[全]金属学及热处理试卷.docx

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1、金属学及热处理试卷一、填空题(15分)1、实际金属中存在有.、了口_三类晶体缺陷。2、为了使金属结晶过程得以进行,必须造成一定的,它是理论结晶温度与一的差值。3、碳在aFe中的间隙固溶体称为,它具有晶体结构.在时碳的最大溶解度为_%。4、当钢中发生奥氏体向马氏体转变时,原奥氏体中碳含量越高,则Ms点越一转变后的残余奥氏体量就越J5.除处,其他的合金元素溶人A中均使C曲线向一移动,即使钢的临界冷却速度淬透性二.名词解释(10分)1、相;2、热处理;3、置换固溶体;4.加工硬化;5、珠光体;三、选择题(12分)1 .当晶格常数相同时,FCC晶体比BCC晶体()oA.原子半径大,但致密度小;B.原子

2、半径小,但致密度大;C.原子半径大,但致密度也大;D.原子半径小.但致密度也小。2、能使单晶体产生塑性变形的应力为()。A.正应力B.切应力c.原子活动力D.复合应力3、钢在淬火后所获得的马氏体组织的粗细主要取决于()A.奥氏体的本质晶粒度B.奥氏体的实际晶粒度C.奥氏体的起始晶粒度D.加热前的原始组织4、过共析钢的正常淬火加热温度是()。A.Acm+(3050)B.Ac3+(3050)C.Acl+(3050)D.Acl(3050)5、制造手工锯条应采用()。A.45钢淬火+低温回火B.65Mn淬火+中温回火C.T12钢淬火+低温回火D.9SiCr淬火+低温回火6、LYI2的()。A.耐蚀性好

3、B.铸造性能好C.时效强化效果好D.压力加工性好四、判断题(5分)1、固溶体的强度和硬度比组成固溶体的溶剂金属的强度和硬度高。()2 .实际金属是由许多结晶位向都完全相同的小晶粒组成的。()3 .TIO和T12钢如其淬火温度一样,那么它们淬火后残余奥氏体量也是一样的。O4、高速钢反复锻造是为了打碎鱼骨状共晶莱氏体,使其均匀分布于基体中。O5、铸铁可以通过再结晶退火使晶粒细化,从而提高其力学性能。()五.问答题(36分)1、分析纯金属生长形态与温度梯度的关系?(8分)2 .何为超塑性?如何实现超塑性?(9分)3 .何谓回火脆性?说明回火脆性的类型、特点及其抑制方法。(9分)4、为什么合金钢比碳钢

4、的力学性能好?热处理变形小?合金工具钢的耐磨性热硬性比碳钢高?(10分)六、综合分析题(22分)1、某汽车齿轮选用20CrMnTi材料制作,其工艺路线为:下料一锻造一正火一切削加工一渗碳-淬火+低温回火一喷丸T磨削加工。请分别说明上述四项热处理工艺的目的及工艺。(10分)2.现有A、B两种铁碳合金。A的显微组织为珠光体的量占75%,铁素体的量占25%;B的显微组织为珠光体的量占92%,二次渗碳体的量占8%。请回答:这两种铁碳合金按显微组织的不同分属于哪一类钢?这两种钢铁合金的含碳量各为多少?画出这两种材料在室温下平衡状态时的显微组织示意图,并标出各组织组成物的名称。(12分)金属学及热处理试卷

5、B参考答案一.填空题L点缺陷、线缺陷、面缺陷;2、过冷度,实际结晶温度;3、铁素体,BCC1727,0.0218;4、低,多;5、C。,右,减小,增加。二.名词解释L相:结构相同、成分相同并以界面相互分的均匀组成部分。2、热处理:是指将钢在固态下加热、保温和冷却,以改变钢的组织结构,获得所需要性能的一种工艺。3、SJ奂固溶体:溶质原子位于溶剂晶格的某些结点位置所形成固溶体。溶质原子与溶剂原子的尺寸差不同,都将引起晶格畸变,产生固溶强化。4、随冷塑性变形量增加,金属的强度、硬度提高,塑性、韧性下降的现象称加工硬化。5、共析转变的产物是F与Fe3C的机械混合物,称作珠光体,用P表ZJxo三、选择题

