1、
模拟试卷
课程名称： 金属材料及热处理
一、名词解释（15分）
1、过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度之差。
2、固溶强化：通过形成固溶体使金属强度、硬度提高的现象。
3、回火脆性：钢在某些温度区间回火时，其冲击韧性明显下降的现象。
4、加工硬化：金属发生塑性变形，随变形度的增大，金属的强度、硬度显著提高，塑性和韧性明显下降的现象。
5、结晶：从一种原子排列状态转变为一种规则排列状态（晶态）的过程。
二、填空题（15分）
1. ___含碳量介于2.11%和6.69%间__成分的铁碳合金是铸铁。
2. 金属的塑性指标有___延伸率___和____断面收缩率___
2、
3. Zn属于_____HCP____晶体结构。
4. 主要晶体缺陷类型有 点缺陷 、 位错 和 线缺陷 。
5. ____莱氏体___为共晶转变产物。
6. 低碳钢机加工前一般采用 正火 热处理以提高机加工性能。
7. 合金渗碳钢中可起到细化晶粒的作用的合金元素有 Ti 和 V 等。 低合金高强度结构钢 合金钢热轧空冷即可使用。
9. 在室温平衡状态，成分为0.2％、0.8％、2.0％、4.0％的铁碳合金中强度最高的是 0.8％ 。
10. 钢中常含有的有益元素主要有 Si 、 Mn 。
11．
3、热脆与钢中的 S 杂质有关。
三、问答题：（70分）
1. 试画出面心立方和密排六方晶体的一组滑移系，并分析该两种晶体结构对金属塑性的影响。（5分）
滑移系数目↑，材料塑性↑；滑移方向↑，材料塑性↑。FCC的滑移系为12个，HCP为3个；FCC的滑移方向多于BCC。因此，金属塑性：Cu（FCC）＞Zn（HCP）
2. 轴承合金的组织有什么特点？为什么？（5分）
轴承合金的组织是在软基体（硬基体）上分布着硬质点（软质点），软基体(软质点)被磨损而凹陷，保持润滑油；硬质点(硬基体)耐磨而相对凸起，支持轴的压力并使轴与轴瓦接触面积减小；从而使轴与轴瓦接触面积减小保证近乎
4、理想的摩擦条件和极低的摩擦系数。
3. 试述石墨形态对铸铁性能的影响，与钢相比铸铁由哪些优点。（5分）
石墨相当于钢基体上的裂纹或空洞，减少基体有效截面积，引起应力集中，因此铸铁的承载能力通常不如钢，但也具有比钢低的缺口敏感性。与钢相比铸铁还具有更小的摩擦系数，更好的抗振性能，更好的铸造性能和切削性能。
4. 过冷度与冷却速度有什么关系？它对金属结晶后的晶粒大小有什么影响？（5分）
液态金属的冷却速度越快，结晶所需的过冷度越大。过冷度△ T↑，N↑↑，G↑——N/G增大，晶粒细化。
5. 画出T12钢的平衡组织和淬火组织示意图并标出组织，计算其平衡组织中各组织组成物的相对含量。（
5、10分）
平衡组织
M'
A'
淬火组织：M'+A'
组织组成物的相对含量：P％＝（6.69-1.2）/（6.69-0.77）＝93％
Fe3CII％＝100％- P％=7%
6. 确定下列钢件的退火方法及退火后的组织：（1）经冷轧后的15钢钢板，要求降低硬度；（2）ZG35铸造齿轮；（3）改善T12钢的切削加工性能（10分）
（1）再结晶退火，退火后的组织——F+P；（2）完全退火，退火后的组织——F+P；（3）球化退火，退火后的组织——球状渗碳体分布于铁素体基体上
7. 试辨析以下金属材料牌号08F、ZG25、KT300-06、ZL101、1Cr18Ni9Ti
6、1）说明材料的类别；（2）说明牌号中下划线部分的意义。（10分）
08F：优质碳素结构钢，F——沸腾钢
ZG25：25号铸钢，ZG——铸钢
KT300-06：可锻铸铁，KT——可锻铸铁
ZL101：铸造铝合金，ZL——铸铝
1Cr18Ni9Ti：奥氏体不锈钢，1——含碳量中间值0.1%
8. 请在45、20CrMnTi中选材设计一个内燃机主动牵引齿轮（高速、重载、大冲击）：（1）分析零件的使用性能要求，（2）选材并设计热处理工序，（3）分析使用态组织。（20）
（1）
工作条件
失效形式
性能要求
齿根交变弯曲应力
疲劳断裂
高弯曲疲劳强度
齿面接触压应力、
滑动摩擦
表面损伤
高接触疲劳强度和耐磨性
轮齿冲击、应力
过载变形、断裂
较高强度及冲击韧性
（2）20CrMnTi
900--950℃渗碳 → 820～850℃油淬 → 180--200℃低温回火
（3）使用态组织：心部——M’（低碳）；表面——M’(高碳）+A’+K
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