金属材料及热处理

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（ ）。

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

金属材料及热处理 复习资料

一、名词解释 1、回火脆性

2、过冷度

3、调质处理

二、单项选择题

1、实际生产中，金属冷却时（ ）。 A、理论结晶温度总是低于实际结晶温度 B、理论结晶温度总是大于实际结晶温度 C、理论结晶温度总是等于实际结晶温度 D、实际结晶温度和理论结晶温度没有关系

2、二元合金在发生共晶转变时，其相组成是（ ） A、单一液相 B、单一固相 C、两相共存 D、三相共存

3、金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫（ ）。 A、弹性 B、硬度 C、塑性 D、强度 4、钢经表面淬火后，将获得（ ）

A、上贝氏体 B、全部马氏体 C、下贝氏体 D、一定深度的马氏体 5、（ ）主要用于各种弹簧淬火后的处理。 A、低温回火 B、中温回火 C、高温回火 D、调质 6、常温铁素体是碳溶解在（ ）中所形成的间隙固溶体。 A、α-Fe B、γ-Fe C、δ-Fe D、β-Fe 7、铸铁的含碳量一般为（ ）

A、0.008～4.3% B、0.008～6.69% C、2.11～6.69% D、4.3～6.6

金属材料及热处理试题精选（工人技术等级考试）

一、填空题

１、填出下列力学性能主要包括强度、硬度、塑性、冲击韧性、疲劳强度五个指标。

指标符号：屈服点σs，抗拉强度σb ，洛氏硬度Ｃ标尺HBC ，布氏硬度HBS（W），伸长率δ，断面收缩率_ψ_冲击韧度αk，疲劳极限__σ-1 。

2、500HBW表示测得的_布氏硬度_所测硬度值为_500__；50HRC是表示洛氏硬度C标尺所测的硬度值是50。

3、常见的金属品格类型有体心立方、面心立方、密排立方三种。

铁素体为体心立方晶格，奥氏体为面心立方晶格，渗碳体密排六方晶格。

4、金属结晶过程是由晶核形成和晶核长大两个基本过程组成．

5、从金属学观点来说，凡在再结晶温度以下进行的加工，称为__冷加工__；而在再结晶温度以上进行的

加工，称为__热加工_。

6、含碳量小于_2.11_%的铁碳合金称为钢。

7、碳素钢中除铁、碳外，还常有硅、锰、硫、磷等元素。其中硅、锰是有益元素，硫、磷是有害元素。

8、低碳钢含碳量范围为≤0.25%，；中碳钢含碳量范围为__0.25%~0.60%_；高碳钢含碳量范围为≥0.60%。

9、４５钢中平均碳含量为０.４５％，45钢按用途分类属于_中碳_钢，按质量分类属于_优质钢。

10、Ｔ８Ａ中平均碳含

金属材料及热处理试题精选（工人技术等级考试）

一、填空题

１、填出下列力学性能主要包括强度、硬度、塑性、冲击韧性、疲劳强度五个指标。

指标符号：屈服点σs，抗拉强度σb ，洛氏硬度Ｃ标尺HBC ，布氏硬度HBS（W），伸长率δ，断面收缩率_ψ_冲击韧度αk，疲劳极限__σ-1 。

2、500HBW表示测得的_布氏硬度_所测硬度值为_500__；50HRC是表示洛氏硬度C标尺所测的硬度值是50。

3、常见的金属品格类型有体心立方、面心立方、密排立方三种。

铁素体为体心立方晶格，奥氏体为面心立方晶格，渗碳体密排六方晶格。

4、金属结晶过程是由晶核形成和晶核长大两个基本过程组成．

5、从金属学观点来说，凡在再结晶温度以下进行的加工，称为__冷加工__；而在再结晶温度以上进行的

加工，称为__热加工_。

6、含碳量小于_2.11_%的铁碳合金称为钢。

7、碳素钢中除铁、碳外，还常有硅、锰、硫、磷等元素。其中硅、锰是有益元素，硫、磷是有害元素。

8、低碳钢含碳量范围为≤0.25%，；中碳钢含碳量范围为__0.25%~0.60%_；高碳钢含碳量范围为≥0.60%。

9、４５钢中平均碳含量为０.４５％，45钢按用途分类属于_中碳_钢，按质量分类属于_优质钢。

10、Ｔ８Ａ中平均碳含

第一章 金属的晶体结构与结晶

1．解释下列名词

点缺陷，线缺陷，面缺陷，亚晶粒，亚晶界，刃型位错，单晶体，多晶体， 过冷度，自发形核，非自发形核，变质处理，变质剂。

答：点缺陷：原子排列不规则的区域在空间三个方向尺寸都很小，主要指空位间隙原子、

置换原子等。

线缺陷：原子排列的不规则区域在空间一个方向上的尺寸很大，而在其余两个方向

上的尺寸很小。如位错。

面缺陷：原子排列不规则的区域在空间两个方向上的尺寸很大，而另一方向上的尺

寸很小。如晶界和亚晶界。

亚晶粒：在多晶体的每一个晶粒内，晶格位向也并非完全一致，而是存在着许多尺寸

很小、位向差很小的小晶块，它们相互镶嵌而成晶粒，称亚晶粒。

亚晶界：两相邻亚晶粒间的边界称为亚晶界。

刃型位错：位错可认为是晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体的局部滑移而造成。

滑移部分与未滑移部分的交界线即为位错线。如果相对滑移的结果上半部分多出一半原子面，多余半原子面的边缘好像插入晶体中的一把刀的刃口，故称“刃型位错”。

单晶体：如果一块晶体，其内部的晶格位向完全一致，则称这块晶体为单晶体。 多晶体：由多种晶粒组成的晶体结构称为“多晶体”。 过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度。

自发形核：在一定条件下，从液

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

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