金属材料及热处理.docx
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金属材料及热处理
金属材料及热处理期终试题(A)卷
(06机械系大专班)
一.填空题 (每空1分,共40分)
1.填出下列力学性能指标符号:
屈服点 σs,抗拉强度σb ,洛氏硬度C标尺 HRC
б ,伸长率 αk ,冲击韧度 HBS ,布氏硬度 HBW .
2.大多数合金元素溶于奥氏体后使C曲线的位置 右移 减少了钢的 临界冷却速度 ,提高钢的 淬透性 .
3.常见的金属品格类型有 体心立方 , 石心立方 , 密排立方 三种,r-Fe晶格为 石心立方
a-Fe晶格为 体心立方 .
4.金属结晶过程是由 形核 和 晶核长大 两个基本过程组成.
5.铁碳合金的基本相是 铁素体 , 奥氏体 , 渗碳体 ,其中属于固溶体是 F
和 A ,属于金属化合物是 Fe3C .
6.分析钢的等温转变中,在A1~650摄氏度温度范围内,转变产物为 珠光体 ,在650~600摄氏度温度范围内起转变产物为 索氏体 ,600~550摄氏度温度范围内转变产物为 托氏体 ,在550~Ms温度范围内转变产物为 上贝氏体 和 下贝氏体 .在Ms温度以下转变产物为 马氏体 .
7.根据工艺的不同,钢的热处理方法可分为 退火 , 正火 , 淬火 , 回火 及 表面热处理 五种.
8.白口铸铁中的碳主要以 渗碳体 形式存在,而灰口铸铁中的碳主要以 石墨形式存在.
9.45钢中平均碳含量为 0.45% ;T8A中平均碳含量为 0.8% ;55Si2Mn弹簧钢中平均碳含量为 0.55% ,Si的含量约为 2% ,Mn的含量为 5% .
二.判断题 (正确的打"√"错的打"×") (每小题1分,共10分)
1.晶粒越细小,金属材料力学性能越好 (√)
2.理论结晶温度与实际结晶温度之差称为过冷度 (√)
3.在退火状态下25钢塑性韧性比45钢好,比T8更好 (√)
4.调质处理就是淬火+低温回火 (×)
5.合碳为2.4%的铁碳合金也会发生共晶反应 (√)
6.金属经热变形后也会存在硬工硬化现象 (×)
7.合金钢回火稳定性比碳素钢好 (√)
8.珠光体不仅强度硬度较高,而且还具有一定的塑性 (√)
9.莱氏体的平均含碳量为2.11% (×)
10.马氏体与回火马氏体属同一组织 (×)
三.选择 (每空1分,共25分)
1.选取适当的牌号:
优质碳素结构钢( 45 ) 碳素工具钢( T10 ) 合金调质钢( 40Gr )
合金渗碳钢(20GrMnTi ) 普通碳素结构钢(Q235-A.F ) 灰铸铁( HT200 )
球墨铸铁( )
(20CrMnTi,40Cr,HT200,QT600-2,T10A,45 Q235-A.F)
2.为下列材料选材
冷冲压件( 10 ) 重要的轴类( 40Gr )车床床身( HT200 )
重要齿轮( 20GrMnTi ) 车刀( W18Gr4V )
(20CrMnTi, 10, 40Cr, HT200, W18Cr4V)
3.选择下列零件的最终热处理
刀具(淬火+低温回火)重要轴类零件(淬火+中温回火)弹性零件(淬火+高温回火)
4.为下列合金选择室温下的平衡组织
Wc=1.2%的铁碳合金( P )共析钢( P+FeCⅡ )45钢( P+F )
5.铁碳合金相图上的共析线(PSK )共晶线( ECF)共晶反应温度( 1148℃ )
共析反应温度为( 727℃ )
6.灰铸铁中石墨呈(片状 )球墨铸铁中石墨呈(球状 )可锻铸铁中石墨呈( 团絮状 )
四.问答题 (共25分)
1.随着碳含量的增加,碳素钢的组织与性能如何变化?
(13分)
答:
随碳的增加亚共析钢中的铁素体减少,珠光体增多,而过共析钢中珠光体减少,二次渗碳体增多.由于组织变化导致性能也发生相应的变化,即:
随碳量的增加,钢的塑性,韧性降低,硬化逐渐增大,在Wc≤0.9%范围内强度也会提高.但当Wc>0.9%后随碳含量的增加,网状二次渗碳体增多,因而强度反而降低.
