金属工艺学作业及小测

第一章练习题一、填空题1、材料常用的塑性指标有（）和（）。

2、在外力作用下，材料抵抗（）和（）的能力称为强度。

3、金属材料的力学性能指标主要包括( )、( )、( )、( )、( ) 等。

二、计算题书P9第5题。

第二章填空题1、晶体与非晶体最根本的区别是原子排列是否规则。

2、体心立方晶格与面心立方晶格中，晶胞中原子数分别是_2_和__4__，致密度分别是_0.68___和_0.74____，γ-Fe属于_面心立方晶格_结构。

3、实际金属中存在有三类晶体缺陷，其中点缺陷包含晶格空位、置换原子和间隙；线缺陷的基本类型有刃型位错，面缺陷主要指晶界和亚晶界。

5、固溶体的晶格与（B）相同。

A 溶液B 溶剂C 溶质D 溶剂或溶质6、当二元合金进行共晶反应时，其相组成是（C）A 单相组成B 两相共存C三相共存D四相共存7、二元共晶反应是指（B）A 在一定温度范围内，由一种液相生成一种固相B 在一恒定温度下，由一种液相生成两种不同固相C 在一恒定温度下，由一种固相生成两种不同固相D在一恒定温度下，由一种液相和一种固相生成另一种固相第三章作业1、名词解释AFFe3CPLd1）碳在α-Fe中形成的间隙固溶体称为F ，具有体心立方晶体结构，在727 ℃碳的最大溶解度最大，为0.0218％。

2）珠光体本质是 F 和Fe3C 组成的机械混合物，高温莱氏体是 A 和Fe3C 组成的机械混合物。

3）固溶体出现枝晶偏析后，可用扩散退火加以消除。

4）铁碳相图中，存在着三种重要的固相，说明它们的本质和晶体结构。

如F 是碳在α－Fe中的间隙固溶体，体心立方结构。

A是碳在r-Fe中形成的间隙固溶体，面心立方晶格；Fe3C 是铁与碳形成的金属化合物，复杂晶格。

5）铁碳合金相图中共晶线是指ECF ；共析线是指PSK ；ES线含义是碳在r-Fe中的溶解度曲线；GS线是指F从A中的析出开始线。

6）固溶强化是指由于溶质原子的加入，使固溶体的强度、硬度升高的现象，造成强化的原因是溶质原子的溶入，造成溶剂晶格发生畸变，增加了塑性变形的抗力，提高了合金的强度和硬度。

3、选择题1）铁素体的力学性能特点是（C）A 有良好的硬度和强度B 有良好的综合力学性能C 有良好的塑性和韧性D 有良好的耐磨性2）含碳量4.3％的铁碳合金具有（B ）A 良好的锻造性B 良好的铸造性C 良好的焊接性D 良好的热处理性3）在二元合金中，铸造性能最好的合金具有（C）。

A 共析成分合金B 固溶成分合金C 共晶成分合金4）在固溶体结晶过程中，产生枝晶偏析的原因是由于（C ）。

A 液、固相线间距很小，冷却缓慢B 液、固相线间距大，冷却缓慢C 液、固相线间距大，冷却速度也大4、画一张清晰的铁碳合金相图，注明特征点、特征线及温度和组织。

5、在1100℃时，含碳为0.4％的钢能进行锻造，含碳4.0％的白口铁却不能，根据相图解释原因。

在1100℃时，含碳为0.4％的钢组织委奥氏体，奥氏体的塑性很好因此适合锻造，含碳4.0％的生铁的组织中有大量的渗碳体，渗碳体的硬度很高，不适合锻造。

第4章练习题1、填空题1）碳钢马氏体组织形态主要有（板条状马氏体）和（片状马氏体）两种，其中（板条状马氏体）强韧性较好。

2）热处理时，确定钢的加热温度的理论依据是(铁碳合金相图)。

3）按温度划分，淬火钢的回火可分为（低温回火）（中温回火）和（高温回火）三类，低温回火的组织是（回火马氏体），其性能特点（高硬度、高耐磨性），适用于制作（量具，模具，滚动轴承）等零件。

