工程材料及热处理题库

工程材料 及热加工工艺基础复习纲要

第二章 材料的性能 静态、动态力学性能概念及符号 静态、动态力学性能概念及符号 概念及

第三章 金属的结构与结晶 三种典型晶体结构的特征 晶面、 晶面、晶向指数 晶体缺陷形式 晶体缺陷形式 过冷度” “过冷度”概念 结晶时晶粒大小的控制 铸锭组织

第四章 二元合金 合金中的相结构： 合金中的相结构： 结构 固溶体、 固溶体、金属间化合物 基本相图： 基本相图 相图： 匀晶、共晶、包晶、共析； 匀晶、共晶、包晶、共析； 杠杆定律 铁碳合金： 铁碳合金： 基本相( 、 、渗碳体、石墨) 基本相(F、A、渗碳体、石墨) 量对Fe-C合金组织和性能的影响 含C量对 量对 合金组织和性能的影响 碳钢牌号

第五章 金属的塑性变形与再结晶 塑性变形方式：滑移、孪生 塑性变形方式：滑移、 塑性变形对组织和性能的影响 回复与再结晶 再结晶温度 强化(提高塑性变形抗力)途径： 强化(提高塑性变形抗力)途径： 细晶强化、固溶强化、 细晶强化、固溶强化、 弥散强化、 弥散强化、加工硬化

第六章 热处理 “热处理”定义 热处理” 加热时的组织转变： 加热时的组织转变： A形成过程 形成

工程材料及热处理期末模拟

一、填空题（20×1％=20％）

1、常见的金属晶格类型有体心立方晶格、面心立方晶格和 晶格三种。

2、常见的表面热处理可分为表面淬火和

3、铸铁是含碳量在大于铁碳合金，单铸铁中的碳大部分不再以渗碳体的形式存在，而是以游离的 石墨 状态存在。

4蠕墨铸铁四大类。它们在石墨的形态分别为_片状 蠕虫状。

5、常用的常规热处理方法有回火、正火和淬火、 退火 。

6、合金常见的相图有匀晶相图 、 共晶相图 、包晶相图和具有稳定化合物的二元相图。

7、实际金属中存在有点缺陷、线缺陷和

8、过冷度是指其表示符号 △T 。

9、钢的热处理工艺由 加热、保温、冷却 三个阶段所组成。

10、零件失效的形式有：变形失效、断裂失效及表面损伤失效。

12、根据晶胞的几何形状或自身的对称性，可把晶体结构分为七大晶系、十四种空间点阵 。

13 是由于过热和过冷现象的影响，加热时相变温度偏向高温，冷却时相变温度偏向低温的现象。

14、细化铸态金属晶粒主要采用下面两种方法为：增大金属的过冷度、变质处理。

15

二、选择题（10×2％=20％）

1、化学热处理与其他热处理的主要区别是（ C ）

A 组织变化 B 加热温度 C 改变表面化学成分

《机械工程材料》试卷（B 卷）

考试形式: 闭卷笔试，2小时 学 号： 命题教师： 徐光青 姓 名： 适用专业： 机械 年级专业： 题 号 得 分 一 二 三 四 五 六 总分 评卷人 一、名词解释（3分×10） 1. 空间点阵

2. 结晶潜热

3. 固溶强化

4. 固溶体

5. 包晶相图

6. 过冷奥氏体

7. 珠光体转变

8. 淬透性

9. 起始晶粒度

10. 淬火

二、填空（1分×20）

1. 金属晶体中常见的点缺陷有______、______和_____等

2. 液态金属结晶的宏观现象为______和_______，微观过程为_______和_______。

3. 固溶体按照溶质原子所处位置可分为_______和______两类。 4. 碳素钢按质量分为________、________和___________。 5. 滑移的本质是________________________

6.

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

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（ ）。

《工程材料及热处理》

实验指导书

机械与能源工程系

1

实验6 铁碳合金平衡状态的显微组织分析

一、实验目的

1、认识铁碳合金平衡组织的特征，初步识别各种铁碳合金在平衡状态下的显微组织。 2、分析和认识碳钢的含碳量与其平衡组织的关系。

3、进一步认识对平衡状态下碳钢的成分、组织、性能间的关系。 二、实验原理

碳钢和铸铁是工业上最重要、最基本、应用最广的金属材料，通常把钢和铸铁统称为铁碳合金，他们的性能与组织有着密切的关系，因此熟悉并掌握它们的组织，对于合理使用钢铁材料具有十分重要的实际指导意义，也是对钢铁材料使用者最基本的要求。

