金属材料和热处理题库

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1、金属材料和热处理题库1、 填空题1.金属材料的性能一般分为两类，一类是使用性能，另一类是工艺性能。2.变形一般分为弹性变形和塑性变形两种。不能随载荷的去除而消失的变形称为塑性变形。3.强度是指金属材料在静载荷作用下，抵抗塑性变形或断裂的能力。 4.强度的常用衡量指标有屈服点和抗拉强度，分别用符号 ReL 和 Rm 表示。5.断裂前金属材料产生塑性变形的能力称为塑性。金属材料的断后伸长率和断面收缩率的数值越大，表示材料的塑性越好。6.480HBW10/1000表示用直径为10mm，材料为硬质合金球形压头，在9800N压力下，保持1015s，测得的布氏硬度值为480。7.金属材料抵抗冲击载荷作用而

2、不破坏的能力，称为冲击韧性。8.原子呈无序堆积状况的物体叫非晶体，原子呈有序、有规则排列的物体称为晶体。一般固态金属都属于晶体。9.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六方晶格三种。10.合金是一种金属元素与其他金属元素或非金属元素通过熔炼或其他方法结合而成的具有金属特性的物质。11.合金中成分、结构及性能相同的组成部分称为相。12.根据合金中各组元之间的相互作用不同，合金的组织可分为固溶体、金属化合物和混合物三种类型。13.铁碳合金的基本相是铁素体、奥氏体和渗碳体。14.在铁碳合金的基本组织中属于固溶体的有铁素体和奥氏体，属于金属化合物的是渗碳体，属于混合物的有珠光体和莱氏体

3、。15.铁碳合金的相图是表示在缓慢冷却或加热条件下，不同成分的铁碳合金的状态或组织随温度变化的图形。16.铁素体的性能特点是具有良好的塑性和韧性，而强度和硬度很低。17.碳钢是含碳量小于2.11%，而且不含有特意加入的合金元素的铁碳合金。18.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。19.含碳量小于0.25%的钢为低碳钢，含碳量在0.25%0.6%的钢为中碳钢，含碳量大于0.6% 的钢为高碳钢。20.45钢按用途分类属于结构钢，按质量分类属于优质钢，按含碳量分类属于中碳钢。21.T12A钢按用途分类属于工具钢，按质量分类属于高级优质钢，按含碳量分

4、类属于高碳钢。22.钢的热处理是通过钢在固态下的加热、保温和冷却，使其获得所需的组织结构与性能的一种工艺方法。23.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。24.热处理能使钢的性能发生变化的根本原因是由于铁具有同素异构转变。25.45钢在室温时的组织为珠光体和铁素体，当加热到Ac3线以上时，组织转变为奥氏体。26.T10钢在室温时的组织为珠光体和渗碳体，当加热到Ac1线时，珠光体转变为奥氏体。27.钢的标准晶粒度分为 8级，其中14级为粗晶粒，58级为细晶粒。28.共析钢的等温转变曲线中，在A1550温度范围内转变产物为珠光体、索氏体和托氏体。29.共析钢的

5、等温转变曲线中，在550Ms温度范围内，转变产物为上贝氏体和下贝氏体。30.过冷奥氏体转变为马氏体，仅仅是铁的晶格改变，而不发生碳的扩散，所以马氏体是碳在-Fe中的过饱和固溶体。31.化学热处理是通过分解、吸收和扩散三个基本过程完成的。32.根据回火温度不同，回火可分为低温回火、中温回火和高温回火三类。33.滚动轴承钢的预备热处理是球化退火，最终热处理是淬火+低温回火。34.高速钢刀具切削温度达660时仍能保持高的硬度和耐磨性。35.灰铸铁经孕育处理后，可以使石墨片及基体组织得到细化，使其强度有很大的提高。36.球墨铸铁是在浇注前往铁水中加入适量的球化剂和孕育剂，浇注后获球状石墨的铸铁。2、

6、判断题1、所有金属材料在拉伸试验时都会出现显著的屈服现象。 （）2、材料的屈服点越低，则允许的工作应力越高。 （）3、洛氏硬度值无单位。 （）4、做布氏硬度试验时，当试验条件相同时，其压痕直径越小，材料的硬度越低。 （）5、材料对小能量多次冲击抗力的大小主要取决于材料的强度和塑性。 （）6、布氏硬度测量法不宜于测量成品及较薄零件。 （）7、洛氏硬度值是根据压头压入被测定擦粒料的压痕深度得出的。 （）8、铸铁的铸造性能比钢好，故常用来铸造形状复杂的工件。 （）9、金属材料的力学性能差异是由其内部组织结构决定的。 （） 10、非晶体具有各向同性的特点。 （ ）11、体心立方晶格的原子位于立方体的八

7、个顶角及立方体六个平面的中心。 （ ）12、金属的实际结晶温度均低于理论结晶温度。 （ ）13、金属结晶时过冷度越大，结晶后晶粒越粗。 （ ）14、一般说，晶粒越细小，金属材料的力学性能越好。 （ ）15、多晶体中各晶粒的位相是完全相同的。 （ ）16、同素异构转变过程也遵循晶核形成与长大的规律。 （ ）17、固溶体的晶格类型与溶剂的晶格类型相同。 （ ）18、金属化合物的晶格类型完全不同于任一组元的晶格类型。 （ ）19、金属化合物一般具有复杂的晶体结构。 （ ）20、奥氏体的强度、硬度不高，但有良好的塑性。 （ ）21、过共晶白口铸铁的室温组织是低温莱氏体加一次渗碳体。 （ ）22、碳在奥

