金属材料与热处理第七版习题册答案

金属材料与热处理（第七版）习题册参考答案绪论一、填空题1.石器青铜器铁器水泥钢铁硅新材料2.材料能源信息3.405%金属材料4.金属材料的基本知识金属的性能金属学基础知识热处理的基本知识金属材料及其应用5.成分热处理用途二、选择题1.A2.B3.C三、思考与练习1.答：为了能够正确地认识和使用金属材料，合理地确定不同金属材料的加工方法，充分发挥它们的潜力，就必须熟悉金属材料的牌号，了解它们的性能和变化规律。为此，需要比较深入地去学习和了解有关金属材料的知识。2.答：3.答：要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；注意理论联系实际，认真完成作业和试验等教学环节，是完全可以学好这门课程的。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.晶体缺陷点缺陷线缺陷面缺陷二、判断题1．√2．√3．×4．×三、选择题1．A2．C3．C四、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、思考与练习答：三种常见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．√三、选择题1．CBA2．B3．A4．A四、名词解释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为另一种晶格的现象称为金属的同素异构转变。五、思考与练习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化的过程，所以在结晶时会放出一定的结晶潜热，结晶潜热补偿了散失在空气中的热量，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．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，所以控制材料的晶粒大小具有重要的实际意义。生产中常用的细化晶粒的方法有：增加过冷度、采用变质处理和采用振动处理等。此外，对于固态下晶粒粗大的金属材料，可通过热处理的方法来细化晶粒。3．答：（1）铸成薄件的晶粒小于铸成厚件的晶粒。（2）浇铸时采用振动的晶粒小于不采用振动的晶粒。（3）金属模浇铸的晶粒小于砂型浇铸的晶粒。§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，区别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，故完全可通过观察透明盐类溶液的结晶过程来了解金属的结晶过程。2.答： 序号 结晶示意图 简述结晶过程 第一阶段 第一阶段开始于液滴边缘，因为该处最薄，蒸发最快，易于形核，故产生大量晶核而先形成一圈细小的等轴晶 第二阶段 第二阶段形成较粗大的柱状晶。因液滴的饱和程序是由外向里，故位向利于生长的等轴晶得以继续长大，形成伸向中心的柱状晶 第三阶段 第三阶段是在液滴中心形成杂乱的树枝状晶，且枝晶有许多空隙3.答：观察氯化铵水溶液因溶剂蒸发而结晶的过程，可以发现：（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，其生长方式像树枝一样，先长出枝干（称为一次晶轴），然后再长出分枝（称为二次晶轴），以此类推，这些晶轴彼此交错，宛如枝条茂密的树枝，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。第二章金属材料的性能§2—1金属材料的损坏与塑性变形一、填空题1.使用性能工艺性能2.变形断裂磨损3.静冲击交变4.弹性塑性塑性5.外部形状内部的结构6.材料内部外力相对抗二、判断题1．√2．×3．√4．√5．×6．√三、名词解释1.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。2.答：工件或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。单位横截面积上的内力——应力。四、思考与练习1.答：加工硬化又叫形变强化，是一种重要的金属强化手段，对那些不能用热处理强化的金属尤为重要；此外，它还可使金属具有偶然抗超载的能力。塑性较好的金属材料在发生变形后，由于形变强化的作用，必须承受更大的外部载荷，才会发生破坏，这在一定程度上提高了金属构件在使用中的安全性。2.答：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。§2—2金属材料的力学性能一、填空题1.静塑性变形断裂2.屈服强度抗拉强度ReLRm3.