安工大材料成型专业课金属学金属学填空题
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江东出品 1．同非金属相比，金属的主要特性是具有正的电阻温度系数 2．晶体与非晶体的最根本区别是晶体中的原子或结构基元是规则排列，而非晶体中的原子或结构基元是无 规则排列的 3．金属晶体中常见的点缺陷是空位和异类原子，最主要的面缺陷是晶界、亚晶界等 4 晶体在不同晶向上的性能是不同的，这就是单晶体的性能各向异性现象。一般结构用金属为多晶体，在 各个方向上性能一致或等同，这就是实际金属的伪同向性现象。 5 实际金属存在有点缺陷、线缺陷、面缺陷三种缺陷；位错是线缺陷；实际晶体的强度比理想晶体的强度 低得多。 6．金属具有良好的导电性、导热性、塑性和金属光泽，主要是因为金属原子具有金属键的结合方式。 7．物质的原子间结合键主要包括金属键离子键和共价键三种。 8． 体心立方晶胞原子数是 2， 原子半径是 R= (√3/4)a， 致密度是 0.68， 常见的体心立方结构的金属有α-Fe、 Cr 等 9．金属结晶两个密切联系的基本过程是形核和长大 10 在金属学中，通常把金属从液态向具有晶态结构的固相的转变称为结晶，通常把金属从一种结构的固态 向另一种结构的固态的转变称为重结晶 11．当对金属液体进行变质处理时，变质剂的作用是细化晶粒 12．过冷度是金属或合金冷却过程中发生相变时理论相变温度与实际相变温度的差值。一般金属结晶时， 过冷度越大，则晶粒越细小 13．对于金属而言，结晶时形核通常有均匀形核和非均匀形核两种方式；通常均匀形核所需的过冷度约为 0.2Tm；非均匀形核所需的过冷度约为 0.02Tm 14．Cr、V 在γ-Fe 中将形成置换固溶体。C、N 则形成间隙固溶体。 15．和间隙原子相比，置换原子的固溶强化效果要弱些。 16．当固溶体合金结晶后出现枝晶偏析时，先结晶出的树枝主轴含有较多的高熔点组元。 17．共晶反应的相图特征是 18．匀晶反应的相图特征是 19．共析反应的相图特征是 体和无限固溶体 21．合金的相结构有固溶体和金属化合物两种，前者具有较高的塑韧性和综合机械性能，适合于做基体相； 后者有较高的熔点与硬度性能，适合于做强化相 22．间隙固溶体的晶体结构与溶剂原子相同，而间隙相的晶体结构与组成它的任何组元不同。 23．接近共晶成分的合金，其铸造性能较好；但要进行压力加工的合金常选用匀晶成分的合金。 24．当一块质量一定的纯铁加热到 912℃温度时，将发生 a-Fe 向γ-Fe 的转变，此时体积将发生收缩 25．在生产中，若要将钢进行轧制或锻压时，必须加热至奥氏体单相区。 26．当铁碳合金冷却时发生共晶反应的反应式为 室温下被称为 变态莱氏体 27．在退火状态的碳素工具钢中，T8 钢比 T12 钢的硬度低，强度高 28．当 W(C)＝0．77％一 2．11％间的铁碳合金从高温缓冷至 ES 线以下时， 将从奥氏体中析出二次渗碳体， 其分布特征沿原奥氏体晶界呈网状析出 29．在铁碳合金中，含三次渗碳体最多的合金成分点为 P 点即 0.0218%C 成分点；含二次渗碳体最多的合 金成分点为 E 点即 2.11%C 成分点 30．珠光体是铁素体和渗碳体的机械混合物。 31．莱氏体是奥氏体和渗碳体机械混合物，而变态莱氏体是珠光体和渗碳体的机械混合物。 32．铁碳合金的室温显微组织由铁素体和渗碳体两种基本相组成。
1. 简述合金元素在钢中的作用？
合金元素溶于钢的基体中,使钢的强度和硬度提高,起到固溶强化作用。 形成合金碳化物,使钢的晶粒细化,起细晶强化的作用。 在回火时,碳化物弥散析出,起到沉淀强化作用。 合金元素使 C-曲线右移，降低临界冷却速度，提高钢的淬透性,如除 Co 外所有的合金元素。 使铁碳相图发生变化，即使 A 区扩大或缩小；当合金元素的加入量提高时，钢有特殊性能。 合金元素可提高钢的回火稳定性（红硬性）。 防止回火脆性。 2. 合金元素在钢中通常以哪些状态存在？ 固溶、形成强化相、形成非金属夹杂、游离态
