一、填空题（）
1.机械零件在工作条件下可能受到力学负荷、热负荷 和 环境介质 三种负荷的作用。 2.金属塑性的指标主要有 延伸率 和 断面收缩率 两种。
3.金属材料的机械性能是指在载荷作用下其抵抗 变形 或 断裂 的能力。 4.刚度是指材料在外力作用下抵抗 弹性变形 的能力。 5.强度是指材料在外力作用下抵抗 变形 和 断裂 的能力。
6.常用测定硬度的方法有 布氏硬度 、 洛氏硬度 和维氏硬度测试法。
7.材料按化学成分分为 金属材料、高分子材料、陶瓷材料和复合材料四大类。
8.金属材料的加工工艺性能包括 铸造性、可锻性、可焊性、切削加工性和热处理工艺性。 9.常见的晶体结构有 体心立方晶格 、面心立方晶格 和 密排六方晶格 三种。 10.晶体缺陷按其几何特征可分为 点缺陷、线缺陷和面缺陷 三种。 11.固溶体的晶体结构与 溶剂 晶体结构相同。 12.当合金溶液凝固后，由于组元间的相互作用不同，可形成 固溶体和金属化合物两种形式。 13.铁从高温液态向室温冷却时发生的变化： 。 14.珠光体是铁素体相与渗碳体混合在一起形成的机械混合物。 15. 碳溶解在 α-Fe中所形成的 间隙固溶体 称为铁素体。
16. 在Fe-Fe3C相图中，共晶点的含碳量为 4.3% ，共析点的含碳量为 0.77% 17.低温莱氏体是 珠光体和渗碳体组成的机械混合物。 18.金属结晶的过程包括 晶核形成和晶粒长大 两个过程 。 19.晶核的形成包括 自发形核和非自发形核 两种形式。 20.晶核的长大包括 枝晶长大 和 平面长大两种形式。
21.金属铸锭的宏观组织是由三个晶区组成，由外向内分别是 细等轴晶离区、柱状晶粒区和中心等轴晶粒区 。
22..铸锭的缺陷包括 缩孔与缩松、气孔、非金属夹杂物和成分偏析。 23.焊缝的组织是 金属组织 。
24.焊接接头是由 焊缝和热影响区构成。 25.冷变形后金属在加热中，随温度的升高或加热时间的延长，其组织和性能一般经历 回复、再结晶和晶粒长大三个阶段的变化。
26..细化晶粒的方法包括 增大过冷度、加入形核剂和机械方法。 二、名词解释）
1.弹性变形：随载荷增加试样的变形增加，若除去外力，变形可以恢复原状的现象。 2.塑性变形：随载荷增加试样的变形增加，若除去外力，变形不能恢复原状的现象。 3.比刚度：材料的弹性模量E与其密度ρ的比值。
4.冲击韧性：在一定温度下，材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力。 5.疲劳极限：试样可以经受无限周期循环而不破坏的应力值。 6.晶体：内部的原子在三维空间呈周期性规则排列的物质。
7.合金：在一种金属元素基础上加入适量的另一种或几种其他元素，通过熔化或其他方法结合在一起所形成的具有金属特性的物质。
8.固溶体：溶质原子溶入固态金属溶剂中形成的合金相。
9.过冷度：熔融金属平衡状态下的相变温度与实际相变温度的差值。
10.加工硬化：金属在塑性变形过程中，随着变形程度的增加，强度、硬度上升，塑性、韧性下降。
11.再结晶：新晶粒不断长大，直至原来的变形组织完全消失,金属或合金的性能也发生显著变化。
12.回复：冷变形加工的金属在低温加热时，在组织发生变化前所产生的某些结构和性能的变化。
三、选择题（）
1.表示金属材料屈服强度的符号是（ B） A.σ B.σs C.σb D.σ-1
2.表示金属材料弹性极限的符号是（ A） A.σe B.σs C.σb D.σ-1
3.在测量薄片工件的硬度时，常用的硬度测试方法的表示符号是（ C） A.HB B.HRC C.HV D.HS
