第三章金属材料和热处理-pdf

第三章金属材料及热处理

金属材料是现代机械工业使用最广泛的材料，品类繁多，性能各不相同，合理选用金属材料和正确运用热处理方法，可以充分发挥金属材料的机械性能，提高产品的质量。金属可以分为黑色金属和有色金属，黑色金属主要是指钢和铸铁，以铁和碳为基本组成元素形成铁碳合金，即碳素钢。在铁碳合金中加入一定量的合金元素，如铬、锰、镍、钴等成为合金钢。有色金属是指非铁金属及其合金，如铝、铜、铅、锌等金属及其合金。

一、碳素钢的分类、编号和用途

碳素钢简称碳钢，是含碳量小于 2．11％的铁碳合金，具有较好的机械性能、良好的锻压性能、焊接性能和切削加]：性能，价格比合金钢低，在机械工业中得到广泛使用。

(一)碳素钢的分类

1．按钢的含碳量分类

低碳钢——含碳量≤0．25％；

中碳钢——含碳量：0．30％-0．55％；

高碳钢——含碳量≥0．60％。

2．按钢的质量分类

普通碳素钢：硫、磷含量分别≤O．055％和 O．045％

优质碳素钢：硫、磷含量均≤0．040％；

高级优质碳素钢：S、P含量 0．030％-0．035％。

3．按钢的用途分类

碳素结构钢：主要用于制造各种工程构件和机器件，这类钢一般属于低碳钢和中碳钢。

碳素工具钢：主要用于制造各种刀具、量具、模具，这类钢含碳量较高，一般属于高碳钢。

(二)碳素钢牌号和用途

1．普通碳素结构钢

甲类钢：这类钢出厂时按保证机械性能供应，除硫、磷外不保征化学成分。甲类钢的牌号以“甲”或“A”字加上阿拉伯序数表示，共 1-7级，即甲 l、甲 2、…、甲 7(或 A1、A2、…、A7)，数字越大，强度越高，塑性越差，主要用来制造钢板、角钢、圆钢和工字钢等。

乙类钢：这类钢出厂时按化学成分供应，不保证机械性能。乙类钢的牌号用“乙”或“旷

加上阿拉伯数字表示，也分为 1-7级，即乙 1、乙 1、…、乙 7(或 Dl、u2、…、B7)，数字越大，含碳量越高，主要用于制造不重要的零件，一般须经热处理。

2．优质碳素结构钢

优质碳素结构钢既要保证钢的化学成分，还要保证机械性能

其机械性能，用于制造比较重要的零什。

般都需经过热处理以提高

优质碳素结构钢的牌号用两位数字表示，以 o．01％为单位，含义是钢中平均含碳量的万分之二，如果钢中含锰量较高，在钢号后面加“Mn"：

含碳量较低的 08、lO、15、20、25等钢强度低，塑性好，可焊性也好，主要用来制造

各种容器、冲压什或焊接件。

含碳量中等的 30、35、40、45、50等钢强度高，韧性和加工性也较好轮等，以 40、45钢应

用最广泛，通常须经淬火、回火等热处理后使用。

含碳量较高的 55、65、?O等钢，淬火后有较高的强度、硬度和弹性和钢丝绳。

3．碳素工具钢

碳素工具含碳量为 0．7％～1．35％，其牌号用“碳”或“T”的后面附以数字表示，

数字表示钢中的平均含碳量，以 0．10％为单位，如 T8、T12表示含碳量为 0．80％和 1．2

％的碳素工具钢。

碳素工具钢淬火和低温回火后有很高的硬度和耐磨性，主要用于制造各种量具、刃具、

模具等。

二、合金钢的分类，编号和用途

合金钢是在铁碳合金中加入一定量的合金元素，如 Cr、Mn、Ni等，改变合金的组织

结构，使其具有特殊的机械性能或特殊的使用要求。

(一)合金钢的分类

合金钢的分类方法很多，通常按用途进行分类：

(1)合金结构钢——用于制造工程构件和重要零件；

(2)合金工具钢——用于制造工具；

(3)特殊性能钢——用于制造特殊性能的构件和零件。

(二)合金钢的编号和用途

1．合金钢的编号

(1)采用数字加元素符号加数字的方法，前面的数字表示钢的平均含碳量，以万分之几

表示，合金元素用化学符号表示，后面的数字表示合金元素的含量，以平均含量的百分之几

表示。若合金元素含量低于 1．5％时，编号中只标明元素，不标明含量，如 60Si2Mn，表

示含碳含量在

0．60％左右，硅含量为 2％左右，锰含量在 1．5％以下。

(2)钢号末尾加“A”，表示该钢为高级优质钢。如 60Si2MnA。

(3)若表示钢的特殊用途，在钢号前面加特殊字母，如 GCrl5中的“G”表示滚动轴承用

钢。

(4)合金钢中的含碳量，以平均含碳量的万分之几表示，如 40Cr表示平均含碳量为 o．4 ％。合金工具钢的含碳量，以千分之几表示，若超过 1％时，钢号中不标出其含碳量。如 9Mn2 √，表示含碳是为 0．9％，CrWMn表示碳含量大于 1％，高速钢中的含碳量一般不标出。

不锈钢的含碳量也是以千分之几表示，如 2Crl3，含碳量为 0．02％。

2．合金结构钢

(1)普通低合金钢：该钢是一种低碳结构用钢，合金元素含量较少，一般在 3％以下，这

类钢的强度显著高于相同碳量的碳素钢，同时还具有较好的韧性和塑性以及良好的焊接性和

耐蚀性，常用于制造锅炉、高压容器、船舶、桥梁等。常用的低合金钢有 09Mil2、16Mn、

15Mn√等。

(2)渗碳钢：渗碳钢的含碳量都较低，大约介于 o．1％-0．25％之间，属于低碳钢，这

类钢一般须经渗碳处理，提高其机械性能。合金渗碳钢中所含的合金元素有铬、镍、锰、硼

等，这些元素可提高钢的淬透性和高渗碳层的机械性能。常用的渗碳钢有 15Cr、20Cr、

20CrMn、20CrMnTi、20CrMo等。

(3)调质钢：调质钢大多属于碳钢，含碳量在 O．27％-0．50％之间，经调质处理后，具

有高

强度与良好的塑性和韧性配合，即具有良好的综合机械性能，常用来制造工程机械中要求具

有良好的综合机械性能的各种重要零件。调质钢所包含的主要合金元素有 Cr、Ni、Si等，

以提高其淬透性。常用的调质钢有：40、45、35CrMn、40CrMn、42CrMo等。

(4)弹簧钢：弹簧钢的含碳量较高，通常在 O．6％～O．75％之间，因其具有较高的抗

拉强度、屈服比和疲劳强度，常用来制造各种机械和仪表中的弹簧』加入的合金元素有 Si、Mn、Cr、√等，以提高钢的淬透性和回火稳定性。常用的弹簧钢有 65Mn、55Si2Mn、60Si2Mn。

