金属工艺学复习资料

《金属工艺学》复习资料一、填空题1.机械设计时常用抗拉强度（σb）和屈服强度（σs或σ0.2）两种强度指标。2.若退火亚共析钢试样中先共析铁素体占41.6％，珠光体58.4％，则此钢的含碳量为约0.46％。3.屈强比是屈服强度与抗拉强度之比。4.一般工程结构用金属是多晶体，在各个方向上的性能相同，这就是实际金属的各向同性现象。5.实际金属存在点缺陷、线缺陷和面缺陷三种缺陷。实际晶体的强度比理想晶体的强度低（高，低）得多。6.根据组成合金的各组元之间的相互作用不同，合金的结构可分为两大类：固溶体和金属化合物。固溶体的晶格结构同溶剂，其强度硬度比纯金属的高。7.共析钢加热至Ac1时将发生珠光体向奥氏体的转变，其形成过程包括四个阶段。8.把两个45钢的退火态小试样分别加热到Ac1～Ac3之间和Ac3以上温度水冷淬火，所得到的组织前者为马氏体+铁素体+残余奥氏体，后者为马氏体＋残余奥氏体。二、判断改错题（×）1.随奥氏体中碳含量的增高，马氏体转变后，其中片状马氏体减少，板条状马氏体增多。（×）2.回火屈氏体、回火索氏体和过冷奥氏体分解时形成的屈氏体、索氏体，只是形成过程不同，但组织形态和性能则是相同的。（×）3.退火工件常用HRC标出其硬度，淬火工件常用HBS标出其硬度。（√）4.马氏体是碳在α－Fe中所形成的过饱和固溶体；当发生奥氏体向马氏体的转变时，体积发生膨胀。（×）5.表面淬火既能改变工件表面的化学成分，也能改善其心部组织与性能。（√）6.化学热处理既能改变工件表面的化学成分，也能改善其心部组织与性能。（√）7.高碳钢淬火时，将获得高硬度的马氏体，但由于奥氏体向马氏体转变的终止温度在0℃以下，故钢淬火后的组织中保留有少量的残余奥氏体。（×）8.为了消除加工硬化便于进一步加工，常对冷加工后的金属进行完全退火。（×）9.片状珠光体的机械性能主要决定于珠光体的含碳量。（×）10.由于钢回火的加热温度在A1以下，所以淬火钢在回火时没有组织变化。三、选择题1.钢在淬火后所得的组织是（A）A.淬火马氏体B.回火索氏体C.回火屈氏体D.索氏体2.在淬火钢中，当含碳量增加到0.6％以后，随含碳量的增加，硬度增加缓慢，这是因为（A）A.随含碳量的增加，残余奥氏体的量增多B.随含碳量的增加，片状马氏体的量增多C.随含碳量的增加，淬火内应力增大D.随含碳量的增加，非马氏体的量减少3.若钢中加入的合金元素能使C曲线左移，则将使钢的淬透性（B）A.提高B.降低C.不改变D.对小试样堤高，对大试样则降低4.下列钢铁材料中切削性能较好的是（B）A.工业纯铁B.45钢C.白口铸铁D.T12A钢5.钢锭中的疏松可以能过下面哪种方法改善（B）A.完全退火B.足够变形量的锻轧C.扩散退火D.正火6.正火T8钢与完全退火T8钢相比（B）A.前者珠光体更细密，故强度要低些B.前者珠光体更细密，故强度要高些C.前者珠光体更粗大，故强度要低些D.前者珠光体更粗大，故强度要高些7.退火亚共析钢，随含碳量的增加（B）A.HBS、σb值减小，δ、aK值增加B.HBS、σb值增加，δ、aK值减小C.HBS、σb值增加，δ、aK值增加D.HBS、σb值减小，δ、aK值减小8.碳含量为Wc＝4.3％的铁碳合金具有良好的（D）A.可锻性B.切削加工性能C.可焊性D.铸造性能9.建筑用钢筋宜选用（C）A.高碳钢B.中碳钢C.低碳钢D.工具钢10.下述退火态钢中强度最高的是（D）A.T13钢B.45钢C.65钢D.T8钢四、简答题1.某厂仓库有20钢、45钢、T12钢和白口铸铁，大小和形状都一样，根据所学知识，可用哪些简单方法把它们迅速区分开？请说明理由。答：方法一：硬度测试。硬度值大小顺序是：白口铸铁T12钢45钢20钢。因为铁碳合金的硬度随含碳量的增加而升高；四种铁碳合金的含碳量是：白口铸铁（大于2.11%C）T12钢（1.2%C）45钢（0.45%）20钢（0.2%C）。方法二：分别制备四种材料的金相试样，在金相显微镜上进行显微组织观察。