，奥氏体形成刚刚完成，其晶粒边界刚刚接触时的晶粒大小。
（2）实际晶粒度：是指在某一具体的热处理加热条件下所得到的晶粒尺寸。
（3）本质晶粒度：根据标准试验方法，在930±10℃保温足够时间（3-8小时）后测定的钢中晶粒的大小。
2）珠光体、索氏体、屈氏体、贝氏体、马氏体；答：珠光体：铁素体和渗碳体的机械混合物。
索氏体：在650～600℃温度范围内形成层片较细的珠光体。
屈氏体：在600～550℃温度范围内形成片层极细的珠光体。
贝氏体：过饱和的铁素体和渗碳体组成的混合物。
马氏体：碳在α-fe中的过饱和固溶体。
3）奥氏体、过冷奥氏体、残余奥氏体；答：奥氏体: 碳在中形成的间隙固溶体.过冷奥氏体: 处于临界点以下的不稳定的将要发生分解的奥氏体称为过冷奥氏体。
金属热处理综合题及参考答案
有时也用于焊接结构。球化退火主要用于共析或过共析成分的碳钢及合金钢。去应 力退火主要用于消除铸件、锻件、焊接件、冷冲压件（或冷拔件）及机加工的残余 内应力。 14.何谓球化退火？为什么过共析钢必须采用球化退火而不采用完全退火？ 答：（1）将钢件加热到 Ac1 以上 30～50℃，保温一定时间后随炉缓慢冷却至 600℃后出炉空
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体是在 600～550℃温度范围内形成片层极细的珠光体。珠光体片间距愈小，相界面积愈 大，强化作用愈大，因而强度和硬度升高，同时，由于此时渗碳体片较薄，易随铁素体 一起变形而不脆断，因此细片珠光体又具有较好的韧性和塑性。 6.贝氏体类型组织有哪几种？它们在形成条件、组织形态和性能方面有何特点？ 答：（1）两种。上贝氏体和下贝氏体。
屈氏体：冷却至 600～550℃温度范围内等温停留一段时间，再冷却下来得到屈氏体 组织。
上贝氏体：冷却至 600～350℃温度范围内等温停留一段时间，再冷却下来得到上贝 氏体组织。
下贝氏体：冷却至 350℃～Ms 温度范围内等温停留一段时间，再冷却下来得到下贝 氏体组织。
屈氏体+马氏体：以大于获得马氏体组织的最小冷却速度并小于获得珠光体组织的最 大冷却速度连续冷却，获得屈氏体+马氏体。
室温的一种冷却转变方式。 连续冷却：在一定冷却速度下，过冷奥氏体在一个温度范围内所发生的转变。
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9．为什么要对钢件进行热处理？ 答：通过热处理可以改变钢的组织结构，从而改善钢的性能。热处理可以显著提高钢的机 械性能，延长机器零件的使用寿命。恰当的热处理工艺可以消除铸、锻、焊等热加工工艺 造成的各种缺陷，细化晶粒、消除偏析、降低内应力，使钢的组织和性能更加均匀。 10.试比较共析碳钢过冷奥氏体等温转变曲线与连续转变曲线的异同点。 答：首先连续冷却转变曲线与等温转变曲线临界冷却速度不同。其次连续冷却转变曲线位 于等温转变曲线的右下侧，且没有 C 曲线的下部分，即共析钢在连续冷却转变时，得不到 贝氏体组织。这是因为共析钢贝氏体转变的孕育期很长，当过冷奥氏体连续冷却通过贝氏 体转变区内尚未发生转变时就已过冷到 Ms 点而发生马氏体转变，所以不出现贝氏体转变。 11.淬火临界冷却速度 Vk 的大小受哪些因素影响？它与钢的淬透性有何关系？ 答：（1）化学成分的影响：亚共析钢中随着含碳量的增加，C 线右移，过冷奥氏体稳定 性增加，则 Vk 减小，过共析钢中随着含碳量的增加，C 曲线左移，过冷奥氏体稳定性减小， 则 Vk 增大；合金元素中，除 Co 和 Al(>2.5%)以外的所有合金元素，都增大过冷奥氏体稳定 性，使 C 曲线右移，则 Vk 减小。
金属材料与热处理习题及答案第一章...
金属材料与热处理习题及答案第一章金属的结构与结晶一、判断题1、非晶体具有各同性的特点。
( √ )2、金属结晶时，过冷度越大，结晶后晶粒越粗。
(×)3、一般情况下，金属的晶粒越细，其力学性能越差。
( × )4、多晶体中，各晶粒的位向是完全相同的。
( × )5、单晶体具有各向异性的特点。
( √ )6、金属的同素异构转变是在恒温下进行的。
( √ )7、组成元素相同而结构不同的各金属晶体，就是同素异构体。
( √ ) 8、同素异构转变也遵循晶核形成与晶核长大的规律。
( √ )10、非晶体具有各异性的特点。
( × )11、晶体的原子是呈有序、有规则排列的物质。
( √ )12、非晶体的原子是呈无序、无规则堆积的物质。
( √ )13、金属材料与热处理是一门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学科。
( √ ) 14、金属是指单一元素构成的具有特殊的光泽延展性导电性导热性的物质。
( √ )15、金银铜铁锌铝等都属于金属而不是合金。
( √ )16、金属材料是金属及其合金的总称。
( √ )17、材料的成分和热处理决定组织，组织决定其性能，性能又决定其用途。
( √ )18、金是属于面心立方晶格。
( √ )19、银是属于面心立方晶格。
( √ )20、铜是属于面心立方晶格。
( √ )21、单晶体是只有一个晶粒组成的晶体。
( √ )22、晶粒间交接的地方称为晶界。
( √ )23、晶界越多，金属材料的性能越好。
( √ )24、结晶是指金属从高温液体状态冷却凝固为固体状态的过程。
( √ )25、纯金属的结晶过程是在恒温下进行的。
( √ )26、金属的结晶过程由晶核的产生和长大两个基本过程组成。
( √ )27、只有一个晶粒组成的晶体成为单晶体。
