2017考研哈尔滨工业大学金属学及热处理真题
金属学与热处理 哈工大第三版版部分答案
14、何谓组元？何谓相？何谓固溶体？固溶体的晶体结构有何特点？何谓置换固溶体？影响其固溶度的因素有哪些？答: 组元：组成合金最基本的、独立的物质。
相：合金中结构相同、成分和性能均一并以界面相互分开的组成部分。
固溶体：合金组元之间以不同的比例相互混合形成的晶体结构与某一组元相同的固相。
固溶体的晶体结构特点：固溶体仍保持着溶剂的晶格类型，但结构发生了变化，主要包括以下几个方面：1)有晶格畸变，2)有偏聚与有序，3)当低于某一温度时，可使具有短程有序的固溶体的溶质和溶剂原子在整个晶体中都按—定的顺序排列起来，转变为长程有序，形成有序固溶体。
置换固溶体：溶质原子位于溶剂晶格的某些结点位置所形成的固溶体。
影响置换固溶体固溶度的因素：原子尺寸，电负性，电子浓度，晶体结构何谓柏氏矢量？答：柏氏矢量：不但可以表示位错的性质，而且可以表示晶格畸变的大小和方向，从而使人们在研究位错时能够摆脱位错区域内原子排列具体细节的约束1、名词解释：过冷现象：结晶时，实际结晶温度低于理论结晶温度的现象。
在一定压力下,当液体的温度已低于该压力下液体的凝固点,而液体仍不凝固的现象叫液体的过冷现象结构起伏液态金属中近程有序的原子集团处于瞬间出现、瞬间消失、此起彼伏、变化不定的状态之中，仿佛在液态金属中不断涌现出一些极微小的固态结构一样。
这种不断变化的近程有序原子集团成为结构起伏。
能量起伏液态金属中处于热运动的原子能量有高有低，同一原子的能量也在随时间不停地变化，时高时低的现象。
2、根据结晶的热力学条件解释。
为什么金属结晶时一定要有过冷度？冷却速度与过冷度有什么关系？答：由热力学第二定律知道，在等温等压条件下，一切自发过程都朝着使系统自由能降低的方向进行。
液态金属要结晶，其结晶温度一定要低于理论结晶温度Tm，此时的固态金属自由能低于液态金属的自由能，两相自由能之差构成了金属结晶的驱动力。
要获得结晶过程所必须的驱动力，一定要使实际结晶温度低于理论结晶温度，这样才能满足结晶的热力学条件。
(完整word版)金属学与热处理(哈尔滨工业大学_第二版)课后习题答案
第一章1•作图表示出立方晶系（1 2 3）、（0 -1-2）、（4 2 1）等晶面和［-1 02］、3•某晶体的原子位于正方晶格的节点上，其晶格常数今有一晶面在X、Y、Z坐标轴上的截距分别是5个原子间距，2个原子间距和3个原子间距，求该晶面的晶面参数。
解：设X方向的截距为5a, Y方向的截距为2a,则Z方向截距为3c=3X2a/3=2a,取截距的倒数，分别为1/5a，1/2a, 1/2a化为最小简单整数分别为2,5,5故该晶面的晶面指数为（2 5 5）4体心立方晶格的晶格常数为a，试求出（1 0 0）、（1 1 0）、（1 1 1）晶面的晶面间距，并指出面间距最大的晶面解：（1 0 0）面间距为a/2, （1 1 0）面间距为"2a/2, （1 1 1）面间距为"3a/3三个晶面晶面中面间距最大的晶面为（1 1 0）7证明理想密排六方晶胞中的轴比c/a=1.633证明：理想密排六方晶格配位数为12,即晶胞上底面中心原子与其下面的3个位于晶胞内的原子相切，成正四面体，如图所示贝卩OD=c/2，AB=BC=CA=CD=a因厶ABC是等边三角形，所以有OC=2/3CE由于(BC)2=(CE)2+(BE)2有(CD)2=(OC)2+(1/2C)2，即I /T J(CU)(c)2- '3 2因此c/a=V8/3=1.6338•试证明面心立方晶格的八面体间隙半径为r=0.414R解：面心立方八面体间隙半径r=a/2-v2a/4=0.146a面心立方原子半径R二辺a/4，贝卩a=4R/\2，代入上式有R=0.146X4R/ V2=0.414R9. a ）设有一刚球模型，球的直径不变，当由面心立方晶格转变为体心立方晶格时，试计算其体积膨胀。
b）经X射线测定，在912C时丫-Fe的晶格常数为0.3633nm, a -Fe的晶格常数为0.2892nm,当由丫-Fe转化为a -Fe时，求其体积膨胀，并与a）比较，说明其差别的原因。
金属学与热处理(哈工大版)第三版 钢在加热和冷却时的转变
一、概述1、热处理：将钢在固态下加热到预定的温度，保温一定的时间，然后以预定的方式冷却到室温的一种热加工工艺（1）目的：细化晶粒、消除偏析、降低内应力，使组织和性能更加均匀（2）预备热处理：热加工后为随后冷拔、冷冲压和切削加工或最终热处理作好组织准备的热处理（3）热处理原理：钢的加热转变、P转变、M转变、B转变和回火转变2、钢的临界温度：A1、A3、A cm（过冷度和过热度）（1）A c1：加热时P向A转变的开始温度A r1：冷却时A向P转变的开始温度（2）A c3：加热时先共析F全部融入A的终了温度A r3：冷却时A开始析出先共析F的温度（3）A ccm：加热时Fe3C II全部溶入A的终了温度A rcm：冷却时A开始析出Fe3C