4.金属材料在载荷作用下抵抗变形和断裂的能力叫（A ） A.强度 B.硬度 C.塑性 D.弹性 5.每个体心立方晶胞中包含有（B）个原子 A.1 B.2 C.3 D.4
6. 每个面心立方晶胞中包含有（D）个原子 A.1 B.2 C.3 D.4
7. 属于面心立方晶格的金属有（C） A.α-Fe,铜B.α-Fe,钒 C.γ-Fe,铜 D.δ-Fe,钒 8. 在晶体缺陷中，属于点缺陷的有（A）
A. 间隙原子 B.位错 C.晶界 D.缩孔
9. 铁素体是碳溶解在（A）中所形成的间隙固溶体。 A．α-Fe B．γ-Fe C．δ-Fe D．β-Fe
10.奥氏体是碳溶解在（B ）中所形成的间隙固溶体。 A．α-Fe B．γ-Fe C．δ-Fe D．β-Fe
11.在Fe-Fe3C相图中，钢与铁的分界点的含碳量为（C）。 A．2％ B．2.06％ C．2.11％ D．2.2％ 12.莱氏体是一种（C）。
A．固溶体B．金属化合物 C．机械混合物 D．单相组织金属 13.在Fe-Fe3C相图中，ES线也称为（D）。 A．共晶线 B．共析线 C．A3线 D．Acm线 14.在Fe-Fe3C相图中，GS线也称为（C）。 A．共晶线 B．共析线 C．A3线 D．Acm线 15. 在Fe-Fe3C相图中，共析线也称为（D）。 A．A1线 B．ECF线 C．Acm线 D．PSK线 16.珠光体是一种（C）。
A．固溶体 B．金属化合物 C．机械混合物 D．单相组织金属
17.在铁－碳合金中，当含碳量超过（A）以后，钢的硬度虽然在继续增加，但强度却在明显下降。
A．0.8％ B．0.9％ C．1.0％ D．1.1％
18.通常铸锭可由三个不同外形的晶粒区所组成，其晶粒区从表面到中心的排列顺序为（A) A．细晶粒区－柱状晶粒区－等轴晶粒区 B．细晶粒区－等轴晶粒区－柱状晶粒区 C．等轴晶粒区－细晶粒区－柱状晶粒区 D．等轴晶粒区－柱状晶粒区－细晶粒区 19.在Fe-Fe3C相图中，PSK线也称为（B）。 A．共晶线 B．共析线 C．A3线 D．Acm线
20.Fe-Fe3C相图中，共析线的温度为（D）。 A．724℃ B．725℃ C．726℃ D．727℃ 21.在铁碳合金中，共析钢的含碳量为（B）。
A．0.67％ B．0.77％ C．0.8％ D．0.87％ 四、判断题（）
1.用布氏硬度测量硬度时，压头为钢球，用符号HBS表示。 √ 2.用布氏硬度测量硬度时，压头为硬质合金球，用符号HBW表示。√ 3.沙发垫子的刚度比钻杆的刚度大。× 4.图纸上标注的硬度值为：240-280HRC。√ 5.图纸上标注的硬度值为：HBS250-280。× 6.图纸上标注的硬度值为：250-280HBW。×
7.渗碳件经淬火处理后用HB硬度计测量表层硬度 。×
8.受冲击载荷作用的工件，考虑机械性能的指标主要是疲劳强度。× 9.衡量材料的塑性的指标主要有伸长率和冲击韧性。× 10.金属或合金中,凡成分相同、结构相同，并与其他部分有界面分开的均匀组成部分称为相。 11. 晶体的配位数越大，其致密度也越高。√
12.金属结晶后晶体结构不再发生变化。√
13.在金属的结晶中，随着过冷度的增大，晶核的形核率N和长大率G都增大，在N/G增大的情况下晶粒细化。 √
14.液态金属结晶时的冷却速度越快，过冷度就越大，形核率和长大率都增大，故晶粒就粗大。×
15.液态金属冷却到结晶温度时，液态金属中立即就有固态金属结晶出来。×