( √ )28、晶体缺陷有点、线、面缺陷。
( √ )29、面缺陷分为晶界和亚晶界两种。
金属学及热处理习题参考答案(1-9章)
第一章【2 】金属及合金的晶体构造一.名词解释：1．晶体：原子（分子.离子或原子团体）在三维空间做有规矩的周期性反复分列的物资. 2．非晶体：指原子呈不规矩分列的固态物资.3．晶格：一个能反应原子分列纪律的空间格架.4．晶胞：构成晶格的最根本单元.5．单晶体：只有一个晶粒构成的晶体.6．多晶体：由很多取向不同,外形和大小甚至成分不同的单晶体（晶粒）经由过程晶界联合在一路的聚合体.7．晶界：晶粒和晶粒之间的界面.8．合金：是以一种金属为基本,参加其他金属或非金属,经由熔合而获得的具有金属特点的材料.9．组元：构成合金最根本的.自力的物资称为组元.10．相：金属中具有统一化学成分.统一晶格情势并以界面离开的各个平均构成部分称为相.11．组织：用肉眼不雅察到或借助于放大镜.显微镜不雅察到的相的形态及散布的图象统称为组织.12．固溶体：合金组元经由过程消融形成成分和机能平均的.构造上与组元之一雷同的固相.二.填空题：1．晶体与非晶体的根本差别在于原子（分子.离子或原子团体）是否在三维空间做有规矩的周期性反复分列.2．常见金属的晶体构造有体心立方晶格.面心立方晶格.密排六方晶格三种.3．现实金属的晶体缺点有点缺点.线缺点.面缺点.体缺点.4．依据溶质原子在溶剂晶格中占领的地位不同,固溶体可分为置换固溶体和间隙固溶体两种. 5．置换固溶体按照消融度不同,又分为无穷固溶体和有限固溶体.6．合金相的种类繁多,依据相的晶体构造特色可将其分为固溶体和金属化合物两种.7．同非金属比拟,金属的重要特点是优越的导电性.导热性,优越的塑性,不透明,有光泽,正的电阻温度系数.8．金属晶体中最重要的面缺点是晶界和亚晶界.9．位错两种根本类型是刃型位错和螺型位错,过剩半原子面是刃型位错所特有的.10．在立方晶系中,｛120｝晶面族包括(120).(120).(102).(102).(210).(210). (201). (201).(012).(012).(021).(021).等晶面.11．点缺点有空位.间隙原子和置换原子等三种;属于面缺点的小角度晶界可以用亚晶界来描写.三.断定题：1．固溶体具有与溶剂金属雷同的晶体构造.（√）2．因为单晶体是各向异性的,所以现实应用的金属材料在各个偏向上的机能也是不雷同的.（×）3．金属多晶体是由很多位向雷同的单晶体构成的.（×）4．因为面心立方晶格的配位数大于体心立方晶格的配位数,所以面心立方晶格比体心立方晶格更致密.（√）5．在立方晶系中,原子密度最大的晶面间的距离也最大.（√）6．金属幻想晶体的强度比现实晶体的强度稍强一些.（×）7．晶体缺点的配合之处是它们都能引起晶格畸变.（√）四.选择题：1．构成合金中最根本的,可以或许自力消失的物资称为：（b）a．相;b．组元;c．合金.2．正的电阻温度系数的寄义是：（b）a．随温度升高导电性增大;b．随温度降低电阻降低;c．随温度增高电阻减小.3．晶体中的位错属于：（c） a．体缺点;b．面缺点;c．线缺点;d．点缺点.4．亚晶界是由：（b） a．点缺点聚积而成;b．位错垂直分列成位错墙而构成;c．晶界间的互相感化构成.5．在面心立方晶格中,原子密度最大的晶向是：（b） a．<100>;b．<110>;c．<111>.6．在体心立方晶格中,原子密度最大的晶面是：（b） a．｛100｝;b．｛110｝;c．｛111｝.7．α-Fe和γ-Fe分离属于什么晶格类型：（b） a．面心立方和体心立方;b．体心立方和面心立方;c．均为面心立方; d．均为体心立方8．固溶体的晶体构造与雷同.（a）a．溶剂; b．溶质; c．其它晶型.9．间隙相的机能特色是：（c）a．熔点高,硬度低; b．硬度高,熔点低;c．硬度高,熔点高五.问答题：1．常见的金属晶格类型有哪几种？答复要点：1）体心立方晶格;其晶胞是一个立方体,在立方体的八个顶角和中间各有一个原子.2）面心立方晶格;其晶胞是一个立方体,在立方体的八个顶角和六个面的中间各有一个原子.3）密排六方晶格;其晶胞是一个立方六柱体,在六方柱体的各个角上和高低底面中间各分列着一个原子,在顶面和底面间还有三个原子.2．金属化合物具有什么样的机能特色？答复要点：熔点高.硬度高.脆性大.3．指出下面四个晶面和四个晶向的指数填写在对应的括号内. 4．标出图2-1中给定的晶面指数与晶向指数： 晶面OO′A′A.OO′B′B.OO′C′C.OABC.AA′C′C.AA′D′D;晶向OA.OB.OC.OD.OC′.OD′. 答：晶面OO′A′A ：（010）;晶面OO′B′B ：（110）;晶面OO′C′C ：（100）;晶面OABC ：（001）;晶面AA′C′C ：（110）;晶面AA′D′D ：（210）.晶向OA ：[100];晶向OB ：[110];Bx FD A y Cz(100) (110) (112) (111) A: [100] B: [110] C: [201] D: [111]晶向OC：[010];晶向OD：[120];晶向OC′：[011];晶向OD′：[122].5．在立方晶胞中标出以下晶面和晶向：晶面DEE′ D′：（210）;晶面DBC′：（111）or （1 1 1）晶向D′ E′：[120];晶向C′ D：[011].第二章金属及合金的相图一.名词解释：1．枝晶偏析：固溶体合金结晶时,假如冷却较快,原子集中不能充分进行,则形成成分不平均的固溶体.先结晶的树枝晶晶枝含高熔点组元较多,后结晶的树枝晶晶枝含低熔点组元较多.