2017年金屬學模擬試題及答案
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2017年金屬學模擬試題一、填空題
(15分)
1、在BCC和FCC晶格中，單位晶胞內的原子數分別為( )，其致密度分別為( )。
2、金屬的結晶過程是的過程。控制結晶后晶粒大小的方法有( )。
3、冷變形金屬在加熱時組織與性能的變化，隨加熱溫度不同，大致分為、
( )( )(( )三個階段。
4、1Crl8Ni9Ti鋼中Ti的作用是20CrMnTi鋼中Ti的作用是。
5、碳在白口鑄鐵中主要以形式存在，而在灰口鑄鐵中主要以形式存在。
2017年金屬學模擬試題二、名詞解釋
(10分)
1、合金; 2、共晶轉變;3、枝晶偏析;4、偽共晶;5、回復;
2017年金屬學模擬試題三、選擇題
(12分)
1、工程上使用的金屬材料一般都呈 ( )。
A.各向異性;B.各向同性;C.偽各向異性;D.偽各向同性。
2、固溶體的晶體結構 ( )。
A.與溶劑的相同;B.與溶質的相同;
C.與溶劑、溶質的都不相同;D.是兩組元各自結構的混合。
3、多晶體金屬的晶粒越細，則其 ( )。
A.強度越高，塑性越好B.強度越高，塑性越差
C.強度越低，塑性越好D.強度越低，塑性越差
4、調質處理后可獲得綜合力學性能好的組織是 ( )
A.回火馬氏體B.回火托氏體
C.回火索氏體D.索氏體
5、過共析鋼正火的目的是 ( )。
A.調整硬度，改善切削加工性B.細化晶粒，為淬火作組織準備
C消除網狀二次滲碳體D.防止淬火變形與開裂
6、對于可熱處理強化的鋁合金，其熱處理方法為 ( )。
A.淬火+低溫回火B.完全退火
C.水韌處理D.固溶+時效
2017年金屬學模擬試題四、判斷題
(5分)
1、金屬鑄件可通過再結晶退火來細化晶粒。( )
2、亞共析鋼加熱至Ac1和Ac3之間將獲得奧氏體+鐵素體二相組織，在此區間，奧氏體的含碳量總是大于鋼的含碳量。( )
3、化學熱處理既改變工件表面的化學成分，又改變其表面組織。( )
4、所有合金元素均使Ms、Mf點下降。( )
5、可鍛鑄鐵可在高溫下進行鍛造加工。( )
2017年金屬學模擬試題五、問答題
(36分)
1、什么叫臨界晶核?它的物理意義及與過冷度的定量關系如何? (8分)
2、試比較45鋼、T 8鋼、T12鋼的硬度、強度和塑性有何不同? (9分)
3、試述奧氏體的形成過程及控制奧氏體晶粒的方法。(9分)
4、分析碳和合金元素在高速鋼中的作用及高速鋼熱處理工藝的特點。(10分)
2017年金屬學模擬試題六、綜合分析題
(22分)
1、用9SiCr鋼制成圓板牙，其工藝路線為：鍛造→球化退火→機械加工→淬火→低溫回火→磨平面→開槽開口。試分析：①球化退火、淬火及回火的目的;②球化退火、淬火及回火的大致工藝。(10分)
2、一碳鋼在平衡冷卻條件下，所得顯微組織中，含有50%的珠光體和50%的鐵素體，問：① 此合金中碳的質量分數為多少? ② 若該合金加熱到730℃時，在平衡條件下將獲得什么組織?③若加熱到850℃，又將得到什么組織? (12分)
2017年金屬學模擬試題參考答案
一、填空題
1、2，4，0.68，0.74;2、形核與長大，增加過冷度，變質處理，振動、攪拌等;
3、回復，再結晶，晶粒長大; 4、防止奧氏體不銹鋼晶間腐蝕，細化晶粒;
5、Fe3C，石墨。
二、名詞解釋
1、合金：是指由兩種或兩種以上元素組成的具有金屬特性的物質。
2、共晶轉變：在一定的溫度下，由—定成分的液相同時結晶出兩個成分不同的固相的轉變。
3、由于固溶體結晶通常是樹枝狀進行，結果使枝干和枝間的化學成分不同，稱為枝晶偏析。
4、非共晶成分的合金所得到共晶組織稱為偽共晶。
5、回復：冷變形金屬在加熱時所產生的.某些亞結構和性能的變化過程。
三、選擇題
1A，2A，3A，4C，5C，6D
四、判斷題
1×， 2√，3√，4×，5×
五、問答題
1、 根據自由能與晶胚半徑的變化關系，可以知道半徑r
有可能成核;而r=rc的晶胚既可能消失，也可能穩定長大。因此，半徑為rc的晶胚稱為臨界晶核。其物理意義是，過冷液體中涌現出來的短程規則排列的原子集團，當其尺寸r≥rc時，這樣的原了團使可成為晶核而長大。臨界晶核半徑rc其大小與過冷度有關。
2、由含碳質量分數對碳鋼性能的影響可知，隨著鋼中碳含量的增加，鋼中的滲碳體增多，硬度也隨之升高，基本上呈直線上升。在0.8%C以前，強度也是雖直線上升的。在，0.8%C時，組織全為珠光體，強度最高;但在>0. 8%C以后，隨碳量的繼續增加，組織中將會出現網狀滲碳體，致使強度很快下降;當≥2.11%C后，組織中出現萊氏體.強度將很低，而塑性是隨碳量增加而下降的，在出現萊氏體后，塑性將幾乎降為零。由此可知，T12的硬度最高，45鋼的硬度最低;T12的塑性最差，45鋼塑件最好;T8鋼均居中，T8鋼的強度最高。
3、奧氏體形成過程：a)奧氏體晶核的形成b)奧氏體晶核的長大;c)殘留滲碳體的溶解;d)奧氏體成分均勻化。控制奧氏體晶粒大小的方法：a)制定合適的加熱規范，包括控制加熱溫度及保溫時間、快速短時加熱;b)碳含量控制在一定范圍內，并在鋼中加入—定顯阻礙奧氏體晶粒長大的合金元素。如：A1、V、Ti、Zr、Nb等;c)考慮原始組織的影響，例如片狀球光體比球狀珠光體加熱組織易粗化。
4、化學成分：高碳的目的是為了和碳化物形成元素Cr、W、Mo、V等形成碳化物，并保正得到強硬的馬氏體基體以提高鋼的硬度利耐磨性。W、Mo、V主要是提高鋼的紅硬性，因為這些元素形成的碳化物硬度高，產生二次硬化效應，因而顯著提高鋼的紅硬性、硬度和耐磨性。Cr主要是提高鋼的淬透性。其工藝突出的特點是淬火加熱溫度非常高，回火溫度高，次數多，淬火加熱時采用預熱。
六、綜合分析題
1、球化退火是為了消除鍛造應力，獲得球狀珠光體和碳化物，降低硬度以利于切削加工并為淬火做好組織準備，減少淬火時的變形與開裂;淬火及回火是為了獲得回火馬氏體，保證熱處理后具有高硬度、高耐磨性。球化退火工藝：加熱溫度790—810℃，等溫溫度700—720℃;淬火工藝：加熱溫度850—870℃(油淬);回火工藝;160—180℃。
2、①設該合金中含C%=x，則由杠桿定律得所以 C%=x=0.38%
②其顯微組織為F+A
③全部奧氏體(A)組織
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