(5)滚动轴承钢：通常所说的滚动轴承钢是指高碳铬钢，其含碳量在 o．95％～1．15％

之间，含铬量为 0．4％～1．65％，具有高而均匀的硬度和耐磨性，高的弹性极限和接触疲

劳强度，常用来制造工程用滚动轴承。常用的滚动轴承钢有 GCr6、GCr9SiMn、GCrl5SiMn

等。

3．合金工具钢

合金工具钢按用途可以分为刃具钢、模具钢、量具钢。

(1)刃具钢：刃具钢主要是指制造车刀、铣刀、钻头等切削工具的钢种，含碳量在 0．6

％～1．5％之间，具有较高的硬度、耐磨性和热硬性。常用的刃具钢有 9SiCr、CrWMn、9Mn2 √等。

(2)模具钢：模具钢可分为冷作模具钢和热作模具钢。冷作模具钢具有较高的硬度和良

好的耐磨性和足够的强度和韧性，常用的有 9SiCr、Crl2、Crl2Mo√。热作模具钢具有较高

的强度和韧性，足够的硬度和耐磨性，同时必须具有抗热疲劳能力，常用的有 5CrMnMo、

5CrNiMo。

(3)量具钢：量具钢是有较高的硬度和耐磨性，热变形小，具有好的加工工艺性，制造

高精度的塞规、块规等，常用的钢有 CrMn、CrWM等。制造精度较低，形状简单的量具可

选用 9SiCr、60Mn等。

4．特殊性能钢

特殊性能钢主要是指不锈钢、耐热钢、耐磨钢等一些具有特殊化学和物理性能的钢，这

里只简单介绍不锈钢。

不锈钢：这类钢可以抵抗高温氧化和电化学腐蚀作用，故称为不锈钢，主要有铬不锈钢

和铬镍不锈钢两种类型。常用的铬不锈钢有 1Crl3、2Crl3、3Crl3、4Crl3、1Crl7等，常用的

铬镍不锈钢有 Crl8Nil9、ICrl8Nil9等。

三、铸铁

铸铁是指含碳量大于 2．11％的铁碳合金，其硫、磷、锰、硅等杂质元素的含量较钢多。

由于含碳量高，大大降低丁强度、塑性和韧性，同时熔点下降，但铸铁具有良好的铸造性，

耐磨性和切削性能，生产方便，价格低廉，因此应用十分广泛，是机械制造的主要金属材料。

铸铁根据碳在铸铁中的存在形式和形态分为灰口铸铁、可缎铸铁和球墨铸铁。

(一)灰口铸铁

灰口铸铁中碳大部分以片状形式存在，断口显暗灰色。灰口铸铁具有切削加工性、耐磨

性、减震性、铸造性及缺口敏感性小的特点。其牌号表示方法由：“灰铁”二字的汉语拼音

字母“Hr”及后面加一组数字组成，数字表示其最低抗拉强度，单位“兆帕” (MPa)，如

HT250表示抗拉强度不低于 250MPa的灰口铸铁。

(二)可锻铸铁

可锻铸铁是由白口铸铁在固态下经长时间石墨化退火而得到的具有团絮状石墨的一种

铸铁。由于石墨呈团絮状，对金属机件的割裂作用和应力集中现象较小，所以它的强度、塑

性和韧性都比灰口铸铁高，町用来制造形状较复杂，强度和硬度较高的零件。其牌号表示方

法是：由三个字母和两组数字组成，其中前两个字母“KT"足“可锻铸铁”的意思，第三个

字母表示不

同的类别，“H”表示黑可锻铸铁，“z”表示珠光体可锻铸铁，后面两组数字表示最低抗拉

强度(MPa)和延伸率，如 KTH350—10表示最低抗拉强度不小于 350MPa，延伸率不小于 10 ％的可锻铸铁。

(三)球墨铸铁

球墨铸铁中石墨以球状形式存在，由于球状石墨对基体的割裂作用小，故其机械性能比灰口铸铁和可锻铸铁都高，同时具有切削加工性、耐磨性、减震性和铸造性好的特点，通过热处理可使其性能在较大的范围内变化，因此得到广泛应用。球墨铸铁的牌号由“球铁”二字

的汉语拼音字首“QT”及两组数字组成，两组数字分别表示其最低抗拉强度(MPa)和延伸率，

如 QT450—18表示最低抗拉强度不小于 450MPa，延伸率不小于 18％的球墨铸铁。

四、热处理

随着科学技术的不断进步，对金属材料性能的要求也越来越高。提高金属材料性能的途径有两个：一是调整钢的化学成分，加入合金元素；二是对金属材料进行热处理。可见对金属材料进行热处理，对提高其机械性能具有重要意义。

所谓钢的热处理是指通过加热、保温、冷却的操作方法，使钢的组织结构发生变化，以获得所需性能的一种加工工艺。根据加热和冷却的方法不同，热处理可以分为普通热处理和表面热处理。普通热处理包括退火、正火、淬火、回火。表面热处理包括表面淬火和化学热处理。

(一)退火和正火

退火是指将工件加热到一定温度，保温一定时间后缓慢冷却至室温的热处理：工艺。退火的目的是：(1)软化钢件以便进行切削加工。(2)消除残余应力，以防钢件的变形、开裂。(3)细化晶粒，改善组织以提高钢的机械性能。(4)为最终热处理做组织上的准备。常用的退

火方法有：完全退火、球化退火和去应力退火等。

(1)完全退火：完全退火主要用于含碳量小于 o．77％的中碳结构钢及低、中碳合金结构的铸锻及焊接件等。根据钢的成分不同选择加热温度，一般在 810～880~C，保温一定的时间后，缓慢冷却，细化内部组织，降低硬度，改善切削加工性能。

(2)球化退火：球化退火主要用于含碳量大于 o．77％的工具钢、轴承钢等，改善其加工性能，为后续的热处理工艺作准备，加热温度一般在 760—780~C，保温后缓慢冷却。

(3)去应力退火：去应力退火是为了消除经过冷、热加工的锻件、铸件、焊接件等的残

余应力而进行的退火处理方法，一般加热到 550～65PC左右，缓慢冷却到 300～200％以下出炉空冷。

正火处理与退火类似，保温后从炉中取出在空气冷却，冷却速度稍快，主要目的是：(1) 改善切削加工性能。(1)用于普通结构钢零件提高强度和硬度，可作为最终热处理。(3)为其

他后续热处理做准备。

(二)淬火

淬火是将工件加热到某一温度(温度范围与退火类似)，保温后迅速冷却至常温的热处理

方法。冷却的方法是把出炉的工件迅速投入水或油冷却介质中快速冷却，目的是为了提高钢的强度和硬度，因淬火后工件的强度和硬度显著提高，脆性增大，所以淬火后一般须经回火处理。

常用的淬火方法是单液淬火，即将加热后的工件投入冷却介质中冷却至室温，操作方法简单，一般碳钢在水中冷却，合金钢在油中冷却。有时也采用双液淬火，即加热后的工件先放入水中快速冷却到 300~C左右，再从水中取出转入油中冷却，可提高：[件的强度和硬度，又可减少内应力，主要用于为保证高硬度必须淬火而用水冷却又易变形再裂的工件。

(三)回火

回火是将淬火后的工件重新加热到某一温度，保温一段时间，然后再冷却到室温的热处理操作方法，其目的主要是：(1)降低脆性，消除或减少内应力。(2)调整工件硬度，提高韧性和塑性，调整和改善钢的性能，获得所需的机械性能。(3)稳定工件组织和尺寸。

根据钢件的不同性能要求，按回火温度范围，可将回火分为低温回火、中温回火和高温回火。

(1)低温回火：回火温度 150～250~C，目的是在保护淬火硬度和高耐磨性的情况下，适当提高韧性，消除内应力，一般用于碳钢、模具钢、量具钢等。

(2)中温回火：回火温度 350 500~C，目的是获得高的弹性极限和足够的强度和硬度，保持一定的韧性，主要用于弹簧的处理。

(3)高温回火：回火温度 500-650~C，目的是为了得到强度、塑性、韧性都较好的综合机械性能。习惯上将淬火和高温回火相结合的热处理称为调质处理。调质处理广泛应用于各种重要的结构零件，特别是在交变负荷下工作的连杆、齿轮、轴类等。

(四)表面淬火

表面淬火是对在扭转、弯曲等交变负荷作用下的零部件进行的一种热处理方式，对其表面进行淬火，使其表面具有高的强度、硬度、耐磨性和疲劳极限，而心部仍保持足够的塑性和韧性。故表面淬火是对零件表面机械性能强化的一种热处理。表面淬火包括表面加热淬火(用乙炔一氧气火焰进行加热)和感应加热淬火。

(五)表面化学热处理

表面化学热处理是将工件置于一定介质中加热和保温，使介质中的活性原子渗人工件表面，改变表层的化学组织和成分，使其表面具有某些特殊的机械或物理化学性能的一种热处理工艺，主要有渗碳、渗氮和碳氮共渗等，表面化学热处理能提高零件表面的硬度和强度，增强耐磨性，内部仍保持良好的韧性。

五、金属的硬度

硬度通常指金属材料抵抗外物压人而引起塑性变形的能力。硬度越高表明金属抵抗塑性变形的能力越大，产生塑性变形越困难。对机器零件而言，其工作条件不同，常要求其具有一定的硬度，以保证其有足够的强度、耐磨性和使用寿命，因此硬度是金属材料重要的机械性能指标之一。