成果造成在一个晶粒内化学成分散布不均,这种现象称为枝晶偏析或晶内偏析.2．中央相：金属化合物也叫中央相,是不同组元间产生互相感化,形成了不同于任一组元的具有奇特原子分列和性质的新相,这种新相可以用分子式来大致表示其构成,但这种分子式不必定相符传统化学价的概念.3．固溶强化：经由过程形成固溶体使金属强度和硬度进步的现象.4．脱溶反响：α’ →α+β,式中α’是亚稳固的过饱和固溶体,β是稳固的或亚稳固的脱溶物,α是一个更稳固的固溶体,晶体构造和α’一样,但其成分更接近均衡状况.5．包晶偏析：包晶改变的产物β相包围着初生相α,使液相与α相离隔,液相和α相华夏子之间的互相集中必须经由过程β相,这就导致了包晶改变的速度往往是极迟缓的.现实临盆中的冷速较快,包晶反响所依附的固体中的原子集中往往不能充分进行,导致生成的β固溶体中产生较大的偏析,称之为包晶偏析.二.填空题：1．固溶体的强度和硬度比溶剂的强度和硬度高.2．Cu-Ni合金进行塑性变形时,其滑移面为{111}.3．固溶体消失枝晶偏析后,可用集中退火加以清除.4．以电子浓度身分起主导感化而生成的化合物称电子化合物.5．共晶反响式为L d←→αc+βe,共晶反响的特色是产生共晶反响时三相共存,它们各自的成分是肯定的,反响在恒温下均衡的进行.三.断定题：1．间隙固溶体必定是无穷固溶体.（×）2．间隙相不是一种固溶体,而是一种金属间化合物.（√）3．均衡结晶获得的20%Ni的Cu-Ni合金比40%的Cu-Ni合金的硬度和强度要高.（×）4．在共晶相图中,从L中结晶出来的β晶粒与从α中析出的βⅡ晶粒具有雷同的晶体构造.（√）5．一个合金的室温组织为α+βⅡ+（α+β）,它由三相构成.（×）四.选择题：1．在产生L→α+β共晶反响时,三相的成分：（b）a．雷同; b．肯定; c．不定.2．共析成分的合金在共析反响γ→α+β刚停滞时,其构成相为：（d）a．γ+α+β; b．γ+α; c．γ+β; d．α+β3．一个合金的组织为α+βⅡ+（α+β）,其组织构成物为:（b）a．α.β; b．α.βⅡ .（α+β）; c．α.β.βⅡ .4．具有匀晶型相图的单相固溶体合金：（b）a．锻造机能好; b．锻压机能好;c．热处理机能好; d．切削机能好5．二元合金中,共晶成分的合金：（a）a．锻造机能好; b．锻造机能好;c．焊接机能好; d．热处理机能好五.问答题：1．熟习Pb-Sn二元合金相图,1）剖析几类成分的合金的均衡结晶进程;画出室温均衡组织式意图;标上各组织构成物. 2）熟习杠杠定律在合金组织构成物的相对量盘算中的应用.2．（略）第三章金属与合金的结晶一.名词解释：1．结晶：纯金属或合金由液体改变为固态的进程.2．重结晶：也叫二次结晶,是金属从一种固体晶态改变为另一种固体晶态的进程,改变了晶体构造.3．过冷度：理论结晶温度（T0）和现实结晶温度（T1）之间消失的温度差.4．变质处理：在浇注前向金属液中参加少量变质剂促进形核的处里工艺.二.填空题：1．金属结晶时,冷却速度越快,现实结晶温度就越低,过冷度越大.2．纯金属的结晶进程是依附两个亲密接洽的根本进程来实现的,这两个进程是形核和长大. 3．当对金属液体进行变质处理时,变质剂的感化是促进形核,细化晶粒.4．液态金属结晶时,结晶进程的推进力是自由能差（△F）降低,阻力是自由能增长.5．能起非自产生核感化的杂质,必须相符构造类似.尺寸相当的原则.6．过冷度是指理论结晶温度与现实结晶温度之差,其表示符号为△T.7．过冷是结晶的必要前提.8．细化晶粒可以经由过程增长过冷度.添加变质剂和附加振动等门路实现.9．典范铸锭构造的三个晶区分离为：表面细晶区.柱状晶区和中间等轴晶区.三.断定题：1．纯金属的结晶进程是一个恒温进程.（√）2．液态金属只有在过冷前提下才可以或许结晶.（√）3．凡是由液体凝固成固体的进程都是结晶进程.（×）4．室温下,金属晶粒越细,则强度越高,塑性越低.（×）5．金属由液态改变成固态的结晶进程,就是由短程有序状况向长程有序状况改变的进程.（√）6．纯金属结晶时,生核率随冷度的增长而不断增长.（×）7．当晶核长大时,随过冷度增大,晶核的长大速度增大.但当过冷度很大时,晶核长大的速度很快减小.（√）8．当过冷度较大时,纯金属晶体重要以平面状方法长大.（×）9．当形成树枝状晶体时,枝晶的各次晶轴将具有不同的位向,故结晶后形成的枝晶是一个多面体.（×）10．在工程上评定晶粒度的办法是在放大100倍的前提,与标准晶粒度图作比较,级数越高,晶粒越细.（√）11．过冷度的大小取决于冷却速度和金属的本性.（√）四.选择题：1．金属结晶时,冷却速度越快,其现实结晶温度将：（b） a．越高;b．越低;c．越接近理论结晶温度.2．为细化晶粒,可采用：（b） a．快速浇注;b．加变质剂;c．以砂型代金属型.3．现实金属结晶时,经由过程掌握生核速度N和长大速度G的比值来掌握晶粒大小,鄙人列情形下获得渺小晶粒：（a） a． N/G很大时;b．N/G很小时;c．N/G居中时.4．纯金属结晶进程处在液-固两相均衡共存状况下,此时的温度将比理论结晶温度：（b）a．更高;b．更低; c;相等; d．高下波动5．液态金属结晶时,（c）越大,结晶后金属的晶粒越渺小.a．形核率N; b．长大率G; c．比值N／G; d．比值G／N五.问答题：1．金属结晶的必要前提是什么？过冷度与冷却速度有何干系？答复要点：过冷是金属结晶的必要前提.过冷度越大,冷却速度越快.2．简述纯金属的结晶进程.答复要点：纯金属的结晶进程是在冷却曲线上的程度线段内产生的.它是异构不断形成晶核和晶核不断长大的进程.