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一、名词解释：（１０分）
１、固溶强化： 固溶体溶入溶质后强度、硬度提高，塑性韧性下降现象。
２、加工硬化： 金属塑性变形后，强度硬度提高的现象。
２、合金强化： 在钢液中有选择地加入合金元素，提高材料强度和硬度
４、热处理：钢在固态下通过加热、保温、冷却改变钢的组织结构从而获得所需性能的一种工艺。
５、细晶强化：晶粒尺寸通过细化处理，使得金属强度提高的方法。
二、选择适宜材料并说明常用的热处理方法（30分）
名称 机床床身 汽车后桥齿轮 候选材料 T10A, KTZ450-06, HT200 40Cr, 20CrMnTi, 60Si2Mn 选用材料 HT200 20CrMnTi 热处理方法 时效 渗碳＋淬火＋低温回火 最终组织 P＋F＋G片 表面Cm＋M＋A’ 心部 F＋M Cm＋M＋A’ Cm＋M＋A’ T回 Cm＋M＋A’ F＋P a+SnSb A S回＋G球 滚动轴承 GCr15, Cr12, QT600-2 GCr15 球化退火＋淬火＋低温回火 锉刀 9SiCr, T12, W18Cr4V T12 球化退火＋淬火＋低温回火 汽车板簧 钻头 桥梁 滑动轴承 耐酸容器 45, 60Si2Mn, T10 W18Cr4V，65Mn, 20 1Cr13, 16Mn, Q195 H70, ZSnSb11Cu6, T8 Q235, ZGMn13 60Si2Mn W18Cr4V 16Mn, ZSnSb11Cu6 淬火＋中温回火 淬火＋低温回火 不热处理 不热处理 固溶处理 等温淬火＋高温回火 1Cr18Ni9Ti, 1Cr18Ni9Ti QT600-3 发动机曲轴 QT600-3, 45, ZL101 三、（20分）车床主轴要求轴颈部位硬度为HRC54—58，其余地方为HRC20—25，其加工
路线为：
下料 锻造 正火 机加工 调质 机加工（精） 轴颈表面淬火 低温回火 磨加工
指出：1、主轴应用的材料：45钢
2、正火的目的和大致热处理工艺 细化晶粒，消除应力；加热到Ac3＋50℃保温一段时间空冷
3、调质目的和大致热处理工艺 强度硬度塑性韧性达到良好配合 淬火＋高温回火
4、表面淬火目的 提高轴颈表面硬度
5．低温回火目的和轴颈表面和心部组织。去除表面淬火热应力，表面M＋A’心部
S回
四、选择填空（20分）
１．合金元素对奥氏体晶粒长大的影响是（ d）
（a）均强烈阻止奥氏体晶粒长大 （b）均强烈促进奥氏体晶粒长大 （c）无影响 （d）上述说法都不全面 ２．适合制造渗碳零件的钢有（ c）。
（a）16Mn、15、20Cr、1Cr13、12Cr2Ni4A （b）45、40Cr、65Mn、T12 （c）15、20Cr、18Cr2Ni4WA、20CrMnTi
３．要制造直径16mm的螺栓，要求整个截面上具有良好的综合机械性能，应选用（c ）
（a）45钢经正火处理 （b）60Si2Mn经淬火和中温回火 （c）40Cr钢经调质处理
4．制造手用锯条应当选用（a ）
（a）T12钢经淬火和低温回火 （b）Cr12Mo钢经淬火和低温回火 （c）65钢淬火后中温回火
5．高速钢的红硬性取决于（b ）
（a）马氏体的多少 （b）淬火加热时溶入奥氏体中的合金元素的量 （c）钢中的碳含量
6．汽车、拖拉机的齿轮要求表面高耐磨性，中心有良好的强韧性，应选用（c ）
（a）60钢渗碳淬火后低温回火 （b）40Cr淬火后高温回火 （c）20CrMnTi渗碳淬火后低温回火
7．65、65Mn、50CrV等属于哪类钢，其热处理特点是（c ）
（a）工具钢，淬火+低温回火 （b）轴承钢，渗碳+淬火+低温回火 （c）弹簧钢，淬火+中温回火 8. 二次硬化属于（ d）
（a）固溶强化 （b）细晶强化 （c）位错强化 （d）第二相强化 9. 1Cr18Ni9Ti奥氏体型不锈钢，进行固溶处理的目的是（ b）
（a） 获得单一的马氏体组织，提高硬度和耐磨性
（b） 获得单一的奥氏体组织，提高抗腐蚀性，防止晶间腐蚀 （c）降低硬度，
便于切削加工
１０.推土机铲和坦克履带板受到严重的磨损及强烈冲击，应选择用（b ）
（a）20Cr渗碳淬火后低温回火 （b）ZGMn13—3经水韧处理 （c）W18Cr4V淬火后低温回火
五、填空题(20分)
1、马氏体是 碳在a-相中的过饱和固溶体，其形态主要有板条马氏体 、 片状马氏体。
其中， 片状马氏体硬度高、塑性差 2、W18Cr4V钢的淬火加热温度为1270－1280℃，回火加热温度为 560℃ ，回火次数 3次。
3、材料选择的三原则 一般原则，工艺性原则， 经济性原则。
4、合金结构钢与碳素结构钢相比，其突出优点是 强度高，淬透性好 。
5. 共析钢过冷奥氏体等温转变曲线三个转变区的转变产物是 P B M。
6. 共析钢淬火形成M+A'后，在低温、中温、高温回火后的产物分别为 M回＋A’
T回 S回 。
7. 45钢正火后渗碳体呈 片 状，调质处理后渗碳体呈 球 状。
机械工程材料 A卷评分标准
一、名词解释：（１０分）
３、固溶强化： 固溶体溶入溶质后强度、硬度提高，塑性韧性下降现象。（2分）
２、加工硬化： 金属塑性变形后，强度硬度提高的现象。（2分）
４、合金强化： 在钢液中有选择地加入合金元素，提高材料强度和硬度（2分）
４、热处理：钢在固态下通过加热、保温、冷却改变钢的组织结构从而获得所需性能的一种工艺。 （2分）
５、细晶强化：通过细化晶粒处理，使得金属强度提高的方法。（2分）
二、选择适宜材料并说明常用的热处理方法（30分）（每空1分）
