计算题（初级）计量技术知识1.计算1.1×2.233×0.3344的结果？（3分）1.1×2.233×0.3344 = 1.1×2.23×0.334 = 0.819 ≈ 0.822.计算104.296.15315.0414.105.2⨯⨯⨯的结果？ 104.296.15315.0414.105.2⨯⨯⨯=104.06.1515.04.105.2⨯⨯⨯= 640 154=0.240≈0.243.计算3.142＋0.0059＋25.18＋13.2579的结果。

（5分）解：3.142＋0.0059＋25.18＋13.2579＝3.142＋0.006＋25.18＋13.258＝41.586≈41.59金属学基础1.体心立方晶胞和面心立方晶胞中原子数各是多少？（5分）解：体心立方晶胞：N ＝1+8×81＝2 面心立方晶胞：N ＝6×21＋8×81＝4 答：体心立方晶胞原子数为2个，面心立方晶胞原子数为4个。

2.金相分析在生产、材料科学发展与材料研制中的作用有哪些？7分答：（1）常规检测。

常规的金相检测主要是控制材料和产品质量，包括原材料检验、生产过程中中间产品的抽查或在线检测以及最终产品的检测，以保证产品符合质量标准。

（2）失效分析。

通过综合理化分析、找出失效原因，掌握失效机理，达到有效控制和解决非正常失效。

（3）组织与性能关系研究。

金相检测对材料科学及新材料研制的重要作用，就是揭示材料内部组织和宏观性能之间的定性联系，揭示一些规律性，克服材料研制中的盲目性。

3.含碳量质量分数为0.40%的亚共析钢，试利用铁碳相图及杠杆原理计算先共析铁素体及珠光体含量。

答：ωα=（0.77-0.40）/（0.77-0.0218）×100%=49.5%ωP =1-49.5%=50.5%4.根据Fe-Fe 3C 相图计算含碳的质量分数为0.4%的合金的组织组成物先共析铁素体和珠光体含量；相组成物铁素体和渗碳体的含量解：根据杠杆定律计算组织组成含量：W a =(0.77-0.40)/(0.77-0.218)×100%=49.5%W p =1-49.5%=50.5%相组成物铁素体和渗碳体的含量：W a =(6.69-0.40)/(6.69-0.0218)×100%=94.3% W Fe3C =1-94.3%=5.7%5.根据Fe-Fe 3C 相图计算二次渗碳体（Fe 3C Ⅱ）和三次渗碳（Fe 3C Ⅲ）体的含量解：Fe 3C Ⅱ是温度低于ES 时，从奥氏体中析出渗碳体当Wc=2.11%时，Fe 3C Ⅱ数量达到最大值即：W Fe3C Ⅱ=（2.11-0.77）/（6.69-0.07）×100%=22.6%Fe 3C Ⅲ是温度低于PQ 线时，从铁素体中析出渗碳体当Wc=0.0218%时 Fe 3C Ⅲ数量达到最大值 即：W Fe3C Ⅲ=0.0218/6.69×100%=0.33%6.计算α—Fe 变成γ—Fe 的晶胞数变化？（设总原子数为N ）答：α—Fe 为体心立方晶格，晶胞中的原子数为81×8 + 1 =2 γ—Fe 为面心立方晶格，晶胞中的原子数为81×8 + 21×6 =4故α—Fe 变成γ—Fe 的晶胞数是由2N 变为 4N7. 画出Fe-Fe 3C 相图 ①．标出三条水平线的温度和其点的成分。

②．写出三条水平线上的转变式。

③．写出七种曲线型合金的室温组织，并计算45号钢中铁素体及珠光体的含量。

答：①． 727℃、1148℃、1495℃；0.09、0.17、0.532.11、4.30、6.690.0218、0.77、6.69②．共晶转变、包晶转变、共析转变③．F+Fe 3C Ⅲ F+P P+Fe 3C Ⅱ PP+ Fe 3C Ⅱ+Ld ′ Ld ′ Fe 3C Ⅰ+ Ld ′F%=0218.069.645.069.6--×100%= 43% P%=0218.069.60218.045.0--×100%=57%8.简述金属结晶的条件答：a.能量条件：当实际温度低于金属的理论结晶温度时，固态金属的自由能Gs 低于液态金属的自由能Gl 金属能自发进行结晶。

实际温度越低，结晶自发倾向越大。

b.结构条件：液态金属中存在许多大小不一，时聚时散的原子团，瞬间出现且瞬间消失的起伏现象，且液态自发形核结晶的条件。

9.用杠杆定律计算0.45%C 钢退火后组织中铁素体与珠光体的数量。

解：如果不考虑铁素体中的含碳量，则由杠杆定律可知：铁素体量=77.045.077.0-=77.032.0=0.416=41.6% 珠光体量=77.045.0=0.584=58.4%答：铁素体41.6%，珠光体58.4%。

10.用杠杆定律计算出1.3%C 钢缓冷至室温后组织中渗碳体和珠光体的数量。

解：珠光体量=77.069.630.169.6--=92.539.5=0.91=91% 二次渗碳体量=77.069.677.030.1--=92.553.0=0.09=9%答：室温时含1.3%C 钢组织中珠光体量为91%，二次渗碳体为9%。