II温度二、珠光体转变1、P转变：过冷A在临界温度A1以下比较高的温度范围内进行转变（1）实质：单相A分解为F和Fe3C两个新相的机械混合物的相变过程（2）扩散型相变：碳的重新分布和铁的晶格改组2、组织形态和机械性能（1）片状珠光体：由片层相间的F和Fe3C片组成P的片间距（S0）：相邻两片F或Fe3C之间的距离→P形成时的过冷度（越大、越小）一般片状珠光体：在光学显微镜下能明显分辨出F和Fe3C层片状组织形态S（细片状P）：只能在高倍光学显微镜下才能分辨出F和Fe3C层片状组织形态T（极细P）：只能在电子显微镜下才能分辨出F和Fe3C层片状组织形态机械性能：片间距和P团的直径片间距和直径越小，强度和硬度越高；片间距减小能提高塑性（2）粒状珠光体：F基体上分布着粒状Fe3C的组织球化退火或淬火后经过中、高温回火得到机械性能：Fe3C颗粒的大小、形态和分布Fe3C颗粒越细（相界面越多），强度和硬度越高碳化物接近等轴状、分布越均匀，韧性越好**成分相同，粒状P比片状P硬度稍低，但塑性较好；硬度相同，粒状P比片状P具有良好的拉伸性能；粒状P具有较好的切削加工性能、冷成型性能及淬火工艺性能3、珠光体形成过程：（1）片状P：形核（A晶界或相界面），长大（受碳的扩散控制）晶格重构是由Fe原子自扩散完成（2）粒状P：淬火组织回火、过冷A直接分解；冷却速度的大小和等温温度的高低三、马氏体转变1、M转变：钢从A状态快速冷却，抑制其扩散性分解，在低于Ms点下发生的转变（1）实质：低温转变，非扩散性相变（Fe的晶格改组通过切边方式完成）（2）M：碳在α-Fe中的过饱和固溶体，具有很高的硬度和强度2、M的组织形态（1）板条M（位错M）：由许多成群、相互平行排列的板条所组成空间形态：扁条状，小角晶界相间低、中碳钢、M时效钢、不锈钢亚结构：高密度位错位错胞：位错分布不均相互缠结，形成胞状亚结构（2）片状M（针状M）：大量显微裂纹（增加高碳钢脆性）空间形态：双凸透镜状，光学显微镜下呈针状或竹叶状最大尺寸：取决于原始A晶粒大小→隐晶M（光学显微镜无法分辨）亚结构：孪晶（孪晶M）细微孪晶区（3）影响M形态的因素：M的形成温度（A的化学成分，即碳和合金元素的含量）板条M：200℃以上；片状M：200℃以下碳浓度越高，板条M越少，片状M越多：降低Ms的合金元素促进片状M形成Ms以上不太高温度进行塑性变形，增加板条M的数量3、M的晶体结构：正方度（轴比c/a，表示碳的过饱和程度，取决于M的质量分数）4、M的性能：（1）M的硬度和强度：硬度取决于M的含碳质量分数；合金元素影响强度固溶强化、相变强化、时效强化、晶界强化（原始A晶粒大小及板条M束大小）（2）M的塑性和韧性：取决于含碳质量分数、组织形态和内部的亚结构片状M 硬而脆；板条M 具有较高的强度、硬度以及相当高的塑性、韧性（3）M 的物理性质：铁磁性，高的矫顽力，高电阻率等5、M 转变的特点：（1）热力学特点：)(e S V G G G G ∆+∆+∆=∆，相变驱动力与表面能和弹性应能之和（2）晶体学特点：无扩散性，切变性，共格性，严格的位向关系和惯习面（3）动力学特点：M 的降温转变，A 的稳定化（热稳定化和机械稳定化（两种））（4）M 转变的可逆性：A 可以在冷却时转变为M ，M 重新加热又能形成A四、贝氏体转变1、B 转变（中温转变）：介于珠P 和M 转变之间的一种转变既具有P 转变又具有M 转变的某些特征2、B 的组织形态：（1）上B ：成束分布、平行排列的F 和夹于其间的断续的条状Fe 3C 的混合物羽毛状，亚结构是位错（2）下B ：由含碳过饱和的片状F 和其内部沉淀的碳化物组成的机械混合物空间形态呈双凸透镜状，光学显微镜下呈黑色针状或竹叶状，亚结构是位错（3）粒状B ：形成于上B 转变区上限温度范围内，无论如何冷却都可有粒状B 的形成 分解为F 和碳化物形成P ；发生M 转变；富碳的A 全部保留亚结构是位错（密度不大）3、B 的机械性能：取决于B 的组织形态（1）上B ：强度和硬度较低，冲击韧性较低（2）下B ：良好的综合力学性能（等温淬火工艺得到）（3）粒状B ：良好的强韧性（复相强化作用）4、B 转变的特点：（1）B 转变的热力学特点：)(e S V G G G G ∆+∆+∆=∆（2）B 转变的晶体学特点：F 通过切变结构形成；一定的位向关系和惯习面（3）B 转变的动力学特点：F 的形成和碳化物的析出5、魏氏组织：从A 晶界上生长出来的F 或Fe 3C 近乎平行，呈羽毛状或三角形，其间存在着P 的组织，这种组织称为魏氏组织（1）形成：魏氏组织中的F 按B 切变共格机理形成，相当于无碳B （易出现在过热钢中）（2）影响：常伴随A 晶粒粗大，使钢的机械性能尤其是塑性、韧性显著降低（3）消除方法：细化晶粒的正火、退火以及锻造等，严重可采用二次正火五、钢在加热中的转变1、奥氏体化过程：钢加热获得A 的转变过程（1）热力学条件：)(e S V G G G G ∆+∆+∆=∆→A 的自由能低于P 的自由能（2）A 形成过程：形核、长大、剩余Fe 3C 溶解和A 均匀化形核：优先在F 和Fe 3C 的相界面上形成（浓度起伏、结构起伏、能量起伏） 长大：形核后便开始长大，F 向A 转变速度远大于Fe 3C 溶解速度剩余Fe 3C 溶解：趋于共析成分A 均匀化：均匀的单相A（3）A 形成速度：P 向A 转变开始、结束，剩余Fe 3C 溶解完毕，A 均匀化完成 孕育期：共析钢加热到A c1以上某一温度等温，A 并不是立即出现，而是需要保温一段时间才开始形成A 形核、长大阶段所需时间较短，剩余Fe 3C 