16.在一般情况下，金属结晶后晶粒越细小，则其强度越好，而塑性和韧性越差。× 17.在铁碳合金相图中，PSK线是一条水平线（727℃），该线叫共晶线。 × 18. 过共析钢缓冷到室温时，其平衡组织由铁素体和二次渗碳体组成。×
19. 珠光体是由奥氏体和渗碳体所形成的机械混合物，其平均含碳量为0.77%。×
20. 亚共晶白口铁缓冷到室温时，其平衡组织由铁素体，二次渗碳体和莱氏体组成。× 21. 在亚共析钢平衡组织中，随含碳量的增加，则珠光体量增加，而二次渗碳体量在减少×。 22. 过共晶白口铁缓冷到室温时，其平衡组织由珠光体和莱氏体组成。×
23. 在铁碳合金相图中，钢的部分随含碳量的增加，内部组织发生变化，则其塑性和韧性指标随之提高。×
24. 在铁碳合金相图中，奥氏体在1148℃时，溶碳能力可达4.3%。√
25.碳溶解在α-Fe中可形成的间隙固溶体称为奥氏体，其溶碳能力在727℃时为0.0218%√ 26.在铁碳合金相图中，铁素体在727℃时，溶碳能力可达2.11%。。×
27.在过共析钢中含碳量越多，则其组织中的珠光体量减少，而铁素体量在增多。×
28.碳溶解在γ-Fe中所形成间隙固溶体称为铁素体，其溶碳能力在727℃时为0.77%。× 29.亚共析钢缓冷到室温时，其平衡组织由铁素体和二次渗碳体组成。× 30.奥氏体化的共析钢缓慢冷却到室温时，其平衡组织为莱氏体。× 31.在铁碳合金相图中，ES线是碳在奥氏体中的溶解度变化曲线。√
五、32 完全退火是将工件加热到Acm以上30～50℃，保温一定的时间后，随炉缓慢冷却的一种热处理工艺。√
33合金元素溶于奥氏体后，均能增加过冷奥氏体的稳定性。× 分析说明题（）
1.下列几种工件应该采用何种硬度试验法测定其硬度？
A、钢淬火、低温回火后的成品件；洛氏硬度 B、退火件；布氏硬度 C、渗碳件；催化硬度
2.从Fe-Fe3C的分析中回答以下问题，并说明其原因：
A、随碳质量百分数的增加，硬度、塑性是增加还是减小？答：随着含碳量的增加，硬度增加，塑韧性降低；因为随含碳量增加Fe3C数量越来越多。
B、过共析钢中网状渗碳体对强度、塑性的影响怎样？答：对基体产生严重的脆化，使强度和塑性下降。
C、钢有塑性而白口铁几乎无塑性吗？答：钢是以塑韧的F为基体，而白口铁是以硬脆的 Fe3C为基体，所以钢有塑性，而白口铁几乎无塑性。
D、哪个区域熔点最低？哪个区域塑性最好？答：共晶白口铸铁熔点最低。A区塑性最好。 3. 根据Fe-Fe3C相图，说明产生下列现象的原因：
A、含碳量为1.0%的钢比含碳量为0.5%的钢硬度高；答：因为钢的硬度随含碳量的增加而增加。
B、在室温下，含碳0.8%的钢其强度比含碳1.2%的钢高；答：含碳量超过0.9%后，Fe3C以网状分布在晶界上，从 而使钢的强度大大下降。
C、低温莱氏体的塑性比珠光体的塑性差；答：因为低温莱氏体是由共晶Fe3C、Fe3CII和珠光体组成， 因此比起但纯的珠光体来说，其塑性要差。
D、在11000C，含碳0.4%的钢能进行锻造，含碳4.0的生铁不能锻造；答：因为在1100℃，含碳量0.4%的钢处于A单相区，而含碳量4.0%的生铁处于A+ Fe3CII+Ld’
E、钢适宜于通过压力加工成形，而铸造适宜于通过铸造成形。答：铸铁的熔点低，合金易熔化、铸造过程易于实施；钢的含碳量比铸铁低，通过加热可进入单相固溶体区，从而具有较好的塑性、较低的变形抗力，不易开裂，因此适宜于压力加工成形。
