习题册参考《金属材料与热处理第七版习题册》A023671.docx
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习题册参考《金属材料与热处理第七版习题册》A023671
金属资料与热办理(第七版)习题册参照答案
绪论
一、填空题
1.石器青铜器铁器水泥钢铁硅新资料
2.资料能源信息
3.405%金属资料
4.金属资料的基本知识金属的性能金属学基础知识热办理的基本知
识金属资料及其应用
5.成分热办理用途
二、选择题
三、思虑与练习
1.答:
为了能够正确地认识和使用金属资料,合理地确定不相同金属资料的加
工方法,充分发挥它们的潜力,就必定熟悉金属资料的牌号,认识它们的性能和
变化规律。
为此,需要比较深入地去学习和认识相关金属资料的知识。
2.答:
3.答:
要弄清楚重要的看法和基本理论,依照资料的成分和热办理决定其
性能,性能又决定其用途这一内在关系进行学习和记忆;注意理论联系本质,认真完成作业和试验等授课环节,是完满能够学好这门课程的。
第一章金属的结构与结晶
§1—1金属的晶体结构
1
一、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.晶体弊端点弊端线弊端面弊端
二、判断题
1.√2.√3.×4.×
三、选择题
1.A2.C3.C
四、名词讲解
1.答:
晶格是假想的反响原子排列规律的空间格架;晶胞是能够完满地反
映晶体晶格特点的最小几何单元。
2.答:
只由一个晶粒组成的晶体称为单晶体;由好多大小、外形和晶格排
列方向均不相同的晶粒所组成的晶体称为多晶体。
五、思虑与练习
答:
三种常有的金属晶格的晶胞名称分别为:
(体心立方晶格)(面心立方晶格)(密排六方晶格)
§1—2纯金属的结晶
一、填空题
1.液体状态固体状态
2.过冷度
3.冷却速度冷却速度低
4.形核长大
5.强度硬度塑性
二、判断题
1.×2.×3.×4.√5.√6.√
2
三、选择题
1.CBA2.B3.A4.A
四、名词讲解
1.答:
结晶指金属从高温液体状态冷却凝固为原子有序排列的固体状态的
过程。
在结晶的过程中放出的热量称为结晶潜热。
2.答:
在固态下,金属随温度的改变由一种晶格转变成另一种晶格的现象
称为金属的同素异构转变。
五、思虑与练习
1.答:
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变的过程,所以在结晶时
会放出必然的结晶潜热,结晶潜热补偿了消失在空气中的热量,使正在结晶的金
属处于一种动向的热平衡,所以纯金属结晶是在恒温下进行的。
2.答:
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,所以控制资料的晶粒大小拥有重要的本质意义。
生产中常用的细化晶粒的方
法有:
增加过冷度、采用变质办理和采用振动办理等。
其他,对于固态下晶粒粗
大的金属资料,可经过热办理的方法来细化晶粒。
3.答:
(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。
§1—3观察结晶过程(试验)
1.答:
由于液态金属的结晶过程难以直接观察,而盐类也是晶体物质,其
溶液的结晶过程和金属很相似,差异仅在于盐类是在室温下依靠溶剂蒸发使溶液
过饱和而结晶,金属则主要依靠过冷,故完满可经过观察破明盐类溶液的结晶过
