金属材料与热处理习题册答案绪论填空题1．成分组织热处理性能2．光泽延展性导电性导热性合金3．成分热处理性能性能思考题答：机械工人所使用的工具、刀、夹、量具以及加工的零件大都是金属材料，所以了解金属材料与热处理的相关知识。
对我们工作中正确合理地使用这些工具；根据材料特点正确合理地选择和刃磨刀具几何参数；选择适当的切削用量；正确选择改善零件工艺性能的方法等都具有非常重要的指导意义。
第一章金属的结构与结晶填空题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．晶体缺陷间隙空位置代刃位错晶界亚晶界4．无序液态有序固态5．过冷度6．冷却速度冷却速度低7．形核长大8．强度硬度塑性9．固一种晶格另一种晶格10．静冲击交变11．弹性塑性塑性12．材料内部与外力相对抗13．内力不同14．外部形状内部的结构判断题1．√2．×3．×4．×5．×6．√7．√8．√9．√10．√11．×12．√13．√14．×15．√选择题1．A2．C B A3．B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；由很多的小晶体组成的晶体称为多晶体。
3．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。
4．答：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；单位面积上所受的内力就称为应力思考与练习1．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．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变质处理等。
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。
3．（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4．味精、冰糖、云母、食盐及各类金属均是晶体。
5．（略）6．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。
7．有。
因为切削加工中切屑分离的过程，实际上是刀具与被切削工件之间发生强烈挤压和摩擦的过程，在这一过程中，已加工表面和切屑都会发生塑性变形而产生加工硬化现象。
切屑产生加工硬化现象会变得难以排出，已加工表面产生加工硬化现象会使后续加工变得困难。
第二章金属的性能填空题1．物理性能化学性能力学性能铸造性能锻造性能焊接性能切削加工性能热处理性能2．静塑性变形断裂3．屈服强度抗拉强度R eL R m4．屈服强度（R eL）条件屈服强度（R p0.2）5．31400N 53000N6．永久性变形伸长率（A）断面收缩率（Z）7．58% 76%8．5 硬质合金7355.25 10~15 布氏5009．冲击10．R eL R m HRC A Zαk R —1判断题1．√2．×3．×4．×5．√6．√7．√8．√9．√10．√11．√12．√13．√14．√选择题1．B2．C3．B4．C5．A名词解释1．衡量材料抵抗塑性变形能力的指标。
2．衡量材料抵抗断裂能力的指标。
3．材料抵抗局部变形特别是塑性变形、压痕或划痕的能力。
4．金属材料适应不同加工工艺方法的能力。
思考与练习1．（略）2．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HV 3．解：因是环形链条，故链条的截面积=2（πd2/4）=2×(3.14×202/4)=628(mm2)SF m= R m·S0=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交变载荷，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。
第三章铁碳合金填空题1．其它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6．铁素体奥氏体渗碳体珠光体莱氏体7．铁素体奥氏体8．塑性韧性强度硬度9．铁素体奥氏体渗碳体珠光体莱氏体10．2.11% 0.77%11．成分状态组织温度12．F A Fe3C P L d L′d13．0.0218%～2.11% 亚共析钢温铁素体珠光体共析钢珠光体过共析钢珠光体二次渗碳体14．铁素体渗碳体15．奥氏体渗碳体奥氏体珠光体珠光体渗碳体低温莱氏体16．2.11% 特意加入的17．硅锰硫磷硅锰硫磷18．0.25% 0.25%~0.6% 0.6%19．结构钢中碳钢优质钢20．工具高碳高级优质判断题1．√2．√3．√4．√5．√6．×7．√8．×9．√10．√11．×12．×13．×14．√15．×16．√17．√18．√19．√20．√选择题1．B2．A3．C4．B5．C6．C7．B8．B9．C10．C A B11．C12．C D B13．A14．B15．A16．AB17．C18．A C B19．A C B20．C名词解释：1．共晶转变与共析转变共晶转变是指结晶时由液相中同时结晶出两种不同的固相；共析转变则是由一个固相中同时析出两种不同的固相。
2．固溶强化与加工硬化在固溶体形成过程中，溶质原子溶入后都会使溶剂晶格发生畸变，从而使合金对变形的抗力增加，而使金属材料强度、硬度提高的现象称为固溶强化；冷塑性变形时使晶粒的外形发生变化外，还会使晶粒内部的位错密度增加，晶格畸变加剧，从而使金属随着变形量的增加，使其强度、硬度提高，而塑性、韧性下降。
这种现象称为“形变强化”或“加工硬化”。
3．08F——脱氧状态不完全（沸腾钢）含碳量为0.08% 的优质碳素结构钢。
4．45——含碳量为0.45% 的优质碳素结构钢。
5．65Mn——含碳量为0.65% 具有较高含锰量的优质碳素结构钢。
6．T12A——含碳量为1.2%的高级优质碳素工具钢。
7．ZG340—640——屈服强度不小于340MP，抗拉强度不小于640MP的铸钢。
8．Q235—A•F——屈服强度不小于235MP，质量等级为A级，脱氧状态不完全（沸腾钢）的碳素结构钢。
思考与练习1．（略）γ—（S（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．不能。
因为它们的工作性质不同，受力情况有很大不同它们的加工工艺也不同。
所以必须选择性能不同的材料制造。
5．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的利用其硬度高耐用磨性好的这一优点。
第四章钢的热处理填空题1．固态加热保温冷却组织结构铁具有同素异构转变2．退火正火淬火回火表面淬火表面化学热处理3．形成晶粒长大4．加热温度保温时间5．珠光体型贝氏体型马氏体型6．温度越低或过冷度越大抗力强度硬度7．上贝氏体下贝氏体下贝氏体8．170～230HBW 正火球化退火9．临界冷却速度V临M f 残余奥氏体10．针状硬度高而脆性大板条状强度韧性含碳量含碳量11．油水盐水碱水增加水油12．单液淬火法、双介质淬火、马氏体分级淬火贝氏体等温淬火13．铁的晶格碳原子的扩散碳α-Fe 间隙固溶体14．氧化与脱碳、过热和过烧、变形与开裂、硬度不足与节软点15．回火处理稳定组织消除内应力16．强度、硬度塑性、韧性低温回火、中温回火高温回火17．淬火+高温回火综合力学性能18．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19．分解吸收扩散表面渗碳表面渗氮表面碳氮共渗20．为预备热处理最终热处理选择题1．C2．B3．A4．B？？？？？？5．C6．B7．A8．C9．A10．B11．B12．C13．C？？？？？14．C B15．D B16．C17．C？？？？？18．C19．A20．B判断题1．×2．√3．×4．√5．√6．√7．×8．×9．√10．×11．√12．×13．√14．√15．√16．√17．×18．×19．√20．×21．√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：冷却到A1线以下而又尚未转变的奥氏体称为过冷奥氏体；马氏体转变不能完全进行到底，冷却到M S线以下转变停止时仍未能转变的奥氏体称为残余奥氏体。
3．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。
4．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 ），以获得马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺称为淬火；而将淬火后的钢重新加热到Ａc1临点以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺称为回火。
5．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；而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。
6．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；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。
思考题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，或边加热边弯形的方法，以避免因弯折成形时产生加工硬化而出现裂纹。