11 金属材料与热处理习题6.docx

第1页：金属材料及热处理习题6

金属材料及热处理习题6

• 硬度试验测量简便，属非破坏性试验，且能反映其他力学性能，因此是生产中最常见的力学性能测量法。（）材料韧性的主要判据是冲击吸收功。（）一般金属材料在低温时比高温时脆性大。（）机械零件所受的应力小于屈服点时，是不可能发生断裂的。（）金属在固态下都有同素异构转变。（）凡由液体转变为固体的过程都叫结晶。（）金属结晶时冷却速度越大，结晶晶粒越细。（）固溶体的强度一般比构成它的纯金属高。（）金属都能用热处理的方法来强化。（）一般情况下，金属的晶粒越细，力学性能越好。（）奥氏体和铁素体都是碳溶于铁的固溶体。（）珠光体是奥氏体和渗碳体组成的机械混合物。（）共析钢中碳的质量分数为
• 77%。（）碳的质量分数小于
• 11%的铁碳合金称为钢。（）由于白口铸铁中存在过多的渗碳体，其脆性大，所以较少直接使用。（）接近共晶成分的合金，一般铸造性能较好。（）
• 钢具有良好的力学性能，适宜制造飞机机身、航天飞机机身等结构件。（）
• 金属的工艺性能好，表明加工容易，加工质量容易保证，加工成本也较低。（）
• 晶体中的原子在空间是有序排列的。（）
• 随着过冷度的增加，过冷奥氏体的珠光体型转变产物越来越细，其强度越来越高。（）
• 粒状珠光体和片状珠光体一样，都只能由过冷奥氏体经共析转变获得。（）
• 二元合金系中两组元只要在液态和固态下能够相互溶解，并能在固态下形成固溶体，其相图就属匀晶相图。（）
• 凡合金两组元能满足形成无限固溶体的条件都能形成匀晶相图。（）
• 所谓共晶转变，是指一定成分的液态合金，在一定的温度下同时结晶出两种不同固相的转变。（）
• 共晶合金的特点是在结晶过程中有某一固相先析出，最后剩余的液相成分在一定的温度下都达到共晶点成分，并发生共晶转变。（）
• 由一种成分的固溶体，在一恒定的温度下同时析出两个一定成分的新的不同固相的过程，称为共析转变。（）
• 共晶转变虽然是液态金属在恒温下转变成另外两种固相的过程，但和结晶有本质的不同，因此不是一个结晶过程。（）
• 由于共析转变前后相的晶体构造、晶格的致密度不同，所以转变时常伴随着体积的变化，从而引起内应力。（）
• 所谓包晶转变，是指在一定的温度下，已结晶的一定成分的固相与剩余的一定成分

