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第一篇 金属材料导论习题
一.填孔题
1.金属材料在拉断前所能承受的最大应力叫做抗拉强度，以 σb 表示。 2.硬度是衡量材料力学性能的一个指标，常见的试验方法有 洛氏硬度 、 布氏硬度 。
3.过冷度是指 理论结晶温度 － 实际结晶温度 ，其表示符号为： ΔT 4.在Fe—C合金状态图中，通过PSK水平线，发生 共析反应，S点称为_共析点 ， 其含碳量为___0.77%____,其反应式为__A → P （ F + Fe3C ）；
5.在Fe—C 合金状态图中，通过ECF水平线，发生共晶_反应，C点称为_共晶点， 其含碳量为___4.3%____,其反应式为__Lc → Ld ( A + Fe3C )____； 6.珠光体的本质是 层片状的共析体( F + Fe3C ) 。
7．一块纯铁在912℃发生 α-Fe → γ-Fe 转变时，体积将： 减小
8．结晶过程是依靠两个密切联系的基本过程来实现的，它们是 形核和晶核长大 9．固溶体的强度和硬度比溶剂 高
10. 碳溶解于 ?-Fe 形成的间隙固溶体称为铁素体（F）；碳溶解在面心立方晶格的 ?-Fe 形成的间隙固溶体称为奥氏体（A）
11. 当钢中含碳量大于 0.9% 时，二次渗碳体沿晶界析出严重，使钢的脆性增加。强度下降。
13．用显微镜观察某亚共析钢，若估计其中的珠光体含量体积分数为80%，则
此钢的碳的质量分数为 0.77% × 80% = 0.616 % 。 14．20是 优质碳素结构 钢， 15．T12是 碳素工具 钢，
16．Q354是 可焊接低合金高强 钢， 17．40Cr是 合金结构（或合金调质） 钢，
18．20CrMnTi是 合金结构（或合金渗碳） 钢，热处理工艺是 渗碳 + 淬火+低温回火 。
19.合金工具钢CrWMn的平均含碳量为 ≥1% 。 20.含碳量小于 2.11% 的铁碳合金我们叫做钢。
23. 在W18Cr4V, Cr12, 20CrMnTi，GCr15，40Cr材料中选择下列零件材料。
铣刀 W18Cr4V ， 冷冲模 Cr12 ， 汽车变速箱中的齿轮20CrMnTi， 滚动轴承的内外套圈 GCr15 。
24.在20、65Mn、20CrMnTi、45、40Cr 钢中， 20CrMnTi 是合金渗碳钢 40Cr是合金调质钢。
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26在生产中使用最多的刀具材料是 工具钢 和 高速钢 ，而用于一些手工或切削速度较低的刀具材料是 碳素工具钢 。
30．钢的淬透性越高，则其C曲线的位置越 靠右 ，说明临界冷却速度越 慢 31．球化退火的主要目的是 降低硬度 ， 提高切削性及韧性 ，
它适用于 过共析钢 钢。
33．亚共析钢的正常淬火温度范围是 Ac3 + 30～50℃ ，过共析钢的正常淬
火温度范围是 Ac1 + 30～50℃ 。
34．淬火钢进行回火的目的是 消除淬火应力，调整力学性能 ，回火温度越
高，钢的强度与硬度越 低 。
35.生产中把淬火加 高温回火 的热处理工艺称为调质，调质后的组织为 回火索氏体 。
36.合金工具钢与碳素工具钢相比，具有淬透性好， 淬火 变形小, 热硬性 高等优点。
37.合金渗碳钢的含碳量属 低 碳钢范围，淬火+低温回火后能保证钢的心部 具有良好的 韧性 。
38.各种热处理工艺过程都是由 加热 、 保温 、 冷却 三个阶段组成.。 40.将钢加热到AC3或AC1以上30-50℃，保温后在淬火介质中快速冷却，以获得马氏体组织的热处理工艺方法叫做 淬火 。 二.判断题
（X ）1.凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶过程。 （√）2.金属结晶时，冷却速度越快，则晶粒越细。 （X ）3.室温下，金属晶粒越细，则强度越高、塑性越低。 （√）4.金属的同素异晶转变过程实质上也是一种结晶过程。 （? ）5. 铁素体是碳在α-Fe 中的间隙固溶体。
（X ）6.M是C在α- Fe中的过饱和固溶体。当A向M转变时，体积要收缩。 （√）7.珠光体、索氏体、托氏体都是由铁素体和渗碳体组成的机械混合物。 （?）8.当把亚共析钢加热到 Ac1 和 Ac3 之间的温度时，将获得由F和A构成
的两相组织，
（×）9.碳的质量分数对碳钢力学性能的影响是：随着钢中碳的质量分数的增加，
其钢的硬度、强度增加，塑性、韧性也随着增加。
（X ）10.在铁碳合金平衡结晶过程中，只有碳质量分数为4.3%的铁碳合金才能
发生共晶反应。
（X ）11.当共析成分的A冷却发生P转变时，温度越低，其转变产物组织越粗 （×）12.由于T13钢中的含碳量比T8钢高，故前者的强度比后者高。
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（√）13.钢中磷的质量分数增加，其脆性增加
（√）14.硫、磷是碳钢中的有害杂质，前者使钢产生“热脆”，后者使钢产生
“冷脆”，所以两者的含量在钢中应严格控制
（×）15 .GCr15是滚动轴承钢，钢中含Cr15%，主要是制造滚动轴承的内外圈。 （×）17 .钢的含碳量越高，选择淬火加热温度就越高。 （X ）20.T8钢与20MnVB相比，淬硬性和淬透性都较低。
（X ）21.在退火状态（接近平衡组织）45 钢 比 20 钢 的塑性和强度都高。 （X ）22.高合金钢既具有良好的淬透性，也具有良好的淬硬性。
