最新资料金属材料及热处理课程问答

金属材料及热处理课程作业

1.热作模具钢的使用要求

答：热模具钢的基本使用性能要求是高抗热塑性变形能力、高韧性、高抗热疲劳、良好的抗热烧蚀性。

2.热作模具钢的一般分类

答：热锤段模具钢、热挤压模具钢，压铸模具钢。

3.举出一般热作模具钢中经常加入的3种合金元素并说明作用是什

么？

答：Cr、W、Si等合金元素可以提高钢的回火稳定性。

4.高铬钢和高速钢和许多的合金热作模具钢为什么要选择高温淬火

和两次以上的高温回火？

答：因为这些钢的合金碳化物比较稳定，必须在高温下才能将其溶解，合金碳化物在高温淬火时大量溶入奥氏体，增加了钢的淬透性和回火稳定性。选择两次以上的高温回火，目的是将残余奥氏体转变为马氏体，提高硬度。

5.为什么热作模具钢的含碳量一般低于冷作模具钢？

答：一般认为钢的导热性与含碳量有关，含碳量高时导热性低，所以热作模具钢不宜采用高碳钢

6.什么是红硬性？你认为如何能够提高红硬性？

答：红硬性是指在高温下保持高硬度的能力，加入合金元素可以提高红硬性

7.什么是淬火？什么是正火？什么是退火？什么是回火？

答：1.淬火：是将钢通过加热、保温和大于临界冷却速度(V C）的冷却，使过冷奥氏体转变为马氏体或贝氏体组织的工艺方法。2. 正火：是将铁碳合金加热到临界点Ac3（或ACcm）以上适当温度并保持一定时间,然后在空气中冷却的工艺方法。3. 退火：是将钢加热、保温，然后随炉使其缓慢冷却的热处理工艺。4.回火：是将淬火的钢重新加热到Ac1以下某温度，保温后冷却到室温的热处理工艺。

8.简述两种表面处理工艺方法的原理、处理后的性能

答：1.渗碳原理：渗碳是在增碳活性介质中将低碳钢或低碳合金钢加热并保温，使碳原子渗入表层处理后的性能：硬度提高，改善了耐磨性

2.渗氮原理：钢铁零件在一定温度的含有活性氮的介质中保温一定时间，使其表面渗入氮原子。处理后的性能：提高钢铁件的表面硬度、耐磨性、抗疲劳性和抗咬合性能。

9.举一种实际生产中热作模具钢的例子，说明其使用条件、可能的

失效形式、你拟选择的材料、处理工艺方法、可能达到的性能指标

答：

10.常用的正火有哪几种？

答：常规正火：将钢铁材料加热到AC3以上30～50℃

高温正火：将锻件或铸件加热到AC3以上100～150℃

11.正火的目的什么？

答：获得一定的硬度，细化晶粒，消除冶金和热加工过程中产生的缺陷，并获得比较均匀的组织和较好的性能。

12.正火的使用范围？

答：适用于中低碳钢、过共析碳钢、低合金钢和中高合金钢工件13.一般碳钢的正火温度？

答：

14.正火工艺参数选择？

答：

15.中碳和高碳合金钢正火的目的是什么？

答：消除网状碳化物，细化片状珠光体组织

16.高碳钢正火的目的是什么？

答：消除网状碳化物，细化片状珠光体组织

17.中碳钢正火的目的是什么？

答：提高硬度以改善切削加工性能

18.正火与退火的区别？生产中如何选择正火和退火？

答：正火与退火的区别在于：1.正火的冷却速度比退火的高；2.正火得到的组织是细片状的珠光体，其强度和硬度比一般退火的高。19.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钢齿轮目的：提高硬度以改善切削加工性能（P+F）

（2）45钢小轴目的：增加珠光体数量以提高强度（P+F）（3）T12钢锉刀目的：消除网状碳化物，细化片状珠光体组织以提高强度(P+Fe3C)

20.何谓球化退火？为什么过共析钢必须采用球化退火而不是采

用完全退火？

答：使钢中的碳化物球状化，或获得球状珠光体的退火工艺叫做球化退火。因为对于过共析钢，完全退火得到的组织是珠光体+网状碳化物，使得其综合性能较差。而只有球化退火，因其所得组织为球状珠光体，其综合性能比正火的还好。