名称 机床床身 汽车后桥齿轮 候选材料 T10A, KTZ450-06, HT200 40Cr, 20CrMnTi, 60Si2Mn 选用材料 HT200 20CrMnTi 热处理方法 时效 渗碳＋淬火＋低温回火 最终组织 P＋F＋G片 表面Cm＋M＋A’ 心部 F＋M Cm＋M＋A’ Cm＋M＋A’ T回 Cm＋M＋A’ F＋P a+SnSb A S回＋G球 滚动轴承 GCr15, Cr12, QT600-2 GCr15 球化退火＋淬火＋低温回火 锉刀 9SiCr, T12, W18Cr4V T12 球化退火＋淬火＋低温回火 汽车板簧 钻头 桥梁 滑动轴承 耐酸容器 45, 60Si2Mn, T10 W18Cr4V，65Mn, 20 1Cr13, 16Mn, Q195 H70, ZSnSb11Cu6, T8 Q235, ZGMn13 60Si2Mn W18Cr4V 16Mn, ZSnSb11Cu6 淬火＋中温回火 淬火＋低温回火 不热处理 不热处理 固溶处理 等温淬火＋高温回火 1Cr18Ni9Ti, 1Cr18Ni9Ti QT600-3 发动机曲轴 QT600-3, 45, ZL101 三、（20分）车床主轴要求轴颈部位硬度为HRC54—58，其余地方为HRC20—25，其加工路线为：
下料 锻造 正火 机加工 调质 机加工（精） 轴颈表面淬火 低温回火 磨加工
指出：1、主轴应用的材料：45钢 （4分）
2、正火的目的和大致热处理工艺 细化晶粒，消除应力；加热到Ac3＋50℃保温一段时间空冷（4分）
3、调质目的和大致热处理工艺 强度硬度塑性韧性达到良好配合 淬火＋高温回火（4分）
4、表面淬火目的 提高轴颈表面硬度（4分）
４．低温回火目的和轴颈表面和心部组织。去除表面淬火热应力，表面M＋A’心部S回。 （4分）
四、选择填空（20分）（每空2分）
1．合金元素对奥氏体晶粒长大的影响是（ d ）
（a）均强烈阻止奥氏体晶粒长大 （b）均强烈促进奥氏体晶粒长大 （c）无影响 （d）上述说法都不全面 2．适合制造渗碳零件的钢有（ c）。
（a）16Mn、15、20Cr、1Cr13、12Cr2Ni4A （b）45、40Cr、65Mn、T12 （c）15、20Cr、18Cr2Ni4WA、20CrMnTi
3．要制造直径16mm的螺栓，要求整个截面上具有良好的综合机械性能，应选用（c ）
（a）45钢经正火处理 （b）60Si2Mn经淬火和中温回火 （c）40Cr钢经调质处理
4．制造手用锯条应当选用（a ）
（a）T12钢经淬火和低温回火 （b）Cr12Mo钢经淬火和低温回火 （c）65钢淬火后中温回火
5．高速钢的红硬性取决于（b ）
（a）马氏体的多少 （b）淬火加热时溶入奥氏体中的合金元素的量 （c）钢中的碳含量
6．汽车、拖拉机的齿轮要求表面高耐磨性，中心有良好的强韧性，应选用（c ）
（a）60钢渗碳淬火后低温回火 （b）40Cr淬火后高温回火 （c）20CrMnTi渗碳淬火后低温回火
7．65、65Mn、50CrV等属于哪类钢，其热处理特点是（c ）
（a）工具钢，淬火+低温回火 （b）轴承钢，渗碳+淬火+低温回火 （c）弹簧钢，淬火+中温回火 8. 二次硬化属于（ d）
（a）固溶强化 （b）细晶强化 （c）位错强化 （d）第二相强化 9. 1Cr18Ni9Ti奥氏体型不锈钢，进行固溶处理的目的是（ b）
（c） 获得单一的马氏体组织，提高硬度和耐磨性
（d） 获得单一的奥氏体组织，提高抗腐蚀性，防止晶间腐蚀 （c）降低硬度，
便于切削加工
１０.推土机铲和坦克履带板受到严重的磨损及强烈冲击，应选择用（b ）
（a）20Cr渗碳淬火后低温回火 （b）ZGMn13—3经水韧处理 （c）W18Cr4V淬火后低温回火
五、填空题(20分) （每空1分）
1、马氏体是 碳在a-相中的过饱和固溶体，其形态主要有板条马氏体 、 片状马氏体。
其中， 片状马氏体硬度高、塑性差 2、W18Cr4V钢的淬火加热温度为1270－1280℃，回火加热温度为 560℃ ，回火次数 3次。
3、材料选择的三原则 一般原则，工艺性原则， 经济性原则。
4、合金结构钢与碳素结构钢相比，其突出优点是 强度高，淬透性好 。
5. 共析钢过冷奥氏体等温转变曲线三个转变区的转变产物是 P B M。
6. 共析钢淬火形成M+A'后，在低温、中温、高温回火后的产物分别为 M回＋A’
T回 S回 。
7. 45钢正火后渗碳体呈 片 状，调质处理后渗碳体呈 球 状。
作业练习一
一、判断题：对的打√，错的打×
1． 因为单晶体是各向异性的，所以实际应用的金属材料在各个方向上的性能也是不相同 的。 （ ） 2．金属多晶体是由许多结晶方向相同的单晶体组成的。 （ ） 3. 晶体缺陷的共同之处是它们都能引起晶格畸变。 （ ） 4. 位错是实际金属晶体的一种面缺陷。 （ ） 5. 标识为100HBS的材料硬度大于标识为60HRC的材料硬度。 （ ） 6. 金属理想晶体的强度比实际晶体的强度稍强一些。 （ ） 7. 体心立方晶格的致密度为74%。 （ ） 8. 珠光体是铁碳合金中的一种典型相。 （ ） 9. 塑性变形指的是外载荷撤销后变形不能恢复的变形。 （ ） 10.铸铁的锻造性能优于钢材。 （ ） 二、选择题：在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的，请把所选项前的字母填在题后的括号内。
1. 晶体中的位错属于： [ ] a．体缺陷；b．面缺陷；c．线缺陷；d．点缺陷。
2．亚晶界是由： [ ]
a．点缺陷堆积而成；b．位错垂直排列成位错墙而构成；c．晶界间的相互作用构成。 3. α-Fe和γ-Fe分别属于什么晶格类型： [ ] a．面心立方和体心立方； b．体心立方和面心立方； c．均为面心立方； d．均为体心立方。
4. 延伸率是用来表示金属材料的哪种性能？ [ ] a．强度； b．塑性； c．硬度； d．刚度
5. 弹性模量的大小是用来衡量金属材料的哪种性能？ [ ] a．强度； b．塑性； c．硬度； d．刚度
6. 固溶体的晶体结构与哪个相同？ [ ] a．溶质； b．溶剂； c．与两者都不同。 三、填空题：
1．同非金属相比，金属的主要特征是 。 2．晶体与非金属最根本的区别是 。 3．金属晶体中最主要的面缺陷是 和 。
4．位错分两种，它们是 和 ，多余半原子面 是 位错所特有的。
5.点缺陷有 和 两种；面缺陷中存在大量的 。 6．γ-Fe、α-Fe的一个晶胞内的原子数分别为 和 。
7．当原子在金属晶体中扩散时，它们在内、外表面上的扩散速度较在体内的扩散速度 。 8. 在金属或合金中，凡 、 并有界面与其他部分分开的均匀组成部分叫做相。