（X ）23.退火后再高温回火的钢，得到回火S组织，具有良好的综合机械性能。 （?）24. 钢的淬透性越好，则在相同条件下其淬透层的深度越大。 （X ）25.表面淬火既能改变钢的表面组织，也能改变心部组织和性能。 （×）26. 淬透性好的钢淬火后硬度一定高，淬硬性高的钢淬透性一定好。 （×）28.用65钢制成的沙发弹簧，使用不久就失去弹性，是因为没有进行淬火、
高温回火。
（√）29.回火温度是决定淬火钢件回火后硬度的主要因素，与冷却速度无关。 三.选择题
1.金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫 。 A.硬度 B.强度 C.塑性 D.弹性 2.下列可用来作为金属材料塑性好坏的判据的是 。 A．σb B.ψ C.HBS D.HRC
3.合金是一种以 为基础，加入其他金属或非金属，经过熔炼或烧结制成的具有金属特性的材料。
A、铁 B、金属 C、铜 D、钢 4.金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将 A. 越高 B. 越低 C. 越接近理论结晶温度 9.珠光体是一种
A. 单相固溶体 B. 两相混合物 C. Fe 与 C 的化合物 12.在实际应用中，细晶粒金属材料往往具有较好的常温力学性能，细化晶粒提
高金属材料使用性能的措施有哪些？ A. 提高过冷度 B. 变质处理 C. 振动结晶 14.M的硬度取决于
A. 冷却速度 B. 转变温度 C. 碳含量 15.淬硬性好的钢具有
A. 高的合金元素含量 B. 高的含C量 C. 低的含C量
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16.对形状复杂、截面变化大的零件进行淬火时，应选用 A. 高淬透性钢 B. 中淬透性钢 C. 低淬透性钢 18.完全退火主要适用于
A. 亚共析钢 B. 共析钢 C. 过共析钢 19.钢的回火处理是在
A. 退火后进行 B. 正火后进行 C. 淬火后进行 21.钢的淬透性主要取决于
A. C含量 B. 冷却介质 C. 合金元素
22.正火是将钢加热到一定温度，保温一定时间，然后 的一种热处理工艺。 A.随炉冷却 B.在空气中冷却 C.在油中冷却 D.在水中冷却 23.形状简单的工件淬火应选用
A.单液淬火 B.双液淬火 C.分级淬火 D.等温淬火 24.退火是将钢加热到一定温度，保温一定时间，然后 的一种热处理工艺。 A.随炉冷却 B.在空气中冷却 C.在油中冷却 D.在水中冷却 25.热处理时，一般都要使金属常温组织经加热变成 组织。 A.珠光体 B.渗碳体 C.奥氏体 D.莱氏体
26.为了获得使用要求的力学性能，T10钢制手工锯条采用 处理。 A.调质 B.正火 C.淬火+低温回火 D.完全退火 30.下列材料中，选择制造手工锯条的材料应是 A.Q235 B.45 C.T10 D.16Mn 31.Q235钢常用来制造
A.弹簧 B.刀具 C.量块 D.容器 四.名词解释
1.合金---是一种金属与另一种或几种金属、非金属融合组成的具有金属特性的
物质。
2.硬度---是指材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力。 3.淬火---是将钢加热到AC3或AC1以上温度，保温后快速冷却，以获得马氏体组
织的热处理工艺。
4.45钢---是含碳量为0.45%左右的优质碳素结构钢。 7.三次渗碳体——从F中析出的Fe3C称为三次渗碳体
9.冷脆——P使室温下的钢的塑性、韧性急剧降低，并使钢的脆性转化温度有
所升高，使钢变脆，这种现象称为“冷脆”。
12.强度——金属材料在力的作用下，抵抗塑性变型和断裂的能力。 五.简答题 4
1.简述 Fe-Fe3C 相图中二个基本反应：共晶反应及共析反应，写出反应式，标出含碳量及温度。
答：共析反应：铁、碳合金冷却到727℃时，从具有S点成分（0.77%C）的
奥氏体中析出铁素体和渗碳体的两相混合物珠光体P的反应叫共析反应。 A（0.77%C） ?727?? P（F+Fe3C）
共晶反应：铁、碳合金冷却到1148℃时具有C点成分（4.3%C）的液体中结
晶出奥氏体和渗碳体的两相混合物莱氏体的反应叫共晶反应。 L（4.3%C） ?1148??? Ld ( A+ Fe3C )
4.将30钢缓慢地冷却到900℃；750℃；650℃将分别获得什么组织? （30钢的Ac3=800℃，）
答：冷却到900℃获得：全部奥氏体(A)
冷却到750℃获得：奥氏体(A)+ 铁素体（F） 冷却到650℃获得：铁素体（F）+ 珠光体(P)
10.一碳钢在平衡冷却条件下，所得显微组织中，含有50％的珠光体和50％的铁素体，问：① 此合金中碳的质量分数为多少?
② 若该合金加热到730 ℃时，在平衡条件下将获得什么组织? ③若加热到850 ℃，又将得到什么组织?
答：①设该合金中含C%＝x，则由杠杆定律得
Wc = A面积 % * 0.77% 所以: Wc = 50 % * 0.77% Wc = 0.385% ②其显微组织为F＋A ③全部奥氏体(A)组织
13. 右图是T10钢热处理工艺曲线， 指出T10钢在曲线1、2、3、 4点时的组织，并说明是何 种热处理工艺？
答：1点时的组织是：球状P 2点时的组织是：A+ Fe3C
Acm760-770Ac12水冷190-200空冷4133点时的组织是：淬火M+ Fe3C +残余A 4点时的组织是：回火M+ Fe3C +残余A 此工艺是淬火+低温回火工艺
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