金属材料热处理复习题及试卷(4)

2008 -- 2008 学年 上 学期 时间110分钟

金属材料热处理 课程 40 学时 学分 考试形式： 闭 卷

一．填空（每空2分，共24分）

1. 马氏体形态主要有________和________两种，其中 ________马氏体硬度高、塑性差。

2．中温回火主要用于处理______零件。

3．为了降低冷变形金属的强度和硬度，应采用______退火工艺。

4．铝合金按其成分及生产工艺特点，可分为 和 ,铝合金的时效方法可分为____和________两种。

5．根据渗碳剂在渗碳过程中聚集状态的不同，渗碳方法可以分为 、 和 二．选择题（每空2分，共12分） 1． 制造手用锯条应当选用（ ）

（a）T12钢经淬火和低温回火 （b）Cr12Mo钢经淬火和低温回火 （c）65钢淬火后中温回火

2．65、65Mn、50CrV等属于（ ）类钢，其热处理工艺一般为（ ） （a）工具钢，b）轴承钢，（c）弹簧钢，（d）渗碳+ 淬火+中温回火, (e)淬火+低温回火，(f)淬火+中温回火 3． 适合制造渗碳零件的钢有（ ）。

（a）16Mn、15、20Cr、1Cr13、12Cr2Ni4A （b）45、40Cr、65Mn、T12 （c）15、20Cr、18Cr2Ni4WA、20CrMnTi

4． 要制造直径16mm的螺栓，要求整个截面上具有良好的综合机械性能，应选用（ ） （a）45钢经正火处理 （b）60Si2Mn经淬火和中温回火 （c）40Cr钢经调质处理

5．铝合金（AI—Cu）在一般情况下，其时效次序为（ ）。

（a）富溶质原子区→θ→θ′→θ″ （b）富溶质原子区θ″→θ′→θ （c）θ→θ′→θ″富溶质原子区

三．简要回答：（每题6分，共24分） 1．从相图上看，怎样的合金才能进行热处理？ 2．什么是回火脆性，一般采用何种方法避免回火脆性？ 3 简述固溶、时效处理时的脱溶序列并分析原因。

4.在生产中有时采用两段时效工艺，第一次用较低的温度进行时效，第二次用较高的温度进行时效，目的何在？ 四．问答题

1．某工厂生产一种柴油机的凸轮，其表面要求具有高硬度（>HRC50）,而零件心部要求具有良好的韧性（ak50>j/c㎡），本来是采用45钢经调质处理后再在凸轮表面上进行高频淬火，最后进行低温回火。现因工厂库存的45钢已用完，只剩下15号钢，试说明以下几个问题。 （１） 原用45钢各热处理工序的目的。

（２） 该用15钢后，仍按45钢的上述工艺路线进行处理，能否满足性能要求？为什么？ （3） 改用15钢后，应采用怎样的热处理工艺才能满足上述性能要求？为什么？（18分） 2. 将Φ5mm的T8钢试样,加热至760℃,保温足够时间,用下列冷却工艺,将获得何种组织?

(1) 620℃ 等温退火； （2）随炉冷却；（3）320℃等温淬火； （4）水淬火150℃，马上加热到5

00℃等温足够时间。 （12分）

3.从下列材料中选择一种材料制造车刀（60Mn、40Cr、HT150和9SiCr），其工艺路线为：锻造—热处理1—机加工—热处理2—磨加工。（1）写出热处理1、2的工艺名称、大致的工艺参数及获得的组织；（2）写出各热处理工序的目的。（10分）

2008 -- 2008 学年 学期 时间110分钟

金属材料热处理 课程 学时 学分 考试形式： 闭 卷

一．填空（每空2分，共32分）

1. 共析钢过冷奥氏体等温转变曲线三个转变区的转变产物 是 ； ； 。

2. 共析钢淬火形成M+A'后，在低温、中温、高温回火后的产物分别为 ； ； 。

3. 45钢正火后渗碳体呈 状，调质处理后渗碳体呈 状。 4．中温回火主要用于 典型零件处理，回火后得到 组织。

5 ．铝合金按其成分及生产工艺特点，可分为 和 ；变形铝合金按热处理性质可分为 铝合金和 铝合金两类； 铝合金的时效方法可分为 ; 和 两种。 二．判断题（对的画?、错的画×）（每题为2分，共14分）

1.调质处理的主要目的是提高钢的综合力学性能。 （ ） 2．有高温回火脆性的钢，回火后应该采用快速冷却。 （ ）

3．由于再结晶的过程是一个形核长大的过程，因而再结晶前后金属的晶格结构发生变化。 （ ） 4．金属的预变形度越大，其开始再结晶的温度越高。 （ ） 5.热加工是指在室温以上的塑性变形加工。 （ ） 6．为了保持冷变形金属的强度和硬度，应采用再结晶退火。 （ ） 7.马氏体的等温转变一般不能进行到底，完成一定的转变量后就停止了。 （ ） 三．简要回答：（每题7分，共28分）