2.试述高速钢的成分特点及合金元素的主要作用?
(12分)
2.答:
高速钢的成分特点有两点,其一:
碳含量高,Wc=0.7%~1.65%,其二:
是含有大量的合金元素:
W Cr Mo V等,这些合金元素在钢中的主要作用分别是:
Cr:
主要提高淬透性,W Mo两元素主要提高钢的热硬度并细化晶粒,V:
主要作用是提高钢的硬度和耐磨性,并能一定程度提高热硬性.
金属材料与热处理
一、填空题(30分,每空1分)
1、常见的金属晶体类型有____体心立方______晶格、_____面心立方_____晶格和密排六方晶格三种。
2、金属的整个结晶过程包括_____形核_____、____长大______两个基本过程组成。
3、根据溶质原子在溶剂晶格中所处的位置不同,固溶体分为____间隙固溶体______与____置换固溶体______两种。
4、工程中常用的特殊性能钢有_____不锈钢____、____耐热钢_____、耐磨钢。
5、常用的常规热处理方法有____回火______、正火和淬火、___退火_______。
6、随着回火加热温度的升高,钢的___强度_______和硬度下降,而____塑性______和韧性提高。
7、根据工作条件不同,磨具钢又可分为____冷作模具钢______、____热作模具钢______和塑料磨具用钢等。
8、合金按照用途可分为_____合金渗碳体_____、___特殊碳化物_______和特殊性能钢三类。
9、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。
10、硬质合金是指将一种或多种难熔金属___碳化物_______和金属粘结剂,通过__粉末冶金________工艺生产的一类合金材料。
11、铸铁的力学挺能主要取决于____基体的组织______的组织和石墨的基体、形态、___数量_______以及分布状态。
12、根据铸铁在结晶过程中的石墨化程度不同,铸铁可分为___灰口铸铁_______、____白口铸铁______和麻口铸铁三类。
13、常用铜合金中,____青铜______是以锌为主加合金元素,__白铜________是以镍为主加合金元素。
14、铁碳合金的基本组织中属于固溶体的有__铁素体________和____奥氏体______,属于金属化合物的有___渗碳体_______,属于混合物的有____珠光体______和莱氏体。
二、选择题(30分,每题2分)
1、铜只有通过冷加工并经随后加热才能使晶粒细化,而铁则不需冷加工,只需加热到一定温度即使晶粒细化,其原因是( C )
A铁总是存在加工硬化,而铜没有 B铜有加工硬化现象,而铁没有
C铁在固态下有同素异构转变,而铜没有 D铁和铜的再结晶温度不同
2、
是具有(A)晶格的铁。
A体心立方 B面心立方
C密排六方 D无规则几何形状
3、以下哪种铸铁的断口呈灰黑色?
( D )
A马口铁 B白口铸铁 C麻口铸铁 D灰铸铁
4、用于制造渗碳零件的钢称为( C )。
A结构钢 B合金钢 C渗碳钢 D工具钢
5、合金发生固溶强化的主要原因( C )。
A晶格类型发生了变化B晶粒细化 C晶格发生畸形 D晶界面积发生变化
6、调质处理就是(A)的热处理。
A淬火+高温火 B淬火+中温回火
C淬火+低温回火 D淬火+低温退火
7、零件渗碳后,一般需经过( A )才能达到表面硬度高而且耐磨的目的。
A淬火+低温回火 B正火 C调质 D淬火+高温回火
8、钢在加热时,判断过热现象的依据是(B)。
A表面氧化 B奥氏体晶界发生氧化或融化 C奥氏体晶粒粗大 D、晶格发生畸形
9、火焰加热表面淬火和感应加热表面淬火相比(D)。
A效率更高 B淬硬层深度更容易控制 C工艺过程简单 D设备简单
10、钢的热硬性是指钢在高温下保持( B )的能力
A高强度 B高强度和高耐磨性 C高抗氧化性 D高强度和高耐磨性
11、20CrMnTi钢中Ti元素的主要作用是( A )
A细化晶粒 B提高淬透性 C强化铁素体D降低结晶温度
12、铅在常温下的变形属:
( C )
A冷变形 B弹性变形 C热变形 D既有冷变形也有热变形
13、球墨铸铁经( D )可获得铁素体基本组织。
A正火 B回火 C等温淬火 D退火
14、为提高灰铸铁的表面硬度和耐磨性,采用(B)热处理效果较好。
A渗碳后淬火+低温回火 B电加热表面淬火 C等温淬火 D正火+表面淬火
