金属工艺学.docx

第二章 练习题
• 填空题
1、晶体与非晶体最根本的区别是原子排列是否规则。
2、体心立方晶格与面心立方晶格中，晶胞中原子数
分别是_2_和__4__，致密度分别是_0.68___和
_0.74____，γ-Fe属于_面心立方晶格_结构。
3、实际金属中存在有三类晶体缺陷，其中点缺陷包
含晶格空位、置换原子和间隙原子 ；线缺陷的基
本类型有 刃型位错，面缺陷主要指晶界和亚晶界。
4. 合金的晶体结构有固溶体和金属化合物 两大类。
5、固溶体中根据溶质原子在溶剂晶格中所占的位置不
同，将其分为置换固溶体和间隙固溶体两大类。
是非题
1、实际晶体的缺陷总是使材料强度硬度下降而不会使
其提高。（×）
2、一般，金属的晶粒越细，强度越高，塑性越好（√）
3、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同的。（×）
4、亚共晶成分合金的共晶转变温度和过共晶合金的共
晶转变温度相同。（√）
5、合金是指两种以上的金属元素组成的具有金属特性
的物质。（ ×）
6、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。（ √）
7、在实际生产中，冷却速度较快带来的枝晶偏析，不
能通过工艺措得以改善（ ×）。
选择题
1、在三种常见的金属晶体结构中，原子排列最疏松的是（A）
A 体心立方晶格 B 面心立方晶格 C 密排六方晶格
2、实际晶体中的线缺陷表现为（C）
A 空位 B 间隙原子 C 位错 D 晶界
3、为细化晶粒，浇注铸件时可采用（A）措施 。
A 加变质剂 B 低温浇注 C 以砂型代金属型

4、过冷度是金属结晶的驱动力，它主要取决于（D）。
A 化学成分 B 加热温度
C 晶体结构 D 冷却速度
5、固溶体的晶格与（B）相同。
A 溶液 B 溶剂 C 溶质 D 溶剂或溶质
6、当二元合金进行共晶反应时，其相组成是（C）
A 单相组成 B 两相共存 C三相共存 D四相共存
7、二元共晶反应是指（B）
A 在一定温度范围内，由一种液相生成一种固相
B 在一恒定温度下，由一种液相生成两种不同固相
C 在一恒定温度下，由一种固相生成两种不同固相
D在一恒定温度下，由一种液相和一种固相生成另一 种固相
第3章 练习题
• 1、名词解释
• A、F、Fe3C、P、Ld
• 2、填空
• 1）碳在α-Fe中形成的间隙固溶体称为 铁素体 ，具有 体心立方 晶体结构，在 727 ℃碳的最大
溶解度最大，为 0.0218 ％。
• 2）珠光体本质是 铁素体 和 渗碳体 组成的机械混合物，高温莱氏体是 奥氏体 和 渗碳体 组成的机械混合物。
• 3） 固溶体出现枝晶偏析后，可用 扩散 退火加以消除。
• 4）铁碳相图中，存在着三种重要的固相，说明它们的本质和晶体结构。如F是碳在α－Fe中的间隙固溶体，体心立方结构。A是 碳在γ-Fe中的间隙固溶体 ； Fe3C是 铁与碳形成的金属化合物 。
• 5）铁碳合金相图中，共晶线是指 ECF ；共析线是指 PSK ；
• ES线含义是 碳在γ-Fe中的溶解度曲线 ；GS线是指 F析出开始线 。
• 6）固溶强化是指 由于溶质原子的加入，使固溶体的强度、硬度升高的现象 ，造成强化的原因是 溶质原子的溶入，造成溶剂晶格发生畸变，增加了塑性变形的抗力，提高了合金的强度和硬度。
• 3.选择题
• 1）铁素体的力学性能特点是（ C）
• A 有良好的硬度和强度 B 有良好的综合力学性能
• C 有良好的塑性和韧性 D 有良好的耐磨性
• 2）含碳量4.3％的铁碳合金具有（B ）
• A 良好的锻造性 B 良好的铸造性
• C 良好的焊接性 D 良好的热处理性
• 3）在二元合金中，铸造性能最好的合金具有（C ）。
• A 共析成分合金 B 固溶成分合金 C 共晶成分合金
• 4）在固溶体结晶过程中，产生枝晶偏析的原因是由于（C）。
• A 液、固相线间距很小，冷却缓慢
• B 液、固相线间距大，冷却缓慢
• C 液、固相线间距大，冷却速度也大
• 4、画一张清晰的铁碳合金相图，注明特征点、特征线及温度和组织。
5、在1100℃时，含碳为0.4％的钢能进行锻造，含碳4.0％的白口铁却不能，根据相图解释原因。