11.根据Ｆe-Ｆe 3C 相图计算含碳的质量分数为1.20%的合金的组织组成物(二次渗碳体和珠光体)含量；相组成物（铁素体相和Ｆe 3C 相）的含量解：根据杠杆定律计算组织组成含量：Qp=(6.69-1.20)/(6.69-0.77)×100%=92.7%Q Fe3C Ⅱ=1-92.7%=7.3%相组成物铁素体和渗碳体的含量：QF=(6.69-1.20)/(6.69-0.0218)×100%=82.3% Q Fe3C =1-82.3%=17.7% 12.根据Ｆe-Ｆe 3C 相图计算含碳的质量分数为0.60%的合金的组织组成物( 先共析铁素体和珠光体)含量；相组成物（铁素体相和Ｆe 3C 相）的含量解：根据杠杆定律计算组织组成含量：QF=(0.77-0.60)/(0.77-0.218)×100%=22.7%Qp=1-22.7%=77.3%相组成物铁素体和渗碳体的含量：QF ′=(6.69-0.60)/(6.69-0.0218)×100%=91.3% Q Fe3C =1-91.3%=8.7%13.在一种碳钢的平衡组织中，黑色块珠光体占市场面积的百分数Sp=80%，而白色块状铁素体占20%，则此钢的碳含量x%的估计值为？解：首先可忽略溶碳量极小的铁素体内的含碳量，再由杠杆定律求出其珠光体的相对量Qp%为：Qp=[(x-0)/（0.77-0）] ×100%，即x%= Qp ×0.77%.则此钢的含碳量x%的估计值为：x%=80%×0.77%=0.616%钢的热处理基础1.计算含碳量为0.40%的碳素钢缓慢冷却至室温后铁素体和珠光体的含量（碳在α-Fe 中的最大溶解度为0.0218%，共析成分为0.77%）。

（7分）答：铁素体的含量＝ 0218.077.040.077.0-- ×100% = 49.5%珠光体的含量 = 1－ 49.5% = 50.5%铁素体的含量为49.5%，珠光体的含量为50.5%。

2.亚共析碳素结构钢和低合金结构钢的室温组织有哪些？如何得到？7分 答：1)珠光体和铁素体，通过正火或退火得到；2贝氏体，通过淬火和正火得到；2)马氏体，通过淬火得到；3）回火马氏体，通过淬火+低温回火得到；4) 回火托氏体，通过淬火+中温回火得到；5) 回火索氏体，通过淬火+高温回火得到。

3.计算45钢平衡状态下727℃时，珠光体含量？解：727℃时Fe-Fe 3C 相图中S 点 Wc ＝0.77% P 点Wc ＝0.0218%应用杠杆定律知：45钢中珠光体含量：Wp ＝0218.077.00218.045.0--＝57.3%4.通常工件进行淬火的目的是什么？淬火的工艺特点？答：目的：是获得马氏体组织，增加工件的硬度和耐磨性，辅助不同温度的回火得到所要求的力学性能。

工艺特点：把钢加热到奥氏体化后，以适当的方式快速冷却，获得马氏体或贝氏体组织。

5.100克含碳0.8%的奥氏体转变成珠光体时形成了多少克铁素体和渗碳体？ 解：铁素体质量＝67.68.067.6 ×100＝88（克）渗碳体质量＝100－88＝12（克）答：形成铁素体88克，渗碳体12克。

6.20钢中有75%铁元素和25%珠光体，它的性能可以近似按铁素体和珠光体性能的平均值估计，试求20钢的HB=？此题中条件不足计算也错铁素体HB=？珠光体HB=?20钢HB=80×75%＋20×25%=105答：20钢组织的HB 值约为105。

7.退火亚共析钢室温金相组织中的珠光体量占80%，试估算该钢碳的质量分 数，并指出大致钢号。

解：因铁素体含碳量极少，可忽略不计，故珠光体中碳的质量分数可近似为钢中碳的质量分数：W （C ）=0.77%×80%=0.616% ，故大致为60钢。

8.影响钢淬火开裂的因素有哪些？（7分）答：钢的化学成分，原材料缺陷，钢件形状尺寸结构特点，淬火前原始组织和应力状态，加热和冷却工艺因素等均对钢的淬火开裂有影响。

9.C 曲线在热处理中有何重要意义？答：（1）根据C 曲线的特点，可预先判断在热处理后将发生什么样的转变和可能得到的组织结构。

（2）在淬火时如想得到马氏体组织，则必须使钢在大于临界冷却速度的条件下进行冷却，这样便可根据C 曲线的特点，计算钢的临界冷却速度，从而确定淬火时所应采用的冷却条件。

（3）根据C 曲线，可作为确定钢的等温退火、等温淬火、分级淬火以及变形热处理等工艺规程中主要参数的依据。

10. W 18Cr 4V 属于那类钢？试画出热处理工艺？答：W 18Cr 4V 属高速工具钢。

主要画出两次预热（第一次500-600℃）（第二次800-860℃）淬火加热温度为1200℃先油冷580-620℃保温一段时间后空冷550-570℃三次回火11.画出相图，填写各区域的组织组成物，并描述过共晶的结晶过程？L+δδ δ+γ L+γ L+Fe 3C Ⅰγ+α γ γ+ Fe 3C Ⅱ γ+ Fe 3C Ⅱ+ Ld Fe 3C Ⅰ+ Ldα α+P P+ Fe 3C Ⅱ P+ Fe 3C Ⅱ+ Ld Fe 3C Ⅰ+Ld ′L →L+ Fe 3C Ⅰ→Fe 3C Ⅰ+ Ld ′12. T10钢自奥氏体缓慢冷至室温，试计算其珠光体和共析渗碳体的相对量。

解：Fe 3C Ⅱ% =77.069.677.000.1--=92.523.0 =3.88%P% =1- Fe 3C Ⅱ =1 - 3.88% =96.12%答：珠光体占96.12%，渗碳体占3.88%。