屈服强度（ReL）条件屈服强度（Rp0.2）4.3.14×106N5.3×106N5.塑性变形断后伸长率（A）断面收缩率（Z）6.58%76%7.5硬质合金7355.2510~15布氏5008.冲击不破坏9.10710810.ReLRmHRCAZKR－1二、判断题1.×2.×3.×4.√5.√6.√7.√8.√9.√10.√11.√三、选择题1.B2.C3.B4.A5.A6.A7.C8.B四、名词解释1．答：屈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 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示。2．答：材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：材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、思考与练习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，则变形完全消失。屈服阶段：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继续增加的现象称为屈服，FeL为屈服载荷。强化阶段：外力大于FeL后，试样再继续伸长则必须不断增加拉伸力。随着变形增大，变形抗力也逐渐增大，这种现象称为形变强化，Fm为试样在屈服阶段后所能抵抗的最大力。缩颈阶段：当外力达到最大力Fm后，试样的某一直径处发生局部收缩，称为“缩颈”。此时截面缩小，变形继续在此截面发生，所需外力也随之逐渐降低，直至断裂。2．答： 材料 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 HV3．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弯曲载荷，故所用材料需要较高的硬度和强度；而自行车的链盒需要通过冲压成形，故所用材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，故齿轮容易发生疲劳破坏。§2—3金属材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.热膨胀性热加工热处理6.磁性铁磁性材料顺磁性材料抗磁性材料7.耐蚀性高温抗氧化性二、判断题1．×2．×3．√4.×5.√6．√7．×三、选择题1.C2.C3.B4.A5.B四、名词解释1．热膨胀性：金属材料随着温度变化而膨胀、收缩的特性，称为热膨胀性。2．磁性：金属材料在磁场中被磁化的性能，称为磁性。3．耐腐蚀性：金属材料在常温下抵抗氧、水及其他化学物质腐蚀破坏的能力，称为耐腐蚀性。五、思考与练习1.答：（略）2.答：使材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，从而阻止进一步氧化。§2—4金属材料的工艺性能一、填空题1.铸造锻压焊接切削加工热处理2.流动性收缩性偏析倾向3.塑性变形抗力二、判断题1.√2.√3.×4.√三、选择题1.A2.A3.A4.A四、名词解释1.答：金属材料的工艺性能是指金属材料对不同加工工艺方法的适应能力。2.答：热处理性能是金属材料在热处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：通过拉伸试验可测量塑性材料（低碳钢）的强度衡量指标：屈服强度ReL，抗拉强度Rm；塑性衡量指标：断后伸长率A和断面收缩率Z，以及脆性材料（高碳钢、铸铁）的条件屈服强度Rp0.2。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，能较准确地反映材料的平均性能。且由于强度和硬度间有一定的近似比例关系，因而在生产中较为常用。布氏硬度试验法的缺点：由于测压痕直径费时费力，操作时间长，不适于测高硬度材料；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，可以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材料，所以在生产中广为应用，其中HRC的应用尤其广泛。洛氏硬度试验的缺点：由于压痕小，当材料组织不均匀时，测量值的代表性差。一般需在不同的部位测试几次，取读数的平均值代表材料的硬度。第三章铁碳合金§3—1合金及其组织一、填空题1．金属非金属金属特性2．相3．固溶体金属化合物混合物4．间隙固溶体置换固溶体5．相互作用金属特性熔点硬度脆性二、判断题1.×2.√3.√4.√5.√三、选择题1．