篇一：工程材料与机械制造基础答案
`第一章 金属材料的力学性能
1、在测定强度上σs和σ0.2有什么不同？
答：σs用于测定有明显屈服现象的材料，σ0.2用于测定无明显屈服现象的材料。
2、什么是应力？什么是应变？它们的符号和单位各是什么？
答：试样单位截面上的拉力称为应力，用符号σ表示，单位是MPa。
试样单位长度上的伸长量称为应变，用符号ε表示，应变没有单位。
3、画出低碳钢拉伸曲线图，并指出缩颈现象发生在拉伸图上哪一点？断裂发生在哪一点？若没有出现缩颈现象，是否表示试样没有发生塑性变形？
答：
b点发生缩颈现象，k点发生断裂。
若没有出现缩颈现象，试样并不是没有发生塑
形性变，而是没有产生明显的塑性变形。
4、将钟表发条拉直是弹性变形还是塑性变形？怎样判断它的变形性质？
答：将钟表发条拉直是弹性变形，因为当时钟停止时，钟表发条恢复了原状，故属弹性变形。
5、在机械设计时采用哪两种强度指标？为什么？
答：（1）屈服强度。因为大多数机械零件产生塑性变形时即告失效。
（2）抗拉强度。因为它的数据易准确测定，也容易在手册中查到，用于一般对塑性变形要
求不严格的零件。
6、设计刚度好的零件，应根据何种指标选择材料？采用何种材料为宜？材料的E值愈大，其塑性愈差，这种说法是否正确？为什么？
答：应根据弹性模量选择材料。要求刚度好的零件，应选用弹性模量大的金属材料。
金属材料弹性模量的大小，主要取决于原子间结合力（键力）的强弱，与其内部组织关系不大，而材料的塑性是指其承受永久变形而不被破坏的能力，与其内部组织有密切关系。两者无直接关系。故题中说法不对。
7、常用的硬度测定方法有几种？其应用范围如何？这些方法测出的硬度值能否进行比较？ 答：工业上常用的硬度测定方法有：布氏硬度法、洛氏硬度法、维氏硬度法。
其应用范围：布氏硬度法应用于硬度值HB小于450的毛坯材料。
洛氏硬度法应用于一般淬火件、调质件。
维氏硬度法应用于薄板、淬硬表层。
采用不同方法测定出的硬度值不能直接比较，但可以通过经验公式换算成同一硬度后，再进行比较。
8、布氏硬度法和洛氏硬度法各有什么优缺点？各适用于何种场合。下列情况应采用哪种硬度法测定其硬度？
答：布氏硬度法：（1）优点：压痕面积大，硬度值比较稳定，故测试数据重复性好，准确度较
洛氏硬度法高。
（2）缺点：测试费时，且压痕较大，不适于成品、小件检验。
（3）应用：硬度值HB小于450的毛坯材料。
洛氏硬度法：（1）优点：设备简单，测试简单、迅速，并不损坏被测零件。
（2）缺点：测得的硬度值重复性较差，对组织偏析材料尤为明显。
（3）应用：一般淬火件，调质件。
库存钢材—布氏硬度 ； 锻件—布氏硬度 ； 锉刀—布氏硬度
台虎钳钳口—洛氏硬度 ； 硬质合金刀头—洛氏硬度 黄铜轴套 ——布氏硬度供应状态的各种碳钢钢材——布氏硬度 硬质合金刀片——洛氏硬度
9、疲劳破坏是怎样形成的？提高零件疲劳寿命的方法有哪些？为什么表面粗糙和零件尺寸 增大能使材料的疲劳强度值减小？为什么疲劳断裂对机械零件潜在着很大的危险性？交变应力和重复应力区别何在？
答：由于材料表面或内部有缺陷，这些缺陷处的局部应力大于屈服强度，从而产生局部塑性变形而断裂。这些微裂纹随应力循环次数的增加而逐渐扩展，使承载的有效面积减少，以致不能承受所加载荷而突然断裂。
提高疲劳寿命的方法，就是消除或减少疲劳源及延缓疲劳裂纹的扩展。一般在结构上避免应力集中；制定合理的工艺；使材料得到韧性组织，减少内部缺陷；降低表面粗糙度，避免表面不划伤、腐蚀；强化表面，在材料表面形成压应力。
表面粗糙易形成疲劳源。零件尺寸增大，其内部组织不易均匀，也易存在夹杂物等各种缺陷，这些易形成疲劳源，并加快疲劳裂纹的扩展。
因为材料在受到远低于屈服应力的外力作用下，在没有明显塑性变形的条件下，产生的突然断裂，属低应力脆断。
12、试画出疲劳曲线，并说明疲劳曲线所表示的含义。
答：
疲劳曲线表明，金属材料承受的交变应力越大，则材料断裂时应力循环次数越少。反之，应力循环次数越大。
13、拉伸试样的原标距为50mm，直径为10mm，拉伸试验后，将已断裂的试样对接起来测量，若断后的标距为79mm，缩颈区的最小直径为4.9mm，求该材料的伸长率和断面收缩率的值。
79?50?100％?58％ 50
??52???2.452
?76％ ????52
答： ?＝
第二章 材料凝固与结晶
1、求出体心和面心立方晶格的致密度。
面心立方晶格的致密度?
