作业1 金属材料技术基础

1-1 判断题（正确的画O，错误的画×）

1．纯铁在升温过程中，912℃时发生同素异构转变，由体心立方晶格的α-Fe转变为面心立方晶格的γ-Fe。这种转变也是结晶过程，同样遵循晶核形成和晶核长大的结晶规律。 （ O ）

2．奥氏体是碳溶解在γ-Fe中所形成的固溶体，具有面心立方结构，而铁素体是碳溶解在α-Fe中所形成的固溶体,具有体心立方结构。 （ O ）

3．钢和生铁都是铁碳合金。其中，碳的质量分数（又称含碳量）小于0.77%的叫钢，碳的质量分数大于2.11%的叫生铁。 （ × ）

4．珠光体是铁素体和渗碳体的机械混合物，珠光体的力学性能介于铁素体和渗碳体之间。 （ O ）

5．钢中的含碳量对钢的性能有重要的影响。40与45钢相比，后者的强度高，硬度也高,但后者的塑性差。 （ O ）

6．为了改善低碳钢的切削加工性能，可以用正火代替退火，因为正火比退火周期短，正火后比退火后的硬度低，便于进行切削加工。 （ × ）

7．淬火的主要目的是为了提高钢的硬度。因此，淬火钢就可以不经回火而直接使用。 （ × ）

8．铁碳合金的基本组织包括铁素体（F）、奥氏体（A）、珠光体（P）、渗碳体（Fe3C）、马氏体（M）、索氏体（S）等。 （ × ）

1-2 选择题

1．铁碳合金状态图中的合金在冷却过程中发生的（ F ）是共析转变，（ B ）是共晶转变。

A．液体中结晶出奥氏体； B．液体中结晶出莱氏体； C．液体中结晶出一次渗碳体； D．奥氏体中析出二次渗碳体； E．奥氏体中析出铁素体； F．奥氏体转变为珠光体。 2．下列牌号的钢材经过退火后具有平衡组织。其中，（ C ）的σb最高，（ D ）的HBS最高，（ A ）的δ和ak最高。在它们的组织中，（ A ）的铁素体最多，（ C ）的珠光体最多，（ D ）的二次渗碳体最多。

A．25； B．45； C．T8； D．T12。

3．纯铁分别按图1-1所示不同的冷却曲线冷却。其中，沿（ D ）冷却，过冷度最小；沿（ D ）冷却，结晶速度最慢；沿（ A ）冷却，晶粒最细小。

1

图1-1

4．成分相同的钢，经过不同的热处理，可以得到不同的组织，从而具有不同的力学性能。对于碳的质量分数（含碳量）为0.45%的钢，当要求具有高的硬度和耐磨性时，应进行（ F ）；当要求具有较高的综合力学性能时，应进行（ D ）；当要求具有低的硬度和良好的塑性时，应进行（ A ）。

A．完全退火； B．正火； C．淬火； D．调质处理； E．淬火十中温回火； F．淬火十低温回火。 5．“65Mn”是常用的合金弹簧钢，“65”表示的意义是（ B ）。 A．钢中的含碳量为6.5%左右； B．钢中的含碳量为0.65%左右； C．钢中的含锰量为6.5%左右； D．钢中的含锰量为0.65%左右。

1-3 填空题

1．在纯铁的一次结晶中，细化晶粒的方法是1、提高冷却速度，2、（ 孕育处理 ）3、（ 搅拌或震动 ）。

2．钢的热处理加热的主要目的是（ 获得晶粒细小、成分均匀的奥氏体组织 ）。 3．共析钢等温转变中，高温转变产物的组织，按硬度由高到低的顺序，其组织名称和表示符号分别是（ 屈氏体T ）、（ 索氏体S ）、（ 珠光体P ）。