第四章 练习题
1、填空题
1）碳钢马氏体组织形态主要有（板条状马氏体）和（片状马氏体）两种，其中（板条状马氏体）强韧性较好。
2）钢热处理确定其加热温度的理论依据是（铁碳合金相图）。
3）按温度划分，淬火钢的回火可分为（低温回火）（中温回火）和（高温回火）三类，低温回火的组织是（回火马氏体），其性能特点（高硬度、高耐磨性），适用于制作（量具，模具，滚动轴承）等零件。
4）共析钢加热时A形成是由（奥氏体晶核的形成）（奥氏体晶核的长大）（残余渗碳体的溶解）（奥氏体成分均匀化）等四个基本过程组成。
5）共析钢制成的销子，采用何种热处理可得以下组织：
珠光体 ：退火，
托氏体+索氏体：正火，
下贝氏体：等温淬火，
回火索氏体：调质处理，
马氏体+ 残余奥氏体：淬火。
选择题
1、扩散退火的主要目的是（C）
A 消除加工硬化 B 降低硬度方便切削
C 消除或改善枝晶偏析 D消除或降低残余应力
2、过共析钢正常淬火加热温度是（A）
A Ac1＋(30～50)℃ B Ac3＋(30～50)℃
C Accm＋(30～50)℃ D Ac3
3、把钢加热到Ac3或Accm ＋(30～50) ℃ ，保温，空冷的热处理工艺称为（B）
A 退火 B 正火 C 淬火 D 回火
4、钢经调质处理后的室温组织是（D）

