金属材料与热处理知识点

《金属材料与热处理》习题册使用说明

《金属材料与热处理》是机械、机电专业学习的主要课程之一。由于理

论与实践相脱离等客观原因，学生在学习时出现了“题目拿不稳，答案做不准”的现象。

本习题册结合生产实践，以单元练习为主线，围绕教学大纲，参考考试

大纲，根据学生的认知特点，以检测为表现形式，以掌握知识为目的，把每单元所学内容分为测试一和测试二（其中单元五单元六含测试题三）。测试一重在考核学生对所学基础知识的识记理解，测试二、测试三重在对所学知识的综合应用。知识层次由浅入深，同时对本学科编排四份综合检验，以便师生在本学科学习时进行总结检测。相信本习题册学生在学习过程中参考练习，能提高学习效率，起到事半功倍的效果。对教和学起到一定的指导作用。

本习题册主编杨义然。

单元一至单元五测试题、综合测试一至四由杨义然编写 单元六至单元八测试题由徐红梅编写

目 录

单元一 (金属的性能)测试题 一 单元一 （金属的性能）测试题 二

单元二 （金属的结构与结晶）测试题 一 单元二 （金属的结构与结晶）测试题 二 单元三 （铁碳合金）测试题 一 单元三 （铁碳合金）测试题 二 单元四 （碳素钢）测试题 一 单元

第1章 习题精选

一、名词解释

刚度、弹性极限、屈服强度、抗拉强度、冲击韧性、硬度、疲劳、金属键、晶体、晶格、晶胞、致密度、配位数、位错、晶界、合金、相、固溶体、金属化合物、玻璃相、单体、链节、陶瓷、玻璃相。

二、填空题

1.金属材料的强度是指在载荷作用下其抵抗（ ）或（ ）的能力。 2.低碳钢拉伸试验的过程可以分为弹性变形、（ ）和（ ）三个阶段。

3.材料的工艺性能是指 ________ 性、________ 性、________ 性和________ 性。

4.表征材料抵抗冲击载荷能力的性能指标是 ________ ，其单位是 ________ 。 5.工程材料的结合键有 ________、 ________、 ________、 ________ 四种。

6.体心立方晶格和面心立方晶格晶胞内的原子数分别为 ________ 和 ________ ，其致密度分别为 ________ 和 ________ 。

7.实际金属中存在有 ________、________ 和 ________ 三类缺陷。位错是 ________ 缺陷，晶界是 ________ 缺陷。金属的晶粒越小，晶界总面积就越 ________ ，金属的

模块一 常用金属材料及热处理 项目二 钢的热处理 任务一： 钢的普通热处理 一、实验目的 1、 了解碳钢的基本热处理（退火、正火、淬火及回火）工艺方法。 2、 研究冷却条件对碳钢性能的影响。 3、 分析淬火及回火温度对碳钢性能的影响。 二、实验原理 1、钢的淬火 所谓淬火就是将钢加热到Ac3（亚共析钢）或Ac1(过共析钢)以上30～50℃，保温后放入各种不同的冷却介质中（ V冷应大于V临 ），以获得马氏体组织。碳钢经淬火后的组织由马氏体及一定数量的残余奥氏体所组成。 为了正确地进行钢的淬火，必须考虑下列三个重要因素：淬火加热的温度、保温时间和冷却速度。 （1）淬火温度的选择 选定正确的加热温度是保证淬火质量的重要环节。淬火时的具体加热温度主要取决于钢的含碳量，可根据 相图确定（如图4所示）。对亚共析钢，其加热温度为 ＋30～50℃，若加热温度不足（低于），则淬火组织中将出现铁素体而造成强度及硬度的降低。对过共析钢，加热温度为 ＋30～50℃，淬火后可得到细小的马氏体与粒状渗碳体。后者的存在可提高钢的硬度和耐磨性。 （2）保温时间的确定 淬火加热时间是将试

一、判断题 1、 金属在外力作用下产生的变形都不能恢复。（ × ） 2、 所有金属在拉伸试验过程中都会产生“屈服”现象和“颈缩”现象。（ ） 3、 一般低碳钢的塑性优于高碳钢，而硬度低于高碳钢。（ √ ） 4、 低碳钢、变形铝合金等塑性良好的金属适合于各种塑性加工。（ √ ） 5、 布氏硬度试验法适合于成品的硬度测量。（ × ） 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。（ ）

7、 材料韧性的主要判据是冲击吸收功。（ ） 8、 一般金属材料在低温时比高温时脆性大。（ ） 9、 机械零件所受的应力小于屈服点时，是不可能发生断裂的。（ ） 10、 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。（ × ） 11、 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。（ √ ） 12、 晶体中的原子在空间是有序排列的。（ √ ） 13、 金属在固态下都有同素异构转变。（ × ） 14、 凡由液体转变为固体的过程都叫结晶。（ ） 15、 金属结晶时冷却速度越大，结晶晶粒越细。（ √ ） 16、 固溶体的强度一般比构成它的纯金

本次作业是本门课程本学期的第2次作业，注释如下： 一、单项选择题(只有一个选项正确，共15道小题) 1. 二元合金在发生共晶转变时，其相组成是（ ）。 (D) 三相共存

