机械工程材料题库

单选题

塑性变形

1．欲使冷变形金属的硬度降低、塑性提高，应进行（ ）。

Ａ，去应力退火 Ｂ，再结晶退火 Ｃ，完全退火 Ｄ，重结晶退火

2．实测的晶体滑移需要的临界分切应力值比理论计算的小，这说明晶体滑移机制是

（ ）。

Ａ，滑移面的刚性移动 Ｂ，位错在滑移面上运动Ｃ，空位、间隙原子迁移Ｄ，晶界迁移

3．疲劳强度是表示材料抵抗（ ）破坏的能力。

Ａ，冲击力 Ｂ，交变应力 Ｃ，压力 Ｄ，内应力

4．为满足钢材切削加工要求，一般要将其硬度范围处理到（ ）左右。

Ａ，200HBS(HB200) Ｂ，HRC35 Ｃ，HRB30 Ｄ，HRA60

5．冷变形是在（ ）进行的塑性变形。

Ａ、室温 Ｂ、再结晶温度以上 Ｃ、再结晶温度以下 Ｄ、零度以下

6．用金属板冲压杯状零件，出现明显的‘制耳’现象，这说明金属板中存在着（ ）。

Ａ，形变织构 Ｂ，位错密度太高 Ｃ，过多的亚晶粒 Ｄ，流线（纤维组织）

7．为了提高零件的机械性能，通常将热轧圆钢中的流线（纤维组织）通过（ ）。

Ａ，热处理消除 Ｂ，切削来切断 Ｃ，锻造使其分布合理 Ｄ，锻造来消除

铁碳相图

1．铁素体是碳在α－Ｆｅ中的（ ）固溶体。

Ａ，间隙 Ｂ，置换 Ｃ，有序 Ｄ，过饱和

2．渗碳体是（ ）。

Ａ，间隙相 Ｂ，间隙化合物 Ｃ，间隙固溶体 Ｄ，电子化合物

3．珠光体是（ ）。

Ａ，固溶体 Ｂ，化合物 Ｃ，机械混合物 Ｄ，金属化合物

4．低温（变态）莱氏体是由（ ）两相组成的。

Ａ，液体和渗碳体 Ｂ，奥氏体和渗碳体 Ｃ，铁素体和渗碳体 Ｄ，铁素体和奥氏体

5．Ｆｅ－Ｆｅ３Ｃ相图中，ＥＳ线是（ ）。

Ａ，碳在δ固溶体中的固溶线 Ｂ，碳在铁素体中的固溶线 Ｃ，碳在奥氏体中的固溶线

Ｄ，先共晶转变线

6．Ｆｅ－Ｆｅ３Ｃ相图中，ＧＳ线是平衡结晶时（ ）的开始线。

Ａ，奥氏体向珠光体转变 Ｂ，奥氏体向二次渗碳体转变 Ｃ，奥氏体向铁素体转变

Ｄ，奥氏体向δ固溶体转变

7．平衡结晶时，在Ｆｅ－Ｆｅ３Ｃ相图中ＰＳＫ线上发生的反应是（ ）。

Ａ，Ａｓ－→Ｐ Ｂ，Ｐ－→Ａｓ Ｃ，Ａｓ－→Ｆｅ３Ｃ Ｄ，Ａｓ－→Ｆ

8．平衡结晶时，在Ｆｅ－Ｆｅ３Ｃ相图ＥＣＦ线上发生的反应是（ ）。

A,As →Fe 3C B,L C →A E `+Fe3C C,AE +Fe3C →L C ` D, L→Fe 3C1

9．碳钢与白口铸铁的化学成分分界点是（ ）％Ｃ。

Ａ，0.0218(0.02) Ｂ，0.77 Ｃ，2.11 Ｄ，4.3

10．用４％硝酸酒精溶液浸蚀的Ｔ１２钢的平衡组织，在光学显微镜下，其中的二次渗碳体

呈（ ）。

Ａ，白色网状 Ｂ，黑色网状 Ｃ，白色球状 Ｄ，黑色球状

11．共析钢冷至共析温度，共析转变已经开始，但尚未结束，此时存在的相为（ ）。

Ａ，铁素体＋渗碳体＋奥氏体 Ｂ，铁素体＋渗碳体 Ｃ，奥氏体 Ｄ，奥氏体＋铁素体

12．在室温平衡组织中，４５钢中的（ ）比２５钢多。

Ａ，珠光体的相对量 Ｂ，先共析铁素体的相对量 Ｃ，二次渗碳体的相对量

Ｄ，铁素体相的相对量

13．在铁碳合金平衡组织中，强度最高的是（ ）。

Ａ，铁素体 Ｂ，渗碳体 Ｃ，低温莱氏体或变态莱氏体 Ｄ，珠光体

14．在铁碳合金平衡组织中，硬度最高的是（ ）。

Ａ，铁素体 Ｂ，渗碳体 Ｃ，低温莱氏体或变态莱氏体 Ｄ，珠光体

15．在铁碳合金平衡组织中，塑性最高的是（ ）。

Ａ，奥氏体 Ｂ，渗碳体 Ｃ，铁素体 Ｄ，珠光体

16．普通钢、优质钢及高级优质钢在化学成分上的主要区别是含（ ）量不同。

Ａ，碳 Ｂ，硫、磷 Ｃ，硅、锰 Ｄ，铬、镍

17．Ｔ８Ａ钢属于（ ）。

Ａ，普通钢 Ｂ，优质钢 Ｃ，高级优质钢 Ｄ，特级优质钢

18．６５钢适宜制造（ ）零件。

Ａ，冲压 Ｂ，弹性 Ｃ，耐磨 Ｄ，调质

19．２０钢适宜制造（ ）。

Ａ，渗碳零件 Ｂ，弹性零件 Ｃ，刃具 Ｄ，调质零件

20．Ｔ８钢适宜制造（ ）。

Ａ，渗碳零件 Ｂ，弹性零件 Ｃ，工具、模具 Ｄ，调质零件

晶体结构

1．组成晶格的最基本的几何单元是（ ）。

Ａ，原子 Ｂ，晶胞 Ｃ，晶粒 Ｄ，亚晶粒

2．具有体心立方晶格的金属有（ ）。

Ａ，Ｃｕ Ｂ，Ａl Ｃ，α－Ｆｅ Ｄ，γ－Ｆｅ

3具有面心立方晶格的金属有（ ）。 Ａ，α－Ｆｅ Ｂ，γ－Ｆｅ Ｃ，δ－Ｆｅ Ｄ，Ｚｎ

4．在工业生产条件下，金属结晶时冷速愈快，Ｎ／Ｇ值（ ），晶粒愈细。

Ａ，愈大 Ｂ，愈小 Ｃ，不变 Ｄ，等于零

5．与粗晶粒金属相比，细晶粒金属的（ ）。

Ａ，强度、韧性均好 Ｂ，强度高、韧性差 Ｃ，强度高、韧性相等 Ｄ，强度、

韧性均差

6．经塑性变形后金属的强度、硬度升高，这主要是由于（ ）造成的。

Ａ，位错密度提高 Ｂ，晶体结构改变 Ｃ，晶粒细化 Ｄ，出现

纤维组织

合金

1．铜和镍两个元素可以形成（ ）固溶体。

Ａ，无限溶解度的间隙 Ｂ，有限溶解度的间隙 Ｃ，无限溶解度的置换 Ｄ，有限溶解度

的置换

2．金属化合物与一般化合物不同之处是具有（ ）。

Ａ，低的硬度 Ｂ，良好的综合机械性能Ｃ，良好的加工性能 Ｄ，金属特性

3．固溶体的机械性能特点是（ ）。

Ａ，高硬度 Ｂ，高强度 Ｃ，高塑性 Ｄ，高刚度

4．合金铁素体比铁素体的强度高，这是由于（ ）造成的。

Ａ，弥散强化 Ｂ，加工硬化 Ｃ，细晶强化 Ｄ，固溶强化

5．消除晶内偏析的工艺方法是（ ）。

Ａ，正火 Ｂ，完全退火 Ｃ，扩散退火 Ｄ，再结晶退火

6．一定温度下由一定成分的固相同时生成两个成分固定的固相过程，称为（ ）

Ａ，共晶反应 Ｂ，共析反应 Ｃ，包晶反应 Ｄ，匀晶反应

7．单相固溶体适合（ ）加工。

Ａ，铸造 Ｂ，锻压 Ｃ，切削加工 Ｄ，热处理

8．碳溶入γ－Ｆｅ中形成的固溶体，其晶格形式是（ ）。

Ａ，简单立方晶格 Ｂ，体心立方晶格 Ｃ，面心立方晶格 Ｄ，密排六方晶格

9．金属化合物的机械性能特点是（ ）。

Ａ，高塑性 Ｂ，高韧性 Ｃ，高强度 Ｄ，硬而脆

10．碳溶入α－Ｆｅ形成的晶格，应该是（ ）。

A ，正方晶格 B ，体心立方晶格 C，面心立方晶格 D， 密排六方晶格

热处理及铸铁

1．所列钢中的合金元素，只溶入固溶体、不形成碳化物的合金元素是（ ）。

Ａ，镍 Ｂ，铬 Ｃ，钨 Ｄ，钛

2．在钢中能够形成碳化物的合金元素是（ ）。

Ａ，镍 Ｂ，铬 Ｃ，硅 Ｄ，铝

3．可用作弹簧的钢是（ ）。

Ａ，２０ Ｂ，９ＳｉＣｒ Ｃ，６０Ｓｉ２Ｍｎ Ｄ，２０ＣｒＭｎＭｏ

4．经过热成形制成的弹簧，其使用状态的组织是（ ）。