21.退火的主要目的是什么？常用的退火工艺有哪几种？

答：均匀化学成分、改善机械性能及工艺性能、消除内应力，评委零件最终热处理准备合适的内部组织。

22.生产中常用增加钢中珠光体的数量的方法来提高亚共析钢的

强度，为此应采用何种热处理工艺？为什么？

答：采用正火工艺，由σ0.2 ＝Va×σa+σp(1-Va)知道，因为正火的冷却速度比退火的高，抑制了铁素体的析出，增加了珠光体的数量从而可以提高共析钢的强度。

23.亚共析钢、共析钢和过共析钢平衡状态下的组织是什么？答：亚共析钢：F+P；共析钢:P；过共析钢：P+ Fe3C

24.举出5种常用的淬火方法

答：单液淬火；双液淬火；预冷淬火；分级淬火；等温淬火。

25.解释有物性变化和无物性变化的淬火冷却介质的原理？说明

水和油的冷却特性、优缺点及应用范围。

答：

26.说明45钢试样(φ10mm)经下列温度加热、保温并在水中冷却

得到的室温组织：

700℃（F+P）没有发生相变

760℃（M+F）

840℃(正常的马氏体组织)

1100℃（粗大的过热马氏体组织）

27.为什么一般合金钢的淬火加热温度要比碳钢的高？

答：碳化物的合金元素与碳形成稳定碳化物延缓其溶入奥氏体，同时由于合金元素在奥氏体中的扩散激活能较高，其自身不易均匀化，所以淬火加热温度必须适当提高，以充分发挥合金化的作用

28.选择下列材料的淬火介质

（1）形状简单的45钢轴类件（水）

（2）形状简单的T8钢齿轮（油）

（3）形状简单的W6Mo5Cr4V2（6-5-4-2）高速钢工具。（空气或分级淬火）

29.化学热处理的三个主要步骤是什么？

答：原子的分解、吸收和扩散三个基本过程

30.渗碳为什么选在900～930℃进行？

答：碳在铁素体中的溶解度很低，而在奥氏体中溶解度较高，在727～1148℃之间，溶解度随温度升高而逐渐增大。碳在奥氏体中的饱和溶

解度在850℃时为1．0％，930℃时为1．25％，1050℃时为1．70％。碳在奥氏体中溶解度的增大，使扩散初期钢的表层和内部之间产生较大的浓度梯度，扩散系数增加。但过高的温度将缩短设备的使用寿命，增加工件的变形，奥氏体晶粒也易粗大。因此，常规渗碳工艺多在900～930℃进行。

31.举出常用的5种渗碳钢？

答：15Cr、15CrMn、20、20Cr、20CrMnTi、20Mn2

32.渗碳工艺参数的选择（温度、时间、冷却方式、表面含碳量）？答：

33.20钢经正常的渗碳及淬火后表面的组织状态是什么？

答：高碳马氏体+少量碳化物

34.渗硼的主要缺点是什么？一般适用于什么范围？

答：缺点是硼化物层具有较高的脆性，渗硼的应用范围主要是探矿和石油机械、砖成形模板、热冲模等要求耐磨粒磨损、耐高温磨损和耐高温腐蚀的工件

35.碳氮共渗与渗碳的区别及适用范围？

36.答： 1.区别：碳氮共渗与渗碳比较具有不同的特性：(1)渗

层的深度由于氮的渗入而增加。在相同的温度和时间条件，碳氮共渗层的深度远大于渗碳层的深度，即处理温度相同时，碳氮共渗速度大于渗碳速度。(2)渗层的相变温度(Al及A3点)由于氮的渗入而降低。氮和碳一样，都能扩大r相区，使渗层相变温度降低。如0．3％的氮可使Acl点降低至697℃。因此，可以在较低

温度下进行共渗处理。(3)由于氮的渗入，渗层的临界冷却速度降低，提高了渗层的淬透性。(4)渗层的Ms点因氮的渗入而降低，因此表层残余奥氏体较多 2. 适用范围：渗碳：低碳钢和低碳合金钢碳氮共渗：中碳合金钢