程来认识金属的结晶过程。
2.答:
序号结晶表示图简述结晶过程
3
第一阶段开始于液滴边缘,因
第一为该处最薄,蒸发最快,易于形核,
阶段故产生大量晶核而先形成一圈微小
的等轴晶
第二阶段形成较粗大的柱状
第二晶。
因液滴的饱和程序是由外向里,
阶段故位向利于生长的等轴晶得以连续
长大,形成伸向中心的柱状晶
第三第三阶段是在液滴中心形成杂
阶段乱的树枝状晶,且枝晶有好多缝隙
3.答:
观察氯化铵水溶液因溶剂蒸发而结晶的过程,能够发现:
(1)晶体按树枝状方式长大。
在晶核开始成长的初期,因其内部原子规则
排列的特点,其外形是比较规则的,但随着晶核的成长,形成了晶体的棱边和顶
角,由于棱边和顶角处的散热条件优于其他部位等原因,晶粒在棱边和顶角处就
能优先成长,其生长方式像树枝相同,先长出枝干(称为一次晶轴),尔后再长
出分枝(称为二次晶轴),以此类推,这些晶轴互相交叉,如同枝条旺盛的树枝,
这种成长方式叫“枝晶成长”。
(2)结晶包括晶核的形成和长大两个过程。
第二章金属资料的性能
§2—1金属资料的损坏与塑性变形
一、填空题
1.使用性能工艺性能
4
2.变形断裂磨损
3.静冲击交变
4.弹性塑性塑性
5.外面形状内部的结构
6.资料内部外力相抗衡
二、判断题
1.√2.×3.√4.√5.×6.√
三、名词讲解
1.答:
弹性变形是指外力除掉后,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。
2.答:
工件或资料在碰到外面载荷作用时,为保持其不变形,在资料内部产
生的一种与外力相抗衡的力,称为内力。
单位横截面积上的内力——应力。
四、思虑与练习
1.答:
加工硬化又叫形变增强,是一种重要的金属增强手段,对那些不能够
用热办理增强的金属特别重要;其他,它还可使金属拥有有时抗超载的能力。
塑性较好的金属资料在发生变形后,由于形变增强的作用,必定承受更大的外面载荷,才会发生损坏,这在必然程度上提高了金属构件在使用中的安全性。
2.答:
屡次弯折处逐渐变硬,弯折越来越困难直至断裂。
原因是屡次弯折使铁丝局部塑性变形量增大,产生了变形增强的现象。
§2—2金属资料的力学性能
一、填空题
1.静塑性变形断裂
2.信服强度抗拉强度ReLRm
3.信服强度(ReL)条件信服强度(R)
4.3.1410×6N5.3×106N
5.塑性变形断后伸长率(A)断面缩短率(Z)
6.58%76%
硬质合金7355.2510~15布氏500
8.冲击不损坏
5
7108
eLRmHRCAZKR-1
二、判断题
1.×2.×3.×4.√5.√6.√7.√8.√9.√10.√11.√
三、选择题
四、名词讲解
1.答:
信服强度是指拉伸过程中发生塑性变形而力不增加时的应力点,用
ReL表示。
2.答:
资料在断裂前所能承受的最大力的应力称为抗拉强度,用Rm表示。
3.答:
资料抵抗局部变形特别是塑性变形、压痕或划痕的能力称为硬度。
五、思虑与练习
1.答:
低碳钢的力——伸长曲线
弹性变形阶段:
Fe为发生最大弹性变形时的载荷。
外力一旦撤去,则变形完满消失。
信服阶段:
外力大于Fe后,试样发生塑性变形;当外力等增加到FeL后,图
中为锯齿状,这种拉伸力不增加变形却连续增加的现象称为信服,FeL为信服载
荷。
增强阶段:
外力大于FeL后,试样再连续伸长则必定不断增加拉伸力。
随着