硬度的表示方法很多，应用较多的是布氏硬度和洛氏硬度。

(一)布氏硬度

布氏硬度的试验方法是用一个直径为 0的钢球作压头，在规定载荷户的作用下压人被测金属的表面保持一定时间，如图 1-3—1所示，卸去载荷，测量钢球在被测金属表面的压痕

直径，据此计‘算出压痕球面积 5，计算出压痕单位面积上所承受的平均压力尸，即为硬度

的数值，如压力值户为 200，表示该金属硬度值为 200，标记为 HB200。

布氏硬度试验因压痕面积较大，能反映被测金属材料的平均硬度，试验结果较精确，但若被测金属过硬，超过 HB450，N1J易损伤压头而影响试验结果的准确性，所以对硬度超过HB450的试样不采用布氏硬度表示，而改用洛氏硬度。

(二)洛氏硬度

洛氏硬度试验法是用一锥顶角为 1200的金刚石锥体或一定直径(φ1．588mm)的淬火钢球作压头，在规定载荷的作用下压入被测金属的表面，根据压头在金属表面所形成的压痕深度来确定其硬度值，如图 1—3-2所示。表 1-3—1为常用的三种洛氏硬度试验规范。

金属材料热处理及其应用

金属材料热处理及其应用(一)---基本常识 金属材料热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其它加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。钢铁是机械工业中应用最广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。 金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却的一种工艺。 在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中，热处理的作用逐渐为人们所认识。早在公元前770～前222年，中国人在生产实践中就已发现，铜铁的性能会因温度和加压变形的影响而变化。白口铸铁的柔化处理就是制造农具的重要工艺。 公元前六世纪，钢铁兵器逐渐被采用，为了提高钢的硬度，淬火工艺遂得到迅速发展。中国河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟，其显微组织中都有马氏体存在，说明是经过淬火的。随着淬火技术的发展，人们逐渐发现淬冷剂对淬火质量的影响。三国蜀人蒲元曾在今陕西斜谷为诸葛亮打制3000把刀，相传是派人到成都取水淬火的。这说明中国在古代就注意到不同水质的冷却能力了，同时也注意了油和尿的冷却能力。中国出土的西汉(公元前206～公元24)中山靖王墓中的宝剑,心部含碳量为0.15～0.4%，而表面含碳量却达0.6%以上，说明已应用了渗碳工艺。但当时作为个人“手艺”的秘密，不肯外传，因而发展很慢。1863年，英国金相学家和地质学家展示了钢铁在显微镜下的六种不同的金相组织，证明了钢在加热和冷却时，内部会发生组织改变，钢中高温时的相在急冷时转变为一种较硬的相。法国人奥斯蒙德确立的铁的同素异构理论，以及英国人奥斯汀最早制定的铁碳相图，为现代热处理工艺初步奠定了理论基础。与此同时，人们还研究了在金属热处理的加热过程中对金属的保护方法，以避免加热过程中金属的氧化和脱碳等。1850～1880年，对于应用各种气体(诸如氢气、煤气、一氧化碳等)进行保护加热曾有一系列专利。1889～1890年英国人莱克获得多种金属光亮热处理的专利。 二十世纪以来，金属物理的发展和其它新技术的移植应用，使金属热处理工艺得到更大发展。一个显着的进展是1901～1925年，在工业生产中应用转筒炉进行气体渗碳；30年代出现露点电位差计,使炉内气氛的碳势达到可控，以后又研究出用二氧化碳红外仪、氧探头等进一步控制炉内气氛碳势的方法；60年代，热处理技术运用了等离子场的作用，发展了离子渗氮、渗碳工艺；激光、电子束技术的应用，又使金属获得了新的表面热处理和化学热处理方法。 金属材料热处理的工艺 热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程，有时只有加热和冷却两个过程。这些过程互相衔接，不可间断。 加热是热处理的重要工序之一。金属热处理的加热方法很多，最早是采用木炭和煤作为热源，进而应用液体和气体燃料。电的应用使加热易于控制，且无环境污染。利用这些热源可以直接加热，也可以通过熔融的盐或金属，以至浮动粒子进行间接加热。 金属加热时，工件暴露在空气中，常常发生氧化、脱碳(即钢铁零件表面碳含量降低)，这对于热处理后零件的表面性能有很不利的影响。因而金属通常应在可控气氛或保护气氛中、熔融盐中和真空中加热，也可用涂料或包装方法进行保护加热。 加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一，选择和控制加热温度，是保证热处理质量的主要问题。加热温度随被处理的金属材料和热处理的目的不同而异，但一般都是加热到相变温度以上，以获得高温组织。另外转变需要一定的时间，因此当金属工件表面达到要求的加热温度时，还须在此温度保持一定时间，使内外温度一致，使显微组织转变完全，这段时间称为保温时间。采用高能密度加热和表面热处理时，加热速度极快，一般就没有保温时间，而化学热处理的保温时间往往较长。

金属材料与热处理教案

绪论 引入: 材料金属材料 机械行业本课程得重要性 主要内容：金属材料得基本知识(晶格结构及变性） 金属得性能(力学及工艺性能） 金属学基础知识（铁碳相图、组织） 热处理(退火、正火、淬火、回火) 学习方法：三个主线 重要概念 ①掌握 基本理论 ②成分 组织性能用途热处理 ③理论联系实际 引入：内部结构决定金属性能 内部结构？ 第一章:金属得结构与结晶 §1-１金属得晶体结构 ★学习目得:了解金属得晶体结构 ★重点：有关金属结构得基本概念:晶面、晶向、晶体、晶格、单晶

体、晶体,金属晶格得三种常见类型. ★难点：金属得晶体缺陷及其对金属性能得影响. 一、晶体与非晶体 1、晶体:原子在空间呈规则排列得固体物质称为“晶体"。（晶体内得原子之所以在空间就是规则排列，主要就是由于各原子之间得相互吸引力与排斥力相平衡得结晶。） 规则几何形状 性能特点: 熔点一定 各向异性 2、非晶体：非晶体得原子则就是无规则、无次序得堆积在一起得(如普通玻璃、松香、树脂等）。 二、金属晶格得类型 1、晶格与晶胞 晶格：把点阵中得结点假象用一序列平行直线连接起来构成空间格子称为晶格. 晶胞:构成晶格得最基本单元 2、晶面与晶向 晶面：点阵中得结点所构成得平面。 晶向：点阵中得结点所组成得直线 由于晶体中原子排列得规律性，可以用晶胞来描述其排列特征。(阵点(结点）:把原子（离子或分子）抽象为规则排列于空间得几何点,称为阵点或结点。点阵：阵点(或结点）在空间得排列方式称

晶体。) 晶胞晶面晶向 3、金属晶格得类型就是指金属中原子排列得规律。 7个晶系 1４种类型 最常见:体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格 (1)、体心立方晶格:(体心立方晶格得晶胞就是由八个原子构成得立方体,并且在立方体得体中心还有一个原子）。 属于这种晶格得金属有：铬Cr、钒Ｖ、钨Ｗ、钼Ｍｏ、及α—铁α-Fe 所含原子数 1/8×8+1=2（个) (2）、面心立方晶格：面心立方晶格得晶胞也就是由八个原子构成得立方体,但在立方体得每个面上还各有一个原子。 属于这种晶格得金属有：Al、Cu、Ｎi、Pb(γ-Fｅ）等 所含原子数1／８×8+6×1/２=4（个） （3）、密排六方晶格：由1２个原子构成得简单六方晶体，且在上下两个六方面心还各有一个原子，而且简单六方体中心还有3个原子。 属于这种晶格得金属有铍（Be）、Ｍg、Zｎ、镉(Ｃd)等。 所含原子数 1/6×6×2+1／2×2+3=6(个） 三、单晶体与多晶体 金属就是由很多大小、外形与晶格排列方向均不相同得小晶体组成得,