9.常见金属的晶体结构有 、 、 三种。 10.按照几何特征，晶体缺陷可分为 、 、 三类。 11.金属材料的工艺性能包括 、 、 、 、 五个方面。 四、名词解释题： 1. 晶格------- 2．晶胞------- 3．各向异性------- 4. 晶界------- 5. 合金------- 6. 固溶强化------- 7. 组织------- 8. 刃型位错-------
五、简答题：
1.试计算面心立方（FCC）晶体的晶格致密度。
2.实际晶体中的点缺陷，线缺陷和面缺陷对金属性能有何影响？
3. 为何单晶体具有各向异性，而多晶体在一般情况下不显示出各向异性？
4.为什么γ-Fe 和α- Fe 的比容不同？一块质量一定的铁发生（γ-Fe →α-Fe ）转变时，其体积如何变化？
作业练习二
一、判断题：对的打√，错的打×
1． 室温下，金属晶粒越细，则强度越高，塑性越低。 （ ） 2． 在实际金属和合金中，自发生核常常起着优先和主导的作用。 （ ） 3． 纯金属结晶时，生核率随过冷度的增加而不断增加。 （ ） 4． 当晶核长大时，随过冷度增大，晶核的长大速度增大。但当过冷度很大时，晶核长大的速度很快减小。 （ ）
5． 当过冷度较大时，纯金属晶体主要以平面状方式长大。 （ ） 6．过冷度的大小取决于冷却速度和金属的本性。 （ ） 7．平衡结晶获得的20%Ni的Cu-Ni合金比40%Ni的Cu-Ni合 金的硬度和强度
要高。 （ ） 8．在共晶相图中，从L中结晶出来的β晶粒与从α中析出的βⅡ晶粒具有相同的 晶体结构。 （ ） 9．一个合金的室温组织为α+βⅡ+（α+β），它由三相组成。 （ ） 10.铁素体的本质是碳在α-Fe中的间隙相。 （ ） 11． 20钢比T12钢的碳含量要高。 （ ） 12．在退火状态（接*衡组织），45钢比20钢的硬度和强度都高。 （ ） 13． 在铁碳合金平衡结晶过程中，只有成分为4.3%C的铁碳合金才能发生共晶反应.（ ） 14. 枝晶偏析可以通过淬火的热处理方法消除。 （ ） 15. 在金属结晶时采用振动处理是细化晶粒的一种方式。 （ ） 二、选择题：在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的，请把所选项前的字母填在题后的括号内。
1．金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将： [ ] a．越高；b．越低；c．越接近理论结晶温度。
2．为细化晶粒，可采用： [ ] a．快速浇注；b．加变质剂；c．以砂型代金属型。
3．实际金属结晶时，通过控制生核速率N和长大速度G的比值来控制晶粒大小，在下列情 况下获得粗大晶粒： [ ] a． N/G很大时；b．N/G很小时；c．N/G居中时。
4.间隙相的性能特点是： [ ] a．熔点高，硬度低； b．硬度高，熔点低； c．硬度高，熔点高。 5． 在发生L→α+β共晶反应时，三相的成分： [ ] a．相同； b．确定； c．不定。
6． 共析成分的合金在共析反应γ→α+β刚结束时，其组成相为： [ ] a．γ+α+β； b．α+β； c．（α+β） 7. 一个合金的组织为α+βⅡ +（α+β），其组织组成物为: [ ] a． α、β； b．α、βⅡ 、（α+β）； c． α、β、βⅡ 。 8． 奥氏体是： [ ]
a．碳在γ-Fe中的间隙固溶体；b．碳在α-Fe中的间隙固溶体；c．碳在α-Fe中的 有限固溶体。
9． 珠光体是一种： [ ] a．单相固溶体；b．两相混合物；c．Fe与C的混合物。
10． 铁素体的机械性能特点是： [ ]
a．强度高、塑性好、硬度低；b．强度低、塑性差、硬度低；c．强度低、塑性好、硬度低。
三、填空题：
1.结晶过程是依靠两个密切联系的基本过程来实现的，这两个过程是 和 。 2．在金属学中，通常把金属从液态过渡为固体晶态的转变称为 ；而把金属从一种固态过渡为另一种固体晶态的转变称为 。 3． 当对金属液体进行变质处理时，变质剂的作用是 。
4. 过冷度是指 ，其表示符号为 。
5.细化晶粒可以通过 和 两种途径实现。 6． 典型铸锭结构的三个晶区分别为： 、 、 7. 珠光体的本质是 。 8．Fe3C的本质是 。 9． 一块纯铁在912℃发生α-Fe→γ-Fe转变时，体积将 。
10． F的晶体结构为 ；A的晶体结构为 。 11． 共析成分的铁碳合金室温平衡组织是 ，其组成相是 。 12． 用显微镜观察某亚共析钢，若估算其中的珠光体含量为80%，则此钢的碳含量 为 。
四、名词解释题： 1. 变质处理------- 2．枝晶偏析------- 3. 同素异构转变------- 4.共晶反应------- 5. 共析反应------- 五、简答题：
1． 如果其它条件相同，试比较在下列铸造条件下铸件晶粒的大小： 1） 金属模浇注与砂型浇注； 2） 变质处理与不变质处理； 3） 铸成薄件与铸成厚件；
4） 浇注时采用震动与不采用震动。
2. 对某一碳钢（平衡状态）进行相分析，得知其组成相为80%F和20%Fe3C，求此钢的成分及其硬度。
3. 同样状态的两块铁碳合金，其中一块是15钢，一块是白口铸铁，用什么简便方法可迅速区分它们？
4某合金相图如图所示。
1）试标注①—④空白区域中存在相的名称； 2）指出此相图包括哪几种转变类型；
3）说明合金Ⅰ的平衡结晶过程及室温下的显微组织。 5. 1、在坐标图上填写状态左下角的全部内容；
2、分析T10A碳钢自1000℃缓冷至常温的组织转变过程； 3、绘出该钢常温下平衡显微组织示意图；
4、计算该钢平衡组织中渗碳体与珠光体的相对量。
T10A钢平衡显微组织示意图
作业练习三
一、判断题：对的打√，错的打×