3原子数?单个原子的体积单个晶胞的体积?2?44??3.14?a??4?3???0.74?a3
2、什么是过冷度？它对结晶过程和晶粒度的影响规律如何？
答：过冷度就是理论结晶温度和实际结晶温度相差的度数。
在一般冷却条件下，过冷度愈大，结晶过程进行的愈快。过冷度增加，形核率和长大速度同时增加，但形核率增加的更快，所以随着过冷度的增加，晶粒细化。
3、什么是同素异晶转变？试画出纯铁的冷却曲线，并指出室温和1100℃时的纯铁晶格有什么
不同？分析曲线中出现“平台”的原因。
答：随温度的改变，固态金属晶格也随之改变的现象，称为同素异晶转变。
纯铁的冷却曲线：
室温纯铁晶格：体心立方体晶格
1100℃纯铁晶格：面心立方晶格
1538℃铁发生了结晶，1394℃和912℃铁发生了重结晶，结晶放出的热量与冷却散失的热量相等，使冷却曲线上出现了水平线。
4、简述实际金属晶体和理想晶体在结构和性能上的主要差异。
答：结构上：实际金属晶体为多晶体，理想晶体为单晶体。
性能上：实际金属晶体表现为各向同性，理想晶体表现为各向异性。
5、常见的金属晶体结构有哪些？它们的原子排列和晶格常数各有什么特点？α-Fe、γ-Fe Al、Cu、Ni、Cr、V、Zn 各属于何种晶体结构？
答：常用的晶体结构有：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格。
体心立方晶格:立方体中心和立方体结点各占有一个原子，a=b=c，α＝β＝γ＝90°
面心立方晶格:立方体六个表面中心和立方体结点各占有一个原子。 a=b=c ，α＝β＝γ＝90° 密排六方晶格:六方晶格的上、下底面中心和六方柱体的结点各占有一个原子,六方柱体中心有三个原子构成等边三角形。 晶格常数a=b≠c ， α＝β＝120° ， γ＝90°。
α-Fe、Cr、V 属于体心立方晶体；γ-Fe、Al、Cu、Ni属于面心立方晶格；Mg、Zn属于密排六方晶格。
6、液态金属结晶时，细化晶粒的方法有哪些？晶粒大小对材料的力学性能有何影响？ 答：液态金属结晶时，细化晶粒的方法有：（1）加快冷却速度，增加过冷度；
（2）变质处理； （3）附加振动。
晶粒愈细小，材料的强度、硬度、塑性、韧性愈高；反之愈低。
7、实际金属晶体中存在哪些缺陷？对性能有什么影响？
答：实际金属晶体中有点、线、面三类缺陷。
晶体缺陷使晶体的连续性受到破坏，所以实际晶体的强度仅是理想晶体计算强度的万分之几。但在实际晶体中存在缺陷是不可避免的，而且缺陷使晶格畸变，使材料强度提高，塑性有所下降，同时还使材料的电阻增加、耐蚀性降低。
8、形核有几种？何为变质处理？
答：形核有自发形核和非自发形核两种。
变质处理又称非自发形核，即在液态金属中加一定量的难熔金属或合金，以增加形核率，达到细化晶粒的目的。加入的物质称变质剂。
9、金属同素异构转变与液态金属结晶有何异同之处？
答：相同点：发生了结晶，产生了相变，晶格结构发生了改变。
不同点：液态金属结晶由液态转变成固态，金属同素异构转变由固态转变成固态。
10、判断下列情况下是否有相变：
（1）液态金属结晶（2）晶粒粗细的变化（3）同素异构转变
答：液态金属结晶、同素异构转变产生了相变；晶粒粗细的变化没有相变的产生。
第三章 铁碳合金
1、间隙固溶体和间隙相在晶体结构和性能上的差别是什么？
答：间隙固溶体的晶格与溶剂的晶格相同，溶质原子的含量可在一定范围内变化；间隙相晶格类型简单，与任一组元的晶格均不相同，组元的成分比例确定。
间隙固溶体是固溶体，具有综合力学性能；间隙相是金属间化合物，具有极高的硬度、熔点和脆性。
2、什么是共析转变和共晶转变？试以铁碳合金为例，说明这两种转变过程及其显微组织的特征。 答：合金的共析转变是一定成分的固相，在一定温度下，同时析出两种或两种以上一定成分的新固相的转变。
对于铁碳合金，共析转变是碳含量为0.77％的奥氏体在727℃同时析出一定成分的铁素体和渗碳体的转变。
反应式为：℃As?727????Fp?Fe3C?