当温度降至结晶温度时,液态金属中某些部位的原子起首有规矩的分列成渺小的晶体,成为晶核,也称自觉晶核.别的,某些外来的难熔质点也可充当晶核,形成非自觉晶核,跟着时光的推移,已形成的晶核不断长大,与此同时,又有新的晶核形成.长大,直至金属液全体凝固.凝凝停滞后,各个晶核长成的晶粒彼此接触.3．试画出纯金属的冷却曲线,剖析曲线中消失“平台”的原因.答复要点：曲线中消失“平台”是因为在结晶进程中放出的结晶潜热与散掉的热量均衡,因而结晶进程是在统一个温度下进行的.4． 金属结晶的根本纪律是什么？晶核的形成率和成长速度受到哪些身分的影响？答复要点：金属由液体改变为固体的进程,本质上就是原子由近程有序状况过渡为长程有序状况的进程.晶核的形成率受△T 和杂质的影响,成长速度受△T 的影响.5． 在现实应用中,细晶粒金属材料往往具有较好的常温力学机能,试从过冷度对结晶根本进程的影响,剖析细化晶粒.进步金属材料应用机能的措施答复要点：因为过冷度越大,晶粒越细,因而能增长过冷度的措施均有利于细化晶粒,主如果增长冷却速度.6． 假如其它前提雷同,试比较鄙人列锻造前提下铸件晶粒的大小：1） 金属模浇注与砂型浇注; 答：金属模浇注比砂型浇注晶粒渺小.2） 变质处理与不变质处理; 答：变质处理晶粒渺小.3） 铸成薄件与铸成厚件; 答：铸成薄件的晶粒渺小.4） 浇注时采用震撼与不采用震撼; 答：浇注时采用振动的晶粒较渺小.7． 为什么钢锭愿望尽量削减柱状晶区？答复要点：柱状晶区具有偏向性,使金属消失各向异性,且消失弱面部搀杂及低熔点杂质富集于晶面,降低了金属的机能.8．试论述匀晶系不均衡结晶前提下将产生什么组织,剖析其形成前提.形成进程和组织特点.第四章 铁碳合金及Fe-Fe 3C 相图一.名词解释：1． 铁素体：碳消融于Fe -α中形成的间隙固溶体.2． 渗碳体：是铁与碳形成的质量分数为6.69%的金属化合物.3． 奥氏体：碳消融于Fe -γ中形成的间隙固溶体.4． 珠光体：是由铁素体与渗碳体构成的机械化合物.5．莱氏体：奥氏体与渗碳体的混杂物为莱氏体.6．α-Fe：铁在不同的温度规模具有不同的晶体构造,即具有同素异构改变,温度低于912℃时,Fe呈体心立方晶格,称为“α-Fe”.7．Fe－Fe3C相图：是表示在极迟缓冷却的前提下,不同化学成分的铁碳合金组织状况随温度变化的图形.是人类经由长期临盆实践以及大量科学实验后总结出来的.8．同素异构改变：一些金属,在固态下随温度或压力的改变,还会产生晶体构造变化,即由一种晶格改变为另一种晶格的变化,称为同素异构改变.二.填空题：1．依据含碳量和室温组织的不同,钢可分为三种,分离为亚共析钢.共析钢.过共析钢.2．分离填出下列铁碳合金根本组织的符号,铁素体：F(α) ,奥氏体：A(γ),珠光体：P,渗碳体：Fe3C,高温莱氏体：L d ,低温莱氏体：L d′.3．在铁碳合金根本组织中属于固溶体的有铁素体或（奥氏体） ,属于金属化合物的渗碳体 ,属于机械混杂物的有珠光体和莱氏体.4．一块纯铁在912℃产生α-Fe→γ-Fe改变时,体积将产生压缩.5．F的晶体构造为体心立方;A的晶体构造为面心立方.6．共析成分的铁碳合金室温均衡组织是珠光体,其构成相是铁素体和渗碳体.7．用显微镜不雅察某亚共析钢,若估算个中的珠光体含量为80%,则此钢的碳含量为61.6%.三.断定题：1．所有金属都具有同素异构改变现象.（×）2．碳溶于α-Fe中形成的间隙固溶体,称为奥氏体.（×）δ.（×）3．纯铁在780°C时为体心立方晶格的Fe-4．金属化合物的特点是硬而脆,莱氏体的机能也是硬而脆故莱氏体属于金属化合物.（×）5．铁素体的本质是碳在α-Fe中的间隙相.（×）6．20钢比T12钢的碳含量要高.（×）7．在退火状况（接近均衡组织）,45钢比20钢的硬度和强度都高.（√）8．在铁碳合金均衡结晶进程中,只有Wc=0.77%的共析钢才能产生共析反响.（×）四.选择题：1．C相图上的共析线是（d）,共晶线是（b）.FeFe3a．ABCD; b．ECF; c．HJB; d．PSK.2．碳的质量分数为（b）％的铁碳合金称为共析钢.a．0.0218%; b．0.77%; c．2.11%; d．4.3%.3．亚共析钢冷却到PSK线时,要产生共析改变,由奥氏体改变成（a）.a．珠光体; b．铁素体; c．莱氏体.4．奥氏体为（b）晶格,渗碳体为（c）晶格,铁素体为（a）晶格.a．体心立方; b．面心立方; c．密排六方.5．珠光体是由（c）构成的机械混杂物.a．铁素体和奥氏体; b．奥氏体和渗碳体; c．铁素体和渗碳体.6．奥氏体是：（a）a．碳在γ-Fe中的间隙固溶体;b．碳在α-Fe中的间隙固溶体;c．碳在α-Fe中的有限固溶体.7．珠光体是一种：（b）a．单相固溶体;b．两相混杂物;c．Fe与C的混杂物.8．T10钢的含碳量为：（b）a．0.10%;b．1.0%;c．10%.9．铁素体的机械机能特色是：（c）a．强度高.塑性好.硬度低;b．强度低.塑性差.硬度低;c．强度低.塑性好.硬度低.10．不合适进行锻造的铁碳合金有：（c）a．亚共析钢;b．共析钢;c．亚共晶白口铁.11．铁素体的机械机能特色是：（c）a．具有优越的硬度与强度; b 具有优越的分解机械机能;c．具有优越的塑性和韧性; d．具有优越的切削性和锻造性12．二次渗碳体是从：（c）a．钢液中析出的; b．铁素体中析出的;c．奥氏体中析出的; d．莱氏体中析出的13．三次渗碳体是从：（b）a．钢液中析出的; b．铁素体中析出的;c 奥氏体中析出的; d．珠光体中析出的14．纯铁在912℃以下的晶格类型是：（c）a．