℃ L4.3% C 1148 2.11% C Fe3 C 6.69% C
，其反应式为 L →(α+β) ，其反应式为 L →α ，其反Hale Waihona Puke Baidu式为 γ →(α+β)
20．合金固溶体按溶质原子溶入方式可以分为间隙固溶体和置换固溶体，按原子溶入量可以分为有限固溶
其反应产物在
江东出品 1．当一块质量一定的纯铁加热到 912℃温度时，将发生 a-Fe 向γ-Fe 的转变，此时体积将发生收缩 2．在生产中，若要将钢进行轧制或锻压时，必须加热至奥氏体相区。 3．在退火状态的碳素工具钢中，T8 钢比 T12 属实际强度值大大低于理论强度值。 5 滑移系是指一个滑移面以及该面上的一个滑移方向， 面心立方晶格的滑移面为 ｛111｝ 滑移系方向为<110>， 构成 12 个滑移系。 6. 加工硬化现象是指随着塑性变形量增大，金属或合金的强硬度增加而塑韧性下降的现象；加工硬化的结 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的增大 7．影响多晶体塑性变形的两个主要因素是晶界和相邻晶粒间的位相差 8．金属塑性变形的基本方式是滑移和孪生，冷变形后金属的强度升高，塑性下降 9．塑性变形后残留在工件内部的内应力包括第一类宏观内应力，第二类微观内应力，第三类点阵畸变 10 金属经冷塑性变形后，其组织和性能会发生变化，如晶粒变形拉长，位错以及亚晶界等亚结构密度增 大等；加工硬化，内应力增大，导电导磁性能下降等 11. 金属发生再结晶的驱动力是畸变能，重结晶的驱动力是两相之间自由能差，再结晶与重结晶的主要区 别是再结晶中无晶格类型的变化 12 金属板材深冲压时形成制耳是由于形变织构造成的。 13．根据经验公式得知，金属的最低再结晶温度与熔点的大致关系是 0.4Tm，为大约为 450℃，钢的最低 再结晶温度往往高于纯铁的最低再结晶温度这个温度。 14 在钢的各种组织中，马氏体的比容最大，而且随着 w(C)的增加而增大；奥氏体的比容最小 15．板条状马氏体具有高的强硬度性能及一定的塑性与韧性性能。 片状马氏体具有低的塑韧性能，和高的强硬度性能。 16. 淬火钢低温回火后的组织是回火马氏体；中温回火后的组织是回火屈氏体，一般用于高弹性极限的结 构件；高温回火后的组织是回火索氏体，用于要求足够高的强度和高的塑韧性的零件。 17．钢在加热时，只有珠光体中出现了能量起伏、结构起伏和成分起伏时，才有了转变成奥氏体的条件， 奥氏体晶核才能形成。 18．马氏体的三个强化包括碳的过饱和固溶强化，高密度位错以及孪晶引起的相变亚结构强化，时效强化 19．共析钢加热至稍高于 727℃时将发生珠光体向奥氏体的转变，其形成过程包括奥氏体的形核，奥氏体 长大，未溶碳化物溶解，碳的扩散均匀化等几个步骤。 20 根据共析钢转变产物的不同，可将 C 曲线分为珠光体、贝氏体、马氏体三个转变区。 21 根据共析钢相变过程中原子的扩散情况，珠光体转变属于扩散型，贝氏体转变属于半扩散型转变，马氏 体转变属于非扩散型转变。 22．马氏体按其组织形态主要分为板条马氏体，针状马氏体两种；马氏体按其亚结构主要分为位错马氏体、 孪晶马氏体两种。 23．贝氏体按其形成温度和组织形态，主要分为上贝氏体，下贝氏体两种。 24．珠光体按其组织形态可分为球状珠光体和片状珠光体；按片间距的大小又可分为珠光体和索氏体和屈 氏体 25 当钢发生奥氏体向马氏体组织的转变时，原奥氏体中 w(c)越高，则 Ms 点越低，转变后的残余奥氏体量 越多 26 钢的淬透性越高，则临界冷却速度越小其 C 曲线的位置越靠右 27．一般来讲，热处理不会改变被热处理工件的化学成分，但却能改变它的组织结构 28 根据铁碳相图，碳钢进行完全退火的正常加热温度范围是 Ac3 以上 20℃-30℃，它仅用于亚共析钢 29 钢球化退火的主要目的是获得球状珠光体，它主要适于过共析钢和共析钢 30 钢的正常淬火加热温度范围， 对亚共析钢为 Ac3 以上 30℃-50℃， 对共析和过共析钢则为 Ac1 以上 30℃ -50℃ 钢的硬度低，强度高 4．由于实际金属内部存在位错缺陷，金属才能产生滑移变形，滑移的实质是借助金属位错运动，所以使金
