钢铁和相变思考题
⼯程材料导论（I）思考题
⼀.名词解释：热脆性、冷脆性、回⽕稳定性、⽔韧处理、固溶处理、⼆次硬化、热硬性、临界冷却速度、等温淬⽕、回⽕脆性、马⽒体与回⽕马⽒体、索⽒体与回⽕索⽒体、淬硬性、控制轧制和控制冷却技术、低碳贝⽒体钢、淬透性、⾮调质钢、针状铁素体钢、红硬性、亚温淬⽕、调质处理、基体钢。
⼆、填空题
1.钢的热脆性是由（）元素在（）上形成低熔点共晶体引起的，在钢中加⼊（）元素可消除热脆性。
2.在碳素钢中，低碳钢、中碳钢和⾼碳钢的含碳量分别为（）、（）和（）。
3.钢的质量是按（）和（）含量⾼低进⾏分类的。
4.扩⼤奥⽒体区的元素有：（）、（）、（）、（）；缩⼩奥⽒体区的元素有：（）、（）、（）、（）；碳化物形成元素有（）、（）、（）、（）。
5.⼏乎所有的合⾦元素[除Co、Al外]，都使M
s 、M
f
点（），因此在相同含碳量条件下合
⾦钢淬⽕后⽐碳钢的（）增多，使钢的硬度（）。
6.⼀些含有（）、（）、（）元素的合⾦钢，容易产⽣第⼆类回⽕脆性。消除第⼆类脆性的⽅法是：（a）（）；（b）（）。
7.从合⾦化的⾓度出发，提⾼钢的耐蚀性的主要途径有：（a）（）；（b）（）；（c ）（）。
8.除（）之外，其他合⾦元素都使C曲线向（）移动，使钢的临界冷却速度（），其淬透性（）。
9.强化⾦属材料的有效⽅法有（）、（）、（）和（）四种。
10.1Cr18Ni9Ti钢中Ti的作⽤是（），⽽20CrMnTi钢中Ti的作⽤是（）。
11.⼯程材料导论课程具有（）、（）和（）的特点。
12.环境负荷是⼀个（）、（）和（）的综合数据。
13.磨损有（）、（）、（）和（）四种形式。
14.特殊性能钢包括（）、（）和（）。
15.⾼锰钢冷作硬化的本质是通过⼤变形在奥⽒体基体上产⽣⼤量（）、
（）、（）和（）。
16.GH1131是（）型铁基合⾦，GH2130是（）型铁基合⾦。
17.1Cr18Ni9Ti钢中Ti的作⽤是（），⽽20CrMnTi钢中Ti的作⽤是（）。
18.GCr15钢中Cr的平均含量为（），钢的淬硬性主要取决于（）
19.现代材料科学与⼯程由材料的（）、（）、（）和（）四个基本要素组成。
20.含Mn钢过热敏感性（），含Si钢脱碳倾向性（）
21.结构钢⼜分为（）和（）。⼯模具⽤钢包括（）、（）和（）。
22.共析钢加热时，奥⽒体的形成是由（）、（）、（）和（）等四个基本过程所组成。
23.钢的淬透性越⾼，则其C曲线的位置越（），临界冷却速度越（）。
24.钢的热处理⼯艺是由（）、（）和（）三个阶段组成。⼀般来讲，它不改变被处理⼯件的（），但却改变其（）。
25.当钢中发⽣奥⽒体向马⽒体转变时，原奥⽒体中含碳量越⾼，则Ms点越（），转变后的残余奥⽒体越（）。
26.在碳素钢中，共析钢的临界冷却速度⽐亚共析钢和过共析钢的临界冷却速度都（）。
27.球化退⽕的主要⽬的是（），它主要适⽤于（）钢。
28.亚共析钢的淬⽕温度范围是（），过共析钢的淬⽕温度范围是（）。