亚共析钢组织为（F＋P），且亚共析钢中随含碳量增加铁素体减少，珠光体增多；过共析钢组织为（P＋Fe3CⅡ），且当Wc0.9％时，Fe3CⅡ沿晶界呈网状分布；白口铸铁的组织中有莱氏体。所以，组织为（F＋P）而铁素体少的为20钢、珠光体多的为45钢；组织中有Fe3CⅡ沿晶界呈网状分布的T12钢，有莱氏体组织存在的是白口铸铁。2．60钢经正常淬火后得到什么组织？经退火后得到什么组织？60钢淬火后分别在200℃、400℃、600℃回火又得到什么组织？答：60钢淬火后组织为马氏体；退火组织为珠光体＋铁素体；200℃回火后组织为回火马氏体；400℃回火后为回火屈氏体；600℃回火后为回火索氏体。五、综合分析题用一根冷拉钢丝绳吊装一大型工件进入热处理炉，并随工件一起加热到1000℃保温，当出炉后再次吊装工件时，钢丝绳发生断裂，试分析其原因。答：冷拉钢丝绳是利用加工硬化效应提高其强度的，在这种状态下的钢丝中晶体缺陷密度增大，强度增加，处于加工硬化状态。在1000℃时保温，钢丝将发生回复、再结晶和晶粒长大过程，组织和结构恢复到软化状态。在这一系列变化中，冷拉钢丝的加工硬化效果将消失，强度下降，在再次起吊时，钢丝将被拉长，发生塑性变形，横截面积减小，强度将比保温前低，所以发生断裂。一、填空题（共30分，每空1分）1.F和A分别是碳在α-Fe、γ-Fe中所形成的间隙固溶体。2.液态金属结晶时常用的细化晶粒的方法有增加过冷度、加变质剂、增加液体的流动。3.加热是钢进行热处理的第一步，其目的是使钢获得奥氏体组织。4．在Fe-Fe3C相图中，钢与铸铁分界点的含碳量为2.11%。5．完全退火主要用于亚共析钢，其加热温度为：Ac3+（30～50）℃。6．1Cr18Ni9Ti是不锈钢，其碳的质量分数是0.1%。7.QT600-03中的“600”的含义是：σb≥600MPa。8．T8MnA是碳素工具钢，其中“A”的含义是高级优质。9．40Cr是合金结构钢，其Cr的主要作用是提高淬透性、强化铁素体。10．调质件应选中碳成分的钢，渗碳件应选低碳成分的钢。11．化学热处理的基本过程包括：化学介质分解出渗入元素的活性原子，活性原子被工件表面吸附，原子由表层向内扩散形成渗层。12．按冷却方式的不同，淬火可分为单介质淬火、双介质淬火、等温淬火、分级淬火等。13．60钢（Ac1≈727℃，Ac3≈766℃）退火小试样经700℃、740℃、800℃加热保温，并在水中冷却得到的组织分别是：P+F，F+M+Ar，M+Ar。14．金属的冷加工与热加工是按再结晶温度来划分的。15．制造形状简单、小型、耐磨性要求较高的热固性塑料模具应选用T10钢，而制造形状复杂的大、中型精密塑料模具应选用3Cr2Mo钢。（请从45、T10、3Cr2Mo、Q235A中选择）二．判断题1．碳钢在室温下的相组成物是铁素体和渗碳体。√2．铁碳合金平衡结晶时，只有成分为0.77%的共析钢才能发生共析反应。×3．在1100℃，含碳0.4%的钢不能进行锻造，含碳4.0%的铸铁能进行锻造。×4．细晶强化能同时提高钢的强度和韧性。√5．碳的质量分数对碳钢力学性能的影响是：随着钢中碳的质量分数的增加，硬度、强度增加，塑性、韧性也随着增加。×6．固溶强化是指因形成固溶体而引起的合金强度、硬度升高的现象。√7．淬火临界冷却速度是钢抑制非马氏体转变的最小冷却速度。√8．可锻铸铁具有一定的塑性，可以进行锻造加工。×9．高速钢铸造后需要反复锻造是因为硬度高不易成形。×10．同一钢种，在相同的加热条件下，水冷比油冷的淬透性好，小件比大件的淬透性好。√三．单项选择题（共15分，每小题1分）1．金属材料在外力用下抵抗变形和断裂的能力叫：a.强度b.硬度c.塑性2．晶体中的位错是一种：a.点缺陷√b.线缺陷c.面缺陷3．实际金属结晶时，形核和晶体长大的方式主要是：a.平面长大√b.树枝状长大c.两者都不对4．在铁碳合金平衡组织中，塑性最好的是：√a.Fb.Ac.P5．