江东出品 31 把两个 45 钢的退火态小试样分别加热到 Acl ～Ac3 之间和 Ac3 以上温度快速水冷，所得组织前者为 加 F 未溶+M；后者为 M 32 淬火钢进行回火的目的是调整强硬度与塑韧性的配合，以及消除内应力；通常回火温度越高，钢的强度 与硬度越低 33．淬火内应力主要包括热应力和组织内应力两种。淬火时，钢件中的内应力超过钢的屈服强度时，便会 引起钢件的变形；超过钢的抗拉强度时，钢件便会发生裂纹。 34．热应力的大小主要与冷却速度造成零件截面上的温度不同有关，冷却速度增快，截面温差增大，产生 的热应力愈大。 1. T12A 钢按用途分类属于碳素工具钢，按质量分类属于高级优质钢，含碳量 1.0% 2. 合金元素与碳的作用可分强碳化物形成元素，弱碳化物形成元素，非碳化物形成元素三类。 3 按碳含量划分，通常情况渗碳钢为低碳，调质钢为中碳，弹簧钢为高碳 4. 钢中经常加入的合金元素有 Si、Mn、Cr、Ni、Mo、W、V、Ti、Nb、B、Al 5. 合金元素在钢中通常以固溶、形成强化相、形成非金属夹杂、游离态形式存在。 6. 弹簧钢代表钢号为 60Si2Mn、65Mn，高速钢的代表钢号是 W16Cr4V、W6Mo5Cr4V2 7. 通常工具钢分为刃具钢、量具钢、磨具钢三类。 8. GCr15 按用途分属于机器零件钢，Cr 含量为 1.5% 9. 按钢的化学成分钢可分为碳素钢、合金钢两大类。 10. 碳素钢按含碳量多少可分为低碳、中碳、高碳钢三类，分别对应的含碳量范围是小于 0.25% ， 0.25%~0.6%，大于 0.6% 11. 合金钢按含合金元素总量多少可分为低合金、中合金、高合金钢三类，分别对应的含合金元素总量范 围是小于 5%，5%~10%，大于 10% 12. 按钢中杂质 S、P，的多少，钢可分为普通钢、优质钢、高级优质钢三类。 13. 按碳存在的形式及断口颜色铸铁分为灰口铸铁、白口铸铁、麻口铸铁三种。 14. 通常铸铁的基体组织有铁素体、珠光体、铁素体+珠光体三种。 15. 根据石墨的形态，灰铸铁分为普通灰铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁四种。 16. 与钢相比，铸铁具有铸造性、减磨性、切削加工性、减震性（消震性） 、缺口敏感性等优异性能。 17. 影响铸铁组织和石墨化的主要因素是化学成分、冷却速度 18. 影响铸铁显微组织和性能的主要元素是 C、Si 19. 与钢铁材料相比，有色金属及合金具有比强度高、导电性好、耐蚀性高、耐热性高等特殊性能。 20. 变形铝合金按照性能特点和用途分为防锈铝、硬铝、超硬铝、锻铝四种。 21. 铸造铝合金按加入主要合金元素不同，分为 Al-Si 系、Al-Cu 系、Al-Mg 系、Al-Zn 系四种系列。 22. 铝合金的强化方法有形变强化、沉淀强化（时效强化） 、固溶强化、细晶强化 23. Cu-Zn 合金一般称为黄铜，而 Cu-Sn 合金一般称为青铜 24. 工业用钛合金按其退火组织可分为α钛合金、β合金、α+β合金三大类。
1. 简述合金元素在钢中的作用？