Ａ，珠光体 Ｂ，回火马氏体 Ｃ，回火屈氏体 Ｄ，索氏体

5．ＧＣｒ１５钢中的铬平均含量是（ ）％。

Ａ，15 Ｂ，1.5 Ｃ，0.15 Ｄ，0.015

6．制造板牙常选用（ ）钢。

Ａ，５ＣｒＮｉＭｏ Ｂ，Ｃｒ１２ＭｏＶ Ｃ，Ｗ１８Ｃｒ４Ｖ Ｄ，９ＳｉＣｒ

7．１Ｃｒ１７钢，按空冷后的组织分，应该属于（ ）类型的钢。

Ａ，奥氏体 Ｂ，铁素体 Ｃ，珠光体 Ｄ，马氏体

8．１８－８型铬镍不锈钢，按空冷后的组织分，应该属于（ ）类型的钢。

Ａ，奥氏体 Ｂ，铁素体 Ｃ，珠光体 Ｄ，马氏体

9．ＺＧＭｎ１３的耐磨零件，水韧处理后的组织是（ ）。

Ａ，奥氏体 Ｂ，奥氏体＋碳化物 Ｃ，马氏体 Ｄ，回火马氏体

10．适宜制造机床床身的材料是（ ）。

Ａ，可锻铸铁 Ｂ，灰口铸铁 Ｃ，白口铸铁 Ｄ，球墨铸铁

11．用４０Ｃｒ钢制造的连杆，为获得良好的综合机械性能，应进行（ ）。

A, 淬火+低温回火 B,淬火+中温回火 C,调质 D,正火

12．高速钢刀具使用状态的组织是（ ）。

Ａ，回M Ｂ，回M+碳化物 Ｃ，回M+碳化物+少A' Ｄ，回M+渗碳体+少A'

13．白口铸铁与灰口铸铁在组织上的主要区别是（ ）。

Ａ，无珠光体 Ｂ，无渗碳体 Ｃ，无铁素体 Ｄ，无石墨

14．为了获得最佳机械性能，铸铁组织中的石墨应呈（ ）。

Ａ，粗片状 Ｂ，细片状 Ｃ，团絮状 Ｄ，球状

15．在机械制造中应用最广泛、成本最低的铸铁是（ ）。

Ａ，白口铸铁 Ｂ，灰口铸铁 Ｃ，可锻铸铁 Ｄ，球墨铸铁

16．铸铁中的大部分碳以片状石墨存在，这种铸铁称为（ ）。

Ａ，白口铸铁 Ｂ，麻口铸铁 Ｃ，普通灰口铸铁 Ｄ，可锻铸铁

17．铁素体＋石墨的铸铁，它的结晶过程是按照（ ）相图进行。

Ａ，铁－渗碳体 Ｂ，铁－石墨 Ｃ，先铁-渗碳体; 后铁-石墨Ｄ，

先铁-石墨; 后铁-渗碳体

简述

晶体结构

1． 何谓晶体缺陷？在工业金属中有哪些晶体缺陷？

晶体中原子排列不完整、不规则的微小区域称为晶体缺陷。工业金属中的晶体缺陷有点缺陷

（空位、间隙原子），线缺陷（位错），面缺陷（晶界、亚晶界）。

合金

2． 简要说明金属结晶的必要条件及结晶过程。

金属结晶的必要条件是过冷，即实际结晶温度必须低于理论结晶温度。金属结晶过程是由形

核、长大两个基本过程组成的，并且这两个过程是同时并进的。

3． 指出在铸造生产中细化金属铸件晶粒的途径。

用加大冷却速度，变质处理和振动搅拌等方法，获得细晶小晶粒的铸件。

4． 一般情况，铸钢锭中有几个晶区？各晶区中的晶粒有何特征？

典型的铸锭组织有表层细晶区、柱状晶区和中心粗晶区三个晶区。表层细晶区的晶粒呈细小

等轴状，柱状晶区的晶粒为平行排列的长条状，中心粗晶区的晶粒呈粗大的等轴状。

5． 固态合金中的相有几类？举例说明。

固态合金中的相有固溶体和金属化合物两种，如铁碳合金中的铁素体为固溶体，渗碳体为金

属化合物。

6． 形成间隙固溶体的组元通常应具有哪些条件？举例说明。

形成间隙固溶体的两组元原子直径差要大，即ｄ质／ｄ剂

为原子直径小的碳、氮、硼；溶剂元素为过渡族金属元素。如铁碳两元素可形成间隙固溶体。

7． 置换固溶体的溶解度与哪些因素有关？

置换固溶体的溶解度与组元的晶体结构、原子直径差和负电性等因素有关。

8． 简要说明金属化合物在晶体结构和机械性能方面的特点。

金属化合物的晶体结构是与任一组元的均不相同，其性能特点是硬度高，塑性、韧性差。

9． 指出固溶体和金属化合物在晶体结构和机械性能方面的区别。

固溶体仍保持溶剂的晶格类型。而金属化合物为新的晶格，它与任一组元均不相同。固溶体

一般是塑性、韧性好，强度、硬度低；金属化合物是硬度高，塑性、韧性差。

10．简要说明共晶反应发生的条件。

共晶反应发生的条件是合金液体的化学成分一定，结晶温度一定。

11．比较共晶反应与共析反应的异同点。

相同点：都是由一定成分的相在一定温度下同时结晶出两个成分不同的相。不同点：共晶反

应前的相为液相，过冷度小，组织较粗；共析反应前的相为固相，过冷度大，组织较细。

12．简要说明合金相图与合金铸造性能之间的关系。

合金相图中合金的熔点越高、结晶温度范围越大，合金的流动性越差，易形成分散缩孔，偏

析严重，合金的铸造性能差；反之熔点越低、结晶范围越小，合金铸造性能越好。

塑性变形

13．比较具有体心立方晶格金属与具有面心立方晶格金属的塑性。

体心立方晶格与面心立方晶格的滑移系数目相同（6×2=12,4×3=12,），但面心立方晶格的

滑移方向要多，故塑性要好。

14．简述金属经过冷变形后组织和结构的变化。

金属经过冷塑性变形后，其组织结构变化是金属的晶粒发生变形，晶粒破碎亚晶粒细化，位

错密度增加；变形程度严重时会出现织构现象。

15．指出冷塑性变形金属在加热过程中各阶段的组织和性能变化。

回复，晶体缺陷减少，内应力降低。再结晶，畸变的晶粒变成无畸变的等轴晶粒，亚晶粒数

目减少、尺寸增大，位错密度下降；加工硬化消除。晶粒合并长大，机械性能下降。

16．金属再结晶后的晶粒度与哪些因素有关？

金属再结晶后的晶粒度与再结晶温度及预先变形程度有关。

17．简要说明加工硬化在工程中的应用。

加工硬化在工程中的应用：①强化金属；②提高零件的使用安全性；③使某些压力加工工序

能顺利进行。

18．简要说明铸钢锭经热加工（轧制、锻造）后组织和机械性能的变化。

铸钢锭经热加工后组织：晶粒可细化，成分可均匀，缩松、微裂纹、气孔等可焊合，使组织

致密，并形成纤维组织；其机械性能明显提高，并具有方向性。

铁碳相图

19．从化学成分、晶体结构、形成条件及组织形态上分析共析渗碳体与共晶渗碳体的异同点。

共晶渗碳体与共析渗碳体的化学成分、晶体结构是相同的。共晶渗碳体是由共晶成分的液体

经共晶转变形成的，为莱氏体的基体。共析渗碳体是由共析成分的奥氏体经共析转变形成的，

以片状分布在铁素体基体上。

从化学成分、晶体结构、形成条件及组织形态上分析一次渗碳体与二渗碳体的异同点。

20．一次渗碳体与二次渗碳体的化学成分、晶体结构是相同的。一次渗碳体是从液体合金中

结晶出来的，呈宽条状。二次渗碳体是由奥氏体中析出的，在钢中呈断续网状或网状在白口

铁中与共晶渗碳体连为一体。

热处理

21．简述共析钢的奥氏体化过程。

当钢加热至Ac1 以上时，通过奥氏体的形核长大、未溶渗碳体的溶解及奥氏体成分均匀化

四步完成奥氏体化. 即F(0.0218%C,体心立方晶格)+Fe3C(6.69%C,复杂正交晶格) →

A(0.77%C,面心立方晶格).

