期末考試複習
題型：1.單項選擇題佔10% (基本理論知識的應用)
2.填空題佔10% (基礎概念)
3.名詞解釋佔12% (重要名詞)
4.問答題佔 48 %
5.分析（作圖計算）題佔 20% (鐵碳二元相圖)
一． 單項選擇題。10個共10分主要來自2,3,4,9章
例如：1.純金屬的晶體結構是：（ d ）
a.非晶體; b.單晶體; c.純晶體; d.多晶體.
是化合物其性質是（ a ）
a.硬度極高,塑性極差; b.硬度極高,強度很高;
c.硬度不高,塑性尚好; d.硬度不高,塑性很差.
3.為了改善高碳鋼的切削性最好是經過（ b ）處理。
a.完全退火; b.球化退火; c.調質; d.正火.
4.牌號為w18cr4v的鋼材，屬於（ d ）。
a.碳素結構鋼; b.碳素工具鋼; c.合金結構鋼; d.高速鋼.
5.單件生產大型軸類零件，合適的毛坯製造方法為（ ）
a.鑄造; b.模鍛; c.沖壓; d.自由鍛.
二、填空題。20空共10分主要來自1，2,3，4,6,8,9章
例：1.最常見的3種硬度測試方法分別是邵氏硬度 、 洛氏硬度 、 球壓痕硬度 。
2.純金屬結晶的特點是和 ，金屬結晶過程的實質是晶核的形成和長大 。
3．鋼的熱處理是將鋼在固態下以適當的方式進行加熱 、 保溫和
冷卻 ，以獲得所需組織和效能的工藝過程。
4．依據鋼中含碳量分類，工業用鋼可分為低碳鋼 、 中碳鋼和
高碳鋼 。
5．鋼鐵材料以外的金屬材料通常稱為有色金屬材料 。
6．鑄件凝固結束後往往在某些部位出現孔洞，大而集中的孔洞稱為
縮孔 ；細小而分散的孔洞稱為縮松 。
三．重要名詞：
單晶體：晶體內晶胞結構相同、晶格的位向完全一致。沿不同面和方向，原子排列的密度不同，出現各向異性。
多晶體：由許多小晶體組成，每個小晶體內晶格位向與結構相同。但各個小晶體之間的彼此位向不同。各向同性。
過冷度：理論結晶溫度與實際結晶溫度之差稱為過冷度。
合金：合金是指由兩種或兩種以上金屬元素、或金屬元素與非金屬元素組成的具有金屬特性的物質。
組元：相圖中，組成合金的最簡單、最基本、能夠獨立存在的物質稱為組元。
相：金屬或合金中，凡成分相同、結構相同，並與其他部分有介面分開的均勻組成部分稱為相。
合金相圖：
固溶體：合金的組元之間相互溶解，形成一種成分及效能均勻的、且結構與組成元素之一的晶體結構相同的固相稱為固溶體。
鐵素體（f）：碳在α-fe中的間隙固溶體稱為鐵素體。
奧氏體（a）：碳在γ-fe中的間隙固溶體稱為奧氏體。
滲碳體（fe3c）：鐵碳合金按亞穩定平衡系統凝固和冷卻轉變時析出的fe3c型碳化物。
珠光體（p）：共析轉變產物，珠光體是鐵素體與滲碳體片層相間的組織。
萊氏體（ld）：共晶轉變產物為萊氏體，萊氏體是共晶奧氏體和共晶滲碳體的機械混合物，呈蜂窩狀。
馬氏體：碳在α-fe中形成的過飽和間隙固溶體稱為馬氏體。
淬透性：指鋼在淬火時獲得淬硬層（也稱淬透層）深度的能力。
淬硬性：淬硬性是指鋼淬火後所能達到的最高硬度，即硬化能力。它主要取決於馬氏體的硬度和馬氏體、碳化物和殘餘奧氏的相對量及其組織形態。馬氏體的硬度取決於馬氏體的含碳量。
調質處理：生產上習慣將淬火加高溫回火稱為「調質處理」。
同素異構轉變：物質在不同溫度和壓力下晶體結構呈不同型別的現象稱為同素異構轉變。
冷變形強化：加工硬化隨變形程度增大，強度和硬度上公升而塑性下降的現象稱為冷變形強化。