B2．A3．C四、名词解释1．答：通过溶入溶质元素形成固溶体，而使金属材料强度、硬度提高的现象称为固溶强化。2.答：当溶质与溶剂之间可以任何比例无限互相溶解形成的固溶体，称为无限固溶体。溶质只能在溶剂中有限溶解的，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′d6．2.11%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、名词解释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。五、思考与练习1.答：简化后的Fe—Fe3C相图。2．答：根据Fe—Fe3C相图填写下表。 特性点 含义 温度（℃） 含碳量（%） A 纯铁的熔点 1538 0 E 碳在γ—Fe中的最大溶解度点 1148 2.11 G 纯铁的同素异构转变点α—Feγ—Fe 912 0 C 共晶点，LCLd（A+Fe3C） 1148 4.3 S 共析点ASP（F+Fe3C） 727 0.77 D 渗碳体的熔点 1227 6.69 特性线 含义 ACD 液相线——此线之上为液相区域，线上点为对应成分合金结晶时的开始温度 ECF 共晶线，LCLd（A+Fe3C） PSK 共析线，亦称A1线。ASP（F+Fe3C） AECF 固相线——此线之下为固相区域，线上点为对应成分合金的结晶终了温度 GS 亦称A3线。冷却时从不同含碳量的奥氏体中析出铁素体的开始线。 ES 亦称Acm线。碳在γ—Fe中的溶解度曲线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例随之增加，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，靠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：因为白口铸铁中的基本相主要是渗碳体，又硬又脆，很难进行切削加工。所以一般不能直接作为机加工零件的材料，但铸造犁、铧等农具则可以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）使用中不允许有剧烈震动，调焦时不要用力过大，以免损坏物镜。装取目镜、物镜时要拿稳。（2）镜头不能用手、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，因此必须使用低压变压器，不得将其直接插在220V电源上，以免烧坏灯泡。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1.A2.B3.C4.A5.B6.A7.A8.B四、名词解释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,共晶体熔化,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：当氢含量超过4cm3/100g时，钢的塑性实际近乎完全丧失,这种现象常称为氢脆。五、思考与练习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,因而其机械性能也最好。§4－2非合金钢的分类一、填空题1.低碳钢中碳钢高碳钢2.普通碳素钢优质碳素钢特殊质量碳素钢3.碳素结构钢碳素工具钢4.沸腾钢镇静钢特殊镇静钢　5.≤0.25%0.25%～0.6%≥0.60%6.碳素结构钢碳素钢筋钢铁道用钢7.机械结构用优质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质铸造碳素钢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、名词解释1.普通碳素钢：指生产过程中不需要特别控制质量的钢。2.优质碳素钢：指除普通碳素钢和特殊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，改善表面质量或增加工艺控制等。3.特殊质量碳素钢：指在生产过程中需要特别严格控制质量和性能的碳素钢，如控制淬透性和纯洁度，钢中S、P杂质最少。四、思考与练习答：非合金钢的分类方法很多，最常见的是按钢的含碳量、质量和用途来分。（1）根据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：普通碳素钢、优质碳素钢、特殊质量碳素钢。（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．AD3.沸腾钢镇静钢特殊镇静钢4.碳素结构中碳优质碳素5.碳素工具高碳特殊质量碳素6.