22．简述钢的含碳量和原始组织对钢的奥氏体化的影响。

钢的含碳量增加，原始组织中的珠光体变细，都会使铁素体与渗碳体的相界面增多，加速奥

氏化。球状珠光体的奥氏体化速度低于片状珠光体。

23．绘图说明共析钢的ＣＣＴ曲线与共析钢的ＴＴＴ曲线的差异。

ＣＣＴ曲线在ＴＴＴ曲线的右下方，并且无贝氏体转变区。（图Ｂ－７）

24．从图示TTT 曲线判断该钢可能属于哪几类碳钢, 并写出各自按V1和V2冷速冷至室温所

得到的组织及热处理工艺名称。图Ａ－６①可是亚共析钢或是过共析钢; ②按V1冷速冷至室

温, 亚共析钢为F+P,称完全退火；过共析钢为P+Fe3CⅡ，称完全退火；②按V2冷速冷至室

温，亚共析钢为F+M ，称亚温或欠热淬火；过共析钢为Fe3C Ⅱ+M，称为淬火或不完全淬火。

25．选择下列零件的退火方法：（１）用弹簧钢丝（强化的）经冷卷成弹簧后； （２）消

除６０钢锻件的过热组织。 (1)去应力退火;(2)扩散退火

26．选择下列零件的退火方法：（１）低碳钢钢丝多次冷拉之间；（２）Ｔ１０钢车床顶尖锻

造以后。 (1)再结晶退火;(2)球化退火

27．为什么一般情况下亚共析钢采用完全（奥氏体化）淬火，过共析钢采用不完全淬火？

亚共析钢完全淬火为Ｍ，硬度高；不完全淬火为Ｆ＋Ｍ，Ｆ使钢的硬度不均匀且低。过共析

钢完全淬火为粗大Ｍ＋较多Ａ’，不完全淬火为细小Ｍ＋少量Ａ’＋Ｆｅ３Ｃ粒。完全淬火

由于Ｆｅ３Ｃ消失、Ａ’增多、Ｍ粗大，不仅降低钢的硬度，而且增大变形、开裂的倾向。

28．为减少钢件的淬火变形、防止开裂，从淬火方法上应采取哪些措施？

（１）淬火加热前进行预热，严格控制加热温度和保温时间。（２）可采用双液淬火、分级

淬火及等温淬火，并且注意淬火操作方式。

28．４５钢（Ac1=730℃,Ac3=780℃）分别加热至760℃,830℃,1040℃ 时的组织以及在水

中冷却后的组织。

４５钢加热至７６０℃、８３０℃、１０４０℃时的组织依次为奥氏体＋铁素体、奥氏体、

粗大的奥氏体；分别在水中冷却后的组织依次为马氏体＋铁素体、马氏体、粗大马氏体。

31．判断Ｔ１０钢（Ac1=730℃,Accm=800℃ ）分别加热至760℃,830℃时的组织和经水冷

后的组织。

Ｔ１０钢加热至７６０℃、８３０℃时的组织及在水中冷却后的组织：奥氏体＋二次渗碳体、

奥氏体；马氏体＋二次渗碳体＋少量残余奥氏体、马氏体＋较多残余奥氏体。

30．某４５钢（钢料是合格的）零件，淬火后出现硬度不足，试分析产生原因。

其原因可能是：（１）淬火加热温度或保温时间不足，炉温不均匀，零件表面脱碳。（２）冷

却速度不足，如淬火介质冷却能力不够大或操作不当等。

32．２０钢制造的活塞销，经渗碳淬火后应该采用什么温度回火？经回火后活塞销表层是什

么组织和性能（硬度）？

低温回火１５０－２００℃。表层为回火马氏体＋粒状渗碳体＋少量残余奥氏体，ＨＲＣ６

０左右。

33．４５（Ac1=730℃,Ac3=780℃）钢制造的连杆，要求具有良好的综合机械性能，试确定

淬火、回火加热温度及淬火、回火后的组织。

淬火温度为８２０－８４０℃，淬火后组织为马氏体。回火温度为５５０－６００℃，回火

后组织为回火索氏体。

34．Ｔ１０（Ac1=730℃,Accm=800℃ ）钢制造的手锯条，要求具有高的硬度、耐磨性，试

确定淬火、回火加热温度及淬火、回火后的组织。

淬火温度为７６０－７８０℃，淬火后组织为马氏体＋粒状渗碳体＋少量残余奥氏体。回火

温度为１８０－２００℃，回火后组织为回火马氏体＋粒状渗碳体＋少量残余奥氏体。

35．简要说明４５钢零件淬火后分别经过低温回火、中温回火及高温回火的组织与机械性能

特点。

４５钢淬火后经低温回火组织为回Ｍ，硬度约为ＨＲＣ５５，耐磨性高、韧性较低；经中温

回火组织为回Ｔ，硬度约为ＨＲＣ４０，具有高的ζｅ、ζｓ及较好的韧性；经高温回火组

织为回Ｓ，硬度约为ＨＲＣ２５，具有良好的综合机械性能

36．从形成条件、组织形态及机械性能（ＨＢ、ζｓ、Ａｋ）方面比较索氏体与回火索氏体。 索氏体是由过冷奥氏体在６００－６５０℃分解得到的，其中的渗碳体呈细片状；回火索氏

体是由马氏体经高温回火得到的，其中的渗碳体呈细粒状。两者的硬度相近，为低硬度，但

回火索氏体的ζｓ、Ａｋ值高于索氏体。

37．简述淬火钢在回火过程中的组织转变。

随回火温度的升高，淬火组织（Ｍ＋Ａ’）通过马氏体的分解，残余奥氏体的转变，碳化物

的聚集长大和α相的回复、再结晶，并逐渐转变为回火马氏体、回火屈氏体和回火索氏体组

织。

38．从形成条件、组织形态及机械性能（ＨＢ、ζｓ、Ａｋ）方面比较屈氏体与回火屈氏体。 屈氏体是由过冷奥氏体在６００－５５０℃分解得到的，呈极细片状；回火屈氏体是由马氏

体经中温回火得到的，呈极细粒状；两者的硬度相近，均为中等硬度，但回火屈氏体的屈服

强度及韧性均高于屈氏体。

39．试分析比较在正常淬火条件下２０、４５、４０Ｃｒ、Ｔ８、６５等钢的淬透性和淬硬

性高低。

淬透性由高到低的顺序为：４０Ｃｒ、Ｔ８、６５、４５、２０。因为铬提高淬透性；在亚

共析碳钢中，随含碳量的提高，淬透性提高。淬硬性由高到低的顺序为：Ｔ８、６５、４５、

４０Ｃｒ、２０。因为淬硬性主要取决于钢中的含碳量。

40．试分析影响钢的淬透性的因素。

影响钢的淬透性的因素有：（１）钢的化学成分 主要是钢中的合金元素种类及其含量，其

次是钢中的含碳量。（２）加热条件 奥氏体化的温度及保温时间。即凡使Ｃ曲线右移，降

低临界淬火速度的因素均提高钢的淬透性。

41．４５钢零件在高频淬火以前为什么要进行预备热处理？常用预备热处理有哪几种？

４５钢件高频表面淬火前预备热处理的作用是：提高钢件心部的强韧性，并为表面淬火做组

织准备。常用的预备热处理有：正火和调质。

42．以渗碳为例，简要说明化学热处理的三个基本过程。

化学热处理的基本过程有：分解、吸收（吸附）和扩散。以渗碳为例，分解：渗碳介质受热

分解出活性碳原子；吸收：活性碳原子被钢件表面吸收，进入铁的晶格，形成固溶体或碳化

物；扩散：表层碳原子向工件内部扩散，形成一定厚度的渗碳层。

43．在易切削钢中，常加入硫，试说明其作用。

在易切钢中，硫与锰形成硫化锰，它能中断基体的连续性，使切屑短小（断屑），减小刀具

磨损，从而有利于降低零件的表面粗糙度。

44．简述强化金属材料的途径。

强化金属材料的途径有很多，例如细晶强化、合金化、加工硬化、淬火强化、时效强化等等。

合金钢

45．试述ＣｒＷＭｎ低变形钢制精密量具（块规）所需要的热处理工艺。

ＣｒＷＭｎ钢制造精密量具需要的热处理有：（１）毛坯（预备）热处理为球化退火；如有网状二次碳化物存在时为正火＋球化退火。（２）量具热处理为淬火、冷处理、低温回火、人工时效。