密排六方晶格; b．面心立方晶格;c．体心立方晶格; d．简略立方晶格15．鄙人述钢铁中,切削机能较好的是：（b）a．工业纯铁; b．45; c．白口铁; d．T12A16．建筑用钢筋宜选用：（b）a．低碳钢; b．中碳钢; c．高碳钢; d．对象钢17．装配工应用的锉刀宜选用：（c）a．低碳钢; b．中碳钢; c．高碳钢; d．过共晶白口铁五.问答题：1. 什么是金属的同素异构改变？试以纯Fe 为例剖析同素异构改变进程.答复要点：金属在固态下,随温度的变化而产生晶格类型改变的现象称为同素异构改变.2. 铁碳合金在固态下的根本组织有哪几种？答复要点：有5种,铁素体.奥氏体和渗碳体都是单相组织,珠光体.莱氏体则是两相混杂组织.3. 简述含碳量为0.45%和1.2%的铁碳合金从液态冷却到室温的结晶进程.答复要点：含碳量为0.45%到1.2%的铁碳合金可分为三个部分：1）含碳量为0.45%到0.77%,室温组织为F+P;2）含碳量为0.77%时,室温组织为P;3）含碳量为0.77%到1.2%时,室温组织为P+ Fe 3 C.4. 默画出按“组织构成物”填写的C Fe Fe 3-相图.C Fe Fe 3-相图在合金工艺机能的运器具体表如今哪几个方面？答复要点：1）锻造工艺方面;2）锻造工艺方面;3）焊接工艺方面;4）热处理工艺方面;5）切削机能方面.5. 对某一碳钢（均衡状况）进行相剖析,得知其构成相为80%F 和20%FeC 3,求此钢的成分及其硬度.提醒：用杠杆定理盘算.6. 如图为Fe-Fe 3C 相图,剖析Wc=0.45%合金的结晶进程,画出其冷却曲线示意图,并标出各温度阶段的改变式.盘算其室温均衡组织中各组织构成物的相对量,并画出室温显微均衡组织示意图,标注出个中组织构成物的名称.答复要点：（1）结晶进程剖析： 1点以上为液相,1点开端析出δ,2点开端产生包晶改变,即L+δ=γ,2-3点之间从液相中析出γ直至3点,3点到4点没有组织变化,均为γ,4点开端从γ中析出α直至5点,5点开端产生共析改变,即γ=α+Fe3C,得到P,5点以下可以为没产生其它变化.则最终室温均衡组织为：α+P.（2）示意图：（3）组织构成物相对量：Wα=(0.77-0.45)/(0.77-0.0218)=42.77%,Wp=(0.45-0.0218)/(0.77-0.0218)=57.23%.7.用冷却曲线表示各成分规模的铁碳合金的均衡结晶进程,画出室温组织示意图,标上组织构成物,盘算室温均衡组织中构成相和组织构成物的相对证量.（略）8.10㎏含3.5%C的铁碳合金从液态迟缓冷却到共晶温度（但尚未产生共晶反响）时所剩下的液体的成分及重量.答复要点：成分为：3.5%C;重量为10kg.9.同样状况的两块铁碳合金,个中一块是15钢,一块是白口铸铁,用什么轻便办法可敏捷区分它们？答：可用尖锤敲击,易敲出坑的是15钢等办法.10.为什么碳钢进行热锻.热轧时都加热到奥氏体区？答复要点：因为奥氏体（A）的塑性好.附加思虑题：1.比较退火状况（近均衡组织）下的45钢.T8钢.T12钢的硬度.强度和塑性的高下,简述原因.（略）2.说出Q235A,15,45,65,T8,T12等钢的钢类.含碳量,各举出一个应用实例.（略）3.下列零件或对象用何种碳钢制作：手锯锯条.通俗螺钉.车床主轴.手锯锯条：碳素对象钢（T12）通俗螺钉：低碳钢（35钢）车床主轴：中碳钢（45钢）第五章金属及合金的塑性变形一.名词解释：1.滑移：晶体在切应力的感化下,晶体的一部分沿必定的晶面(滑移面)上的必定偏向(滑移偏向)相对于另一部分产生滑动的进程.2.临界分切应力：晶体开端滑移时,在该滑移面上的滑移偏向上所须要的切应力τC称为临界分切应力3.取向因子：晶体滑移变形时,知足τ＝σcosλcosφ＝τC,令μ＝cosλcosφ,称之为取向因子4.滑移体系：一个滑移面与其上的一个滑移偏向构成一个滑移体系,简称滑移系.5.多滑移和交滑移：两个或多个滑移系瓜代或同时进行滑移（外力在几个滑移系上的分切应力同时达到临界值）称为多系滑移,将消失几组交叉的滑移带;两个或多个滑移系同时沿着一个滑移偏向的滑移称为交滑移,将消失曲折或波浪状的滑移带.6.孪生：在切应力感化下晶体的一部分相对于另一部分沿必定晶面(孪生面)和晶向(孪生偏向)产生切变的变形进程.7. 软取向和硬取向：当滑移面法线偏向.滑移偏向与外力轴三者共处一个平面,当λ=45︒,φ=45︒时,μ＝cos λcos φ＝1/2,此取向最有利于滑移,即以最小的拉应力就能达到滑移所需的分切应力,称此取向为软取向;当外力与滑移面平行或垂直时（φ=90︒或φ=0︒）,则σS →∞,晶体无法滑移,称此取向为硬取向.8. 几何软化和几何硬化：滑移时不仅滑移面产生迁移转变,而滑移偏向也逐渐改变,滑移面上的分切应力也随之改变.因为λ=θ=45º时,分切应力最大,故经滑移迁移转变后,若λ角趋近于45º,则分切应力逐渐增大,滑移越来越轻易,称为几何软化;若λ角远离45º,则滑移越来越艰苦,称为几何硬化.9. 弗兰克-瑞德位错源：两个节点被钉扎的位错线段在外力的感化下不断曲折弓出后,互相临近的位错线抵消后产生位错,原被钉扎错位线段恢复到原状,不断反复产生新位错的,这个不断产生新位错.被钉扎的位错线即为弗兰克-瑞德位错源.10. 细晶强化：因为晶界上原子分列不规矩, 阻碍位错的活动,使变形抗力增大.金属晶粒越细,晶界越多,变形抗力越大,金属的强度就越大,这就是细晶强化的机理.11. 霍尔佩奇（Hall-Petch ）经验公式： ,用来定量描写细晶强化.