金属材料及热处理作业.docx
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金属材料及热处理作业.docx
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金属材料及热处理作业
本次作业是本门课程本学期的第1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.高分子材料中,大分子链之间的结合键是()。
(A) 金属键
(B) 离子键
(C) 共价键
(D) 分子键
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
C
解答参考:
2.结构材料要求的主要性能为()
(A) 物理性能
(B) 化学性能
(C) 力学性能
(D) 物理和化学性能
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
C
解答参考:
3.材料的使用温度()。
(A) 与其韧脆转变温度无关
(B) 应在其韧脆转变温度以下
(C) 应与其韧脆转变温度相等
(D) 应在其韧脆转变温度以上
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
D
解答参考:
4.低碳钢拉伸应力-应变曲线上对应的最大应力值称为()。
(A) 弹性极限
(B) 屈服点
(C) 抗拉强度
(D) 断裂韧度
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
C
解答参考:
5.表示金属材料弹性极限的符号是()。
(A) b
(B) s
(C)
(D) p
你选择的答案:
C [正确]
正确答案:
C
解答参考:
6.()是金属的韧性指标。
(A) HB
(B) δ
(C) K1c
(D) E
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
C
解答参考:
7.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
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
D
解答参考:
8.()属于密排六方结构。
(A) Fe
(B) Al
(C) Cu
(D) Zn
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
D
解答参考:
9.金属多晶体的晶粒越细,则其()。
(A) 强度越高,塑性越差
(B) 强度越高,塑性越好
(C) 强度越低,塑性越好
(D) 强度越低,塑性越差
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
B
解答参考:
10.从金属学的观点来看,冷加工和热加工是以()温度为界限区分的。
(A) 结晶
(B) 再结晶
(C) 同素异构转变
(D) 25℃
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
B
解答参考:
11.钨在室温塑性变形后,与塑性变形前相比()。
(A) 硬度明显增高,塑性明显降低
(B) 硬度明显降低,塑性明显增高
(C) 硬度、塑性变化不明显
(D) 硬度、塑性的变化趋势一致
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
A
解答参考:
12.
HCP金属与FCC金属在塑性上的的差别,主要是由于两者的()。
(A) 滑移系数目不同
(B) 滑移方向不同
(C) 滑移面不同
(D) 晶胞形状不同
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
A
解答参考:
13.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
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
C
解答参考:
14.金属在结晶时,冷却速度越快,其实际结晶温度()。
(A) 越高
(B) 越低
(C) 越与冷却速度无关
(D) 越趋于恒定
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
B
解答参考:
15.在金属结晶时,向液体金属中加入某种难熔杂质来有效细化金属的晶粒,以达到改善其机械性能的目的,这种细化晶粒的方法叫做()。
(A) 时效处理
(B) 变质处理
(C) 加工硬化
(D) 调质
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
B
解答参考:
二、不定项选择题(有不定个选项正确,共10道小题)
16.退火低碳钢的拉伸曲线包括()阶段。
[不选全或者选错,不算完成]
(A) 弹性变形
(B) 回复
(C) 屈服
(D) 加工硬化
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
ACD
解答参考:
17.金属的塑性指标有()。
[不选全或者选错,不算完成]
(A) 比例极限
(B) 延伸率
(C) 应力循环周次
(D) 断面收缩率
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
BD
解答参考:
18.工程上常用()表示材料的硬度。
[不选全或者选错,不算完成]
(A) HRC
(B) HB
(C) Ak
(D) E
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
AB
解答参考:
19.在晶体缺陷中,属于点缺陷的有()。
[不选全或者选错,不算完成]
(A) 间隙原子
(B) 位错
(C) 晶界
(D) 空位
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
AD
解答参考:
20.在晶体缺陷中,属于面缺陷的有()。
[不选全或者选错,不算完成]
(A) 间隙原子
(B) 位错