四、問答題。
1. 什麼是過冷度？過冷度與冷速有何關係？過冷度對金屬結晶後的晶粒大小有何影響？
答：理論結晶溫度和實際結晶溫度之差稱過冷度。冷速越快則過冷度越大，冷速越小則過冷度越小。過冷度越大則晶粒越小，過冷度越小則晶粒越大。
2．什麼叫金屬的結晶？純金屬結晶的基本規律是什麼？純金屬結晶與合金結晶有何異同？
答：由液態的金屬轉變為固態金屬晶體的過程稱為結晶。基本規律：
液態金屬隨冷卻時間增加，溫度不斷降低，但冷卻到某一溫度時，溫度不再隨時間的增加而變化，結晶完成後再降到室溫。異同：純金屬結晶由於無成分因素的影響，往往在結晶後形成單向組織；而合金在結晶後，由於存在兩種以上組元之間相互作用可能形成的一種多相組織。
3. 晶粒大小對金屬材料的機械效能有何影響？結晶時哪些因素影響晶粒度的大小？如何影響？採取哪些方法可以細化晶粒？
答：一般情況下，晶粒越小，其強度、塑形、韌性也越高。晶粒度的大小與結晶時的形核率和長大速度有關。
形核率越大，在單位體積中形成的晶核數就越多，每個晶粒長大的空間就越小，晶粒就越細小；長大速度越小，在晶體長大的過程中可能形成的晶粒數目就越多，晶粒也越細小。方法：增大過冷度，加入形核劑，機械方法。
4、奧氏體晶粒的大小直接影響到冷卻後得到的組織和效能，高溫時粗大的奧氏體晶粒無論怎樣冷卻也得不到細晶粒。這句話對嗎？為什麼？
答：5．試述馬氏體轉變的特點。
答：1、是無擴散型的轉變。2、馬氏體晶核的長大速度極快高達103m/s。3、當連續冷卻到ms點時，馬氏體開始轉變。4、馬氏體轉變的不徹底性。(p49)
6、淬火的目的是什麼？亞共析鋼和過共析鋼淬火加熱溫度應如何確定？為什麼？
答：目的：是為了獲得馬氏體或下貝氏體的組織，然後再配送以適當的回火工藝，用以滿足零件使用效能的要求。
ｐ537、鋼在淬火後為什麼一定要進行回火才可使用？按回火溫度的高低可將回火分為哪三類？各自的所對應的回火組織是什麼？
答：這是因為鋼淬火後得到馬氏體或貝氏體組織，這時候的馬氏體或貝氏體組織是亞穩態組織，
在一定條件下會自發轉變為穩定組織，若淬火件不回火，則過一段時間後，馬氏體或貝氏體
組織發生轉變就體現為工件形狀、尺寸發生變化。同時，淬火時、冷卻速度快、工件存在較大的內應力，所以必須及時回火消除，以免變形、開裂。回火的目的：
①減少或消除內應力，防止變形和開裂②穩定組織，保證工件在使用時不發生形狀和尺寸變化③調整力學效能，適應不同零件的需要。
分為低溫回火、中溫回火、高溫回火。
低溫回火對應的回火組織是回火馬氏體。中溫回火對應的是回火託氏體。高溫回火對應的是回火索氏體。
8．試比較鋼的淬透性與實際工件的淬硬層深度的區別。
答：淬透性：表示鋼在一定條件下淬火時獲得淬透層深度的能力，
主要受奧氏體中的碳含量和合金元素的影響。
淬硬性：指鋼在理想條件下淬火得到馬氏體後所能達到的最高硬度
9.什麼是淬透性？什麼是淬硬性？兩者有何區別？影響淬透性、淬硬性的因素是什麼？
答：淬透性是指鋼在淬火冷卻時，獲得馬氏體組織深度的能力。淬硬性：指鋼在正常淬火條件下的馬氏體達到最高硬度的能力。
區別：淬透性是鋼本身固有的特性，對一定成分的鋼種來說是完全確定的，它的大小可用在規定條件下的淬硬層深度來表示，淬硬性受許多條件制約的，是變化的。淬透性主要受奧氏體中德含碳量和合金元素的影響，淬硬性決定於馬氏體中的含碳量，而合金元素的影響較小。