显微组织的特征：由于铁素体和渗碳体在恒温下同时析出，两相互相制约生长，因此，形成铁素体和渗碳体层片交替排列的细密的机械混合物——珠光体。
合金的共晶转变是一定成分的液相在一定温度下同时析出两种或两种以上一定成分的不同固相的转变。
对于铁碳合金，共晶转变是碳含量为4.3％的液相在1148℃同时析出碳含量为2.11％的奥氏体和渗碳体的转变。
???AE?Fe3C? 反应式为： LC??1148℃
显微组织的特征：由于奥氏体和渗碳体在恒温下同时形成，因此，形成在渗碳体基体上弥散分布奥氏体的鱼骨状机械混合物——莱氏体。
3、合金中相组分与组织组分区别何在？指出亚共析钢与亚共晶白口铸铁中的相组分与组织组分。指出碳钢与白口铸铁在常温固态下相组分的异同之处。
答：合金中的相组分是指成分相同、结构相同，并与其他部分以界面分开的均匀组成部分；合金中的组织是指相的组合。
亚共析钢的相组分是：F和Fe3C ；组织组分是：F和P。
′′ 亚共晶白口铸铁中的相组分是：F和 Fe3C ；组织组分是：P、 Fe3CⅡ和Le
相同点：在常温固态下，碳钢与白口铸铁的相组分都是F和Fe3C。
不同点：形成Fe3C的母相不同，形态不同。
4、画出简化的Fe-Fe3C相图中的钢部分相图，标出各特性点的符号，并进行以下分析：
（1）标注出相图中空白区域的组织组分和相组分；
（2）分析特性点P、S、E、C的含义；
（3）分析碳含量为0.4％的亚共析钢的结晶过程，并计算其在室温下的组织组分和相组分的
相对量；
（4）指出碳含量为0.2％、0.6％、1.2％的钢在1400℃、1100℃、800℃时奥氏体中碳的质量
分数。
答：（2）P点：727℃，碳含量为0.0218％，碳在铁素体中达到的最大溶解度点，也是共析转变
时析出的铁素体成分点；
S点：727℃，碳含量为0.77％，共析转变点；
E点：1148℃，碳含量为2.11％，碳在奥氏体中达到的最大溶解度点，也是共晶转变时结
晶的奥氏体成分点；
C点：1148℃，碳含量为4.34％，共晶转变点。
（3）碳含量为0.4％的亚共析钢的结晶过程为：L→L+A→A→F+A→P+F
碳含量为0.4％的亚共析钢在室温下的组织是P+F，其相对量为：
0.77?0.40?100％?48％ 0.77?0.0218
0.40?0.0218 P??100％?52％ 0.77?0.0218F?
