第四章金属材料的基础知识和热处理的基本知识第一部分：学习内容1、钢的分类：|（1）-碳钢:含碳量低于2%的铁碳合金;-合金钢:在钢中特意加入一种或几种其它合金元素组成的钢;-生铁:含碳量高于2%的铁碳合金.,可通过铸造方法制造零件,所以又称铸铁.（2）按化学成分分类：碳钢-低碳钢:含碳量小于0.25%;-中碳钢:含碳量为0.25~0.55%;-高碳钢:含碳量大于0.55%.合金钢-低合金钢:合金元素总含量小于3.5%;-中合金钢:合金元素总含量3.5~10%;-高合金钢:合金元素总含量大于10%;2、洛氏硬度与布氏硬度值近似关系：HRC≈1/10HB3、热处理及其常用工艺方法热处理的定义-利用钢在固态下的组织转变,通过加热和冷却获得不同组织结构,从而得到所需性能的工艺方法统称热处理.常用热处理工艺方法：退火-将钢加热到一定温度,保温一段时间,然后随炉一起缓慢冷却下来,以期得到接近平衡状态组织的一种热处理方法.4、完全退火:AC3以上30~50℃,用于消除钢的某些组织缺陷和应力,改善切削加工性能;等温退火:加热到AC3,以上30~50℃,较快的冷却到略低于Ar1的温度,并在此温度下等温到奥氏体全部分解为止,然后出炉空冷.适用于亚共析钢、共析钢，尤其广泛用于合金钢的退火。
优点是周期短，组织和硬度均匀。
5、正火-正火和退火加热方法相似，只是冷却速度比退火稍快（空冷），得到的是细片状珠光体（索氏体），强度、硬度比退火的高，与退火相比，工艺周期短，设备利用率高。
主要用于低碳钢获得满意的机械性能和切削性能、过共析工具钢消除网状渗碳体、中碳钢代替退火或作为淬火前的预先热处理。
6、淬火-将钢加热到AC1以上30~50℃(共析钢、过共析钢）或AC3以上30~50℃（亚共析钢），保温一段时间，然后快冷得到高硬度的马氏体组织的工艺方法。
用以提高工件的耐磨性。
7、回火-将淬火后的工件加热到A1以下某一温度，保温一段时间，然后以一定的方式冷却（炉冷、空冷、油冷、水冷等）-目的：1）降低淬火工件的脆性，消除内应力（热应力和组织应力），使淬火组织趋于稳定，同时也使工件尺寸趋于稳定；2）获得所需的硬度和综合机械性能。
8、焊后消除应力热处理(PWHT、ISR):目的是消除应力、降低硬度、改善组织、稳定尺寸,避免制造和使用过程产生裂纹;9、试述T8A的含义：含碳量为8‰的高级优质碳素工具钢。
10、怎样区别无螺纹的黑铁管与直径相似的无缝钢管？答：无缝钢管是用优质碳钢、普通低合金钢、高强耐热钢、不锈钢等制成。
不镀锌的瓦斯管习惯上称为黑铁管，从管子内壁有无焊缝和管子直径来判断。
11、何谓钢的热处理？答：所谓钢的热处理就是在规定范围内将钢加热到预定的温度，并在这个温度保持一定的时间，然后以预定的速度和方法冷下来的一种生产工艺。
12、试述T7的含义。
答：T7的含义为：含碳量为7‰的碳素工具钢。
13，退火：将钢加热到一定的温度，保温一段时间，随后由炉中缓慢冷却的一种热处理工序。
其作用是：消除内应力，提高强度和韧性，降低硬度，改善切削加工性。
应用：高碳钢采用退火，以降低硬度；放在粗加工前，毛坯制造出来以后14、正火：将钢加热到一定温度，保温一段时间后从炉中取出，在空气中冷却的一种热处理工序。
注：加热到的一定的温度，其与钢的含C量有关，一般低于固相线200度左右。
其作用是：提高钢的强度和硬度，使工件具有合适的硬度，改善切削加工性。
应用：低碳钢采用正火，以提高硬度。
放在粗加工前，毛坯制造出来以后15、回火：将淬火后的钢加热到一定的温度，保温一段时间，然后置于空气或水中冷却的一种热处理的方法。
其作用是：稳定组织、消除内应力、降低脆性。
第二部分：练习题一、选择题1、将钢淬火后，再经高温回火的热处理方式叫（C）。
（A）回火；（B）淬火；（C）调质处理；（D）正火。
2、45钢的含碳量为（C）%。
（A）45；（B）4.5；（C）0.45；（D）0.045。
3、通常将密度小于（C）g/cm3的金属称为轻金属。
（A）2；（B）3；（C）4；（D）5。
4、金属表面抵抗硬物压入的能力称为（A）。
（A）硬度；（B）强度；（C）塑性；（D）密度。
5、将钢加热至一定的温度，保温一段时间后在加热炉或缓冷坑中缓慢冷却的一种热处理工艺叫做（D）。
（A）正火；（B）回火；（C）淬火；（D）退火。
6、布氏硬度（HB）和洛氏硬度（HRC）之间的近似关系是（A）。
（A）HB=10HRC；（B）HB=15HRC；（C）HB=20HRC；（D）HB=25HRC。
7、下列金属材料中，一般无法淬硬的是（C）。