1.什么是无沉淀析出带？分析其产生的原因及此现象对合金性能的影响。 2.说明钢淬火后回火的必要性。

3 简述固溶、时效处理时的脱溶序列并分析原因。

4.用热处理基本工艺曲线形式表示均匀化退火、完全退火、淬火、回火工艺。 四．问答题

1. 试述Al-Zn-Mg-Cu 合金经峰时效处理后的性能特点，如果存在性能缺陷，能采用何种措施进行改善，

并简要分析原因。（14分）

2．用20CrMnTi为材料制造汽车变速箱齿轮，试制定其热处理生产工艺。请采用调质和渗碳两种方法，并比较两者区别。（12分）

2008 -- 2008 学年 学期 时间110分钟 金属材料热处理 课程 40 学时 学分 考试形式： 闭 卷

一、 填空题（本题25分，每空1分）

1．热处理基本工艺参数：（ ）;（ ）;（ ）;（ ）.

2. 共析钢过冷奥氏体等温转变曲线高温转变区的转变产物是 （ ），（ ），（ ）。 3. 45钢正火后渗碳体呈（ ）状，调质处理后渗碳体呈（ ） 状。 4．为了保持冷变形金属的强度和硬度，应采用（ ）退火

5．中温回火主要用于处理（ ）类型的零件，回火后得到（ ）组织。

6. .时效强化是（ ）与（ ）的相互作用。主要有（ ）强化机制与（ ）强化机制。

7. 再结晶的驱动力是变形时与( )有关的储能。再结晶形核的主要机制有应变诱发的( )迁移机制及( )长大的形核机制。

8 .新相形核的阻力是 新相与母相之间的（ ）能；新相与母相比容积差导致的（ ）能。 9． 铝合金的等温时效方法可分为（ ）时效和（ ）时效。

10.回归时间过长，则会出现对应于该温度下的（ ） ，使硬度重新升高，或发生（ ）时效，达不到回归处理的效果。

二、简答题（本题30分，每小题6分） 1.简述均匀化处理的目的.

2.冷变形金属退火时的加热速度过慢或过快均有升高再结晶温度的趋势，为什么？ 3. 简述无沉淀析出带产生的原因及这一观点对合金性能的影响。

4.请说明在时效过程中为什么一般均是先出现亚稳过渡相而不直接形成稳定相？

5. 人工时效时，对应于局部脱溶的某一阶段晶间腐蚀速率会出现最大，腐蚀抗力最小。为什么？ 三、问答题（本题45分）

1.由T12材料制成的丝锥，硬度要求为HRC60～64。生产中混入了45钢料，如果按T12钢进行淬火＋低温回火处理，问其中45钢制成的丝锥的性能能否达到要求？为什么？（15分）

2.为下列材料的热处理工艺选择合适的加热范围，并说明理由。（1）20钢完全退火；（2）40钢高温回火；（3）T10钢淬火；（4）T10钢正火；（5）T10钢低温回火

(温度选择用Ac1,Acm等代号表示)（15分）

3. 在生产中有时采用两段时效工艺，即第一次用较低的温度进行时效，第二次用较高的温度进行时效，目的何在？（15分）

2008--2008学年 学期 时间110分钟

金属材料热处理 课程 64 学时 学分 考试形式： 闭 卷

一、 填空题（本题26分，每空1分）

1．.均匀化处理的目的是在高温下通过 消除或减小实际结晶条件下晶内成分 和偏离于 的组织状态，改善合金材料的工艺性能和使用性能。

2. 基于回复及再结晶过程退火主要应用是消除金属及合金因 而造成的组织与性能亚稳定状态。变形前的原始晶粒小，变形储能 ，再结晶温度

3．时效与回火的区别是固溶体从高温到低温时是否发生了 晶体结构的转变。 4．时效后脱溶相与基体界面关系有 、 、 三种形式。

5．时效强化是 与 的相互作用。主要有 机制与 机制。

6．低碳马氏体的形貌一般为 ，中碳马氏体的形貌一般为 ，高碳马氏体的形貌一般为 。

7. 共析钢淬火形成M+A'后，在低温、中温、高温回火后的产物分别为 ， ， 。 8.．把钢加热到临界点Ac1；或Ac3以上保温并随之以大于临界冷却速度冷却，用以得到介稳状态的马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺方法称为 。

9..形变热处理是将塑性变形的 强化与热处理时的 强化结合，使成型工艺与获得最终性能统一起来的一种综合工艺。

10．根据渗碳剂在渗碳过程中聚集状态的不同，渗碳方法可以分为 、 和 。

二、简答题（本题24分，每小题6分）

1．对于过共折钢，适宜的淬火加热温度一般在哪个范围内，为什么？ 2．上贝氏体和下贝氏体比较，哪一种力学性能好?为什么？ 3请解释时效前的冷变形使晶界无沉淀带（晶内脱溶）变窄的原因。