(C) 晶界
(D) 相界
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
CD
解答参考:
21.金属变形的基本方式有()。
[不选全或者选错,不算完成]
(A)
扩散
(B)
滑移
(C)
孪生
(D) 形核
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
BC
解答参考:
22.变形金属再结晶后()。
[不选全或者选错,不算完成]
(A) 形成柱状晶
(B) 形成等轴晶
(C) 强度升高
(D) 塑性升高
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
BD
解答参考:
23.经冷变形后,金属()。
[不选全或者选错,不算完成]
(A) 形成柱状晶
(B) 形成纤维组织
(C) 强度升高
(D) 塑性升高
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
BC
解答参考:
24.提高液体金属的冷却速度,可使金属结晶()。
[不选全或者选错,不算完成]
(A) 过冷度增加
(B) N/G增加
(C) N/G减小
(D) 晶粒细化
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
ABD
解答参考:
25.下面措施中能获得细晶粒结构的有()。
[不选全或者选错,不算完成]
(A) 进行变质处理
(B) 诱导晶核的快速长大
(C) 振动
(D) 提高液体金属的冷却速度
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
ACD
解答参考:
三、判断题(判断正误,共10道小题)
26. 由弹性比功的公式:
ae=se2/2E,可通过冶金、冷变形和热处理等方式来降低材料的弹性模量E从而提高其弹性比功。
()
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
说法错误
解答参考:
27. 材料断裂韧性(KIC)受到材料的成分和组织结构以及构件的裂纹尺寸和几何形状的影响。
()
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
说法错误
解答参考:
28. 金属材料的冲击韧性与测试温度无关。
()
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
说法错误
解答参考:
29. 金属晶体中典型的空间点阵有体心立方、面心立方和密排六方三种。
()
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
说法正确
解答参考:
30. 塑性变形时,滑移面总是晶体的密排面,滑移方向也总是密排方向。
()
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
说法正确
解答参考:
31. 金属晶体中位错密度的增加,金属继续塑性变形的抗力增大,强度升高;因而,那些几乎完全没有位错等缺陷的、近乎理想的晶体材料强度很低。
()
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
说法错误
解答参考:
32. 当金属进行冷塑性变形加工后,强度将会降低。
()
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
说法错误
解答参考:
33. 热加工是在再结晶温度以上的加工方法,也会引起加工硬化。
()
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
说法错误
解答参考:
34. 在实际金属的结晶过程中,自发形核比非自发形核更重要,往往起优先的主导的作用。
()
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
说法正确
解答参考:
35. 一般情况下,晶粒愈大,金属的强度、塑性愈好。
()
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
说法错误
解答参考:
(注意:
若有主观题目,请按照题目,离线完成,完成后纸质上交学习中心,记录成绩。
在线只需提交客观题答案。
)
四、主观题(共20道小题)
36. 请给出两种材料的分类方法,并说明如何加以分类?
参考答案:
答:
材料可按其化学键特点加以分类:
金属材料、无机非金属材料(陶瓷材料)、高分子材料、复合材料。
材料还可按其应用时性能特点加以分类:
结构材料、功能材料
37. 根据退火的低碳钢的拉伸图,指出与下列力学性能指标相关的点与物理量:
(1)断面收缩率;
(2)抗拉强度;(3)比例极限;(4)刚度
参考答案:
38. 分析HB和HRC实验方法的原理及适用性。
参考答案:
39. α-Fe、Al、Cu、Zn各属何种晶体结构?
试画出体心立方、面心立方和密排六方晶体中原子排列最密的晶面和晶向。
并算出其滑移系的个数。
参考答案:
40. 在常温下,已知铜的原子直径为2.55×10-10m,求铜的晶格常数。
参考答案:
答:
常温下铜为fcc结构,原子直径2d=21/2a,a=3.61×10-10m
41. 试分析体心立方、面心立方和密排六方晶体的滑移系对金属塑性的影响。
参考答案:
答:
滑移系数目↑,材料塑性↑;滑移方向↑,材料塑性↑,(滑移方向的作用大于滑移面的作用)。
因此FCC和BCC的滑移系为12个,HCP为3个;FCC的滑移方向多于BCC。
金属塑性:
Cu(FCC)>Fe(BCC)>Zn(HCP)
42. 再结晶晶粒大小和哪些因素有关。
参考答案:
答:
①温度:
T↑—D↑—↑晶界迁移—晶粒长大↑;
②预变形度:
预变形度<临界变形度时,无明显影响
预变形度=临界变形度时,再结晶将出现异常粗大晶粒
预变形度>临界变形度时,预变形度↑—再结晶驱动力↑—再结晶形核率↑—晶粒尺寸↓,
当预变形度很大时,出现形变织构,再结晶将出现异常粗大晶粒。
43. 未进行冷变形的金属加热时,能否发生回复和再结晶,为什么?