第2页：金属材料及热处理习题6·判断题（续）

金属材料及热处理习题6·判断题（续）

• 两个单相区之间必定有一个由这两个相所组成的两相区隔开。两个单相区不仅能相交于一点，而且也可以相交成一条直线。（）
• 相图虽然能够表明合金可能进行热处理的种类，但并不能为制定热处理工艺参数提供参考依据。（）
• 合金固溶体的性能与组成元素的性质和溶质的溶入量有关，当溶剂和溶质确定时，溶入的溶质量越少，合金固溶体的强度和硬度就越高。
• 杠杆定律不仅适用于匀晶相图两相区中两平衡相的相对重量计算，对其他类型的二元合金相图两相区中两平衡相的相对重量计算也同样适用。（）
• 钢中随着碳质量分数由小到大，渗碳体量逐渐增多，铁素体量逐渐减少，铁碳合金的硬度越来越高，而塑性、韧性越来越低。（）
• 靠近共晶成分的铁碳合金不仅熔点低，而且凝固温度区间也较小，故具有良好的铸造性，这类合金适用于铸造。（）
• 由于奥氏体组织具有强度低、塑性好，便于塑性变形加工的特点，因此，钢材轧制和锻造多选用在单一奥氏体组织温度范围内。（）
• 由于多晶体是晶体，符合晶体的力学特征，所以它呈各向异性。（）
• 由于晶体缺陷使正常的晶格发生了扭曲，造成晶格畸变。晶格畸变使得金属能量上升，金属的强度、硬度和电阻减小。（）
• 晶界处原子排列不规则，因此对金属的塑性变形起着阻碍作用，晶界越多，其作用越明显。显然，晶粒越细，晶界总面积就越小，金属的强度和硬度也就越低。（）
• 金属和合金中的晶体缺陷使得力学性能变坏，故必须加以消除。（）
• 硫和磷都是钢中的有害杂质，硫能导致钢的冷脆性，而磷能导致钢的热脆性。（）
• Q235-A·F表示抗拉强度为235Mpa的A级沸腾钢。（）
• 各种牌号的碳素工具钢经淬火后的硬度相差不大，但随着碳质量分数的增加，未溶的二次渗碳体增多，钢的硬度、耐磨性就增加，而韧性则降低。（）
• 碳素工具钢都是优质或高级优质钢。（）
• ZG200-400表示该铸造碳钢的抗拉强度为200Mpa、而其抗弯强度为400Mpa。（）
• 除Fe和C外还有其他元素的钢就是合金钢。（）
• 低合金高强度钢加入的主要合金元素有Mn、Si、V、Nb和Ti等，它们大多不能在热轧或正火状态下使用，一般要进行热处理后方可使用。（）
• 65Mn是弹簧用钢，45Mn是碳素调质钢。（）
• 20CrMnTi是最常用的合金渗碳钢，适用于截面径向尺寸小于30mm的高强度渗碳零件。（）
• GCr15是目前应用最多的滚动轴承钢，其中Cr的含量为15%。（）
• 高速钢的热硬性可达600℃，常用于制造切削速度较高的刀具，且在切削时能长期保持刀口锋利，故又称锋钢。（）
• Cr12MoV是不锈钢。（）
• 铸铁中的碳和硅都是强烈促进石墨化元素，碳、硅含量越高，石墨化程度越充分。（）
• 同一化学成分的情况下，铸铁结晶时的冷却速度对石墨化程度影响很大。冷却速度越快，越有利于石墨化。（）
• 白口铸铁中的碳绝大多数是以渗碳体的形式存在，所以其具有高硬度、抗磨性和低脆性。（）
• 球墨铸铁的力学性能比普通灰铸铁低。（）

第3页：金属材料及热处理习题6·判断题（续）

金属材料及热处理习题6·判断题（续）

以锌为主要合金元素的铜合金称为白铜。（）以镍为主要合金元素的铜合金称为黄铜。（）除黄铜、白铜外其他的铜合金统称为青铜。（）硬质合金的热硬性和高速钢相当。（）62、防锈铝是可以用热处理方法进行强化的铝合金。（）63、铸造铝合金中没有成分随温度变化的α固溶体，故不能用热处理方式进行强化。（）64、65、66、67、68、69、硬质合金虽然硬度很高，而且很脆，但仍可以进行机械加工。（）在切削加工前应安排预先热处理，一般说来低碳钢采用正火，而高碳钢及合金钢正火后硬度太高，必须采用退火。（）70、过冷奥氏体在低于Ms时，将发生马氏体转变。这种转变虽有孕育期，但转变速度极快，转变量随温度降低而增加，直到Mf点才停止转变。（）71、只要将奥氏体冷却到Ms点以下，奥氏体便会转变成马氏体。72、奥氏体等温转变图可以被用来估计钢的淬透性大小和选择适当的淬火介质。（）73、精确的临界冷却速度不但能从奥氏体连续冷却转变图上得到，也可从奥氏体等温转变图上得到。（）74、一般清况下碳钢淬火用油，合金钢淬火用水。（）75、双介质淬火就是将钢件奥氏体化后，先浸入一种冷却能力弱的介质，在钢件还未达到该淬火介质温度之前即取出，马上浸入另一种冷却能力强的介质中冷却。（）76、贝氏体等温淬火就是将钢材奥氏体化，使之快冷到下贝氏体转变温度区间（260℃—400℃）等温保持，使奥氏体转变成下贝氏体的淬火工艺。（）等温转变可以获得马氏体，连续冷却可以获得贝氏体。（）消除过共析钢中的网状二次渗碳体可以用完全退火。（）去应力退火时不发生组织转变。（）钢的淬火加热温度都应在单相奥氏体区。（）淬火冷却速度越大，钢淬火后的硬度越高，因此淬火的冷却速度越快越好。（）钢中合金元素越多，淬火后硬度越高。（）淬火后的钢一般需要进行及时回火。（）渗碳零件一般需要选择低碳成分的钢。（）钢的回火温度越高，得到的硬度越高、韧性越差。（）一般合金钢的淬透性优于与之相同成分含碳量的碳钢。（）高碳钢的力学性能优于中碳钢，中碳钢的力学性能优于低碳钢。（）优质碳素结构钢主要用于制造机械零件。（）铸钢比铸铁的力学性能好，但铸造性能差。（）碳素工具钢一般具有较高的碳的质量分数。（）由于灰铸铁中碳和杂质元素含量高，所以力学性能特点是硬而脆。（）石墨在铸铁中是有害无益的。（）白口铸铁具有高的硬度，所以可用于制作刀具。（）可锻铸铁是一种可以锻造的铸铁。（）灰铸铁的力学性能特点是抗压不抗拉。（）通过热处理可以改变铸铁中石墨的形状，从而改变性能。（）变质处理可以有效提高铸造铝合金的力学性能。（）77、下贝氏体组织具有良好的综合机械性能。（）78、马氏体都是硬而脆的相。（）79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、固溶处理后的铝合金在随后的时效过程中，强度下降，塑性改善。（）