6、IB,2B,3B,4C,5C,6C四、判断题1z2,3,4,5五.问答题L纯金属生长形态是指晶体长大时界面的形貌。界面形貌取决于界面前沿液体中的温度分布。Q)平面状界面。当液体具有正温度梯度时晶体以平界面方式推移长大。此时,界面上任何偶然的小的凸起伸入液体时,都会使其过冷度减小,长大速率降低或停止长大,而被周围部分赶上,因而能保持平界面的推移。长大中晶体沿平行温度梯度的方向生长,或沿散热的反方向生长,其他方向的生长则受到抑制;(2)树枝状界面。当液体具行负温度梯度时,在界面上若形成偶然的凸起伸入前沿液体时,由于前方液体有更大的过冷度,有利于晶体长大和凝固潜热的散失,从而形成枝晶的一次轴。一个枝

7、晶的形成,其潜热使邻近液体温度升向,过冷区降低,因此,类似的枝晶只在相邻一定间距的界面上形成,相互平行分布。在一次枝晶处的温度比枝晶间温度高,这种负温度梯度使一次铀上又长出二次轴分技,同样,还会产生多次分枝。枝晶生长的最后阶段,由于凝固潜热放出使枝晶周围的液体温度升高至熔点以上。液体中出现正温度梯度,此时晶体长大依靠平面方式推进,直至枝晶间隙全部被填满为止。2、金属材料在一定条件下拉伸,其延伸率可以高达200%以上,甚至大于1000%o这种性能称作超塑性。超塑性可以分成组织超塑性,相变超塑性和其他超塑性三大类。其中组织超塑性应该具备三个条件:Q)晶粒超细化、等轴化、稳定化,一般不超过10m;(

8、2)变形温度一般在(0.50.7)Tm,呈现超塑性;一定的应变速率,超塑性变形最佳的速率为10-4-10-5S-1或者10-310-2min-lo3、有些钢在某一温度范围内回火时,其冲击韧性比在较低温度回火时还显者下降,这种脆化现象称为回火脆性。回火脆性类型主要有两种,即低温回火脆性与高温回火脆性。低温回火脆性亦称第一类回大脆性,几乎所有工业用钢都存在程度不问的这类脆性、它与回火后的冷却速度无关。因此又称为不可逆回火脆性。高温间火脆性亦称第二类回火脆性,其特点是只出现在一些特定成分的钢中,其回火脆性与否,与回火后冷却速度有关,即回火缓冲出现,快冷不出现,因此亦称可逆回火脆性。抑制回火脆性的方法

9、:对于第一类回火脆性由于其不可逆性,只能避免在脆化温度范围内回火;如果必须在该温度回火,可采用等温淬火;加Si使低温回火脆化温度移向高温等措施。抑制高温回火脆性的方法:1)高温间火后快速冷却;2)降低钢中杂质元素的含量;3)钢中加人适量的Mo、Wo4、Q)合金元素加入后并经适当热处理,可使钢的力学性能提高或得以改善。(2)合金元素(除Co外)加入后使钢的淬透性增加,因此获得同样组织时合金钢可选择较缓的冷却介质,故热处理变形小。(3)合金工具钢出于含有一些合金元素,与钢中的碳形成合金碳化物,而这些合金碳化物的硬度高、熔点高,所以合金工具钢的耐磨性、热硬性比碳钢高。六、综合分析题1、正火目的:使组织均匀化、细化、改善加工性能。正火工艺:加热至Ac3+(3050)oCz空冷。渗碳目的:提高齿轮表面的含碳量,为淬火作难备。渗碳工艺;在900950。C进行。淬火目的:使渗碳层获得最好的性能,即获得高的齿面硬度,耐磨性及疲劳强度并保持心部的强度及韧性。淬火工艺:渗碳后,油冷。低温回火目的:减少或消除淬火后应力,并提高韧性。低温回火工艺:加热至Q50-200)。C进行。2、A:亚共析钢B:过共析钢设A钢的含碳量为:Xll=0.58%故A钢的含碳量为0.58%设B钢的含碳量为:x2x2=1.24%B钢的含碳量为1.24%组织ZF意图:

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