1.滑移变形不会引起金属晶体结构的变化。 （ ） 2.孪生变形所需要的切应力要比滑移变形时所需的小得多。 （ ） 3.金属的预先变形度越大，其开始再结晶的温度越高。 （ ） 4.变形金属的再结晶退火温度越高，退火后得到的晶粒越粗大。 （ ） 5.金属铸件可以通过再结晶退火来细化晶粒。 （ ） 6.热加工是指在室温以上的塑性变形加工。 （ ） 7.再结晶能够消除加工硬化效果，是一种软化过程。 （ ） 8.再结晶过程是有晶格类型变化的结晶过程。 （ ） 9.钢经加热奥氏体化后，在任何情况下，奥氏体中碳的含量均与钢中碳的含量相等。（ ） 10.所谓本质细晶粒钢就是一种在任何加热条件下晶粒均不发生粗化的钢。 （ ）
11.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。（ ）
12.当把亚共析钢加热到727度以上时，将获得由铁素体和奥氏体构成的两相组织，在平 衡条件下，其中奥氏体的碳含量总是大于钢的碳含量。 （ ）
13．当亚共析成分的奥氏体在冷却发生珠光体转变时，温度越低，其转变产物组织越粗。（ ）
14．贝氏体是过冷奥氏体中温转变产物，在转变过程中，碳原子能进行扩散，而铁 原子不能进行扩散。 ( ）
15．不论碳含量高低，马氏体的硬度都很高，脆性都很大。 （ ）
16. 高合金钢既具有良好的淬透性，也具有良好的淬硬性。 （ ）
17．经退火后再高温回火的钢，能得到回火马氏体组织，具有良好的综合机械性能。 （ ）
18．钢的淬透性高，则其淬透层的深度也越大。 （ ）
19．在正常加热淬火条件下，亚共析钢的淬透性随碳的增高而增大，过共析钢的淬透性随碳 的增高而减小 （ ）
20．表面淬火既能改变钢的表面化学成分，也能改善心部的组织和性能。 （ ）
二、选择题：在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的，请把所选项前的字母填在题后的括号内。
1.能使单晶体产生塑性变形的应力为： [ ]
a．正应力；b．切应力；c．复合应力。
3．变形金属再加热时发生的再结晶过程是一个新晶粒代替旧晶粒的过程，这种新晶粒的晶
型是： [ ]
a．与变形前的金属相同；b．与变形后的金属相同；c．形成新的晶型。 4．加工硬化使： [ ]
a．强度增大，塑性降低；b．强度增大，塑性增大；c．强度减小，塑性增大；d．强度减小，塑性减小。 5．再结晶后： [ ]
a．形成等轴晶，强度增大；b．形成柱状晶，塑性下降；c．形成柱状晶，强度升高；d．形成等轴晶，塑性升高。 6. 奥氏体向珠光体的转变是： [ ]
a．扩散型转变；b．非扩散型转变；c．半扩散型转变。 7. 钢经调质处理后获得的组织是： [ ]
a．回火马氏体；b．回火屈氏体；c．回火索氏体。
8. 共析钢过冷奥氏体在550-350℃的温度区间等温转变时，所形成的组织是： [ ]
a．索氏体；b．下贝氏体；c．上贝氏体；d．珠光体。
9. 若合金元素能使C曲线右移，钢的淬透性将： [ ]
a．降低；b．提高；c．不改变。 10. 马氏体的硬度取决于： [ ]
a．冷却速度；b．转变温度；c．碳含量。 11. 淬硬性好的钢： [ ]
a．具有高的合金元素含量；b．具有高的碳含量；c．具有低的碳含量。 12. 完全退火主要适用与： [ ]
a．亚共析钢；b．共析钢；c．过共析钢。 13. 扩散退火的目的是： [ ]
a．消除和改善晶内偏析；b．消除冷塑性变形后产生的加工硬化；c．降低硬度以便于加工。 14. 钢的回火处理是在： [ ]
a．退火后进行；b．正火后进行；c．淬火后进行。
15.对形状复杂，截面变化大的零件进行淬火时，应选用： [ ]
a．高淬透性钢；b．中淬透性钢；c．低淬透性钢。 三、填空题：
1．金属塑性变形的基本方式是 和 。滑移的实质是 。
钢在常温下的变形加工称为 加工，而铅在常温下的变形加工称为 加工。 3. 再结晶后晶粒的大小主要取决于 和 。 4.影响再结晶开始温度的因素有 、 、 、 。
5．钢加热时奥氏体形成是由 、 、 、 等四个基本过程所组成。
6．用光学显微镜观察，上贝氏体的组织特征呈 状，而下贝氏体则呈 状。
7．与共析钢相比，非共析钢C曲线的特征是 。
8．马氏体的显微组织形态主要有 和 两种。 中 的韧性较好。
9．钢的淬透性越高，则其C曲线的位置越 ，说明临界冷却速度 越 。
10.钢的热处理工艺由 、 、 三个阶段所组成。
11.钢的正常淬火温度范围，对亚共析钢是 ，对 过共析钢是 。
12．当钢中发生奥氏体向马氏体的转变时，原奥氏体中碳含量越高，则点越 ，转变后的残余奥氏体量就越 。 13．在正常淬火温度下，碳素钢中共析钢的临界冷却速度比亚析钢和过共析钢的临界冷却速度都 。
14．钢的临界冷却速度与奥氏体化温度的关系是 。 15．淬火钢进行回火的目的是 ，回火 温度越高，钢的强度与硬度越 。
16．化学热处理的基本过程包括介质 、 、 等三个阶段。 四、名词解释题： 1.加工硬化------- 2．热加工------- 3．本质晶粒度------- 4.调质处理------- 5. 马氏体------- 6. 淬透性------- 7. 淬硬性-------
五、简答题：
1．指出下列名词的主要区别： 1） 弹性变形与塑性变形； 2） 韧性断裂与脆性断裂； 3） 加工硬化与变质处理； 4） 热脆与冷脆。
2. 为什么细晶粒钢强度高，塑性、韧性也好？
3. 比较奥氏体、过冷奥氏体、残余奥氏体的异同？
4. 指出下列零件的锻造毛坯进行正火的主要目的及正火后的显微组织： （1）20钢齿轮 （2）45钢小轴 （3）T12钢锉刀
5. 指出下列工件的淬火及回火温度，并说明其回火后获得的组织和大致的硬度： （1）45钢小轴（要求综合机械性能）； （2）60钢弹簧； （3）T12钢锉刀。
6.拟用T10制造形状简单的车刀，工艺路线为： 锻造—热处理—机加工—热处理—磨加工
（1）试写出各热处理工序的名称并指出各热处理工序的作用； （2）指出最终热处理后的显微组织及大致硬度； （3）制定最终热处理工艺规定（温度、冷却介质）
作业练习四
一、判断题：对的打√，错的打×