第4页：金属材料及热处理习题6·判断题（续）

金属材料及热处理习题6·判断题（续）

101、102、103、冷处理仅适用于那些精度要求很高、必须保证其尺寸稳定性的工件。

（）对长轴类、圆筒类工件，应轴向垂直淬入。

淬入后，工件应左右摆动加速冷却。

（）淬火钢回火时力学性能总的变化趋势是：随着回火温度的上升，硬度、强度降低，塑性、韧性升高。（）回火温度越高，淬火内应力消除越彻底，当回火温度高于500℃，并保持足够的回火时间，淬火内应力就可以基本消除。（）不论何种钢在一次或多次回火后硬度都会有不同程度的下降。（）第一类回火脆性是可逆回火脆性，即已经消除了这类回火脆性的钢，再在此温度区间回火并慢冷，其脆性又会重复出现。（）104、105、106、107、第二类回火脆性的特点是只要在此温度范围内回火，其韧性的降低是无法避免的，所以又称其为不可逆回火脆性。（）通常碳钢的回火稳定性较合金钢为好。（）淬透性是钢在理想条件下进行淬火所能达到的最高硬度的能力。（）108、109、110、淬硬性是指在规定条件下，决定钢材淬硬深度和硬度分布的特性。即钢淬火时得到淬硬层深度大小的能力。（）111、112、113、决定钢淬硬性高低的主要因素是钢的含碳量。（）一般规定自工件表面至半马氏体区的深度作为淬硬层深度。（）淬火后硬度高的钢，不一定淬透性就高；而硬度低的钢也可能具有很高的淬透性。（）细小的奥氏体晶粒能使奥氏体等温转变图右移，降低了钢的临界冷却速度，所以细晶粒的钢具有较高的淬透性。（）114、115、完全退火是目前广泛应用于中碳钢和中碳合金钢的铸、焊、轧制件等的退火工艺。（）等温球化退火是主要适用于共析钢和过共析钢的退火工艺。（）116、117、118、119、120、121、去应力退火的温度通常比最后一次回火高20-30℃，以免降低硬度及力学性能。（）正火可以消除网状准备碳化物，为球化退火作组织。（）正火工件出炉后，可以堆积在潮湿处空冷。（）低碳钢铸件应选用正火处理，以获得均匀的铁素体加细片状珠光体组织。（）中碳钢及合金钢一般采用完全退火或等温球化退火，获得铁素体加片状或球状珠光体组织。（）对过烧的工件可以用正火或退火的返修方法来消除。（）合金钢由于合金元素的加入，提高了钢的屈服强度，因此和碳钢相比显著的减少了淬火应力引起的变形。（）淬火时在Ms点以下的快冷是造成淬火裂纹的最主要原因。（）工件淬火后如硬度偏低，应通过降低回火温度的办法来保证硬度。（）122、123、124、125、126、对于因回火温度过高而造成回火硬度不足的工件，可在较低温度下重新回火进行补救。（）对于回火脆性敏感的材料，可以采用快冷的方式（用水或油冷），以避免发生回火脆性。（）一般来说，钢的疲劳极限和强度极限之间有一定的比例关系。强度越高，疲劳极限也越高。（）用硬质合金制作刀具，其热硬性比高速钢刀具好。（）127、128、129、130、陶瓷刀具的硬度和热硬性比钢高。（）一、选择题