A 回火马氏体 B 回火贝氏体
C 回火托氏体 D 回火索氏体
5、具有良好综合力学性能的组织是（Ｂ、C）
A 上贝氏体 B 下贝氏体 C 珠光体 D 片状马氏体
6、现制造一传动轴，要求其整个截面上具有良好的综合力学性能，应采用（A）。
A 调质处理 B 淬火＋低温回火
C 正火处理 D 淬火＋中温回火
7、弹簧的最终热处理工艺一般是（A）。
A 淬火＋中温回火 B 淬火＋低温回火
C 去应力退火 D 淬火＋高温回火
8、锉刀的热处理工艺应采用（C）工艺。
A 调质处理 B 淬火＋中温回火
C 淬火＋低温回火 D 扩散退火
9、马氏体是（B）。
A 碳在α-Fe中的固溶体 B 碳在α-Fe中的过饱和固溶体
C 碳在γ-Fe中的固溶体 D 碳在γ-Fe中的过饱和固溶体
3、简答题
用C曲线，描述共析钢等温冷却转变的温度及组织。(_这道题看课件吧，太麻烦没整理)
第五章
1． 分析下列材料的类别、牌号的含义、用途：
20CrMnTi，40Cr、60Si2CrA、 Q235A 08F 45 T8
HT200， QT600-3， KTH370-12
2、灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁在组织上的根本区别是什么？
3、为下列零件选择材料和热处理方式：
锉刀、锯条、沙发弹簧、拖拉机变速箱齿轮、机床床身、桥梁、螺母、机床主轴。
4、选择题
1）工业上应用的黄铜是（ A ）。
A．铜锌合金 B．铜镍合金
C．铜铅合金 D．铜锡合金
2）白口铸铁中，碳以——的形式存在，这种铸铁可用来制造——（　A　）。
A．渗碳体， 犁铧 B．渗碳体，管接头
C．片状石墨，机座 D．球状石墨，曲轴
3）20CrMnTi钢是合金渗碳钢，常用的热处理工艺应选用（ A ）。
A．渗碳＋淬火＋低温回火 B．渗碳＋淬火＋中温回火
C．淬火＋低温回火 D．淬火＋中温回火
4）机床床身应选用（ C ）材料。
A．Q235钢 B. T8A C. HT250 D. Q345
5) 现需要制造一直径25mm的连杆，要求整个截面上具有良好的综合力学性能，应采用（ A ）。
A．40Cr钢，经调质处理 B．60Si2Mn钢，经淬火＋低温回火
C．45钢，经正火处理 D．20Cr钢，经淬火＋中温回火
6）弹簧钢的最终热处理工艺一般是（ B ）。
A．淬火＋低温回火 B．淬火＋中温回火 C．去应力退火 D．淬火＋高温回火
7）现需要制造一把锉刀，应选用（ C ）。
A．45钢，经调质处理 B．9SiCr钢，经淬火+中温回火
C．T12钢，经淬火＋低温回火 D．Q235钢，经调质处理
5. 为什么汽车变速齿轮常采用20CrMnTi制造，而机床上的变速齿轮却采用45钢或40Cr制造？
因为汽车在运行过程中对变速齿轮的冲击比机床要大，要求齿轮具备耐磨性、疲劳强度、冲击韧性，采用20CrMnTi属于合金渗碳钢，在做齿轮时一般采取渗碳淬火和低温回火，可使齿面具有高硬度、高耐磨性和高的疲劳性能，心部保持良好的强韧性。机床齿轮传递动力不大，转速中等，工作平稳，无强烈冲击。45或40Cr调质处理后有较高的综合力学性能，改善齿心的强韧性，能承受较大的弯曲载荷和冲击载荷，可满足使用要求。
6. 为什么一般机器的支架和机床床身常采用灰铸铁制造？
1）良好的减振性：石墨阻止振动传播；
2）缺口敏感性低：层片状的石墨减少了其他缺口对力学性能影响的敏感性；
3）耐磨性：半干摩擦时，石墨充当润滑剂，润滑摩擦时，石墨脱落留下的显微凹坑可储油，灰铸铁有很好的耐磨性。
4）价格便宜,这些产品的重量很重.
第七章
· 填空题
· 1.铸造合金在凝固过程中的收缩分三个阶段，其中 液态收缩 和 凝固收缩 是铸件产生缩孔和缩松的根本原因，而 固态收缩是铸件产生变形、裂纹的根本原因。
· 2.铸件在凝固和冷却过程中，不同部位由于温差造成不均衡收缩而引起的应力，称为铸造热应力，它的分布情况是薄壁或表层受压 应力，厚壁或心部受 拉应力
· 3.衡量合金的铸造性能的指标是流动性和收缩性。
· 4.型砂应具有的主要性能有 透气性、 强度 、 耐火性 和 退让性 。
· 5．确定合金浇注温度的原则是高温出炉低温浇注。
6.下列铸件大批量生产时，采用什么铸造方法为佳？
铸件
铸造方法
铸件
铸造方法
铝活塞
金属型铸造
汽轮机叶片
熔模铸造
缸套
离心铸造
车床床身
砂型铸造
缝纫机头
砂型铸造
大口径铸铁管
离心铸造
照相机金属外壳
压力铸造
铸铁暖气片
砂型铸造
· 选择题
· 1.形状复杂的高熔点难切削合金精密铸件的铸造应采用（ B）。
A 金属型铸造 B 熔模铸造 C 压力铸造
· 2.下列哪种铸造方法生产的铸件不能进行热处理，也不适合在高温下使用（ C ）。
A 金属型铸造 B 熔模铸造 C 压力铸造
3. 为了消除铸造热应力，在铸造工艺上应保证（B）。
A 顺序（定向）凝固 B 同时凝固 C 内浇口开在厚壁处。
· 4.铸型中凡能增加合金流动阻力和冷却速度，降低流速的因素，均能降低合金的（ A ）。
· A 流动性 B 收缩性 C 粘度

简答题
· 1．为什么选择共晶成分的合金作铸造合金？
· 流动性
共晶成分的合金，结晶温度低，保持液态的时间长，流动性好。
· 收缩性
共晶合金在恒温下结晶，通常是逐层凝固，倾向于形成集中缩孔，缩孔易于检查和修补，便于采取工艺措施来防止。
第八章
1、常用的塑性成型工艺有 轧制 、 挤压 、 拉拔 、
锻造 、 板料冲压 等。
2、冲压的基本工序包括 分离工序 、 变形工序 两大类。
3、热变形是指 再结晶 温度以上的变形。
4、金属的可锻性是指 金属经受塑性成型加工的难易程度 。
金属的塑性越好，可锻性越好 ，变形抗力越小，可锻性 越好 。
5、加工硬化是指 随着冷塑性变形程度的增加，金属的强度和硬度
上升、塑性和韧性下降的现象 。
6、工件拉深时利用 压边圈将坯料压紧 预防起皱。
选择题
1、设计冲孔凸模时，其凸模刃口尺寸应该是（  A ）。
A. 冲孔件尺寸 B.冲孔件尺寸+2Z
C.冲孔件尺寸－2Z     D.冲孔件尺寸－Z
（Z为单边间隙)
2、生产大型锻件的塑性成形方法是（ A ）。
A．自由锻造 B．模锻
C．板料冲压 D．轧制
3、弯制V形件时，模具角度和工件角度相比（B）
A 增加一个回弹角 B 减少一个回弹角
C 不考虑回弹角 D 减少一个收缩量
4、用下列方法生产的钢齿轮，使用寿命最长强度最好
的是（D）
A 精密铸造 B 利用厚板切削
C 利用圆钢直接加工 D 锻造
® 5、镦粗、拔长、冲孔工序属于自由锻工序的（B）
A 修整工序 B 基本工序 C 模锻工序 D 辅助工序
® 6、在多工序冷拔钢丝过程中，插有再结晶退火工序，目的是消除（C）
A 纤维组织 B 回弹现象
C 加工硬化 D 化学成分偏析
® 7、冲裁工序中，落下部分为工件的工序称为（B），
落下部分为废料的工序称为（A）
A 冲孔 B 落料 C 胀形 D 拉深
简答题
1、成批生产如图所示的普通垫片时，应选用何种冲模
进行冲裁，能保证外圆与孔的同轴度？ 复合冲模

