哈工大金属学与热处理初试真题.docx

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哈工大金属学与热处理初试真题

2006年哈尔滨工业大学金属学与热处理学科考研试题

1．选择题（不定项选择）

⑴当加热到A3温度（即是GS线对应的温度）时，碳钢中的铁素体将转变为奥氏体，这种转变可称为（）

①同素异晶转变；②重结晶；③伪共晶；④再结晶；⑤多晶型转变

⑵若体心立方晶胞的晶格常数为a，则其八面体间隙（）

①是不对称的；②是对称的；③位于面心和棱边中点；④位于体心和棱边中点；⑤半径为（2-）/4a

⑶在912℃α-Fe（其晶格常数为0.2898nm）转变为γ-Fe（其晶格常数为0.3633nm）时的体积（）

①膨胀；②收缩；③不变；④变化率为-0.89%；⑤变化率为1.20%

⑷渗碳体是一种（）

①间隙相；②金属化合物；③正常化合物；④电子化合物；⑤间隙化合物

⑸六方晶系的[100]晶向指数，若改用四坐标轴的密勒指数标定，可表示为（）

①[2110]；②[1120]；③[1210]；④[2110]；⑤[1010]

⑹在晶面（110）和（111）所在的晶带，其晶带轴的指数为（）

①[110]；②[110]；③[011]；④[011]；⑤[101]

2．判断题

⑴（）过冷度越大，晶体生长速度越快，晶粒长得越粗大

⑵（）晶界处原子处于不稳定状态，故其腐蚀速度一般都比晶内快

⑶（）微观内应力是由于塑性变形时，工件各部分之间的变形不均性所产生的

⑷（）回复可使冷变形金属的加工硬化效果及内应力消除。

⑸（）马氏体与回火马氏体的一个重要区别在于：

马氏体是含碳的过饱和固溶体，回火马氏体是机械混合物

⑹（）几乎所有的钢都会产生第一类回火脆性，若回火后采用快冷的方式可以避免此类脆性。

⑺（）回火索氏体于索氏体相比有更好的综合力学性能。

⑻（）在正温度梯度条件下，固溶体合金仍可能以树枝状方式长大。

3．简单题

⑴金属塑性变形后组织和性能的变化。

⑵马氏体具有高强度的原因

⑶什么是高温回火脆性？

如何抑制与消除？

4．综合题

⑴画出Fe-Fe3C相图的示意图，分析含碳量WC=1.2%的碳钢合金平衡结晶过程，画出冷却

曲线，表明每一阶段该合金的显微组织示意图，并分别计算室温下该合金的相组成物及组织

组成物的相对含量。

⑵甲乙两厂都生产同一种轴类零件，均选用45钢（含有0.45%C），硬度要求220-240HB，

甲厂采用正火，乙厂采用调质处理，均能达到硬度要求，试分析甲乙两厂产品的组织和性能

差别。

2007年哈工大材料学院材料加工工程金属学与热处理考研真题

金属学与热处理部分（100分）

简答题：

1．举例说明什么是组元，相，组织？

（10分）

2．纯金属与固溶体合金平衡结晶有什么相同点和不同点？

（10分）

3．临界变形度对金属再结晶后的组织和性能有什么影响？

（10分）

综合题：

1．画出Fe-C相图，标明多相区的相，一次渗碳体，二次渗碳体，三次渗碳体，共晶渗碳体，共析渗碳体形成条件，组织结构，晶体结构有什么相同点和不同点?

合金中的二次渗碳体的最大含量多少？

（15分）

2．铝的密度是2.96g/cm3,假设其中只有肖脱基空位，求空位浓度?