8、氏体中的溶解度随温度的升高而减小。 （ ）23、渗碳体的性能特点是硬度高、脆性大。 （ ）24、奥氏体向铁素体的转变是铁发生同素异构转变的结果。 （ ）25、T10钢的含碳量为10。 （ ）26、锰、硅在碳钢中都是有益元素，适当的增加其含量，能提高钢的强度。 （ ）27、硫是钢中的有益元素，它能使钢的脆性下降。 （ ）28、碳素工具钢都是优质或高级优质钢。 （ ）29、碳素工具钢的含碳量一般都大于0.7。 （ ）30、铸钢可用于铸造形状复杂而力学性能要求较高的零件。 （ ）31、低碳钢的强度、硬度低，但具有良好的塑性、韧性及焊接性能。 （ ）32、实际加热时的临界点总是低于相图上的临界点。 （

9、 ）33、珠光体向奥氏体转变也是通过形核及晶核长大的过程进行的。 （ ）34、下贝氏体具有较高的强度、硬度、和较好的塑性和韧性。 （ ）35、钢在实际加热条件下的临界点分别用Ar1、Ar3、Arcm表示。 （ ）36、钢的晶粒因过热而粗化时，就有变脆倾向。 （ ）37、索氏体和回火索氏体的性能没有多大区别。 （ ）38、在去应力退火过程中，钢的组织不发生变化。 （ ）39、由于正火较退火冷却速度快，过冷度大，转变温度较低，获得组织较细，因此同一种钢，正火要比退火的强度和硬度高。 （）40、钢的最高淬火硬度，主要取决于钢中奥氏体的含碳量。 （ ）41、淬透性好的钢，淬火后硬度一定很高。 （ ）4

10、2、淬火后的钢，回火温度越高，回火后的强度和硬度也越高。 （ ）43、钢回火的加热温度在A1以下，因此，回火过程中无组织变化。 （） 44、完全退火不适用于高碳钢。 （ ） 45、同类钢在相同加热条件下，水淬比油淬的淬透性好。 （ ）46、钢渗氮后无需淬火即有很高的硬度及耐磨性。 （ ）47、除Fe、C外还含有其它元素的钢就是合金钢。 （ ）48、大部分合金钢的淬透性都比钢好。 （ ）49、合金工具钢都是高碳钢。 （ ）50、合金钢只有经过热处理，才能显著提高力学性能。 （ ）51、GCr15钢是滚动轴承钢。但又可制造量具、刀具和冷冲磨具等。 （ ）52、热硬性高的钢必定有较高的回火稳定性 。

11、 （ ）53、Cr12W8V是不锈钢。 （ ）54、不锈钢中含碳量越高，其耐腐蚀性越好。 （ ）55、滚动轴承钢是高碳钢。 （ ）56、通过热处理可以改变灰铸铁的基体组织，故可显著地提高其力学性能。 （ ）57、可锻铸铁比灰铸铁的塑性好，因此可以进行锻压加工。 （ ）58、厚铸铁件的表面硬度总比内部高。 （ ）3、 选择题1、拉伸试验时，试样拉断前所能承受的最大应力称为材料的（ B ）。A屈服点 B. 抗拉强度 C. 弹性极限2、做疲劳试验时，试样承受的载荷为（ C ）。A静载荷 B. 冲击载荷 C. 交变载荷3、洛氏硬度C标尺所用的压头是（ B ）。A淬硬钢球 B. 金刚石圆锥体 C. 硬质

12、合金球4、金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力称为（ C ）。A塑性 B. 硬度 C. 强度5、用拉伸试验可测定材料的（ A ）性能指标。A强度 B. 硬度 C. 韧性6、Fe是具有（ A ）晶格的铁。A体心立方 B. 面心立方 C. 密排六方7、纯铁在1450时为（ A ）晶格。 A体心立方 B. 面心立方 C. 密排六方8、纯铁在750时称为（ B ）。A Fe B. Fe C. Fe 9、Fe转变为Fe时，纯铁的体积会（ B ）。A收缩 B. 膨胀 C. 不变 10、组成合金的最基本的独立物质称为（B）。A 相 B组元 C组织11、金属发生结构改变的温度称为（A）。A 临界点 B凝固点 C过

13、冷度12、合金固溶强化的主要原因是（C）。A 晶格类型发生了变化 B晶粒细化 C晶格发生了畸变13、铁素体为（B）晶格，奥氏体为（A）晶格。A 面心立方 B 体心立方 C 密排六方14、渗碳体的含碳量为（C）%。A 0.77 B 2.11 C 6.69 15、珠光体的平均含碳量为（A）%。A 0.77 B 2.11 C 6.69 16、共晶白口铸铁的含碳量为（B）%。A 2.11 B 4.3 C 6.6917、铁碳合金共晶转变的温度是（B）。A 727 B 1148 C 1227 18、量为1.2%的铁碳合金，在室温下的组织为（C）。A 珠光体 B 珠光体加铁素体 C 珠光体加二次渗碳体19、

14、铁碳合金相图上的ES线，其代号用（C）表示，PSK线用代号（A）表示，GS线用代号（B）表示。A A1 B A3 C Acm 20、铁碳合金相图上的共析线是（C）。A ECF B ACD C PSK21、从奥氏体中析出的渗碳体称为（B），从液体中结晶出的渗碳体称为（A）。A 一次渗碳体 B 二次渗碳体 C 三次渗碳体22、将含碳量为1.5%的铁碳合金加热到650时，其组织为（C）.A珠光体 B. 奥氏体 C. 珠光体加渗碳体 23、亚共析钢冷却到GS线时要从奥氏体中析出（ A ）。A铁素体 B. 渗碳体 C. 珠光体24、亚共析钢冷却到PSK线时，要发生共析转变，奥氏体转变成（ B ）。A珠光

