1、工程材料习题1、材料的结构与性能特点1.2 填空题(1) 同非金属相比，金属的主要特性是( 热和电的良导体 正的电阻温度系数 不透明、有金属光泽 塑性高、强韧性好 )。 (3) 在立方晶系中，120晶面族包括( (120) (102) (012) )等晶面。(4) -Fe 的一个晶胞内的原子数为( 4 )。1.3选择正确答案(1) 晶体中的位错属于：a体缺陷 b面缺陷 c.线缺陷 d.点缺陷(4) 固溶体的晶体结构：a.与溶剂相同 b与溶质相同 c与其他晶型相同(5) 间隙相的性能特点是：a熔点高、硬度低 b硬度高、熔点低c 硬度高、熔点高1.4综合分析题（2） 、AI、Cu 、Ni、V 、M
2、g、Zn 各属何种晶体结构？Fe答： 体心立方： 、V 面心立方： Al、Cu、Ni 密排六方： Mg、ZnFe（8）什么是固溶强化？造成固溶强化的原因是什么？答：固溶强化：形成固溶体使金属强度和硬度提高的现象。固溶强化原因：溶质原子引起晶格畸变，使变形抗力增加。2 金属材料组织和性能的控制2.2填空题(1) 结晶过程是依靠两个密切联系的基本过程来实现的，这两个过程是( 形核 )和（ 晶核长大 ） 。(2) 当对金属液体进行变质处理时，变质剂的作用是( 增加晶核数量，或阻碍晶粒长大 )。(3) 液态金属结晶时，结晶过程的推动力是( 能量差 )，阻力是( 表面能 )。(4) 过冷度是指(理论结晶
3、温度 - 开始结晶温度)，其表示符号为( )。T(5) 典型铸锭结构的三个晶区分别为( 表面细晶区 )、( 柱状晶区 )和（ 中心等轴晶 ） 。(6) 固溶体的强度和硬度比溶剂的强度和硬度( 高 )。(7) 固溶体出现枝晶偏析后，可用( 扩散退火)加以消除。(8) 一合金发生共晶反应，液相 L 生成共晶体( )。共晶反应式为( L（+）) ，共晶反应的特点是( 在恒温下进行，三相共存 )。(9) 一块纯铁在 912发生 转变时，体积将( 收缩 )。Fe(10) 珠光体的本质是( 铁素体与渗碳体机械混合物 )。(11) 在铁碳合金室温平衡组织中，含 Fe3C 最多的合金成分点为 ( 2.11%C
4、 )，含 Le最多的合金成分点为( 4.3%C )。(12) 用显微镜观察某亚共析钢，若估算其中的珠光体体积分数为 80%，则此钢的碳的质量 分数为( 0.62%C )。(13) 钢在常温下的变形加工称为( 冷 )加工，而铅在常温下的变形加工称为( 热 )加工(14) 造成加工硬化的根本原因是( 位错运动受阻,引起塑性变形抗力增加 )。(15) 滑移的本质是( 位错的运动 )。(16) 变形金属的最低再结晶温度与熔点的关系是( T 再 =(0.350.4)T 熔 )。(17) 再结晶后晶粒度的大小主要取决于( 加热温度 )和( 预先变形度 )。(18)在过冷奥氏体等温转变产物中，珠光体和屈氏体
5、的主要相同点是( F+Fe3C 的两相混合物 ),不同点是 （ 屈氏体的片层间距小 ） 。(19) 用光学显微镜观察，上贝氏体呈( 羽毛 )状，下贝氏体呈( 黑色针状 )状。(20) 马氏体的显微组织形态主要有（ 板条状 ） 、 （ 针状 ）两种。其中（ 板条马氏体 ） 的 韧性较好。(21)钢的淬透性越高，则其 C 曲线的位置越（ 靠右 ）,说明临界冷却速度越（ 小 ）(24)球化退火的主要目的是（ 降低硬度 ）,它主要适用于（ 过共析钢 ）钢。(25) 亚共析钢的正常淬火温度范围是( AC3 以上 30+50 )，过共析钢的正常淬火温度范围是（ AC1 以上 30+50 ） 。(26) 淬