4）共析钢加热时A形成是由（奥氏体晶核的形成）（奥氏体晶核的长大）（残余渗碳体的溶解）（奥氏体成分均匀化）等四个基本过程组成。

5）共析钢制成的销子，采用何种热处理可得以下组织：珠光体：退火，托氏体+索氏体：正火，下贝氏体：等温淬火，回火索氏体：调质处理，马氏体+ 残余奥氏体：淬火。

2、选择题1、扩散退火的主要目的是（C）A 消除加工硬化B 降低硬度方便切削C 消除或改善枝晶偏析 D消除或降低残余应力2、钢经调质处理后的室温组织是（D）A 回火马氏体B 回火贝氏体C 回火托氏体D 回火索氏体3、具有良好综合力学性能的组织是（Ｂ）A 上贝氏体B 下贝氏体C 奥氏体D 马氏体4、现制造一传动轴，要求其整个截面上具有良好的综合力学性能，应采用（A）。

A 调质处理B 淬火＋低温回火C 正火处理D 淬火＋中温回火5、弹簧的最终热处理工艺一般是（A）。

A 淬火＋中温回火B 淬火＋低温回火C 去应力退火D 淬火＋高温回火6、锉刀的热处理工艺应采用（C）工艺。

A 调质处理B 淬火＋中温回火C 淬火＋低温回火D 扩散退火7、马氏体是（B）。

A 碳在α-Fe中的固溶体B 碳在α-Fe中的过饱和固溶体C碳在γ-Fe中的固溶体D 碳在γ-Fe中的过饱和固溶体3、简答题根据C曲线，描述共析钢等温冷却转变的温度及组织。

前四章小测一、填空题1.绝大多数金属的晶体结构都属于（）、（）和（）三种典型的紧密结构。

2.液态金属结晶时，过冷度的大小与其冷却速度有关，冷却速度越大，金属的实际结晶温度越（），此时，过冷度越（）。

3.球化退火是使钢中（）球状化的退火工艺，主要用于（）钢和（）钢，其目的在于降低硬度，改善切削加工性能，为后面的淬火做准备。

4.共析碳钢奥氏体化过程包括（）（）（）（）。

5.共析钢等温冷却转变，按得到的产物组织的不同，可分为三种类型：（）型转变、（）型转变、（）型转变。

6.金属材料的力学性能指标包括（）（）（）（）（）。

7.根据溶质原子在溶剂晶格中所占的位置不同，将固溶体分为（）和（）两大类，F是碳在( )中形成的固溶体。

固溶体的晶格类型与( )的晶格类型相同。

8.铁碳合金中，共析钢Wc为（）％，室温平衡组织为（）；亚共析钢Wc为（）％，室温平衡组织为（）；过共析钢Wc为（），室温平衡组织为（）；共晶白口铁Wc为( )％，室温平衡组织为( ) ；亚共晶白口铁Wc为（）％，室温平衡组织为（）；过共晶白口铁Wc为（）％，室温平衡组织为（）；9. 在铁碳合金相图中，共析转变的温度为（），共晶线为（）。

二、简答钢淬火后，常采用的回火工艺有哪几种？回火后各得到什么组织？游标卡尺、弹簧和曲轴三类零件一般采用哪种回火工艺？第五章1．分析下列材料的类别、牌号的含义、用途：20CrMnTi，40Cr、60Si2CrA、Q235A 08F 45 T8HT200，QT600-3，KTH370-122、灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁在组织上的根本区别是什么？3、为下列零件选择材料和热处理方式：锉刀、锯条、沙发弹簧、拖拉机变速箱齿轮、机床床身、桥梁、螺母、机床主轴。