4．T10A钢中的“T”表示（ 碳素工具钢 ）；“10”表示（ 含碳量1.0% ）；而“A”表示（ 高级优质碳素工具钢 ）。

5．图1-2为铁碳合金状态图的一部分。试用符号将各相区的组织填在图上，并标出S点、E点所对应的碳的质量分数（含碳量）。

2

6．两根直径为φ5mm，碳的质量分数（含碳量）为0.4%，并具有平衡组织的钢棒。一端浸入20℃水中，另一端用火焰加热到1000℃，如图1-3所示。待各点组织达到平衡状态后，一根缓慢冷却到室温，另一根水淬快速冷却到室温，试把这两根棒上各点所得到的组织填入表1-1。

A

A+Fe3CII

F

A+P

P+Fe3CII

2.11% 0.77% P

F+P 图1-2 图1-3

表1-1

指定点代号 加热时达到的温度（℃） 加热到上述温度时的平衡组织 第一根棒缓冷到室温后的组织 第二根棒水淬快冷到室温后的组织 1 1000 粗大A F+P 粗大M+A’ 2 830 A F+P M+A’ 3 740 A+F F+P M+A’+F 4 400 F+P F+P F+P 5 20 F+P F+P F+P

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作业2 铸造技术基础

2-1 判断题（正确的画O，错误的画×）

1．浇注温度是影响铸造合金充型能力和铸件质量的重要因素。提高浇注温度有利于获得形状完整、轮廓清晰、薄而复杂的铸件。因此，浇注温度越高越好。 （ × ）

2．铸件的凝固方式有逐层凝固、中间凝固和体积凝固三种方式。影响铸件凝固方式的主要因素是铸件的化学成分和铸件的冷却速度。 （ O ）

3．合金收缩经历三个阶段。其中，液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔、缩松的基本原因，而固态收缩是铸件产生内应力、变形和裂纹的主要原因。 （ O ）

4．结晶温度范围的大小对合金结晶过程有重要影响。铸造生产都希望采用结晶温度范围小的合金或共晶成分合金，原因是这些合金的流动性好，且易形成集中缩孔，从而可以通过设置冒口，将缩孔转移到冒口中，得到合格的铸件。 （ O ） 5．为了防止铸件产生裂纹，在零件设计时，力求壁厚均匀；在合金成分上应严格限制钢和铸铁中的硫、磷含量；在工艺上应提高型砂及型芯砂的退让性。 （ O ）

6．铸造合金的充型能力主要取决于合金的流动性、浇注条件和铸型性质。所以当合金的成分和铸件结构一定时；控制合金充型能力的唯一因素是浇注温度。（ × ）

7．铸造合金在冷却过程中产生的收缩分为液态收缩、凝固收缩和固态收缩。共晶成分合金由于在恒温下凝固，即开始凝固温度等于凝固终止温度，结晶温度范围为零。因此，共晶成分合金不产生凝固收缩，只产生液态收缩和固态收缩，具有很好的铸造性能。 （ × ）

8．气孔是气体在铸件内形成的孔洞。气孔不仅降低了铸件的力学性能，而且还降低了铸件的气密性。 （ O ）

9．采用顺序凝固原则，可以防止铸件产生缩孔缺陷，但它也增加了造型的复杂程度，并耗费许多合金液体，同时增大了铸件产生变形、裂纹的倾向。 （ O ）

10． 采用同时凝固的原则，可以使铸件各部分的冷却速度趋于一致，这样既可以防止或减少铸件内部的铸造应力，同时也可以得到内部组织致密的铸件。 （ × ）

11． 铸造应力包括热应力和机械应力，铸造热应力使铸件厚壁或心部受拉应力，薄壁或表层受压应力。铸件壁厚差越大，铸造应力也越大。 （ O ）

12．铸造过程中，合金凝固的液固共存区域很宽时，铸件的厚壁区仅易产生较大缩孔缺陷；因此，应选用顺序凝固原则，使得上述缺陷转移到冒口处，以便于铸件清理工序切除。 （ × ）

13．铸造时，冷铁的作用是加快铸件局部的冷却速度，因此可以配合冒口来控制铸件的顺序凝固，达到降低铸件铸造应力的目的。 （ × ）

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