29.共析钢的临界冷却速度⽐亚共析钢（），⽐过共析钢（）。
30.⽤T10钢制造车⼑，其⼯艺路线为：下料→锻造→预备热处理（）→机加⼯→最终热处理（）→磨加⼯。讲预备热处理和最终热处理的⼯艺名称填⼊括号中。31.索⽒体和回⽕索⽒体在形态上的区别是（），在性能上的区别是（）。
三、选择题：
1.现有下列钢号：(1)Q235；(2)W18Cr4V；(3)5CrNiMo；(4)60Si2Mn；(5)ZGMN13；(6)1Cr13；
(7)Q295；(8)20CrMnTi；(9)9SiCr；(10)1Cr18Ni9Ti；(11)T12；(12)40Cr；(13)GCr15；
(14)Cr12MoV；(15)12CrMoV。
请按⽤途选择钢号：
（1）制造机床齿轮应选⽤（）；
（2）制造汽车板簧应选⽤（）；
（3）制造滚动轴承应选⽤（）；
（4）制造⾼速车⼑应选⽤（）；
（5）制造桥梁应选⽤（）；
（6）制造⼤尺⼨冷作模具应选⽤（）；
（7）制造耐酸容器应选⽤（）；
（8）制造锉⼑应选⽤（）。
2.下列钢种中，以球化退⽕作为预备热处理的钢种是：
（a）40Cr；（b）20Cr；（c）Q275；（d）GCr15。
3.制造⼿⽤锯条应选⽤：
（a）T12钢经淬⽕＋低温回⽕；（b）65钢经淬⽕＋中温回⽕；（c）45钢经淬⽕＋⾼温回⽕；（d）Cr12MoV经淬⽕＋低温回⽕。
4.下列钢中最易发⽣晶间腐蚀的是：
（a）00Cr18Ni9Ti；（b）0Cr18Ni9；（c）1Cr18Ni9；（d）1Cr18Ni9Ti。
5.汽车、拖拉机的齿轮要求表⾯具有⾼耐磨性，中⼼有良好的强韧性，应选⽤：
（a）20钢经淬⽕＋低温回⽕；（b）40Cr钢经淬⽕＋⾼温回⽕；（c）45钢经表⾯淬⽕＋低温回⽕；（d）20CrMnTi钢经渗碳淬⽕＋低温回⽕。
6.下列钢中热处理时不产⽣⼆次硬化的是：
（a）W18Cr4V；（b）Cr12MoV；（c）3Cr2W8V；（d）5CrNiMo。
7.拖拉机和坦克履带板受到严重的磨损及强烈冲击，应选⽤：
（a）20Cr渗碳淬⽕＋低温回⽕；（b）ZGMn13⽔韧处理；（c）W18Cr4V淬⽕＋低温回⽕；（d）GCr15钢淬⽕＋低温回⽕。
8.GCr15钢中Cr的平均含量为：
（a）1.5％；（b）15％；（c）0.15％；（d）没有表⽰出来。
9.钢的淬透性主要取决于：
（a）含碳量；（b）冷却介质；（c）冷却⽅法；（d）合⾦元素。
10.钢的淬硬性主要取决于：
（a）含碳量；（b）冷却介质；（c）冷却⽅法；（d）合⾦元素。
11.0Cr18Ni9Ti钢进⾏固溶处理的⽬的是：
（a）提⾼强度；（b）增加塑性；（c）提⾼耐蚀性；（d）提⾼切削加⼯性。
12.钢在淬⽕后获得马⽒体组织的粗细主要取决于：
（a）奥⽒体的本质晶粒度；（b）奥⽒体的实际晶粒度；（c）奥⽒体的起始晶粒度；（d）加热前的原始组织。
13.除Co外，所有合⾦元素都使C曲线右移，则钢的淬透性：
（a）降低；（b）提⾼；（c）不改变。
14.完全退⽕主要适⽤于：