金属材料及热处理

本次作业是本门课程本学期的第3次作业，注释如下： 一、单项选择题(只有一个选项正确，共15道小题) 1. 将钢加热到临界温度以上或其它一定温度，保温一定时问，然后缓慢地冷却到室温，这一热处理工艺称为（）。 ??(D)?退火 2. 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 3. 贝氏体是钢经（）处理后获得的组织。 ??(A)?等温淬火 4. 钢的回火处理是在（）。 ??(C)?淬火后进行 5. 零件渗碳后，一般需经过（）才能达到表面硬度高而且耐磨的目的。 ??(A)?低温回火 6. 钢经表面淬火后，将获得（）。 ??(D)?一定深度的马氏体 7. 淬硬性好的钢必须具备（）。 ??(B)?高的含碳量 8. 完全退火主要适用于（）。 ??(A)?亚共析钢 9. （）主要用于各种弹簧淬火后的处理。 ??(B)?中温回火

10. T10在锻后缓冷，随即又采用正火处理的目的是（）。 ??(B)?碎化网状的二次渗碳体，为球化退火作组织准备 11. 扩散退火的主要目的是（）。 ??(A)?消除和改善晶内偏析 12. 若合金元素能使过冷奥氏体冷却C曲线右移，钢的淬透性将（）。 ??(B)?提高 13. 机械制造中，T10钢常用来制造（）。 ??(B)?刀具 14. 合金渗碳钢中的（）合金元素可起到细化晶粒的作用。 ??(B)?Ti 15. （）热轧空冷即可使用。 ??(D)?低合金高强度钢 二、判断题(判断正误，共10道小题) 16.?珠光体是由铁素体和渗碳体组成的。（） 正确答案：说法正确 17.?亚共析钢室温下的平衡组织是铁素体和珠光体。（） 正确答案：说法正确 18.?亚共析钢室温下的平衡组织是铁素体和珠光体。（） 正确答案：说法正确 19.?过共析钢室温下的平衡组织是奥氏体和一次渗碳体。（） 正确答案：说法错误 20.?白口铸铁很硬但几乎无塑性。（） 正确答案：说法正确 21.?室温平衡状态的铁碳二元合金都是由F、Fe3C 两个基本相组成，含碳量不同，只是这两个相的数量、形态和分布不同而已。（）

(完整版)金属材料与热处理题库及答案

金属材料与热处理习题及答案 第一章金属的结构与结晶 一、判断题 1、非晶体具有各同性的特点。( √) 2、金属结晶时，过冷度越大，结晶后晶粒越粗。(×) 3、一般情况下，金属的晶粒越细，其力学性能越差。( ×) 4、多晶体中，各晶粒的位向是完全相同的。( ×) 5、单晶体具有各向异性的特点。( √) 6、金属的同素异构转变是在恒温下进行的。( √) 7、组成元素相同而结构不同的各金属晶体，就是同素异构体。( √) 8、同素异构转变也遵循晶核形成与晶核长大的规律。( √) 10、非晶体具有各异性的特点。( ×) 11、晶体的原子是呈有序、有规则排列的物质。( √) 12、非晶体的原子是呈无序、无规则堆积的物质。( √) 13、金属材料与热处理是一门研究金属材料的成分、组织、热处理与金属材料性能之间的关系和变化规律的学科。( √)

14、金属是指单一元素构成的具有特殊的光泽延展性导电性导热性的物质。( √) 15、金银铜铁锌铝等都属于金属而不是合金。( √) 16、金属材料是金属及其合金的总称。( √) 17、材料的成分和热处理决定组织，组织决定其性能，性能又决定其用途。( √) 18、金是属于面心立方晶格。( √) 19、银是属于面心立方晶格。( √) 20、铜是属于面心立方晶格。( √) 21、单晶体是只有一个晶粒组成的晶体。( √) 22、晶粒间交接的地方称为晶界。( √) 23、晶界越多，金属材料的性能越好。( √) 24、结晶是指金属从高温液体状态冷却凝固为固体状态的过程。 ( √) 25、纯金属的结晶过程是在恒温下进行的。( √) 26、金属的结晶过程由晶核的产生和长大两个基本过程组成。( √) 27、只有一个晶粒组成的晶体成为单晶体。( √) 28、晶体缺陷有点、线、面缺陷。( √) 29、面缺陷分为晶界和亚晶界两种。( √) 30、纯铁是有许多不规则的晶粒组成。( √) 31、晶体有规则的几何图形。( √) 32、非晶体没有规则的几何图形。( √)

金属材料与热处理(含答案)

《金属材料与热处理》期末考试试卷(含答案) 班级数控班姓名学号分数 一、填空题：每空1分，满分30分。 1.金属材料与热处理是一门研究金属材料的、、热处理与金属材料性能之间的关系和变化规律的学科。 2.本课程的主要内容包括金属材料的、金属的、金属学基础知识和热处理的基本知识。 3.金属材料的基本知识主要介绍金属的及的相关知识。 4.金属的性能主要介绍金属的和。 5.金属学基础知识讲述了铁碳合金的和。 6.热处理的基本知识包括热处理的和。 7.物质是由原子和分子构成的，其存在状态可分为气态、、。 8.固态物质根据其结构特点不同可分为和。 9.常见的三种金属晶格类型有、、密排六方晶格。 10.常见的晶体缺陷有点缺陷、、。 11.常见的点缺陷有间隙原子、、。 12.常见的面缺陷有金属晶体中的、。 13.晶粒的大小与和有关。 14.机械零件在使用中常见的损坏形式有变形、及。 15.因摩擦而使零件尺寸、和发生变化的现象称为磨损。 二、判断题：每题1分，满分10分。 1.金属性能的差异是由其内部结构决定的。（） 2.玻璃是晶体。（） 3.石英是晶体。（） 4.食盐是非晶体。（） 5.晶体有一定的熔点，性能呈各向异性。（） 6.非晶体没有固定熔点。（） 7.一般取晶胞来研究金属的晶体结构。（） 8.晶体缺陷在金属的塑性变形及热处理过程中起着重要作用。（） 9.金属结晶时，过冷度的大小与冷却速度有关。（） 10.冷却速度越快，过冷度就越小。（） 三、选择题：每题2分，满分20分。 1.下列材料中不属于晶体的是（） A.石英 B.食盐 C.玻璃 D.水晶 2.机械零件常见的损坏形式有（） A.变形 B.断裂 C.磨损 D.以上答案都对 3.常见的载荷形式有（） A.静载荷 B.冲击载荷 C.交变载荷 D.以上答案都对 4.拉伸试样的形状有（） A.圆形 B.矩形 C.六方 D.以上答案都对 5.通常以（）代表材料的强度指标。 A.抗拉强度 B.抗剪强度 C.抗扭强度 D.抗弯强度 6.拉伸试验时，试样拉断前所能承受的最大应力称为材料的（）

金属材料与热处理含答案

金属材料与热处理含答 案 集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]

《金属材料与热处理》期末考试试卷(含答案) 班级数控班姓名学号分数 一、填空题：每空1分，满分30分。 1.金属材料与热处理是一门研究金属材料的、、热处理与金属材料性能之间的关系和变化规律的学科。 2.本课程的主要内容包括金属材料的、金属的、金属学基础知识和热处理的基本知识。 3.金属材料的基本知识主要介绍金属的及的相关知识。 4.金属的性能主要介绍金属的和。 5.金属学基础知识讲述了铁碳合金的和。 6.热处理的基本知识包括热处理的和。 7.物质是由原子和分子构成的，其存在状态可分为气 态、、。 8.固态物质根据其结构特点不同可分为和。 9.常见的三种金属晶格类型有、、密排六方晶格。 10.常见的晶体缺陷有点缺陷、、。 11.常见的点缺陷有间隙原子、、。 12.常见的面缺陷有金属晶体中的、。 13.晶粒的大小与和有关。 14.机械零件在使用中常见的损坏形式有变形、及。 15.因摩擦而使零件尺寸、和发生变化的现象称为磨损。 二、判断题：每题1分，满分10分。

