金属材料及热处理习题 有答案

第1章 钢的热处理

一、填空题

1．热处理根据目的和工序位置不同可分为预备热处理和最终热处理。 2．热处理工艺过程由 加热 、 保温 和 冷却三个阶段组成。

3．珠光体根据层片的厚薄可细分为 珠光体、 索氏体 和 屈氏体 。

4．珠光体转变是典型的 扩散型 相变，其转变温度越低，组织越 细 ，强度、硬度越 高 。 5．贝氏体分上贝氏体和下贝氏体两种。

6．感应加热表面淬火，按电流频率的不同，可分为高频感应加热淬火

、中频感应加热淬火和工频感应加热淬火三种。而且感应加热电流频率越高，淬硬层越 薄。

7．钢的回火脆性分为第一类回火脆性和第二类回火脆性，采用回火后快冷不易发生的是第二类回火脆性 。

8．化学热处理是有分解、吸收和扩散三个基本过程组成。

9．根据渗碳时介质的物理状态不同，渗碳方法可分为固体渗碳、液体渗碳和气体渗碳三种。

10．除Co外，其它的合金元素溶入奥氏体中均使C曲线向右移动，即使钢的临界冷却速度变小，淬透性提高。

11．淬火钢在回火时的组织转变大致包括马氏体的分解，残余奥氏体的分解，碳化物的转变，碳化物的集聚长大和a相的再结晶等四个阶段。

12．碳钢马氏体形态主要有板条和片状两种，其中以板条强韧性较好。

13、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点越低，转变后的残余奥氏体量就越多 二、选择题

1．过冷奥氏体是C温度下存在，尚未转变的奥氏体。 A．Ms B．Mf C．A1

2．过共析钢的淬火加热温度应该选择在A，亚共析钢则应该选择在C。 A．Ac1+30~50C B．Accm 以上 C．Ac3+30~50C

3．调质处理就是C。

A．淬火＋低温回火 B．淬火＋中温回火 C．淬火＋高温回火 4．化学热处理与其他热处理方法的基本区别是C。

A．加热温度 B．组织变化 C．改变表面化学成分 5．渗氮零件在渗氮后应采取（ A ）工艺。

A.淬火+低温回火 B.淬火+中温回火 C.淬火+高温回火 D.不需热处理 6．马氏体的硬度主要取决于马氏体的（C ） A.组织形态 B.合金成分 C.含碳量

7．直径为10mm的40钢其整体淬火温度大约为（ B ） A．750℃ B.850℃ C.920℃

8．钢在具体的热处理或热加工条件下实际获得的奥氏体晶粒大小称为B（ ） A.起始晶粒度 B.实际晶粒度 C.理论晶粒度 D.本质晶粒度 9．钢渗碳的温度通常是（ D ）。

A.600~650℃ B.700~750℃ C.800~850℃ D.900~950℃ 10．贝氏体转变属于（ C ）。

A扩散型相变 B.无扩散型相变 C.半扩散型相变 D.其它 11．T12钢消除网状渗碳体应采用（A ），改善切削加工性应采用（ B ）。 A. 正火 B. 球化退火 C. 去应力退火 D. 完全退火

1

12．20钢锻件改善切削加工性应采用（D ）。

A.完全退火 B. 球化退火 C. 去应力退火 D. 正火 三、判断题

1．淬火后的钢，随回火温度的增高，其强度和硬度也增高。（X ） 2．本质细晶钢是指在任何加热条件下均不会粗化的钢。（ X ） 3．钢中碳的质量分数越高，其淬火加热温度越高。（ X ） 4．高碳钢中用正火代替退火，以改善其可加工性。（ X ）

5．过冷奥氏体发生马氏体转变时，若将温度降到Mf点以下则可全部转变。（ X ） 6．45钢在水和油中冷却时，其相应临界淬透直径D0水和D0油的关系是D0水

10．含铬锰的合金钢在低温区回火时若出现脆性增大现象可采用回火后快冷来消除。（ X ） 11．奥氏体的实际晶粒度一般比起始晶粒度大。（ √ ） 12．同一钢材在相同加热条件下总是水淬比油淬的淬透性好。（ √ ）

13．硬度相同时，回火屈氏体和回火索氏体比屈氏体和索氏体具有较高的强度、塑性和韧性。（ √ ） 四、简答题

1．简述共析钢过冷奥氏体在A1~Mf温度之间不同温度等温时的转变产物及性能。 2．今有经退火后的45号钢，在700C、760C、840C加热，保

温一段时间后水冷，所得到的组织各是什么？

3．共析碳钢加热到奥氏体后，以各种速度连续冷却，能否得到贝氏体组织，采取什么办法才能获得贝氏体组织？ 4．马氏体转变有哪些特点？

5．钢的淬透性是指什么？分析“某钢件加热条件相同时，小件的淬透性比大件的好”这句话正确与否。

6．某碳钢的冷却曲线如图所示，试分析按图中1～5冷却方式冷却后的转变产物以及ⅰ和ⅱ时的组织。 五、综合题

1．将ф5mm的T8钢加热到760℃并保温足够的时间，问采用什么热处理方法可以得到下列组织：珠光体，索氏体，下贝氏体，屈氏体+马氏体，马氏体+少量残余奥氏体。 2．某型号柴油机的凸轮轴,要求凸轮表面有高的硬度（HRC>50），而心部具有良好的韧性(Ak>40J)，原采用45钢调质处理再在凸轮表面进行高频淬火，最后低温回火，现因工厂库存的45钢已用完,只剩15钢，拟用15钢代替.试说明：