或： P = 1- F = 1- 48％ = 52％
碳含量为0.4％的亚共析钢在室温下的相是F+Fe3C，其相对量为：
F?6.69?0.40?100％?94％ 6.69?0.0218
0.40?0.0218Fe3C??100％?6％ 6.69?0.0218
或： Fe3C = 1- F = 1- 94％ = 6％
6、现有两种铁碳合金，其中一种合金的显微组织中珠光体量占75％，铁素体体量占25％； 另一种合金的显微组织中珠光体量占92％，二次渗碳体量占8％。问这两种合金各属于哪一类合金？其碳的质量分数各为多少？
答：第一种合金的组织组成物为P+F，属于亚共析钢。两种组织的含碳量分别为：CF ≈0，CP＝0.77％；合金的含碳量为：
＝CP?P?CF?F?0.77％?75％?0?25％?0.58％ CⅠ
由此可见，亚共析钢的含碳量主要取决于组织中珠光体的含量，可忽略铁素体中的含碳量。
篇二：《工程材料及机械制造基础》 试卷B及参考答案
华中师范大学成人专科第二学期
《工程材料及机械制造基础》试卷（B卷）
考试时间：90分钟 闭卷 任课老师：
班级： 学号： 姓名： 成绩：
判断对、错题：（每题2分，计20分 错打×对打√）
、内部组织结构决定了金属材料的力学性能。、所有金属材料的晶格类型都是相同的。 、第二相强化是提高金属材料力学性能的唯一途径。、退火就是加热后快冷的方法。、正火比退火冷却速度慢，组织粗，强度、硬度低。、要使45号钢的表面硬度达到55HRC，可通过表面淬火达到。、灰铸铁的石墨为片状所以比球墨铸铁的性能好。、加入合金元素后（Co除外），可以使钢的临界冷速下降。 、若钢中含有除铁、碳外的其他元素，则该钢就称为合金钢。 、钢中合金元素含量决定了钢的淬硬性。 ：（每空2分，计22分）
、拉伸试验时，试样拉断前能承受的最大应力称为材料的（ A．屈服点B．抗拉强度 Ｃ．弹性极限 、铁素体为（ ），奥氏体为（ ）。
A．面心立方 B.体心立方 C.密排六方、生产中调质处理是指（ ）加（ ）回火
A．淬火 B.中温回火 C.高温回火
、T0钢为改善切削性能，常用（ ）
A.完全退火 B.球化退火 、渗碳工件渗碳后的最终热处理是（ ）
A.淬火+低温回火B. 淬火+中温回火
（（（（（（（（（（
） ） ） ） ） ） ） ） ） ））
6、钢的热处理就是在固态下，通过加热 、（ ）和冷却，改变内部的组织和结构，
最终改变了（）的方法。 A． 机械性能B. 保温C. 均匀化
7、金属化合物的性能特点,其（ ）、（ ），可以提高硬度、强度和耐磨性 A.熔点高 B.硬而脆C.耐腐蚀。 三、填表题（16分）
区别出材料的大类如优质碳素结构钢、合金工具钢等，解释符号、数字含义和碳及合
四、简述题：（12分）
看图回答1、什么是淬火？2、几种常用淬火方法的名称？
五、画图、分析题（15分）
1、 把简化的铁碳合金状态图中重要的点、线标出，找到奥氏体区；
2、 试分析含碳Wc=1.2％的铁碳合金从奥氏体区缓冷到室温的组织变化过程及最终组
织 ；
六、问答题：（15分）
现用40Cr钢制表面要求较高硬度、较高耐磨性的承受一定冲击力的齿轮
（1）、工艺路线工艺路线为备料→锻造→正火→机械加工→调质→半精加工→表面淬火+低温回火→精加工→装配，说明什么是调质，调质的组织和性能；
（2）、说明最终热处理表面淬火工艺的目的，获得的组织。
以下为本试卷的参考答案
一\判断对、错题：（每题2分，计20分 错打×对打√）