4、选择题1）工业上应用的黄铜是（A ）。

A．铜锌合金B．铜镍合金C．铜铅合金D．铜锡合金2）白口铸铁中，碳以——的形式存在，这种铸铁可用来制造——（A）。

A．渗碳体，犁铧B．渗碳体，管接头C．片状石墨，机座D．球状石墨，曲轴3）20CrMnTi钢是合金渗碳钢，常用的热处理工艺应选用（A ）。

A．渗碳＋淬火＋低温回火B．渗碳＋淬火＋中温回火C．淬火＋低温回火D．淬火＋中温回火4）机床床身应选用（ C ）材料。

A．Q235钢 B. T8A C. HT250 D. Q3455) 现需要制造一直径25mm的连杆，要求整个截面上具有良好的综合力学性能，应采用（A ）。

A．40Cr钢，经调质处理B．60Si2Mn钢，经淬火＋低温回火C．45钢，经正火处理D．20Cr钢，经淬火＋中温回火6）弹簧钢的最终热处理工艺一般是（B ）。

A．淬火＋低温回火B．淬火＋中温回火C．去应力退火D．淬火＋高温回火7）现需要制造一把锉刀，应选用（C ）。

A．45钢，经调质处理B．9SiCr钢，经淬火+中温回火C．T12钢，经淬火＋低温回火D．Q235钢，经调质处理5. 为什么汽车变速齿轮常采用20CrMnTi制造，而机床上的变速齿轮却采用45钢或40Cr制造？因为汽车在运行过程中对变速齿轮的冲击比机床要大，要求齿轮具备耐磨性、疲劳强度、冲击韧性，采用20CrMnTi属于合金渗碳钢，在做齿轮时一般采取渗碳、淬火和低温回火，可使齿面具有高硬度、高耐磨性和高的疲劳性能，心部保持良好的强韧性。

机床齿轮传递动力不大，转速中等，工作平稳，无强烈冲击。

45或40Cr调质处理后有较高的综合力学性能，改善齿心的强韧性，能承受较大的弯曲载荷和冲击载荷，可满足使用要求。

6. 为什么一般机器的支架和机床床身常采用灰铸铁制造？1）良好的减振性：石墨阻止振动传播；2）缺口敏感性低：层片状的石墨减少了其他缺口对力学性能影响的敏感性；3）耐磨性：半干摩擦时，石墨充当润滑剂，润滑摩擦时，石墨脱落留下的显微凹坑可储油，灰铸铁有很好的耐磨性。

4）价格便宜,这些产品的重量很重.第五章小测把下列材料所属的种类及用途填入表内牌号材料所属的种用途是否热处理20CrMnTiHT300Q235KTH300-0660Si2CrAT10QT600-308F45Q420参考答案:材料所属的种类：优质碳素结构钢，碳素结构钢，碳素工具钢，球墨铸铁，可锻铸铁，合金渗碳钢，合金弹簧钢，低合金高强度结构钢，普通灰铸铁。

用途：水暖管件，机床床身，普通钢筋，汽车变速箱齿轮，手锯锯条，冲压件，小型柴油机曲轴，弹簧, 大型桥梁构件，机床主轴。

第七章铸造一、选择题1.形状复杂的高熔点难切削合金精密铸件的铸造应采用（ B）。

A 金属型铸造B 熔模铸造C 压力铸造2.下列哪种铸造方法生产的铸件不能进行热处理，也不适合在高温下使用（ C ）。

A 金属型铸造B 熔模铸造C 压力铸造3. 为了消除铸造热应力，在铸造工艺上应保证（B）。

A 顺序（定向）凝固B 同时凝固C 内浇口开在厚壁处。

4.铸型中凡能增加合金流动阻力和冷却速度，降低流速的因素，均能降低合金的（ A ）。

A 流动性B 收缩性C 粘度二、简答题1．为什么选择共晶成分的合金作铸造合金？流动性共晶成分的合金，结晶温度低，保持液态的时间长，流动性好。

收缩性共晶合金在恒温下结晶，通常是逐层凝固，倾向于形成集中缩孔，缩孔易于检查和修补，便于采取工艺措施来防止。

2、采取什么工艺措施，可以消除铸造缩孔？定向凝固的原则，利用冒口和冷铁，消除缩孔。

3．有一测试铸造应力用的应力框铸件，如图1-1所示，凝固冷却后，用钢锯沿A-A线将φ30的立柱锯断，此时断口间隙的大小会发生什么变化？为什么？1）变大。

2）因为凝固冷却后，铸件ф30的粗杆处于拉应力状态，铸件ф10的细杆处于压应力状态。

当沿A-A锯断后，粗杆给予细杆的压力被释放，所以断口间隙会变大。

第七章小测1.铸造合金在凝固过程中的收缩分三个阶段，其中 液态收缩 和 凝固收缩 是铸件产生缩孔和缩松的根本原因，而 固态收缩是铸件产生变形、裂纹的根本原因。