（a）亚共析钢；（b）共析钢；（c）过共析钢；（d）⽩⼝铸铁。
15.过共析钢正⽕的⽬的是：
（a）调整硬度，改善切削加⼯性能；（b）细化晶粒，为淬⽕做组织准备；（c）消除⽹状⼆次渗碳体；（d）消除内应⼒，防⽌淬⽕变形和开裂。
16.马⽒体的硬度主要取决于：
（a）过冷奥⽒体的冷却速度；（b）过冷奥⽒体的转变温度；（c）马⽒体的含碳量；（d）马⽒体的
亚结构。
17.钢在⽔玻璃中淬⽕是：
（a）单液淬⽕；（b）双液淬⽕；（c）分级淬⽕；（d）等温淬⽕。
18.过共析钢球化退⽕前需进⾏：
（a）调质处理；（b）去应⼒退⽕；（c）再结晶退⽕；（d）正⽕处理。
19.⽣产中，常把加热到淬⽕温度的钳⼯扁铲的刃部投⼊⽔中急冷⽚刻后，出⽔停留⼀段时间，再整体投⼊⽔中，出⽔停留⼀定时间是为了使扁铲刃部：
（a）退⽕；（b）正⽕；（c）淬⽕；（d）回⽕。
20.钢的渗碳温度范围是：
（a）600－650℃；（b）800－850℃；（c）900－950℃；（d）1000－1050℃。
21.直径为10毫⽶的45钢钢棒，加热到850℃投⼊⽔中，其显微组织应为：
（a）马⽒体；（b）索⽒体＋马⽒体；（c）马⽒体＋残余奥⽒体；（d）马⽒体＋珠光体。22.T12钢正常淬⽕的组织是：
（a）马⽒体＋残余奥⽒体；（b）马⽒体＋球状碳化物；（c）马⽒体；（d）马⽒体＋残余奥⽒体＋球状碳化物。
23.制造⼿⼯锯条应选⽤：
（a）45钢淬⽕＋低温回⽕；（b）65Mn淬⽕＋中⽂回⽕；（c）T12钢淬⽕＋低温回⽕；（d）9SiCr淬⽕＋低温回⽕。
24.马⽒体与回⽕马⽒体：
（a）形态与组织结构都不同；（b）形态相同，组织结构不同；（c）形态不同，组织结构相同；（d）形态与组织结构都相同。
四、判断题
1.钢中合⾦元素含量越⾼，其淬透性越好。( )
2.要提⾼奥⽒体不锈钢的强度，只能采⽤冷塑性变形予以强化。( )
3.调质钢的合⾦化主要是考虑提⾼其红硬性。( )
4.⾼速钢反复锻造是为了打碎鱼⾻状共晶莱⽒体，使其均匀分布于基体中。( )
5.40MnB钢中B的作⽤是提⾼淬透性。( )
6.4Cr13钢的耐蚀性不如1Cr13钢。( )
7.20CrMnTi与1Cr18Ni9Ti中的Ti都是起细化晶粒的作⽤。( )
8.0Cr18Ni9Ti钢进⾏固溶处理的⽬的是（）。
9.本质细晶粒钢是指在任何加热条件下晶粒均不发⽣粗化的钢（）。
10.当原始组织为⽚状珠光体的钢加热奥⽒体化时，细⽚状珠光体的奥⽒体化速度⽐粗⽚状珠光体的快（）。
11.处于临界点A
1
温度以下的奥⽒体称为过冷奥⽒体（）。
12.同⼀钢材，在相同的加热条件下，⽔冷⽐油冷的淬透性好，⼩件⽐⼤件的淬透性好（）。
13.马⽒体是碳在α－Fe中的过饱和固溶体，当奥⽒体向马⽒体转变时，体积要收缩（）。
14.不论含碳量⾼低，马⽒体都硬⽽脆（）。
15.因为过冷奥⽒体的连续冷却转变曲线位于等温转变曲线的右下⽅，所以连续冷却转变曲线的临界冷却速度⽐等温转变曲线的⼤（）。