碳素结构普通碳素二、判断题1.×2.√3.×4.√5.×6.√7.√8.√9.×10.√三、选择题1.A2.B3.C4.ACB5.ACB6.C四、名词解释1.08——平均含碳量为0.08%的优质碳素结构钢。2.45——平均含碳量为0.45%的优质碳素结构钢。3.65Mn——平均含碳量为0.65%具有较高含锰量的优质碳素结钢。4．T12A——平均含碳量为1.2%的高级优质碳素工具钢。5．ZG340—640——屈服强度不小于340MPa，抗拉强度不小于640MPa的铸造碳钢。6．Q235AF——屈服强度不小于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、思考与练习答：（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，其尺寸和偏差应符合规定要求。试样缺口底部光滑，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）试验数据至少应保留小数点后一位有效数字。（2）如果试验的试样未被完全打断,则可能是由于试验机打击能量不足而引起的,因此,应在试验数据KU2或KU8,或者AV2或AV8前加“>”符号；其他情况引起的则应注明“未打断”字样。（3）试验过程中遇有下列情况之一时,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）第五章钢的热处理§5—1热处理的原理与分类一、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、思考与练习答：热处理工艺曲线如下图§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VkMs7.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四、名词解释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热处理的基本方法一、填空题1.完全退火球化退火去应力退火2.正火球化退火3.A1组织消除内应力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.回火处理稳定组织消除内应力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11.170～230HBW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、名词解释1.答：退火是指将钢加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却（一般随炉冷却）的热处理工艺。正火是指将钢加热到Ａc3或Ａccm以上30～50℃，保温适当的时间后，在空气中冷却的工艺方法。2.答：将钢件加热到Ａc3或Ａc1以上的适当温度，经保温后快速冷却（冷却速度大于v临），以获得马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺称为淬火；将淬火后的钢重新加热到Ａc1点以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺称为回火。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、思考与练习1.答：用工具钢制造的麻花钻通常是通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硬度（退火）。2.答：可通过完全退火改善其塑性后再进行成形工序，或边加热边弯折成形的方法，以避免因弯折成形时产生加工硬化而出现裂纹。3.答：可采用完全退火的方法来消除应力、降低硬度改善切削加工性能。§5—4钢的表面热处理与化学热处理一、填空题1.火焰加热表面淬火感应加热表面淬火电接触表面加热淬火激光加热表面淬火2.分解吸收扩散渗碳渗氮碳氮共渗3.固体渗碳盐浴渗碳气体渗碳气体渗碳4.气体渗氮离子渗氮二、判断题1.×2．√3．√4．√三、选择题1.C2.A3.C、B4.B5.B6.C7.A8.B四、名词解释1.答：钢的渗碳是指将钢件置于渗碳介质中加热并保温，使碳原子渗入工件表层的化学热处理工艺，其目的是提高钢件表层的含碳量。2.答：在一定温度下，使活性氮原子渗入工件表面的化学热处理工艺称为渗氮。渗氮的目的是提高零件表面的硬度、耐磨性、耐蚀性及疲劳强度。§5—5零件的热处理分析一、填空题1.组织力学性能精度工艺性能2．硬度渗碳层深度力学性能金相组织3．为预备热处理最终热处理二、思考与练习1.