（阿伏加德罗常数6.02*1023，铝的原子量是26.96，铝的点阵常数0.4049）（5分）

3．分析O点的结晶过程？

求O点在室温下组织的组成物与百分比？

（10分）

4．正火与淬火加热的温度范围？

用T12号钢（含碳量1.2%）制作锯条，写出热处理的工艺名称，冷却方法，加热温度，写出最终获得的组织及其性能特点？

（10分）

判断题：

1．过冷度越大，形核率与线长大速率的比值越大，则获得的晶粒越细小。

（）（2分）

2．金属以及合金由液态转变为固态的过程称为结晶，是一个典型的相变过程。

（）（2分）

3．金属铸件可以通过再结晶退火来达到细化晶粒的目的。

4．回复退火可以有效的消除冷变形金属的内应力。

5．几乎所有的钢都会产生第一类回火脆性，若回火后采用快冷的方式可以避免此类脆性。

（）（2分）

选择题:

（每题1分）

1．当加热到A3温度（即为GS线对应的温度），亚共析钢中的奥氏体转变为铁素体，这种转变可称为（）。

A．同素异晶转变B.重结晶D.再结晶E.结晶

2．若面心立方晶体的晶格常数为a，则其八面体间隙（）。

A．是不对称的B.是对称的C.位于面心和棱边中点D.位于体心和棱边中点

3.在912℃

（其晶格常数为0.02464nm）转变为

（其晶格常数为0.0486nm）时的休积（）。

A膨胀；B收缩；C不变；D不能确定

4.渗碳体是一种（）

A间隙相；B金属化合物；C间隙化合物D固溶体

5.六方晶系的[100]晶向指数，若改用四坐标轴的密勒指数标定，可表示为（）。

A

；B

；C

；D＝1负210；

6.晶面（110）和（1负11）所在的晶带，其晶带轴的指数为（）

A负112B1负12C02负1D0负12

7.对于平衡状态下的亚共析钢，随着含碳量的增加，其

A．硬度，强度均升高B。

硬度下降，塑性升高

C．塑性，韧性均下降D。

强度塑性均不变

8.固溶体合金与共晶合金相比，固溶体合金通常具有如下特性

A．铸造性好B。

锻造性好C。

焊接性好D。

机械加工性好

9．含碳量1％的碳钢平衡结晶到室温，则在室温下该合金中

A相组成物为铁素体和渗碳体B。

组织组成物是铁素体和二次渗碳体

C珠光体含量为96％D铁素体总含量为85%

10为获得细小的晶粒的铝合金，可采用如下工艺

A固溶处理B变质处理C调质处理D冷变形和中间退火

11.经冷变形的金属随后加热到一定温度将会发生回复再结晶，这是一个

A低位错密度的晶粒取代高位错密度的晶粒的过程B也是一个形核和长大的过程

C是一个典型的固态相变的过程D也是重结晶过程

12.下贝氏体是

A含碳量饱和的单相铁素体B呈现竹叶状

C呈现羽毛状D含碳过饱和的片状铁素体和碳化物组成的复相组织

13铸铁和碳钢的主要区别在于组织中是否有

A渗碳体B珠光体C铁素体D莱氏体

14调幅分解是固溶体分解的一种特殊形式

A一种多晶形转变B形核和长大的过程

C无形核的直接长大过程D一种固溶体分解位成分不同而结构相同的两种固溶体

15碳渗入γ-Fe中形成间隙固溶体，成为

A铁素体B奥氏体C马氏体D索氏体

16通常情况下，随回火温度的升高，淬火钢的

A强度下降B硬度下降C塑性提高D韧性基本不变

17影响固溶度的主要因素有

A溶质和溶剂原子的原子半径差B溶质和溶剂原子的电复性差

C溶质元素的原子价D电子浓度

18具有光滑界面的物质在负的温度梯度下长大时

A以二维晶核方式长大B以螺旋方式长大

C以垂直方式长大D呈现树枝状结晶

19利用三元相图的变温界面图可以

A确定三元合金平衡相的成分B定性分析三元合金的平衡结晶过程

C确定平衡相的含量D应用杠杆定律和重心法则

20马氏体具有高强度的原因

A固溶强化B相变强化C时效强化D细晶强化

08年哈工大研究生入学考试金属学与热处理真题

选择题（不定项选择）

1：

晶格常数为a的体心立方晶核，其八面体间隙（）

①是不对称的；②间隙半径≈0.067a；③晶胞的面心和棱边中点；④由6个原子所围成

2：

钴冷却到1120℃时由面心立方晶格（fcc）转变成理想的密排六方晶格（hcp），则单位质量的钴发生上述转变时其体积（）

1将膨胀；②将收缩；③不发生变化；④不能确定

3：

在AC1到AC3温度区间加热时，低碳钢中的铁素体将逐渐转变为奥氏体，这种转变可称为（）

1二次再结晶；②重结晶；③同素异构转变；④多晶型转变

4：

碳钢中的奥氏体相属于（）

①间隙相；②间隙固溶体；③间隙化合物；④置换固溶体

5：

六方晶系的[010]晶向指数，若改用四坐位标轴的密勒指数标定，可表示为（）

①[2110]；②[1120]；③[1210]；④[1210]