1、内部组织结构决定了金属材料的力学性能。（ √ ） 2、所有金属材料的晶格类型都是相同的。 （×） 3、第二相强化是提高金属材料力学性能的唯一途径。 （×） 4、退火就是加热后快冷的方法。（×） 5、正火比退火冷却速度慢，组织粗，强度、硬度低。 （×） 6、要使45号钢的表面硬度达到55HRC，可通过表面淬火达到。 （√） 7、灰铸铁的石墨为片状所以比球墨铸铁的性能好。 （× ） 8、加入合金元素后（Co除外），可以使钢的临界冷速下降。 （ √ ） 9、若钢中含有除铁、碳外的其他元素，则该钢就称为合金钢。（× ） 10、钢中合金元素含量决定了钢的淬硬性。 （×）
二、
选择题：（每空2分，计22分）
1、拉伸试验时，试样拉断前能承受的最大应力称为材料的（B ）
A．屈服点 B．抗拉强度Ｃ．弹性极限 2、铁素体为（B ），奥氏体为（ A）。
A．面心立方 B.体心立方 C.密排六方3、生产中调质处理是指（A ）加（ B ）回火
A．淬火 B.中温回火C.高温回火 4、T0钢为改善切削性能，常用（ B）
A.完全退火B.球化退火
5、渗碳工件渗碳后的最终热处理是（ A ）
A.淬火+低温回火B. 淬火+中温回火
6、钢的热处理就是在固态下，通过加热 、（ B ）和冷却，改变内部的组织和结构，最终改变了（A）的方法。
B． 机械性能B. 保温C. 均匀化
7、金属化合物的性能特点,其（A ）、（ B），可以提高硬度、强度和耐磨性A.熔点高 B.硬而脆 C.耐腐蚀。
三、
填表题（16分）
区别出材料的大类如优质碳素结构钢、合金工具钢等，解释符号、数字含义和碳及合金元素含量，说出大致用途
篇三：工程材料及机械制造基础习题答案
《工程材料及机械制造基础》习题参考答案
第一章 材料的种类与性能（P7）
１、 金属材料的使用性能包括哪些？
力学性能、物理性能、化学性能等。
２、 什么是金属的力学性能？它包括那些主要力学指标？
金属材料的力学性能：金属材料在外力作用下所表现出来的与弹性和非弹性反应相关或涉及力与应变关系的性能。主要包括：弹性、塑性、强度、硬度、冲击韧性等。
第二章 材料的组织结构（P26）
1、简述金属三种典型结构的特点。
体心立方晶格：晶格属于立方晶系，在晶胞的中心和每个顶角各有一个原子。每个体心立方晶格的原子数为：2个。 塑性较好。
面心立方晶格：晶格属于立方晶系，在晶胞的8个顶角和6个面的中心各有一个原子。每个面心立方晶格的原子数为：4个。塑性优于体心立方晶格的金属。 密排六方晶格：晶格属于六方棱柱体，在六棱柱晶胞的12个项角上各有一个原子，两个端面的中心各有一个原子，晶胞内部有三个原子。每个密排六方晶胞原子数为：6个 ，较脆
2、金属的实际晶体中存在哪些晶体缺陷？它们对性能有什么影响？
存在点缺陷、线缺陷和面缺陷。使金属抵抗塑性变形的能力提高，从而使金属强度、硬度提高，但防腐蚀能力下降。
3、合金元素在金属中存在的形式有哪几种？各具备什么特性？
存在的形式有固溶体和金属化合物两种。合金固溶在金属中引起固溶强化，使合金强度、硬度提高，塑性、韧性下降。金属化合物提高合金的 强度和硬度。
4、什么是固溶强化？造成固溶强化的原因是什么？
固溶强化：因溶质原子的溶入引起合金强度、硬度升高的现象。
原因：固溶体中溶质原子的溶入引起晶格畸变，使晶体处于高能状态。
３、 金属结晶的基本规律是什么？
金属结晶由形核和长大两部分组成，并存在过冷度。
４、 如果其他条件相同，试比较在下列铸造条件下，铸件晶粒的大小。
（1） 金(本文来自：wwW.xIAocAofaNwEn.com 小 草范 文 网:工程材料与机械制造基础分析题加工锥度心轴)属型浇注与砂型浇注。金属型浇注晶粒小。
（2） 铸成薄件与铸成厚件。铸成薄件晶粒小。
（3） 浇注时采用振动与不采用振动。采用振动晶粒小。
10、过冷度与冷却速度有何关系？它对金属结晶过程有何影响？对铸件晶粒大小有何影响？
冷却速度越快过冷度越大，使晶核生长速度大于晶粒长大速度，铸件晶粒得到细化。冷却速度小时，实际结晶温度与平衡温度趋于一致。
11、何为共晶反应、匀晶反应共析反应？试比较三种反应的异同点。