答：（1）轧制后对毛坯进行的热处理为预备热处理：先正火，消除毛坯的轧制应力，细化晶粒，消除网状渗碳体组织；再球化退火，降低材料硬度，改善切削加工性能，避免淬火加热时晶粒长大。（2）机械加工后的热处理为最终热处理：局部淬火+低温回火。先将丝锥整体加热后，刃部浸入淬火介质中冷却，获得足够高的硬度，经低温回火，刃部硬度达60HRC以上；柄部淬火冷却时不浸入冷却介质，相当于空冷，以获得35～40HRC的硬度和足够韧性的技术要求。2.答：（1）锻造后进行的热处理是预备热处理，为正火+调质。正火：消除毛坯的锻造应力；降低硬度，改善切削加工性能；均匀组织、细化晶粒，为以后的热处理作好组织上的准备。调质：保证齿轮整体具有较高的综合力学性能，进一步改善半精加工和精加工的切削性能，调质后硬度应为220~250HBW。（2）在半精加工之后和精加工之前进行的热处理是最终热处理，是表面淬火+低温回火。表面淬火+低温回火：采用高频淬火使齿轮齿廓表面获得针状马氏体，经低温回火后硬度应为48~53HRC；心部保持调质后得到的回火索氏体组织，具有较高的强度和韧性。*§5—6钢的热处理（试验）1．（略）2．（略）3.答：在回火加热过程中,随着组织的变化,钢的性能也随之发生改变。其变化规律是：随着加热温度的升高,钢的强度、硬度下降,而塑性、韧性提高。*§5－7参观热处理车间答案（略）第六章低合金钢与合金钢§6—1合金元素在钢中的主要作用一、填空题1.强化铁素体形成合金碳化物细化晶粒提高钢的淬透性提高钢的回火稳定性2.钴右临界冷却速度淬透性3.熔点硬度耐磨性4.钼锰铬镍(Ni)硼(B)二、判断题1．×2．×3．√4．√5．√6．√三、名词解释1.淬火钢在回火时，抵抗软化的能力称为钢的回火稳定性。2.金属材料在高温下保持高硬度的能力称为红硬性。§6—2合金钢的分类和牌号一、填空题1.普通质量低合金钢优质低合金钢特殊质量低合金钢2.优质合金钢特殊质量合金钢合金结构钢合金工具钢特殊性能钢3.含碳量千分数≥1.0％4.千分数百分数5.六个符号拉丁字母五位阿拉伯数字二、判断题1.√2.×3.√4.√5.√6.×7.×8.√三、名词解释1．答：屈服强度不低于390MPa,质量等级为E级的低合金高强度结构钢。2.答：平均含碳量为0.4%，含Cr量小于1.5%的合金结构钢。3．答：平均含碳量1%以上，含Cr量为1.5%的滚动轴承钢。4.答：平均含碳量1%以上，Cr、W、Mn含量均小于1.5%的合金工具钢。5.答：平均含碳量1%以上，平均含Cr量为12%的合金工具钢。6．答：表示含碳量不大于0.15%，平均含铬量为13%的铬不锈钢。7．答：含碳量为0.7％～0.8％，平均含W为18%、含Cr为4%以及含V量小于1.5%的高速钢。8.答：表示含碳量不大于0.08%，平均含铬量为18%、含镍量为9%的铬镍不锈钢。§6—3低合金钢一、填空题1.≤0.20%塑性韧性焊接性能热轧正火2.强度韧性耐腐蚀性焊接性3．Q500Q550Q620Q690Q2954．铜铬镍高耐候钢焊接耐候钢5．化学成分生产工艺性能6．焊接冷弯高温强度耐碱性腐蚀耐氧化二、判断题1.√2．√3．√4．√5．√6．√三、选择题1．A2．B3．B4．A四、思考与练习1.答：常加入的合金元素有锰(Mn)、硅(Si)、钛(Ti)、铌(Nb)、钒(V)、铝(Al)、铬(Cr)、氮(N)、镍(Ni)等。其中钒、钛、铝、铌元素是细化晶粒元素，其主要作用是在钢中形成细小的碳化物和氮化物，在金属相变时沿奥氏体晶界析出，形成细小弥散相，阻止晶粒长大，有效地防止钢发生过热，改善钢的强度，提高钢的韧性和抗层状撕裂性。2.答：低合金耐候钢是在低碳非合金钢的基础上加入少量铜、铬、镍等合金元素，使钢表面形成一层保护膜。为了进一步改善耐候钢的性能，还可再添加微量的铌、钒、钛、钼、锆等其他能增加耐大气腐蚀性能的合金元素。§6—4合金结构钢一、填空题1.合金渗碳钢合金调质钢合金弹簧钢滚动轴承钢2．渗碳+淬火+低温回火耐疲劳性冲击载荷3．受力复杂良好综合力学性能4．锰硅铬5．工具耐磨6．球化退火淬火+低温回火二、判断题1.√2．√3．√4．×5．×6．√7．√8．×三、选择题1．B2．C3．A4．A5．A6．B7.AD、BC8．B、A、C、D四、名词解释1.答：平均含碳量为0.20%，Cr、Mn、Ti平均含量均小于1.5%的合金渗碳钢。2.答：平均含碳量为0.38%，Cr、Mo、Al平均含量均小于1.5%的高级优质合金调质钢。3.答：平均含碳量为0.5%，Cr、V平均含量均小于1.5%的高级优质合金弹簧钢。4.答：平均含碳量为0.6%，Si平均含量为2%，Mn平均含量小于1.5%的合金弹簧钢。5.答：平均含碳量1%以上，Cr平均含量为1.5%，Si、Mn平均含量均小于1.5%的滚动轴承钢。§6—5合金工具钢一、填空题1.