本次作业是本门课程本学期的第2次作业，注释如下：一、单项选择题(只有一个选项正确，共15道小题)1. 二元合金在发生共晶转变时，其相组成是（）。
(D) 三相共存2. 实际金属结晶时，通过控制晶核形成率N和成长率G的比值来控制晶粒的大小，在下列（）情况下获得粗大的晶粒：(B) N/G很小时3. 常温铁素体是碳溶解在（）中所形成的间隙固溶体。
(A) α-Fe4. （）属于冶金缺陷。
(D) 缩孔5. 铁素体的机械性能特点是（）(C) 高塑性、低强度6. 共晶成分的铁碳合金发生共晶反应时，其反应式为( )。
(C) L A+Fe3C7. （）为共晶体。
(A) 莱氏体8. 在Fe-Fe3C相图中，Acm线也称为（）。
(D) 固溶度线9. 下列铁碳合金在室温平衡状态，（）成分的强度最高。
(B) 0.8％10. 铸铁的含碳量一般为（）。
(C) 2.11～6.69%11. 钢的含碳量一般为（）。
(A) 0.0218～2.11%12. 脆性相以（）析出的危害最大。
(A) 网状13. 热处理能使钢的性能发生变化，其根本原因是（）。
(A) 铁有同素异构转变14. 比较以下（）的强度最高。
(D) S15. 钢经调质处理后获得的组织是( )。
(C) 回火索氏体二、不定项选择题(有不定个选项正确，共10道小题)16. 渗碳体的机械性能特点是（）[不选全或者选错，不算完成](C) 高硬度(D) 高脆性17. （）是碳溶解在Fe中形成的间隙固溶体。
[不选全或者选错，不算完成](A) 铁素体(B) 奥氏体18. 马氏体组织有（）形态。
[不选全或者选错，不算完成](C) 板条状(D) 针状19. 铸铁的力学性能可取决于（）。
[不选全或者选错，不算完成](A) 基体组织(B) 石墨的形态(C) 变质处理(D) 石墨化程度20. 大多数合金元素均在不同程度上有细化晶粒的作用，其中细化晶粒作用最为显著的有（）。
[不选全或者选错，不算完成](B) Ti(D) V21. 含有合金元素（）较多的钢可能是本质粗晶钢。
[不选全或者选错，不算完成](A) Mn(C) P22. 钢中常含有的有益元素主要有（）。
[不选全或者选错，不算完成](A) Mn(D) Si23. 钢经调质处理后的机械性能（）[不选全或者选错，不算完成](B) 强度比正火高(C) 塑性比正火更好(D) 韧性比正火更好24. 齿轮类零件的主要失效形式有（）。
[不选全或者选错，不算完成](B) 疲劳断裂(C) 过载断裂(D) 表面损伤25. 选材的主要原则有（）。
[不选全或者选错，不算完成](A) 使用性能原则(B) 工艺性能原则(C) 经济性原则(D) 环境与资源原则三、判断题(判断正误，共10道小题)26.凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶过程。
（）正确答案：说法错误27.非晶体是各向同性的。
（）正确答案：说法正确28.单晶体和多晶体都表现为各向异性。
（）正确答案：说法错误29.合金中凡成分相同、结构相同，并与其它部分有界面分开的均匀组成部分称为组织。
（）正确答案：说法错误30.固溶体的强度和硬度，比组成固溶体的溶剂金属的强度和硬度高。
（）正确答案：说法正确31.在平衡结晶条件下，由于匀晶转变在整个结晶过程中，固相的成分沿着固相线变化，因此，结晶完成后，得到固体的成分是不均匀的。
（）正确答案：说法正确32.无限固溶体一定是置换固溶体。
（）正确答案：说法正确33. Fe3CI与Fe3CⅡ的形态和晶体结构均不相同。
