机械工程材料复习题1(2)

A，液相 B，液相＋奥氏体 C，奥氏体＋渗碳体 D，液相＋奥氏体＋渗碳体 3. 碳钢与白口铸铁的化学成分分界点是（ ）%C。 A，0.0218(0.02) B，0.77 C，2.11 D，4.3 4. 珠光体的大致硬度为（ ）HBS（HB）。 A，80 B，180 C，480 D，800 5. 在铁碳合金平衡组织中，强度最高的是（ ）。

A，铁素体 B，渗碳体 C，低温莱氏体或变态莱氏体 D，珠光体 6. 在铁碳合金平衡组织中，硬度最高的是（ ）,塑性最高的是（ ）。

A，铁素体 B，渗碳体 C，低温莱氏体或变态莱氏体 D，珠光体中 E，奥氏体 7. 普通钢、优质钢及高级优质钢在化学成分上的主要区别是含（ ）量不同。 A，碳 B，硫、磷 C，硅、锰 D，铬、镍 五、简答

1. 画出Fe-Fe3C相图，指出图中各点、线的意义，分别按相组成及组织组成物填写各区。简述Fe-Fe3C

相图中的三个基本反应：包晶反应、共晶反应及共析反应，写出反应式注出含碳量及温度。计算当室温平衡相铁素体占88.5%、渗碳体占11.5%时合金的含碳量。

2. 用杠杆定律总结出碳钢的化学成份与平衡组织的各组织组成物相对重量，各相组成物相对重量，各相

组成物相对重量之间的关系，并画出关系曲线。

3. 分析含0.20%C、0.60%C、0.80%C、1.2%C、3.2%、4.3%和4.7%铁碳合金的结晶过程及组织转

变，并计算其中的组织组成物及相组成相对含量。指出含碳量分别为0.2%、0.6%、1.2%的钢在1400℃，1100℃，800℃时奥氏体中的含碳量。

4. 指出下列名词的主要区别：(1)莱氏体和低温(变态)莱氏体；(2)一次渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳

体、先共析渗碳体、先共晶渗碳体、共晶渗碳体、共析渗碳体；(3)热脆与冷脆。 5. Fe-Fe3C相图在生产实践中有何指导意义？有何局限性？

6. 低碳钢、中碳钢及高碳钢的含碳量是如何划分的？分别举例说明它们的用途。 7. 指出下列各种钢的类别，主要特点及用途：(1)Q215-A (2)08F (3)65 (4)T12A 8. 铁碳合金中，二次渗碳体和三次渗碳体的最大百分量是多少？

9. 某工厂仓库积压了许多不知道化学成分的碳钢(退火状态)，现找出其中一根，经金相分析发现其组织

为珠光体+铁素体，其中铁素体占80%，问此钢材的含碳量是多少？

10. 金相分析某退火碳素钢，其组织为铁素体+渗碳体(粒状)，其中渗碳体占18%，问此碳钢的含碳量是

多少？

11. 金相分析某退火碳素钢，其组织为珠光体+渗碳体(网状)，其中珠光体占93%，问此碳钢的含碳量是

多少？

12. 说明下列现象的产生原因：(1)含碳量1.0%的钢比0.5%的钢硬度高；(2)在室温下0.8%C钢的强度

比1.2%C钢高；(3)莱氏体塑性比珠光体塑性差；(4)在1100℃，0.4%C钢能进行锻造，4.0%C铸铁不能锻造；(5)为什么钢锭在950~1100℃正常温度条件下轧制，有时会造成钢坯开裂；(6)为什么一般要把钢加热到高温(约1000~1250℃)下进行热轧或锻造；(7)为什么钢铆钉一般用低碳钢制造；(8)为什么绑扎物件一般用铁丝(镀锌低碳钢丝)，而起重机吊重物都用钢丝绳(用60、65、70、75等号钢制成)；(9)钳工锯T8、Tl0、T12等钢料时比锯10、20钢费力，锯条容易磨钝，是何原因？(10)为什么钢适宜于通过压力加工成型，而铸铁适宜于通过铸造成型？