2. 实际金属结晶时，通过控制晶核形成率N和成长率G的比值来控制晶粒的大小，在下列（ ）情况下获得粗大的晶粒： (B) N/G很小时

3. 常温铁素体是碳溶解在（ ）中所形成的间隙固溶体。 (A) α-Fe

4. （ ）属于冶金缺陷。 (D) 缩孔

5. 铁素体的机械性能特点是（ ） (C) 高塑性、低强度

6. 共晶成分的铁碳合金发生共晶反应时，其反应式为( )。 (C) L?A+Fe3C

7. （ ）为共晶体。 (A) 莱氏体

8. 在Fe-Fe3C相图中，Acm线也称为（ ）。 (D) 固溶度线

9. 下列铁碳合金在室温平衡状态，（ ）成分的强度最高。 (B) 0.8％

10. 铸铁的含碳量一般为（ ）。 (C) 2.11～6.69%

11. 钢的含碳量一般为（ ）。 (A) 0.0218～2.11%

12. 脆性相以（ ）析出的危害最大。 (A) 网状

13. 热处理能使钢的性能发生变化，其根本原因是（ ）。

第1章 金属的结构与结晶 一、填空：

1、原子呈无序堆积状态的物体叫 ，原子呈有序、有规则排列的物体称为 。一般固态金属都属于 。

2、在晶体中由一系列原子组成的平面，称为 。通过两个或两个以上原子中心的直线，可代表晶格空间排列的 的直线，称为 。

3、常见的金属晶格类型有 、 和 三种。铬属于 晶格，铜属于 晶格，锌属于 晶格。

4、金属晶体结构的缺陷主要有 、 、 、 、 、 和

等。晶体缺陷的存在都会造成 ，使 增大，从而使金属的 提高。

5、金属的结晶是指由原子 排列的 转变为原子 排列的 过程。 6、纯金属的冷却曲线是用 法测定的。冷却曲线的纵坐标表示 ，横坐标表示 。 7、 与 之差称为过冷度。过冷度的大小与

金属材料与热处理 试题 1 一、 填空题（30分，每空1分）

1、根据采用的渗碳剂的不同，将渗碳分为__________、__________和__________三种。 2、普通灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁及蠕墨铸铁中石墨的形态分别为__________、__________、__________和__________。

3、实际金属晶体的缺陷有__________、__________、__________。 4、工程中常用的特殊性能钢有_________、_________、_________。 5、金属的断裂形式有__________和__________两种。

6、按冶炼浇注时脱氧剂与脱氧程度分，碳钢分为_________、_________、_________和_________。

7、金属元素在钢中形成的碳化物可分为_________、_________两类。

8、常见的金属晶体结构有____________、____________和____________三种。

9、合金常见的相图有__________、__________、__________和具有稳定化合物的二元相图。 10、感应表面淬火的技术条件主要包括_______

《金属材料与热处理》教材习题答案

作者：陈志毅

绪论

1．金属材料与热处理是一门怎样的课程？

答：金属材料与热处理这门课程的内容主要包括金属材料的基本知识、金属的性能、金属学基础知识和热处理的基本知识等。 2．什么是从属与从属材料？

答：所谓金属是指由单一元素构成的具有特殊的光泽、延展性、导电性、导热性的物质。如金、银、铜、铁、锰、锌、铝等。而合金是指由一种金属元素与其它金属元素或非金属元素通过熔炼或其它方法合成的具有金属特性的材料，所以金属材料是金属及其合金的总称，即指金属元素或以金属元素为主构成的，并具有金属特性的物质。 3．怎样才能学好金属材料与热处理这门课程？

答：金属材料与热处理是一门从生产实践中发展起来，又直接为生产服务的专业基础课，具有很强的实践性，因此在学习时应结合生产实际，弄清楚重要的概念和基本理论，按照材料的成分和热处理决定其组织，组织决定其性能，性能又决定其用途这一内在关系进行学习和记忆；认真完成作业和实验等教学环节，就完全可以学好这门课程的。

第一章 金属的结构与结晶

1．什么是晶体和非晶体？它们在性能上有什么不同？想一想，除了金属，你在生活中还见过哪些晶体？

答：原子呈有序、有规则排列的物质称为晶体；而原子呈无序、无

一、判断题 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、 14、 15、 16、 17、 18、 19、 20、 21、 22、 23、 24、 25、 26、 27、 28、 29、 30、 31、 32、 33、 34、

金属在外力作用下产生的变形都不能恢复。（ ）

所有金属在拉伸试验过程中都会产生“屈服”现象和“颈缩”现象。（ ） 一般低碳钢的塑性优于高碳钢，而硬度低于高碳钢。（ ） 低碳钢、变形铝合金等塑性良好的金属适合于各种塑性加工。（ ） 布氏硬度试验法适合于成品的硬度测量。（ ）

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。（ ）

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。（ ） 金属在固态下都有同素异构转变。（ ）

第一部分：真题

2013年复试529《金属材料与热处理》

一、 名词解释（30分）

蠕变极限 ；晶间腐蚀；二次淬火；红硬性；淬透性与淬硬性；过冷奥氏体 二、简答（20分）

（1）为什么4Cr13为过共析钢，Cr12MoV为莱氏体钢？

（2）奥氏体不锈钢和高锰钢固溶处理后放在水中冷却的目的与一般钢的淬火的目的有何区别？作用是什么？

三、碳钢淬火后回火过程中的组织转变（20分）

四、画Fe-C组织组成相图，计算Wc=0.5%的碳钢冷却到室温各组织组成物的相对量。讨论含C量从低到高的碳钢按用途分类及相应的典型产品型号。（20分） 五、用T12制作锉刀，HRC60以上，请设计预备热处理、最终热处理的工艺方案，并说明原因。（20分）。

六、第一类、第二类回火脆性的定义、原因、如何避免或减轻？（20分） 七、 40Cr钢的Φ50mm零件，经以下三种热处理后，表面及中心硬度相近（HRC25-30），问哪种工艺的综合力学性能最好，说明原因。（1）Ac3以上 30-50℃，水淬，550℃回火，空冷。（2）Ac3以上30-50℃，油淬，550℃回火，空冷。（3）Ac3以上30-50℃，空冷。（20分）

2012年复试529《金属材料与热处理》

一 名词解释