4. 研究发现，某些铝合金如Al－Mg－Si系合金在室温停留后再进行人工时效，合金的强度指标达不到最大值，而塑性有所上升。为什么？ 三、问答题（本题50分）

1..由相图给出生产实际中常用的三种均匀化退火加热范围，并简述其工艺特点。（12分）

2.7075合金在T6状态下对应力腐蚀最敏感，在T73过时效状态的抗应力腐蚀性能最好。为什么？（12分）

3．有一根φ30mm的轴，受中等的交变载荷作用，要求零件表面耐磨，心部具有较高的强度和韧性，供选择的材料有16Mn、20Cr、45钢、T8钢和Crl2钢。要求：1)选择合适的材料；2)编制简明的热处理工艺路线；3)指出最终组织。（12分）

2.某合金的形变热处理工艺流程如下图所示，试分析其工艺特点及要求，并比对此合金与普通热处理后的性能差异。（14分）

2008 -- 2008 学年 学期 时间110分钟

金属材料热处理 课程 60 学时 学分 考试形式： 闭 卷

一． 填空（每空1分，共26分）

1．热处理基本过程是 ； ； 。

2．.均匀化处理的目的是在高温下通过 消除或减小实际结晶条件下晶内成分 和偏离于 的组织状态，改善合金材料的工艺性能和使用性能。

3． 基于回复及再结晶过程退火主要应用是消除金属及合金因 而造成的组织与性能亚稳定状态。变形前的原始晶粒小，变形储能 ，再结晶温度 。 4 ．时效（回火）实质上是 的分解。

5．时效与回火的区别是固溶体从高温到低温时是否发生了 晶体结构的转变。

6.在固态相变中，.新相形核的阻力是新相与母相之间的 ；新相与母相比容积差导致的 。 7．时效后脱溶相与基体界面关系有 、 、 三种形式。 8．时效强化是 与 的相互作用。主要有 机制与 机制。

9．铝合金按其成分及生产工艺特点，可分为 和 ,铝合金的时效方法可分为____和________两种。

10．形变热处理是将塑性变形的 强化与热处理时的 强化结合，使成型工艺与获得最终性能统一起来的一种综合工艺。 二．选择题（每空2分，共10分）

1．硬铝淬火时效后的强度、硬度和塑性与刚淬火后的相比（ ）。

（a）强度、硬度提高，塑性降低 （b）强度、硬度降低，塑性提高 （c）强度、硬度和塑性均提高 （d）强度、硬度和塑性均降低

2．可热处理强化的变形铝合金，淬火后在室温放置一段时间，则其力学性能会发生的变化是（ ）。 （a）强度和硬度显著下降，塑性提高 (b)硬度和强度明显提高，但塑性下降 （c）强度、硬度和塑性都有明显提高

3．铝合金（AI—Cu）在一般情况下，其时效次序为（ ）。

（a） 富溶质原子区→θ→θ′→θ″ （b）富溶质原子区θ″→θ′→θ （c）θ→θ′→θ″富溶质原子区 4..实现预形变热处理的必要条件是（ ）。

(a) 无动态再结晶、有亚动态、静态再结晶 且淬火加热时也发生再结晶; (b) 有动态、亚动态、静态再结晶 ,但淬火加热时不发生再结晶; (c）无动态、亚动态、静态再结晶 且淬火加热时也不发生再结晶; 5.高温形变热处理时热加工的条件是（ ）。 (a) 变形量大，变形温度高， 变形速率高； (b) 变形量小，变形温度高， 变形速率低； (c）变形量大，变形温度低， 变形速率低。 (d) 变形量小，变形温度低， 变形速率高。 三． 判断题

（对题在括号内填√，错题在括号内填×；每题2分，共12分）

1.实际生产中易产生偏析，组织不均，塑性差，残余应力大者的合金必须进行均匀化退火。（ ） 2.在工业条件下，冷却速度较大的铸造方法，更易产生严重的偏析，出现非平衡组织，须进行均匀化退火。 （ ）

3.需要防止晶粒异常粗大的（Al-Mn系合金）一般不需要均匀化退火。 （ ） 4.不完全再结晶退火主要用于热处理不强化合金。一般作最终退火以得到半硬制品。（ ） 5.变形金属再结晶时，其驱动力与变形时增加的位错无关。 （ ） 6.经峰时效处理后的7075铝合金具有良好的强硬度与抗应力腐蚀性能 。 （ ） 四．简要回答：（每题6分，共24分）

1．从相图上看，怎样的合金才能进行热处理？为什么？ 2. 简述固溶、时效处理时的脱溶序列并分析原因。

3..在生产中有时采用两段时效工艺，第一次用较低的温度进行时效，第二次用较高的温度进行时效，目的何在？

4.简述低温形变热处理对时效型合金性能的影响，并分析其原因 五．问答题

1.试比较经强化均匀化退火与常规均匀化退火后的铝合金性能差异，并解释其产生原因。 （10分）

2.某合金的形变热处理工艺流程如下图所示，试分析其工艺特点及要求，并比对此合金与普通热处理后的性能差异。（18分）

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