37.什么是氮碳共渗？工艺温度是多少？使用的范围？优缺点？答：氮碳共渗是在铁素体状态下将工件放在能产生氮、碳活性原子的介质中加热并保温，使工件表面同时吸收碳和氮原子并向内部扩散，形成具有一定氮、碳浓度和一定厚度的渗层的工艺。工艺温度是：500～590℃；使用的范围：用于制造耐磨性和尺寸精度要求均高的零件；优点是可使钢件表面具有高硬度、高耐磨性、高抗疲劳性和高耐磨性，且变形小；缺点是生产周期长，成本高。

38.写出5种常用渗氮钢？指出渗氮提高表面硬度的原因？

答：38CrMoAl、35CrMo、40CrV、40Cr、34CrAl6；因为首先在钢件表面形成高硬度的γ’相和ε相；其次是形成了弥散分布的合金氮化物，也提高了表面的硬度。

39.渗金属的强化机理是什么？

答：金属碳化物渗层的形成原理可作如下解释：铬、钒、钛的原子直径较大，渗入钢件中造成晶格的畸变，表面能升高，但由于这些元素与碳的亲和力比铁强，与碳形成碳化物，可使晶格畸变减小，表面能降低，使金属原子能不断“渗入”。

40.举出3种表面强化的处理方法？简单说明其原理？

答：

41.调质钢的基本要求和热处理工艺特点

答：1.良好的综合机械性能，指强度和韧性的良好配合。

2.足够的淬透性

3.可有效的防止第二类回火脆性

工艺特点：淬火+高温回火

42.渗碳钢的成分特点及热处理工艺特点

答：成分特点：含碳量：一般在0.12~0.25%，特殊最高可达0.4%。含有合金元素：铬、镍、钨、钼、钒热处理工艺特点：直接淬火+回火

43.弹簧钢的性能特点及热处理工艺特点

答：高的屈服强度和弹性极限，尤其要有较高的屈强比，避免产生塑性变形。热处理工艺特点：淬火+中温回火

44.轴承钢的基本要求

答：1.高的抗压强度和接触疲劳强度；

2.热处理后具有均匀的高的硬度、耐磨性；

3.有高的弹性极限。防止产生过量的塑变；

4.有一定的韧性防止产生过量的塑性变形。防止受冲击变形；

5.有一定的防腐能力。放置在使用过程中不被腐蚀；良好的尺寸稳定性。在存放和使用过程中保持一定的精度要求；

6．良好的工艺加工性能。热成型、切削性、磨削性、热处理性能；7．高的冶金质量。表面不许有夹杂等；

8．高的表面状态。不允许有：裂纹、毛边、缺陷、明显的加工刀痕等。

45.红硬性的表示方法

答：温度表示法：即正常淬火回火后，再于不同的温度下加热，保温1小时，冷至室温，在该温度下反复四次后测定硬度，用保持HRC60或58的那个最高温度来表示。

硬度表示法：即正常淬火回火后，再加热至00℃、625℃、650℃、675℃、700℃等，保温1小时，冷至室温，在该温度下反复四次测定硬度，用某温度下加热后的硬度表示。

46.碳素工具钢的含碳量及热处理工艺特点

答： 0．65～1．35％C 淬火+低温回火

47.低合金工具钢的热处理特点

答：球化退火+淬火+低温回火

48.高速钢为何需要进行3次回火

答：为了消除淬火应力，稳定组织，减少残余奥氏体，保持高硬度，达到所需的性能

49.量具钢热处理关键点

答：（1）重视预备热处理：在机加工前，必须很好地进行球化退火。机加工后淬火之前，应作去应力处理（2）量具在淬火后要进行冷处理，冷处理可提高硬度0.5-1.5HRC,减少残余奥氏体量和由此而引起的尺寸不稳定因素。

50.高锰钢的耐磨特点

答：水韧处理后的高锰钢硬度较低(HB180～200)。但受到冲击变形或压缩载荷时,则产生强烈的加工硬化。随着变形度的增高，硬度急剧上升，因而耐磨性显著提高

51.水韧处理的作用是什么？

答：使碳化物全部溶入奥氏体中，获得均匀的奥氏体组织，具有很高的韧性。

52.有一批ZG45铸钢件，外形复杂，而机械性能要求高，铸后应采取

何种热处理？为什么？

答：应采用正火工艺，因为正火可以细化铸钢件中的粗大晶粒，并消除由于截面尺寸不同在结晶过程中产生的显微组织的不均匀性，比退火状态具有较好的综合机械性能，并且工艺过程简单。