溶解所需时间较长，A 均匀化更长（4）影响A 形成速度的因素：加热温度，原始组织，化学成分加热温度：加快扩散；增加自由能差原始组织：原始组织越细小，相界面积越大，A 形成越快化学成分影响：碳的质量分数，合金元素（扩散速度、临界温度、不均匀分布）2、A 的晶粒大小及其影响因素（1）A 的晶粒度：起始晶粒度，实际晶粒度，本质晶粒度起始晶粒度：A 转变刚刚完成，其晶粒边界刚刚相互接触时的A 晶粒大小（N/G ） 实际晶粒度：钢在某一具体的热处理或热加工条件下获得的A 的实际晶粒大小 本质晶粒度：根据标准试验方法，在（930±10）℃保温3~8 h 后测得的A 晶粒大小 本质晶粒度表示钢在一定条件下A 晶粒长大的倾向性（本质粗晶粒钢、本质细晶粒钢），与炼钢的脱氧方法和钢的化学成分有关（2）影响A 晶粒长大的因素：升温或保温过程中A 晶粒长大的倾向加热温度和保温时间，加热速度，质量分数，合金元素影响3、过冷A（临界温度A1以下处于不稳定状态的A称为过冷A）等温转变：C曲线（1）过冷A等温转变曲线建立：膨胀法，磁性法，金相硬度法（2）过冷A等温转变曲线分析：A1以上是A稳定区；Ms至M f为M转变区（3）影响A等温转变曲线因素：含碳质量分数，合金元素，A状态，4、过冷A连续冷却转变：CCT图（1）过冷A连续冷却转变曲线建立：膨胀法，金相法，热分析法（2）过冷A连续冷却转变曲线分析：只有P和M转变区，没有B转变区共析钢和过共析钢没有B转变区（A的碳浓度高使B的孕育期长，连续冷却时来不及进行B转变便冷却至低温），亚共析钢由B转变区上临界冷却速度（临界淬火速度）：过冷A连续冷却过程中不发生分解，全部冷至Ms点以下发生M转变的最小冷却速度，v c，P+残余A下临界冷却速度：过冷A全部得到P的最大冷却速度，P+M**过冷A等温转变曲线和连续冷却转变曲线比较：①连续冷却转变过程中过冷A的转变温度低于相应的等温转变时的温度，且孕育期长②等温转变产物为单一的组织；连续冷却转变是在一定的温度范围内进行。
哈工大金属学与热处理复习资料
★课程考试大纲要求考试内容1）金属学理论a:金属与合金的晶体结构及晶体缺陷b:纯金属的结晶理论c:二元合金相图及二元合金的结晶d:铁碳合金及Fe-Fe 3C 相图e:三元合金相图f:金属的塑性变形理论及冷变形金属加热时的组织性能变化（前六章，去掉6.7节 超塑性）2）热处理原理及工艺a:钢的加热相变理论b:钢的冷却相变理论c:回火转变理论d:合金的时效及调幅分解e:钢的普通热处理工艺及钢的淬透性（后三章）题型结构a:基本知识与基本概念题 （约30分）b:理论分析论述题（约60分）c:实际应用题（约30分）d:计算与作图题（约30分）试题形式a:选择题b:判断题c:简答与计算d: 综合题等★样题一、 选择题（在每小题的五个备选答案中，选出一个或一个以上正确的答案，将其标号填入括号内。
正确的答案没有选全或选错的，该题无分。
）1. 与固溶体相比，金属化合物的性能特点是( )。
①熔点高、硬度低； ② 硬度高、塑性高；③ 熔点高、硬度高；④熔点高、塑性低； ⑤ 硬度低、塑性高2．若体心立方晶胞的晶格常数为a, 则其八面体间隙 ( )。
① 是不对称的； ② 是对称的； ③ 位于面心和棱边中点；④ 位于体心和棱边中点； ⑤ 半径为a 432－ 3．奥氏体是( )。
① 碳在γ- Fe 中的间隙固溶体; ② 碳在α- Fe 中的间隙固溶体;③ 碳在α- Fe 中的有限固溶体; ④ 碳在γ- Fe 中的置换固溶体；⑤碳在α- Fe 中的有序固溶体4．渗碳体是一种 ( )。
① 间隙相；② 金属化合物； ③正常价化合物； ④电子化合物；⑤ 间隙化合物5．六方晶系的[100]晶向指数，若改用四坐标轴的密勒指数标定，可表示为 ( )。
① []0112；② []0211； ③ []0121；④ []1102；⑤ []01106．晶面(110)和(111)所在的晶带，其晶带轴的指数为( )。
① []101；② []011；③ []101；④ []110；⑤ []0117．在室温平衡状态下，碳钢的含碳量超过0.9%后，随着含碳量增加，其 ( )。
(完整word版)金属学与热处理期末试卷及答案
一、填空题（每空1分, 共20分）1. 常见的金属的塑性变形方式有和孪生两种类型。
2. 滑移实际上是在切应力下运动的结果。
当滑移面与外力平行或垂直时, 晶体不可能滑移, 这种位向称为。
3. 钢的热处理是指把钢在固态下加热到一定温度, 进行必要的, 并以适当的速度, 以改变钢的内部组织, 从而得到所需性能的工艺方法。
4. 淬火前, 若钢中存在网状渗碳体, 应采用的方法予以消除, 否则会影响钢的淬透性。
5. 是指加热温度偏高而使奥氏体晶粒粗大, 淬火后得到粗大的马氏体, 导致零件性能变脆。
6．合金元素能够抑制马氏体分解, 阻碍碳化物的聚集和长大, 使钢在很高的回火温度下保持高硬度和高强度, 这种性质称为。
7. 强碳化物形成元素, 在含量较高及在一定回火温度下, 还将沉淀析出各自细小、弥散的特殊碳化物, 其使钢的硬度不降低反而再次提高, 这种现象称为。
8. 把两个45钢退火状态小试样分别加热到Ac3+30 ~50℃和Ac1~ Ac3之间, 保温后迅速水冷, 所得到的组织是, 前者为马氏体和残余奥氏体, 后者为、残余奥氏体和, 前者的硬度较后者（高或低）。