46．用Ｃｒ１２ＭｏＶ钢制冷作模具时，应如何进行热处理？

Ｃｒ１２ＭｏＶ钢冷作模具的热处理有：一次硬化法，即较低温度加热淬火、较低温度回火；二次硬化法，即较高温度加热淬火、较高温度回火。

47．为什么Ｗ１８Ｃｒ４Ｖ钢锻造后经空冷能够获得马氏体组织？

Ｗ１８Ｃｒ４Ｖ钢中有大量的合金元素，它们均能提高钢的淬透性，使Ｃ曲线大大右移，因此在空冷时也可得到马氏体。

铸铁

48．说明普通灰口铸铁的使用性能和工艺性能特点。

普通灰口铸铁的使用性能特点是：抗拉强度低，塑性、韧性差，具有良好的减磨性、消震性和低的缺口敏感性；其工艺性能特点是好铸、好切、难焊、不可锻。

49．指出普通灰口铸铁与球墨铸铁在石墨形态、机械性能和应用方面的主要区别。

普通灰口铸铁，石墨呈片状，强度低，为脆性材料，常用于箱体、床身等要求具有减磨性、减震性的机器零件。球墨铸铁，石墨呈球状，强度高、塑性韧性较好，可代替铸钢件。

名词解释

性能

1．刚度 材料抵抗弹性变形的能力。

2．抗拉强度 材料抵抗最大均匀塑性变形的能力。

3．屈服强度 材料抵抗微量塑性变形的能力；或材料在屈服（开始产生明显塑性变形）时的应力。

4．塑性 断裂前材料产生塑性变形的能力。

5．疲劳（疲劳断裂） 工件在交变应力作用下，其工作应力往往低于屈服强度，所产生的脆性断裂现象。

6．硬度 材料表面抵抗局部微量塑性变形的能力。

晶体结构

1．晶胞 晶胞是能代表晶格中原子排列规律的最小几何单元。

2．晶格 晶格是描述晶体中原子排列规律的空间格子。

3．致密度 晶胞中原子体积与晶胞体积的比值。

4．多晶体 多晶体是由许多晶格方位彼此不同的小晶体（晶粒）组成的晶体。

5．晶体各向异性 晶体中不同晶面或晶向上的原子密度不同，从而造成晶体不同方向上的性能不同的现象。

合金

1．．同素异构转变 固态金属的晶格结构随温度改变而改变的现象。

2．过冷度 理论结晶温度与实际结晶温度之差。

3．相 在合金中，具有同一化学成分、同一晶体结构，且有界面与其它部分分开的均匀组成部分。

4．固溶体 溶质原子溶入溶剂晶格中所形成的固相。

5．间隙固溶体 溶质原子溶入溶剂晶格的间隙中形成的固溶体。

6．置换固溶体 溶质原子代替溶剂晶格结点上的某些原子所形成的固溶体。

7．间隙相 D 非/D金小于0.59，具有简单晶格的金属化合物。

8．晶内偏析（枝晶偏析）固溶体合金冷速较快时，形成在一个晶粒内化学成分不均匀的现象。

9．相图（平衡图） 相图是表示不同成分的合金在不同温度下各相之间平衡存在的关系图解。

10．固溶强化 通过溶入溶质元素形成固溶体，从而使材料的强度、硬度提高的现象，称为固溶强化。

11．细晶强化 金属的晶粒愈细小，其强度、硬度愈高，这种现象称为细晶强化。 塑性变形

1．滑移 在切应力作用下，晶体中的一部分沿着一定晶面、晶向相对于另一部分的滑动。

2．滑移系 晶体中的一个滑移面及其上的一个滑移方向构成一个滑移系。

3．加工硬化 金属经冷塑性变形后，强度、硬度升高，塑性、韧性降低的现象。

4．再结晶 冷变形金属加热到再结晶温度以上，通过形核长大，使畸变晶粒变成无畸变等轴晶粒的过程

5．形变织构 金属经大量塑性变形后，由于晶体转动造成各个晶粒中的某些位向大致趋向一致的现象。

6．热加工纤维组织 金属中的夹杂物及枝晶偏析经塑性变形后沿变形方向分布，呈纤维状，这种组织称纤维组织

7．热（压力）加工 金属在再结晶温度以上进行的压力加工。

8．冷（压力）加工 金属在再结晶温度以下进行的压力加工。

铁碳相图

1．铁素体 碳溶于α铁中形成的间隙固容体

2．渗碳体 具有复杂晶格的间隙化合物。

3．奥氏体 碳溶于γ－Ｆｅ中的间隙固溶体。

4．珠光体 由铁素体与渗碳体两相组成的片层状机械混合物。

5．高温莱氏体 由奥氏体与渗碳体两相组成的机械混合物。

6．热脆性 钢中FeS 与Fe 形成的低熔点共晶体（在Ａ晶界上）在锻压时熔化而导致钢材沿晶界开裂的现象。

7．冷脆性 磷溶入铁素体中, 产生固溶强化的同时急剧降低钢室温下的韧性和塑性的现象.

9．碳钢 含碳量小于2.11%,并且含少量硅, 锰, 磷, 硫等杂质元素的铁碳合金. 热处理

1．奥氏体的实际晶粒度 在具体加热条件下（温度、时间）奥氏体的晶粒大小。

2．过冷奥氏体 当奥氏体冷至临界点以下，尚未开始转变的不稳定的奥氏体。

3．残余奥氏体 过冷奥氏体向马氏体转变时，冷至室温或Mf 点，尚未转变的奥氏体。

4．索氏体 是过冷奥氏体在A1 ~ 650℃之间形成的，由铁素体与渗碳体两相组成的细片状机械混合物。

5．屈氏体 是过冷奥氏体在 650~600℃之间形成的，由铁素体与渗碳体两相组成的极细片状机械混合物。

6．马氏体 由过冷奥氏体在Ms~Mf 间形成的，碳在α－Ｆｅ中的过饱和固溶体。

7．退火 将钢加热至适当温度、保温后，缓慢冷至室温，以获得接近平衡状态组织的热处理工艺。

8．正火 将钢加热至Ac3或Accm 以上，保温后空冷的热处理工艺。

9．淬火 将钢加热至Ac3或Ac1以上, 保温后以>Vk的速度快冷，使过冷Ａ转变成Ｍ的热处理工艺。

10．回火 将淬火钢加热至A1以下某一温度，保温后一般空冷至室温的热处理工艺。

11．回火马氏体 淬火马氏体经低温回火形成的，由已分解的马氏体与分布其上的细小片状ε碳化物组成的混合物。

12．回火屈氏体 由马氏体经中温回火得到的铁素体与极细粒状碳化物组成的两相混合物。

13．回火索氏体 由马氏体经高温回火得到的铁素体与细粒状碳化物组成的两相混合物。

14．调质处理 淬火＋高温回火工艺的总称。

15．冷处理 淬火钢冷至室温后继续冷却至-70~-80℃或更低的温度, 使更多的奥氏体转变成马氏体的热处理工艺.

16．时效硬化 经固溶处理（淬火）的合金在室温停留或低温加热时，随时间延长强度、硬度升高的现象。

17．钢的淬透性 在规定条件下，钢在淬火时获得淬硬层（或称淬透层）深度的能力。

18．钢的淬硬性 钢在淬火后（马氏体组织）所能达到的最高硬度。

19．临界（淬火）冷却速度 临界淬火速度（临界冷却速度）获得全部马氏体组织的最小冷却速度。

20．表面淬火 仅将钢件表层快速加热至奥氏体化，然后迅速冷却，不改变心部组织的淬火方法。

21．渗碳 向低碳钢表面渗入碳原子，增加其表层含碳量的化学热处理工艺。

合金钢

1．合金钢 为了改善钢的某些性能，在炼钢时，有意加入合金元素所炼制的钢叫合金钢。

2．第二类回火脆性 对含有锰、铬、镍等元素的合金调质钢，淬火后在450~650℃回火, 保温后缓冷时钢的韧性下降的现象.