式中：σS －屈从强度;σ0－常数,相当于单晶屈从强度;d －多晶体各晶粒的平均直径;K －晶界对强度影响程度的常数,与晶界构造有关,而与温度的关系不大.12. 加工硬化：金属产生塑性变形,随变形度的增大,金属的强度和硬度明显进步,塑性和韧性明显降低,这种现象称为加工硬化,也称形变强化.13. 纤维组织：金属产生塑性变形后,其外形尺寸的改变是内部晶粒变形的总和,晶粒沿形变偏向被拉长或压扁(拉伸或扎制时) ,当变形量很大时,所形成类似纤维状描写的组织.14. 形变织构：与单晶体一样,多晶体在塑性变形时也伴跟着晶体的迁移转变进程,故当变形量很大（70%以上）时,多晶体华夏为随意率性取向的各个晶粒会逐渐调剂其取向而彼此趋于一致,这种因为塑性变形导致晶粒具有择优取向的组织叫做“形变织构”.10-+=Kds σσ二.填空题：1．加工硬化现象是指随变形度的增大,金属强度和硬度明显进步而塑性和韧性明显降低的现象.2．加工硬化的成果,使金属对塑性变形的抗力增大,造成加工硬化的根本原因是位错密度进步,变形抗力增大.3．滑移的本质是位错的活动.4．金属塑性变形的根本方法是滑移和孪生.5．多晶体的塑性变形进程比单晶体更为庞杂,其两个重要身分是不同晶粒位向和晶界. 三.断定题：1．金属结晶后,晶粒越粗大,其力学机能越好.（×）2．在体心立方晶格中,滑移面为｛110｝×6,而滑移偏向为〈111〉×2,所以滑移系为12.（√）3．滑移变形不会引起金属晶体构造的变化.（√）4．因为B．C．C晶格与F．C．C晶格具有雷同数目的滑移系,所以两种晶体的塑性变形才能完整雷同. （×）5．孪生变形所须要的切应力要比滑移变形时所需的小得多.（×）四.选择题：1．多晶体金属的晶粒越渺小,则其:（a）a．强度越高.塑性越好; b．强度越低.塑性越差;c．强度越高.但塑性变差; d．强度越低.但塑性较好.2．能使单晶体产生塑性变形的应力为：（b）a．正应力;b．切应力;c．复合应力.3．面心立方晶格的晶体在受力时的滑移偏向：（b）a．〈111〉;b．〈110〉;c．〈100〉. 4．体心立方与面心立方晶格具有雷同数目的滑移系,但其塑性变形才能是不同的,其原因是。
第1章1.9 钢的热处理练习题
第1章1.9 钢的热处理练习题一、填空题1．钢加热时奥氏体形成是由（ ）、（ ）、（）和（ ）四个基本过程所组成。
2．在过冷奥氏体等温转变产物中，珠光体与屈氏体的主要相同点是（ ) ，不同点是（ ）。
3．用光学显微镜观察，上贝氏体的组织特征呈（ ）状，而下贝氏体则呈（ ）状。
4．与共析钢相比，非共析钢C 曲线的特征是（ ）。
5．马氏体的显微组织形态主要有（ ）、（ ）两种，其中（）的韧性较好。
6．钢的淬透性越高，则其C 曲线的位置越（ ），说明临界冷却速度越（ ）。
7．钢的热处理工艺是由（ ）、（ ）、（ ）三个阶段组成。
一般来讲，它不改变被处理工件的（ ），但却改变其（ ）。
8．利用Fe-Fe3C 相图确定钢完全退火的正常温度范围是（ ），它只适应于（ ）钢。
9．球化退火的主要目的是（ ），它主要适用于（ ）。
10．钢的正常淬火温度范围，对亚共析钢是（ ），对过共析钢是（ ）。
11．当钢中发生奥氏体向马氏体的转变时，原奥氏体中碳含量越高，则M S 点越( )，转变后的残余奥氏体量就越（ ）。
12．在正常淬火温度下，碳素钢中共析钢的临界冷却速度比亚共析钢和过共析钢的临界冷却速度都（ ）。
13．钢热处理确定其加热温度的依据是（ ），而确定过冷奥氏体冷却转变产物的依据是（ ）。
14．淬火钢进行回火的目的是（ ），回火温度越高，钢的硬度越（ ）。
15．钢在回火时的组织转变过程是由（ ）、（ ）、（）和（ ）四个阶段所组成。
16．化学热处理的基本过程包括（ ）、（ ）和（）三个阶段。
17．索氏体和回火索氏体在形态上的区别是（ ），在性能上的区别是（ ）。
18．参考铁碳合金相图，将45 号钢及T10 钢（已经过退火处理）的小试样经850 ℃ 加热后水冷、850 ℃ 加热后空冷、760 ℃ 加热后水冷、720 ℃ 加热后水冷等处理，把处理后的组织填入表3 -3 -1 。
二、不定项选择题1．钢在淬火后获得的马氏体组织的粗细主要取决于（ ）。
热处理习题及答案
热处理习题及答案1.何谓钢的热处理？钢的热处理操作有哪些基本类型？试说明热处理同其它工艺过程的关系及其在机械制造中的地位和作用。
答：（1）为了改变钢材内部的组织结构，以满足对零件的加工性能和使用性能的要求所施加的一种综合的热加工工艺过程。
（2）热处理包括普通热处理和表面热处理；普通热处理里面包括退火、正火、淬火和回火，表面热处理包括表面淬火和化学热处理，表面淬火包括火焰加热表面淬火和感应加热表面淬火，化学热处理包括渗碳、渗氮和碳氮共渗等。
（3）热处理是机器零件加工工艺过程中的重要工序。
一个毛坯件经过预备热处理，然后进行切削加工，再经过最终热处理，经过精加工，最后装配成为零件。
热处理在机械制造中具有重要的地位和作用，适当的热处理可以显著提高钢的机械性能，延长机器零件的使用寿命。
热处理工艺不但可以强化金属材料、充分挖掘材料潜力、降低结构重量、节省材料和能源，而且能够提高机械产品质量、大幅度延长机器零件的使用寿命，做到一个顶几个、顶十几个。
此外，通过热处理还可使工件表面具有抗磨损、耐腐蚀等特殊物理化学性能。
2.解释下列名词：1）奥氏体的起始晶粒度、实际晶粒度、本质晶粒度；答：（1）起始晶粒度：是指在临界温度以上，奥氏体形成刚刚完成，其晶粒边界刚刚接触时的晶粒大小。
（2）实际晶粒度：是指在某一具体的热处理加热条件下所得到的晶粒尺寸。