（）正确答案：说法错误34.在Fe－Fe3C相图中，含碳量大于2.11%的成分在结晶过程中均会发生共晶反应。
（）正确答案：说法正确35.只有共析成分的铁碳合金才能发生共析反应。
（）正确答案：说法错误四、主观题(共20道小题)36.现有形状、尺寸完全相同的四块平衡状态的铁碳合金，它们的碳含量分别为0.2%，0.4%，1.2%，3. 5%的合金。
根据你所学的知识，可有哪些方法区别它们？参考答案：答：测量四块合金的硬度，其硬度随含碳量增加而升高。
观察四块合金的金相，0.2%和0.4%的合金均为亚共析钢，其组织为珠光体+铁素体，珠光体的量随含碳量增加而增加；1.2%的合金为过共析钢，其组织为珠光体+二次渗碳体；3.5%的合金为亚共晶白口铁，其组织为珠光体+二次渗碳体+低温莱氏体。
观察四块合金与砂轮磨出的火花，随着含碳量的增加，流线数量和爆花数量都急剧增多，碳含量超过0.8%以后，增多的趋势逐渐缓和。
37.根据铁碳相图解释下列现象：含碳量1.0%的钢比含碳量0.5%的钢硬度高；在室温平衡状态下，含碳量为0.8%的钢比含碳量为1.2%的钢强度高；室温下莱氏体比珠光体塑性差。
参考答案：1)含碳量1.0%的钢比含碳量0.5%的钢硬度高；钢由较软的铁素体和较硬的渗碳体组成，随着含碳量的提高，钢中渗碳体的量提高，因此硬度提高。
2)在室温平衡状态下，含碳量为0.8%的钢比含碳量为1.2%的钢强度高；钢的强度是典型的对组织敏感的性能指标，细密相间的两相组织珠光体具有较高的强度，因此提高珠光体的比例可改善钢的强度，而连续分布在原奥氏体晶界上的二次渗碳体将降低钢的强度。
0.8%的钢中珠光体的比例高于1.2%的钢，同时1.2%的钢含有更多的二次渗碳体，故0.8%的钢比1.2%的钢强度高。
3)室温下莱氏体比珠光体塑性差；室温下莱氏体Fe3C+P，即珠光体分布渗碳体相的基底上，而渗碳体基底的脆性极大，莱氏体表现为脆性的，几乎不能塑性变形。
38.将含碳量分别为0.2%和0.6%的碳钢加热到860℃，保温相同时间，使奥氏体均匀化，问哪一种钢奥氏体晶粒易粗大？为什么？参考答案：0.2%和0.6%的碳钢加热到860℃，均为完全奥氏体化，其奥氏体中的含碳量分别为0.2%和0.6%，由于奥氏体中C%↑→晶粒长大↑，故含碳量为0.6%的碳钢奥氏体晶粒易粗大。
39.试比较S和S’、M和M’在形成条件、金相形态与性能上的主要区别。
参考答案：答：形成条件金相形态性能特点S正火铁素体和渗碳体相间分布呈细层S’的强度、硬度、40.试说明淬火钢回火的必要性。
参考答案：答：必要性——淬火组织的问题：a. 消除淬火应力，降低脆性b. 稳定工件尺寸，由于M，残余A不稳定c. 获得要求的强度、硬度、塑性、韧性。
41.为什么钢淬火后回火是钢最有效的强化手段？参考答案：答：①淬火形成Ｍ：固溶强化：过饱和C和Me，位错强化：高密度位错细晶强化：极细小、不同取向的马氏体束②回火第二相强化：析出细小碳化物粒子基本保持了淬火态的细小晶粒、高密度位错及一定的固溶强化作用。
42.确定下列钢件的退火方法及退火后的组织1)经冷轧后的15钢钢板。
要求降低硬度2)65钢切削加工前3)改善T12钢的切削加工性能4)ZG35的铸造齿轮铸造后存在枝晶偏析参考答案：答：1）再结晶退火，退火后的组织——F+P2）完全退火，退火后的组织——F+P3）球化退火，退火后的组织——球状渗碳体分布于铁素体基体上4）扩散退火，退火后的组织——F+P43.指出下列工件的回火温度，并说明回火后的组织1)45钢轴2)60钢弹簧3)T12钢锉刀参考答案：答：1）560~600℃，回火后的组织——S’2）350-500℃，回火后的组织——T’3）150-250℃，回火后的组织——M’44.写出下列零件的最终热处理方式及其组织：(1)60Si2Mn弹簧；(2)高速钢车刀。