(1)原45钢各热处理工序的作用；

(2)改用15钢后，应按原热处理工序进行能否满足性能要求，为什么？

(3)改用15钢后，为达到所要求的性能，在心部强度足够的前提下采用何种热处理工艺？ 3．确定下列钢件的退火方法：

（1）经冷轧后的15钢钢板，要求降低硬度；（再结晶退火） （2）ZG270－500钢的铸造齿轮； （去应力退火） （3）铸造过热的60钢锻坯； （ 完全退火） （4）改善T12钢的切削加工性能； （球化退火） （5）20钢焊接后。 （去应力退火）

第2章 工业用钢

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一、填空题

1．钢中所含有害杂质元素主要是 S、 P 。

2．T12A钢按用途分类属于 碳素工具 钢，按碳的质量分数分类属于高碳钢，按质量分类属于高级优质钢。

3．45钢按用途分类属于结构钢，按碳的质量分数分类属于中碳钢，按质量分类属于优质钢。

4．60Si2Mn是合金弹簧钢，它的最终热处理方法是淬火+中温回火，为提高表面质量常进行喷丸处理。 5．高速钢刀具在切削温度高达600C时，仍能保持高硬度和高耐磨性。

6．ZGMn13-3制造坦克履带板需经过水韧处理，目的是为得到单一奥氏体组织。 二、选择题

1．08F牌号中，08表示其平均碳的质量分数为A。

A．0.08% B．0.8％ C．8%

2．在下列三种钢中，C钢的弹性最好，A钢的硬度最高，B钢的塑性最好。

A．T10 B．20 C．65

3．选择制造下列零件的材料：冷冲压件A，齿轮C，小弹簧B 。

A．08F B．70 C．45

4．选择制造下列工具所用的材料：木工工具A，锉刀C，手锯锯条B。

A．T9A B．T10 C．T12

5．合金渗碳钢渗碳后必须进行A后才能使用。

A．淬火加低温回火 B．淬火加中温回火 C．淬火加高温回火 6．将下列合金钢牌号归类。

耐磨钢B ；合金弹簧钢A；合金模具钢C ；不锈钢D。

A．60Si2MnA B．ZGMn13-1 C．Cr12MoV D．2Cr13 7．为下列零件正确选材：

机床主轴C；汽车、拖拉机变速齿轮D ；板弹簧E ；滚动轴承 B ；贮酸槽A；坦克履带F。 A．1Cr18Ni9 B．GCr15 C．40Cr D．20CrMnTi E．60Si2MnA F．ZGMn13-3 8．为下列工具正确选材：

高精度丝锥B；热锻模E；冷冲模A；医用手术刀片C；麻花钻头D。

A．Cr12MoVA B．CrWMn C．7Cr17 D．W18Cr4V E．5CrNiMo 三、判断题

1．T10钢中碳的质量分数是10％。（X） 2．碳素工具钢都是优质或高级优质钢。（ √ ） 3．碳素工具钢中碳的质量分数一般都大于0.7％。（ √ ）

4．工程用铸钢可用于铸造生产形状复杂而力学性能要求较高的零件。（√） 5．用Q345钢制造的自行车车架，比用Q235钢制造的轻。（ √） 6．3Cr2W8V钢一般用来制造冷作模具。（X）

7．GCr15钢是滚动轴承钢，其Cr的质量分数是15％。（X ）

8．由于Cr12MoV钢中铬含量大于11.7%，因而Cr12MoV钢属于不锈钢。（X） 9．Cr12MoV钢在锻造后空冷即可。（X）

10．1Cr18Ni9Ti钢不仅可作不锈钢，还可用作耐热钢制造内燃机排气阀。（√） 11．3Cr13钢的耐蚀性不如1Cr13钢。（ √） 四、简答题

1．与非合金钢相比，合金钢有哪些优点？

2．说明在一般情况下非合金钢用水淬火，而合金钢用油淬火的道理？ 3．高速钢有何性能特点？回火后为什么硬度会增加？ 4．什么是热硬性？T9钢和9SiCr钢制造的刃具，若要保证刃部在230～250℃受热条件下工作硬度仍不

3

低于60HRC，应选哪一种钢？为什么？

5．耐磨钢常用牌号有哪些？它们为什么具有良好的耐磨性和韧性？ 6．提高金属抗腐蚀能力有哪些措施？

7．与铬不锈钢比较，奥氏体型不锈钢有何特性？为提高其抗蚀性能可采取什么热处理？ 五、综合题

1、现有几个钢种：40Cr、5CrNiMo、65Mn、Cr12MoV、Q345 问：（1）要制造冲孔落料模，应选用何种钢材？

（2）锻造后能否直接空冷，为什么？

（3）简单说明最终热处理工艺及获得的组织。 2、W18Cr4V制造盘形齿轮铣刀工艺路线如下：

下料?锻造?①?机械加工?②+③?喷砂?磨加工?成品 问：（1）该钢含碳量范围及各合金元素的主要作用；

（2）其锻造有何特点?