（3）本质晶粒度：根据标准试验方法，在930±10℃保温足够时间（3-8小时）后测定的钢中晶粒的大小。
2）珠光体、索氏体、屈氏体、贝氏体、马氏体；答：珠光体：铁素体和渗碳体的机械混合物。
索氏体：在650～600℃温度范围内形成层片较细的珠光体。
屈氏体：在600～550℃温度范围内形成片层极细的珠光体。
贝氏体：过饱和的铁素体和渗碳体组成的混合物。
马氏体：碳在α-fe中的过饱和固溶体。
3）奥氏体、过冷奥氏体、残余奥氏体；答：奥氏体: 碳在中形成的间隙固溶体.过冷奥氏体: 处于临界点以下的不稳定的将要发生分解的奥氏体称为过冷奥氏体。
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第1章1.9 钢的热处理练习题参考答案一、填空题1. A 晶核的形成；A 晶核的长大；剩余Fe3C的溶解；A 成分的均匀化；2．都是由F 和Fe3C组成的机械混合物；T的片层间距比P的片层间距小、强度硬度比P高；3．羽毛；针；4．亚共析钢多一条铁素体析出线，过共析钢多一条渗碳体析出线；5．板条状；针状；板条状；6．靠右；小；7．加热；保温；冷却；形状，组织与性能；8. A c3以上20～30℃；亚共析；9．使P 中的Fe3C球化，降低硬度，便于加工；高碳钢；10. Ac3 以上30～50℃；Acl 以上30～50℃；11. 低；多；12.小；13. Fe 一Fe3C 相图，C 曲线；14. 获得所要求的力学性能、消除内应力、稳定组织和尺寸；低；15. 碳的偏聚、马氏体的分解、残余奥氏体的转变、渗碳体的聚集长大和铁素体再结晶；16. 分解、吸收、扩散；17. S 中的Fe3C 呈片状，而回火S 中的Fe3C 呈粒状；在强度、硬度相同时，回火S 韧性比正火S 的好；二、选择题1.b ,d ;2.a ,d ;3.c ;4.b ;5.b,d ;6.c ;7.b ;8.c ;9.b,d ; 10.a ;11.c ; 12.a ; 13.b ; 14.d ; 15.a ; 16.a ; 17.c ; 18.c ; 19.a,b,c ; 20.d 。
三、判断题1．×；2．×；3．×；4．√；5．√；6．×；7．√；8．×；9．×；10．×；11．×；12．×；13．√；14．√；15．×；16．×；17．√。
四、综合分析题1．答：不一定。
本质晶粒度表示在特定的加热条件下A 晶粒有长大的倾向。
本质细晶粒钢是指钢特定的加热条件下，A晶粒不容易长大。
而本质粗晶粒钢是指钢特定的加热条件下，A晶粒迅速长大。
超过规定的温度，阻止A晶粒长大的碳化物也溶解后，本质细晶粒钢的A 晶粒并不一定比本质粗晶粒钢的细。
2．答：低碳钢不宜用淬火方法提高硬度，因为含碳量太低，淬火后的低碳马氏体的硬度不是很高。
可以通过塑性变形产生加工硬化效应来提高硬度或采用渗碳＋淬火＋低温同火的方法，提高表面硬度。
3．答：20号钢采用表面淬火不合适，因为表面淬火是改善材料表面性能的一种热处理工艺，20 号钢的含碳量太低，所以采用淬火方法不合适；对45 号钢进行渗碳处理不合适，因为45 号钢的含碳量为中碳，而渗碳处理适用于低碳钢，因此不合适。
4．答：再结晶——是指冷变形金属加热到较高温度（再结晶温度），通过重新形核和核长大，形成新的细小等轴晶粒的过程，晶格类型不发生变化。
重结晶——即金属的同素异构转变，指金属在固态下由于温度的改变由一种晶格向另一种晶格的转变，也遵循晶体结晶的一般规律，晶格类型发生了变化。
5．答：影响A形成速度的因素有：温度、含碳量、原始组织、合金元素和加热速度等。
影响A实际晶粒度的因素有：加热温度和保温时间、钢的原始组织、合金元素等。
6．答：两条C字形曲线，左边一条是组织转变开始线，右边一条是组织转变终了线。
Ms——M 转变开始温度线，Mf——M 转变终了温度线。
影响C 曲线形状和位置的主要因素是钢的成分，包括含C 量及合金元素含量。
7．答：与等温转变曲线相比：(1）连续冷却转变曲线向右下方向移动，说明转变开始和转变终了温度低一些，时间更长一些；(2）连续冷却获得的珠光体组织是在一个温度范围内形成的，所以粗细不均，较高温度下形成的粗些；(3）没有贝氏体转变，珠光体转变在kk’中止。
8．答：钢在淬火时获得全部M 组织的最小冷却速度叫临界冷却速度，以Vk表示，它的大小主要有以下几方面因素的影响：(1)C的影响；( 2 ) Me的影响；(3)加热温度和保温时间的影响等。
Vk越小，淬透性越大。
9．答：加热时获得了细小均匀的A晶粒，冷却转变后组织也均匀细小，产生细晶强化，所以屈服强度和冲击韧性提高。
10．答：原始组织为细片状珠光体好，因为A晶核的形成是在F 和Fe3C的相界面处形成，原始组织越细小，相界面积就越多，Fe3C的片间距越小，C的扩散距离缩短，既提高了A化形成速度，同时又有利于获得细小均匀的A晶粒。
11．答：热轧空冷，相当于经过一次正火处理，发生了重新形核和晶核长大过程，获得了S ，组织得到细化。
12．答：(1)普通淬火（单液淬火）：将加热保温后的工件放人一种淬火剂中冷却。
碳钢的淬火剂一般用水，合金钢的淬火剂一般用油。
适用于形状较简单的零件。
( 2 ）双液淬火：钢件A化后，先放入一种冷却能力较强的介质中，当钢件冷却到300℃左右时，再放人另一种冷却能力较弱的介质中冷却。
例如，先在水中淬火后油冷。
广泛用于高碳工具钢。
( 3 ）分级淬火：将钢件加热后迅速投人温度稍高于M 、点的冷却介质中嗽口盐浴或碱浴槽内），停留2～5min ，然后取出空冷，称为分级淬火。
由于盐浴或碱浴冷却能力不大，一般只适用于尺寸较小的工件，如刀具等。