15、从金属学的观点来看,冷加工和热加工是以( C )温度为界限区分的。
A结晶 B再结晶 C相变 D25℃
三、判断题(20分,每题2分)
1、在相同的回火温度下,合金钢比同样含碳量的碳素钢具有更高的强度。
(√)
2、合金钢只有经过热处理,才能显著提高其力学性能。
(√)
3、淬火性好的钢,淬火后硬度一定很高。
(×)
4、钢的晶粒因过热变粗时,就有变脆倾向。
(√)
5、珠光体、索氏体、屈氏体都是片层状的铁素体和渗碳体混合物,所以它们的力学性能相同。
(×)
6、金属化合物晶格类型完全不同于任一组的晶格类型。
(√)
7、碳在奥氏体中的溶解度随温度的提高而减小。
(×)
8、由于锰、硅都是有益元素,适当增加其含量,能提高钢的强度。
(√)
9、65Mn等含碳量大于0.6%的碳素钢适用于制作弹簧。
(√)
10、感应加热表面淬火,淬硬层深度取决于电流频率;频率越低,淬硬层越浅;反之,频率越高,硬层越深。
(×)
四、名词解释(10分,每题2.5分)
1、结晶
答:
金属材料随着冷塑变形程度的增大,强度和硬度逐渐升高,塑性和韧性逐渐降低的现象称为加工硬化或冷作硬化。
2、加工硬化
答:
结晶就是原子由不规则排列状态(液态)过渡到规则排列状态(固态)的过程。
3、共晶转变
答:
共晶转变是指结晶时由液相中同时结晶出两种不同的固相。
4、淬透性
答:
淬透性是指在规定条件下,钢在淬火冷却时获得马氏体组织深度的能力。
五、简答题(10分,每题5分)
1、简述回火的目的。
答:
回火的目的是:
(1)降低零件脆性,消除或降低内应力;
(2)获得所要求的力学性能;(3)稳定尺寸;(4)改善加工性。
2、什么是表面化学如处理?
它有哪几个过程组成?
答:
表面化学热处理:
将工件置于一定温度的活性介质中保温,使一种或几种元素渗入金属的表面,以改变其化学成分、组织和性能的热处理工艺。
过程分为:
(1)分解:
介质在一定温度下发生化学分解,产生可渗入元素的活性原子
(2)吸收:
活性原子被工件表面吸收(3)扩散;渗入工件表面层的活性原子,由表面向中心迁移的过程。
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_____固体渗碳_____、_____液体渗碳_____和____气体渗碳______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____片状______、_____棉絮状_____、____球状______和____蠕虫状______。
3、实际金属晶体的缺陷有____空位______、___间隙原子_______、___位错_______。
4、工程中常用的特殊性能钢有____不锈钢_____、____耐热钢_____、__耐磨刚_______。
5、金属的断裂形式有____脆性断裂______和___延性断裂_______两种。
6、按冶炼浇注时脱氧剂与脱氧程度分,碳钢分为____沸腾钢_____、____镇静钢_____、______连铸坯___和___半镇静钢______。
7、金属元素在钢中形成的碳化物可分为___合金渗碳体______、___特殊碳化物______两类。
8、常见的金属晶体结构有_____体心立方晶格_______、______面心立方晶格______和______密排六方晶格______三种。
9、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。
10、感应表面淬火的技术条件主要包括___表面硬度_______、___有效淬硬深度_______及_____淬硬区的分布_____。
二、选择题(30分,每题2分)
1、铜只有通过冷加工并经随后加热才能使晶粒细化,而铁则不需冷加工,只需加热到一定温度即使晶粒细化,其原因是( C )
A铁总是存在加工硬化,而铜没有 B铜有加工硬化现象,而铁没有
C铁在固态下有同素异构转变,而铜没有 D铁和铜的再结晶温度不同
2、常用不锈钢有铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢和( A )
A铁素体-奥氏体不锈钢 B马氏体-奥氏体不锈钢
C莱氏体不锈钢 D贝氏体不锈钢
3、以下哪种铸铁的断口呈灰黑色?
