第一章何谓硬度？简述布氏硬度、洛氏硬度与维氏硬度的应用范围。

硬度指金属材料抵抗比它更硬的物体压入其表面的能力，即抵抗局部塑性变形的能力。

布氏硬度范围用来测定灰铸铁，有色金属，轴承合金及退火，正火和调质处理的钢材。

洛氏硬度：碳化物，硬质合金，表面淬火工件，低碳钢，退火钢，有色金属，一般淬火钢，调质钢。

维氏硬度：测量极薄试件以及金属表面镀层、化学热处理后表面硬度。

疲劳破坏是如何产生？疲劳断口特征？提高零件疲劳强度的方法？一、过程：首先是在其极薄弱部位，如在应力集中或缺陷处（表面划伤，夹渣，显微裂纹等）产生微细裂纹，即疲劳源，一般出现在零件表面上，然后再交变载荷的反复作用下形成疲劳扩展区当此区域达到某一临界尺寸时零件就在甚至低于屈服强度的应力F下突然脆断，最后的脆断区为粗大晶粒的瞬间断裂区。

二、特征：1、非常光滑和细洁的区域2、扩展区呈现弧形贝纹状曲线，贝纹曲线是裂纹以疲劳源为中心逐渐扩展的痕迹3、最终破坏区域，对韧性材料可能有剪切唇的出现，但对脆性材料的断口呈粗晶体。

三、方法：1、设计上减小应力集中，零件界面过度圆连接处要有一定大小的过渡圆半径，避免锐角连接，加工时使零件表面较光滑，具有较高的粗糙等级2、强化零件表面=，例如，采用渗碳，渗氮，喷丸，表面滚压等，在零件表面造成残余应力，抵消一部分拉应力，降低零件表面实际拉应力的峰值，从而提高零件的疲劳强度。

金属材料的加工工艺性能有哪些？1、铸造性能2、压力加工性能3、焊接性能4、切削加工性能5、热处理工艺性能。

第二章常见的金属晶体类型有哪几种？答：3种，体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方结构。

晶粒大小对力学性能有何影响，控制晶粒大小的途径有哪些？答：一、细晶粒金属的力学性能好，粗晶粒金属耐腐蚀性较好。

一般来说，晶粒越小，其抗拉强度越强，屈服强度越大，断后伸长率也随之增大。

二、使其晶粒细小的方法：1增加过冷度2变质处理3附加振动。

第三章什么是加工硬化现象？加工硬化有什么利弊？答：一、塑性变形对金属性能的影响主要是造成随着变形程度的增加，强度和硬度提高而塑性下降。

二、1、有利方面工业生产中用以提高金属强度、硬度和耐磨性的重要手段。

（特别是对那些不能用热处理强化的材料，纯金属、铬镍不锈钢、高锰钢等）。

2、不利方面：由于加工硬化使金属的塑性下降，给进一步的冷塑性变形加工带来困难；使金属的某些物理、化学性能有所改变，如：电阻增大、抗蚀性下降。

什么是回复？在回复过程中，金属的组织和性能有什么变化？答：一、当加热温度较低时，变形金属的显微组织无明显变化，其力学性能也变化不大，但残余应力显著降低，其他物理和化学性能也部分地恢复大变形前的情况，称为回复。

二、回复时，加热温度较低，晶格中仅能作短距离扩散，使空位和间隙原子合并，空位与错位发生交互作用而消失，使晶格畸变减轻，残余应力显著下降。

但因亚结构的尺寸未明显改变，位错密度未明显减少，因而力学性能在回复阶段变化不大。

什么是再结晶在再结晶过程中金属的组织和性能有什么变化答：一、当变形金属加热到比回复阶段更高的温度时由于原子扩散能力增大，使晶粒又变成等轴晶粒，同时加工硬化和残余应力也完全消失。