9. 钢的淬透性主要指钢在淬火时形成组织深度的能力, 是一种重要的热处理工艺性能, 其高低可在相同的淬火条件下钢所获得的淬硬层来评定的。
10. 量具用钢的主要性能要求是具有及良好的耐磨性, 并在长期使用和存放期间有良好的。
11．可锻铸铁中, 石墨呈状存在。
在各类铸铁中, 铸铁的力学性能介于优质灰铸铁和球墨铸铁之间。
12. 淬火铝合金随着时间的延长而发生强化的现象称为。
已时效硬化的铝合金再重新加热后在室温下放置, 仍能进行正常时效的现象称为。
二、单项选择题（每一小题的备选答案中, 只有一个答案是正确的, 请把你认为正确答案的题号填入括号内。
错选、多选、不选均不给分, 每小题2分, 共30分）1．锻造的曲轴要比由切削制成的曲轴有更高的力学性能, 主要是由于工件内部有（）。
哈工大金属学与热处理考研初试真题及复习大纲
1999年哈尔滨工业大学金属学与热处理学科入学考试题1：在立方晶系中，画出通过（0,0,0），（0,1,0），（1/2,1,1）三点的［120］晶向。
（15分）2：试阐述纯金属和固溶体合金结晶条件及长大方式的异同点。
（15分）3：根据Fe-Fe3C相图，指出铁碳合金中的渗碳体由哪五种？说明它们的形成条件（成分，温度）与形态特点，并计算它们在铁碳合金中的最大含量（％）（20分）4：根据组元间互不溶解的三元共晶相图的投影图，说明O成分的合金平衡结晶过程，并计算出室温下该合金的相组织组成物的相对含量。
（10分）[由于自己不会画图，所以没有图提供给大家]5：试阐述强化金属的各种基本方法及机制。
（15分）6：试述共析钢淬火后在回火过程中的组织转变过程，写出三种典型的回火组织。
（15分）7：含碳量为1.2％的碳钢其原始组织为片状珠光体加网状渗碳体，为了获得回火马氏体加粒状渗碳体组织，应采用哪些热处理工艺？写出工艺名称和工艺参数（加热问题，冷却方式）。
注：该合金的Ac1=730℃,Accm=820℃。
2000年哈尔滨工业大学金属学与热处理学科入学考试题1：已经纯钢的［110］(111)滑移系的临界分切应力ζc为1MPa，回答下列问题：①要是(111)面上的错位沿［101］方向发生滑移，至少需要在［001］方向上施加多大的应力？②说明此时(111)面上的位错能否沿［110］方向滑移。
（计算结果保留两位有效数字）3：什么是伪共晶，离异共晶？说明它们的形成条件，组织形态以及对材料力学性能的影响。
4：图2试为组元在固态下完全不溶的三元共晶合金相图的投影图，作Ab的变温截面图，并分析O点成分合金的平衡结晶过程，写出室温下的组织。
5：试阐述晶粒度对钢的力学性能的影响，用位错观点解释晶粒度对屈服强度的影响规律，简述所学过的细化晶粒的工艺方法。
6：什么是魏氏组织？简述魏氏组织的形成条件，对钢力学性能的影响规律及其消除方法。
7：用T10A（含碳量1.0%,Ac1=730℃, Accm=800℃）钢制造冷冲头模的冲头，试制订最终热处理工艺（包括名称和具体参数），并说明热处理各阶段获得何种组织以及热处理后的工件的力学性能特点。
哈尔滨工业大学硕士研究生入学考试 哈工大金属材料与热处理原理试题
2010硕士研究生入学考试哈工大金属学与热处理一选择题（一个或多个答案）1.决定金属材料性能的因素有（）A晶体结构类型B晶体缺陷的种类与数量C组织状态D热加工工艺2．金属与非金属的区别有（）2页A良好的延展性B良好的导热性C正的电阻温度系数D负的电阻温度系数3.晶格常熟为a的奥氏体八面体间隙（）11页A是不对称的B间隙半径为0.146a C六个原子围成D位于面心和棱边中点4.铁由体心立方晶格变成密排六方晶格，其体积（）A将膨胀B将收缩C不发生变化D不确定39页5.在AC1到AC3温度区间加热时，奥氏体转变为铁素体的转变属于（）A二次再结晶B重结晶C同素异构转变D多晶型转变107页6.钢中的铁素体为（）A间隙相B间隙固溶体C间隙化合物D置换固溶体107页7.六方晶系[010]晶向指数，若改为四坐标轴的密勒指数标定，可表示为（）15页A[2-1-10] B[11-20] C[-12-10] D[1-210]8.晶面（101）和（1-11）所在的晶带轴指数为（）16页A[-110] B[0-11] C[10-1] D[1-10]9.大型铸件的细化可以采用（）A减小过冷度B变质处理C降低冷却速度D固溶与失效10.位错环周围的位错线的特点是（）31页A相同的位错类型B唯一的柏氏矢量C不同的位错类型D不同的柏氏矢量11.金属冷变形经过回复退火再结晶工艺之后的效果为（）A保持了加工硬化状态B有效消除了第二类内应力C减轻了翘曲和变形D提高了塑性韧性和耐磨性12.含碳量在2.11%钢中渗碳体的类型为（）120页A一次渗碳体B二次渗碳体C共晶渗碳体D共析渗碳体13.0.6%的铁碳合金平衡结晶到室温，则室温下该合金中（）A相组成物为铁素体和渗碳体B组织组成物为铁素体和奥氏体C铁素体含量为…. D奥氏体含量为……14.固溶体在正温度梯度条件下结晶时（）54页A垂直方式长大B螺型位错C二维晶核方式D可能呈平面状胞状树枝状15.碳溶于a-Fe中形成的过饱和间隙式固溶体称为（）107页A铁素体B奥氏体C马氏体D贝氏体16.