合金元素溶于钢的基体中,使钢的强度和硬度提高,起到固溶强化作用。 形成合金碳化物,使钢的晶粒细化,起细晶强化的作用。 在回火时,碳化物弥散析出,起到沉淀强化作用。 合金元素使 C-曲线右移，降低临界冷却速度，提高钢的淬透性,如除 Co 外所有的合金元素。 使铁碳相图发生变化，即使 A 区扩大或缩小；当合金元素的加入量提高时，钢有特殊性能。 合金元素可提高钢的回火稳定性（红硬性）。 防止回火脆性。 2. 合金元素在钢中通常以哪些状态存在？ 固溶、形成强化相、形成非金属夹杂、游离态
℃ L4.3% C 1148 2.11% C Fe3 C 6.69% C
，其反应式为 L →(α+β) ，其反应式为 L →α ，其反Hale Waihona Puke Baidu式为 γ →(α+β)
20．合金固溶体按溶质原子溶入方式可以分为间隙固溶体和置换固溶体，按原子溶入量可以分为有限固溶
其反应产物在
江东出品 1．当一块质量一定的纯铁加热到 912℃温度时，将发生 a-Fe 向γ-Fe 的转变，此时体积将发生收缩 2．在生产中，若要将钢进行轧制或锻压时，必须加热至奥氏体相区。 3．在退火状态的碳素工具钢中，T8 钢比 T12 属实际强度值大大低于理论强度值。 5 滑移系是指一个滑移面以及该面上的一个滑移方向， 面心立方晶格的滑移面为 ｛111｝ 滑移系方向为<110>， 构成 12 个滑移系。 6. 加工硬化现象是指随着塑性变形量增大，金属或合金的强硬度增加而塑韧性下降的现象；加工硬化的结 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的增大 7．影响多晶体塑性变形的两个主要因素是晶界和相邻晶粒间的位相差 8．金属塑性变形的基本方式是滑移和孪生，冷变形后金属的强度升高，塑性下降 9．塑性变形后残留在工件内部的内应力包括第一类宏观内应力，第二类微观内应力，第三类点阵畸变 10 金属经冷塑性变形后，其组织和性能会发生变化，如晶粒变形拉长，位错以及亚晶界等亚结构密度增 大等；加工硬化，内应力增大，导电导磁性能下降等 11. 金属发生再结晶的驱动力是畸变能，重结晶的驱动力是两相之间自由能差，再结晶与重结晶的主要区 别是再结晶中无晶格类型的变化 12 金属板材深冲压时形成制耳是由于形变织构造成的。 13．根据经验公式得知，金属的最低再结晶温度与熔点的大致关系是 0.4Tm，为大约为 450℃，钢的最低 再结晶温度往往高于纯铁的最低再结晶温度这个温度。 14 在钢的各种组织中，马氏体的比容最大，而且随着 w(C)的增加而增大；奥氏体的比容最小 15．板条状马氏体具有高的强硬度性能及一定的塑性与韧性性能。 片状马氏体具有低的塑韧性能，和高的强硬度性能。 16. 淬火钢低温回火后的组织是回火马氏体；中温回火后的组织是回火屈氏体，一般用于高弹性极限的结 构件；高温回火后的组织是回火索氏体，用于要求足够高的强度和高的塑韧性的零件。 17．钢在加热时，只有珠光体中出现了能量起伏、结构起伏和成分起伏时，才有了转变成奥氏体的条件， 奥氏体晶核才能形成。 18．马氏体的三个强化包括碳的过饱和固溶强化，高密度位错以及孪晶引起的相变亚结构强化，时效强化 19．共析钢加热至稍高于 727℃时将发生珠光体向奥氏体的转变，其形成过程包括奥氏体的形核，奥氏体 长大，未溶碳化物溶解，碳的扩散均匀化等几个步骤。 20 根据共析钢转变产物的不同，可将 C 曲线分为珠光体、贝氏体、马氏体三个转变区。 21 根据共析钢相变过程中原子的扩散情况，珠光体转变属于扩散型，贝氏体转变属于半扩散型转变，马氏 体转变属于非扩散型转变。 22．马氏体按其组织形态主要分为板条马氏体，针状马氏体两种；马氏体按其亚结构主要分为位错马氏体、 孪晶马氏体两种。 23．贝氏体按其形成温度和组织形态，主要分为上贝氏体，下贝氏体两种。 24．