53.有一批45钢普通车床传动齿轮，其工艺为：锻造—热处理—机械

加工—高频感应淬火—回火。试问锻后应进行何种热处理？为什么？

答：正火处理，因为正火可以细化锻造后形成的粗大组织，得到较细的珠光体组织，其综合机械性能比退火状态好。

54.写出20CrMnTi钢重载渗碳齿轮的冷热加工工序安排，并说明热处

理工序所起得作用。

答：备料→锻造→正火→粗加工→渗碳+淬火+回火→喷丸+磨削

正火的作用是：细化锻造后形成的粗大组织

55.钢的强化机制有哪些？为什么一般钢总是采用淬火-回火工艺强

化？

答：有相变强化、析出强化、弥散强化等，

56.调质钢中一般使用什么合金元素，这些合金元素的作用是什么？答：一般使用的合金元素有：Mn、Si、Cr、Ni、B、V、Mo、W等八种，作用是增强淬透性和提高回火稳定性。

57.弹簧钢为什么采用中温回火？

答：因为弹簧钢要求有高的屈服强度和弹性极限，而中温回火有最高的弹性极限指标

58.钢的切削性能与材料的组织和硬度之间有什么关系？为了获得良

好的切削性能，高碳钢和中碳钢各自一般应该采取什么样的热处理，得到什么样的组织？

答：钢的切削性能取决于材料的组织，如果组织是珠光体则硬度较高，切削性能好；如果组织是铁素体则恰好相反。高碳钢一般采取正火处理，得到的组织是珠光体+渗碳体；中碳钢一般采取正火处理，得到的组织是铁素体+珠光体。

59.滚动轴承钢常含有哪些元素？各有什么作用？

60.答：合金元素：铬、锰、硅、钒、钼等；

铬：提高淬透性，细化晶粒，防锈，较高的表面质量；锰：提高淬透性；硅：提高回火稳定性；钒：细化晶粒；钼：显著提高淬透性提高屈强比。

61.高锰耐磨钢有什么特点？如何获得这些特点？在什么情况下获得

这些特点？

答：高锰耐磨钢具有耐磨性、铸造性和焊接性，在收到冲击变形或压

缩载荷时将会产生加工硬化，产生耐磨性，

62.20Mn2钢渗碳之后是否能够直接淬火？为什么？

答：不能，因为Mn的存在使临界相变点Ms降低，在室温下会得到比较多的残余奥氏体，20Mn2钢渗碳之后直接淬火又会使其硬度降低。

63.为什么说ZGMn13型高锰钢淬火时可以获得全部奥氏体，而缓慢

冷却时可获得大量马氏体？

答：因为Mn元素能扩大γ相区，提高淬透性，因此ZGMn13型高锰钢淬火时可以获得全部奥氏体；

64.在使用性能上，工具钢和机械零件用钢有什么不同？

65.工具钢常常需要哪些性能？为什么？

66.分析比较：T9和9SiCr：

a)为什么9SiCr的淬火温度比T9高？

答：因为9SiCr中Si、Cr形成的合金碳化物比较稳定，必须在高温下才能将其溶解。

b)直径30～40mm的9SiCr在油中淬火可以淬透，相同直径的

T9为何不行？

答：因为9SiCr钢由于Si、Cr的作用提高了淬透性，在油中淬火可以淬透。而T9没有这些合金元素淬透性比较低，只能用水淬火。

c)T9制造的刀具刃部受热到200～250℃，其硬度和耐磨性迅速

下降，9SiCr制造的刀具刃部受热到230～250℃，硬度仍不低

于60HRC，耐磨性能良好可正常使用，为什么？

答：9SiCr由于Si、Cr的存在提高了回火稳定性，而T9没有这些合金元素回火稳定性较差。

d)为什么9SiCr可以制造形状复杂、变形要求较小、硬度较高和

耐磨性能较好的手工等刀具？

答：因为9SiCr钢中的碳化物细小、均匀分布，硬度较高，且通过分级或等温淬火处理后，钢的变形小。

71.高速钢中的合金元素： W、Mo、Cr、V的作用什么？

答：W: 钨是造成高速钢红硬性的主要元素之一

Mo:钼在高速钢中的作用与钨相似

Cr:提高淬透性,也可以增加高速钢的红硬性，铬的存在同时增大钢的耐腐蚀及抗氧化脱碳能力。

V：能显著提高钢的红硬性、硬度及耐磨性，同时钒还能细化晶粒，降低钢的过热敏感性

72.高速钢为什么不能用一次长时间回火来代替多次短时间回火？答：因为残余奥氏体向马氏体转变是在回火冷却过程中进行的，在每次回火后，都要在空气中冷却至室温，再进行下一次回火，否则，会造成残余奥氏体未完全转变或消除