第一类回火脆性（）219页A又称低温回火脆性B在几乎所有钢中可能出现C又称高温回火脆性D又称不可逆回火脆性17.过共析钢经过正火后（）A调整硬度便于机械加工B细化晶粒消除内应力C消除魏氏组织和带状组织D消除网状碳化物18.三元合金变温截面图可以（）A确定三元合金平衡相成分B定性分析三元合金的平衡结晶过程C应用杠杆定律和重心法则D确定平衡相的含量19铝锭300度进行塑性变形时，其组织性能变化（）161页A逐渐形成纤维组织和形变织构B位错密度升高形成形变包C产生残余内应力和点阵畸变D气泡焊合缩松压实成分均匀化20单相铝合金提高强度和硬度的方法为（）A固溶和时效B淬火和回火C冷变形和再结晶D退火和正火二判断题1.（）冷变形态金属构件经再结晶退火工艺处理后，其晶粒外形与晶格类型均可能发生变化。
金属学与热处理考试试卷及答案
金属学与热处理考试试卷一、选择题（每小题2分，共12分）1、当晶格常数相同时，FCC晶体比BCC晶体 ( )。
A．原子半径大，但致密度小； B．原子半径小，但致密度大；C．原子半径大，但致密度也大； D．原子半径小．但致密度也小。
2、能使单晶体产生塑性变形的应力为( )。
A．正应力 B．切应力 C．原子活动力 D．复合应力3、钢在淬火后所获得的马氏体组织的粗细主要取决于( )A．奥氏体的本质晶粒度 B．奥氏体的实际晶粒度C．奥氏体的起始晶粒度 D．加热前的原始组织4、过共析钢的正常淬火加热温度是( )。
A．Acm十(30—50℃) B．Ac3十(30—50℃)C．Ac1十(30—50℃) D．Ac1一(30—50℃)5、制造手工锯条应采用( )。
A．45钢淬火＋低温回火 B．65Mn淬火＋中温回火C．T12钢淬火＋低温回火 D．9SiCr淬火＋低温回火6、LYl2的( )。
A．耐蚀性好 B．铸造性能好 C．时效强化效果好 D．压力加工性好二、填空题（每空1分，共15分）1、实际金属中存在有、和三类晶体缺陷。
2、为了使金属结晶过程得以进行，必须造成一定的，它是理论结晶温度与的差值。
3、碳在α—Fe中的间隙固溶体称为，它具有晶体结构．在℃时碳的最大溶解度为％。
4、当钢中发生奥氏体向马氏体转变时，原奥氏体中碳含量越高，则Ms点越转变后的残余奥氏体量就越。
5、除处，其他的合金元素溶人A中均使C曲线向移动，即使钢的临界冷却速度，淬透性。
三、名词解释（每小题2分，共10分）1、相：。
2、热处理：。
3、置换固溶体：。
4、加工硬化：。
5、珠光体：。
四、判断题（每小题1分，共5分）1、固溶体的强度和硬度，比组成固溶体的溶剂金属的强度和硬度高。
( )2、实际金属是由许多结晶位向都完全相同的小晶粒组成的。
( )3、T10和T12钢如其淬火温度—样，那么它们淬火后残余奥氏体量也是一样的。
( ) 4、高速钢反复锻造是为了打碎鱼骨状共晶莱氏体，使其均匀分布于基体中。
金属学与热处理(哈尔滨工业大学_第二版)课后习题答案_附总复习提纲加习题
第六章1.试用多晶体的塑性变形过程说明金属晶粒越细强度越高、塑性越好的原因是什么？2.答：由Hall-Petch 公式可知，屈服强度σs 与晶粒直径平方根的倒数 d v2呈线性关系。
在多晶体中，滑移能否从先塑性变形的晶粒转移到相邻晶粒主要取决于在已滑移晶粒晶界附近的位错塞积群所产生的应力集中能否激发相邻晶粒滑移系中的位错源，使其开动起来，从而进行协调性的多滑移。
由τ=nτ0知，塞积位错数目n越大，应力集中τ越大。
位错数目n与引起塞积的晶界到位错源的距离成正比。
晶粒越大，应力集中越大，晶粒小，应力集中小，在同样外加应力下，小晶粒需要在较大的外加应力下才能使相邻晶粒发生塑性变形。
在同样变形量下，晶粒细小，变形能分散在更多晶粒内进行，晶粒内部和晶界附近应变度相差较小，引起的应力集中减小，材料在断裂前能承受较大变形量，故具有较大的延伸率和断面收缩率。
另外，晶粒细小，晶界就曲折，不利于裂纹传播，在断裂过程中可吸收更多能量，表现出较高的韧性。
2.金属材料经塑性变形后为什么会保留残留内应力？研究这部分残留内应力有什么实际意义？金属材料经塑性变形后为什么会保留残留内应力？研究这部分残留内应力有什么实际意义？答：残余内应力存在的原因1）塑性变形使金属工件或材料各部分的变形不均匀，导致宏观变形不均匀；2）塑性变形使晶粒或亚晶粒变形不均匀，导致微观内应力；3）塑性变形使金属内部产生大量的位错或空位，使点阵中的一部分原子偏离其平衡位置，导致点阵畸变内应力。
实际意义：可以控制材料或工件的变形、开裂、应力腐蚀；可以利用残留应力提高工件的使用寿命。
3.何谓脆性断裂和塑性断裂，若在材料中存在裂纹时，试述裂纹对脆性材料和塑性材料断裂过程中的影响。
答：塑性断裂又称为延性断裂，断裂前发生大量的宏观塑性变形，断裂时承受的工程应力大于材料的屈服强度。
在塑性和韧性好的金属中，通常以穿晶方式发生塑性断裂，在断口附近会观察到大龄的塑性变形痕迹，如缩颈。
金属学与热处理(哈尔滨工业大学_第二版)课后习题问题详解
第一章1.作图表示出立方晶系（1 2 3）、（0 -1 -2）、（4 2 1）等晶面和[-1 0 2]、[-2 1 1]、[3 4 6] 等晶向3.某晶体的原子位于正方晶格的节点上，其晶格常数a=b≠c，c=2/3a。