第5页：金属材料及热处理习题6·计算题

金属材料及热处理习题6·计算题

• 在设计机械零件进行强度计算时，一般用（（A）σb（B）σs
• 金属抵抗塑性变形和断裂的能力称为（）（A）硬度（B）强度
• 按GB/T228-2002，拉伸试样应优先选择（）（A）比例短试样（B）比例长试样
• 拉伸试验可用于测定金属的（）（A）强度（B）硬度
• 洛氏硬度HRC测量时，采用（）压头。（A）金刚石圆锥（B）淬火钢球
• 测定淬火钢的硬度，采用（）较适宜。（A）布氏硬度HBS（B）洛氏硬度HRC（C）维氏硬度HV
• 一般工程图样上常标注材料的（），作为零件检验和验收的主要依据。（C）塑性（D）冲击吸收功（A）强度
• 金属的流动性（（A）大（B）硬度），收缩率（（B）好），表明材料的铸造性能好。（C）小（D）差）时，切削加工性能良好。（B）170-230HBS）的晶格。（B）密排六方）。（B）改变晶体结构
• 通常材料的硬度在（（A）200-300HBS
• 纯铁在常温下具有（（A）面心立方
• 变质处理的目的是（（A）细化晶粒质
• 加快冷却速度可（（A）增加（C）40-45HRC（C）体心立方（C）改善冶炼质量，减少杂）过冷度。（B）减小（C）不影响），强度最高的是（）。（C）渗碳体
• 下列组织中塑性最好的是（（A）铁素体），脆性最大的是（（B）珠光体
• 过共析钢平衡组织中的二次渗碳体的形状是（）。（A）网状（B）片状（C）块状
• 碳的质量分数为
• 40%的铁碳合金，室温下的平衡组织为（）。（A）P（B）P+F
• 要求高硬度和耐磨性的工具，应选用（（C）P+Fe3CⅡ）的钢。（A）低碳成分（B）高碳成分（C）中碳成分
• 合金钢在回火时，由于合金碳化物直接由马氏体中析出，且呈高度弥散状态，使钢的硬度提高，这种现象叫做（）。（A）固溶强化（B）加工硬化（C）二次硬化
• 共析钢奥氏体过冷到350℃等温将得到（）。（A）马氏体（B）珠光体（C）屈氏体（D）贝氏体
• 过共析钢适宜的淬火温度范围在（）。（A）Ac1以上30-50℃（B）Ac3以上30-50℃（C）Accm以上30-50℃
• 为使低碳钢便于切削加工，应采用（）热处理。（A）完全退火（B）球化退火（C）正火
• 高碳工具钢预备热处理一般采用（）。