4.钢的渗碳工艺是将钢件加热至完全奥氏体区，让活性的碳原子进入表面并向内扩散，形成一定深度的渗层，然后进行淬火、回火工艺。试根据晶体结构知识分析：为什么钢的渗碳选择在A区进行？答：在A区对面的立方晶体格的γ-Fe可溶解较多的碳。 5.试分析含碳量为0.6%。铁碳含金从液态冷却到室温时的结晶过程 6.试分析含碳量为1.2%铁碳合金从液体冷却到室温时的结晶过程。 7.写出铁碳相图上共晶和共析反应式及反应产物的名称。
8.写出Fe-Fe3C相图上①-⑥区的组织组成物，标明A，E，C，S，P，K各点的含碳量。
①区：铁素体+珠光体 ②区：_珠光体 ③区：珠光体+二次渗碳体
④区：珠光体+二次渗碳体+莱氏体⑤区：莱氏体⑥区：一次渗碳体+莱氏体 A点：0.00% E点：2.11% C点：4.3%
S点：0.77% P点：0.0218% K点：6.69%
9.试画出Fe-Fe3C相图中钢的部分(包晶部分可省略)，并完成下列各题：标明各特征点的成
分、温度，按相组成填充各相区。
10.什么是热加工和冷加工？钨在10000C变形加工，锡在室温下变形加工，请说明他们是热加工还是冷加工？（钨熔点是33990C，锡熔点是2320C）答：凡是在再结晶温度以上进行的塑性变形属于热加工；反之则为冷加工。T再=0.4T熔；钨T再=[0.4*（3399+273）]-273=1195.8℃; 锡T再=[0.4*（232+273）]-273=-71℃.由于钨T再为1188.2℃＞1000℃，因此属于热加工； 锡T再为-71＜20℃，属于冷加工。 11.如果其他条件相同，试比较在下列条件下所得铸件晶粒的大小： ①金属模浇注晶粒的大小小于砂模浇注晶粒的大小； 2高温浇注晶粒的大小大于低温浇注晶粒的大小； ○
3铸成薄壁件晶粒的大小小于铸成厚壁件晶粒的大小 ○
4浇注时采用振动晶粒的大小小于不采用振动晶粒的大小； ○
5厚大铸件的表面部分晶粒的大小小于中心部分晶粒的大小. ○
12.某厂用冷拔钢丝绳直接吊运加热至11000C的破碎机颚板，吊至中途钢绳突然断裂。这条钢绳是新的，事前经过检查，并无疵病。试分析钢绳断裂的原因。
答：钢丝绳通过加工硬化，在高温下发生回复、再结晶过程使强度下降导致断裂。 13.室温下，对一根钢丝进行反复弯曲——拉直实验，经过一定次数后，铁丝变得越来越硬，试分析原因。如果将这根经过弯曲—拉直试验后的铁丝进行一定温度的加热后，待冷却至室温，然后再试着弯曲，发现又比较容易弯曲了，试分析原因。
答：铁丝进行反复弯曲—拉直的过程是塑性变形 的过程，在经过一定次数后铁丝产生了加工硬化， 因此强度硬度越来越高；若进行一定温度的加热 后，变形的铁丝发生了回复再结晶，加工硬化消除，硬度降低，所以又比较容易弯曲了。
14.从铸锭的组织结构分析，为什么铸锭的力学性能不好，而吸振性较好。
15.钢材在热变形加工（如锻造）时，为什么不出现硬化现象？答：在热加工过程中，一方面由于塑性变形引起的加工硬化，另一方面由于在再结晶温度以上进行硬化消失。
16.什么是金属的回复和再结晶过程?回复和再结晶过程中金属的组织结构和性能发生哪些变化？答：回复：指经过冷变形的金属在退火加热的过程中，于再结晶过程开始之前、仍保留着变形态 组织特点的阶段。 再结晶：指经过冷变形的金属退火过程中，于变形的基体中重新生成无畸变的等轴状的新晶粒的过程。金属在再结晶过程中，由于冷塑性变形产生的组织结构变化基本恢复，力学性能也随之发生变化，金属的强度和硬度下降，塑性和韧性上升，加工硬化现象逐渐消失，金属的性能重新恢复至冷塑性变形之前的状态。
17.奥氏体形成的四个步骤是什么？答：:(1)奥氏体的形核 (2)奥氏体的长大(3)渗碳体的溶解 (4)奥氏体的均匀化