共晶反应：从某种成分固定的合金溶液中，在一定恒温下同时结晶出两种成分和结构都不同的固相的反应。
共析反应：由一种固相在恒温下同时转变成两种新的固相的反应。
匀晶反应：两组元组成的合金系，在液态无限互溶，在固态也能无限互溶，形成固溶体的反应。
12、Pb-Sn相图如图2-29所示。
（1）试标出尚未标注的相区的组织；
（2）指出组织中含βⅡ最多和最少的成分；
（3）指出共晶体最多和最少的成分；
（4）指出最容易和最不容易产生枝晶偏析的成分：
（5）初生相α和β、共晶体α+β、二次相αⅡ及βⅡ，它们在组织形态上的区别？
画出它们的组织示意图。
13、已知A（熔点为600℃）与B（熔点为500℃）在液态无限互溶，在固态300℃时A溶于B的最大质量分数为30%，室温时为10%，但B不溶于A；在300℃时B的质量分数为40%的液态合金发生共晶反应，现要求：
（1）做出A-B合金相图；
（2）分析A的质量分数分布为20%、45%、80%等合金的结晶过程。
14、为什么铸造合金常选用接近共晶点的合金？为什么要进行压力加工的合金常选用单相固溶体成分的合金？
近共晶点的合金熔点低，结晶范围小，铸造性能好。单相固溶体成分的合金具有良好的塑性和小的变形抗力，可锻性好。
15、何谓α、γ、Fe3C、C、P、A、Ld、（Ld `）？它们的结构、组织形态、力学
性能有何特点？
α为铁素体，Fe3C为渗碳体，C为碳元素，P为珠光体，γ、A为奥氏体，Ld为高莱氏体，（Ld `）为低温莱氏体。
α为体心立方结构，溶碳量低，强度、硬度低，塑性、韧性好。γ、A是碳在γ—Fe中形成的间隙固溶体，为面心立方结构，溶碳量较大，是高温组织，硬度较低，塑性较高，易于成形。Fe3C是铁和碳的金属化合物，含碳量6.69%，硬度
很高，脆性很大，塑性和韧性几乎为零。P是铁素体与渗碳体的机械混合物，碳的分数为0.77%，具有良好的力学性能。Ld是奥氏体与渗碳体的机械混合物，（Ld `）是珠光体与渗碳体的机械混合物，含碳量4.3%，力学性能与渗碳体接近。
16、碳钢与铸铁两者的成分、组织和性能有何差别？并说明原因。
碳含量小于2.11%是碳钢，大于2.11%是铸铁；碳钢中的碳与铁以金属化合物的形式存在，而铸铁中的碳以游离石墨的形式存在；碳钢的力学性能较好，其硬度、强度随含碳量的增加而增加，塑性、韧性随含碳量的增加而下降，铸铁的力学性能取决于石墨的形状、大小及分布；铸铁的铸造性能优于碳钢；铸铁不能进行压
力加工，其焊接性能远不及碳钢。
17、分析碳的质量分数分别为0.20%、0.60%、0.80%、1.0%的铁碳合金从液态缓慢冷至室温时的结晶过程和室温组织。指出这四种成分组织与性能的区别。
碳的质量分数为0.20%、0.60%的铁碳合金均属于亚共析钢，从液态缓慢冷至室温时的结晶过程为：经过AC线时从液态中结晶出A，经过AE线时全部结晶为A，经过GS线时由于贫碳有F析出，经过PSK线时剩余的A转变为P，室温组织为P+F。并随碳的质量分数的增加P增加，F减少。
碳的质量成分分别为0.80%、1.0%的铁碳合金均属于过共析钢，从液态缓慢冷至室温时的结晶过程为：经过AC线时从液态中结晶出A，经过AE线时全部结晶为A，经过ES线时由于富碳有Fe3CⅡ析出，经过PSK线时剩余的A转变为P，室温组织为P+ Fe3CⅡ。并随碳的质量分数的增加Fe3CⅡ增加，P减少。
由于F、P、Fe3CⅡ，的力学性能上的差异，随碳的质量分数的增加铁碳合金的强度和硬度增加，而塑性和韧性下降。
18、渗碳体有哪5种基本形态，它们的来源和形态有何区别？
一次渗碳体是从液体中直接析出，呈长条形；二次渗碳体从奥氏体中析出，沿晶界呈网状；三次渗碳体从铁素体中析出，沿晶界呈小片或粒状；共晶渗碳体是同奥氏体相关形成，在莱氏体中为连续的机体；共析渗碳体同铁素体相关形成，呈交替片状。