第6页：金属材料及热处理习题6·计算题（续）

金属材料及热处理习题6·计算题（续）

• 马氏体的硬度主要取决于（（B）球化退火）。（C）正火（A）淬火加热温度（B）马氏体中含碳量
• 淬火钢回火后的硬度主要取决于（）。（A）回火加热速度（B）回火冷却速度
• 调质处理是（）复合热处理工艺。（A）淬火+高温回火（B）淬火+中温回火
• 用T12A钢制造的锉刀，最后热处理应采用（）。（A）淬火+中温回火（B）调质处理（C）淬火冷却速度（C）回火温度（C）淬火+低温回火（C）淬火+低温回火
• 下列材料中（（A）
• 钢适宜制作冲压件。（B）65Mn
• 原用40Cr钢制造的零件，若因材料短缺，可以用（（A）40MnB（B）60Si2Mn（C）08F）钢来替代。（C）20Cr
• 对于要求综合性能良好的轴、齿轮、连杆等重要零件，应选择（）。（A）合金调质钢（B）合金弹簧钢（C）合金工具钢
• 对铸铁进行热处理可以改变铸铁组织中的（）。（A）石墨形态
• 灰铸铁中的碳主要以（（A）石墨（B）基体组织）形式存在。（B）渗碳体（C）石墨形态和基体组织（C）铁素体
• 灰铸铁牌号HT250中的数字250表示（）。（A）抗拉强度（B）屈服点（C）冲击吸收功
• 机床床身、机座、机架、箱体等铸件适宜采用（）铸造。（B）可锻铸铁（C）球墨铸铁）才能消除低合金刃具钢中存在的较严重的网状碳化物。（A）灰铸铁
• 只有用（（A）球化退火（B）调质处理（C）反复锻造
• 由于大型铸件常常有枝晶偏析出现，所以其预先热处理应采用（（A）正火（B）完全退火或球化退火（C）高温回火（D）正火）。（D）均匀化退火
• （）是不能提高淬透性的合金元素。（A）铬（B）锰（C）钴（D）硅
• 铸铁中强烈阻碍石墨化的元素是（）。（A）碳（B）硅（C）锰（D）硫
• 用高碳钢和某些合金钢制锻坯件，加工时发现硬度过高，为使其容易加工，可进行（）。（A）淬火（B）正火（C）退火（D）淬火后低温回火
• 根据Fe-Fe3相图可以看出钢的熔化与浇注温度都要比铸铁（）。（A）低（B）高（C）差不多
• 杠杆定律可适用于（）相图两相区中两平衡相的相对重量的计算。（）（A）匀晶（B）共晶（C）共析（D）二元合金
• （）是指一定成分的液态合金，在一定的温度下同时结晶出两种不同固相的转变。（A）匀晶（B）共晶（C）共析（D）包晶三、简答题
• 什么叫材料的使用性能？什么叫工艺性能？什么叫强度？强度有哪些常用的判据？

第7页：金属材料及热处理习题6·计算题（续）

金属材料及热处理习题6·计算题（续）

3、4、5、6、7、8、为什么零件在强度设计时主要参考依据采用σs？

常用的硬度测量方法有哪些？

为什么硬度试验是最常用的力学性能试验法？

金属的疲劳断裂是怎样产生的？下列材料各宜采用何种硬度试验方法来测定其硬度值？供应态碳钢淬火钢铸铁铝合金硬质合金金属的晶粒大小对力学性能有何影响？生产中有哪些细化晶粒的方法？试分析厚大铸件表面和心部晶粒大小的区别，为什么铸件加工余量过大会使加工后铸件的强度降低？9、合金中的基本组成相有哪两类？它们的性能各有何特点？10、默画出Fe-Fe3C相图，简述该相图有何用途？11、简述退火状态下钢中碳的质量分数、显微组织与力学性能的关系。12、试比较碳的质量分数w(c)分别为0.10%、0.45%、1.2%的三种钢，在退火状态下的力学性能有何不同？为什么？13、奥氏体化对钢热处理的意义是什么？奥氏体的晶粒大小对热处理后的组织和性能有何影响？14、过冷奥氏体在不同温度下等温时会发生哪些组织转变？其最终产物的性能如何？15、普通热处理的四把“火”分别指的是哪几种热处理工艺？16、因热处理工艺不当会造成哪些缺陷？17、淬火的目的是什么？18、为什么淬火后的钢一般需要及时进行回火处理？19、常用的回火工艺有哪几种？简述各自的用途。20、感应加热淬火的特点是什么？21、化学热处理的目的是什么？常用的化学热处理方法有哪些？22、去应力退火和回火都可消除内应力，试问两者在生产中是否通用？为什么？23、列表比较表面淬火、渗碳、渗氮工艺所适用的材料，最终能达到的表面性能、工艺成本。24、热处理的发展方向有哪些？25、工程材料的表面防护和装饰方法有哪些？26、炒什么要控制钢中的硫与磷含量？27、试比较20、45、T8、T12钢的力学性能有何区别？28、说出下列碳钢牌号的类别、钢号中符号和数字的含义。Q235-A.F0845T10A29、为什么锯断T10钢比锯断10钢费力？30、碳素工具钢是否可用于制作铣刀、麻花钻等高速切削的刀具？为什么？31、为什么重要的或大截面的零件一般不宜用碳钢制作，而要用合金钢制作？32、为什么碳素渗碳钢和合金渗碳钢采用低碳成分？33、为什么碳素调质钢和合金调质钢采用中碳成分？34、为什么合金刃具钢的使用寿命比碳素工具钢的使用寿命长？35、对量具用钢有何要求？量具一般应进行怎样的热处理？高精度量具常用什么钢制作？36、热作模具钢和冷作模具钢的使用条件和性能要求有何不同？它们分别常用哪些材料制作？37、高速钢是否适宜制作锉刀、丝锥、板牙等低速切削工具？38、说明下列钢号所属的类别。20CrMnTi50CrVAGCr15W18Cr4V1Cr18NiMo