73.高速钢为什么每次回火必须冷却到室温之后在进行下一次回火？

答：因为只有冷却到室温之后才能实现残余奥氏体向马氏体转变。

74.高速钢W18Cr4V的A1点温度在800℃左右，为什么常用的淬火温度为1260℃～1290℃？

答：因为W18Cr4V中的合金碳化物比较稳定，必须在高温下才能使其溶解，一般其淬火加热温度要在A1+400℃以上。但W18Cr4V 的淬火加热温度超过1300℃是会出现过热特征，所以在1260℃～1290℃合适。

75.高速钢和经过二次硬化的Cr12钢都有很好的红硬性，能否作为热作模具钢使用？为什么？

答：不能，钢的导热性与含碳量有关，含碳量高时导热性低，所以热作模具钢不宜采用高碳钢，高速钢和Cr12钢一般都是高碳合金钢。

金属材料与热处理教案

绪论 引入: 材料金属材料 机械行业本课程得重要性 主要内容：金属材料得基本知识(晶格结构及变性） 金属得性能(力学及工艺性能） 金属学基础知识（铁碳相图、组织） 热处理(退火、正火、淬火、回火) 学习方法：三个主线 重要概念 ①掌握 基本理论 ②成分 组织性能用途热处理 ③理论联系实际 引入：内部结构决定金属性能 内部结构？ 第一章:金属得结构与结晶 §1-１金属得晶体结构 ★学习目得:了解金属得晶体结构 ★重点：有关金属结构得基本概念:晶面、晶向、晶体、晶格、单晶

体、晶体,金属晶格得三种常见类型. ★难点：金属得晶体缺陷及其对金属性能得影响. 一、晶体与非晶体 1、晶体:原子在空间呈规则排列得固体物质称为“晶体"。（晶体内得原子之所以在空间就是规则排列，主要就是由于各原子之间得相互吸引力与排斥力相平衡得结晶。） 规则几何形状 性能特点: 熔点一定 各向异性 2、非晶体：非晶体得原子则就是无规则、无次序得堆积在一起得(如普通玻璃、松香、树脂等）。 二、金属晶格得类型 1、晶格与晶胞 晶格：把点阵中得结点假象用一序列平行直线连接起来构成空间格子称为晶格. 晶胞:构成晶格得最基本单元 2、晶面与晶向 晶面：点阵中得结点所构成得平面。 晶向：点阵中得结点所组成得直线 由于晶体中原子排列得规律性，可以用晶胞来描述其排列特征。(阵点(结点）:把原子（离子或分子）抽象为规则排列于空间得几何点,称为阵点或结点。点阵：阵点(或结点）在空间得排列方式称

晶体。) 晶胞晶面晶向 3、金属晶格得类型就是指金属中原子排列得规律。 7个晶系 1４种类型 最常见:体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格 (1)、体心立方晶格:(体心立方晶格得晶胞就是由八个原子构成得立方体,并且在立方体得体中心还有一个原子）。 属于这种晶格得金属有：铬Cr、钒Ｖ、钨Ｗ、钼Ｍｏ、及α—铁α-Fe 所含原子数 1/8×8+1=2（个) (2）、面心立方晶格：面心立方晶格得晶胞也就是由八个原子构成得立方体,但在立方体得每个面上还各有一个原子。 属于这种晶格得金属有：Al、Cu、Ｎi、Pb(γ-Fｅ）等 所含原子数1／８×8+6×1/２=4（个） （3）、密排六方晶格：由1２个原子构成得简单六方晶体，且在上下两个六方面心还各有一个原子，而且简单六方体中心还有3个原子。 属于这种晶格得金属有铍（Be）、Ｍg、Zｎ、镉(Ｃd)等。 所含原子数 1/6×6×2+1／2×2+3=6(个） 三、单晶体与多晶体 金属就是由很多大小、外形与晶格排列方向均不相同得小晶体组成得,