19、根据Fe- Fe3C相图，说明产生下列现象的原因。
（1）碳的质量分数为1.0%的钢比碳的质量分数为0.5%的钢硬度高。
（2）低温莱氏体的塑性比珠光体的塑性差。
（3）捆扎物体一般用铁丝，而起重机起吊重物却用钢丝绳。
（4）一般要把钢材加热到高温下（1000~1250℃）进行热轧或锻造。
（5）钢适宜于通过压力成形，而铸铁适宜于通过铸造成形。
（1）钢随碳的质量分数的增加铁素体减少，而渗碳体增加。渗碳体的硬度比铁素体的硬度高。
（2）低温莱氏体由珠光体和渗碳体组成，珠光体塑性较好，而渗碳体的塑性几乎为零。
（3）捆扎物体需材料有一定的塑性，而起吊重物需材料有一定的强度和硬度。钢材随碳的质量分数的增加强度、硬度增加，塑性、韧性下降。
（4）把钢材加热到高温下（1000~1250℃），钢为单相奥氏体组织。其塑性好，变形抗力小。
（5）加热到高温下（1000~1250℃），钢为单相奥氏体组织。其塑性好，变形抗力小利于压力成形；而钢的流动性差，在冷却的过程中收缩率大，铸造性能比铸铁差。铸铁结晶温度范围窄，流动性好，在冷却的过程中收缩率小，铸造性能好；但其属于脆性材料，不能压力成形。
第三章 金属热处理及表面改性（40）
1、钢的热处理的基本原理是什么？其目的和作用是什么？
钢的热处理是将钢在固态下、在一定的介质中施以不同的加热、保温和冷却来改变钢的组织，从而获得所需性能的一种工艺。原理：同素异构转变；其目的和作用：充分发挥材料的潜力，提高零件使用性能，延长使用寿命。改善材料的加工性能。。
2、什么是连续冷却与等温冷却？两种冷却方式有何差异？试画出共析钢过冷奥
氏体的这两种冷却方式的示意图，并说明图中各个区域、各条线的含义。
等温冷却：先将已奥氏体化的钢快冷至A1线以下一定温度，成为过冷奥氏体。进行保温，使奥氏体在等温下进行组织转变。转变完后再冷却至室温。
连续冷却：将已奥氏体化的钢冷却，使其在温度连续下降的过程中发生组织转变。 等温冷却所得组织单一，分为珠光体、贝氏体和马氏体。连续冷却所得组织不均匀，是几种转变产物的复合。
示意图见书P30、P32。
3、A在等温冷却转变时，按过冷度的不同可以获得哪些组织？
可以获得：珠光体、索氏体、托氏体（屈氏体）、贝氏体和马氏体。
4、退火的主要目的是什么？常用的退火方法有哪些？
退火的主要目的（1）降低钢的硬度，使其易于切削加工；（2）提高钢的塑性和韧性，以易于切削和冷变形加工；（3）消除钢中的组织缺陷，为热锻、热轧或热处理作好组织准备；（4）消除前一工序中所产生的内应力，以防变形或开裂。 常用的退火方法：完全退火、等温退火、球化退火（不完全退火）、均匀化退火（扩散退火）、去应力退火和再结晶退火等。
5、完全退火与不完全退火在加热规范、组织转变和运用上有何不同？为什么亚共析钢一般不采用不完全退火，共析钢不采用完全退火？
完全退火：将钢加热至Ac3以上30℃—50℃，保温一定时间，缓慢冷却的工艺。奥氏体转变为珠光体和铁素体。适用于亚共折成分的中碳钢和中碳合金钢的铸、锻件及热轧型材。目的：细化晶粒，消除内应力，降低硬度和改善切削加工性能。 不完全退火：将钢加热到Ac1以上20℃—30℃ ，保温后，缓慢冷却的工艺。适用于。共析或过共析钢。使P中的片状Fe3C和网状二次Fe3C球化，转变成球状Fe3C目的：降低钢的硬度，改善切削加工性，并减少随后淬火时的形变、开裂倾向，为淬火作组织准备。
6、正火与退火的主要区别是什么？如何选用？
正火的冷却速度比退火稍快，过冷度稍大。组织较细，强度、硬度较高。
选用：（1） 从切削加工性方面考虑，低碳钢用正火提高硬度，而高碳钢用退火降低硬度，以便于切削加工。（2）从使用性能上考虑，对零件性能要求不高，可用正火作为最终热处理；当零件形状复杂、厚薄不均时，采用退火；对中、低碳钢，正火比退火力学性能好。（3）从经济上考虑，正火冷却不占用设备，操作简便，生产周期短，能耗少，故在可能条件下，应优先考虑正火处理。