1．T8钢比T12和40钢具有更好的淬透性与淬硬性。 （ ） 2．奥氏体不锈钢可采用加工硬化提高强度。 （ ） 3. 高速钢需要反复锻造是因为硬度高不易成形。 （ ） 4. 奥氏体不锈钢的热处理工艺是淬火后低温回火处理。 （ ） 5. 铸铁可以经过热处理改变基体组织和石墨形态。 （ ） 6. 可以通过球化退火使普通灰口铸铁变成球墨铸铁。 （ ） 7. 球墨铸铁的综合机械性能接近于钢。 （ ） 8. 45钢主要用来制造弹簧类零件。 （ ） 9. 40Cr钢的强度高于40号钢。 （ ） 10.变形铝合金的塑性优于铸造铝合金。 （ ） 二、选择题：在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的，请把所选项前的字母填在题后的括号内。
1. 生产球墨铸铁可用的球化剂为： [ ] a．铜；b．锌；c．镁；d．铝。
2．制造弹簧应选用： [ ]
a. T12钢经淬火和低温回火； b. Cr12MoV钢经淬火和低温回火； c. 65钢经淬火后中温回火。
3．为消除T12钢中的网状碳化物, 选用的热处理为___ ___ [ ] a. 球化退火 b. 正火 c. 调质处理 d. 回火
4．GCr15钢中的Cr的平均含量为： [ ] a.15% b.1.5% c.0.15% d.没有表示出来
5. 制造减速机主轴可选用下面哪种合金钢 [ ] a.45 b.40Cr c.16Mn d.ZGMn13 三、填空题：
1．按碳的质量分数对碳钢进行分类，可分为 、 、 三类。
2．按用途对合金钢进行分类可分为 、 、 三类。 3．Cr12MoV是一种 ，常用来制作各种 。 4．GCr15是一种 ，常用来制作 。
5．灰口铸铁中碳主要以 的形式存在，可用来制造 。 6．影响石墨化的主要因素为 和 。
7．HT200牌号中“HT”表示 ，数字”200”表示 。
8. 钢与铸铁在成分上的主要差别是_________，组织上的主要差别是C原子的形态在钢中_________ ，在铸铁中_______________。 9. 60Si2Mn是 钢。 四、名词解释题： 1.红硬性------ 2．水韧处理------- 3．时效------- 4.石墨化-------
五、材料判别：
已知下列十种金属材料的牌号（或钢号、代号）请填写到对应的十个名称空格中（可填序号）： 1、40Cr 2、Cr12MoV 3、16Mn 4、1Cr18Ni9Ti 5、5CrNiMo 6、YG8 7、W18Cr4V 8、T8A 9、HT200 10、Q235A
a、普通碳素结构钢 b、低合金结构钢 c、灰口铸铁 d、硬质合金 e、高速钢 f、碳素工具钢 g、冷模具钢 h、热模具钢 i、调质钢 j、不锈钢 六、简答题：
1.下列零件或工具用何种碳钢制造：手锯锯条、普通螺钉、车床主轴。 2. 为什么绑轧物件一般用铁丝（镀锌低碳钢丝），而起重机吊重物却用钢丝绳（用 60 、 65 、 70 、 75 等钢制成）？
3. 指出下列各种钢的类别、符号、数字的含义、主要特点及用途：
Q235-AF、Q235-C、Q195-B、Q255-D、40、45、08、20、20R、20G、T8、T10A、T12A 4为什么钢适宜于通过压力加工成形，而铸铁适宜于通过铸造成形？
复 习 题
一、判断：（对的打√，错的打×）
１、奥氏体与渗碳体均为面心立方晶格。 ( ) ２、Ｆ与Ｐ是亚共析钢中室温时的主要组成相。 ( ) ３、金属的加工硬化是指金属在塑性变形后强度、硬度提高，塑性、韧性
下降的现象。 ( ) ４、钢淬火时的冷却速度越快，马氏体的硬度越高。 ( ) ５、合金中，一个晶粒内的成分不均匀现象称枝晶偏析。 ( ) 6、一种合金的室温组织为α+βⅡ+（α+β），它由三相组成。 （ ） 7、当把亚共析钢加热到Ac1和Ac3之间的温度时，将获得由铁素体和奥氏体构成 的两相组织，在平衡条件下，其中奥氏体的碳含量总是大于钢的碳含量。 （ ）
8、在铁碳合金平衡结晶过程中只有成分为4.3%C的铁碳合金才能发生共晶反应。 （ ） 9、20钢比T12钢的碳含量要高。 （ ） 10、再结晶能够消除加工硬化效果，是一种软化过程。 （ ） 11、过共析钢中，网状渗碳体的存在使钢的硬度和塑性均上升。 （ ） 12、正火是将钢件加热至完全奥氏体化后空冷的热处理工艺 。 （ ） 13、65Mn是合金调质结构钢。 （ ） 14、回火索氏体的性能明显优于奥氏体等温冷却直接所得到的片层状
索氏体的性能。 （ ） 15、T10A和60号钢均属于高碳钢。 （ ） 16、 晶体缺陷的共同之处是它们都能引起晶格畸变。 （ ） 17、 位错是实际金属晶体的一种面缺陷。 （ ） 18、体心立方晶格的致密度为74%。 （ ） 19、塑性变形指的是外载荷撤销后变形不能恢复的变形。 （ ） 20、当过冷度较大时，纯金属晶体主要以平面状方式长大。 （ ） 21、室温下，金属晶粒越细，则强度越高、塑性越好。 （ ） 22、一般来说，钢的强度高于铸铁的强度。 （ ） 23、65Mn的淬透性比65号钢的淬透性差。 （ ） 24、从C曲线中分析可知，共析钢的过冷奥氏体在A1-550℃的范围内
发生贝氏体转变。 （ ） 25、共析反应就是在某一温度时，从一种固相中同时结晶析出两
种不同的固相。 （ ） 26、包晶偏析可以通过回火的热处理方法消除。 （ ） 27、所谓本质细晶粒钢就是一种在任何加热条件下晶粒均不发生粗化的钢。 （ ） 28、一个合金的室温组织为α+βⅡ+（α+β），它由两相组成。 （ ） 29、过冷奥氏体转变为马氏体是一种扩散型转变 。 （ ） 30、60钢比T12钢的碳含量要高。 （ ） 31、标识为100HBS的材料硬度大于标识为60HRC的材料硬度。 （ ） 32、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。（ ） 33、再结晶过程是有晶格类型变化的结晶过程。 （ ） 34、当亚共析成分的奥氏体在冷却发生珠光体转变时，温度越低，其转变产物组织越粗。（ ） 35、贝氏体是过冷奥氏体中温转变产物，在转变过程中，碳原子能进行扩散，而铁
原子不能进行扩散。 （ ）