6、火钢进行回火的目的是( 消除应力 )，回火温度越高，钢的强度与硬度越( 低 )。(27) 合金元素中，碳化物形成元素有( Mo，W，V，Nb，Ti )。(28) 促进晶粒长大的合金元素有( Mn，P，B )。（29) 除( Co )、( Al )外，几乎所有的合金元素都使 Ms、M f,点下降，因此淬火后相同碳质量分数的合金钢与碳钢相比，残余奥氏体（ 多 ） ，使钢的硬度（下降） 。2.3是非题(1) 凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶过程。 （ ）(2) 室温下，金属晶粒越细，则强度越高、塑性越低。 （ ）(3) 在实际金属和合金中，自发生核常常起着优先和主导的作用。 （ ）(4) 当形成树
7、枝状晶体时，枝晶的各次晶轴将具有不同的位向，故结晶后形成的枝晶是一个多晶体。 （ ）(5) 晶粒度级数的数值越大，晶粒越细。 （ ）(6) 平衡结晶获得的 Ni 质量分数为 20的 Cu-Ni 合金比 Ni 质量分数为 40的 Cu-Ni 合金的硬度和强度要高。 （ ）(7)一个合金的室温组织为 +（ ） ，它由三相组成。 （ ）(8)铁素体的本质是碳在 -Fe 中的间隙相。 （ ）(9)20 钢比 T12 钢的碳质量分数要高。 （ ）(10)在退火状态(接近平衡组织 )45 钢比 20 钢的塑性和强度都高。 （ ）(11)在铁碳含金平衡结晶过程中，只有碳质量分数为 4.3的铁碳合金才能发生共
8、晶反应。 （ ）(12)滑移变形不会引起金属晶体结构的变化。 （ ）(13)因为 B.C.C 晶格与 F.C.C 晶格具有相同数量的滑移系，所以两种晶体的塑性变形能力完全相同。 （ ） (14)孪生变形所需要的切应力要比滑移变形时所需的小得多。 （ ）(15)金属铸件可以通过再结晶退火来细化晶粒。 （ ）(16)再结晶过程是有晶格类型变化的结晶过程。 （ ）(21)当原始组织为片状珠光体的钢加热奥氏体化时，细片状珠光体的奥氏体化速度要比粗片状珠光体的奥氏体化速度快。 （ ）(22)当共析成分的奥氏体在冷却发生珠光体转变时，温度越低，其转变产物组织越粗。 （ ）(23)在碳钢中，共析钢的淬透性最
9、好。 （ ）(24)高合金钢既具有良好的淬透性，也具有良好的淬硬性。 （ ）(25)经退火后再高温回火的钢，能得到回火索氏体组织，具有良好的综合机械性能。 （ ）(26)调质得到的回火索氏体和正火得到的索氏体形貌相似，渗碳体形态一样。 （ ）(27)在同样淬火条件下，淬透层深度越大，则钢的淬透性越好。 （ ）(28)感应加热过程中，电流频率愈大，电流渗入深度愈小，加热层也愈薄。 （ ）(29)表面淬火既能改变钢的表面组织，也能改善心部的组织和性能。 （ ）(30)所有的合金元素都能提高钢的淬透性。 （ ）(31)合金元素 Mn、Ni、N 可以扩大奥氏体区。 （ ）(32)合金元素对钢的强化效果
10、主要是固溶强化。 （ ）(33)60Si2Mn 钢比 T12 和 40 钢有更好的淬透性和淬硬性。 （ ）(34)所有的合金元素均使 Ms、M f 下降。 （ 2.4选择正确答案(1)金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将a越高 b越低 c. 越接近理论结晶温度(2)为细化铸造金属的晶粒，可采用：a快速浇注 b加变质剂 c 以砂型代金属型(3)在发生 L( )共晶反应时，三相的成分：a相同 b确定 c.不定(4)共析成分的合金在共析反应 ( )刚结束时，其组成相为a + b c.( )(5)奥氏体是：a碳在 中的间隙固溶体 b. 碳在 -Fe 中的间隙固溶体Fec碳在 -Fe 中的有限固溶
