材料复习题

第一章金属材料基础知识

一、填空题

1．金属材料一般可分为钢铁材料和非铁金属两类。

2. 钢铁材料是铁和碳的合金。

3．钢铁材料按其碳的质量分数w（C）(含碳量)进行分类，可分为工业纯铁；钢和白口铸铁或（生铁）。

4．生铁是由铁矿石原料经高炉冶炼而得的。高炉生铁一般分为炼钢生铁和铸造生铁两种。

5．现代炼钢方法主要有氧气转炉炼钢法和电弧炉炼钢法。

6．根据钢液的脱氧程度不同，可分为沸腾钢、半镇静钢、镇静钢和特殊镇静钢。

7．机械产品的制造一般分为设计、制造与使用三个阶段。

8．钢锭经过轧制最终会形成板材、管材、型材、线材和其他材料等产品。

9．金属材料的性能包括使用性能和工艺性能。

10．使用性能包括力学性能、物理性能和化学性能。

11．填出下列力学性能指标的符号：屈服点σ

s 、洛氏硬度A标尺HRC、断后伸长率δ

5

或δ

10

、断面收缩

率ψ、对称弯曲疲劳强度σ

-1

。

12．金属疲劳断裂的断口由裂纹源、裂纹扩展区和最后断裂区组成。

13．铁和铜的密度较大，称为重金属；铝的密度较小，则称为轻金属。

14．金属的化学性能包括耐蚀性、抗氧化性和化学稳定性等。

15．金属晶格的基本类型有体心立方晶格、面心立方晶格与密排立方晶格三种。

16．实际金属的晶体缺陷有点缺陷、线缺陷、面缺陷三类。

17．金属结晶的过程是一个晶核的形成和晶核的长大的过程。

18．金属结晶时冷却速度越大，过冷度越大，金属的实际结晶温度越低。

19．金属的晶粒愈细小，其强度、硬度越高，塑性、韧性越好。

20．合金的晶体结构分为固溶体、金属化合物与机械混合物三种。

21．根据溶质原子在溶剂晶格中所占据的位置不同，固溶体可分为间隙固溶体和置换固溶体两类。

22．在金属铸锭中，除存在组织不均匀外，还常有缩孔、气泡、偏析及夹杂等缺陷。

23．填写铁碳合金基本组织的符号：奥氏体A；铁素体F；渗碳体Fe

3

C或Cm；珠光体P；高温莱氏体 Ld ；低温莱氏体 Ld′。

24．奥氏体在1148℃时碳的质量分数可达 2.11%，在727℃时碳的质量分数为0.77%。

25．碳的质量分数为0.77%的铁碳合金称为共析钢，当加热后冷却到S点(727℃)时会发生共析转变，从奥氏体

中同时析出F和 Fe

3

C 的混合物，称为P。

二、单项选择题

1．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。

2．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。

3．金属在力的作用下，抵抗永久变形和断裂的能力称为 C 。

A．硬度； B．塑性； C．强度。

4．作冲击试验时，试样承受的载荷为B。

A．静载荷； B．冲击载荷； C．拉伸载荷。

5．金属的B越好，则其锻造性能越好。

A．强度； B．塑性； C．硬度。

6．铁素体是 A 晶格，奥氏体是 B 晶格，渗碳体是 D 晶格。

A．体心立方； B．面心立方； C．密排六方； D．复杂的。

7．铁碳合金状态图上的ES线，用符号B表示，PSK线用符号 A 表示。

A．A

1； B．A

cm

； C．A

3

。

8．铁碳合金状态图上的共析线是C，共晶线是A。

A．ECF线； B．ACD线； C．PSK线。

三、判断题

1．钢和生铁都是以铁碳为主的合金。(√)

2．高炉炼铁的实质就是从铁矿石中提取铁及其有用元素并形成生铁的过程。(√) 3．塑性变形能随载荷的去除而消失。(×)

4．所有金属材料在拉伸试验时都会出现显著的屈服现象。(×)

5．在小能量多次冲击条件下，金属材料抗多次冲击的能力，主要取决于金属材料强度的高低。(√) 6．1kg钢和1kg铝的体积是相同的。(×)