1、碳钢和白口铸铁的平衡组织

平衡组织一般是指合金在极为缓慢冷却的条件下（如退火状态）所得到的组织。铁碳合金在平衡状态下的显微组织可以根据Fe-Fe3C相图来分析。由相图可知，所有碳钢和白口铸铁在室温时的显微组织均由铁素体（F）和渗碳体（Fe3C）组成。但是，由于碳质量分数的不同、结晶条件的差别，铁素体和渗碳体的相对数量、形态、分布的混合情况均不一样，因而呈现各种不同特征的组织组成物。

2、各种相组分或组织组分的特征

碳钢和白口铸铁的金相试样经浸蚀后，其平衡组织中各种相组分或组织组分的形态特征和性能如下所述。

《工程材料及热处理》

实验指导书

机械与能源工程系

实验6 铁碳合金平衡状态的显微组织分析

一、实验目的

1、认识铁碳合金平衡组织的特征，初步识别各种铁碳合金在平衡状态下的显微组织。 2、分析和认识碳钢的含碳量与其平衡组织的关系。

3、进一步认识对平衡状态下碳钢的成分、组织、性能间的关系。 二、实验原理

碳钢和铸铁是工业上最重要、最基本、应用最广的金属材料，通常把钢和铸铁统称为铁碳合金，他们的性能与组织有着密切的关系，因此熟悉并掌握它们的组织，对于合理使用钢铁材料具有十分重要的实际指导意义，也是对钢铁材料使用者最基本的要求。

1、碳钢和白口铸铁的平衡组织

平衡组织一般是指合金在极为缓慢冷却的条件下（如退火状态）所得到的组织。铁碳合金在平衡状态下的显微组织可以根据Fe-Fe3C相图来分析。由相图可知，所有碳钢和白口铸铁在室温时的显微组织均由铁素体（F）和渗碳体（Fe3C）组成。但是，由于碳质量分数的不同、结晶条件的差别，铁素体和渗碳体的相对数量、形态、分布的混合情况均不一样，因而呈现各种不同特征的组织组成物。

2、各种相组分或组织组分的特征

碳钢和白口铸铁的金相试样经浸蚀后，其平衡组织中各种相组分或组织组分的形态特征和性能如下所述。

铁素体：铁素体是碳溶于α-Fe中

《模具材料及热处理》复习题

1.

材料力学性能的“硬度”和“强度”分别指？

硬度是衡量材料软硬程度的一个性能指标。

强度是指金属材料在外力作用下对变形或断裂的抗力。

2. 何谓“模具失效”？

模具失效是指模具工具部分发生严重磨损或损坏而不能用一般修复方法使其重新服役的现象。 3. “模具寿命”是指？

模具寿命指在保证制件品质的前提下，所能成形出的制件数。它包括反复刃磨和更换易损件，直至模具的主要部分更换所成形的合格制件总数。

4. “冷作模具”和“热作模具”分别指？

冷作模具是指在冷态下完成对金属或非金属材料的塑性变性的模具。 热作模具主要指用于热变形加工和压力铸造的模具。

5. 根据钢的编号原则及分类标准，“T10A”和“T12A”分别指哪种钢？

这两种钢的碳的质量分数分别为多少？

它们都属于碳素工具钢，T10A的质量分数是0.45%，T12A的是1.2%。

6. 钢的热处理工艺中“钢的退火”及“钢的回火”工艺分别指？

退火是一种将金属加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却(通常是缓慢冷却，有时是控制冷却)的一种金属热处理工艺。

回火是工件淬硬后加热到AC1以下的某一温度，保温一定

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

金属学及热处理

课程设计之汽车半轴

学院：化工装备学院 班级：09材料

姓名：程立阳 学号：220090204

日期：2011年11月18日

一、题目：

汽车半轴是传递扭矩的典型轴件，工作应力较大，且受一定的冲击载荷，其结够和主要尺寸如图1－1所示。对它的性能要求是：屈服强度σS＞600MPa ，疲劳强度σ-1＞300MPa，硬度30－50HRC,冲击吸收功AK＝45～47J。是选择合适的材料，指定加工工艺路线，说明每步热处理的目的，工艺规范及组织，并做出热处理工艺卡。

二、材料选择

汽车半轴主要作用为支撑传动零件及传递动力，在机床、汽车、拖拉机等制造工业中，轴占有相当重要的地位，也是影响机械设备精度和寿命的关键零件。轴按负荷可分为转轴、心轴、传动轴等，在工作是受多种应力作用，大部分轴受交变应力及一定的冲击作用。因此从选材角度看，材料应具有较高的综合力学性能，局部承受摩擦的部位要求具有一定的硬度，以提高其抗磨损能力。轴类零件的选材还根据其应力状态和负荷种类考虑材料的淬透性和抗疲劳性能。轴类零件的选材依据是轴的尺寸