11、体(6)珠光体是一种：a单相固溶体 b 两相混合物 cFe 与 C 的化合物(7)T10 钢的碳质量分数为：a0.1 b. 1.0 c. 10(8)铁素体的机械性能特点是a强度高、塑性好、硬度低 b. 强度低、塑性差、硬度低c强度低、塑性好、硬度低(11)变形金属再结晶后：a形成等轴晶，强度增大 b.形成柱状晶，塑性下降c形成柱状晶，强度升高 d.形成等轴晶，塑性升高(12)奥氏体向珠光体的转变是：a.扩散型转变 b非扩散型转变 c. 半扩散型转变(13)钢经调质处理后获得的组织是：a.回火马氏体 b回火屈氏体 c回火索氏体(14)共析钢的过冷奥氏体在 550350C 的温度区间等温转变时，所
12、形成的组织是a索氏体 b.下贝氏体c上贝氏体 d.珠光体(15)若合金元素能使 C 曲线右移，钢的淬透性将a降低 b. 提高c不改变 d. 降低还是提高不确定(16)马氏体的硬度取决于a冷却速度 b. 转变温度 c碳质量分数(17)淬硬性好的钢：a具有高的合金元素质量分数 b. 具有高的碳质量分数 c具有低的碳质量分数(18)对形状复杂，截面变化大的零件进行淬火时，应选用：a高淬透性钢 b中淬透性钢 c低淬透性钢(19)直径为 10mm 的 40 钢的常规淬火温度大约为：a750C b850C c920C(20)直径为 10mm 的 40 钢在常规淬火温度加热后水淬后的显微组织为a马氏体 b铁
13、素体+马氏体 c马氏体+珠光体(21)完全退火主要适用于a亚共析钢 b. 共析钢 c. 过共析钢(22)钢的回火处理是在：a退火后进行 b. 正火后进行 c淬火后进行(23)20 钢的渗碳温度范围是a600650C b. 800820Cc900950C d. 10001050C(24)钢的淬透性主要取决于：a钢中碳质量分数 b. 冷却介质c.钢中合金元素种类和质量分数(25)钢的淬硬性主要取决于：a钢中碳质量分数 b. 冷却介质c钢中合金元素种类和质量分数2.5 综合分析题 (4)如果其他条件相同，试比较在下列铸造条件下铸件晶粒的大小：砂模浇注与金属模浇注； 变质处理与不变质处理； 铸成厚件与
14、铸成薄件； 浇注时采用震动与不采用震动。答：（1）金属模浇注晶粒尺寸小于砂模浇注，原因是金属模冷却速度大，过冷度大，核率高。 （2）变质处理晶粒细小，原因是变质处理增加了非自发形核率，促进形核； （3）铸成薄件晶粒细小，原因是薄件散热速度大，增加形核率； （4）采用振动晶粒细小，振动打碎粗大枝晶，促进非均匀形核。 (27)直径为 6mm 的共析钢小试样加热到相变点 A1 以上 30C，用图 1-4 所示的冷却曲线进行冷却，试分析其所得到的组织，说明各属于什么热处理方法。答：a-单液淬火 M+Ab-分级淬火 M+Ac-油冷淬火 T+M+Ad -等温淬火 下 Be-正火 Sf-完全退火 Pg-等温
15、退火 P(29)确定下列钢件的退火方法，并指出退火目的及退火后的组织：经冷轧后的 15 钢钢板，要求降低硬度；ZG35 的铸造齿轮；锻造过热的 60 钢锻坯；改善 T12 钢的切削加工性能。答：（1）再结晶退火 （2）扩散退火 （3）完全退火 （4）球化退火(32)指出下列工件的淬火温度及回火温度，并说出回火后获得的组织。45 钢小轴(要求综合机械性能好 )；60 钢弹簧；T12 钢锉刀。答：1)AC3+3050 高温回火 回火 S2) AC3+3050 中温回火 回火 T3) AC1+3050 低温回火 回火 M3.2 填空题(1)20 是( 碳素结构 )钢，可制造( 轴,销 )。(2)T1