( D )
A马口铁 B白口铸铁 C麻口铸铁 D灰铸铁
4、用于制造渗碳零件的钢称为( C )。
A结构钢 B合金钢 C渗碳钢 D工具钢
5、马氏体组织有两种形态( B )。
A板条、树状B板条、针状 C树状、针状 D索状、树状
6、实际生产中,金属冷却时( C )。
A理论结晶温度总是低于实际结晶温度 B理论结晶温度总是等于实际结晶温度
C理论结晶温度总是大于实际结晶温度 D实际结晶温度和理论结晶温度没有关系
7、零件渗碳后,一般需经过( A )才能达到表面硬度高而且耐磨的目的。
A淬火+低温回火 B正火 C调质 D淬火+高温回火
8、C曲线右移使淬火临界冷却速度( A ),淬透性( A )。
A减小、增大 B减小、减小 C增大、减小 D、增大、增大
9、机械制造中,T10钢常用来制造( B )
A容器 B刀具 C轴承 D齿轮
10、钢经表面淬火后将获得:
( A )
A一定深度的马氏体 B全部马氏体 C下贝氏体 D上贝氏体
11、GCrl5SiMn钢的含铬量是:
( B )
A15% B1.5% C0.15%D0.015%
12、铅在常温下的变形属:
( C)
A冷变形 B弹性变形 C热变形 D既有冷变形也有热变形
13、黄铜是以( D)为主加元素的铜合金。
A铅 B铁 C锡 D锌
14、在Fe-Fe3C和图中,奥氏体冷却到ES线时开始析出( C )。
A铁素体 B珠光体 C二次渗碳体 D莱氏体
15、从金属学的观点来看,冷加工和热加工是以( C )温度为界限区分的。
A结晶 B再结晶 C相变 D25℃
三、名词解释(12分,每题3分)
1、加工硬化
答:
金属材料随着冷塑变形程度的增大,强度和硬度逐渐升高,塑性和韧性逐渐降低的现象称为加工硬化或冷作硬化。
2、结晶
答:
结晶就是原子由不规则排列状态(液态)过渡到规则排列状态(固态)的过程。
3、稀有金属
答:
一般是指那些在地壳中含量少、分布稀散、冶炼方法较复杂或研制使用较晚的一大类有色金属。
4、自然时效
答:
自然时效是指经过冷、热加工或热处理的金属材料,于室温下发生性能随时间而变化的现象。
四、简答题(20分,每题4分)
1、简述奥氏体晶粒对钢在室温下组织和性能的影响。
答:
奥氏体晶粒细小时,冷却后转变产物的组织也细小,其强度与塑性韧性都较高,冷脆转变温度也较低;反之,粗大的奥氏体晶粒,冷却转变后仍获得粗晶粒组织,使钢的力学性能(特别是冲击韧性)降低,甚至在淬火时发生变形、开裂。
2、写出下列牌号数字及文字的含意,Q235-F、KTZ450-06、H68、LF5。
例如:
HT100:
表示灰铸铁,其最低抗拉强度为100MPa。
答:
Q235-F:
表示普通碳素结构钢,其屈服强度为235MPa,F表示是沸腾钢。
KTZ450-06:
表示珠光体基体的可锻铸铁,其表示最低抗拉强度为450MPa,最小伸长率为6%。
H68:
表示含铜68%的黄铜。
LF5:
表示防锈铝,其序数号为5。
3、轴承钢应满足哪些性能要求?