今有一晶面在X、Y、Z坐标轴上的截距分别是5个原子间距，2个原子间距和3个原子间距，求该晶面的晶面参数。
解：设X方向的截距为5a，Y方向的截距为2a，则Z方向截距为3c=3X2a/3=2a，取截距的倒数，分别为1/5a，1/2a，1/2a化为最小简单整数分别为2,5,5故该晶面的晶面指数为（2 5 5）4.体心立方晶格的晶格常数为a，试求出（1 0 0）、（1 1 0）、（1 1 1）晶面的晶面间距，并指出面间距最大的晶面解：（1 0 0）面间距为a/2，（1 1 0）面间距为√2a/2，（1 1 1）面间距为√3a/3三个晶面晶面中面间距最大的晶面为（1 1 0）7.证明理想密排六方晶胞中的轴比c/a=1.633证明：理想密排六方晶格配位数为12，即晶胞上底面中心原子与其下面的3个位于晶胞内的原子相切，成正四面体，如图所示则OD=c/2，AB=BC=CA=CD=a因△ABC是等边三角形，所以有OC=2/3CE由于(BC)2=(CE)2+(BE)2则有(CD)2=(OC)2+(1/2c)2，即因此c/a=√8/3=1.6338.试证明面心立方晶格的八面体间隙半径为r=0.414R解：面心立方八面体间隙半径r=a/2-√2a/4=0.146a面心立方原子半径R=√2a/4，则a=4R/√2，代入上式有R=0.146X4R/√2=0.414R9.a）设有一刚球模型，球的直径不变，当由面心立方晶格转变为体心立方晶格时，试计算其体积膨胀。
b）经X射线测定，在912℃时γ-Fe的晶格常数为0.3633nm，α-Fe的晶格常数为0.2892nm，当由γ-Fe转化为α-Fe时，求其体积膨胀，并与a）比较，说明其差别的原因。
《金属学及热处理》复习习题及答案.
第一章金属及合金的晶体结构复习题一、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．空间点阵：描述晶体中原子（离子、分子或原子集团）规律排列的空间格架称为空间点阵。
4．晶格：一个能反映原子排列规律的空间格架。
5．晶胞：构成晶格的最基本单元。
6．晶界：晶粒和晶粒之间的界面。
7．单晶体：只有一个晶粒组成的晶体。
8．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。
9．晶粒：组成多晶体的各个小单晶体的外形一般为不规则的颗粒状，故通常称之为晶粒。
10．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。
11．组元：组成合金最基本的、独立的物质称为组元。
12．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。
13．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。
14．固熔体：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的排列是否规则。
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．晶体与非晶体最根本的区别是原子（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，而非晶体则不是。
9．金属晶体中最主要的面缺陷是晶界和亚晶界。
金属学与热处理试题及答案精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版复习自测题绪论及第一章金属的晶体结构自测题(一)区别概念1．屈服强度和抗拉强度；2．晶体和非晶体；3 刚度与强度(二)填空1．与非金属相比，金属的主要特性是2．体心立方晶胞原子数是，原子半径是，常见的体心立方结构的金属有。
3．设计刚度好的零件，应根据指标来选择材料。
是材料从状态转变为状态时的温度。
4 TK5 屈强比是与之比。
6．材料主要的工艺性能有、、和。
7 材料学是研究材料的、、和四大要素以及这四大要素相互关系与规律的一门科学；材料性能取决于其内部的，后者又取决于材料的和。
8 本课程主要包括三方面内容：、和。
(三)判断题1．晶体中原子偏离平衡位置，就会使晶体的能量升高，因此能增加晶体的强度。
( )2．因为面心立方和密排六方晶体的配位数和致密度都相同，因此分别具有这两种晶体结构的金属其性能基本上是一样的。
( )3．因为单晶体具有各向异性，多晶体中的各个晶粒类似于单晶体，由此推断多晶体在各个方向上的性能也是不相同的。
( )4．金属的理想晶体的强度比实际晶体的强度高得多。
5．材料的强度高，其硬度就高，所以其刚度也大。
(四)改错题1．通常材料的电阻随温度升高而增加。
3．面心立方晶格的致密度为0．68。
4．常温下，金属材料的晶粒越细小时，其强度硬度越高，塑性韧性越低。
5．体心立方晶格的最密排面是｛100｝晶面。
(五) 问答题1．从原子结合的观点来看，金属、陶瓷和高分子材料有何主要区别?在性能上有何表现?2．试用金属键结合的方式，解释金属具有良好导电性、导热性、塑性和金属光泽等基本特性。
(六) 计算作图题1．在一个晶胞中，分别画出室温纯铁(011)、(111)晶面及[111)、[011)晶向。