13. 现有五种钢材，其牌号为20、Q235、ZG15、45、65Mn、T8、T10、T12欲做渗碳件、小弹簧、变

速箱壳、螺母、手锯条、齿轮、锉刀、手锤，试选择适当的钢材。

14. 现有四块形状尺寸完全相同的平衡状态的铁碳合金，它们分别为0.2%C、0.40%C 1.2%、3.5%C合

金；根据你所学过的理论，可有哪些方法来区别它们？

15. 结合Fe-Fe3C相图，说明铁素体、奥氏体的最大、最小溶解度（含碳量）；计算含碳量为1.0%，1.

4%的合金室温平衡组织中二次渗碳体的相对量，并说明碳钢的含碳量一般不超过1.4%的原因。

16. 结合Fe-Fe3C相图说明，为什么铸铁比铸钢的铸造性能好？为什么冷冲压用的薄钢板多为08钢而很

少使用T12钢？为什么40钢加热至1000℃时具有良好的锻造性能，而含碳为4.0%的白口铸铁加热至1000℃时则不可锻造？

17. 已知渗碳体、铁素体的硬度分别为800HBS（HB）、80HBS（HB），根据两相混合物的合金性能随

组织的变化而改变的规律，试计算含碳量为0.77%及0.40%的钢在平衡条件下的大致硬度。 第五章 金属的塑性变形与再结晶 一、名词解释

滑移、滑移系、滑移线、滑移带、孪生；软位向、硬位向；回复、再结晶；织构、加工硬化。 二、判断是非

1. 2. 3. 4. 5.

金属晶体的滑移是在正应力作用下产生的。

经塑性变形后，金属的晶粒变细，故金属的强度、硬度升高。 室温下铜的塑性比铁好，这是因为铜的滑移系比铁的多。 冷变形金属在再结晶过程中会改变其晶体结构。

用冷拉紫铜管制造输油管，在冷弯以前应进行去应力退火，以降低硬度、提高塑性，防止弯曲裂纹产生。

6. 热加工纤维组织（流线）可以通过热处理方法给予消除。

7. 铸件、锻件、冲压件都可以通过再结晶退火，来消除加工硬化，降低硬度。 8. 材料的弹性模量Ｅ愈大，则材料的塑性愈好。 三、填空

1. 常见的金属的塑性变形方式有（ ）和（ ）两种类型。

2. 铜的多晶体要比单晶体的塑性变形抗力（ ），这是由于多晶体的（ ）和（ ）阻碍位错运动造

成的。

3. 金属的晶粒愈细小，则金属的强度、硬度愈（ ）、塑性韧性愈（ ），这种现象称为（ ）强

化。

4. 金属随塑性变形程度的增加，其强度、硬度（ ），塑性、韧性（ ），这种现象称为（ ）。 5. 金属经塑性变形以后，金属的晶粒（ ），亚晶粒（ ），位错（ ）。