变形增大,变形抗力也逐渐增大,这种现象称为形变增强,Fm为试样在信服阶
段后所能抵抗的最大力。
6
缩颈阶段:
当外力达到最大力Fm后,试样的某素来径处发生局部缩短,称
为“缩颈”。
此时截面减小,变形连续在此截面发生,所需外力也随之逐渐降低,
直至断裂。
2.答:
资料
常用硬度测量法
硬度值符号
铝合金半成品
布氏硬度或洛氏硬度B标尺
HBW或HRB
一般淬火钢
洛氏硬度C标尺
HRC
铸铁
布氏硬度
HBW
表面氮化层
维氏硬度
HV
3.解:
因是环形链条,故链条的截面积
S0=2(πd2/4)=2×(3.14×202/4)=628(mm2)
Fm=RmS0=300×628=188400(N)
由此可知该该链条能承受的最大载荷是188400N。
4.答:
自行车的中轴在工作时主要受扭转载荷和波折载荷,故所用资料需
要较高的硬度和强度;而自行车的链盒需要经过冲压成形,故所用资料需要较好
的塑性和韧性。
5.答:
由于齿轮在工作时受交变载荷,而车床导轨所受为静载荷,故齿轮
简单发生疲倦损坏。
§2—3金属资料的物理性能与化学性能
一、填空题
1.密度熔点电性能热性能磁性能
2.固态液态固定
3.导电性电阻率好银
4.热导率
5.热膨胀性热加工热办理
6.磁性铁磁性资料顺磁性资料抗磁性资料
7.耐蚀性高温抗氧化性
二、判断题
1.×2.×3.√4.×5.√6.√7.×
7
三、选择题
四、名词讲解
1.热膨胀性:
金属资料随着温度变化而膨胀、缩短的特点,称为热膨胀性。
2.磁性:
金属资料在磁场中被磁化的性能,称为磁性。
3.耐腐化性:
金属资料在常温下抵抗氧、水及其他化学物质腐化损坏的能
力,称为耐腐化性。
五、思虑与练习
1.答:
(略)
2.答:
使资料在迅速氧化后能在表面形成一层连续而致密并与母体结合牢靠
的膜,从而阻拦进一步氧化。
§2—4金属资料的工艺性能
一、填空题
1.铸造锻压焊接切削加工热办理
2.流动性缩短性偏析倾向
3.塑性变形抗力
二、判断题
1.√2.√3.×4.√
三、选择题
四、名词讲解
1.答:
金属资料的工艺性能是指金属资料对不相同加工工艺方法的适应能力。
2.答:
热办理性能是金属资料在热办理过程中表现出来的各种性能,如淬透性、淬硬性、过热敏感性、变形开裂倾向等。
§2—5力学性能试验
试验1拉伸试验
1.答:
经过拉伸试验可测量塑性资料(低碳钢)的强度衡量指标:
信服强度
ReL,抗拉强度Rm;塑性衡量指标:
断后伸长率A和断面缩短率Z,以及脆性材
料(高碳钢、铸铁)的条件信服强度R。
8
2.(略)
试验2硬度测试
1.(略)
2.答:
布氏硬度试验法的优点:
压痕直径较大,能较正确地反响资料的平均性能。
且由于强度和硬度间有必然的近似比率关系,所以在生产中较为常用。
布氏硬度试验法的弊端:
由于测压痕直径费时费力,操作时间长,不适于测
高硬度资料;压痕较大,只适合毛坯和半成品的测试,而不宜对成品及薄壁零件
测试。
洛氏硬度试验法的优点:
操作简单、迅速,可直接从表盘上读出硬度值;压痕
直径很小,能够测定成品及较薄工件;测试的硬度值范围较大,可测从很软到很硬
的金属资料,所以在生产中广为应用,其中HRC的应用特别广泛。
洛氏硬度试验的弊端:
由于压痕小,当资料组织不平均时,测量值的代表性差。
一般需在不相同的部位测试几次,取读数的平均值代表资料的硬度。
第三章铁碳合金
§3—1合金及其组织
一、填空题
1.金属非金属金属特点
2.相