3．回火稳定性（回火抗力）淬火钢在回火过程中抵抗硬度下降的能力，或称抗回火软化的能力。

4．二次硬化 含有强碳化物形成元素的高合金钢，淬火后较高温度回火，由于析出弥散的特殊碳化物使其硬度升高的现象。

5．固溶处理 将合金加热至高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中后快速冷却，以得到过饱和固溶体的工艺。

铸铁

1．铸铁的孕育处理 浇注前往铁水中加入孕育剂，促进石墨化，细化石墨，以提高铸铁的机械性能。

2．可锻铸铁 白口铸铁通过石墨化（可锻化）退火，使渗碳体分解成团絮状石墨，而获得的铸铁。

判断题

合金钢及铸铁

1．溶入奥氏体中的所有合金元素，都能降低钢的淬火临界冷却速度。（ ）∨

2．对调质钢来说，淬透性是主要的热处理工艺性能。（ ）×

3．ＧＣｒ１５钢可用于制造精密的零件、量具和冷作模具。（ ）×

4．９ＳｉＣｒ钢适宜制造要求热处理变形小、形状复杂的低速薄刃刀具，如板牙、铰刀。

（ ）∨

5．耐磨钢ＺＧＭｎ１３经水韧处理后，其金相组织是马氏体，因此硬度高、耐磨。（ ）

×

6．保持量具的高精度，除正确选用材料外，还必须进行淬火、冷处理、低温回火和人工时

效处理。（ ）∨

7．20CrMnTi 为合金渗碳钢，42CrMo 为合金调质钢，55Si2Mn 为合金弹簧钢。（ ）∨

8．同一牌号的普通灰口铸铁铸件，薄壁和厚壁处的抗拉强度值是相等的。（ ）×

9．可锻铸铁由于具有较好的塑性，故可以进行锻造。（ ）×

10．普通灰口铸铁中的碳、硅含量愈高，则强度愈低，铸造性能愈差。（ ）×

塑性变形

1．金属晶体的滑移是在正应力作用下产生的。（ ）∨

2．经塑性变形后，金属的晶粒变细，故金属的强度、硬度升高。（ ）×

3．冷变形金属在再结晶过程中会改变其晶体结构。（ ）×

4．按照在塑性变形中是否产生组织转变来区分冷加工与热加工。（ ）×

5．铸件、锻件、冲压件都可以通过再结晶退火，来消除加工硬化，降低硬度。（ ）×

6．退火状态的４５、Ｔ８、Ｔ１２Ａ钢的机械性能相比较，４５钢塑性最高，Ｔ１２钢强

度最高，Ｔ８钢硬度最高。（ ）×

铁碳相图

1．铁碳合金室温平衡组织均由铁素体与渗碳体两个基本相组成。（ ）∨

2．珠光体是铁碳合金中的一个常见相。（ ）×

3．在平衡态下，各种碳钢及白口铸铁的室温组织组成物不同，故其相组成物也不同。（ ）

×

4．２５钢、４５钢、６５钢的室温平衡态的组织组成物及相组成物均相同。（ ）×

5．铁碳合金在共析转变过程中，奥氏体、铁素体及渗碳体三相的化学成分和相对量保持恒

定不变。（ ）×

6．铁碳合金在共晶转变过程中，奥氏体和渗碳体两相的化学成分及相对量都保持不变。

（ ）×

7．在室温平衡状态下，２０、４５、Ｔ８及Ｔ１２钢，其含碳量依次增加，故其硬度、强

度依次升高，而塑性、韧性依次降低。（ ）∨

8．铸铁可铸造成形；钢可锻压成形，但不可铸造成形。（ ）×

9．对同类合金来说，其共析体比共晶体组织要细，所以莱氏体比珠光体细。（ ）×

热处理

1．ＡC １表示奥氏体向珠光体平衡转变的临界点。（ ）×

2．正常热处理条件下，过共析钢随含碳量增加，其过冷奥氏体的稳定性也增加。（ ）×

3．临界淬火冷却速度（Ｖｋ或Ｖｃ）越大，钢的淬透性越高。（ ）×

4．退火与正火在工艺上的主要区别是正火的冷却速度大于退火。（ ）∨

5．球化退火可使过共析钢中严重连续网状二次渗碳体及片状共析渗碳体得以球状化。（ ）

∨

6．为了保证淬硬，碳钢和合金钢都应该在水中淬火。（ ）∨

7．马氏体的含碳量越高，其正方度ａ／ｃ也越大。（ ）∨

8．亚共析钢、过共析钢，正常淬火后所得马氏体的含碳量均等于钢的含碳量。（ ）×

9．回火索氏体具有良好的强韧性，因此它比回火屈氏体的强度、韧性均高。（ ）×

10．４０钢比４０Ｃｒ钢的淬透性、淬硬性和回火稳定性均低。（ ）×

11．用同一钢料制造的截面不同的两个零件，在相同条件下进行淬火，小件比大件的淬硬层

深，故钢的淬透性好。（ ）×

12．碳钢的淬透性低，因此常在水中淬火，以提高其淬透性。（ ）×

13．感应加热表面淬火时，电流频率越高，淬硬层越深。（ ）×

14．钢的表面淬火既能改变钢表面的化学成分，又能改善心部的组织和性能。（ ）×

15．渗碳工艺多用于低碳结构钢。（ ）×

16．９３０℃下，碳原子容易渗入钢的表面，是因为在该温度下，钢具有体心立方晶格、溶

碳量大。（ ）×

晶体结构

1．金属具有良好的导电性、导热性、塑性等，是由于金属键造成的。（ ）∨

2．与面心立方晶格的｛１１１｝晶面相比，体心立方晶格的｛１１０｝晶面上的原子排列

比较紧密。（ ）∨

3．纯铁发生同素异构转变时必然伴随着体积和尺寸的变化。（ ）∨

4．只要是晶体（单晶体或多晶体），其性能必然呈现各向异性。（ ）∨

5．不论在什么条件下，金属晶体缺陷总是使金属强度降低。（ ）×

6．工业上常用的金属，其中原子排列是完整的、规则的，晶格位向也是完全一致的。（ ）

×

7． 面心立方晶格中原子排列最密的晶面是｛１１０｝，原子排列最密的晶向是＜１１１＞。

（ ）∨

8．位错是晶体中常见的缺陷，在常见的工业金属中位错密度愈小，其强度愈高。（ ）×

9．在金属结晶过程中，晶体成长常以树枝状方式进行的，但结晶以后一般情况下看不到树

枝状晶体。（ ）×

10．对于金属来说，冷却曲线上的水平台就是该金属的理论结晶温度。（ ）∨

11．金属的晶粒愈细小，则其强度、硬度愈高，塑性、韧性愈低。（ ）×

12．工业金属大多为单晶体。（ ）×

合金

1．只要组成合金的两组元的原子直径差达到一定值，便可形成无限固溶体。（ ）×

2．金属化合物都遵守原子价规律，其成分固定并可用化学式表示。（ ）×

3．间隙固溶体的机械性能和间隙化合物的机械性能是相似的。（ ）×

4．由固溶体（基体）和金属化合物（第二相）构成的合金，适量的金属化合物在合金中起

强化相作用。（ ）∨

5．金属化合物以细小粒或片状均匀分布在固溶体中会使强度提高，化合物愈细小、分布愈

均匀其强度愈高，这种现象称细晶强化。（ ）∨

6．与固溶体相比，金属化合物具有高硬度、低塑性。（ ）∨

7．形成固溶体合金的结晶过程是在一定温度范围进行的，结晶温度范围愈大，铸造性能愈

好。（ ）×

8．同一种固相，它的初生相和次生相在化学成分、晶体结构上是不同的。（ ）×

填空

晶体结构

1．常见的金属晶格类型有（ ）、（ ）和（ ）。体心立

方晶格；面心立方晶格；密排六方晶格

2．晶体缺陷，按几何特征可分为（ ）、（ ）和（ ）

三种类型。点缺陷；线缺陷；面缺陷

3．晶界和亚晶界属于（ ）缺陷，位错属于（ ）缺陷。面；线

4．纯铁从液态冷却至室温的结晶过程中，在１３９４℃其晶体结构将由（ ）

向（ ）转变，这种转变称为（ ）。体心立方晶格；面心立方晶格；

同素异构转变

5．金属的实际结晶温度总是（ ）理论结晶温度，这种现象称为（ ）。

低于；过冷

6．金属结晶的必要条件是（ ），其结晶过程要进行（ ）和

（ ）两个过程。过冷；形核；长大

合金

1．在合金中具有（ ）化学成分、（ ）结构且与其他部分隔开的均

匀组成部分叫做相。同一；同一

2．按合金的相结构分，铁碳合金中的铁素体属于（ ），渗碳体属于

（ ）。固溶体；金属化合物

3．原子在溶剂晶格中的分布不同，可将固溶体分为（ ）固溶体和（ ）

固溶体。间隙；置换

4．碳原子溶入γ－Ｆｅ形成（ ）固溶体，是（ ）晶格。间隙固

溶体；面心立方