第8页：金属材料及热处理习题6·计算题（续）

金属材料及热处理习题6·计算题（续）

• 灰铸铁有哪些性能特点？为什么？
• 为什么热处理不能明显改善灰铸铁的力学性能？
• 说出展下列铸铁牌号中数字符号的含义。HT300QT600—3KTH300—06RuT420
• 为什么球墨铸铁的力学性能明显高于灰铸铁？
• 根据成分和性能特点，铝合金分为哪几类？根据加工方法，铜合金是如何分类的？
• 钛及其合金有哪些性能特点？
• 滑动轴承合金有哪些性能要求？常用的滑动轴承材料有哪些？
• 硬质合金有何性能特点？
• 说出下列材料牌号的类别。H68LY11ZL102ZcuZn16Si4ZcuSn10P1Qbe2HSn62-1
• 什么是热塑性塑料和热固性塑料？试举例说明。
• 什么叫复合材料？举出三种复合材料的应用实例。
• 超导材料有何性能特点？目前影响超导材料进入实际使用阶段的障碍是什么？
• 什么叫纳米材料？纳米材料有何性能特点？
• 某机床齿轮采用40Cr钢制作，要求齿表面硬度50~55HRC，整体要求良好的综合力学性能，硬度为34~38HRC。其加工工艺路线如下：下料→锻造→热处理1→机械粗加工→热处理2→机械精加工→热处理3→磨削加工。试写出工序中各热处理的方法及它们的作用。
• 用T10钢制作的简单刀具的加工工艺路线为：下料锻造→热处理1→切削加工→热处理2→磨削。试写出工序中各热处理工艺的名称和作用。
• 相变的实质是什么？
• 铁－碳合金相图（即Fe-FeC3相图）有何作用？
• 指出下列名词及其区别：渗碳体、一次渗碳体、二次渗碳体和三次渗碳体。
• 金属晶体的晶蚧处有何特征？
• 为什么在碳钢中要严格控制硫和磷元素的含量？为什么在易切削钢中又要适当提高它们的含量？
• 碳素工具钢中的含碳量对其力学性能有何影响？如何选用？
• 什么是合金钢？它有哪些优越性？
• 耐磨钢常用的钢号是哪一种？它的化学成分有何特点？它为什么能耐磨？通常它是如何加工成零件的？
• 正确选择材料的原则是什么？
• 简述铸铁的石墨化过程并说明影响石墨化的因素有哪些。
• 简述灰铸铁表面淬火的目的和淬火方法。
• 铝合金是如何分类的？
• 什么是硬质合金？其性能特点是什么？
• 热处理工艺编制的原则是什么？
• 奥氏体连续冷却转变图和奥氏体等温转变图有何不同？
• 什么是双介质淬火？控制双介质淬火的关键是什么？
• 举例说明淬火件浸入淬火介质应遵循的原则及采用的方法。
• 什么是二次硬化？其产生的原因是什么？
• 淬硬性和淬透性有什么区别？
• 影响淬透性的主要因素有哪些？

第9页：金属材料及热处理习题6·计算题（续）

金属材料及热处理习题6·计算题（续）

• 简述淬透性在设计和生产实际中的作用。
• 白点是如何形成的？影响白点敏感性的主要因素是什么？简述预防白点热处理的原理。
• 什么是热应力、相变应力？它们对淬火件的变形有何影响？
• 淬火零件开裂的原因是什么？常见的淬火裂纹有几种类型？
• 为什么合金钢的淬火变形倾向小于碳素钢？
• 怎样防止工件的淬火变形和开裂？
• 合金元素在钢中有何作用？
• 调质钢中合金元素的作用是什么？
• 调质钢预备热处理的目的是什么？
• 简述弹簧钢的热处理方法。
• 滚动轴承钢的主加元素是什么？有何作用？其含量多少为宜？