参考答案：答：45.试说明表面淬火、渗碳、氮化处理在适用钢种、性能、应用等方面的差别。
参考答案：答：46.钢的回火脆性有哪几类？其发生是否可逆？如何避免？参考答案：答：回火脆性是指淬火钢回火后出现韧性下降的现象。
回火脆性可分为第一类回火脆性（250~400℃）和第二类回火脆性（450~650℃）。
第一类回火脆性与碳化物片沿M晶界析出有关，具有不可逆性，与回火后的冷却速度无关。
因此只能避免在此温度回火。
第二类回火脆性与P等元素在原A晶界偏聚有关，具有可逆性，与回火后的冷却速度有关，回火保温后，缓冷出现，快冷不出现，出现脆化后可重新加热后快冷消除。
因此可提高钢材的纯度（↓P等杂质元素含量）；加入适量的Mo、W等有益的合金元素；采用回火后快冷的方法。
47.为什么过共析钢的淬火温度不选择在ACCM以上？答：如过共析钢的淬火温度选择在A CCM以上，（1）淬火温度过高→A粗大→M粗大，从而→①力学性能↓，→②淬火应力↑→变形，开裂↑；（2）A中C%↑→M中C%↑→残余A↑→M脆性↑、HRC↓、耐磨性↓。
因此过共析钢的淬火温度不选择在A CCM以上。
48.试分析金属的主要强化机制。
参考答案：答：（1）固溶强化：溶质原子→晶格畸度→与位错相互作用→阻碍位错运动→强化。
（2）细晶强化：晶界→阻碍位错运动→强化（3）位错强化：位错→增殖并相互作用→阻碍位错运动→强化（4）第二相强化：第二相粒子→阻碍位错运动→强化49.合金元素对钢的等温转变“C”曲线有哪些影响？又是如何影响淬透性的？参考答案：答：①“C”曲线位置：除Co以外的合金元素均使“C”曲线右移，因此提高淬透性。
②“C”曲线形状：碳化物形成元素(Mn,Cr,Mo,W,V,Nb,Zr,Ti)使“C”曲线上下分离成两个C形③Ｍ转变临界温度：除Co、Al以外的合金元素均使Ｍ转变临界温度下降。
50.合金元素对钢的回火转变有哪些影响？参考答案：答：（1）提高回火稳定性：V、Si、Mo、W、Ni、Mn、Co；（2）产生二次硬化：沉淀硬化：V、Mo、W、Cr (Ni、Co协同）；（3）影响回火脆性：（第二类回火脆性——450-600oC高温，与P有关）：增大第二类回火脆性：Mn、Cr、Ni，消除第二类回火脆性：Mo(0.5%)、W(1%)51.为何要向不锈钢中加入大量的Cr和Ni？答：加入Cr：↑电极电位——含量＞12.5%电极电位跃升(如马氏体不锈钢)；形成单相F ——Cr量＞12.7%→单相F(如铁素体不锈钢)；加入Ni：形成单相A（如奥氏体不锈钢）52.手工锯条、普通螺钉、机床主轴分别用何种碳钢制造？参考答案：答：手工锯条——T12；普通螺钉——Q235；机床主轴——4553.试对比渗碳钢和调质钢的合金化和热处理特点参考答案：答：54.简述高速钢的热处理和性能特点，并说明合金元素的作用。
参考答案：答：高速钢的性能特点：①高硬度：HRC＞60；②高耐磨性；③高热硬性；④足够塑性和韧性。
靠加入的合金元素的作用来保证：①高C:0.7 %～1.5%→↑M硬度，形成高硬度的碳化物；②加入Cr（4％）提高淬透性→保证获得M；③加入W,Mo,形成二次硬化→保证高的热硬性；加入V形成高硬度的碳化物→提高耐磨性。
如W系——W18Cr4V热硬性突出；W-Mo系——W6Mo5Cr4V2热塑性、韧性突出。