金属材料及热处理 1-2作业答案

《金属材料及热处理1-2》作业答案 作业一 一、测量金属硬度常用的试验方法有哪些？并指出各自的优缺点？并回答下列问题：下列零件选择哪种硬度法来检查其硬度比较合适？ （1）库存钢材；（2）硬质合金刀头；（3）锻件。 答：测量金属硬度常用的试验方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。布氏硬度的优点是压痕面积大，不受微小不均匀硬度的影响，试验数据稳定，重复性能好，但是，由于压痕面积大，又不适合成品零件和薄壁器件的硬度试验。洛氏硬度测定操作迅速、简便，压痕面积小，适用于成品检验，硬度范围广，由于接触面积小，当硬度不均匀时，数据波动较大，需多打几个点取平均值。维氏硬度试验的压痕是正方形，轮廓清晰，对角线测量准确，因此维氏硬度试验是常用硬度试验方法中精度最高的，同时它的重复性好，这一点比布氏硬度优越，维氏硬度测量范围宽，可以从几个到三千个维氏硬度单位都可以测量，以及可以测量薄的零件，维氏硬度最大的优点是测量值与所加载荷无关。维氏硬度试验效率低，要求较高的试验技术，对于试样表面的光洁度要求较高，操作麻烦费时，通常在实验室使用较多。 （1）库存钢材，由于牌号多，种类多，所以硬度值会分布在一个比较大的范围，用洛氏硬度较为合适； （2）硬质合金刀头，该材料硬度值高，一般洛氏硬度测量范围偏小，用维氏硬度较为合适，有时也用洛氏硬度HRA测试； （3）锻件，由于锻件组织粗大，强度硬度偏低，用布氏硬度较为合适。二、测量硬度时，为什么要求两个压痕之间有一定的距离？如果两点距离太近，会对硬度有何影响？ 答：测量硬度时，为了排除材料硬度不均匀性的影响以及第一次测试部位及附近发生了变形的影响，两个压痕之间应有一定的距离。如果两点距离太近，第一次测试后发生变形的部位的硬度会高于原硬度，即发生加工硬化现象。 三、可否通过增加零件的尺寸来提高其弹性模量，为什么？ 答：弹性模量主要取决于材料内部原子间的作用力，如材料的晶格类型、原子间距，其它工艺及尺寸对其影响极小，所以不能通过增加零件尺寸来提高其弹性模量。

金属材料及热处理

本次作业是本门课程本学期的第3次作业，注释如下： 一、单项选择题(只有一个选项正确，共15道小题) 1. 将钢加热到临界温度以上或其它一定温度，保温一定时问，然后缓慢地冷却到室温，这一热处理工艺称为（）。 ??(D)?退火 2. 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 3. 贝氏体是钢经（）处理后获得的组织。 ??(A)?等温淬火 4. 钢的回火处理是在（）。 ??(C)?淬火后进行 5. 零件渗碳后，一般需经过（）才能达到表面硬度高而且耐磨的目的。 ??(A)?低温回火 6. 钢经表面淬火后，将获得（）。 ??(D)?一定深度的马氏体 7. 淬硬性好的钢必须具备（）。 ??(B)?高的含碳量 8. 完全退火主要适用于（）。 ??(A)?亚共析钢 9. （）主要用于各种弹簧淬火后的处理。 ??(B)?中温回火

10. T10在锻后缓冷，随即又采用正火处理的目的是（）。 ??(B)?碎化网状的二次渗碳体，为球化退火作组织准备 11. 扩散退火的主要目的是（）。 ??(A)?消除和改善晶内偏析 12. 若合金元素能使过冷奥氏体冷却C曲线右移，钢的淬透性将（）。 ??(B)?提高 13. 机械制造中，T10钢常用来制造（）。 ??(B)?刀具 14. 合金渗碳钢中的（）合金元素可起到细化晶粒的作用。 ??(B)?Ti 15. （）热轧空冷即可使用。 ??(D)?低合金高强度钢 二、判断题(判断正误，共10道小题) 16.?珠光体是由铁素体和渗碳体组成的。（） 正确答案：说法正确 17.?亚共析钢室温下的平衡组织是铁素体和珠光体。（） 正确答案：说法正确 18.?亚共析钢室温下的平衡组织是铁素体和珠光体。（） 正确答案：说法正确 19.?过共析钢室温下的平衡组织是奥氏体和一次渗碳体。（） 正确答案：说法错误 20.?白口铸铁很硬但几乎无塑性。（） 正确答案：说法正确 21.?室温平衡状态的铁碳二元合金都是由F、Fe3C 两个基本相组成，含碳量不同，只是这两个相的数量、形态和分布不同而已。（）