5．合金中的金属化合物具有明显的（ ）特性，其晶体结构（ ），

机械性能特点是（ ）。金属；与任一组元都不相同；硬、脆的

6．常见的金属化合物有（ ）、（ ）和（ ）三种类

型。正常价化合物；电子化合物；间隙化合物和间隙相

7．合金相图是在（ ）条件下表示合金的（ ）之间关系的图形。

平衡；化学成分、温度和相（组织）

8．液态合金发生共晶反应，其条件是温度（ ）、化学成分（ ），获

得的组织是由（ ）相组成的。一定；一定；两个成分固定的

9．晶内偏析又称为（ ），其形成条件是（ ），消除方法是

（ ）。枝晶偏析；快速冷却；扩散退火

铁碳相图

1． Ｆｅ－Ｆｅ３Ｃ相图中，五个相是（ ）、（ ）、（ ）、

（ ）和（ ）。δ固溶体（高温铁素体）；奥氏体；铁素体；渗碳体

2．在平衡状态下，一次渗碳体、二次渗碳体、高温莱氏体、低温莱氏体及珠光体的含碳量

依次为（ ）、（ ）、（ ）、（ ）、

（ ）。6.69%;6.69%;4.3%;4.3%;0.77%

3．从Ｆｅ－Ｆｅ３Ｃ相图可知，工业纯铁、碳钢及白口铸铁的含碳量依次在（ ）、

（ ）及（ ）范围内。≤0.0218%;>0.0218%至≤2.11%;>2.11%至

4．从Ｆｅ－Ｆｅ３Ｃ相图中看出，纯铁结晶冷至Ｇ点，发生（ ）转变，由

（ ）转变为（ ）。同素异构；γ－Ｆｅ；α－Ｆｅ

5．共析钢结晶时，从液态冷至室温的过程中首先发生（ ）反应（转变），其反

应式是（ ）；然后发生（ ）反应（转变），其反应式是（ ）；

其室温组织为（ ）。匀晶；Ｌ→Ａ；共析；在７２７℃下Ａｓ→Ｐ；片状珠光体

6．共晶白口铸铁从液体冷至室温的平衡结晶过程中，依次发生（ ）、

（ ）及（ ）反应（转变），其室温的相组成为（ ），

室温组织为（ ）。共晶; 二次结晶或次生相析出; 共析; 铁素体+渗碳体; 低温(变态)

莱氏体

7．Ｆｅ－Ｆｅ３Ｃ相图中，三个恒温反应的反应式为（ ）、（ ）

及（ ）。1495℃，δH+LB=AJ`;1148℃，L`C``=(AE`+Fe3C);727℃，A`S``=F+Fe3C

8．亚共析钢、共析钢及过共析钢的室温平衡组织依次为（ ）、（ ）

及（ ），其三者的相组成物依次为（ ）、（ ）及

（ ）。F+P;P;P+二次Fe3C;F+Fe3C;F+Fe3C;F+Fe3C

9．相图的各组织或相中，硬度最高的是（ ），强度最高的是（ ），

塑性最好的是（ ）。渗碳体；珠光体；奥氏体

10．在平衡状态下，４５、Ｔ８及Ｔ１２钢中，塑性最好的是（ ）钢，硬度最

高的是（ ）钢，强度最高的是（ ）；制造锉刀常用（ ）

钢，制造调质零件常用（ ）钢。４５；Ｔ１２；Ｔ８；Ｔ１２；４５

11．按含碳量分，２０、３０、５０Ｍｎ、Ｔ７、Ｔ９钢分别属于（ ）碳钢、

（ ）碳钢、（ ）碳钢、（ ）碳钢、（ ）

碳钢。 低；中；中；高；高

12．碳钢中常存的杂质元素有（ ）、（ ）、（ ）及

（ ）；其中（ ）为有害杂质元素。硅；锰；磷；硫；硫和磷

热处理

1．影响奥氏体晶粒长大的因素有（ ），（ ）。加热条件；钢的化学

成分及组织

2．钢的热处理工艺是由（ ）、（ ）和（ ）三个步骤

组成的；热处理基本不改变钢件的（ ），只能改变钢件的（ ）和

（ ）。加热；保温；冷却；尺寸、形状；组织；性能

3．完全退火适用于（ ）钢，其加热温度为（ ），冷却速度

（ ），得到（ ）组织。亚共析成分的碳钢和合金钢；Ac3+30~50 ℃；

缓慢；铁素体＋珠光体

4．球化退火又称为（ ）退火，其加热温度在（ ）＋ ２０

－３０℃，保温后（ ）冷却，获得（ ）组织；这种退火常用于高

碳工具钢等。 不完全；Ａｃ１；等温或缓冷；球状珠光体

5．珠光体有（ ）状和（ ）状，（ ）状珠光体切削加

工性能较好。片；球；球

6．淬火钢件回火，其温度范围是：低温回火为（ ）℃，中温回火为

（ ）℃，高温回火为（ ）℃；其中以（ ）温回火后

组织的硬度最高。低于２５０；３５０－５００；高于５００；低

7．中碳钢淬火后，再经低温回火后的组织为（ ），经中温回火后的组织为

（ ），经高温回火后的组织为（ ）；淬火高温回火后具有

（ ）性能。回火马氏体；回火屈氏体；回火索氏体；良好的综合机械

8．常规加热条件下，亚共析钢随含碳量的增加，其Ｃ曲线向（ ）移；过共析

钢随含碳量的增加，其Ｃ曲线向（ ）移。碳钢中以（ ）钢的Ｃ曲

线最靠右，故其淬透性（ ）。 右；左；共析；最高

塑性变形

1．常见的金属的塑性变形方式有（ ）和（ ）两种类型。 滑移；孪生

2．滑移是在（ ）应力作用下，晶体中一部分沿着（ ）晶面、

（ ）晶向与晶体的另一部分产生滑动。 分切；原子排列最密的；原子排列最密的

3．金属的晶粒愈细小，则金属的强度、硬度愈（ ）、塑性韧性愈（ ），

这种现象称为（ ）强化。高；好；细晶

4．金属随塑性变形程度的增加，其强度、硬度（ ），塑性、韧性（ ），

这种现象称为（ ）。提高；降低；加工硬化

5．再结晶过程是（ ）过程，再结晶前后的金属晶体结构（ ）。形

核、长大；不变

6．钢的锻造温度高于（ ）温度，故属于（ ）加工。再结晶；

热

合金钢

1． 按用途分，合金钢可分为（ ）钢、（ ）钢、（ ）

钢。结构；工具；特殊性能

2．按合金元素总含量分，合金钢可分为（ ）钢、（ ）钢、

（ ）钢。低合金；中合金；高合金

3．４０Ｃｒ钢中铬的平均含量约为（ ），ＧＣｒ９钢中铬的平均含量约为

（ ）。 1%;0.9%

4．指出下列钢中碳的平均含量：３５ＣｒＭｏ约为（ ），９ＳｉＣｒ约为

（ ），Ｗ１８Ｃｒ４Ｖ约为（ ），ＣｒＷＭｎ约为（ ）。

0.35%;0.9%;0.7~0.8%;大于等于1%

5．指出下列钢的质量级别：１６Ｍｎ为（ ）钢，３５ＳｉＭｎ为（ ）

钢，２０Ｃｒ２Ｎｉ４Ａ为（ ）钢。 普通; 优质; 高级优

质

6．为了改善钢的切削加工性能，在易切削结构钢中通常加入的合金元素有（ ）、

（ ）和（ ）等。 硫；铅；钙

7．写出下列合金钢的名称：35CrMnMo 为（ ）钢，GCr15 为（ ）

钢，60Si2Mn 为（ ）钢。 热锻

模；滚动轴承；弹簧

8．写出下列合金钢的名称：16Mn 为（ ）钢，Y12 为（ ）钢，

Cr12MoV 为（ ）钢。普通低合金；易切削结构；冷作模具

9．写出下列各类钢的一个常用钢号：马氏体不锈钢（ ），合金渗碳钢

（ ），合金弹簧钢（ ），冷作模具钢（ ）。

1Cr13;20Cr;60Si2Mn;Cr12MoV

10．写出下列各类钢的一个常用钢号：普通低合金结构钢（ ），合金调质钢

（ ），滚动轴承钢（ ），耐磨钢（ ）。

16Mn;40Cr;GCr15;ZGMn13

11．写出下列各类钢的一个常用钢号：高速钢（ ），合金调质钢（ ），

热作模具钢（ ），易切削结构钢（ ）。

W18Cr4V;40CrNiMo;5CrMnMo;Y12

12．写出下列各类钢的一个常用钢号：奥氏体不锈钢（ ），合金渗碳钢（ ），合金工具钢（量具、刃具钢）（ ），耐热钢（ ）。 1Cr18Ni9;20CrMnTi;9SiCr;15CrMo

13．６０Ｓｉ２Ｍｎ钢制载重汽车板簧，其常规热处理为（ ），最终组织为（ ），硬度大致为（ ）。 淬火＋中温回火；回Ｔ；ＨＲＣ４０

铸铁．

1．根据（ ）划分，铸铁可分为白口铸铁、灰口铸铁、麻口铸铁；根据（ ）划分，铸铁可分为灰口铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁。碳的存在形式；石墨形态