答:
轴承钢应满足以下性能要求:
(1)高的接触疲劳强度和抗压强度;
(2)高的硬度和耐磨性;
(3)高的弹性极限和一定的冲击韧度;
(4)有一定的抗蚀性。
4、试述耐磨钢的耐磨原理。
答:
耐磨钢工作时,如受到强烈的冲击、压力和摩擦,则表面因塑性变形会产生强烈的加工硬化,而使表面硬度提高到500—面磨损后,新露出的表面又可在冲击与摩擦作用下,获得新的耐磨层。
故这种钢具有很高的抗冲击能力与耐磨性,但在一般机器工作条件下,它并不耐磨。
5、简述回火的目的。
答:
回火的目的是:
(1)降低零件脆性,消除或降低内应力;
(2)获得所要求的力学性能;
(3)稳定尺寸;
(4)改善加工性。
五综述题(8分)
用20CrMnTi制造汽车变速箱齿轮,要求齿面硬度HRC58-60,中心硬度HRC30-45,试写出加工工艺路线,并说明各热处理的作用目的。
550HBS,因而获得高的耐磨性,而心部仍保持原来奥氏体所具有的高的塑性与韧性。
当旧表
答:
加工工艺路线为:
下料®锻造®正火®机械粗加工®渗碳+淬火+低温回火®喷丸®磨齿
正火处理可使同批毛坯具有相同的硬度(便于切削加工),并使组织细化,均匀;
渗碳后表面含碳量提高,保证淬火后得到高的硬度,提高耐磨性和接触疲劳强度;
喷丸处理是提高齿轮表层的压力使表层材料强化,提高抗疲劳能力。
金属材料与热处理试卷2
一、填空题(30分,每空1分)
1、常见的金属晶格类型有_____体心立方晶格______、____面心立方晶格_______和_____密排立方晶格______。
2、金属的机械性能主要包括强度、硬度、塑性、韧性、疲劳强度等指标,其中衡量金属材料在静载荷下机械性能的指标有____强度_______、___硬度________、____塑性_______。
衡量金属材料在交变载荷和冲击载荷作用下的指标有____疲劳强度_______和_____冲击韧性______。
3、常用的回火方法有低温回火、____中温回火_______和___高温回火________。
4、工程中常用的特殊性能钢有_____不锈钢____、____耐热钢_____、___耐磨刚______。
5、根据铝合金成分和工艺特点,可将铝合金分为___变形铝合金________和____铸造铝合金______两大类。
6、按冶炼浇注时脱氧剂与脱氧程度分,碳钢分为___沸腾钢______、__镇静钢_______、____连铸坯_____和___半镇静钢______。
7、钢在一定条件下淬火后,获得一定深度的淬透层的能力,称为钢的淬透性。
淬透层通常以工件__表面____到___半马氏体层___的深度来表示。
8、冷塑性变形的内应力,按作用范围,可分为____宏观内应力________、______晶间内应力______、____晶格畸变内应力_______。
9、铸铁中____________碳以石墨形式析出________________的过程称为石墨化,影响石墨化的主要因素有____冷却速度_______和_____化学成分______。
10、根据共析钢的“C”曲线,过冷奥氏体在A1温度以下等温转变的组织产物可分为三大类,即_____珠光体______型组织、_____贝氏体______型组织和______马氏体_____型组织等。
二、选择题(30分,每题2分)
1、拉伸试验时.试样拉断前能承受的最大标拉应力称为材料的(B)。
A屈服点B抗拉强度C弹性极限D刚度
2、金属的(B)越好,其锻造性能就越好。
A硬度B塑性C弹性D强度
3、根据金属铝的密度,它属于(C)。
A贵金属B重金属C轻金属D稀有金属
4、位错是一种(A)。
A线缺陷B点缺陷C面缺陷D不确定
5、晶体中原子一定规则排列的空间几何图形称(B)。
A晶粒B晶格C晶界D晶相
6、实际生产中,金属冷却时(C)。
A理论结晶温度总是低于实际结晶温度B理论结晶温度总是等于实际结晶温度
C理论结晶温度总是大于实际结晶温度D实际结晶温度和理论结晶温度没有关系
7、零件渗碳后,一般需经过(A)才能达到表面硬度高而且耐磨的目的。
A淬火+低温回火B正火C调质D淬火+高温回火
8、从灰铸铁的牌号可以看出它的(D)指标。
A硬度B韧性C塑性D强度
9、机械制造中,T10钢常用来制造(B)
A容器B刀具C轴承D齿轮
10、钢经表面淬火后将获得:
(A)
A一定深度的马氏体B全部马氏体C下贝氏体D上贝氏体
11、GCrl5SiMn钢的含铬量是:
(B)
A15%B1.5%C0.15%D0.015%
12、铅在常温下的变形属:
(B)
A冷变形B热变形C弹性变形D既有冷变形也有热变形
13、黄铜、青铜和白铜的分类是根据:
(D)
A合金元素B密度C颜色D主加元素
14、用于制造柴油机曲轴,减速箱齿轮及轧钢机轧辊的铸铁为(B)
A可锻铸铁B球墨铸铁C灰口铸铁D白口铸铁
15、从金属学的观点来看,冷加工和热加工是以(B)温度为界限区分的。
A结晶B再结晶C相变D25℃
三、名词解释(12分,每题3分)
1、加工硬化
答:
金属材料随着冷塑变形程度的增大,强度和硬度逐渐升高,塑性和韧性逐渐降低的现象称为加工硬化或冷作硬化。
2、回复
答:
回复是指冷塑性变形金属在加热温度较低时,金属中的一些点缺陷和位错的迁移,使晶格畸变逐渐降低,内应力逐渐减小的过程。
3、合金
答:
将两种或两种
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