加工硬化使金属：a.强度降低、塑性升高b.强度增大、塑性升高√c.强度增大、塑性降低6．下列钢淬透性高低排列顺序正确的是：a.T8＞45＞20CrMnTi＞20b.20CrMnTi＞20＞45＞T8√c.20CrMnTi＞T8＞45＞207．钢在淬火后获得M组织的粗细主要取决于：a.A的本质晶粒度√b.A的实际晶粒度c.A的起始晶粒度8．珠光体是一种：a.单相固溶体√b.两相混合物c.Fe与C的混合物9．高速钢的红硬性取决于：a.钢的碳含量b.马氏体的多少√c.淬火加热时溶于奥氏体中的合金元素的量10．绑扎物件宜选用√a.低碳钢b.中碳钢c.高碳钢11．灰铸铁的石墨形态是√a.片状b.团絮状c.球状12．下列零件与构件中选材不正确的是：a.机床床身用HT150b.桥梁用16Mn√c.热作模具用Cr12MoV13．不同成分的钢应采用不同的热处理工艺调整其硬度，以便于切削加工性能。一般低碳钢宜采用：√a.正火b.完全退火c.球化退火14．制造汽车板簧应采用：a.T12，淬火+低温回火√b.65Mn，淬火+中温回火c.45钢，淬火+高温回火15．下列说法错误的是：√a.调质处理是淬火+中温回火。b.40Cr钢一种常用的合金结构钢，具有良好的综合力学性能好。c.灰口铸铁可通过表面淬火，提高其表面的硬度和耐磨性。四．综合分析题2．淬火钢为什么要进行回火处理？答：淬火钢的组织是：M+Ar，属亚稳组织，硬度高脆性大，同时淬火钢具有较大的内应力，直接使用易造成工件的变形或开裂。回火的目的：减少或消除内应力，降低钢的脆性；使M+Ar分解，稳定组织；获得所需力学性能。3．试为下列工具选材，并确定热处理方式。（1）手用锯条；（2）板牙；（3）高速车刀。备选材料：T12、40Cr、9SiCr、65Mn、W18Cr4V、GCr15、Cr12MoV。答：手用锯条：T12，球化退火→淬火+低温回火;板牙：9SiCr，球化退火→淬火+低温回火高速车刀：W18Cr4V，退火（完全退火或等温退火）→高温淬火+560℃三次回火一、填空题1．16Mn是低合金结构钢，其碳的质量分数是0.16%。2．Q235A是碳素结构钢，其中“A”的含义是质量等级为A。3．HT200中的“200”的含义是：σb≥200MPa。4．GCr15是滚动轴承钢，其Cr的质量分数是1.5%。5．α-Fe和γ-Fe的晶格结构分别是：体心立方、面心立方。6．按几何形式，实际金属中的晶体缺陷分为：点缺陷，线缺陷，面缺陷。8．球化退火主要用于过共析钢，其加热温度为：Ac1+20～30℃。9．T12钢（Ac1≈730℃，Accm≈820℃）退火小试样经700℃、780℃、860℃加热保温，并在水中冷却得到的组织分别是：P+F，Fe3C+M+Ar，M+Ar。10．为强化表面，渗碳件应选低碳钢，表面淬火应选中碳钢。11．渗碳钢在渗碳后缓慢冷却，由表面向心部的组织分布依次为：P+网状Fe3CⅡ，P，P+F。12．冷变形后的金属进行加热时将发生回复和再结晶。13．过共析钢淬火加热温度越高，淬火后马氏体中含碳量越高，残余奥氏体的量越多。14．M的显微组织形态有板条状和片状两种，其中板条状的韧性较好。15．为了改善碳素工具钢的切削加工性，常采用的热处理是：球化退火。二．判断题1.钢的热处理是通过加热，保温和冷却，以改变钢的形状、尺寸，从而改善钢的性能的一种工艺方法。×2温时，晶粒度级别越高，则金属的强度、塑性愈好。√3时应将钢加热到单相的奥氏体区进行。√4质处理是淬火+中温回火。×5溶体的强度比溶剂的强度低。×6体、索氏体、屈氏体都是铁素体和渗碳体组成的机械混合物。√7火临界冷却速度是钢获得马氏体的最小冷却速度。×8口铸铁可通过表面淬火，提高其表面的硬度和耐磨性。√9速钢淬火加热温度高是为了使合金元素充分溶解到奥氏体中。√10．Cr12、1Cr13、1Cr17都是不锈钢。×三．单项选择题1．材料在外力作用下产生永久塑性变形而不断裂的能力叫：Ca.强度b.硬度