15、体加铁素体 B. 珠光体 C. 铁素体25、08F钢中的平均含碳量为（ A ）。A0.08 B. 0.8 C. 826、普通、优质和高级优质钢是按钢的（ B ）进行划分的。A力学性能的高低 B. S、P含量的多少 C. Mn、Si含量的多少27、在下列牌号中属于优质碳素结构钢的有（ B ）。AT8A B. 45 C. Q235AF28、在下列牌号中属于工具钢的有（ C ）。A20 B. 65Mn C. T10A29、制造齿轮零件的材料应选择（ B ）。A08F B. 45 C. 65Mn30、制造手工锯条所采用的材料应选择（ B ）。AT8 B. T10 C. T1231、过冷奥氏体是指冷却到

16、（ C ）温度以下，尚未转变的奥氏体。AMs B. Mf C. A132、确定碳钢淬火加热温度的主要依据是（ B ）。AC曲线 B. FeFe3C相图 C. 钢的Ms线33、45钢的正常淬火组织应为（ A ）。A马氏体 B. 马氏体+铁素体 C. 马氏体+渗碳体34、消除焊接件残余应力退火加热温度应选择（ B ）左右。 A200 B. 600 C. 100035、一般说来，合金钢应选择（ A ）作冷却介质。A矿物油 B. 20自来水 C. 20的10%食盐水溶液36、钢在一定条件下淬火后，获得淬硬层深度的能力称为（ B ）。A淬硬性 B. 淬透性 C.耐磨性37、调质处理就是（ C ）的热处理

17、。A淬火+低温回火 B. 淬火+中温回火 C. 淬火+高温回火38、调质处理后的组织是（ B ）A回火马氏体 B.回火索氏体 C.回火托氏体39、钢在加热时，判断过烧现象的依据是（ B ）A表面氧化 B. 奥氏体晶界发生氧化或熔化 C. 奥氏体晶粒粗大40、化学热处理与其它热处理方法的主要区别（ C ）A加热温度 B.组织变化 C.改变表面化学成分41、零件渗碳后一般须经（ A ）处理，才能达到表面硬而耐磨的目的。A淬火+低温回火 B.正火 C.调质42、用15钢制造的齿轮，要求齿轮表面硬度高而心部具有良好的韧性，应采用（ C ）热处理。A淬火+低温回火 B. 淬火+中温回火 C.渗碳+淬火+

18、低温回火43、为改善20钢的切削加工性能，通常采用（ C ）。A完全退火 B.球化退火 C.正火44、用T10A钢做锯片，淬火后应进行（ C ）。A高温回火 B.球化退火 C.正火45、现有45钢制造的汽车轮毂螺栓，其淬火加热温度应选择（ B ）。A750 B. 840 C.1000 46、 GCr15钢的平均含铬量为（ B ）%。A0.15 B.1.5 C.1547、40MnVB中硼元素的主要作用是（ C ）A强化铁素体 B.提高回火稳定性 C.提高淬透性48、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49、合金渗碳钢渗碳后必须进行（ A

19、）热处理才能使用。A淬火+低温回火 B. 淬火+中温回火 C. 淬火+高温回火50、38CrMuAl钢是属于合金（ A ）A调质钢 B.渗碳钢 C.弹簧钢51、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52、合金调质钢的含碳量一般是（ B ）。A0.25% B. 0.25%0.5% C. 0.5%53、为提高灰铸铁的表面硬度和耐磨性，采用（ B ）热处理效果好。A渗碳后淬火+低温回火 B. 电加热表面淬火 C. 等温淬火54、球墨铸铁经（ B ）可获得铁素体基体组织。A正火 B. 退火 C. 等温淬火55、铸铁中的碳以石磨形态析出的过程称为（

20、A ）。A石墨化 B. 变质处理 C. 球化处理4、 名词解释1、硬度：材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕和划痕能力称为硬度。2、晶格：描述原子在晶体中排列方式的几何空间格架。3、钢：含碳量从0.0218%2.11%的铁碳合金。4、铸铁：含碳量大于2.11%小于6.69%的铁碳合金。5、铁素体：碳溶于（Fe）中形成的间隙固溶体。6、过冷奥氏体:在共析温度以下存在的尚未转变的奥氏体。7、固溶强化：固溶体的强度和硬度比纯金属高的现象。8、淬硬性：钢在理想条件下淬火成马氏体后所能达到的最高硬度。9、合金钢：在碳钢的基础上，为了改善钢的性能，在冶炼时有目的地加入一些合金元素的钢。10、同素异晶转变

21、：金属在固态下，随温度的改变，由一种晶格转变为另一种晶格的现象。11、热处理：将固态下的钢采用适当的方式进行加热、保温和冷却，以获得所需的组织与性能的工艺。12、淬透性：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。13、石墨化：铸铁中的碳以石墨形态析出的过程。14、08F：优质碳素结构钢，平均含碳量为0.08%，沸腾钢。15、65Mn：较高含碳量的优质碳素结构钢，平均含碳量为0.65%。16、T12A：高级优质碳素工具钢，平均含碳量为1.2%。17、ZG340-640：铸造碳钢，屈服点不小于340MPa，抗拉强度不小于640 MPa.17、Q235-AF：碳素结构钢，屈服点为235