1.金属性能的差异是由其内部结构决定的。（） 2.玻璃是晶体。（） 3.石英是晶体。（） 4.食盐是非晶体。（） 5.晶体有一定的熔点，性能呈各向异性。（） 6.非晶体没有固定熔点。（） 7.一般取晶胞来研究金属的晶体结构。（） 8.晶体缺陷在金属的塑性变形及热处理过程中起着重要作用。（） 9.金属结晶时，过冷度的大小与冷却速度有关。（） 10.冷却速度越快，过冷度就越小。（） 三、选择题：每题2分，满分20分。 1.下列材料中不属于晶体的是（） A.石英 B.食盐 C.玻璃 D.水晶 2.机械零件常见的损坏形式有（） A.变形 B.断裂 C.磨损 D.以上答案都对 3.常见的载荷形式有（） A.静载荷 B.冲击载荷 C.交变载荷 D.以上答案都对 4.拉伸试样的形状有（） A.圆形 B.矩形 C.六方 D.以上答案都对 5.通常以（）代表材料的强度指标。 A.抗拉强度 B.抗剪强度 C.抗扭强度 D.抗弯强度 6.拉伸试验时，试样拉断前所能承受的最大应力称为材料的（） A.屈服点 B.抗拉强度 C.弹性极限 D.以上答案都对 7.做疲劳试验时，试样承受的载荷为（）。

第六章金属材料及热处理复习进程

第六章金属材料及热 处理

第六章答案 1．用 45 钢制造机床齿轮，其工艺路线为：锻造—正火—粗加工一调 质一精加工—高频感应加热表面淬火一低温回火—磨加工。说明各热处理 工序的目的及使用状态下的组织。 答：锻造后的 45 钢硬度较高，不利于切削加工，正火后将其硬度控制 在 160-230HBS 范围内，提高切削加工性能。组织状态是索氏体。粗加工后， 调质处理整个提高了 45 钢强度、硬度、塑性和韧性，组织状态是回火索氏 体。高频感应加热表面淬火是要提高 45 钢表面硬度的同时，保持心部良好 的塑性和韧性。低温回火的组织状态是回火马氏体，回火马氏体既保持了 45 钢的高硬度、高强度和良好的耐磨性，又适当提高了韧性。2．常用的合金元素有哪些？其中非碳化物形成元素有一一一：碳化物 形成元素有一一一；扩大 A 区元素有——；缩小 A 区元素在一一。

答：常用的合金元素有：锰、铬、钼、钨、钒、铌、锆、钛、镍、硅、 铝、钴、镍、氮等。其中非碳化物形成元素有：镍、硅、铝、钴等；化物 形成元素有：锰、铬、钼、钨、钒、铌、锆、钛等；扩大 A 区元素有：镍、 锰、碳、氮等；小 A 区元素有：铬、铝、硅、钨等。 3．用 W18Cr4V 钢制作盘形铣刀，试安排其加工工艺路线，说明各热 加工工序的目的，使用状态下的显微组织是什么？为什么淬火温度高达 1280℃？淬火后为什么要经过三次 560℃回火？能否用一次长时间回火代 替？ 答：工艺路线: 锻造十球化退火→切削加工→淬火+多次 560℃回火→喷砂→磨削加工→成品 热处理工艺： 球化退火:高速钢在锻后进行球化退火，以降低硬度，消除锻造应力， 便于切削加工，并为淬火做好组织准备。球化退火后的组织为球状珠光体。

常用金属材料及热处理

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铁素体而造成强度及硬度的降低。对过共析钢，加热温度为＋30～50℃，淬火后可得到细小的马氏体与粒状渗碳体。后者的存在可提高钢的硬度和耐磨性。（2）保温时间的确定淬火加热时间是将试样加热到淬火温度所需的时间及在淬火温度停留保温所需时间的总和。加热时间与钢的成分、工件的形状尺寸、所需的加热介质及加热方法等因素有关，一般可按照经验公式来估算，碳钢在电炉中加热时间的计算如表1所示。表1碳钢在箱式电炉中加热时间的确定加热圆柱形工件形状方形板形温度(℃)分钟/每毫米直径70080090010001.51.00.80.4保温时间分钟/每毫米厚度2.21.51.20.6分钟/每毫米厚度321.60.8（3）冷却速度的影响冷却是淬火的关键工序，它直接影响到钢淬火后的组织和性能。冷却时应使冷却速度大于临界冷却速度，以保证获得马氏体组织；在这个前提下又应尽量缓慢冷却，以减少钢中的内应力，防止变形和开裂。为此，可根据c曲线图（如图2所示），使淬火工作在过冷奥氏体最不稳定的温度范围（650～550℃）进行快冷（即与c曲线的“鼻尖”相切），而在较低温度（300～100℃）时冷却速度则尽可能小些。为了保证淬火效果,应选用合适的冷却方法（如双液淬火、分级淬火等).不同的冷却介质在不同的温度范围内的冷却速度有所差别。各种冷却介质的特性见表2.表2几种常用淬火介质的冷却能力在下列温度范围内的冷却速度（℃/秒）冷却介质650～550℃18℃的水50℃的水10％nacl 水溶液（18℃）10％naoh水溶液（18℃）10％naoh水溶液（18℃）蒸馏水（50℃）硝酸盐（200℃）菜籽油（50℃）矿务机油（50℃）6001001100120XX0025035020XX50300～

金属材料与热处理课后习题答案

第1章金属的结构与结晶 一、填空： 1、原子呈无序堆积状态的物体叫，原子呈有序、有规则排列的物体称为。一般固态金属都属于。 2、在晶体中由一系列原子组成的平面，称为。通过两个或两个以上原子中心的直线，可代表晶格空间排列的的直线，称为。 3、常见的金属晶格类型有、和三种。铬属于晶格，铜属于晶格，锌属于晶格。 4、金属晶体结构的缺陷主要有、、、、、和 等。晶体缺陷的存在都会造成，使增大，从而使金属的提高。 5、金属的结晶是指由原子排列的转变为原子排列的过程。 6、纯金属的冷却曲线是用法测定的。冷却曲线的纵坐标表示，横坐标表示。 7、与之差称为过冷度。过冷度的大小与有关， 越快，金属的实际结晶温度越，过冷度也就越大。 8、金属的结晶过程是由和两个基本过程组成的。 9、细化晶粒的根本途径是控制结晶时的及。 10、金属在下，随温度的改变，由转变为的现象称为

同素异构转变。 二、判断： 1、金属材料的力学性能差异是由其内部组织结构所决定的。（） 2、非晶体具有各向同性的特点。（） 3、体心立方晶格的原子位于立方体的八个顶角及立方体六个平面的中心。（） 4、金属的实际结晶温度均低于理论结晶温度。（） 5、金属结晶时过冷度越大，结晶后晶粒越粗。（） 6、一般说，晶粒越细小，金属材料的力学性能越好。（） 7、多晶体中各晶粒的位向是完全相同的。（） 8、单晶体具有各向异性的特点。（） 9、在任何情况下，铁及其合金都是体心立方晶格。（） 10、同素异构转变过程也遵循晶核形成与晶核长大的规律。（） 11、金属发生同素异构转变时要放出热量，转变是在恒温下进行的。（） 三、选择 1、α—Fe是具有（）晶格的铁。 A、体心立方 B、面心立方 C、密排六方 2、纯铁在1450℃时为（）晶格，在1000℃时为（）晶格，在600℃时为 （）晶格。A、体心立方 B、面心立方 C、密排六方 3、纯铁在700℃时称为（），在1000℃时称为（），在1500℃时称为（）。

《金属材料与热处理》教学大纲.doc

《金属材料与热处理》教学大纲 一、说明 1、课程的性质和内容 金属材料与热处理是一门技术基础课。其主要内容包括：金属的性能、金属学基础知识、钢的热处理、常用金属材料及非金属材料的牌号等。 2、课程的任务和要求 本课程的任务是使学生掌握金属材料与热处理的基本知识，为学习专业理 论，掌握专业技能打好基础。通过本课程的学习，学生应达到下列基本要求: （1）了解金属学的基本知识。 （2）掌握常用金属材料的牌号、性能及用途。 （3）了解金属材料的组织结构与性能之间的关系。 （4）了解热处理的一般原理及其工艺。 （5）了解热处理工艺在实际生产中的应用。 3、教学中应注意的问题 （1）认真贯彻理论联系实际的原则，注重学生素质的全面提高。 （2）在组织教学时，应根据所学工种，结合实际生产，选择不同的学习内容，有“*”的为选学内容。 （3）加强实验和参观，增强感性认识和动手能力。 （4）有条件的可辅以电化教学，是教学直观而生动。 二、教学要求、内容、建议及学时分配。（总学时80课时，开课时间为：高 一上期） 绪论总学时1 教学要求 1、明确学习本课程的目的。 2、了解本课程的基本内容。 教学内容