16、2 是( 碳素工具 )钢，可制造( 扳牙,丝锥 )。(3)按钢中合金元素含量，可将合金钢分为( 低合金钢 )， （ 中合金钢 ）和（ 高合金钢 ）几类。(4)Q345(16Mn)是( 低合金高强度 )钢，可制造( 桥梁 )。(5)20CrMnTi 是( 合金渗碳 )钢，Cr，Mn 的主要作用是( 提高淬透性 )，Ti 的主要作用是（ 细化晶粒 ）热处理工艺是( 渗碳后直接淬火、再低温回火 )。(6)40Cr 是( 调质 )钢，可制造 ( 齿轮,轴 )。(7)60Si2Mn 是( 弹簧 )钢，可制造( 汽车板簧 )。(8)GCrl5 是可制造( 滚珠轴承 )钢，可制造( 套圈、钢球 ）(9)9S
17、iCr 是( 低合金工具 )钢，可制造( 钻头，板牙 )。(10)CrWMn 是( 量具用 )钢，可制造 ( 量规 )。(11)Crl2MoV 是( 冷作模具 )钢，可制造( 冷冲压模,冷挤压模 )(12)5CrMnMo 是( 热作模具 )钢，可制造( 锻模 )(13)W18Cr4V 是( 高速工具 )钢，碳质量分数是( 0.9-1.1%C )，w 的主要作用是( 保证高的热硬性 )、 Cr 的主要作用是( 提高淬透性 )，V 的主要作用是( 细化晶粒，提高硬度及耐磨性) 。热处理工艺是( 球化退火+淬火+三次回火 )，最后组织是( 马氏体+碳化物+残余奥氏体 )。(14)1Crl3 是( 马
18、氏体不锈 )钢，可制造 ( 汽轮机叶片 )。(15)0Crl8Ni9Ti 是( 奥氏体不锈 )钢，Cr 的主要作用是( 提高基体电极电位 )，Ni 的主要作用是( 扩大 A 相区 )，Ti 的主要作用是( 减轻晶界腐蚀 )。(16)灰口铸铁中碳主要以( 石墨 )的形式存在，可用来制造( 机床底座、端盖、床身等 )。(17)球墨铸铁中石墨的形态为( 球状 )，可用来制造( 受力复杂的齿轮、曲轴、凸轮轴等 )。(18)蠕墨铸铁中石墨的形态为( 蠕虫状 )，可用来制造( 汽缸和缸盖 )。(19)影响石墨化的主要因素是( 加热温度、冷却速度 )和( 合金元素 )。(20)球墨铸铁的强度、塑性和韧性均较
19、普通灰口铸铁高，这是因为( 球墨铸铁的石墨呈球状 )。(21)HT200 牌号中“HT“表示( 灰铸铁 )，数字“200“表示 ( 最低抗拉强度为 200MPa )。(22)生产球墨铸铁选用( 稀土镁 )作为球化剂。3.3 是非题(1)T8 钢比 T12 和 40 钢有更好的淬透性和淬硬性。 ( )(2)调质钢的合金化主要是考虑提高其热硬性。 ( )(3)高速钢需要反复锻造是因为硬度高不易成形。 ( )(4)T8 钢与 20MnVB 相比，淬硬性和淬透性都较低。 ( )(5)W18Cr4V 高速钢采用很高温度淬火，其目的是使碳化物尽可能多地溶入奥氏体中，从而提高钢的热硬性。 ( )(6)奥氏体不锈钢只能采用加工硬化提高强度。 ( )(7)奥氏体不锈钢的热处理工艺是淬火后低温回火处理。 ( )(8)铸铁可以经过热处理改变基体组织和石墨形态。 ( )(9)可锻铸铁在高温时可以进行锻造加工。 ( )(10)石墨化的第三阶段不易进行。 ( )(11)可以通过球化退火使普通灰口铸铁变成球墨铸铁。 ( )(12)球墨铸铁可通过调质处理和等温淬火工艺提高其机械性能 ( )