22、MPa，A级，沸腾钢。18、60Si2Mn：合金结构钢，平均含碳量为0.60%，平均含硅量2%。平均含锰量小于1.5%。19、9SiCr：合金工具钢，平均含碳量为0.9%，平均含硅、铬量均小于1.5%。20、W18Cr4V：合金工具钢中的高速钢，平均含碳量为0.70.8%，平均含钨量18%，平均含铬量4%，平均含矾量小于1.5%。21、1Cr13：铬不锈钢 ，平均含碳量为0.1%，平均含铬量为13%。22、HT250：灰铸铁，最低抗拉强度为250 MPa。23、KTH350-10：黑心可锻铸铁，最低抗拉强度为350 MPa，最低伸长率为10%。5、 问答题1、什么是塑性？塑性对材料的使用有什么

23、实用意义？答：断裂前金属材料产生永久变形的能力称为塑性。塑性好的金属可以发生大量塑性变形而不破坏，易于通过塑性变形加工成复杂形状的零件。2、什么是工艺性能？工艺性能包括哪些内容 ？答：工艺性能是指金属材料对不同加工工艺方法的适应能力。它包括铸造性能、锻造性能、焊接性能和切削加工性能。3、纯金属结晶时，其冷却曲线为什么有一段水平线？答：由于结晶过程中释放出来的结晶潜热，补偿了散失在空气中的热量，因而在结晶时温度并不随时间的延长而下降，所以冷却曲线会出现水平阶段。4、生产中细化晶粒的常用方法有哪几种？为什么要细化晶粒?答：生产中常用的细化晶粒方法有增加过冷度、变质处理和振动处理三种。因为细晶粒的金

24、属具有较高的强度和韧性，所以要细化晶粒。5、如果其他条件相同，试比较下列铸造条件下铸铁晶粒的大小。 （1）金属模浇注与砂型浇注 （2）铸成薄件与铸成厚件 （3）浇注时采用振动与不采用振动答：（1）金属模浇注的铸件晶粒较细。（2）铸成薄件晶粒较细。（3）浇注时采用振动的铸件晶粒较细。6、写出纯铁的同素异构转变式 1394 912 -Fe = - Fe = - Fe答：体心立方晶格 面心立方晶格 体心立方晶格7、奥氏体晶粒的大小对钢热处理后的性能有何影响？答：奥氏体晶粒细小，冷却后产物组织的晶粒也细小。细晶粒组织不仅强度、韧性比粗晶粒组织高，而且冲击韧性也有明显的提高。8、指出图中各区域的组织及名

25、称。答：奥氏体稳定区，其组织为奥氏体。过冷奥氏体区，其组织为过冷奥氏体。过冷奥氏体转变区，其组织为过冷奥氏体和转变产物（根据过冷度不同，分别为珠光体、索氏体、托氏体、上贝氏体、下贝氏体）。过冷奥氏体转变产物区，根据过冷度不同，其组织分别为珠光体、索氏体、托氏体、上贝氏体、下贝氏体。过冷奥氏体向马氏体转变区，其组织为过冷奥氏体和马氏体。9、有一具网状渗碳体的T12钢坯，应进行那些热处理才能达到改善切削加工性能的目的？试说明热处理后的组织状态。答：首先应进行正火处理，然后进行球化退火。经热处理后得到球状珠光体，即球状渗碳体小颗粒弥散分布在铁素体基体之内的混合物。10、什么是淬火？淬火的主要目的是什

26、么？答：淬火将钢件加热到Ac3 或Ac1以上某一温度，保持一定时间，然后以适当速度冷却，获得马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺。淬火的主要目的是获得马氏体组织，提高钢的强度和硬度。11、随着含碳量的增加，钢的组织和性能如何变化？答：随着含碳量的增加，钢的组织将按下列顺序发生变化：珠光体+铁素体珠光体珠光体+二次渗碳体。由此可见，随着含碳量的增加，钢中的铁素体含量逐渐减小，而渗碳体的量有所增加，因此钢中含碳量提高，强度和硬度提高，而塑性和韧性降低。当含碳量超过0.9%时，由于二次渗碳体呈网状，使钢的强度有所降低。12、硫、磷元素的含量为什么在碳钢中要严格控制，而在易切削钢中又要适当提高？答：硫能使

27、钢产生热脆性，磷能使钢产生冷脆性，所以在碳钢中要严格控制它们的含碳量。在易切削钢中适当的提高硫、磷的含量。增加钢的脆性以有利于切削时形成断裂的切屑，从而提高切削效率和延长刀具寿命，所以在易切削钢中要适当提高硫、磷元素的含量。13、钢淬火后为什么要回火？答：钢在淬火后产生很大的内应力，通过回火可消除淬火钢的内应力，防止工件在使用过程中变形和开裂。另外，钢在淬火后硬度很高，但是塑性、韧性很差，通过回火，可以提高钢的韧性，适当调整钢的强度和硬度，以满足各种使用的需要。钢淬火后的组织是马氏体及少量残余奥氏体，它们都是不稳定的组织，通过回火可使它们向稳定组织转变，使零件在使用过程中不发生组织转变，从而保

28、证零件的形状和尺寸不变，保证零件的精度。所以钢在淬火后必须进行回火。14、为什么合金元素能提高钢的强度？ 答：因为大多数合金元素能溶入铁素体，形成合金铁素体。由于合金元素与铁的晶格类型和原子半径的差异较大，会引起铁素体晶格畸变，产生固溶强化，使铁素体的强度、硬度提高。此外，有些合金元素还能与碳形成合金碳化物。由于合金碳化物比渗碳体具有更高的硬度和耐磨性，所以能显著提高钢的强度。15、试述高速钢的成分特点及合金元素的主要作用。答：高速钢的成分特点是钢中含有较多的碳和大量的钨、铬、矾、钼等强碳化物形成元素。其中钨、钼的主要作用是提高钢的热硬性，铬的主要作用是提高钢的淬透性，矾的主要作用是显著提高钢

