[全]金属学及热处理试卷.docx

金属学及热处理试卷一、填空题（15分）1、实际金属中存在有.、了口_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一的差值。3、碳在aFe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点越一转变后的残余奥氏体量就越J5.除处，其他的合金元素溶人A中均使C曲线向一移动，即使钢的临界冷却速度淬透性二.名词解释（10分）1、相；2、热处理;3、置换固溶体;4.加工硬化；5、珠光体；三、选择题（12分）1 .当晶格常数相同时，FCC晶体比BCC晶体（）oA.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+(3050)B.Ac3+(3050)C.Acl+(3050)D.Acl(3050)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、LYI2的()。A.耐蚀性好B.铸造性能好C.时效强化效果好D.压力加工性好四、判断题（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 .TIO和T12钢如其淬火温度一样，那么它们淬火后残余奥氏体量也是一样的。O4、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。O5、铸铁可以通过再结晶退火使晶粒细化，从而提高其力学性能。（）五.问答题（36分）1、分析纯金属生长形态与温度梯度的关系？（8分）2 .何为超塑性?如何实现超塑性？（9分）3 .何谓回火脆性?说明回火脆性的类型、特点及其抑制方法。（9分）4、为什么合金钢比碳钢的力学性能好?热处理变形小?合金工具钢的耐磨性热硬性比碳钢高？（10分）六、综合分析题（22分）1、某汽车齿轮选用20CrMnTi材料制作，其工艺路线为：下料一锻造一正火一切削加工一渗碳-淬火+低温回火一喷丸T磨削加工。请分别说明上述四项热处理工艺的目的及工艺。（10分）2.现有A、B两种铁碳合金。A的显微组织为珠光体的量占75%,铁素体的量占25%;B的显微组织为珠光体的量占92%,二次渗碳体的量占8%。请回答：这两种铁碳合金按显微组织的不同分属于哪一类钢？这两种钢铁合金的含碳量各为多少？画出这两种材料在室温下平衡状态时的显微组织示意图,并标出各组织组成物的名称。（12分）金属学及热处理试卷B参考答案一.填空题L点缺陷、线缺陷、面缺陷；2、过冷度，实际结晶温度；3、铁素体，BCC1727,0.0218;4、低，多；5、C。，右，减小,增加。二.名词解释L相：结构相同、成分相同并以界面相互分的均匀组成部分。2、热处理：是指将钢在固态下加热、保温和冷却，以改变钢的组织结构，获得所需要性能的一种工艺。3、SJ奂固溶体:溶质原子位于溶剂晶格的某些结点位置所形成固溶体。溶质原子与溶剂原子的尺寸差不同，都将引起晶格畸变,产生固溶强化。4、随冷塑性变形量增加，金属的强度、硬度提高，塑性、韧性下降的现象称加工硬化。5、共析转变的产物是F与Fe3C的机械混合物，称作珠光体，用P表ZJxo三、选择题IB,2B,3B,4C,5C,6C四、判断题1z2,3,4,5×五.问答题L纯金属生长形态是指晶体长大时界面的形貌。界面形貌取决于界面前沿液体中的温度分布。Q）平面状界面。当液体具有正温度梯度时晶体以平界面方式推移长大。此时，界面上任何偶然的小的凸起伸入液体时，都会使其过冷度减小,长大速率降低或停止长大，而被周围部分赶上，因而能保持平界面的推移。长大中晶体沿平行温度梯度的方向生长，或沿散热的反方向生长,其他方向的生长则受到抑制；(2)树枝状界面。当液体具行负温度梯度时，在界面上若形成偶然的凸起伸入前沿液体时，由于前方液体有更大的过冷度，有利于晶体长大和凝固潜热的散失，从而形成枝晶的一次轴。一个枝晶的形成，其潜热使邻近液体温度升向，过冷区降低，因此，类似的枝晶只在相邻一定间距的界面上形成,相互平行分布。在一次枝晶处的温度比枝晶间温度高，这种负温度梯度使一次铀上又长出二次轴分技，同样,还会产生多次分枝。枝晶生长的最后阶段，由于凝固潜热放出使枝晶周围的液体温度升高至熔点以上。液体中出现正温度梯度，此时晶体长大依靠平面方式推进,直至枝晶间隙全部被填满为止。2、金属材料在一定条件下拉伸，其延伸率可以高达200%以上，甚至大于1000%o这种性能称作超塑性。超塑性可以分成组织超塑性，相变超塑性和其他超塑性三大类。其中组织超塑性应该具备三个条件：Q)晶粒超细化、等轴化、稳定化，一般不超过10m;(2)变形温度一般在(0.50.7)Tm,呈现超塑性；一定的应变速率，超塑性变形最佳的速率为10-4-10-5S-1或者10-310-2min-lo3、有些钢在某一温度范围内回火时，其冲击韧性比在较低温度回火时还显者下降，这种脆化现象称为回火脆性。回火脆性类型主要有两种，即低温回火脆性与高温回火脆性。低温回火脆性亦称第一类回大脆性，几乎所有工业用钢都存在程度不问的这类脆性、它与回火后的冷却速度无关。因此又称为不可逆回火脆性。高温间火脆性亦称第二类回火脆性，其特点是只出现在一些特定成分的钢中，其回火脆性与否，与回火后冷却速度有关，即回火缓冲出现，快冷不出现，因此亦称可逆回火脆性。抑制回火脆性的方法：对于第一类回火脆性由于其不可逆性，只能避免在脆化温度范围内回火；如果必须在该温度回火，可采用等温淬火；加Si使低温回火脆化温度移向高温等措施。抑制高温回火脆性的方法：1）高温间火后快速冷却；2）降低钢中杂质元素的含量；3）钢中加人适量的Mo、Wo4、Q）合金元素加入后并经适当热处理，可使钢的力学性能提高或得以改善。（2）合金元素（除Co外）加入后使钢的淬透性增加，因此获得同样组织时合金钢可选择较缓的冷却介质，故热处理变形小。（3）合金工具钢出于含有一些合金元素，与钢中的碳形成合金碳化物，而这些合金碳化物的硬度高、熔点高，所以合金工具钢的耐磨性、热硬性比碳钢高。六、综合分析题1、正火目的：使组织均匀化、细化、改善加工性能。正火工艺：加热至Ac3+(3050)oCz空冷。渗碳目的：提高齿轮表面的含碳量,为淬火作难备。渗碳工艺；在900950。C进行。淬火目的：使渗碳层获得最好的性能，即获得高的齿面硬度，耐磨性及疲劳强度并保持心部的强度及韧性。淬火工艺：渗碳后，油冷。低温回火目的：减少或消除淬火后应力，并提高韧性。低温回火工艺：加热至Q50-200)。C进行。2、A:亚共析钢B:过共析钢设A钢的含碳量为：Xl×l=0.58%故A钢的含碳量为0.58%设B钢的含碳量为：x2x2=1.24%B钢的含碳量为1.24%组织ZF意图：