10、試論述鋼的普通熱處理（退火、正火、淬火和回火）的工藝差別和各自的主要目的。
答：退火目的是降低硬度，改善切削加工性；消除殘餘應力，穩定尺寸，減少變形與裂紋傾向；細化晶粒，改善組織，消除組織缺陷，為最終熱處理作組織準備。
退火與正火的主要區別是正火的冷卻速度較快，正火後鋼材的強度、硬度較高，韌性也較好。正火的目的：減少碳和其他合金元素的成分偏析；使奧氏體晶粒細化和碳化物的瀰散分布，以便在隨後的熱處理中增加碳化物的溶解量。
淬火目的是為了獲得馬氏體或下貝氏體的組織，然後再配送以適當的回火工藝，用以滿足零件使用效能的要求。
回火的目的：1、減少或消除淬火內應力，減少變形與開裂傾向。2、穩定工件的組織和尺寸。3、通過不同的回火方法，來調整零件的力學效能，獲得所需的組織和效能。
11. 什麼是液態合金的充型能力？它與合金流動性有何關係？影響液態合金流動性的因素有哪些？
答：液態合金充滿鑄型型腔，獲得形狀完整、輪廓清晰的鑄件的能力，稱為液態合金的充型能力。
關係:充型能力是考慮鑄型及工藝因素影響的熔融金屬的流動性，流動性則是指熔融金屬本身的流動能力，因而它是影響充型能力的只要因素之一。
合金的流動性越好，充型能力就越強。在合金成分確定的情況下，需改善鑄型條件，提高澆注溫度和改進鑄件結構等幾個方面來提高充型能力。
12．「趁熱打鐵」的含義何在？
答：金屬材料的強度與溫度有關，溫度越高強度越低，所以在鍛造時要在高溫下進行，溫度低了變性抗力太大，不容易產生塑性形變。
13．什麼叫金屬的可鍛性？衡量金屬可鍛性好壞的指標是哪些？
答：金屬的可鍛性是衡量材料在經受壓力加工時獲得優質製品難易程度的工藝效能。
可鍛性常用金屬的塑形和變形抗力來綜合衡量。塑性越好，變性抗力越小，則金屬的可鍛性好。反之則差。
金屬的塑性用金屬的斷面收縮率ψ、伸長率σ等來表示。變形抗力係指在壓力加工過程中變形金屬作用於施壓工具表面單位面積上的壓力。變性抗力越小，則變形中所消耗的能量也越小。
金屬的可鍛性取決於金屬的本質和加工條件。
14．試述本門課程所介紹的金屬材料強化的方法有哪些及其含義
答：（１）細化晶粒。細化晶粒可以使金屬組織中包含較多的晶界，由於晶界具有阻礙滑移變形作用，因而可使金屬材料得到強化，同時也改善了韌性，這是其他強化制度不可能做到的。
（2）提純強化。在澆注過程中，把液態金屬充分地提純，儘量減少夾雜物，能顯著提高固態金屬的效能。夾雜物對金屬材料的效能有較大的影響。
（3）形變強化。金屬材料經冷加工塑性形變可以提高其強度。
（4）固溶強化。通過合金化（加入合金元素）組成固溶體，是金屬材料得到強化稱為固溶強化。
（5）相變強化。合金化的金屬材料，通過熱處理等手段發生固態相變，獲得需要的組織結構，是金屬材料得到強化。
（6）綜合強化。
15．何謂調質鋼？為什麼調質鋼的含碳量均為中碳？合金調質鋼中常含哪些合金元素？它們在調質鋼中起什麼作用？
答：（１）將調質後使用的中碳非合金結構和中碳合金結構成為調製鋼。
（2）含碳量過高、過低均不能滿足經調質後獲得良好綜合性能的要求。
（3）含
（4）主要作用是提高淬透性，強化鐵素體和細化晶粒，ｗ、ｍｏ可防止高溫回火脆性產生。
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