参考答案:
答:
未进行冷变形的金属加热时,不发生回复和再结晶。
因为回复和再结晶的驱动力是金属变形储存能(晶格畸变能),未进行冷变形的金属不存在再结晶的驱动力。
44. 金属塑性变形后力学性能有哪些变化?
参考答案:
答:
①出现各向异性——当形成纤维组织(晶界取向排列)或形变织构(晶粒的位向出现择优取向)时。
②加工硬化(形变硬化)——随着变形度的增加,位错大量增殖→位错相互作用→位错运动阻力加大→变形抗力↑→其强度、硬度提高,塑性、韧性下降。
45. 在热加工过程中,金属能否产生加工硬化?
试分析原因。
参考答案:
答:
在热加工过程中,金属塑性变形与金属动态再结晶过程同时进行,金属不产生加工硬化。
46.
晶界对多晶体塑性变形有何影响?
为何细晶粒钢强度高,塑性、韧性也好?
参考答案:
答:
晶界一方面是滑移的主要障碍;另一方面通过晶界自身变形→协调变形→以维持相邻晶粒变形保持连续;因此导致细晶强化。
晶粒小→晶界面积大→变形抗力大→强度大;晶粒小→单位体积晶粒多→变形分散→相邻晶粒不同滑移系相互协调;晶粒小→晶界多→不利于裂纹的传播→断裂前承受较大的塑性变形。
因此晶粒细化→强度、硬度提高,塑性、韧性提高;细晶粒钢强度高,塑性、韧性也好。
47.
已知钨和铅的熔点分别为3380˚C和327˚C,试问钨在1100˚C加工、铅在室温加工各为何种加工?
参考答案:
答:
纯金属的再结晶温度:
TR=0.4-0.35Tm(K)
钨的再结晶温度:
钨TR=0.4-0.35Tm(K)=1461-1278(K);钨在1100˚C加工为冷加工
铅的再结晶温度:
铅TR=0.4-0.35Tm(K)=240-210(K);铅在室温加工为冷加工
48.
滑移的本质是什么?
试比较低碳钢塑性变形前(状态A)、经历塑性变形(状态B)以及再结晶退火后(状态C)的力学性能,并分析性能变化的原因。
参考答案:
答:
滑移的本质是滑移面上位错的运动。
低碳钢塑性变形后会出现加工硬化,即强度、硬度提高,塑性、韧性下降,是因为随着变形度的增加,位错大量增殖→位错相互作用→位错运动阻力加大→变形抗力↑;
经再结晶退火后,低碳钢加工硬化消除力学性能恢复,即强度、硬度下降,塑性、韧性提高,是因为无形变的再结晶晶粒的形成,位错密度大幅度降低→变形抗力↓;
但再结晶退火后低碳钢的强度、硬度、塑性、韧性均高于塑性变形前的低碳钢,是因为再结晶退火后形成的再结晶晶粒小于塑性变形前的晶粒,细晶强化作用造成强度、硬度、塑性、韧性的提高。
49.
过冷度与冷却速度有什么关系?
它对金属结晶后的晶粒大小有什么影响?
参考答案:
50.
列举几种实际生产中采用的细化铸造晶粒的方法。
参考答案:
答:
①提高过冷度:
过冷度△T↑,N↑↑,G↑——N/G增大,晶粒细化;
②变质处理:
在液态金属中加入孕育剂或变质剂作为非自发晶核的核心,以细化晶粒和改善组织。
③振动,搅拌等
51.
试分析比较纯金属、固溶体、共晶体三者在结晶过程和显微组织上的异同点。
参考答案:
52. 试分析含碳量为2.11%的铁碳含金从液态冷却到室温时的平衡结晶过程,计算其室温组织组成物的相对含量,并判断其属于哪一类铁碳合金。
参考答案:
53.
有两块退火钢样经组织分析发现其中珠光体占80%,但硬度差别较大,请分别计算它们的含碳量。
参考答案:
答:
第一块属于亚共析钢,P%=(X-0.02)/(0.77-0.02)=80%,求出X=0.55,含碳量为0.55%。
第二块属于过共析钢,P%=(6.69-X)/(6.69-0.77)=80%,求出X=1.95,含碳量为1.95%。
54. 画出T12钢的平衡组织和淬火组织示意图并标出组织,计算其平衡组织中各组织组成物的相对含量。
参考答案:
55.