6. 金属晶体的滑移是通过（ ）运动来实现的，而不是晶体一部分相对另一部分的刚性滑动，因此实

际临界（ ）应力值很小。

7. 纯金属结晶后进一步强化的唯一方法是依靠（ ）来实现的，降低纯金属强度的工艺方法通常采用

（ ）。

8. 塑性金属材料制造的零件，在工作过程中一旦过载，零件不会立即断裂而是发生（ ），使强度

（ ）。

9. 多晶体金属经过大量塑性变形后，各晶粒的晶格某些位向趋向一致，这种结构称为（ ），此时金

属呈现明显的（ ）性，这种结构用热处理（ ）消除。 10. 金属再结晶后的晶粒大小与（ ）和（ ）有关。

11. 工业金属不能在（ ）变形度进行变形，否则再结晶后的晶粒（ ），使机械性能（ ）。

12. 铸钢锭经过热轧后，粗大的晶粒会（ ），缩松、气孔等缺陷会（ ），并且还会出现（ ）组

织。

13. 用热轧圆钢通过锻造生产零件毛坯，应力求使流线与零件所受最大拉应力方向（ ），与切应力或

冲击力方向（ ）。

14. 加工硬化在工业应用中的有利方面是（ ）、（ ）和（ ）；特别是对（ ）材料更为重要。 15. 铸态组织，经热加工后，（ ）、（ ）及（ ）等得到改善。

16. 金属热加工纤维组织是（ ）呈纤维状，此种组织的机械性能呈现（ ）。 17. 钢的锻造温度高于（ ）温度，故属于（ ）加工。

18. 材料的弹性模量愈高，其刚度愈（ ）。刚度（ ）通过热处理改变；材料一定时，可通过（ ）

和（ ）的方法来提高零件的刚度。 四、单项选择

1. 具有面心立方晶格的金属塑性变形能力比体心立方晶格的大，其原因是（ ）。 A，滑移系多 B，滑移面多 C，滑移方向多 D，滑移面和方向都多 2. 欲使冷变形金属的硬度降低、塑性提高，应进行（ ）。

A，去应力退火 B，再结晶退火 C，完全退火 D，重结晶退火

3. 实测的晶体滑移需要的临界分切应力值比理论计算的小，这说明晶体滑移机制是（ ）。 A，滑移面的刚性移动 B，位错在滑移面上运动 C，空位、间隙原子迁移 D，晶界迁移 4. 经塑性变形后金属的强度、硬度升高，这主要是由于（ ）造成的。 A，位错密度提高 B，晶体结构改变 C，晶粒细化 D，出现纤维组织

5. 用金属板冲压杯状零件，出现明显的“制耳”现象，这说明金属板中存在着（ ）。 A，形变织构 B，位错密度太高 C，过多的亚晶粒 D，流线（纤维组织） 6. 已知钨的熔点为3380℃，在1000℃对其进行压力加工，该加工（ ）。 A，属于热加工 B，属于冷加工 C，不是热加工或冷加工 D，无法确定 7. 晶体滑移总是沿着（ ）晶面和晶向进行。

A，原子密度最大的 B，与外力成45度的 C，任意的 D，原子密度最小的 8. 为了提高零件的机械性能，通常将热轧圆钢中的流线（纤维组织）通过（ ）。 A，热处理消除 B，切削来切断 C，锻造使其分布合理 D，锻造来消除 9. 疲劳强度是表示材料抵抗（ ）破坏的能力。 A，冲击力 B，交变应力 C，压力 D，内应力

10. 为满足钢材切削加工要求，一般要将其硬度范围处理到（ ）左右。 A，200 HBS（200 HB） B， 35 HRC C， 30 HRB D， 60 HRA 11. HRC硬度值是以（ ）来衡量。

A，压痕深度 B，压痕上的平均应力 C，压痕面积 D，压力 五、简答

1. 指出下列名词的主要区别:弹性变形与塑性变形；韧性断裂与脆性断裂；再结晶与二次再结晶；热加

工与冷加工；丝织构与板织构。 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

在什么条件下会发生滑移变形？说明滑移的机理，它与孪生有何区别？

用图示说明体心立方、面心立方和密排六方等三种常见晶体结构的滑移面、滑移方向及滑移系。 多晶体塑性变形有何特点？在多晶体中哪些方位最先滑移？ 金属塑性变形后，组织和性能会发生什么变化？

分析加工硬化对金属材料的强化作用？为什么加工硬化在金属成型工艺过程中有利于金属成形？ 金属塑性变形造成哪几种内应力？

金属的再结晶温度受到哪些因素的影响？再结晶退火前后组织和性能有何变化？

热加工对金属组织和性能有何影响？钢材在热变形加工(如锻造)时为什么不出现硬化现象？ 说明下列现象的产生原因：

(1)滑移面是原子密度最大的晶面，滑移方向是原子密度最大的方向；(2)晶界处滑移的阻力最大；(3)实际测得的晶体滑移临界切应力比理论计算的数值小；(4)Zn、Fe、Cu塑性不同。