合金刃具钢合金模具钢合金量具钢2.CrWMn低速刀具3.红硬性耐磨性切削速度较高形状复杂4.冷作模具钢热作模具钢5.200℃300℃600℃二、判断题1．×2．√3．×4．×5．√6．×7．√8．×9．×10．√三、选择题1．A2．C3．B4．C5．ABC、ABC、C6．A、E、B、D、C§6—6特殊性能钢一、填空题1.硬度耐磨性耐蚀性2.铬铬镍铬锰奥氏体马氏体铁素体3.压力冲击硬化二、判断题1．√2．√3．√4．×5．√6．×7．×8．√9．×三、选择题1．C2．ABC、AB3．C、B、A4.B四、名词解释1．答：其含碳量为0.16%~0.25%，平均含铬量为13%的铬不锈钢。2．答：其含碳量为0.9%～1.4%，含锰量为11%～14%的耐磨钢。3．答：表示含碳量不大于0.12%，平均含铬量为17%的铬不锈钢。4．答：其含碳量为0.36%~0.45%，平均含铬量为13%的铬不锈钢。5．答：表示含碳量不大于0.12%，平均含铬量为18%、含镍量为9%、含Ti量小于1.5%的铬镍不锈钢五、思考与练习1． 类别 含碳量 典型牌号 最终热处理方法 主要用途 合金渗碳钢 0.10％～0.25％ 20CrMnTi 渗碳+淬火+低温回火 变速齿轮、凸轮 合金调质钢 0.25％～0.50％ 40Cr 淬火+高温回火 主轴等复杂受力件 合金弹簧钢 0.45％～0.7％ 60Si2Mn 淬火+中温回火 弹簧等弹性零件 滚动轴承钢 0.95％～1.15％ GCr15 淬火+低温回火 滚动轴承 高速钢 0.7％～1.5％ W18Cr4V 高温淬火+多次高温回火 铣刀、拉刀等切削速度较高、形状较复杂的刀具 热作模具钢 0.3％～0.6％ 5CrMnMo 淬火+中温回火 制造热锻模 耐磨钢 0.9%～1.4% ZGMn13 水韧处理 履带等在强烈冲击载荷作用下工作的零件2．答：10Cr18Ni9Ti为奥氏体型不锈钢，具有抗磁性，所以只用磁铁即可容易地将两种不同材料的零件分开。*§6－7钢的火花鉴别（试验）1．答：生产中常常通过火花来鉴别：钢号混杂的钢材、碳素钢的含碳量、检查钢材表层的脱碳情况、鉴别材料中所含合金元素类别等。2．答：在旋转着的砂轮上打磨钢试件，试件上脱落下来的钢屑在惯性力作用下飞溅出来，形成一道道或长或短、或连续或间断的火花射线（主流线），根据试件与砂轮的接触压力不同、钢的成分不同，火花射线也各不相同。全部射线组成火花束。飞溅钢屑达到高温时，钢和钢中伴生元素（特别是碳、硅和锰）在空气中烧掉。因为碳的氧化物CO和CO2是气体，这些小的赤热微粒在离开砂轮一定距离时产生类似于爆炸的现象，便爆裂成火花，以此可根据流线和火花的特征，可以鉴别钢材的成分。3．答：（1）在砂轮机上操作时，带上无色平光眼镜，人站在砂轮机侧面。（2）试样与砂轮接触，其压力大小要适中，才能正确判断火花特征。（3）鉴别时就避免其他光线照射，要作多方面的辩识，才会得到较正确的结论。4．（略）第七章铸铁§7—1铸铁的组织与分类一、填空题1．大于2.11％渗碳体石墨2．石墨化奥氏体渗碳体渗碳体3．基体形态数量大小4．石墨连续性铸造性能切削加工性能消音减震耐压耐磨5．灰口铸铁白口铸铁麻口铸铁6．灰可锻球墨蠕墨二、判断题1．×2．×3．√三、思考与练习答：灰铸铁中含有大量片状的石墨，这些松软的石墨像微小的裂纹割裂了基体，破坏了基体的连续性，所以切削灰铸铁毛坯的工件时不会产生连续的带状或节状切屑，而是产生崩碎切屑。这样大大减少了切屑与刀具的磨擦，减少了切削热的产生。另外，切削时脱落的石墨本身具有很好的润滑作用；若加切削液，脱落的石墨与切削液混在一起还会带入机床冷却系统和溅在机床导轨等运动表面上，从而加剧运动副间的磨损、损坏机床自身的精度。§7—2常用铸铁一、填空题1．数量大小分布珠光体2．铸造成白口铸铁件石墨化退火3．基体的组织石墨数量形态分布4．球墨铸铁热处理5．呈球状割裂基体应力集中6．碳硅7．球墨铸铁抗拉强度伸长率二、判断题1．√2．√3．√4．√5．√6．×7．×三、选择题1．B2．BAC3．ABC4．A四、名词解释1.答：最小抗拉强度数值为250MPa的灰铸铁。2.答：最小抗拉强度数值为350MPa，最小伸长率为10%的黑心可锻铸铁。3.答：最小抗拉强度数值为500MPa，最小伸长率为4%的珠光体可锻铸铁。4.答：最小抗拉强度数值为600MPa，最小伸长率为2%的球墨铸铁。五、思考与练习答：由于铸铁锅通常较薄，铸后冷却较快，这样新买的铸铁锅其组织往往为白口铸铁的组织，硬而脆，所以炒菜时声音特别刺耳；但用了一段时间后，由于长时间在高温下加热保温，其组织中的渗碳体逐渐分解析出团絮状石墨，从而变成了可锻铸铁，硬度降低了，韧性提高了。所以炒菜时的声音也就不再那么样刺耳了。*§7－3铸铁的高温石墨化退火（试验）1.答：将铸件加热到共析温度以上，进行消除白口的软化退火即石墨化退火。