6:

晶面（101）和（111）所在的晶带轴的指数为（）

①[110]；②[011]；③[101]；④[110]

7：

随着含碳量的增加，铁碳合金室温下的平衡组织变化顺序为（）

1珠光体→铁素体→莱氏体；②铁素体→珠光体→莱氏体；

2莱氏体→珠光体→铁素体；④铁素体→莱氏体→珠光体

8：

渗碳体是钢中常见的金属化合物，在含碳量为0.45%的优质钢中平衡组织中，渗碳体可能的存在形式有（）

①一次渗碳体；②二次渗碳体；③三次渗碳体；④共析渗碳体

9：

含碳量2.11%铁碳合金平衡结晶到室温，则室温下的合金中（）

1相组成物为铁素体和渗碳体；②组织组成物为珠光体和二次渗碳体；

③二次渗碳体含量约为29.3%；④珠光体总含量为68.7%

10：

根据结晶时形核和长大规律，为了细化铸锭中或焊缝区的晶粒，可采用如下方法：

（）

①提高过冷度，以提高形核率和长大速率的比值；②变质处理；

③调质处理；④对即将凝固的金属进行搅拌和振动

11：

对于平衡分配系数k0＜1的固溶体合金而言，有利于出现成分过冷的因素有（）

①液相中的温度梯度C1越小；②结晶速度R越大；

③溶质浓度C0越大；④液相线的斜率m越小

12：

在较高温度回火加热保温时，析出弥散特殊碳化物，同时残留奥氏体发生部分分解，而在随后的回火冷却时转变为马氏体，导致钢的硬度升高，这种现象称为（）

1二次硬化；②二次淬火；③回火稳定性；④回火脆性

13：

溶质固溶度随温度降低而显著减少的合金，经固溶处理后在室温下放置一段时间，其力学性能将发生的变化是（）

1强度和硬度显著下降，塑性提高；②硬度和强度明显提高，但塑性下降；

③强度，硬度和塑性都明显提高；④强度，硬度和塑性都明显下降

14：

有利于钢中形成魏氏组织的条件是（）

1含碳量小于0.6%的亚共析钢；②奥氏体晶粒粗大；

③钢由高温以较快速度冷却；④含碳量大于1.2%的过共析钢

15：

碳溶入α-Fe中形成的过饱和间隙固溶体称为（）

1铁素体；②奥氏体；③马氏体；④贝氏体

16：

第一类回火脆性（）

1又称为低温回火脆性；②在几乎所有的钢中都会出现这类脆性；

③也称为高温回火脆性；④又称为不可逆回火脆性

17：

淬火钢进行回火的目的是（）

1稳定组织；②减少或消除淬火应力；

③提高钢的塑性和韧性；④获得温度和塑性，韧性的适当配合

18：

具有粗糙界面的合金在正温度梯度条件下结晶时（）

1以二维晶核方式长大；②以螺型位错方式长大；

2以垂直方式长大；④可能呈现平面状或树枝状多种晶体形态

19：

利用三元相图的等温截面图，可以（）

1固定三元合金平衡相的成分；②定性分析三元合金的平衡结晶过程；

2利用杠杆定律和重心法则；④确定平衡相得含量

20：

纯铝在室温下进行塑性变形时，其组织和性能的变化有（）

1逐渐形成纤维组织和形变织构；②位错密度升高形成形变胞；

③减少残余内应力和点阵畸变；④呈现形变强化和各向异性

判断题

1．钢经加热转变得到成分单一，均匀的奥氏体组织，随后采用水冷或油冷的处理工艺称为淬火，而采用空气中冷却的处理工艺称为正火。

2．在碳钢中共析钢与过共析钢相比，共析钢具有较高的淬透性和淬硬性。

3．不平衡结晶条件下，合金易于形成离异共晶组织。

4．再结晶退火可有效消除冷变形区的内应力。

5．冷变形态组织的再结晶温度为T再=0.4T=0.4×660℃=264℃.