（A）合金钢；（B）高碳钢；（C）低碳钢；（D）优质合金钢。
8、磨削时，（A）是形成火花的元素。
（A）C；（B）Fe；（C）Mn；（D）Si。
9、使用最广泛的研具材料是（B）。
（A）高碳钢；（B）铸铁；（C）低碳钢；（D）中碳钢。
10、钢的热处理是为了改善钢的（D）。
（A）强度；（B）硬度；（C）刚度；（D）性能。
11、65Mn是（A）。
（A）优质碳素结构钢；（B）高级优质碳素工具钢；（C）特殊合金钢；（D）碳素工具钢。
12、退火的主要目的是（A）。
（A）便于切削加工，消除内应力；（B）增加硬度，细化晶粒；（C）增加耐磨性；（D）消除不良组织。
13、碳素工具钢的含碳量为（C）。
（A）0.25%；（B）0.25%～0.6%；（C）0.75%～1.3%；（D）1.25%～1.5%。
14、所有锥柄高速钢麻花钻头的锥柄部分都是（A）。
（A）优质碳素钢；（B）高速钢；（C）合金钢；（D）硬质合金。
15、钢材在外力作用下产生变形，如果外力消除后仍能恢复原状的特性称为（A）。
（A）弹性；（B）塑性；（C）韧性；（D）刚性。
16、随回火加热温度升高，钢的（A）提高。
（A）韧性；（B）综合机械性能；（C）硬度；（D）耐磨性。
16、金属加热到一定温度会由固态熔化成液态，开始转化的温度称为（B）。
（A）沸腾点；（B）熔点；（C）可熔性；（D）熔解温度。
17、强度是金属材料的（B）性能之一。
（A）物理；（B）机械；（C）工艺；（D）化学。
18、随着钢的含碳量的增加，其强度也将随着（B）。
（A）下降；（B）提高；（C）不变；（D）不一定变。
19、一般碳钢的密度为（C）。
（A）7.20g/cm；（B）8.20g/cm；（C）7.85g/cm；（D）8.85g/cm。
20、焊接性能是金属材料的（C）性能之一。
（A）物理和化学；（B）机械；（C）工艺；（D）化学。
21、含碳量（A）2.11%的铁碳合金称为铸铁。
（A）大于；（B）等于；（C）小于；（D）小于或等于。
22、布氏硬度用符号（C）表示。
（A）HR；（B）Hr；（C）HB；（D）HS。
23、灰口铸铁用代号（D）表示。
（A）A；（B）B；（C）C；（D）HT。
24、普通碳素结构钢焊缝金属中的合金元素主要是从（C）中过渡来的。
（A）药皮；（B）母材；（C）焊芯；（D）药皮和母材。
25、当含碳量大于（A）时容易产生冷裂纹。
（A）0.45%～0.55%；（B）0.15%～0.25%；（C）0.35%～0.40%；（D）0.25%～0.35%。
二、判断题1、钢随含碳量的不断提高，其强度也不断提高。
（×）2、合金钢是多种钢混合而成的混合物。
（×）3、强度是金属材料在动载荷作用下抵抗破坏的性能。
（×）4、碳素钢按其用途可分为碳素结构钢和碳素工具钢。
（√）5、任何一种热处理工艺都由加热、冷却两个阶段所组成。
（×）6、塑性是指金属材料在载荷作用下，产生塑性变形（永久变形）而不破坏的能力。
（√）7、金属材料的力学性能是由其内部组织结构决定的。
（√）8、钢和生铁都是铁碳合金。
（√）9、调质钢一般是指经过调质处理的合金结构钢。
（×）10、材料的延伸率和断面收缩率越大，表明其塑性越好。
（√）11、通常碳素工具钢钻头，切削温度不能超过200℃，否则将失去切削力。
（√）12、耐热钢具有良好的高温性能、较高的化学稳定性、良好的组织稳定性。
（√）13、不锈钢的耐磨蚀性能比普通低碳钢优良。
（√）14、16Mn属于普通合金结构钢，其含碳量为0.16%左右，含锰1.30%～1.60%。
（√）15、零件经渗碳后，表面即可以得到很高的硬度和耐磨性。
（×）16、一般来说，晶粒越细小，金属材料的力学性能越好。
（√）17、合金工具钢都是高级优质钢。
（×）18、钢的铸造性能比铁好，故常用来铸造形状复杂的工件。
（×）19、铁碳合金中含碳量增高时，组织中渗碳体相对质量减少。
（×）20、普通热处理分为退火、正火、淬火、回火。
（√）21、金属材料分黑色金属材料和有色金属材料两大类。
（√）22、热处理过程是使固态金属加热的工艺过程。
（×）23、金属材料的性能一般分使用性能和工艺性能两类。
（√）24、金属材料的机械性能是衡量金属材料的主要指标之一。
（√）25、工艺过程就是指金属材料的加工制造过程。
（×）26、热处理对充分发挥材料的潜在能力、节约材料、降低成本有着重要的意义。
（√）27、自然界中的化学元素分金属和非金属两大类。
（√）28、根据密度大小，可将金属分为轻金属和重金属两类。
（√）。