2．铁碳合金为双重相图，即（ ）相图和（ ）相图。铁－渗碳体；铁－石墨

3．球墨铸铁的生产过程是首先熔化铁水，其成分特点是（ ）；然后在浇注以前进行（ ）和（ ）处理，才能获得球墨铸铁。

高碳、高硅、低硫；球化；墨化（孕育）

4. 与铸钢相比，普通灰口铸铁具有以下优异的使用性能：（ ）、（ ）和（ ），但是（ ）差。

减磨性；减震性；缺口敏感性低；强度、塑性、韧性

5. 与碳钢相比，铸铁的化学成分特点是（ ）、（ ）以及（ ）。

含碳量大于2.11%；高硅、高锰；硫、磷较多

6. 可锻铸铁的生产过程是首先铸成（ ）铸件，然后再经过（ ），使其组织中的（ ）转变成为（ ）。

白口；可锻化退火；大部分渗碳体；团絮状石墨

综述

1．画出Ｆｅ－Ｆｅ３Ｃ相图，标出各相区中相的名称。计算一室温平衡组织为珠光体(占96%)+二次渗碳体的优质钢的含碳量；说明该钢的平衡结晶过程，并要求画出冷却曲线。 设钢的含碳量为Ｘ Ｑ`-p`=(6.69-X)/(6.69-0.77)=96% X=1% 该钢的平衡结晶过程：液体在液相线开始结晶出Ａ，随温度降低Ｌ量减少、Ａ量增加，Ｌ和Ａ的成分分别沿着液相线和固相线变化；在固相线结晶结束，为单相Ａ；冷至ＥＳ线开始析出二次渗碳体，随温度降低，Ａ量减少、渗碳体量增加，Ａ的成分沿着ＥＳ线变化；在ＰＳＫ线Ａ发生共析转变，形成Ｐ；从ＰＳＫ线至室温组织基本不变。该钢室温平衡组织为Ｐ＋Ｆｅ３ＣⅡ。图省略。

2．画出Ｆｅ－Ｆｅ３Ｃ相图，估计一室温平衡组织为铁素体＋珠光体（其中珠光体占 77%）优质钢的钢号。用冷却曲线来表示该钢的平衡结晶过程，并且在该钢冷却曲线上标出各阶段的组织。

设钢的含碳量为Ｘ， Ｑp ＝X-0.0218/0.77-0.0218＝77%，Ｘ＝0.6%C，６０钢。 该钢各阶段的组织：Ｌ，Ｌ＋Ａ，Ａ，Ａ＋Ｆ，Ｆ＋Ｐ。图省略。

3．画出Ｆｅ－Ｆｅ３Ｃ相图，标出Ｓ、Ｃ点及其含碳量和温度。计算一室温平衡组织为铁素体＋珠光体（铁素体／珠光体为３／１）优质钢的含碳量并估计其钢号，画出该钢的室温显微组织示意图。

设钢的含碳量为Ｘ； Ｑ`-P``/Ｑ`-F``=(0.77-X)/(X-0.0218)=3/1 ； X=0.21% ；２０钢。图省略。

4．分析４５钢的平衡结晶过程，画出冷却曲线并标出各阶段的转变（反应），写出反应式。计算该钢室温组织组成物的重量百分比。该钢适宜制造何种零件？

该钢室温平衡组织为Ｐ＋Ｆ，设Ｆ和Ｐ的量分别为Ｑp 、ＱF, Ｑp=0.45-0.0218/0.77-0.0218=57%. QF=100%-57%=43%.该钢适宜制造要求具有综合机械性能的零件，如机床主轴、齿轮。图省略。

5．画出Ｆｅ－Ｆｅ３Ｃ相图，按组织组成物填写各区。计算一室温平衡相铁素体占88.5% 、渗碳体占11.5% 合金的含碳量。分析该合金的平衡结晶过程，并画出组织转变示意图。 设该钢的含碳量为X ，Ｑ`-F``=(6.69-X)/(6.69-0)=88.5% X=0.77%，该钢的平衡结晶过程：液体Ｌ冷至液相线，开始结晶出Ａ，随温度降低，Ｌ量减少、Ａ量增加，Ｌ和Ａ的成分分别沿着液相线和固相线变化，冷至固相线，结晶结束，获得单相Ａ；Ａ在ＰＳＫ线发生共析转变，形成Ｐ；从ＰＳＫ线至室温，组织基本不变；室温组织为Ｐ。图省略。

6．分析６５钢的平衡结晶过程，要求画出冷却曲线、标出各阶段的组织转变（反应），并画出室温组织示意图。计算该钢室温平衡组织中的珠光体相对量（％）。

６５钢的平衡结晶过程：液体在液相线开始结晶出Ａ，随温度降低，Ｌ量减少、Ａ量增加，Ｌ和Ａ的成分分别沿着液相线和固相线变化，在固相线结晶结束，获得单相Ａ；冷至ＧＳ线，从Ａ中开始析出Ｆ，随温度降低，Ａ的量减少、Ｆ的量增加，Ａ和Ｆ的成分分别沿着ＧＳ和ＧＰ线变化；在ＰＳＫ线，剩余的Ａ发生共析转变，形成Ｐ；从ＰＳＫ线至室温组织基本不变。室温组织为Ｆ＋Ｐ。珠光体的量Ｑp=(0.65-0.0218)/(0.77-0.0218)=84% 。图省略。

7．写出按Ｆｅ－Ｆｅ３Ｃ相图冷至ＥＣＦ、ＰＳＫ、ＥＳ及ＧＳ线发生的转变（反应）名称和反应式；计算珠光体及莱氏体在其形成温度时相组成物的相对量。

ＥＣＦ线发生共晶转变，其反应式为Ｌ→（Ａ＋Ｆｅ３Ｃ）；ＰＳＫ线发生共析转变，其反应式为Ａ→（Ｆ＋Ｆｅ３Ｃ）；ＥＳ线发生二次结晶（次生相析出反应）转变，其反应式为Ａ→Ｆｅ３ＣⅡ；ＧＳ线发生先共析转变，其反应式为Ａ→Ｆ。珠光体在其形成温度时相的相对量为：ＱF =89%；ＱFe 3C=11%。莱氏体在其形成温度时相的相对量为：ＱA=52%,ＱFe 3C=48%.

8．为区分三种混杂不清的优质钢Ａ、Ｂ、Ｃ，经金相分析结果如下：三种钢都是平衡组织；Ａ钢的组织组成物中铁素体占４２％；Ｂ钢的组织组成物中二次渗碳体占７％；Ｃ钢的相组成物中渗碳体占 11.5%；试求Ａ、Ｂ、Ｃ钢的含碳量并估计其钢号。

Ａ钢的含碳量设为Xa, ＱF=0.77-Xa/0.77-0.0218=42%;Xa=0.46%C,45钢. Ｂ钢的含碳量设为Xb, ＱFe 3C Ⅱ=Xb-0.77/6.69-0.77=7%;Xb=1.18%C,T12钢. Ｃ钢的含碳量设为Xc, ＱFe 3C=Xc-0/6.69-0=11.5%;Xc=0.77%C,T8钢.

9．结合Ｆｅ－Ｆｅ３Ｃ相图，说明铁素体、奥氏体的最大、最小溶解度（含碳量）；计算含

碳量为1.0%，1.4%的合金室温平衡组织中二次渗碳体的相对量(%) ，并说明碳钢的含碳量一般不超过1.4%的原因。

铁素体的最大、最小溶解度分别为0.0218%和0.0008%或近似为0 。奥氏体的最大、最小溶解度分别为2.11%和0.77%。 1%C的钢中Fe3C Ⅱ量设为ＱFe 3C Ⅱ，ＱFe 3C=1.0-0.77/6.69-0.77=4%。1.4%C 的钢中Fe3C Ⅱ量设为ＱFe 3C Ⅱ，ＱFe 3C=1.4-0.77/6.69-0.77=11%.因为，当含碳量大于1.40％以后，二次渗碳体呈严重连续网状分布在晶界上，破坏了基体的连续性，大大降低了钢的强韧性。

10．铁碳合金平衡组织中有几种渗碳体？试从化学成分、晶体结构、形成条件、存在范围（含碳量）及显微组织形态等方面分析比较其异同点。

铁碳合金平衡组织中有一次渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳体、共晶渗碳体和共析渗碳体五种。其化学成分相同，均为6.69%C；晶体结构相同，均为复杂正交晶格。一次渗碳体是由液体合金中结晶出来的，呈宽片状，存在于4.3-6.69%C的合金中。二次渗碳体是由奥氏体中析出的，呈断网、网状或与基体连为一体，存在于0.77~6.69%C 的合金中。三次渗碳体是由铁素体中析出的，呈细小粒状或条状，存在于工业纯铁中。共晶渗碳体是通过共晶转变生成的，为莱氏体的基体。共析渗碳体是由共析转变生成的，呈片状，存在于碳钢及白口铁中。