实质上是一个新晶粒重新生核和成长的过程，晶粒的外形发生了变化，其晶格形式并不发生改变，故称再结晶。

二、通过再结晶，金属的显微组织发生了彻底地改变，故其强度和硬度显著降低而塑性和韧性重新提高，加工硬化现象消除。

再结晶只是改变了晶粒外形很弱消除因变形而产生的某些晶体缺陷，而新旧晶粒的晶格类型完全相同，即转变前后有组织变化而无相结构变化。

钨在1100℃变形，锡在室温下变形，各为何种加工？为什么（钨的熔点为3380℃，锡的熔点为232℃）答：金属冷变形与热变形的区别，是以再结晶温度为界限的。

凡是金属的塑性变形在再结晶温度一下进行称为冷变形，反之，热变形。

T再=0.4T溶，钨的最低再结晶温度约为1200度，1100下变形加工仍属冷变形加工；锡的室温下变形也是冷变形加工。

何谓滑移面、滑移方向和滑移系？滑移系对金属的塑性有何影响？答：滑移通常是在晶体中一定晶面上的一定晶向发生的。

这些能够发生滑移的晶面和晶向，相应称为滑移面和滑移方向。

晶体中每个滑移面和该面上的一个滑移方向就组成了一个滑移系。

滑移系越多，晶体滑移的可能性就越大，其塑性就愈好。

滑移方向对滑移所起到的作用更大些，故面心立方金属比体心立方金属的塑性更好。

从金属学观点如何区分热加工和冷加工？答：冷变形加工时会引起加工硬化，使变形抗力增大，对于那些变形量较大、特别是截面尺寸较大的工件，冷加工很困难，塑性较低、较硬的金属甚至不可能冷变形加工；（适于截面尺寸较小、加工精度和表面粗糙度要求较高的金属制品）。

热加工，随着温度升高，金属原子间结合力减小，强度和硬度降低，塑性升高，同时再结晶随时消除加工硬化，使变形顺利进行，热加工可用较小的能量消耗，获得较大的变形量。

（适于截面尺寸较大、变形量较大的金属制品及半成品，以及室温下硬脆性较大的金属材料的变形）第四章为什么铸造合金常选用接近共晶成分的合金？而压力加工时常选用单相固溶体成分的合金？答：一、共晶成分的合金在恒温下结晶，具有最好的流动性；共晶点两侧的合金，由于树枝状晶体发达，流动性逐渐降低，结晶间隙越大，流动性越差。

另外共晶成分合金结晶时易生成集中缩孔，因此铸造合金的成分越接近共晶成分，越容易铸成铸件。

此外，共晶成分的合金，烧注温度低，过热就小，铸造时的热裂倾向小。

所以。

二、单相固溶体合金，具有良好的塑性，因而压力加工性能好，可以进行锻压、轧制、拉拔、冲压等。

压力加工时压力也不小，不易产生裂纹，而具有两相机械混合物组织的合金，其压力加工性能不如单相固溶体。

在机械混合物组织中，各相的变形能力不同，造成一相阻碍另一相的变形，使塑性变形阻力增加，此外，一相在另一相基本上的分布状况，显著影响机械混合物的塑性。

所以。

第五章解释下列概念，并说明其性能和显微组织特征：铁素体，奥氏体，渗碳体，珠光体，莱氏体。

铁素体：碳在α-Fe中形成的间隙固溶体。

符号F，体心立方晶格，塑性韧性好，强度硬度低；奥氏体：碳在γ-Fe中形成的间隙固溶体，符号A,面心立方晶格，具有一定的强度和硬度，很好的塑性，易于锻压成形；渗碳体：铁与碳按一定的比例形成的化合物，符号Cm,化学式Fe3C,硬度很高，塑性和冲击韧性几乎为零。

珠光体：铁素体和渗碳体所组成的机械混合物，符号P，力学性能介于渗碳体和铁素体之间。

莱氏体：奥氏体和渗碳体或珠光体和渗碳体的机械混合物，性能与渗碳体相似，硬度高，强度低，韧性差第六章指出20钢、45钢、60钢、Q235-A·F 钢、Q235-B钢、Ｔ8钢、Ｔ10Ａ、ZG270-500钢各属于哪种钢？说明数字含义，并为每个钢号举出1-2个实例。