6．若加入合金元素使钢在加热转变得到的奥氏体组织稳定性提高，将导致碳钢的淬透性下降。

简答题（3×10分）

1.钢中P，S杂质缺陷对钢产生的影响，

2.固溶体合金和共晶合金对金属材料力学性能和工艺性能的影响。

3.直径为15mm的40CrNiMo棒状毛胚，经加热转变得到奥氏体组织，随后在空气中冷却，处理后其硬度较高，这是什么原因：

采用何种的热处理工艺能提高该毛胚机械加工性能？

分析题（3×10分）

1：

图1为组元在固态下互不溶解的三元共晶相图的投影图。

（1）分析O点成分合金的平衡结晶过程。

（2）写出该合金在室温下组织和相的相对含量。

备注：

（将O点改为在线段BE之间）

2：

根据Pb-Sn相图（图2）

（1）画组织转变示意图来分析说明WSn=40%亚共晶合金平衡结晶过程。

（2）计算WSn=40%亚共晶合金183℃共晶转变结束后，先共晶α相和共晶组织时组织（α+β）的质量百分数，以及相组成物α和β相的质量百分数。

（备注：

图见金属学与热处理原理P78页图3.23Pb–Sn相图）

3：

试比较说明贝氏体的转变与珠光体和马氏体转变的异同点。

。

2009年哈工大材料学院材料加工工程专业825金属学与热处理考研真题

选择题（1*10=10）

1.体心立方晶体四面体间隙（）

1.对称;2.不对称;3其半径为4;由四个原子组成;

2.体心立方的钛在高温向密排六方转变,半径增大0.002.其体积变化（）

1不变;2增大;3.减小;4不能确定

3.钢铁中的铁素体相属于（）

1.间隙相;2.间隙固溶体;3置换固溶体;4金属化合物;

4,密排六方的晶向[110],换算成四轴坐标（）

5金属再结晶是（）

1.固态相变过程;2是一个形荷与长大过程;3.不是相变过程;4.重结晶;

6.三元相图的垂直截面图可以（）

1.计算平衡相的成分与含量;2.可以定性分析金属结晶过程;3.可以运用杠杆定律和直线法则;4.

7.可以使金属产生塑性变形的力是（）

1.拉应力;2.压应力;3.切应力.4.

8.淬火钢回火的变化是（）

1.强度,硬度增加;2强度,硬度下降;3.塑性增加.4.韧性基本不变

二判断题（6*2=12）

1.回火可以完全消除加工硬化效果和内应力;

三.简答题（4*10-40）

1.什么是离异共晶,产生条件?

2.试比较索氏体,屈氏体.马氏体和回火索氏体,回火屈氏体.回火马氏体形成条件.,组织形态,与性能的差别?

3.试分析塑变金属的性能与组织的变化?

4.简述淬火钢回火过程

四.综合题（38）

1.根据铁碳相图

（1）划出含碳量0.03的亚共晶白口铁的结晶过程,分析结晶过程;（5）

（2）.计算其室温的相组成和组织组成物?

（10）

2.单晶体铜受力,力轴[001].临界分切应力为0.62Mpa,问铜单晶可以产生塑变的最小拉力?

（10）

3.需要一弾簧,要求屈服强度大于1000MPa;抗拉强度大于1200Mpa;延伸率大于0。

05

1．选材料（HT200,45,40cr,T10,60si2Mn,2cr13,20crMnTi）;（10）

2.选择最终热处理工艺？

（5）

3．写出最终组织？

（5）

2010年材料加工真题大题

简答：

（15*4）

  1.什么是置换固溶体？

影响因素是什么？

  2.纯金属与固溶体结晶的异同点？

  3.什么是冷脆和热脆？

产生原因及防治措施？

  4.马氏体转变过程的特点？

马氏体高强高硬原因？

综合：

（15*2）

  1.晶粒度对金属性能影响？

总结学过的细化晶粒的方法？

  2.从产生条件，性能特点，（还有一点忘了）区别索氏体和回火索氏体？

哈尔滨工业大学

2012年硕士研究生入学考试试题

考试科目：

金属学与热处理报考专业：

材料成型及控制焊接

考试科目代码：

[825]是否允许使用计算器[否]