1、学习金属材料与热处理的目的。 2、金属材料与热处理的基木内容。 3、金属材料与热处理的发展史。 4、金属材料在工农业生产中的应用。 教学建议 1、结合实际生产授课，以激发学生学习本课程的兴趣。 2、展望金属材料与热处理的发展前景。 第一章金属的结构与结晶总学时2 教学要求 1、了解金属的晶体结构。 2、掌握纯金属的结晶过程。 3、掌握纯铁的同素异构转变。 教学内容 §1-1金属的晶体结构 一、晶体与非晶体 二、晶体结构的概念 三、金属晶格的类型 § 1-2纯金属的结晶 一、纯金属的冷却曲线及过冷度 二、纯金属的结晶过程 三、晶粒大小对金属力学性能的影响 四、金属晶体缺陷 § 1-3金属的同素异构转变 教学建议 1、晶体结构较抽象，可使用模型配合讲课。 2、讲透同素异构转变与结晶过程之间的异同点。

金属材料与热处理

金属材料的性能（材料的性能一般分为使用性能和工艺性能两大类，使用性能主要包括力学性能、物理性能、化学性能）（选择题） 1.力学性能：强度（屈服强度、抗拉强度）、塑性、弹性与刚度、硬度（布氏 硬度，洛氏硬度，维氏硬度）、冲击韧性、疲劳强度 2.物理性能：密度、熔点、热膨胀性、导热性、导电性、 3.化学性能：耐蚀性、抗氧化性 常见金属的晶格类型—— 1.体心立方晶体具有这种晶格的金属有钨（W），钼（M），铬（Cr），钒（V）， α-铁（α-Fe）等 2.面心立方晶格具有这种晶格的金属有金(Au),银(Ag),铝（Al）,铜（Cu）,镍 （Ni）,γ-铁（γ-Fe）等 3.密排六方晶格具有这种晶格的金属有镁（Mg），锌（Zn），铍（Be），α- 钛（α-Ti） 根据晶体缺陷的几何特点，可分为 1.点缺陷点缺陷是指在晶体中长，宽，高尺寸都很小的一种缺陷，常见的有 晶格空位和间隙原子 2.线缺陷线缺陷是指在晶体中呈线状分布（在一维方向上的尺寸很大，而别 的方向则很小）原子排列不均衡的晶体缺陷，主要指各种类型的位错 3.面缺陷面缺陷是指在二维方向上吃醋很大，在第三个方向上的尺寸很小， 呈面状分布的缺陷 位错：位错是指晶格中一列或若干列原子发生了某种有规律的错排现象。 铁素体：铁素体是碳溶于α-Fe中形成的间隙固溶体，为体心立方晶格，用符号F（或α）表示 简化后的Fe-Fe3C相图，画图啊亲，三个学期的铁碳相图啊有木有，都是泪啊有木有！！！书P9 共析钢由珠光体向奥氏体的转变包括以下四个阶段：奥氏体形核，奥氏体晶核长大，剩余渗碳体溶解和奥氏体成分均匀化 影响奥氏体晶粒长大的因素： 1.加热温度和保温时间加热温度愈高，保温时间愈长，奥氏体晶粒愈粗大

金属材料与热处理习题册答案

金属材料与热处理习题册答案 绪论 填空题 1．成分组织热处理性能 2．光泽延展性导电性导热性合金 3．成分热处理性能性能 思考题 答：机械工人所使用的工具、刀、夹、量具以及加工的零件大都是金属材料，所以了解金属材料与热处理的相关知识。对我们工作中正确合理地使用这些工具；根据材料特点正确合理地选择和刃磨刀具几何参数；选择适当的切削用量；正确选择改善零件工艺性能的方法等都具有非常重要的指导意义。 第一章金属的结构与结晶 填空题 1．非晶体晶体晶体 2．体心立方面心立方密排六方体心立方面心立方密排六方 3．晶体缺陷间隙空位置代刃位错晶界亚晶界 4．无序液态有序固态 5．过冷度 6．冷却速度冷却速度低 7．形核长大 8．强度硬度塑性 9．固一种晶格另一种晶格 10．静冲击交变 11．弹性塑性塑性 12．材料内部与外力相对抗 13．内力不同 14．外部形状内部的结构 判断题 1．√ 2．× 3．× 4．× 5．× 6．√ 7．√ 8．√ 9．√ 10．√ 11．× 12．√ 13．√

14．× 15．√ 选择题 1．A 2．C B A 3．B 名词解释 1．答：晶格是假想的反映原子排列规律的空间格架；晶胞是能够完整地反映晶体晶格特征的最小几何单元。 2．答：只由一个晶粒组成的晶体称为单晶体；由很多的小晶体组成的晶体称为多晶体。3．答：弹性变形是指外力消除后，能够恢复的变形；塑性变形是指外力消除后，无法恢复的永久性的变形。 4．答：材料在受到外部载荷作用时，为保持其不变形，在材料内部产生的一种与外力相对抗的力，称为内力；单位面积上所受的内力就称为应力 思考与练习 1．冷却曲线上有一段水平线，是说明在这一时间段中温度是恒定的。结晶实际上是原子由一个高能量级向一个较低的能量级转化的过程，所以在结晶时会放出一定的结晶潜热，结晶潜热使正在结晶的金属处于一种动态的热平衡，所以纯金属结晶是在恒温下进行的。 2．生产中常用的细化晶粒的方法有：增加过冷度、采用变质处理和采用变质处理等。金属结晶后，一般是晶粒愈细，强度、硬度愈高，塑性、韧性也愈好，所以控制材料的晶粒大小具有重要的实际意义。 3．（1）金属模浇铸的晶粒小于砂型浇铸的晶粒 （2）铸成薄件的晶粒小于铸成厚件的晶粒 （3）浇铸时采用振动的晶粒小于不采用振动的晶粒 4．味精、冰糖、云母、食盐及各类金属均是晶体。 5．（略） 6．反复弯折处逐渐变硬，弯折越来越困难直至断裂。原因是反复弯折使铁丝局部塑性变形量增大，产生了变形强化的现象。 7．有。因为切削加工中切屑分离的过程，实际上是刀具与被切削工件之间发生强烈挤压和摩擦的过程，在这一过程中，已加工表面和切屑都会发生塑性变形而产生加工硬化现象。切屑产生加工硬化现象会变得难以排出，已加工表面产生加工硬化现象会使后续加工变得困难。 第二章金属的性能 填空题 1．物理性能化学性能力学性能铸造性能锻造性能焊接性能切削加工性能热处理性能2．静塑性变形断裂 3．屈服强度抗拉强度R eL R m 4．屈服强度（R eL）条件屈服强度（R p0.2） 5．31400N 53000N 6．永久性变形伸长率（A）断面收缩率（Z） 7．58% 76%

金属材料及热处理试题和答案

金属材料与热处理试题及答案1 1、常见的金属晶格类型有体心立方晶格、面心立方晶和密排立方晶格。 2、金属的机械性能主要包括强度、硬度、塑性、韧性、疲劳强度等指标，其中衡量金属材料在静载荷下机械性能的指标有强度硬度塑性疲劳强度_。衡量金属材料在交变载和冲击载荷作用下的指标有疲劳强度和冲击韧性_。 3、常用的回火方法有低温回火、中温回火和高温回火。 4、工程中常用的特殊性能钢有不锈钢、耐磨钢、耐热钢。 5、根据铝合金成分和工艺特点，可将铝合金分为变形吕合金和铸造铝合金两大类。 6、按冶炼浇注时脱氧剂与脱氧程度分，碳钢分为沸腾刚、镇静钢、连铸坯和半镇静钢。 7、钢在一定条件下淬火后，获得一定深度的淬透层的能力，称为钢的淬透性。淬透层通常以工件表面到半马氏体层的深度来表示。 8、冷塑性变形的内应力，按作用范围，可分为宏观（第一类）内应力、晶间（第二类）内应力晶格畸变（第三类）内应力。 9、铸铁中碳以石墨形式析出的过程称为石墨化，影响石墨化的主要因素有冷却速度和化学成分。 10、根据共析钢的“C”曲线，过冷奥氏体在A1温度以下等