36、不论碳含量高低，马氏体的硬度都很高，脆性都很大。 （ ） 37、高合金钢既具有良好的淬透性，也具有良好的淬硬性。 （ ） 38、经退火后再高温回火的钢，能得到回火马氏体组织，具有良好的综合机械性能。（ ） 39、热加工是指在室温以上的塑性变形加工。 （ ） 40、在正常加热淬火条件下，亚共析钢的淬透性随碳的增高而增大，过共析钢的淬透性随碳 的增高而减小。 （ ）
二、填空题：请把答案填在题中横线上。
1、铁素体的晶体结构为 ；奥氏体的晶体结构为 。 2、细化晶粒可以通过 _和______________________两种途径实现。
3、在金属学中，通常把金属从液态过渡为固体晶态的转变称为 ；而 把金属从一种固态晶体结构过渡为另一种固态晶体结构的转变称为 ____ 。 4、共析成分的铁碳合金室温平衡组织是 ，其组成相是________和 。
5、典型铸锭结构的三个晶区分别为： 、 、 。 6、金属晶体中最主要的面缺陷是 和 。
7、用显微镜观察某亚共析钢，若估算其中的珠光体含量为80%，则此钢的碳含量 为 。
8、金属材料热加工和冷加工划分是以再结晶温度为界限的。已知铁的T再=600℃，铅的T再=-33℃，那么在室温下，铁的变形加工称为 加工，铅的变形加工称为 加工。 9、钢的淬透性越高，则其C曲线的位置越向 （填“左或右”）。
10、HT200牌号中“HT”表示 ，数字”200”表示 。
11、用光学显微镜观察，上贝氏体的组织特征呈 状，而下贝氏体则呈 状。 12、金属凝固时， 与 之间的差值称为过冷度，冷却速度愈大，凝固时过冷度就愈 。
13、奥氏体是___________ 的间隙固溶体，马氏体是_______ _的过饱和固溶体。 14、合金钢的______________比碳钢大，其原因是大部分合金元素都使钢的临界冷 却速度__________。
15、按碳的质量分数对碳钢进行分类，可分为 、 、 三类。
16、QT600--3牌号中“QT”表示 ，数字”600”表示 ,”3”表示 。 17、用光学显微镜观察，根据含碳量的多少，马氏体的组织特征有 状，和 状 其中 的力学性能要好。
18、衡量金属材料的塑性好坏有 和 两个参数。
19、渗碳体是___________ 的间隙化合物，珠光体的本质是______ _ 。 20、铸铁中的石墨有球状、团絮状和______________、______ ____等四种。 21、共晶成分的铁碳合金室温平衡组织是 ，其组成相是 和 。 三、单项选择：
1、制造弹簧应选用： （ ） a. T12钢经淬火和低温回火； b. Cr12MoV钢经淬火和低温回火； c. 65钢经淬火后中温回火。
2、为消除T12钢中的网状碳化物, 选用的热处理为。 （ ） a. 球化退火 b. 正火 c. 调质处理 d. 回火
3、奥氏体向珠光体的转变是 （ ） a．非扩散型转变 b．扩散型转变 c．半扩散型转变
4、钢经调质处理后获得的组织是 （ ） a．回火马氏体； b．回火屈氏体； c．回火索氏体。 5、淬硬性好的钢 （ ） a．具有高的合金元素含量；b．具有高的碳含量；c．具有低的碳含量。 6、制造手用锯条应选用 （ ）
a. T12钢经淬火和低温回火； b. Cr12MoV钢经淬火和低温回火； c. 65钢经淬火后中温回火。
7、固溶体的晶体结构与相同。 （ ） a、溶质 b、溶剂
c、不同于溶剂和溶质的其它晶型 d、a、b、c都有可能
8、T10钢的含碳量为 （ ） a、0.10% b、10.0% c、1.0% d、0.01%
9、钢的回火处理是在： （ ） a．退火后进行；b．正火后进行；c．淬火后进行。
10、若合金元素能使C曲线右移，钢的淬透性将： （ ） a．降低； b．提高； c．不改变。
11、挖掘机的挖斗要求表面具有高耐磨性和高的疲劳强度，最好应选用：（ ） a、20CrMnMo b、65Mn c、ZGMn13 d、T8
12、铁碳合金中，随着碳质量百分数的增加，硬度增加，强度。 （ ） a、增加 b、减小 c、不变 d、不确定
13、铁素体的机械性能特点是： （ ） a、低塑性、高强度 b、高塑性、高强度 c、高塑性、低强度 d、低塑性、低强度
14、钢经低温回火处理后获得的组织是： （ a．回火马氏体； b．回火屈氏体； c．回火索氏体。
15、0Cr18Ni9Ti不锈钢中的含Cr量为： （ a．0.18%； b．1.8%； c．18%。
16、共析钢过冷奥氏体在350℃-Ms的温度区间等温转变时，所形成的组织是：（ a．索氏体； b．下贝氏体； c．上贝氏体； d．珠光体。 四、名词解释题 1、固溶强化： 2、热硬性（红硬性）： 3、调质处理： 4、加工硬化： 5、马氏体： 6、变质处理： 7、冷加工： 8、相：
9、残余奥氏体： 10、本质晶粒度： 11、固溶体：
））） 12、淬硬性： 13、奥氏体： 14、铁素体：
15、同素异构转变： 五、材料判别
已知下列十种金属材料的牌号（或钢号、代号）请填写到对应的十个名称空格中（可填序号）： 1、40Cr 2、Cr12MoV 3、16Mn 4、1Cr18Ni9Ti 5、5CrNiMo 6、ZG45 7、65 8、H62 9、HT200 10、ZL107
a、低合金结构钢 b、铸造铝合金
c、灰口铸铁 d、碳素铸钢 e、弹簧钢 f、黄铜 g、冷模具钢 h、热模具钢 i、调质钢 j、不锈钢 六、铁碳合金状态图 第1题
(1)在坐标图上填写状态左下角的全部内容；
(2)分析T10A碳钢自1000℃缓冷至常温的组织转变过程； (3)绘出该钢常温下平衡显微组织示意图；
(4)计算该钢平衡组织中渗碳体与珠光体的相对量。
T10A钢平衡显微组织示意图 第2.题
(1)在坐标图上填写状态左下角的全部内容；
(2)分析含碳0.45%的碳钢自1000℃缓冷至常温的组织转变过程； (3)绘出该钢常温下平衡显微组织示意图；
(4)计算该钢平衡组织中铁素体与珠光体的相对量。
(5) 试比较45钢和T12钢的机械性能差别并说明原因。
七、简答题：
1、某汽车重负荷齿轮选用合金渗碳钢20CrMnMo材料制作，其工艺路线如下：下料→锻造→热处理① →切削加工→热处理②→热处理③→热处理④→喷丸→磨削加工。试分别说明上述①②③④四项热处理工艺的名称、目的及热处理后的组织。