3.固溶体金属化合物混杂物
4.缝隙固溶体置换固溶体
5.互相作用金属特点熔点硬度脆性
二、判断题
1.×2.√3.√4.√5.√
三、选择题
1.B2.A3.C
四、名词讲解
1.答:
经过溶入溶质元素形成固溶体,而使金属资料强度、硬度提高的现
象称为固溶增强。
2.答:
当溶质与溶剂之间能够任何比率无量互相溶解形成的固溶体,称为
9
无量固溶体。
溶质只幸亏溶剂中有限溶解的,称为有限固溶体。
§3—2铁碳合金的基本组织与性能
一、填空题
1.铁素体奥氏体渗碳体珠光体莱氏体
2.铁素体奥氏体渗碳体
3.塑性韧性强度硬度
4.铁素体奥氏体渗碳体珠光体莱氏体
5.FAFe3CPLdL′d
6.2.11%0.77%
7.奥氏体渗碳体奥氏体珠光体珠光体渗碳体低温莱氏体二、判断题
1.×2.√3.×4.×5.√6.×7.×
三、选择题
1.BA2.C3.A
§3—3铁碳合金相图
一、填空题
1.成分状态组织温度
2.0.0218%2.11%
3.铁素体珠光体珠光体珠光体二次渗碳体
4.铁素体渗碳体珠光体
二、判断题
1.×2.×3.√4.√
三、选择题
1.B2.B3.C4.CAB5.C6.CDB7.A8.B
四、名词讲解
1.答:
在保持温度不变的条件下,从一个液相中同时结晶出两种固相,这种转变称为共晶转变。
2.答:
在保持温度不变的条件下,从一个固相中同时析出两个固相,这种转变称为共析转变。
10
五、思虑与练习
1.答:
简化后的Fe—Fe3C相图。
2.答:
依照Fe—Fe3C相图填写下表。
特点点
含义
温度(℃)
含碳量(%)
A
纯铁的熔点
1538
0
E
碳在γ—Fe中的最大溶解
1148
度点
G
纯铁的同素异构转变点
912
0
α—Fe
γ—Fe
C
共晶点,LC
Ld
1148
(A+Fe3)
C
S
共析点
A
S
(
727
PF+
3
FeC)
D
渗碳体的熔点
1227
特点线含义
液相线——此线之上为液相地域,线上点为对应成分合
ACD
金结晶时的开始温度
ECF共晶线,LCLd(A+Fe3C)
11
PSK
1线。
AS
(
3
)
共析线,亦称A
P
F+FeC
AECF
固相线——此线之下为固相地域,线上点为对应成分合
金的结晶终了温度
GS
亦称A3线。
冷却时从不相同含碳量的奥氏体中析出铁素体
的开始线。
ES
亦称cm线。
碳在γ—Fe中的溶解度曲线
A
3.答:
(1)由相图可知,随含碳量增加钢中的硬质相渗碳体的比率随之增加,所
以1%的铁碳合金比含碳量0.5%的铁碳合金硬度高。
(2)由相图可知,当把钢加热到1000~1250℃,其组织恰好处于单一的奥
氏体状态,此时钢材的塑性好,塑性抗力小,所以最适合进行锻轧加工。
(3)由相图可知,凑近共晶成分的铁碳合金的结晶温度区间较小,结晶温
度最低,所以流动性好,且结晶时不易出现偏析现象。
4.答:
由于白口铸铁中的基实情主若是渗碳体,又硬又脆,很难进行切削
加工。
所以一般不能够直接作为机加工零件的资料,但铸造犁、铧等农具则能够很
好地利用其硬度高、耐用磨性好的这一优点。
§3—4观察铁碳合金的平衡组织(试验)
1.答:
(1)使用中不相同意有强烈震动,调焦时不要用力过大,省得损坏物镜。
装取目镜、物镜时要拿稳。
(2)镜头不能够用手、纸或布等擦拭,若有脏物应用脱脂纱布蘸少许二甲苯轻
轻擦拭。
(3)显微镜照明光源是低压灯泡,所以必定使用低压变压器,不得将其直接