（3）①为何种热处理工序，其目的及所得组织？

（4）分析②和③所采用的热处理工艺，最终组织及大致硬度。 3．20CrMnTi制造某汽车变速齿轮工艺路线如下：

下料?锻造?①?加工齿形?②?③+④?喷丸?磨齿（精加工）

问：（1）①、②、③及④各为何种热处理方法；

（2）各热处理的工艺及目的；

（3）最终热处理后表层组织及大致硬度。

4、现有几种材料，牌号如下：

5CrMnMo 40CrNi 20CrMnTi 7A09 CrWMn 60Si2Mn 4Cr13 ZGMn13 W18Cr4V HT200 QBe2 H70 请从上选出相应用途的材料：

汽车板簧 （60Si2Mn） 床身、机座（HT200） 连杆 （40CrNi） 压力容器 （Q390） 坦克履带板 （ZGMn13） 手术刀 （4Cr13） 小型热锻模 （5CrMnMo） 锉刀 （T12 ） 弹壳 （H70） 飞机大梁 （7A09 ）

第3章 铸铁

一、填空题

1．生产球墨铸铁需进行球化和 孕育处理。

2．铸铁的碳当量越高、冷却速度越慢，石墨化过程越易进行。 二、选择题

1．为提高灰铸铁的表面硬度和耐磨性，采用A法效果较好。

A．电接触加热表面淬火 B．等温淬火 C．渗碳后淬火加低温回火 2．下列哪种铸铁的减震性最好。（A）

A. 灰口铸铁 B.可锻铸铁 C.球墨铸铁 D.白口铸铁 3．为下列零件正确选材：

机床床身 D；汽车后桥外壳 C；柴油机曲轴 B；排气管 A。 A．RuT300 B．QT700-2 C．KTH350-10 D．HT300 二、判断题

1．热处理可以改变灰铸铁的基体组织，但不能改变石墨的形状、大小和分布情况。（√）2．可锻铸铁比灰铸铁的塑性好，因此，可以进行锻压加工。（X）

Q390 T12 4

3．可锻铸铁一般只适用于薄壁小型铸件。（√） 4．铸铁不应考虑用于焊接件。（√） 三、简答题

1．什么是铸铁？它与钢相比有什么优点？ 2．影响铸铁石墨化的因素有哪些？

3．用金属模浇铸灰口铸铁件时，发现表层及薄壁处硬度很高，难以切削加工，说明其原因及消除办法。 4．下列牌号各表示什么铸铁？牌号中的数字表示什么意义？

①HT250 ②QT700-2 ③KTH330-08 ④KTZ450-06 ⑤RuT420

第4章 有色金属

一、填空题

1．钛也有 现象，882C以下为密排六方晶格，称为α钛；882C以上

为体心立方晶格，称为β钛。

2．铸造铝合金中应用最广泛的是铝硅系合金，其铸造性能好，而耐热性最好的是铝铜系合金。3．H80是铜锌合金，80代表含铜量80%。 4．α型钛合金中主要加入的合金元素是铝。 二、选择题

1．3A21按工艺特点分，是B铝合金，属于热处理D的铝合金。 A．铸造 B．变形 C．能强化 D．不能强化 2．某一材料的牌号为T3，它是 。

A．碳的质量分数为4％的碳素工具钢 B．3号工业纯钢 C．3号纯铁 3．某一材料牌号为QTi3.5,它是A 。

A．钛青铜 B．球墨铸铁 C．钛合金 4．将相应牌号填入空格内：

普通黄铜A，特殊黄铜D ，锡青铜B ，硅青铜C 。 A．H70 B．QSn4-3 C．QSi3-1 D．HA177-2 三、判断题

1．特殊黄铜是不含锌元素的黄铜。（X） 2．变形铝合金都不能热处理强化。（X） 3．H80属双相黄铜。（X）

4．β钛合金可通过淬火时效处理强化，其高低温强度均高于α钛合金。（X） 5．ZL102具有优良的铸造性能、抗蚀性，并可通过时效提高其强度。（X） 四、简答题

1．铝合金热处理强化的原理与钢热处理强化原理有何不同？

2．何谓简单硅铝明？为什么它具有良好铸造性能?在变质处理前后其组织及性能有何变化? 3．Al—Si系,Al—Cu系,Al—Mg系三种铸造铝合金在性能上各有哪些优缺点？

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