2、试各举出一类钢材，说明通过热处理方法，可在室温下得到下列组织： ①粒状珠光体 ②针状马氏体 ③回火索氏体 ④回火马氏体 3、奥氏体、过冷奥氏体、残余奥氏体有何异同？
4、下列零件或工具用何种碳钢制造，说出其名称、至少一个钢号以及其热处理方法：手锯 锯条、普通螺钉、车床主轴、弹簧钢。
5、用一根冷拉钢丝绳吊装一大型工件进入热处理炉，并随工件一起加热到1000℃保温，当出炉后再次吊装工件时，钢丝绳发生断裂，试分析其原因。
6、如果其它条件相同，试比较在下列铸造条件下铸件晶粒的大小： 1）金属模浇注与砂型浇注； 2）变质处理与不变质处理； 3）铸成薄件与铸成厚件；
4）浇注时采用震动与不采用震动。
7、何谓共晶反应、包晶反应和共析反应?试比较这三种反应的异同点。 8、以共析钢为例，说明过冷奥氏体在高温（A1—550℃）、中温（550℃—Ms）、低温(Ms以下)三个温度阶段等温转变时，转变的组织及性能特点。
9、对某退火碳素钢进行金相分析，其组织为珠光体+渗碳体（网状），其中珠光体占 93% ，
问此碳钢的含碳量大约为多少？
10、在铸造生产中，采用哪些措施控制晶粒大小？
11、珠光体类型组织有哪几种？它们在形成条件、组织形态和性能方面有何特点？ 12、指出下列名词的主要区别： 1）弹性变形与塑性变形； 2）韧性断裂与脆性断裂； 3）加工硬化与变质处理； 4）热脆与冷脆。
13、为什么细晶粒钢强度高，塑性、韧性也好？
复习题参考答案
一、判断：（对的打√，错的打×） 1-10、××√×√×√××√ 11-20、×√×√×√××√× 21-30、√√××√××√×× 31-40、××××√××××√
二、填空题：请把答案填在题中横线上。
1、体心立方，面心立方；2、增大过冷度、加入变质剂；3、结晶、同素异构转变；4、珠光体、铁素体、渗碳体；5、表面细晶粒区、中间柱状晶区、内部粗大等轴晶；6、晶界和亚晶界；7、62%；8、冷、热；9、右；10、灰口铸铁、最低抗拉强度；11、羽毛状、针状；12、理论结晶温度、实际结晶温度、大；13、C在γ-Fe、C在α-Fe；14、淬透性、降低；15、低碳钢、中碳钢、高碳钢；16、球墨铸铁、最低抗拉强度、延伸率；17、板条状、针状、板条状；18、伸长率、断面收缩率；19、Fe和C具有复杂结构、铁素体和渗碳体的机械混合物；20、片状、蠕虫状；21、莱氏体、奥氏体、渗碳体。 三、单项选择： 1-10、cabcb,abccb, 11-16、cdcacb。 四、名词解释题
1、固溶强化：在合金中，随溶质原子的加入发生晶格畸变，形成固溶体使金属强度和硬度提高的现象。
2、热硬性（红硬性）：钢在高温下保持高硬度的能力。 3、调质处理：淬火加高温回火。
4、加工硬化：金属塑性变形时，随变形度的增加，强度和硬度升高，塑性和韧性下降的现象。
5、马氏体：碳原子在α-Fe中的过饱和固溶体。
6、变质处理：在液体金属中加入孕育剂或变质剂，以细化晶粒和改善组织的处理方法。 7、冷加工：在再结晶温度以下的塑性变形加工方式。
8、相：化学成分相同，晶体结构相同并有界面与其他部分分开的均匀组成部分。 9、残余奥氏体：过冷奥氏体向马氏体转变时，马氏体转变结束后剩余的奥氏体。
10、本质晶粒度：根据标准试验方法，在930±10℃保温足够时间（3-8小时）后测定的钢中晶粒的大小。
11、固溶体：合金的组元之间以不同的比例混合，混合后形成的固相的晶格结构与组成合金的某一组元的相同，这种相称为固溶体。
12、淬硬性：钢在淬火后获得马氏体的最高硬度。 13、奥氏体：奥氏体是碳在14、铁素体：铁素体是碳在
中形成的间隙固溶体，面心立方晶格。 中形成的间隙固溶体，为体心立方晶格。
15、同素异构转变：由于条件（温度或压力）变化引起金属晶体结构的转变，称同素异构转变。
五、材料判别
a-3； b-10； c-9； d-6； e-7； f-8； g-2； h-5； i-1 j-4 。 六、铁碳合金状态图
第1题
解2：
T10A为过共析钢，在1000℃时其组织为A，冷却下来遇到Acm线时开始析出Fe3CⅡ，继续冷却到共析线时，开始发生共析转变，在共析线以下，其组织为P和Fe3CⅡ 自1000℃缓冷至常温的组织转变过程如下图所示。
解3：T10A钢平衡显微组织示意图
解4：该钢平衡组织为Fe3C和珠光体P，其相对量可利用杠
杆定律求得，为： 6．69－1
=P%= ×100%=96%
6.69-0.77
Fe3C(%)= 1－96%=4% 第2题
答题要点：
解2：
45号钢为亚共析钢，在1000℃时其组织为A，冷却下来遇到GS线时开始析出F继续冷却到共析线时，开始发生共析转变，在共析线以下，其组织为P和F。
解3：45号钢平衡显微组织示意图。
解4：该钢平衡组织为F和珠光体P，其相对量可利用杠杆
定律求得，为：
0.45－0.0218
=P(%) =×100%=58%
0.77-0.0218
F(%)= 1－58%=42%
解5：45号钢的含碳量为0.45%。T12钢的含碳量为1.2%，随含碳量的增加，硬度升高，塑性，韧性下降。所以T12钢的硬度高于45号钢，塑性，韧性差于45号钢。由于T2钢存在网状的二次渗碳体，所以强度不如45号钢。 七、简答题： 1、答题要点：
1）正火的目的：使网状碳化物分解；细化晶粒使组织正常化；消除应力。 正火后的组织：索氏体。
2）渗碳的目的：提高工件表面含碳浓度，经过淬火和回火处理，从而提高表面的硬度、耐磨性和疲劳强度，使心部保持良好的塑性和韧性。 渗碳不改变组织
3）淬火加热的理论温度：Ac1以上30-50℃。
淬火后的组织：淬火马氏体+残余奥氏体。 4）低温回火的目的是消除淬火应力和提高韧性； 低温回火后的组织：回火马氏体。
2、答题要点：液体金属中加入孕育剂或变质剂，以细化晶粒和改善组织的处理方法。
粒状珠光体：T12A等过共析钢，球化退火 针状马氏体：65等高碳钢，淬火 回火索氏体：45等调质钢，调质处理
回火马氏体：T10等工具钢，淬火+低温回火
3、答题要点：都是一种奥氏体， 奥氏体: 碳在
中形成的间隙固溶体.