插在220V电源上,省得烧坏灯泡。
2.(略)
第四章非合金钢
§4-1杂质元素对非合金钢性能的影响
一、填空题
1.非合金钢低合金钢合金钢
12
2.平炉炼钢转炉炼钢电炉炼钢
3.纯净程度纯净程度
4.锰铁硅铁铝
5.铁碳硅锰硫磷
6.4cm3/100g氢脆二、判断题
1.√2.√3.×4.×5.√6.√7.√8.√
三、选择题
四、名词讲解
1.热脆性:
硫是钢中的有害元素,常以FeS的形式存在。
FeS与Fe形成低熔点的共晶体,熔点为985℃,分布在晶界,当钢材在1000~1200℃进行压力加工时,
共晶体消融,使钢材变脆,这种现象称为热脆性。
2.冷脆性:
磷也是钢中的有害元素,它使钢在低温时变脆,这种现象称为冷脆
性。
3.氢脆:
当氢含量高出4cm3/100g时,钢的塑性本质近乎完满丧失,这种现象常称为氢脆。
五、思虑与练习
1.答:
主要有硅、锰、硫、磷、氧、氮、氢等元素。
其中硅、锰是有益元素;
硫、磷、氧、氮、氢是有害元素。
2.答:
目前生产中采用的炼钢方法有平炉炼钢、转炉炼钢和电炉炼钢等几种;
相对来说,电炉钢的纯净度最高,所以其机械性能也最好。
§4-2非合金钢的分类
一、填空题
1.低碳钢中碳钢高碳钢
2.一般碳素钢优异碳素钢特别质量碳素钢
3.碳素结构钢碳素工具钢
4.沸腾钢沉着钢特别沉着钢
5.≤0.25%0.25%~0.6%≥0.60%
13
6.碳素结构钢碳素钢筋钢铁道用钢
7.机械结构用优异碳素钢工程结构用碳素钢冲压薄板的低碳结构钢造船用碳素钢焊条用碳素钢优异铸造碳素钢
8.保证淬透性的碳素钢航空和兵器等专用碳素钢碳素弹簧钢碳素工
具钢等
二、判断题
1.√2.√3.×4.√5.√6.×
三、名词讲解
1.一般碳素钢:
指生产过程中不需要特别控制质量的钢。
2.优异碳素钢:
指除一般碳素钢和特别质量碳素钢以外的碳素钢,在生产
过程中需要特别控制质量,如控制晶粒度,降低硫与磷的含量,改进表面质量或增加工艺控制等。
3.特别质量碳素钢:
指在生产过程中需要特别严格控制质量和性能的碳素钢,如控制淬透性和贞洁度,钢中S、P杂质最少。
四、思虑与练习
答:
非合金钢的分类方法好多,最常有的是按钢的含碳量、质量和用途来分。
(1)依照非合金钢的含碳量可分为:
低碳钢、中碳钢、高碳钢。
(2)按非合金钢的质量等级可分为:
一般碳素钢、优异碳素钢、特别质量碳素钢。
(3)按非合金钢的用途可分为:
碳素结构钢、碳素工具钢。
§4—3非合金钢的牌号与用途
一、填空题
1.汉语拼音化学元素符号阿拉伯数字
2.AD
3.沸腾钢沉着钢特别沉着钢
4.碳素结构中碳优异碳素
5.碳素工具高碳特别质量碳素
6.碳素结构一般碳素
二、判断题
14
1.×2.√3.×4.√5.×6.√7.√8.√9.×10.√
三、选择题
四、名词讲解
1.08——平均含碳量为0.08%的优异碳素结构钢。
2.45——平均含碳量为0.45%的优异碳素结构钢。
3.65Mn——平均含碳量为0.65%拥有较高含锰量的优异碳素结钢。
4.T12A——平均含碳量为1.2%的高级优异碳素工具钢。
5.ZG340—640——信服强度不小于340MPa,抗拉强度不小于640MPa的
铸造碳钢。
6.Q235AF——信服强度不小于235MPa,质量等级为A级,脱氧状态不完
全(沸腾钢)的碳素结构钢。
五、思虑与练习
答:
(略)
§4-4低碳钢与高碳钢的冲击试验
1.答:
试样严格按GB/T229—2007制作,其尺寸和偏差应吻合规定要求。
试样缺口底部圆滑,没有与缺口轴线平行的明显划痕。
毛坯切取和试样加工过程中,不应产生加工硬化或受热影响而改变金属的冲击性能。
2.答:
(1)试验数据最少应保留小数点后一位有效数字。
(2)若是试验的试样未被完满打断,则可能是由于试验机打击能量不足而引起的,所以,应在试验数据KU2或KU8,也许AV2或AV8前加“>符”号;其他情况引起的则应注明“未打断”字样。
(3)试验过程中遇有以下情况之一时,试验数据无效。
①操作有误;②试样打断时有卡锤现象;③试样断口有明显淬火裂纹且试验数据明显偏低。
3.答:
(略)
4.答:
(略)
第五章钢的热办理
§5—1热办理的原理与分类
15
一、填空题
1.固态加热保温冷却组织结构
2.同素异构转变
3.整体表面化学
4.形状尺寸性能
二、思虑与练习
答:
热办理工艺曲线以以下列图
§5—2钢在加热与冷却时的组织转变
一、填空题
1.形核晶粒长大
2.加热温度保温时间
3.珠光体型贝氏体型马氏体型
4.越细强度硬度
5.上贝氏体下贝氏体下贝氏体
6.临界冷却速度VkMs
7.铁的晶格碳原子的扩散碳α-Fe过饱和
8.针状硬度高而脆性大板条状强度韧性
9.含碳量含碳量
二、判断题
1.×2.√3.×4.×5.√6.×
三、选择题
1.C2.B
16
四、名词讲解
1.答:
碳在α-Fe中的过饱和固溶体,称为马氏体。
2.答:
Ms线是马氏体转变的开始温度线;
Mf线是马氏体转变的终了温度线。
3.答:
过冷奥氏体在连续冷却时获得全部马氏体的最小冷却速度称为临界冷却速度。
§5—3热办理的基本方法
一、填空题
1.完满退火球化退火去应力退火
2.正火球化退火
3.A1组织除掉内应力
4.油水
盐水碱水
增加水油
5.单液淬火
双介质淬火
马氏体分级淬火
贝氏体等温淬火
6.马氏体
强度硬度
耐磨性
7.氧化与脱碳
过热和过烧变形与开裂
硬度不足
软点
8.回火办理
牢固组织
除掉内应力
9.强度硬度
塑性韧性低温回火
中温回火
高温回火
10.淬火及高温回火相结合
综合力学性能
~230HBW正火
球化退火
二、判断题
1.×2.√3.×4.√5.×6.√7.√8.√9.√10.×11.×
12.√
三、选择题
1.A2.CA3.C4.B5.A6.A7.B8.C9.B
四、名词讲解
1.答:
退火是指将钢加热到适合温度,保持一准时间,尔后缓慢冷却(一
般随炉冷却)的热办理工艺。
正火是指将钢加热到Ac3或Accm以上30~50℃,保温适合的时间后,在空
气中冷却的工艺方法。
17
2.答:
将钢件加热到Ac3或Ac1以上的适合温度,经保温后迅速冷却(冷却速度大于v临),以获得马氏体或下贝氏体组织的热办理工艺称为淬火;
将淬火后的钢重新加热到Ac1点以下的某一温度,保温一准时间,尔后冷却到室温的热办理工艺称为回火。
3.答:
淬透性是指在规定条件下,钢在淬火冷却时获得马氏体组织深度的能
力;
淬硬性是指钢在理想的淬火条件下,获得马氏体后所能达到的最高硬度。
五、思虑与练习
1.答:
用工具钢制造的麻花钻平时是经过淬火加低温回火来达到其高硬度高耐磨性的,若刃磨时不及时冷却,当温度过高时就会失去
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- 金属材料与热处理第七版习题册 习题 参考 金属材料 热处理 第七 A023671