( 4 ）等温淬火：将钢件A化后淬人高于Ms 点温度的熔盐中，等温保持，获得下贝氏体组织的工艺。
可用于尺寸不大、形状复杂而要求较高的工件如弹簧、小齿轮及丝锥等。
13．答：M 转变的基本特点：( 1 ) M 在Ms～Mf／温度范围内形成；（2）M 转变不彻底；( 3 ) M 转变是非扩散型转变；( 4 ) M 晶体成长速度极快，致使M 形成过程中产生相互撞击．而形成内应力和微裂纹。
14．答：S 、T 是通过正火或退火直接由A 转变获得的组织，而回火S 、回火T 是由淬火钢经过高温、中温回火后获得的组织。
尽管它们都是由F 和Fe3C 组成的混合物，但S 、T 中的Fe3C呈片状，而回火S 、回火T 中的Fe3C呈粒状；在强度、硬度相同时，回火S、回火T的塑性、韧性比S 、T的要好。
15．答：M 是C 在a 一Fe 中形成的过饱和间隙固溶体。
低碳M虽然溶碳量较低，但M内因存在大量位错，位错强化明显，故低碳M具有较高的硬度；高碳M，除固溶强化外，还由于M针状晶体中形成了孪晶亚结构，使高碳M具有很高的硬度。
此外，由于形成过程中M针相互撞击产生裂纹，导致高的脆性。
16．答：淬透性——指钢接受淬火获得马氏体的能力。
淬透性大小是用一定条件下淬透层（或称淬硬层）深度来表示。
淬透层深度是指工件表面至中心马氏体占50％的部位（称半马氏体区，其余50％为珠光体类组织）的尺寸。
钢在一定条件下淬火时，淬透层深度愈深，说明钢的淬透性愈大，反之，淬透层深度小，说明淬透性小。
影响淬透层深度的主要因素：钢件的成分包括碳含量及合金元素含量、淬火加热温度和保温时间、冷却速度等。
17．答：曲线1 ：亚共析钢加热到A C3以上，属正常的淬火加热温度范围，所以淬火后获得的M组织硬度随含C％增加而提高，但过共析钢加热到Accm以上温度，已完全A化，淬火后将获得较粗的M和较多的残余A ，使钢的硬度降低。
曲线2 ：过共析钢加热到Acl 以上温度，属正常的淬火加热温度范围，淬火后的组织为细M 、Fe3CⅡ和少量残余A 。
少量未溶的Fe3CⅡ可阻止A晶粒长大，有利于提高钢的硬度。
曲线3 : M 是C在a-Fe中形成的过饱和间隙固溶体。
M的溶碳量越高，过饱和度越大，固溶强化效果越明显，其硬度值越大。
18．答：a -M 十A ' ，单液淬火；b -M 十A ' ，分级淬火；C -T + M + A ' ，油中淬火；d –B下，等温淬火；e-S ，正火；f-P ，退火；g-P ，等温退火。
19．答：( a )- M 十粒状Fe3C十A ' ； ( b ) B下十M 十粒状Fe3C十A '； ( C ) B下十粒状Fe3C。
20．答：( a )- M + A ' ；( b )-B + M + A ' ；( c )-F + B + M + A '； ( d )-F + P 。
21．答：正火与退火的主要区别：( l ）加热温度不同，正火的加热温度范围为：亚共析钢加热到Ac3 以上30～50℃，共析钢和过共析钢加热到Accm以上30～50℃。
而退火根据目的不同，加热温度范围也不同；( 2 ）冷却方式不同，正火是在空气中冷却，而退火一般是缓慢冷却（随炉冷却），时间长；( 3 ）获得组织不同，正火得到S 组织，而退火获得P 类型组织。
生产中一般根据要达到的目的来进行选择，同时考虑尽量降低成本。
一般低碳选正火，高碳选退火。
22．答：( l ）再结晶退火．消除加工硬化效应，降低硬度，恢复塑性，组织：F + P ； ( 2 ）去应力退火，消除铸造应力；组织：F + P ；( 3 ）完全退火，均匀细化组织，改善力学性能；组织：F + P ；( 4 ）球化退火，使钢中渗碳体球化，获得粒状P 组织，降低硬度。
组织：粒状P ；23．答：700℃：加热温度太低，未A 化，处理后组织未发生变化；760℃：加热温度不够，未完全A 化，只有部分A 化，组织：F 十M + A '；840℃：正常加热温度，完全A 化，组织：M 十A '；1100℃：加热温度太高，过热，A 晶粒粗大，组织：粗人M 十A ’。
24．答：( 1 ）加热到900℃的淬火后M 晶粒粗大，因为加热温度高；( 2 ）加热到900℃的淬火后M 含碳量较多，因为C在A中的溶解度随温度升高而增大；( 3 ）加热到900℃的淬火后残余A 较多，因为加热温度高，A中溶解了大量的C，使得残余A增多；( 4 ）加热到900℃的淬火后未溶碳化物较少，因为加热温度越高，有利于原子的扩散，碳化物发生溶解；( 5 ）含碳量为1.2％的钢为过共析钢，780℃加热淬火较合适，属正常的淬火加热温度范围（Ac1以上30～50℃），淬火后的组织为细M 、粒状Fe3C和少量残余A 。
少量未溶的Fe3CⅡ。
可阻止A 晶粒长大，有利于提高钢的硬度。
25．答：(1）淬火（830～860℃）＋高温回火（500～650℃），回火S；( 2 ）淬火（800～830℃）＋中温回火（480～550℃），回火T ；( 3 ）淬火（770～810℃）＋低温回火（180～200℃），回火M 。
26．答：（1）前一热处理工序为：球化退火，均匀细化组织，降低硬度，便于机加工；后一热处理工序为：淬火＋低温回火，淬火是为了获得M组织，提高硬度和耐磨性，低温回火是为了获得回火M组织，稳定组织和尺寸，消除内应力。
(2）最终热处理：淬火（760～780℃）十低温回火（180～200℃）钻头在使用状态下的组织为：回火M＋碳化物＋A ' ，硬度大约为62HRC 。
27．答：45 号钢：通过正火处理得到正火S组织，通过调质处理获得回火S组织。