过冷奥氏体: 处于临界点以下的不稳定的将要发生分解的奥氏体称为过冷奥氏体。 残余奥氏体：M转变结束后剩余的奥氏体。 4、答题要点：
手锯锯条采用碳素工具钢制造，如T10A，采用淬火+低温回火 普通螺钉用普通碳素结构钢制造，如Q235，在热轧状态下使用 普通弹簧采用弹簧钢制造，如65Mn, 采用淬火+中温回火 车床主轴中碳调质钢制造，如45，采用调质处理 5、答题要点：
冷拉钢丝绳是利用加工硬化效应提高其强度的，在这种状态下的钢丝中晶体缺陷密度增大，强度增加，处于加工硬化状态。在1000℃时保温，钢丝将发生回复、再结晶和晶粒长大过程，组织和结构恢复到软化状态。在这一系列变化中，冷拉钢丝的加工硬化效果将消失，强度下降，在再次起吊时，钢丝将被拉长，发生塑性变形，横截面积减小，强度将比保温前低，所以发生断裂。 6、答题要点：
金属模浇注比砂型浇注晶粒细小； 变质处理晶粒细小； 铸成薄件的晶粒细小；
浇注时采用震动的晶粒较细小。 7、答题要点：
共晶反应：指一定成分的液体合金，在一定温度下，同时结晶出成分和晶格均不相同的两种晶体的反应。
包晶反应：指一定成分的固相与一定成分的液相作用，形成另外一种固相的反应过程。 共析反应：由特定成分的单相固态合金，在恒定的温度下，分解成两个新的，具有一定晶体结构的固相的反应。
共同点：反应都是在恒温下发生，反应物和产物都是具有特定成分的相，都处于三相平衡状态。 不同点：共晶反应是一种液相在恒温下生成两种固相的反应；共析反应是一种固相在恒温下生成两种固相的反应；而包晶反应是一种液相与一种固相在恒温下生成另一种固相的反应。 8、答题要点：高温转变组织为珠光体类组织，珠光体为铁素体和渗碳体相间的片层状组织，随转变温度的降低片层间距减小，分别生成P、S、T,这三种组织的片层粗细不同，片层越细，强度硬度越高；
中温转变产物为B,B是含碳过饱和的铁素体与渗碳体的非片层状混合物，按组织形态的不同分为上贝氏体和下贝氏体，下贝氏体的强度硬度高于上贝氏体，塑韧性也较上贝氏体要好。 低温转变产物为马氏体，马氏体是含有大量过饱和碳的α固溶体，马氏体分为板条马氏体和片状马氏体，片状马氏体强度硬度很高但很脆，板条马氏体强度硬度高而塑韧性也较好。 9、答题要点：属于过共析钢。
Wp=93% =(6.69- WC)/(6.69-0.77)*100% 则：WC=1.18% 10、答题要点： ①采用的方法：增大过冷度，钢模铸造以及在砂模中加冷铁以加快冷却速度的方法来控制晶粒大小。
②变质处理：在液态金属结晶前，特意加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶时的晶核数目大大增加，从而提高了形核率，细化晶粒。 ③机械振动。 ④搅拌方式。 11、答题要点：
（1）三种。分别是珠光体、索氏体和屈氏体。
（2）珠光体是过冷奥氏体在550℃以上等温停留时发生转变，它是由铁素体和渗碳体组 成的片层相间的组织。索氏体是在650～600℃温度范围内形成层片较细的珠光体。屈 氏体是在600～550℃温度范围内形成片层极细的珠光体。珠光体片间距愈小，相界面 积愈大，强化作用愈大，因而强度和硬度升高，同时，由于此时渗碳体片较薄，易随铁 素体一起变形而不脆断，因此细片珠光体又具有较好的韧性和塑性。 12. 答题要点：
1）在外力的作用下产生变形，当外力拆去后前者可恢复原来的形状及尺寸，而后者却不能。 2）前者在断裂前产生了大量的塑性变形；且在正应力的作用下，金属晶体常发生脆性断裂；在切应力的作用下，则发生韧性断裂。
3）前者是由于变形使强度硬度提高，而塑性韧性降低，后者使晶粒细化，使强度硬度提高，且塑性韧性增加。
4）热脆：S在钢中以FeS形成存在，FeS会与Fe形成低熔点共晶，当钢材在1000℃~1200℃压力加工时，会沿着这些低熔点共晶体的边界开裂，钢材将变得极脆，这种脆性现象称为热脆。
冷脆：P使室温下的钢的塑性、韧性急剧降低，并使钢的脆性转化温度有所升高，使钢变脆，
这种现象称为“冷脆”。 13．答题要点：
①晶粒越细，强度硬度逾高，这是因为晶粒越小，单位面积上晶粒的数量越多，晶界的总面积越大，因晶界变形的抗力较大，所以整个金属的强度水平较高。 ②晶粒越细，塑性韧性逾好，这是因为晶粒数愈多，金属的总变形量可分布在更多的晶粒内，晶粒间的变形不均匀性减小，使塑性较好；晶界的影响较大，晶粒内部和晶界附近的变形量差减小，晶粒变形也较均匀，所以减小了应力集中，推迟了裂纹的形成和发展，使金属在断裂之前可发生较大的塑性变形。
③由于细晶粒金属的强度较高，塑性较好，所以断裂时需要消耗较大的功，所以韧性较好。
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