2．已知一直径为11．28mm，标距为50mm的拉伸试样，加载为50000N时，试样的伸长为0.04mm。
撤去载荷，变形恢复，求该试样的弹性模量。
3．已知a-Fe的晶格常数a=0.28664nm，γ-Fe的晶格常数a=0.364nm。
2017考研哈尔滨工业大学金属学及热处理真题
2017考研哈尔滨工业大学金属学及热处理真题2017年___金属学及热处理考研真题一、（10分）写出体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格晶体的滑移面、滑移方向和滑移系数目。
在其他条件相同时，哪种晶体结构的晶体塑性最好？哪种最差？为什么？体心立方晶格的滑移面为{110}，滑移方向为[111]，滑移系数目为48；面心立方晶格的滑移面为{111}，滑移方向为[110]，滑移系数目为12；密排六方晶格的滑移面为{0001}，滑移方向为，滑移系数目为3.在其他条件相同时，密排六方晶格的晶体塑性最好，因为其滑移面和滑移方向最多，滑移系数目最小；面心立方晶格次之，体心立方晶格最差，因为它们的滑移面和滑移方向较少，滑移系数目较大。
二、（15分）滑移是什么？请绘图说明在拉伸变形时，晶体滑移过程中的转动机制。
滑移是晶体中原子沿着特定的晶面和晶向移动的过程，是晶体塑性形变的基本机制。
在拉伸变形时，晶体沿着滑移面和滑移方向发生滑移，滑移过程中晶体中的晶粒会发生转动，使得滑移方向与晶体中某些晶向的夹角发生变化。
三、（15分）制造机床主轴所需的预备热处理及最终热处理工艺规程应包括哪些工艺名称和具体工艺参数？请分别说明预备热处理及最终热处理后获得的显微组织。
（Ac1=730℃，Ac3=800℃）预备热处理应包括退火和正火两个工艺名称。
具体工艺参数为：退火温度为750-780℃，保温时间为2小时，冷却速率为30℃/h；正火温度为830-860℃，保温时间为2小时，冷却速率为水淬。
预备热处理后获得的显微组织为珠光体和少量贝氏体。
最终热处理应包括回火和淬火两个工艺名称。
具体工艺参数为：回火温度为550-600℃，保温时间为2小时，冷却速率为自然冷却；淬火温度为820-850℃，保温时间为2小时，冷却速率为水淬。
最终热处理后获得的显微组织为马氏体。
四、（15分）A、B、C三组元的熔点tA>tB>tC，三个二元共晶温度tE1>tE2>tE3，tC>tE1。
金属学与热处理(哈尔滨工业大学_第二版)课后习题答案_附总复习提纲加习题
第一章1.作图表示出立方晶系（1 2 3）、（0 -1 -2）、（4 2 1）等晶面和[-1 0 2]、[-2 1 1]、[3 4 6] 等晶向3.某晶体的原子位于正方晶格的节点上，其晶格常数a=b≠c，c=2/3a。
今有一晶面在X、Y、Z坐标轴上的截距分别是5个原子间距，2个原子间距和3个原子间距，求该晶面的晶面参数。
解：设X方向的截距为5a，Y方向的截距为2a，则Z方向截距为3c=3X2a/3=2a，取截距的倒数，分别为1/5a，1/2a，1/2a化为最小简单整数分别为2,5,5故该晶面的晶面指数为（2 5 5）4.体心立方晶格的晶格常数为a，试求出（1 0 0）、（1 1 0）、（1 1 1）晶面的晶面间距，并指出面间距最大的晶面解：（1 0 0）面间距为a/2，（1 1 0）面间距为√2a/2，（1 1 1）面间距为√3a/3三个晶面晶面中面间距最大的晶面为（1 1 0）7.证明理想密排六方晶胞中的轴比c/a=1.633证明：理想密排六方晶格配位数为12，即晶胞上底面中心原子与其下面的3个位于晶胞内的原子相切，成正四面体，如图所示则OD=c/2，AB=BC=CA=CD=a因△ABC是等边三角形，所以有OC=2/3CE由于(BC)2=(CE)2+(BE)2则有(CD)2=(OC)2+(1/2c)2，即因此c/a=√8/3=1.6338.试证明面心立方晶格的八面体间隙半径为r=0.414R解：面心立方八面体间隙半径r=a/2-√2a/4=0.146a面心立方原子半径R=√2a/4，则a=4R/√2，代入上式有R=0.146X4R/√2=0.414R9.a）设有一刚球模型，球的直径不变，当由面心立方晶格转变为体心立方晶格时，试计算其体积膨胀。
b）经X射线测定，在912℃时γ-Fe的晶格常数为0.3633nm，α-Fe的晶格常数为0.2892nm，当由γ-Fe转化为α-Fe时，求其体积膨胀，并与a）比较，说明其差别的原因。
哈尔滨工业大学秋季学期金属学及热处理A试卷及答案
姓名: 班级: 学号:遵 守 考 试 纪 律 注意 行 为 规 范哈尔滨工业大学（威海） 2012/2013 学年秋季学期金属学及热处理A 试题卷（A ）考试形式（开、闭卷）： 闭卷 答题时间： 120 （分钟） 本卷面成绩占课程成绩 80 %一、名词解释（每题2分，共40分）1. 固溶体2. 晶胞3. 结构起伏4. 枝晶偏析5. 珠光体6. 滑移7. 细晶强化8. 回复9. 惯析面10. 球化退火11. 时效强化12. 离异共晶13. 三次渗碳体14. 超塑性15. 淬透性16. 中温回火17. 刚度18. 调质19. 软位向20. 下贝氏体二、简答题（每题6分，共24分）1. 影响置换固溶体固溶度的因素有哪些？2. 简述滑移与孪生的异同，比较它们在塑形变形过程中的作用？3. 试推导球状晶核在液相中形成时的临界形核半径及形核功？4. 简述不同温度下的回复机制？三、计算题（第一题10分，第二题12分，共22分）1. 画出纯铜晶体的一个晶胞并完成下列工作：（1）计算其致密度。