2.答：影响铸铁石墨化的因素主要是铸铁的成分和冷却速度，通常铸铁中碳、硅含量越高，往往其内部析出的石墨量就越多，石墨片也越大；冷却速度越缓慢，就越有利于扩散，使石墨析出得越多、越充分。3.（略）第八章有色金属及硬质合金§8—1铜与铜合金一、填空题1.有色金属非铁金属铜铝钛2.黄铜青铜白铜黄铜白铜黄铜白铜青铜3.单相双相单相冷热变形双相热变形加工4.抗蚀性仪器仪表化工机械医疗器械二、判断题1．√2．×3．×4.√5.√三、选择题ADBC四、名词解释1．答：2号工业纯铜。2．答：平均含铜量为68%的普通压力加工黄铜。3．答：平均含铅量为1%，平均含铜量为59%的压力加工铅黄铜。4．答：平均含铅量为1%，平均含锡量为10%，余量为铜的铸造锡青铜。§8—2铝与铝合金一、填空题1．密度熔点导电性导热性低抗大气腐蚀性能好好2．磁化率非铁磁3．未压力加工产品压力加工产品4．变形铝合金铸造铝合金5．Al—SiAl—CuAl—MgAl—Zn二、判断题1．√2．×3．×4√5.√三、选择题1．ABCDE2．BC四、名词解释1.答：表示含铝量为99.60%的原始纯铝。2.答：表示以锌为主要合金元素的4号原始铝合金。3.答：表示1号铝—镁系铸造铝合金。4.答：表示以铜为主要合金元素的50号原始铝合金。5.答：表示以铜为主要合金元素的12号原始铝合金。6.答：表示以镁为主要合金元素的2号原始铝合金。*§8—3钛与钛合金一、填空题1.同素异构转变密排六方体心立方2.纯钛3.α型α+β型β型α+β型二、判断题1．√2．√3．√4．×三、选择题1.B2.C3.A4.B、A四、思考与练习答：在人们生活当中使用的有色金属制品非常多，如铝壶、铝锅、铝型材门窗、钛合金的眼镜子架及各类有色金属的装饰品等，它们大都具有耐蚀性好、美观、轻便等特点。§8—4滑动轴承合金一、填空题1.轴颈转动和摆动轴承体轴瓦2.硬质点软质点3.基体金属元素主要合金元素名义百分含量4.锡基轴承合金铅基轴承合金铜基轴承合金铝基轴承合金巴氏合金5.锑铜锡基轴承合金二、判断题1．×2．√3．√4√5.√三、选择题1.B2.B3.C4.A5.B四、名词解释1.答：平均含锑量为12%、含铅量为10%、含铜量为4%的锡基轴承合金。2.答：平均含锑量为16%、含锡量为16%、含铜量为2%的铅基轴承合金。3.答：平均含锡量为5%、含铅量为5%、含锌量为5%的铜基轴承合金。4.答：平均含锡量为6%、含铜量为1%、含镍量为1%的铝基轴承合金。五、思考与练习1.答：（1）足够的强度和硬度，以承受轴颈较大的压力；（2）足够的塑性和切性,较高的抗疲劳强度,以承受轴颈周期性载荷,并抵抗冲击和振动。（3）高的耐磨性和小的摩擦系数,并能储存润滑油。（4）良好的磨合性,使其与轴能较快地紧密配合。（5）良好的耐蚀性和耐热性,较小的膨胀系数,防止摩擦升温而发生咬合。2.答：轴承在工作时,软的组织首先被磨损下凹,可储存润滑油,形成连续分布的油膜,硬的组成部分则起着支承轴颈的作用。这样,轴承与轴颈的实际接触面积大大减少,从而使轴颈、轴承的摩擦减少。§8—5硬质合金一、填空题1.硬碳化物黏结剂粉末冶金红硬性高耐磨性好抗压抗弯韧性2.切削工具用地质矿山工具用耐磨零件用3.PMKNSH二、判断题1.×2.×3.√4.×三、选择题1.B2.B、E、A3.C4.C四、名词解释1.答：表示含钴量为8%的钨钴类硬质合金,。2.答：表示含钴量为6%的细晶粒钨钴类硬质合金。3．答：表示含钴量为11%的粗晶粒钨钴类硬质合金。4．答：表示TiC含量为15%的钨钴钛类硬质合金。5．答：表示2号通用硬质合金。五、思考与练习答：不能。因为硬质合金尽管红硬性很好，但它的导热性很差。若在刃磨时剧冷，会造成内应力过大而导致开裂。§8—6比较常用有色金属及硬质合金的性能（试验）答案（略）*第九章国外材料牌号及新型工程材料简介§9—1国外常用金属材料的牌号一、填空题1.国际 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 化组织（ISO）以字母符号2.中外金属材料牌号的对照手册相关网页二、选择题1.A2.A三、思考与练习答：通过查询教材附录Ⅳ各国常用钢铁牌号对照表可知：Ck60：是从德国进口的，与我国国家标准对应的牌号是60Mn。D3：是从美国进口的，与我国国家标准对应的牌号是Cr12。SKH2：是从日本进口的，与我国国家标准对应的牌号是W18Cr4V。5140：是从美国进口的，与我国国家标准对应的牌号是40Cr。§9—2新型工程材料一、填空题1．高聚物材料陶瓷材料复合材料2．工艺性能力学性能3．基体增强体4.金属非金属5.强度抗腐蚀性抗疲劳性延展性6.抗拉强度抗拉弹性模量7．抗化学试剂侵蚀性抗老化性高频声纳透过性耐海水腐蚀性二、选择题1.A2.A3.B4.A3