7、淬火的目的是什么？常用的淬火方法有哪几种？
淬火目的：提高钢的强度、硬度和耐磨性。方法有：单液淬火 、双液淬火 、分级淬火 、等温淬火 等。
8、为什么要进行表面淬火？常用的淬火方法有哪些？各用在什么场合？
为使零件表面具有高的硬度和耐磨性。分为感应加热淬火和火焰淬火。感应加热淬火适宜大批量生产，火焰淬火适宜单件或小批量生产的大型零件和需要局部表面淬火的零件。
9、淬透性与淬硬深度、淬硬性有哪些区别？影响淬透性的因素有哪些？
淬透性指钢在淬火时获得M的能力，在规定的淬火条件下决定着钢材淬硬深度和硬度分布。而淬硬深度虽然取决于钢的淬透性，但规定条件改变，淬硬深度改变。淬硬性是指钢在淬火时所获得的最高硬度，反映钢材在淬火时的硬化能力取决于M的碳的质量分数。影响淬透性的因素有钢材的化学成分和A化条件（临界冷却速度）。
10、回火的目的是什么？常用的回火操作有哪些？试指出各种回火操作得到的组织、性能及运用范围？
回火的目的：（1）降低脆性；（2）消除或减少内应力，防止变形和开裂；（3）获得工件所要求的使用性能 ；（4）稳定组织；
低温回火：150 ～ 250 ℃。回火马氏体。高硬耐磨。刃具，轴承，冷作磨具等。 中温回火：350 ～ 500 ℃。回火屈氏体。高的屈服极限，弹性极限和韧性。弹簧，热作磨具。
高温回火 （调质处理） ：500 ～ 650 ℃。回火索氏体。较好的综合机械性能。连杆，轴，齿轮等。
11、什么是调质？调质的主要目的是什么？钢在调质后是什么组织？
调质：淬火后高温回火。目的：使钢得到综合的力学性能。调质后的组织为索氏体。
12、指出下列工件的淬火及回火温度，并说明回火后获得的组织及其大致硬度。
（1）45钢小轴（要求综合性能）
淬火温度Ac3以上30~50℃，回火温度500~650℃，回火后获得的组织为索氏体，硬度大致为25~30HRC。
（2）60弹簧钢
淬火温度Ac3以上30~50℃，回火温度250~500℃，回火后获得的组织为贝氏体，硬度大致为40~50HRC。
（3）T12锉刀
淬火温度Ac1以上30~50℃，回火温度150~250℃，回火后获得的组织为马氏体，硬度大致为62~65HRC。
13、化学热处理的基本过程是什么？常用的化学热处理方法有哪些？其目的是什么？
过程：奖工件放在一定的活性介质中加热，保温，使介质中的活性原子渗入工件的表层，从而改变表层的化学成分、组织和性能。常用的化学热处理方法有渗碳、渗氮和碳氮共渗。目的是使工件心部有足够的强度和韧性，而表面具有高的硬度和耐磨性；提高工件的疲劳强度和表面耐蚀性、耐热性等。
14、渗碳、渗氮的目的是什么？试述其应用范围。
渗碳的目的：提高工件表面的硬度、耐磨性和疲劳强度等。多用于低碳钢和低碳合金钢制成的齿轮、活塞销、轴类零件等重要零件。
渗氮的目的：提高工件表面的硬度、耐磨性、耐蚀性和疲劳强度等。常用于在交变应力下工作的各种结构件。
15、机床摩擦片用于传动或主轴刹车，要求耐磨性好。选用15钢渗碳后淬火，要求渗碳层0.4~0.5mm，淬火后硬度为40~45HRC。加工工艺路线如下，试说明其中各热处理工序的目的。
下料→机加工→先渗碳后淬火及回火→机加工→回火
渗碳后淬火提高表面的硬度和耐磨性；第一次回火得到回火索氏体，得到所需的力学性能；；第二次回火消除加工硬化和残余应力并使摩擦片定型。
16、金属的氧化处理、磷化处理和钝化处理的目的是什么？试述他们在工业上的实际运用情况。
氧化处理目的是：防止金属腐蚀及机械磨损，装饰产品；消除内应力。用于精密仪器、仪表、工具、模具。
磷化处理目的是：使金属表面的吸附性、耐蚀性及减摩性得到改善。用于钢铁制