图2-1 拉制铜丝过程示意图

1. 金属铸件能否通过再结晶退火来

细化晶粒，为什么？

2. 已知金属的熔点分别为W338

0℃、Fe1538℃、Cu1083℃，试估算这些金属的再结晶温度范围。

3. 请在图2-1中绘出拉制成半成品

铜丝的过程中，不同阶段的组织与性能变化示意图，并加以解释。

4. 对铅板进行弯折愈弯愈硬，而稍

过一段时间再去弯折，铅板的性能又完全回复，这是什么原因？

5. 从晶体结构的变化来解释中碳钢

的应力-应变曲线中各阶段的变化。

6. 多晶体的塑性变形和单晶体的塑

性变形有何区别？

7. 8. 9. 10.

列举生产与生活中实例来说明加工硬化现象及其利弊。

冷加工与热加工后的金属能否根据其显微组织加以区别？为什么？

为什么在一般条件下进行塑性变形时，锌中易出现孪晶？而纯铜中易出现滑移带？

厚的纯铁板，原始组织为均匀的等轴晶，经冷弯曲变形后，表层金属变形程度为40%。试分析横截面在变形后的组织分布情况。如将变形后的纯铁板，再结晶退火，试分析退火后的组织分布情况。

第六章 钢的热处理 一、名词解释

奥氏体的起始晶粒度、实际晶粒度、本质晶粒度；过冷奥氏体、残余奥氏体；珠光体、索氏体、屈氏体、贝氏体、马氏体；热处理、退火、正火、淬火、回火、冷处理、时效处理；临界冷却速度、淬透性、淬硬性；再结晶、重结晶；调质处理、变质处理。 二、判断是非

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14.

A c1表示奥氏体向珠光体平衡转变的临界点。

正常热处理条件下，过共析钢随含碳量增加，其过冷奥氏体的稳定性也增加。 临界淬火冷却速度（VK）越大，钢的淬透性越高。

生产中，应用下贝氏体，不用上贝氏体，是因为下贝氏体的强韧性比上贝氏体高。 退火与正火在工艺上的主要区别是正火的冷却速度大于退火。

球化退火可使过共析钢中严重连续网状二次渗碳体及片状共析渗碳体得以球状化。 为了保证淬硬，碳钢和合金钢都应该在水中淬火。 马氏体的含碳量越高，其正方度a/c也越大。

亚共析钢、过共析钢，正常淬火后所得马氏体的含碳量均等于钢的含碳量。 T12钢，正常淬火后马氏体的硬度比过热淬火后马氏体的硬度低。 T10钢正常淬火、低温回火得到回火马氏体，所以硬而耐磨。