16.在共析钢中，未溶碳化物的存在，将使钢的淬透性降低（）。
17.亚共析钢加热到A
c1－A
c3
之间的温度时，得到铁素体＋奥⽒体的组织，在平衡条件下，其
中奥⽒体的含碳量总是⼤于钢的含碳量（）。
18.为了调整硬度，便于机械加⼯，低碳钢、中碳钢和低碳合⾦钢在锻造后应采⽤正⽕处理（）。
五、简答题
前沿与第0章⾦属热处理原理
1.为什么要提出构建循环型材料产业的发展⽅向？
2.常⽤合⾦元素有哪些？其中碳化物形成元素有哪些？⾮碳化物形成元素有哪些？扩⼤γ
区元素有哪些？缩⼩γ区元素有哪些？
3.哪些合⾦元素可使钢在室温下获得铁素体组织？哪些合⾦元素可使钢在室温下获得奥⽒体组织？并说明理由。
4.⽐较说明亚共析钢、共析钢、过共析钢完全奥⽒体化的过程。
5.马⽒体硬⽽脆这句话对吗？为什么？
6.指出下列碳钢的预备热处理并确定其淬⽕温度。碳钢号为20，40，60，65，T8，T10，T12。
7.45钢及T10钢⼩试样经850℃⽔冷，850℃空冷，760℃⽔冷，720℃⽔冷处理后的组织各是怎样的组织？
8.将两T12钢⼩试样分别加热到780℃和860℃，经保温后以⼤于Vk的速度冷却⾄室温，试问：(1)哪个温度淬⽕后晶粒粗⼤？
(2)哪个温度淬⽕后未溶碳化物较多？
(3)哪个温度淬⽕后残余奥⽒体量较多？
(4)哪个淬⽕温度合适？为什么？
9.⼀根直径为6mm的45钢圆棒，先经840℃加热淬⽕，硬度为HRC55（未回⽕），然后马上从⼀端加热，依靠热传导使45钢圆棒上各点达到如图所⽰温度。试问：
950℃840℃750℃550℃150℃
10.对⼀批45钢零件进⾏热处理时，不慎将淬⽕件和调质件弄混，如何⽤最简便的⽅法将他们区分开？为什么？
11.⽤20钢进⾏表⾯淬⽕和⽤45钢进⾏渗碳处理是否合适？为什么？
12.⽣产中常把加热到淬⽕温度的钳⼯扁铲的刃部投⼊⽔中⽚刻后，出⽔停留⼀定时间，再整体投⼊⽔中冷却。试分析两次⽔冷的作⽤及最后的组织。
13.分析⼀下⼏种说法是否正确？为什么？
(1)过冷奥⽒体的冷却速度⼤于Vk时，则冷却速度越快，冷却后钢的硬度越⾼？
(2)钢中合⾦元素含量越⾼，淬⽕后的硬度也越⾼？
(3)本质细晶粒钢加热后的实际晶粒⼀定⽐本质粗晶粒钢的细？
(4)同⼀钢材在相同的加热条件下，总是⽔冷⽐油冷的淬透性好，⼩件⽐⼤件的淬透性好？
14.现有低碳钢齿轮和中碳钢齿轮各⼀只，为了使齿轮表⾯具有⾼的硬度和耐磨性，问各应怎样热处理？⽐较热处理后他们在组织和性能上的异同点。
15.钢经表⾯淬⽕或者经渗碳热处理后，表层或渗碳层的应⼒是拉应⼒还是压应⼒？为什么？对零件的性能有何影响？
16.⽤45钢制造机床齿轮，其⼯艺路线为：锻造→正⽕→粗加⼯→调质→精加⼯→⾼频感应加热表⾯淬⽕→低温回⽕→磨加⼯。说明各热处理⼯序的⽬的及使⽤状态下的组织。
17．分析下列⼯艺曲线，指出各道热处理⼯艺的主要作⽤，热处理后室温下表⾯组织。

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