温转变的组织产物可分为三大类，即珠光体型组织、贝氏体型组织和马氏体型组织等。 二、选择题（30分，每题2分） 1、拉伸试验时．试样拉断前能承受的最大标拉应力称为材料的（B）。 A 屈服点 B 抗拉强度 C 弹性极限 D 刚度 2、金属的（D ）越好，其锻造性能就越好。 A 硬度 B 塑性 C 弹性 D 强度 3、根据金属铝的密度，它属于（C）。 A 贵金属 B 重金属 C 轻金属 D 稀有金属 4、位错是一种（A）。 A 线缺陷 B 点缺陷 C 面缺陷 D 不确定 5、晶体中原子一定规则排列的空间几何图形称（B）。 A 晶粒 B 晶格 C 晶界 D 晶相 6、实际生产中，金属冷却时（C）。 A 理论结晶温度总是低于实际结晶温度 B 理论结晶温度总是等于实际结晶温度 C 理论结晶温度总是大于实际结晶温度 D 实际结晶温度和理论结晶温度没有关系 7、零件渗碳后，一般需经过（A）才能达到表面硬度高而且耐磨的目的。 A 淬火+低温回火 B 正火 C 调质 D 淬火+高温回火

金属材料及热处理复习资料

金属材料及热处理复习资料 一、名词解释 1、回火脆性 2、过冷度 3、调质处理 二、单项选择题 1、实际生产中，金属冷却时（）。 A、理论结晶温度总是低于实际结晶温度 B、理论结晶温度总是大于实际结晶温度 C、理论结晶温度总是等于实际结晶温度 D、实际结晶温度和理论结晶温度没有关系 2、二元合金在发生共晶转变时，其相组成是（） A、单一液相 B、单一固相 C、两相共存 D、三相共存

3、金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫（）。 A、弹性 B、硬度 C、塑性 D、强度 4、钢经表面淬火后，将获得（） A、上贝氏体 B、全部马氏体 C、下贝氏体 D、一定深度的马氏体 5、（）主要用于各种弹簧淬火后的处理。 A、低温回火 B、中温回火 C、高温回火 D、调质 6、常温铁素体是碳溶解在（）中所形成的间隙固溶体。 A、α-Fe B、γ-Fe C、δ-Fe D、β-Fe 7、铸铁的含碳量一般为（） A、0.008～4.3% B、0.008～6.69% C、2.11～6.69% D、4.3～6.69% 8、钢淬火后需进行（）： A、回火 B、正火 C、退火 D、直接使用 三、多项选择题 1、铁碳合金中的固溶体有（）。 A、铁素体 B、渗碳体 C、奥氏体 D、珠光体 2、在晶体缺陷中，属于面缺陷的有（）。 A、间隙原子 B、位错 C、晶界 D、相界 3、钢经调质处理后的机械性能（） A、强度比正火低 B、强度比正火高 C、塑性比正火更好 D、韧性比正火更好

4、经冷变形后，金属（）。 A. 形成柱状晶 B. 形成纤维组织 C. 强度升高 D. 塑性升高 5、提高液体金属的冷却速度，可使金属结晶（）。 A、过冷度增加 B、N/G增加 C、N/G减小 D、晶粒细化 四、判断题（正确填“T”，错误填“F”） 1、单晶体、多晶体是各向同性的。（） 2、20钢比T12钢的含碳量高，因此塑性差。（） 3、表面渗碳能改变钢的表面化学成分和组织。（） 4、合金中凡成分相同、结构相同，并与其它部分有界面分开的均匀组成部分称为相。（） 5、Fe3C I与Fe3CⅡ的晶体结构和形态均相同。（） 6、可通过冶金、冷变形和热处理等方式来降低材料的弹性模量E。（） 7、低温回火脆性是一种不可逆的回火脆性，其主要原因是P等杂质元素在原奥氏体晶界上的偏聚。（） 8、当金属进行冷塑性变形加工后，强度将会降低。（） 五、问答题： 1.轴承合金的组织有什么特点？为什么？ 2. 请分析高速钢工具的最终热处理中需回火三次的原因及使用态组织。 3 有两块退火钢样经组织分析发现其中珠光体占80%，但硬度差别较大，请分别计算它们的含碳量。

金属材料与热处理试题及答案

金属材料与热处理 一、填空题（30分，每空1分） 1、常见的金属晶体类型有_体心立方_晶格、__面心立方__晶格和密排六方晶格三种。 2、金属的整个结晶过程包括形核_____、___长大_______两个基本过程组成。 3、根据溶质原子在溶剂晶格中所处的位置不同，固溶体分为_间隙固溶体_与_置换固溶体_两种。 4、工程中常用的特殊性能钢有_不锈钢__、_耐热钢_、耐磨钢。 5、常用的常规热处理方法有___回火___、正火和淬火、__退火__。 6、随着回火加热温度的升高，钢的__强度__和硬度下降，而_塑性___和韧性提高。 7、根据工作条件不同，磨具钢又可分为_冷作模具钢_、__热作模具钢__和塑料磨具用钢等。 8、合金按照用途可分为_合金渗碳体_、_特殊碳化物_和特殊性能钢三类。 9、合金常见的相图有__匀晶相图__、_共晶相图__、包晶相图和具有稳定化合物的二元相图。 10、硬质合金是指将一种或多种难熔金属_碳化物__和金属粘结剂，通过_粉末冶金__工艺生产的一类合金材料。 11、铸铁的力学挺能主要取决于_基体的组织_的组织和石墨的基体、形态、_数量_以及分布状态。 12、根据铸铁在结晶过程中的石墨化程度不同，铸铁可分为_灰口铸铁__、_白口铸铁_和麻口铸铁三类。 13、常用铜合金中，_青铜_是以锌为主加合金元素，_白铜_是以镍为主加合金元素。 14、铁碳合金的基本组织中属于固溶体的有_铁素体_和_奥氏体_,属于金属化合物的有_渗碳体_，属于混合物的有_珠光体_和莱氏体。 二、选择题（30分，每题2分） 1、铜只有通过冷加工并经随后加热才能使晶粒细化，而铁则不需冷加工，只需加热到一定温度即使晶粒细化，其原因是（ C ） A 铁总是存在加工硬化，而铜没有 B 铜有加工硬化现象，而铁没有 C 铁在固态下有同素异构转变，而铜没有 D 铁和铜的再结晶温度不同 α-是具有（A ）晶格的铁。 2、Fe A 体心立方 B 面心立方 C密排六方 D 无规则几何形状 3、以下哪种铸铁的断口呈灰黑色？（ D ） A 马口铁 B 白口铸铁 C 麻口铸铁D灰铸铁 4、用于制造渗碳零件的钢称为（C ）。 A 结构钢 B 合金钢 C 渗碳钢 D 工具钢 5、合金发生固溶强化的主要原因（ C ）。 A晶格类型发生了变化B 晶粒细化 C 晶格发生畸形 D 晶界面积发生变化 6、调质处理就是（ A ）的热处理。 A 淬火+高温火 B 淬火+中温回火 C 淬火+低温回火 D 淬火+低温退火 7、零件渗碳后，一般需经过（ A ）才能达到表面硬度高而且耐磨的目的。 A 淬火+低温回火 B 正火 C 调质 D 淬火+高温回火 8、钢在加热时，判断过热现象的依据是（B ）。 A 表面氧化 B 奥氏体晶界发生氧化或融化 C 奥氏体晶粒粗大D、晶格发生畸形 9、火焰加热表面淬火和感应加热表面淬火相比（ D ）。 A 效率更高 B 淬硬层深度更容易控制C工艺过程简单D设备简单

(完整版)金属材料及热处理基础习题精选(带答案)