29、的硬度、耐磨性和热硬性，以及细化晶粒。16、高速钢为什么要采用高温淬火及560多次回火？答：因为高速钢中含有大量的钨、矾、钼等难溶碳化物，它们只有在1200以上才能大量溶入奥氏体中，因此，高速钢要采用高温淬火，以保证淬火回火后获得高的热硬性。高速钢通过560多次回火，使马氏体内析出极细的碳化物，并使残余奥氏体转变成为回火马氏体，可进一步提高钢的硬度和耐磨性。17、简述影响石墨化的主要因素。答：影响石墨化的主要因素有铸铁的成分和冷却速度。碳、硅等元素是强烈促进石墨化的元素，硫、锰等元素是阻碍石墨化的元素。冷却速度越慢，越有利于石墨化的进行。18、为什么灰铸铁的强度、塑性和韧性远不如钢？答：因为灰

30、铸铁的组织是由金属基体和片状石墨两部分组成，由于石墨的强度和韧性几乎为零，石墨的存在就像在钢的基体上发布着许多细小的裂缝和空洞，破坏了金属基体的连续性，减小了有效承载面积，并且在石墨尖角处容易产生应力集中，所以灰铸铁的强度、塑性和韧性远不如钢。19、画出简化后的铁碳合金相图。20、热处理的定义。答：根据钢件的热处理目的, 把钢加热到预定的温度，在此温度下保持一定的时间，然后以预定的速度冷却下来的一种综合工艺。钢的热处理是通过加热、保温和冷却的方法，来改变钢内部组织结构，从而改善其性能的一种工艺。凡是材料体系（金属、无机材料）中有相变发生，总可以采用热处理的方法，来改变组织与性能。21、Ac1、

31、Ac3、Accm的意义。答：对于一个具体钢成分来说，A1、A3、Acm是一个点，而且是无限缓慢加热或冷却时的平衡临界温度。加热时的实际临界温度加注脚字母“C”，用Ac1、Ac3、Accm表示；冷却时的实际临界温度加注脚字母“r”，用Ar1、Ar3、Arcm表示。22、什么是奥氏体化？奥氏体化的四个过程？是什么类型的相变？答：将钢加热到AC1点或AC3点以上，使体心立方的-Fe铁结构转变为面心立方结构的-Fe，这个过程就是奥氏体化过程。从铁碳相图可知，任何成分碳钢加热到Ac1以上，珠光体就向奥氏体转变；加热到Ac3或Accm以上，将全部变为奥氏体。这种加热转变称奥氏体化。共析钢的奥氏体化过程包括

32、以下四个过程：形核；长大；残余渗碳体溶解；奥氏体成分均匀化。加热时奥氏体化程度会直接影响冷却转变过程，以及转变产物的组成和性能。是扩散型相变。23、碳钢与合金钢的奥氏体化有什么区别？为什么？答：在同一奥氏体化温度下，合金元素在奥氏体中扩散系数只有碳的扩散系数的千分之几到万分之几，可见合金钢的奥氏体均匀化时间远比碳钢长得多。在制定合金钢的热处理工艺规范时，应比碳钢的加热温度高些，保温时间长些，促使合金元素尽可能均匀化。24、奥氏体晶粒的三个概念（初始晶粒、实际晶粒和本质晶粒）。答：奥氏体的初始晶粒：指加热时奥氏体转变过程刚刚结束时的奥氏体晶粒，这时的晶粒大小就是初始晶粒度。奥氏体实际晶粒：指在热

33、处理时某一具体加热条件下最终所得的奥氏体晶粒，其大小就是奥氏体的实际晶粒度。奥氏体的本质晶粒：指各种钢的奥氏体晶粒的长大趋势。晶粒容易长大的称为本质粗晶粒钢；晶粒不容易长大的称为本质细晶粒钢；25、为什么要研究奥氏体晶粒大小？答：显著影响冷却转变产物的组织和性能。26、工厂中对奥氏体晶粒大小的表征方法是什么？本质晶粒度的测试方法？答：统一采用与标准金相图片比较，来确定晶粒度的级别。生产中为了便于确定钢的本质晶粒度，只需测出930度左右的实际晶粒度，就可以判断。27、什么叫奥氏体？答：奥氏体冷至临界温度以下，牌热力学不稳定状态，称为过冷奥氏体。28、钢的共析转变？珠光体组织的三种类型？答：钢的共

34、析转变：钢奥氏体化后，过冷到A1至“鼻尖”之间区域等温停留时，将发生共析转变，形成珠光体组织，其反应如下： P (+Fe3C)结构FCC BCC 正交 含碳量0.77% 0.0218% 6.69% 珠光体的三种类型：珠光体，索氏体，屈氏体。29、什么叫钢的C曲线？如何测定？影响C曲线的因素？答：过冷奥氏体等温转变曲线，也称TTT（Time Temperature Transformation）曲线。因曲线形状象英文字母“C”，故常称C曲线。在过冷奥氏体的转变过程中有组织（相变）转变和性能变化，因此可用金相法、硬度法、膨胀法或磁性法等来测定过冷奥氏体的等温转变过程，其中金相法是最基本的。 金相法