45钢：优质碳素结构钢的普通含锰量钢，数字表示钢中平均含碳量的万分数，45钢表示平均含碳量为0.45%的优质碳素结构钢（连杆、曲轴）。

20钢（凸轮、滑块）。

Q235-A·F钢：碳素结构钢。

Q-钢材屈服点，235屈服应力R》235Mpa,A-质量等级为A级，F-沸腾钢（螺钉、焊接件）。

Ｔ8钢:T质量为优质的碳素工具钢，其后数字表示钢中平均碳量的质量分数的千倍值。

T8平均含碳量为0.8%、质量为优质的碳素工具钢（冲头、木工工具）。

质量为高级优质的，在牌号末尾加A，T10A，平均含碳量为1.0%的高级优质碳素结构钢（车刀、锯条）。

ZG270-500钢：ZG表示“铸钢”，紧跟的第一组数字表示铸钢的下屈服极限，第二组铸钢的抗拉强度，单位Mpa.（机架、曲柄）第七章退火和正火的目的是什么？退火有哪些种类？正火有哪些主要应用？答：（退火：是将钢加热到高于或低于钢的临界点，保温一定时间，随后在炉中或埋入导热性较差的介质中缓慢冷却，以获得接近平衡状态组织的一种热处理工艺;正火：是将钢件加热到Ac3(对于亚共析钢)或Accm(对过共析钢)以上30-50摄氏度，保温一定时间后从炉中取出，在空气中冷却的热处理工艺）一、退火目的：1、降低硬度，提高塑性，以便于切削加工和冲压2、细化晶粒，改善组织，提高力学性能3、消除偏析和内应力，为成品的热处理做准备；正火目的;1、细化晶粒，消除过热缺陷2、对低碳钢，可提高硬度，改善切削加工性能3、对中碳钢，可代替“调质”处理，作为最终热处理，提高工件力学性能4、对高碳钢，可消除或减少网状渗碳体，为球化退火作好组织准备。

二、退火种类:完全退火、球化退火、等温退火、再结晶退火、去应力退火。

三、正火应用：冷却速度快，正火所得到的组织为细片状珠光体即索氏体，只适用于碳钢及低、中合金钢，有些工件（含碳量小于0.35%即可用正火代替退火）。

确定具有片状渗碳体的T12锻坯的退火方法，并指出退火的目的及退火后的组织。

答：球化退火。

目的：a消除锻、扎件的内应力b使片状渗碳体变为球状，降低硬度，改善切削加工性c、为以后淬火做组织准备。

采用球化退火可使片状或网状渗碳体变为球状。

表面淬火的目的是什么？采用什么方法来实现？主要有哪些方法？答：（淬火是将钢件加热到Ac3(亚共析钢)或Ac1（共析钢和过共析钢）以上某一温度，保温一定时间，在水、油或其他冷却介质中快速冷却，获得马氏体（或贝氏体）的一种热处理方法）。

目的：一般都是为了获得马氏体，使钢获得高硬度。

然后配以适当的回火工艺，获得零件所要求的力学性能。

淬火方法：1、单液淬火2、双液淬火3、分级淬火4、等温淬火。

什么是钢的化学热处理？主要特点是什么？基本程序如何？答：一、是将钢件置于活性介质中，通过加热和保温，使介质中活性原子渗入零件表层，改变其化学成分和组织，达到提高表面性能的热处理方法。

目的：提高钢件表层的硬度、耐磨性、耐热性、耐蚀性、抗氧化性、疲劳强度等。

二、特点：不仅改变了刚得组织而且改变了刚表层的化学成分。

三、包括分解、吸收、扩散3个基本过程，即：活性介质在高温下通过化学反应进行分解，形成渗入元素的活性原子；活性原子被工件表面吸收；被吸收的活性原子由工件表面逐渐向内部扩散。

第八章合金钢：在碳钢的基础上有目的地加入某些化学元素所形成的钢种。

说明下列符号属于何种材料？其数字、字符的含义如何？有哪些主要用途？16MnR：低合金高强度钢，平均含碳量0.16%，汽车大梁、压力容器、桥梁等。

60Si2Mn:合金弹簧钢，含碳量0.6%，Si含量2%，Mn含量小于1.5%，板弹簧、螺旋弹簧W18Cr4V：高速钢，W,Cr,V平均含量分别为18%、4%、小于1.5第九章什么是铸铁？它与钢相比有什么优点？答：铸铁是含碳量大于2.11%，并含有较多Si、Mn元素及P、S等杂质元素的铁碳合金，是一种成本低廉、用途广泛的金属材料，与钢相比，虽然力学性能较差，但却有很多钢没有的优良性能，如减震性、耐磨性、铸造性、切削加工性等，且生产工艺及设备简单。