现有两种铁-碳合金,其中一种合金的显微组织中珠光体量占75%,铁素体量占25%;另一种合金的显微组织中珠光体量占92%,二次渗碳体量占8%。
这两种合金各属于哪一类合金?
其含碳量各为多少?
参考答案:
答:
第一种合金属于亚共析钢,P%=(X-0.0218)/(0.77-0.0218)=75%,求出X=0.54,含碳量为0.54%。
第二种合金属于过共析钢,P%=(6.69-X)/(6.69-0.77)=92%,求出X=1.24,含碳量为1.24%。
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()。
(A) 单一液相
(B) 单一固相
(C) 两相共存
(D) 三相共存
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
D
解答参考:
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:
(A) N/G很大时
(B) N/G很小时
(C) N/G居中时
(D) N=G时
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
B
解答参考:
3.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
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
A
解答参考:
4.()属于冶金缺陷。
(A) 间隙原子
(B) 位错
(C) 晶界
(D) 缩孔
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
D
解答参考:
5.铁素体的机械性能特点是()
(A) 低塑性、高强度
(B) 高塑性、高强度
(C) 高塑性、低强度
(D) 低塑性、低强度
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
C
解答参考:
6.共晶成分的铁碳合金发生共晶反应时,其反应式为()。
(A) L+FA
(B) AF+Fe3C
(C) LA+Fe3C
(D) AP
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
C
解答参考:
7.()为共晶体。
(A) 莱氏体
(B) 珠光体
(C) 铁素体
(D) 渗碳体
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
A
解答参考:
8.在Fe-Fe3C相图中,Acm线也称为()。
(A) 固相线
(B) 共析线
(C) 共晶线
(D) 固溶度线
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
D
解答参考:
9.下列铁碳合金在室温平衡状态,()成分的强度最高。
(A) 0.2%
(B) 0.8%
(C) 2.0%
(D) 4.0%
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
B
解答参考:
10.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) 4.3~6.69%
你选择的答案:
C [正确]
正确答案:
C
解答参考:
11.钢的含碳量一般为()。
(A) 0.0218~2.11%
(B) 0.008~6.69%
(C) 0.008~4.3%
(D) 0.0218~0.77%
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
A
解答参考:
12.脆性相以()析出的危害最大。
(A) 网状
(B) 颗粒
(C) 薄片层状
(D) 球状
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
A
解答参考:
13.热处理能使钢的性能发生变化,其根本原因是()。
(A) 铁有同素异构转变
(B) 钢在加热保温过程中成分达到均匀
(C) 钢在加热保温过程中成分达到均匀
(D) 钢在热处理过程中发生的固液、液固转变
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
A
解答参考:
14.比较以下()的强度最高。
(A) F
(B) P
(C) Fe3C
(D) S
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
D
解答参考:
15.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
(D) 回火贝氏体
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
C
解答参考:
二、不定项选择题(有不定个选项正确,共10道小题)
16.渗碳体的机械性能特点是()[不选全或者选错,不算完成]
(A) 高弹性
(B) 高塑性
(C) 高硬度
(D) 高脆性
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
CD
解答参考:
17.()是碳溶解在Fe中形成的间隙固溶体。
[不选全或者选错,不算完成]
(A) 铁素体
(B) 奥氏体
(C) 渗碳体
(D) 珠光体
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
AB
解答参考:
18.马氏体组织有()形态。
[不选全或者选错,不算完成]
(A) 网状
(B) 树枝状
(C) 板条状
(D) 针状
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
CD
解答参考:
19.铸铁的力学性能可取决于()。
[不选全或者选错,不算完成]
(A) 基体组织
(B) 石墨的形态
(C) 变质处理
(D) 石墨化程度
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确答案:
ABCD
解答参考:
20.大多数合金元素均在不同程度上有细化晶粒的作用,其中细化晶粒作用最为显著的有()。
[不选全或者选错,不算完成]
(A) Cr
(B) Ti
(C) Si
(D) V
你选择的答案:
[前面作业中已经做正确] [正确]
正确
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- 金属材料 热处理 作业