35、测定过冷奥氏体等温转变图-C曲线（基本方法），以共析钢为例：）用共析钢制成多组圆片状试样（101.5）；）取一组试样加热奥氏体化；）迅速转入A1以下一定温度熔盐浴中等温；）各试样停留不同时间后分别淬入盐水中，使未分解的过冷奥氏体变为马氏体；）这样在金相显微镜下就可以观察到过冷奥氏体的等温分解过程。 钢的成分和热处理条件都会引起C曲线形状和位置的变化。）含碳量的影响2) 合金元素的影响3)奥氏体化温度和保温时间的影响30、什么叫CCT曲线？如何测定？答：连接冷却曲线上相同性质的转变开始点和终了点，得到钢种的连续冷却转变图称CCT曲线。与测定C曲线的方法相同，一般也都用膨胀法或金相-硬度法等来测定

36、CCT(Continuous Cooling Transformation)图；在测定时，首先选定一组具有不同冷却速度的方法，然后将欲测试样加热奥氏体化，并以各种冷却速度进行冷却，同时测出冷却过程中的转变开始点与终了点；将这些点画在温度-时间坐标系中，并将转变开始点与终了点分别连在一起。 31、比较C曲线与CCT曲线的异同点？应用范围各是什么？答：钢的C曲线与CCT曲线是制定合理的热处理工艺规程的重要依据；它对于分析研究各种钢在不同热处理后的金相组织与性能，进而合理地选用钢材等方面也有很大的参考价值。根据某种钢的CCT曲线，可以知道在各种不同冷却速度下所经历的各种转变以及应得的组织和性能（如硬

37、度），还可以清楚地确定该钢的临界冷却速度等，这是规定淬火方法、选择淬火介质的重要依据。根据某种钢的C曲线，可以制定等温退火、等温淬火等热处理工艺规程（如确定合理的等温温度与时间）。32、什么叫马氏体相变？特点是什么？答：将材料从高温结构状态快速冷却，在较低温度下发生的无扩散型相变；（这从广义上说）由奥氏体向马氏体转变过程，1）无扩散性，依靠切变进行（military change）；2）无成分变化，只是点阵重构；3）一般在Ms点以下一个温度区间内完成（Mf），转变过程靠产生一批批新马氏体片来完成，不是靠原马氏体片长大。 这种通过切变进行点阵重构，而无成分变化的非扩散性相变，统称为马氏体转变。

38、33、只有钢铁中都有马氏体相恋吗？答：不是。现在除铁合金外，许多有色金属与合金以及陶瓷材料等也都发现马氏体转变。34、马氏体强化（或感感化）的原因是什么？答：固溶强化（C原子）；高密度位错、孪晶亚结构强化；自回火现象，时效强化。35、从成分、相结构、性能认识铁素体、珠光体、贝氏体、马氏体的区别？转变机理基体基体结构 相组成珠光体碳、铁原子扩散平衡含量，小于0.00218%体心立方铁素体+渗碳体贝氏体碳扩散，铁原子切变大于平衡含量体心立方铁素体+少量碳化物马氏体铁原子切变，无碳原子扩散过饱和碳量体心立方铁素体（+少量残余奥氏体）36、什么叫钢的回火？回火的目的？为什么回火时会发生组织的变化？按温

39、度的高低，回火有哪几个主要的阶段？答：钢回火的定义：将淬火后的钢在A1温度以下加热，使之转变成稳定的回火组织的工艺过程。(2)回火的目的：保证组织转变（亚稳组织）；消除内应力；达到一定的性能要求；组织的变化？淬火钢的室温组织为马氏体和残余奥氏体，都是亚稳定相。（从热力学上）一旦进行加热，原子扩散能力加强，会自发地向稳定相铁素体和渗碳体转变。这个过程，随温度升高，可以分成5个阶段。1)马氏体中碳原子的偏聚2) 马氏体的分解3) 残余奥氏体的转变4) 碳化物的转变5)碳化物的聚集长大和相回复、再结晶37、低温回火脆性？高温回火脆性？各自的原因？答：低温回火脆性：淬火钢在250-400范围内回火时出

40、现的脆性；几乎所有淬成马氏体的钢，在300左右回火后都存在这类脆性；此脆性区正是碳化物转变（碳化物-碳化物-碳化物（渗碳体）的区间，以及它们在马氏体板条或片间析出，引起韧性明显下降；在更高温度回火后脆性消除；防止方法只有不在此区间回火。 高温回火脆性：淬火的合金钢在450-650范围内回火后，进行慢冷所出现的脆性；高温回火脆性主要原因：由于锑、磷、锡、砷等残余元素在原奥氏体晶界偏聚所引起的。合金钢中的合金元素如 Cr、Mn、Ni等元素促进这些微量元素的偏聚。 38、什么叫退火？目的是什么？几种退火的定义？球化退火？扩散退火？去氢退火？再结晶退火？完全退火？答：定义：将钢加热到临界点Ac1以上或

41、以下的一定温度，保温一定时间，然后缓慢冷却，以获得接近平衡状态组织的热处理工艺。目的：）消除钢锭的成分偏析，使成分均匀化。异分合金系的非平衡凝固，即存在成分偏析；）组织均匀化：消除铸、锻件存在的魏氏组织或带状组织；3)降低硬度，改善组织，以便于切削加工；4)消除内应力和加工硬化；5)改善高碳钢中碳化物形态和分布(球化退火)，为淬火作好组织准备。球化退火定义：球化退火是使钢获得粒状珠光体的热处理工艺。扩散退火定义：又称均匀化退火，它是将钢锭、铸件或锻坯加热到略低于固相线的温度下长时间保温，然后缓慢冷却以消除化学成分不均匀现象的热处理工艺。去氢退火：对于尺寸较大的锻轧件，轧后空冷至低于Ac1温度，