2、如图所示为一螺杆毛坯，可用锻造、切削加工、铸造三种方法制造。其中哪种方法制得的螺杆力学性能最好？为什么？
（1）细化晶粒、改善组织，提高力学性能；
（2）压合铸造缺陷；
（3）使纤维组织不被切断，并与零件外形轮
廓相符合。

3、影响金属的可锻性的因素是什么？
金属的本质：化学成分与组织；
变形条件：变形温度、变形速度和应力状态。
4、用一根冷拉钢丝绳（熔点1400 ℃）吊装一大型工件入炉，并随工件一起加热至1000℃,当出炉后再次吊装工件时，钢丝绳发生断裂，试分析其原因。
答：
因钢丝绳在冷拉成形的过程中，产生加工硬化现象，强度和硬度提高；
T再＝0.4×（1400+273）＝670K
1000+273＝1273K，670K < 1273K ；
即加热至1000 ℃时，发生了再结晶退火，使钢丝绳的力学性能下降，导致钢丝绳断裂。
第九章
1. 按照焊接过程的特点，可把焊接方法分为熔化焊、
压力焊和钎焊三大类。焊条电弧焊属于熔化焊，
而摩擦焊属于压力焊。
2. 焊条由焊芯和药皮两部分组成；
焊芯的作用是①导电，产生电弧、②熔化，填充焊缝；
药皮的作用是①机械保护作用、 ② 冶金处理作用、③改善
焊接工艺性的作用。
3．熔化焊焊接接头由焊缝、熔合区 、热影响区 组成。低
碳钢热影响区由过热区 ， 正火区 和 部分相变区 等三
个区域构成。
4. 电弧焊的冶金过程特点是
（1）冶金反应不充分，易产生焊接缺陷；
（2） 合金元素烧损，接头性能降低.
5. 产生焊接变形和应力的原因是局部加热 ，焊接残余应力
6. 生产中常见的焊接变形形式有： 收缩变形、 角变形、
弯曲变形 、 波浪形变形 、 扭曲变形等五种。矫正
焊接变形的方法有：机械矫正法和 火焰加热矫正法 。
.常见的焊接缺陷 裂纹 、 气孔 、 未熔合和未焊透、
烧穿 、 咬边 、 焊瘤 等。
选择题
1．在焊接性估算中，（ D）的钢材焊接性比较好。
A．碳含量高，合金元素含量低 B．碳含量中，合金元素含量中
C．碳含量低，合金元素含量高 D．碳含量低，合金元素含量低
2. 大量生产汽车油箱，用低碳钢（δ<3mm）冲压成半成品，然后焊成
油箱，其焊接方法选（ C ）。
A.气焊 B.焊条电弧焊 C.电阻缝焊 D.氩弧焊
3. 焊接时，对焊缝金属进行渣－气联合保护的焊接方法是（A ）。
A．焊条电弧焊 B．点焊
C．对焊 D．钎焊
4 钎焊时（ D）。
A.焊件与钎料同时熔化 B.焊件与钎料不同时熔化
C.焊件熔化，钎料不熔化 D.焊件不熔化，钎料熔化
5．大批量生产铝、镁、钛等有色金属焊接件时，可选用（ B）。
A.气焊 B. 氩弧焊 C. CO2气体保护焊 D. 焊条电弧焊