11．共析钢的Ｃ曲线如图所示，试标出以Ｖ1 、Ｖ2 、Ｖ3 、Ｖ4 、Ｖ5 方式冷至室温所得到的组织及大致硬度, 并写出热处理工艺名称。（图Ａ－１）

共析钢的冷却方式、工艺名称、室温组织、大致硬度ＨＲＣ依次为： Ｖ1 等温退火，Ｐ，ＨＲＣ１５；Ｖ2 正火，Ｓ，ＨＲＣ２５；Ｖ3 等温淬火，Ｂ下，ＨＲＣ５５；Ｖ4 双液淬火，Ｍ＋Ａ’少，ＨＲＣ６０；Ｖ5 分级淬火，Ｍ＋Ａ’少，ＨＲＣ６０。

12．画出共析钢的过冷奥氏体等温转变曲线（Ｃ曲线）；要求：（１）标出各区间的组织；（２）将退火、双液淬火及等温淬火的冷却曲线画在Ｃ曲线上，并指出室温各得的组织。

Ｖ1 退火，室温组织为Ｐ； Ｖ2 双液淬火，室温组织为Ｍ＋Ａ’少； Ｖ3 等温淬火，室温组织为Ｂ下。（图Ｂ－１）

13．画出Ｔ１０钢的过冷奥氏体等温转变曲线（ＴＴＴ曲线）示意图，将球化退火、单液淬火、双液淬火、分级淬火及等温淬火的冷却曲线画在其上，并指出室温所得组织的名称和形态。

Ｖ1 球化退火，室温组织为球状Ｐ； Ｖ2 单液淬火、Ｖ3 双液淬火、Ｖ4 分级淬火，室温组织均为针片状的隐晶Ｍ＋Ａ’少＋球状Ｆｅ３Ｃ；Ｖ5 等温淬火，室温组织为针状Ｂ下。（图Ｂ－２）

14．画出４５钢的ＴＴＴ曲线的示意图；并要求（１）将完全退火、正火、淬火及亚温淬火的冷却曲线画在该钢的ＴＴＴ图上；（２）指出各工艺室温所得组织的名称、形态；（３）指出最适宜切削且经济的工艺及大致硬度。

Ｖ1 完全退火，室温组织为片状Ｐ＋块状Ｆ；Ｖ2 正火，室温组织为细片状Ｓ＋间断网状Ｆ；Ｖ3 淬火，室温组织为针片与板条状Ｍ；Ｖ4 亚温淬火，室温组织为针片与板条状Ｍ＋小块Ｆ。以正火组织最适宜切削加工且经济，约２００ＨＢＳ。（图Ｂ－３）

15．将直径５ｍｍ的共析钢零件加热至奥氏体化后，欲得珠光体、索氏体、下贝氏体、屈氏体＋马氏体＋残余奥氏体、马氏体＋残余奥氏体组织，各应采用何种冷却工艺（指出工艺名称及冷却剂），并将各工艺的冷却曲线画在该钢的ＴＴＴ图上。

Ｐ可进行退火（炉冷）Ｖ1 或等温退火Ｔ1 ；Ｓ可进行正火（空冷）Ｖ2 或在Ｔ2 等温；Ｂ下应进行等温淬火Ｔ3 （硝盐浴或碱浴）；Ｔ＋Ｍ＋Ａ’应进行淬火（油冷）Ｖ3 ；Ｍ＋Ａ’应进行淬火（水冷）Ｖ4 。（图Ｂ－４）

16．将直径５ｍｍ的Ｔ８钢（Ｍｓ为２３０℃）加热至７６０℃、保温后采用下列方式冷却，说明其热处理工艺名称及获得的组织：（１）随炉冷却；（２）油冷；（３）在３００℃硝盐中停留至组织转变结束，然后空冷。

（１）退火，Ｐ；（２）油中淬火，Ｔ＋Ｍ＋Ａ’少；（３）等温淬火，Ｂ下。

17．将直径５ｍｍ的Ｔ８钢加热至７６０℃、保温，然后采用下列方式冷却，说明其热处理工艺名称及所获得的组织：（１）空冷；（２）先水后油冷；（３）在略高于Ｍｓ温度的硝盐中停留３￣５分钟后空冷。

（１）正火，Ｓ；（２）双液淬火，Ｍ＋Ａ’；（３）分级淬火，Ｍ＋Ａ’。

18．共析钢加热奥氏体化后，按图中Ｖ1－Ｖ7 的方式冷却，（１）指出图中①－⑩各点处的组织；（２）写出Ｖ1－Ｖ5 的热处理工艺名称。（图Ａ－２）

（１）①－⑩各点处的组织：①过冷Ａ＋Ｐ，②过冷Ａ，③Ｓ，④过冷Ａ＋Ｔ，⑤过冷Ａ，⑥Ｂ下，⑦过冷Ａ＋Ｂ下，⑧Ｂ下＋Ｍ，⑨过冷Ａ，⑩Ｍ＋Ａ’。（２）Ｖ1－Ｖ2 各热处理工艺名称：Ｖ1 退火，Ｖ2 正火，Ｖ3 等温淬火，Ｖ4 分级淬火，Ｖ5 双液淬火。

19．亚共析钢过冷奥氏体等温转变曲线如图所示，要求：（１）说明图中各条线的意义；（２）指出图中①－⑩各区中的组织；（３）说明以Ｖ1, Ｖ2, Ｖ3, 速度冷至室温各得的组织。（图Ａ－３）

（１）各线的意义：线Ⅰ为先共析铁素体析出线，线Ⅱ为过冷奥氏体析出珠光体（贝氏体）类组织的开始线，线Ⅲ为过冷奥氏体析出珠光体（贝氏体）类组织的终了线。Ａ1 为平衡结晶时A →P 的线，Ａ3 为平衡结晶时从Ａ中开始析出Ｆ的线，Ｍs 、Ｍf 分别为Ｍ转变开始线及终了线。（２）①－⑩各区的组织：①过冷Ａ，②过冷Ａ＋Ｆ，③过冷Ａ＋Ｆ＋Ｐ，④Ｆ＋Ｐ，⑤过冷Ａ，⑥Ｓ＋Ｆ少，⑦过冷Ａ＋Ｂ上，⑨Ｂ下，⑩Ｍ＋Ａ’少。（３）以Ｖ1 、Ｖ2 、Ｖ3 速度冷至室温的组织分别为Ｆ＋Ｐ，Ｍ＋Ａ’少，Ｍ＋Ｆ。

20．直径为５ｍｍ的４５钢（ Ac1=730℃, Ac3=780℃）三个试样，加热至８３０℃后分别进行水冷、空冷和随炉冷却，试说明这三个试样所进行的热处理工艺名称及室温组织。 水冷称淬火，室温组织为Ｍ；空冷称正火，室温组织为Ｓ＋Ｆ；炉冷称退火，室温组织为Ｐ＋Ｆ。

21．直径为５ｍｍ的４５钢（ Ac1=730℃, Ac3=780℃）三个试样分别加热至７５０℃、８３０℃、９００℃，然后水冷，试说明这三个试样在水冷前的组织和水冷后的组织及其热处理工艺名称。

加热至７５０℃，水冷前的组织为Ａ＋Ｆ，水冷后的组织为Ｍ＋Ｆ，称亚温淬火；加热至８３０℃，水冷前的组织为Ａ，水冷后的组织为Ｍ，称淬火；加热至９００℃，水冷前的组织为粗大Ａ，水冷后的组织为粗大Ｍ，称过热淬火。

22．直径为５ｍｍ的４５钢三个试样，加热至８３０℃后水冷，然后再分别加热至２００℃、４００℃、６００℃空冷，试说明这三个试样所经历的各热处理工艺名称、获得的室温组织及大致硬度。

４５钢加热８３０℃后水冷称淬火。该钢再经２００℃加热后空冷称低温回火，室温组织为回Ｍ，硬度约ＨＲＣ５５；经４００℃加热后空冷称中温回火，室温组织为回Ｔ，硬度约ＨＲＣ４０；经６００℃加热后空冷称高温回火，室温组织为回Ｓ，硬度约ＨＲＣ２５。

23．汽车、拖拉机发动机中的活塞销，要求表面硬、耐磨，ＨＲＣ５８－６２，工作中还承受较大的冲击载荷，试说明活塞销应该选用的材料，加工制造的工艺路线，各热处理工序的作用及活塞销在使用状态的表层组织。

材料选用20CrMnMo 或20Cr 热轧的钢管。其工艺路线：冷拔→下料→粗磨外园→渗碳→淬火→低温回火→精磨。各热处理工序的作用是：渗碳，使零件表面含碳量达到约１％；淬火，提高硬度、耐磨性和疲劳强度；低温回火，减少淬火残余应力，提高韧性，防止变形、开裂。使用状态的表层组织为回Ｍ＋碳化物＋少量Ａ’。