42、约640-660，奥氏体变成珠光体，由于氢在铁素体中扩散速度大于奥氏体中，640-660等温使氢较快逸出，防止白点产生。再结晶退火定义：将冷加工硬化的钢材，加热至T再Ac1之间进行，通常为650-700。在这过程中，变形晶粒恢复成等轴状晶粒，从而消除加工硬化。完全退火定义：将亚共析钢加热到Ac3以上20-30，保温足够时间奥氏体化后，随炉缓冷，从而获得接近平衡组织。不完全退火定义：亚共析钢在Ac1Ac3之间或过共析钢在Ac1-Accm之间两相区加热，保温足够时间，进行缓慢冷却的热处理工艺。39、钢的正火？ 答：正火是将钢加热到Ac3、Accm以上约30-50，或更高温度，保温足够时间，然后在静

43、止空气中冷却的热处理工艺。组织特点根据钢的CCT曲线和工件的截面大小（冷却速度），正火后可获得不同组织，如粗细不同的珠光体、贝氏体、马氏体或它们的混合组织。正火的目的：对于大锻件、截面较大的钢材、铸件，用正火来细化晶粒，均匀组织如消除魏氏组织或带状组织。这相当于退火的效果；低碳钢退火后硬度太低（切削粘刀），改用正火，可提高硬度，改善切削加工性。作为某些钢（如中碳非调质钢）的最终热处理，以代替调质处理（淬火+回火）。用于过共析钢，可消除网状碳化物，便于球化退火。40、淬火的定义？淬火的目的？过共析钢的淬火温度是多少？答：将钢加热到临界点Ac1或Ac3以上的一定温度，保温一定时间，然后在水或油等冷

44、却介质中快速冷却。（为什么对于过共析钢不是Accm?）淬火的目的：把奥氏体化工件淬成马氏体，以便在适当温度回火后，获得所需要的力学性能。对于亚共析钢：淬火加热温度为Ac3+30-50，41、钢的淬透性是什么？决定于哪些因素？（内因与外因）答：指奥氏体化后的钢在淬火时获得马氏体的能力。其大小用钢在一定条件下淬火时获得淬透层深度来表示。淬透性（淬透层深度）的影响因素主要决定于临界冷却速度的大小（内因）工件的截面尺寸和淬火介质的冷却能力（外因）42、淬透性和淬硬性。答：它们是两个不同概念；淬硬性是指钢在淬火后能够达到的最高硬度，它主要与钢的含碳量有关。如高碳工具钢的淬硬性高，但淬透性很低；而低碳合金

45、结构钢的淬硬性不高，但淬透性较高。合金元素使得CCT曲线往右移动，因而使临界淬火速度变小，淬透性增大。43、淬透性的测定答：测定方法很多，但顶端淬火法是世界上应用最广泛的淬透性试验方法；生产中常用临界淬透直径来衡量钢的淬透性，具有更大的实用意义：25、调质处理是什么？弹簧钢的一般是经过哪种回火？答：淬火+高温回火称为调质牏弹簧钢一般是经过中温回火26、什么是形变热处理？强化的原因是什么？答：形变热处理的定义：形变强化和相变强化相结合的一种热处理；强化的原因：1）马氏体继承了形变奥氏体的高密度位错和细化的晶粒；2）一些碳化物的析出，阻碍位错的运动，提高了强度；3）高密度位错和微细碳化物存在，使回

46、火析出的碳化物更弥散均匀；4）上述综合结果，既提高了强度，又改善了韧性。27、钢的化学热处理是什么？渗碳工艺是怎样的？答：钢的化学热处理： 将钢件放在一定温度的化学活性介质中，使一种或几种元素的原子渗入到钢件表面，以改变钢件表面层的化学成分，从而获得预期的组织和性能的热处理过程。渗碳工艺：将低碳钢件放入增碳的活性介质中，在900-950加热保温，使活性碳原子渗入钢的表面达到高碳；渗碳后，必须进行淬火和低温回火，使钢件表面具有高硬度和高的耐磨性，而心部具有一定的强度和较高的韧性；（为什么？）机器零件经过渗碳及随后的淬火并低温回火后，可以获得很高的表面硬度、耐磨性、高的接触疲劳强度和高的弯曲疲劳强

47、度；心部具有良好的塑性和韧性；渗碳工艺可以使同一材料制作的机器零件兼有高碳钢与低碳钢的性能；28、塑性变形的本质是什么？强化的一般思路是什么?答：塑性变形的本质是：晶体的一部分相对于另一部分没一定与日币的相对滑动。强化的一般思路：设法在金属中引入大量的晶体缺陷，大大增加位错之间、位错和其它晶体缺陷之间的交互作用，从而阻碍位错的运动，导致金属抗变形能力被大大提高这是通常强化的思路和方法。29、一般强化的方法有哪些？请用实例说明。答：固溶强化：类原子加入纯金属基体中构成固溶体后，其静强度行为可概括为：在应力应变图上，合金的流变应力以及整个应力应变曲线都向上提升，合金的应变强化能力一般比纯金属要高。