回火索氏体具有良好的强韧性，因此它比回火屈氏体的强度、韧性均高。 40钢比40Cr钢的淬透性、淬硬性和回火稳定性均低。

用同一钢料制造的截面不同的两个零件，在相同条件下进行淬火，小件比大件的淬硬层深，故钢的淬透性好。

15. 20钢正常淬火后，硬度达不到60HRC，是因其淬透性太低。

16. 17. 18. 19. 20. 碳钢的淬透性低，因此常在水中淬火，以提高其淬透性。 感应加热表面淬火时，电流频率越高，淬硬层越深。

钢的表面淬火既能改变钢表面的化学成分，又能改善心部的组织和性能。

在930℃下，碳原子容易渗入钢的表面，是因为在该温度下，钢具有体心立方晶格、溶碳量大。 钢的表面淬火既能改变钢表面的化学成分，又能改善心部的组织和性能。

三、填空

1. 影响奥氏体晶粒长大的因素有（ ），（ ）。

2. 结构钢的奥氏体晶粒度一般分为（ ）级，级数越高，晶粒越（ ）；决定淬火组织粗细的是

（ ）晶粒度。

3. 共析钢过冷奥氏体向珠光体类型组织转变的温度范围在（ ），此种转变是通过（ ）和（ ）原

子扩散完成的。

4. 共析钢过冷奥氏体向贝氏体类型组织转变的温度范围在（ ）；在光学显微镜下，上贝氏体的形态

为（ ），下贝氏体的形态为（ ）。

5. 片状马氏体的立体形态为（ ），其淬火应力（ ），机械性能特点是（ ）。 6. 板条状马氏体的硬度（ ）、强韧性（ ）、淬火应力（ ）。

7. 亚共析钢的TTT曲线与共析钢的TTT曲线的区别在于（ ）、（ ）及（ ）。

8. 钢的热处理工艺是由（ ）、（ ）和（ ）三个步骤组成的；热处理基本不改变钢件的（ ），

只能改变钢件的（ ）和（ ）。

9. 去应力退火可用来消除（ ）件、（ ）件、（ ）件、（ ）件中的残余应力。 10. 完全退火适用于（ ）钢，其加热温度为（ ），冷却速度（ ），得到（ ）组织。

11. 球化退火又称为（ ）退火，其加热温度在（ ）+20~30℃，保温后（ ）冷却，获得（ ）组

织，这种退火常用于高碳工具钢等。

12. 珠光体有（ ）状和（ ）状，（ ）状珠光体切削加工性能较好。

13. 低碳钢正火，其加热温度为（ ），该温度下的组织为（ ）；冷却方式为（ ）；该钢经正火后

的组织为（ ），相为（ ）。

14. 淬火是将钢加热至（ ）或（ ），并保温，以（ ）的冷却速度冷却，得到（ ）组织。 15. 形状简单的碳钢件常用（ ）作淬火剂，形状复杂件常用（ ）作淬火剂，合金工具钢件常用

（ ）作淬火剂，分级淬火的淬火介质为（ ）。

16. 钢的等温淬火是由（ ）转变成为（ ）组织，该组织是由（ ）相构成的，在光学显微镜下其形

态为（ ）状。

17. 理想淬火介质的冷却能力应该是：在C曲线的鼻尖以上，冷得要（ ）；鼻尖处，冷得要

（ ）；鼻尖以下，特别是在马氏体转变区，冷得要（ ）；以保证工件既能（ ），又能减少（ ）。

18. 双液淬火的淬火剂，对碳钢来说为（ ），对合金钢来说可用（ ），这样冷却既可保证获得

（ ）组织 ，又可使工件中的（ ）减少。

19. 冷处理是（ ）的继续，其目的是减少组织中的（ ），以达到提高工件的（ ）和尺寸（ ）的

目的。

20. 碳钢件淬火后回火，其温度范围是：低温回火为（ ）℃，中温回火为（ ）℃，高温回火为

（ ）℃；其中以（ ）温回火后组织的硬度最高。

21. 中碳钢淬火后，再经低温回火后的组织为（ ），经中温回火后的组织为（ ），经高温回火

后的组织为（ ）；淬火高温回火后具有（ ）性能。

22. 钢的淬透性值可用J HRC/D表示，其中J表示（ ）， D表示（ ），HRC表示（ ）。J

43/3的钢比J 43/12的钢的淬透性（ ）。

23. 在常规加热条件下，亚共析钢随含碳量的增加，其C曲线向（ ）移；过共析钢随含碳量的增加，

其C曲线向（ ）移。碳钢中以（ ）钢的C曲线最靠右，故其淬透性（ ）。

24. 气体渗碳的渗碳剂可用（ ），气体渗碳比固体渗碳的渗碳速度（ ）。零件不要求渗碳的部位可

采用（ ）或（ ）等方法。

25. 渗碳件的预备热处理一般为（ ），零件渗碳后进行的热处理为（ ），渗碳件（成品）表层碳浓

度一般约为（ ），表面硬度约为（ ）。

26. 氮化的主要目的是提高钢件表面的（ ）、（ ）、（ ）和（ ）等性能。

27. 38CrMoAl钢制的氮化零件，其加工路线中主要热处理工序有：锻造后的（ ），粗、精机加工之

间的（ ），以提高零件心部的强韧性，精机加工后氮化前应进行（ ）以减少变形，然后进行（ ）。

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