珠光体按其组织形态可分为球状珠光体和片状珠光体；按片间距的大小又可分为珠光体和索氏体和屈 氏体 25 当钢发生奥氏体向马氏体组织的转变时，原奥氏体中 w(c)越高，则 Ms 点越低，转变后的残余奥氏体量 越多 26 钢的淬透性越高，则临界冷却速度越小其 C 曲线的位置越靠右 27．一般来讲，热处理不会改变被热处理工件的化学成分，但却能改变它的组织结构 28 根据铁碳相图，碳钢进行完全退火的正常加热温度范围是 Ac3 以上 20℃-30℃，它仅用于亚共析钢 29 钢球化退火的主要目的是获得球状珠光体，它主要适于过共析钢和共析钢 30 钢的正常淬火加热温度范围， 对亚共析钢为 Ac3 以上 30℃-50℃， 对共析和过共析钢则为 Ac1 以上 30℃ -50℃ 钢的硬度低，强度高 4．由于实际金属内部存在位错缺陷，金属才能产生滑移变形，滑移的实质是借助金属位错运动，所以使金
江东出品 31 把两个 45 钢的退火态小试样分别加热到 Acl ～Ac3 之间和 Ac3 以上温度快速水冷，所得组织前者为 加 F 未溶+M；后者为 M 32 淬火钢进行回火的目的是调整强硬度与塑韧性的配合，以及消除内应力；通常回火温度越高，钢的强度 与硬度越低 33．淬火内应力主要包括热应力和组织内应力两种。淬火时，钢件中的内应力超过钢的屈服强度时，便会 引起钢件的变形；超过钢的抗拉强度时，钢件便会发生裂纹。 34．热应力的大小主要与冷却速度造成零件截面上的温度不同有关，冷却速度增快，截面温差增大，产生 的热应力愈大。 1. T12A 钢按用途分类属于碳素工具钢，按质量分类属于高级优质钢，含碳量 1.0% 2. 合金元素与碳的作用可分强碳化物形成元素，弱碳化物形成元素，非碳化物形成元素三类。 3 按碳含量划分，通常情况渗碳钢为低碳，调质钢为中碳，弹簧钢为高碳 4. 钢中经常加入的合金元素有 Si、Mn、Cr、Ni、Mo、W、V、Ti、Nb、B、Al 5. 合金元素在钢中通常以固溶、形成强化相、形成非金属夹杂、游离态形式存在。 6. 弹簧钢代表钢号为 60Si2Mn、65Mn，高速钢的代表钢号是 W16Cr4V、W6Mo5Cr4V2 7. 通常工具钢分为刃具钢、量具钢、磨具钢三类。 8. GCr15 按用途分属于机器零件钢，Cr 含量为 1.5% 9. 按钢的化学成分钢可分为碳素钢、合金钢两大类。 10. 碳素钢按含碳量多少可分为低碳、中碳、高碳钢三类，分别对应的含碳量范围是小于 0.25% ， 0.25%~0.6%，大于 0.6% 11. 合金钢按含合金元素总量多少可分为低合金、中合金、高合金钢三类，分别对应的含合金元素总量范 围是小于 5%，5%~10%，大于 10% 12. 按钢中杂质 S、P，的多少，钢可分为普通钢、优质钢、高级优质钢三类。 13. 按碳存在的形式及断口颜色铸铁分为灰口铸铁、白口铸铁、麻口铸铁三种。 14. 通常铸铁的基体组织有铁素体、珠光体、铁素体+珠光体三种。 15. 根据石墨的形态，灰铸铁分为普通灰铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁四种。 16. 与钢相比，铸铁具有铸造性、减磨性、切削加工性、减震性（消震性） 、缺口敏感性等优异性能。 17. 影响铸铁组织和石墨化的主要因素是化学成分、冷却速度 18. 影响铸铁显微组织和性能的主要元素是 C、Si 19. 与钢铁材料相比，有色金属及合金具有比强度高、导电性好、耐蚀性高、耐热性高等特殊性能。 20. 变形铝合金按照性能特点和用途分为防锈铝、硬铝、超硬铝、锻铝四种。 21. 铸造铝合金按加入主要合金元素不同，分为 Al-Si 系、Al-Cu 系、Al-Mg 系、Al-Zn 系四种系列。 22. 铝合金的强化方法有形变强化、沉淀强化（时效强化） 、固溶强化、细晶强化 23. Cu-Zn 合金一般称为黄铜，而 Cu-Sn 合金一般称为青铜 24. 工业用钛合金按其退火组织可分为α钛合金、β合金、α+β合金三大类。