（2）求（121）与（100）决定的晶带轴与（001）和（111）所决定的晶带轴所构成的晶面的晶面指数。
2. 绘制铁碳平衡相图并标出图中各区相组成；写出包晶反应、共晶反应、共析反应的反应式并注明反应温度。
试分析含碳量为0.40wt.%的铁碳合金冷却时的组织转变过程并计算钢中组织组成物（先共析铁素体和珠光体）和相组成物（铁素体和渗碳体）的相对含量。
四、论述题（每题14分，共14分）普通车床的主轴要求具备较好的综合力学性能，一般选用中碳合金钢40Cr （0.4%C）制造，加工工艺路线如下：锻造→正火→切削加工→淬火→回火→精磨→装配：1.若不经正火工艺，会对零件的组织与性能产生什么影响？2.淬火加热的临界温度应如何选择？淬火得到什么组织？3.选择什么温度回火？与淬火组织相比，回火组织的性能有什么变化？4.在不考虑成本的前提下，要想进一步提高轴颈表面的耐磨性，请你推荐其他的强化方法并简述理由？哈尔滨工业大学（威海） 2012/2013 学年秋季学期金属学及热处理A 试题卷（A）参考答案考试形式（开、闭卷）：闭卷答题时间： 120 （分钟）本卷面成绩占课程成绩 80 %一、名词解释（每题2分，共40分）1. 固溶体：一种或多种溶质原子溶入主组元(溶剂组元)的晶格中且仍保持溶剂组元晶格类型的一类固态物质。
哈工大金属学与热处理原理初试经典试题
哈工大金属学与热处理原理初试经典试题第三章什么是成分过冷？画图说明成分过冷是如何形成的？（以固相中无集中，液相中只有集中而无对流搅拌的状况为例说明）并说明成分过冷对晶体长大方式及铸锭组织的影响。
成分过冷：实质是液相成分变化引起过冷状况发生变化。
异分结晶必定导致溶质在液、固相中的浓度变化，而固溶体的平衡结晶温度则随合金成分的不同而变化，进而引起过冷状况变化。
自己把图画上（共五个）假设液态金属中仅集中，即集中不能充分进行。
由图（a）结晶的固相成分总是低于平衡成分Co,故将溶质排到界面前沿，由于不能充分集中，便在界面处产生溶质浓度梯度薄层。
结合图（C）（d）,固溶体平衡结晶温度随溶质浓度的变化而变化。
将实际温度分布（b）与平衡结晶温度分布（e）叠加，便在固液界面前肯定范围的液相中消失了过冷区域。
平衡结晶温度与实际结晶温度之差为过冷度，这个过冷度是由于液相中成分变化引起的，故称为成分过冷。
成分过冷对晶体长大方式的影响：随着成分过冷的增大，固溶体晶体由平面状向胞状、树枝状的形态进展成分过冷对铸锭组织的影响：固溶体合金的铸锭组织也是由表层细晶区、柱状晶区、中心等轴晶区组成。
当溶质含量固定时，随着G的增加成分过冷区下降，铸锭组织由等轴晶向柱状晶进展；当G 固定时，随着浓度的增加，成分过冷区增大，铸锭组织由柱状晶向等轴晶过度，有利于等轴晶形成。
（注：液相中的温度梯度G越小，成长速度R和溶质的浓度CO越大，则有利于形成成分过冷Q第四章试述铁碳合金平衡组织中铁素体和渗碳体的形态、特征和数量对合金组织和性能的影响。
从奥氏体中析出的铁素体一般呈块状，而经共析反应生成的珠光体中的铁素体，由于同渗碳体要相互制约，呈交替层片状。
而渗碳体由于生成的条件不同，使其形态变得非常简单。
当W（C）=O.0218%时，三次渗碳体从铁素体中析出，沿晶界呈小片状分布。
共析渗碳体是经共析反应生成的，与铁素体呈交替层片状，而从奥氏体中析出的二次渗碳体，则以网络状分布于奥氏体的晶界.共晶渗碳体是与奥氏体相关形成的，在莱氏体中为连续的基体，比较粗大，有时呈鱼骨状。
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2017考研哈尔滨工业大学金属学及热处理真题
考试科目：金属学及热处理报考专业：材料学、材料加工工程、材料物理与化学
一、（10分）分别写出体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格晶体的滑移面、滑移方向和滑移系数目。
在其它条件相同时，那种晶体结构的晶体塑性最好？那种最差？为什么？
二、（15分）什么是滑移？绘图说明在拉伸变形时，晶体滑移过程中的转动机制。
三、（15分）用45号钢（Wc=0.45% ）制造机床主轴，要求具有良好的机械性能，请制订预备热处理及最终热处理工艺规程（包括工艺名称和具体工艺参数），并分别说明预备热处理及最终热处理后获得的显微组织。
（Ac1=730℃，Ac3=800℃）
四、（15分）A、B、C三组元的熔点tA>tB>tC，三个二元共晶温度tE1>tE2>tE3,tC>tE1,
1.根据给出的三元共晶相图的投影图，作出hk变温截面图；
2.作出t=tE2时的等温截面图。
五、（15分）画出由两个包晶转变、一个共析转变和一个包析转变组成的二元合金状态图。
六、（15分）什么是均匀形核？什么是非均匀形核？非均匀形核时，球冠状晶核以及晶核与基底的关系如图所示，试推导出临界晶核曲率半径和形核功。
七、（15分）说明Al-4%Cu合金的过饱和固溶体在190℃时效脱溶过程及力学性能的变化。