7．合金的熔点取决于它的化学成分。(√)

8．一般来说，纯金属的导热能力比合金好。(√)

9．单晶体具有显著的各向异性特点。（√）

10．实际金属的晶体结构不仅是多晶体，而且还存在着多种缺陷。(√)

11．固溶体的晶格仍然保持溶剂的晶格。(√)

12．间隙固溶体只能为有限固溶体，置换固溶体可以是无限固溶体。(√)

13．金属化合物的特性是硬而脆，莱氏体的性能也是硬而脆，故莱氏体属于金属化合物。 (√)

14．铁素体在770℃有磁性转变，在770℃以下具有铁磁性，在770℃以上则失去铁磁性。(√)

15．碳溶于α-Fe中所形成的间隙固溶体，称为奥氏体。(×)

16．在Fe-Fe

3C相图中，A

3

温度是随碳的质量分数的增加而上升的。(×)

四、简答题

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?

答：金属在实际结晶过程中，液态金属冷却到理论结晶温度(T

)以下的某一温度时，才开始结晶，这种现象称为过冷。理

论结晶温度T

0与实际结晶温度T

1

之差△T，称为过冷度。过冷度的大小与冷却速度有关，冷却速度越大，过冷度就越大，金属的

实际结晶温度也就越低。

2．金属在结晶时如何控制晶粒的大小?

答：(1)加快液态金属的冷却速度，增大过冷度；采用变质处理；采用机械搅拌、机械振动、超声波振动和电磁振动等措施，使生长中的树枝晶破碎和细化，而且破碎的树枝晶又可起到新晶核作用，使晶核数量增多，从而可细化晶粒。

3．将碳的质量分数为0.45%的钢和白口铸铁都加热到1000℃～1200℃，能否进行锻造?为什么?

答：把碳的质量分数为0.45%的钢加热到高温(1000℃～1200℃)时，能进行锻造。由铁碳合金相图可知，此时钢处于奥氏体（A）状态，塑性好，因此，能进行锻造。

把白口铸铁加热到高温(1000℃～1200℃)时，不能进行锻造。第一，白口铸铁，塑性差；第二，由铁碳合金相图可知，白口铸铁加热到高温(1000℃～1200℃)时，发生了局部熔化现象，因此，白口铸铁不能进行锻造。

第二章钢的热处理

一、填空题

1．热处理工艺过程由加热、保温和冷却三个阶段组成。

2．整体热处理分为退火、正火、淬火和淬火和回火等。

3．共析钢在等温转变过程中，其高温转变产物有：珠光体、屈氏体和托氏体。

4．贝氏体分为上贝氏体和下贝氏体两种。

5．常用的退火方法有：完全退火、球化退火、等温退火、去应力退火和均匀化退火等。

6．淬火方法有：单液淬火、双液淬火、马氏体分级淬火和贝氏体等温淬火等。

7．常用的冷却介质有油、水、盐水等。

8．常见的淬火缺陷有过热与过烧、氧化与脱碳、硬度不足与软点、变形与开裂。

9．按回火温度范围可将回火分为高温回火、中温回火和低温回火三种。

10．化学热处理包括渗碳、渗氮、碳氮共渗和渗硼等。

11．根据渗碳时介质的物理状态不同，渗碳方法可分为气体渗碳、液体渗碳和固体渗碳三种。

12．目前常用的渗氮方法主要有气体渗氮和离子渗氮两种。

二、单项选择题

1．过冷奥氏体是C温度下存在，尚未转变的奥氏体。

A．Ms； B. M

f ； C. A

1

。

2．为了改善高碳钢（W(C)＞0.6%）的切削加工性能，一般选择C作为预备热处理。A．正火； B. 淬火； C.退火； D．回火

3．过共析钢的淬火加热温度应选择在A，亚共析钢的淬火加热温度则应选择在C。

A. Ac

1+30℃～50℃； B．Ac

cm

以上； C．Ac

3

+3 0℃～50℃。

4．调质处理就是C的热处理。

A．淬火+低温回火； B．淬火+中温回火； C．淬火+高温回头。 5．化学热处理与其它热处理方法的基本区别是C。