一．选择题（每小题4分，共40分）

1.影响结晶过冷度因素;

（1）金属本性，金属不同，其过冷度大小不同

（2）金属的纯度，纯度越高，其过冷度越大

（3）冷却速度，冷却速度越大，其过冷度越大

（4）铸造模具所用材料，金属模具大于砂摸的过冷度

2.图1中斜线所示晶面的晶面指数为：

（1）（120）

（2）（102）（3）（201）（4）（012）

3.影响再结晶的因素与规律为：

（1）纯度越高，再结晶温度越低

（2）冷变形量越大，再结晶温度越低

（3）加热速度越快，再结晶温度越低（4）金属本性，其熔点越低再结晶温度越低

4.塑性变形后的金属随着加热温度的升高和时间的延长，可能会发生如下变化：

（1）显微组织以此发生回复，再结晶和晶粒长大三个阶段

（2）组织由缺陷密度较高的纤维形态转变为缺陷密度较低的等轴晶粒

（3）内应力松弛或被消除，应力腐蚀倾向显著减小

（4）强度，硬度下降，塑性，韧性提高

5.影响置换式固溶体溶解度的因素有：

（1）尺寸差：

溶质与溶剂原子尺寸差越小，溶解度越大

（2）电负性差：

溶解度随电负性减小而增大

（3）电子浓度：

电子浓度越小，其溶解度越大

（4）晶体结构：

晶格类型相同，溶解度越大

6.六方晶系的[010]晶向指数，若改用四坐标轴的密勒指数标志，可表示为：

（1）[¯1¯120]

（2）[11¯20]（3）[¯12¯10]（4）[¯2110]

7.晶面（011）和（111）所在的晶带，其晶带轴的指数为：

（1）[¯110]

（2）[1¯10]（3）[01¯1]（4）[¯101]

8.调幅分解是固体分解的一种特殊形式，其特征可描述为：

（1）一种固溶体分解为成分不同而结构相同的两种固溶体

（2）无形核与长大过程的转变

（3）保持共格关系的转变

（4）一种同素异构转变

9.具有粗糙界面的固溶体合金在正温度梯度条件时：

（1）以二维晶核方式生长

（2）以螺型位错方式长大

（3）以垂直方式长大（4）晶体形态可能呈树枝状

10.某金属元素其键能越高，则：

（1）其熔点也越高

（2）强度，模量也越高

（3）其原子半径越小（4）其热膨胀系数越小

二．判断题（用T和F表示，每小题5分，共20分）

1.钢经加热转变得到成分单一，均匀的奥氏体组织，随后采用水冷或油冷的处理工艺称为淬火；而采用空气中冷却的处理工艺称为正火。

2.共析钢过冷奥氏体在连续冷却过程中，既可能发生珠光体转变和马氏体转变，也可能发生贝氏体转变。

3.宏观内应力是由于塑性变形时，工件各部分之间的变形不均匀所产生的。

4.三元合金中最多可能出现四相平衡。

三．简答与计算题（每题10分，共60分）

1.体心立方晶格常数为a。

试计算体心立方晶格滑移系中滑移面的原子密度和滑移方向上的线密度。

（结果保留两位有效数字）

2.比较高碳钢马氏体和下贝氏体的不同点。

3.简述铸锭三晶区的形成过程。

4.

（1）分析含碳4.3%的铁碳合金的平衡结晶过程，并画出组织示意图;

（2）分别计算莱氏体中共晶渗碳体，二次渗碳体，共析渗碳体的含量。

（结果保留两位有效数字）

5.何为临界变形度？

其在工业生产中有何意义？

6.金属材料的锻造或热轧制的温度如何选择？

锻造或热轧制的作用是什么？

四．综合题（每题15分，共30分）

1.用含碳1.2%过共析钢（其Accm=850°C）制作一个切削工具，其加工工艺过程为：

锻造后缓冷→正火→球化退火→机加工成形→淬火→低温回火。

（1）各热处理的目的是什么?

得到什么组织？

（2）写出各热处理工艺的加热温度和冷却方式。

2.说明形变强化的概念，强化的机理，强化的规律，强化的方法以及形变强化在生产中的实际意义。