48、相变强化:：高强度冷拔钢丝，它是工业上强度最高的钢铁制品，抗拉强度可以达到4000MPa, 这就是用强烈冷变形的方法取得的。弥散强化：Al-0.4wt%Cu合金是通过时效处理获得弥散强化效果的典型例子。晶界强化（细晶强化）：在工业上，通过压力加工和热处理使金属获得细而均匀的晶粒，是提高金属材料力学性能的有效途径。相变强化：相变强化不是一种独立的强化机制，它实际上是固溶强化、弥散强化、形变强化、细晶强化的综合效应。30、合金钢的定义？常用合金元素有哪些？简要说明合金元素加入钢中改变Fe-C钢性能的理由。答：合金元素的定义：在碳钢中有意地加入一种或几种合金元素,使钢的使用性能或工艺性能得以改善提高

49、. 目前钢铁中常用的合金元素有十几个，分属于元素周期表中的不同周期：第二周期：B、C、N第三周期：Al、Si、P、S第四周期：Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu第五周期：Nb、Mo第六周期：W物理化学基础课程中已经学习了二元相图的知识，由于元素与元素的相互作用，改变了体系中各相的稳定性，并产生了许多新的相；以FeC二元相图为例，铁中由于加入了C元素，产生了新相，形成了不同的组织，从而钢铁材料也具有一系列不同的性能；31、什么是奥氏体形成元素？铁素体形成元素？对常用合金元素分类。答：奥氏体形成元素：合金元素中，在-Fe中有较大溶解度并能稳定-Fe的元素； 铁素体形成元素：在-Fe中有较大溶解

50、度并使-Fe不稳定的元素；根据它们对铁多型性转变的影响，分为两大类：(1)使A3温度下降，A4温度升高，这类元素是扩大相区的奥氏体形成元素。它们分两类：（2）使A3温度升高，A4温度下降,这类是缩小-相区的铁素体形成元素。它包括下列两种情况：1）封闭相区2）缩小相区32、为什么合金元素在钢中的分布是不均匀的？解释硼增大淬透性的原因？答：合金中的晶体缺陷有晶界、相界、亚晶界及位错等，这些晶体缺陷区有较高的能量；合金元素和杂质元素溶于合金后，将与这些晶体缺陷产生相互作用。溶质原子与晶界结合，形成晶界偏聚；溶质原子与位错结合，形成柯垂耳气团；因此，溶质元素在合金中有时虽然极微，但因与晶体缺陷的交互作

51、用，使其在缺陷区富集到很高浓度，从而对合金的组织和性能产生巨大的影响；33、钢中碳化物、氮化物的主要作用？答：这些碳氮化物一方面直到常常强化，另一方面能细化焸使之成为一类高效能的钢铁；碳化物和氮化物是钢铁中的重要组成相，其类型、成分、数量、尺寸大小、开关及分布对钢铁的性能有极重要的影响。34、合金元素对过冷奥氏体转变的影响？特别是对CCT曲线影响表现在哪些方面？答：1）、合金元素对过冷奥氏体转变的影响，首先表现在对临界点的影响：奥氏体形成元素降低Ar3点，使转变温度降低，过冷度减小，转变的驱动力减小；铁素体形成元素则相反。2）、合金元素对过冷奥氏体转变的影响集中反映在对过冷奥氏体转变动力学曲线

52、位置在碳钢中由于珠光体和贝氏体的最大转变速度温度极为接近，故在过冷奥氏体转变动力学曲线上只画出一个C曲线。但不同的合金元素对这些转变有着不同的影响:35、合金元素对Ms点的影响？答：绝大多数合金元素都降低Ms点（马氏体开始形成点），只有钴和铝相反。36、合金元素对回火过程的影响？答：1）、合金元素对马氏体分解的影响马氏体分解过程包括以下几步：1）碳原子在马氏体的晶体缺陷处偏聚；2）-Fe2.4C介稳碳化物析出和马氏体中含碳量降低；3）-Fe2.4C转变Fe3C。碳化物形成元素阻碍马氏体的分解：主要是它们和碳有较强的亲和力有关，可把碳钢中马氏体分解完毕的温度从260提高到500。弱碳化物形成元素

53、锰和非碳化物形成元素镍对马氏体分解的作用甚弱。非碳化物形成元素Si、Al、P也能阻碍马氏体分解。Fe3C中不含Si，因此Si首先必须扩散开去，Fe3C才能形核和长大，Al和P的作用机制与硅相似。2）合金元素对回火时残留奥氏体转变的影响淬火钢中残留奥氏体回火时转变的特点基本遵循过冷奥氏体恒温转变的规律，但孕育期较短和转变不完全。残留奥氏体在500-600范围加热时，残留奥氏体中析出部分碳化物，使得残留奥氏体中的碳和碳化物形成元素降低，从而使残留奥氏体稳定性降低，Ms点升高，在冷却过程时发生马氏体转变。 37、什么叫结构钢？工程结构钢？机械结构钢？结构钢人们主要是利用它的力学性能（强度、塑性、韧性

54、、硬度等）；结构钢用来制造工程结构和机械结构，它包括工程结构钢和机械结构钢两大类；1）工程结构钢是指专门用来制造各种工程结构钢的一大类钢种；2）机械结构钢：机械结构钢是用来制造各种机械零件的钢种。38、工程钢的合金设计主要考虑哪些方面？1）工程结构钢的强化2）铁素体-珠光体组织的冷脆性3）工程结构钢的焊接问题（工艺性能）4) 应变时效和淬火时效5) 工程结构钢的耐大气腐蚀性能39、差别钢的焊接性采用什么概念？为了估计钢的可焊性的好坏，通常采用碳当量的概念；碳当量概念：把单个合金元素对热影响区硬化倾向的作用折算成碳的作用，再与钢的含碳量加在一起，用这个碳当量来判断钢的可焊性的好坏；40、分析碳素结构钢和高强低合金结构钢的强化原因（