金属材料及热处理复习题 一、判断题（填在题后的括号内。对的“√”，错的“×”） 1、弹性变形和塑性变形都能引起零件和工具的外形和尺寸的改变，都是工程技术上所不允许的。（×） 2、碳素钢随含碳量的增加，其塑性、韧性将升高。（×） 3、硬度愈低，金属的切削加工性能愈好。（×） 4、钢中含碳量的多少不仅会影响到钢的机械性能，而且会影响到钢的工艺性能。（√） 5、表面热处理都是通过改变钢材表面的化学成分而改变表面性能的。 （×） 6、高速钢由于具有极高的硬度而可以进行高速切削。（×） 7、由于铸铁含碳量比钢高，所以硬度都比钢高。（×） 8、低碳钢为了改善组织结构和机械性能，改善切削加工性，常用正火代替退火。（√） 9、工具钢的硬度、耐磨性高，则红硬性也一定很好。（×） 10、发蓝的主要目的是提高零件表面的强度和硬度，其次还能提高抗蚀能力。（×） 二、填空题 1、金属材料的性能，主要可分为使用性能和工艺性能两个方面。 2、高碳钢、中碳钢、低碳钢是按含碳量的高低划分，其含碳量＞0.60% 为高碳钢，含碳量为0.25～0.60%为中碳钢，含碳量＜0.25%为低碳钢。 3、淬火的主要目的是提高钢的硬度和耐磨性。 4、按用途，合金钢可以分为合金结构钢、合金工具钢和特殊合金钢。 5、调质处理就是将钢淬火后，再经高温回火的一种工艺方法。 6、铸铁是含碳量大于2.11%的铁碳合金。

7、合金结构钢的编号原则是采用“二位数字+化学元素符号+数字”的方法。 8、金属铸造性能的好坏主要取决于金属的流动性和收缩性的大小。 9、常用的化学热处理方法有渗碳和氮化。 10、常用的硬质合金分类牌号中“YG”表示钨钴类硬质合金，“YT”表示钨钴钛类硬质合金。 11、根据加入元素量的不同。钢合金分为低合金钢、中合金钢和高合金钢三大类。在机械制造业中，应用较广的是中合金钢。 12、铝合金按加入元素的含量多少和工艺特点不同，可分为形变铝合金和铸造铝合金两类。 13、以下牌号是表示什么材料： 45表示平均C%为0.45%的优质碳素结构钢， T8表示平均C%≈0.8%的优质碳素工具钢， QT42-10表示最低抗拉强度为42N/mm2,最低延伸率为10%的球墨铸铁， H62表示Cu%≈62%的普通黄铜， W18Cr4V表示含W约为18%，含Cr约为4%，含V小于1.5%的高速钢。三、选择题（在每组答案里面只有一个正确的，请将正确答案的序号填在 题内的空格处） 1、金属的使用性能常包括 b 性能 c 性能和 d 性能等。 a.加工性 b.物理 c.化学 d.机械 2、形状复杂、机械性能要求较高，而且难以用压力加工方法成形的机架、箱体等零件，应采用 d 来制造。 a.碳素工具钢 b.碳素结构钢 c.易切削钢 d.工程用铸钢 3、工件在回火时，回火温度愈高，其回火后的硬度 b a.愈高 b.愈低 c.不变 d.不确定 4、9SiCr是合金 b 钢。C%约为 c %

金属材料与热处理教材习题答案

《金属材料与热处理》教材习题答案 作者：陈志毅 绪论 1．金属材料与热处理是一门怎样的课程？ 答：金属材料与热处理这门课程的内容主要包括金属材料的基本知识、金属的性能、金属学基础知识和热处理的基本知识等。 2．什么是从属与从属材料？ 答：所谓金属是指由单一元素构成的具有特殊的光泽、延展性、导电性、导热性的物质。如金、银、铜、铁、锰、锌、铝等。而合金是指由一种金属元素与其它金属元素或非金属元素通过熔炼或其它方法合成的具有金属特性的材料，所以金属材料是金属及其合金的总称，即指金属元素或以金属元素为主构成的，并具有金属特性的物质。 3．怎样才能学好金属材料与热处理这门课程？ 答：金属材料与热处理是一门从生产实践中发展起来，又直接为生产服务的专业基础课，具有很强的实践性，因此在学习时应结合生产实际，弄清楚重要的概念和基本理论，按照材料的成分和热处理决定其组织，组织决定其性能，性能又决定其用途这一内在关系进行学习和记忆；认真完成作业和实验等教学环节，就完全可以学好这门课程的。 第一章金属的结构与结晶 1．什么是晶体和非晶体？它们在性能上有什么不同？想一想，除了金属，你在生活中还见过哪些晶体？ 答：原子呈有序、有规则排列的物质称为晶体；而原子呈无序、无规则堆积状态的物质称为非晶体。晶体一般具有规则的几何形状、有一定的熔点，性能呈各向异性；而非晶体一般没有规则的几何形状和一定的熔点，性能呈各向同性。生活中常见的食盐、冰糖、明矾等都有是典型的晶体。 2．什么是晶格和晶胞？金属中主要有哪三种晶格类型？它们的晶胞各有何特点？ 答：假想的能反映原子排列规律的空间格架，称为晶格。晶格是由许多形状、大小相同的小几何单元重复堆积而成的。我们把其中能够完整地反映晶体晶格特征的最小几何单元称为晶胞。金属中主要有体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格等三种晶格类型，体心立方晶格的晶胞是一个立方体，原子位于立方体的八个顶点和立方体的中心；面心立方晶格的晶胞也是一个立方体，原子位于立方体的八个顶点和立方体六个面的中心；密排六方晶格的晶胞是一个正六棱柱，原子除排列于柱体的每个顶点和上、下两个底面的中心外，正六棱柱的中心还有三个原子。 3．晶体在结构上有哪些缺陷？ 答：常见的晶体结构缺陷有晶界、亚晶界、位错（刃位错、螺旋位错）以及间隙、空位、和置代原子等。 4．什么是结晶？结晶由哪两个基本过程组成？ 答：生产上将液态金属凝固的过程称为结晶。金属的结晶过程由晶核的产生和长大两个

金属材料与热处理工艺

金属材料与热处理工艺关系的探讨 函数站株洲331函授站 专业机电一体化 班级 姓名朱雪峰 指导教师 二○一一年三月

目录 1、前言………………………………………………………………… 2、金属材料结构及基本组织…………………………………………. 3、金属材料的切削性能与热处理预热的关系……………………… 3.1金属材料的切削性能与热处理预热的关系………………………. 3.2金属材料的切边横量与热处理温度的关系……………………… 3.3金属材料的断裂韧性与热处理温度的关系……………………… 3.4 金属材料抗应力腐蚀开裂与热处理应力的关系………………… 4、零件材料结构及特点分析…………………………… 4.1零件的材料特点…………………………………………. 4.2零件的结构特点………………………………………… 5、轴承盖真空热处理工艺路线……………………………… 6、产品质量与《经济法》的关系…………………………… 7、结论……………………………………………………………… 8、主要参考文献…………………………………………………

第一章前言 工业生产中，许多金属材料为最大限度地发挥材料潜力，需要提高其机械性能。在设计工作中，正确制定热处理工艺可以改变某些金属材料的机械性能。而不合理的热处理条件，不仅不会提高材料的机械性能，反而会破坏材料原有的性能。因此，设计人员在根据金属材料成分及组织确定热处理的工艺要求时，应准确分析金属材料与热处理工艺的关系，合理安排工艺流程，才能得到理想的效果。 第二章金属材料结构及基本组织 在工业生产中，广泛使用的金属有铁、铝、铜、铅、锌、镍、铬、锰等。但用得更多的是它们的合金。金属和合金的内部结构包含两个方面：其一是金属原子之间的结合方式；其二是原子在空间的排列方式。金属的性能和原子在空间的排列配置情况有密切的关系，原子排列方式不同，金属的性能就出现差异。金属材料热处理过程是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度在不同的介质中冷却，通过改变金属材料表面或内部的显微组织结构来改变其性能的一种工艺。因此，对某些金属或合金来说，可以用热处理工艺来改变它的原子排列，进而改变其组织结构，控制其机械性能，以满足工程技术的需要。不同的热处理条件