《金属材料与热处理》课程教学大纲

《金属材料与热处理》课程教学大纲 一、课程性质、目的和任务 属材料与热处理是一门技术基础课。其要紧内容包括：金属的性能、金属学基础知识、钢的热处理、常用金属材料及非金属材料的牌号等。 二、教学差不多要求 本课程的任务是使学生掌握金属材料与热处理的差不多知识，为学习专业理论，掌握专业技能打好基础。通过本课程的学习，学生应达到下列差不多要求： (1)了解金属学的差不多知识。 (2)掌握常用金属材料的牌号、性能及用途。 (3)了解金属材料的组织结构与性能之间的关系。 (4)了解热处理的一般原理及其工艺。 (5)了解热处理工艺在实际生产中的应用。 三、教学内容及要求 绪论 教学要求： 1、明确学习本课程的目的。 2、了解本课程的差不多内容。 教学内容： 1、学习金属材料与热处理的目的 2、金属材料与热处理的差不多内容 3、金属材料与热处理的进展史

4、金属材料在工农业生产中的应用 教学建议： 1、结合实际生产授课，以激发学生学习本课程的兴趣。 2、展望金属材料与热处理的进展前景。 第一章金属的性能 教学要求： 1、掌握金属的力学性能，包括强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳等概念及各力学性能的衡量指标。 2、了解金属的工艺性能。 教学内容： §1—1 金属的力学性能 一、强度 二、塑性 三、硬度 四、冲击韧性 五、疲劳强度 §1-2金属的工艺性能 一、铸造性能 二、锻造性能 三、焊接性能 四、切削加工性能

第二章金属的结构与结晶 教学要求： 1、了解金属的晶体结构。 2、掌握纯金属的结晶过程。 3、掌握纯铁的同素异构转变。 教学内容： §2-1 金属的晶体结构 一、晶体与非晶体 二、晶体结构的概念 三、金属晶格的类型 §2—2纯金属的结晶 一、纯金属的冷却曲线及过冷度 二、纯金属的结晶过程 三、晶粒大小对金属力学性能的阻碍 ＊四、金属晶体结构的缺陷 §2—3 金属的同素异构转变 教学建议： 1、晶体结构较抽象，可使用模型配合讲课。 2、讲透同素异构转变与结晶过程之间的异同点。 ＊第三章金属的塑性变形与再结晶 教学要求： 1、了解金属塑性变形的差不多原理。

金属材料热处理教案

金属材料学教案 第一章金属的结构与结晶 1.1金属的晶体结构 1、晶体与非晶体 非晶体：在物质内部，凡原子呈无序堆积状况的，称为非晶体。 如：普通玻璃、松香、树脂等。 晶体：凡原子呈有序、有规则排列的物质，金属的固态、金刚石、明矾晶体等。 性能：晶体有固定的熔、沸点，呈各向异性，非晶体没有固定熔点，而且表现为各向同性。 2、晶体结构的概念： (1) 晶格和晶胞： 表示原子在晶体中排列规律的空间格架叫做晶格。 能完整地反映晶格特征的最小几何单元，称为晶胞。 (2) 晶面和晶向： 在晶体中由一系列原子组成的平面，称为晶面。 通过两个或两个以上原子中心的直线，可代表晶格空间排列的一定方向，称为晶向。 3、金属晶格的类型： (1) 体心立方晶格：它的晶胞是一个立方体，原子位于立方体的八个顶角上和立方体的中心。如：铬（Cr）、钒（V）、钨（W）、钼（Mo）及α-Fe (2) 面心立方晶格：它的晶胞也是一个立方体，原子位于立方体的八个顶角上和立方体六个面的中心。如：铝（Al）、铜（Cu）、铅（Pb）、镍（Ni）及γ-Fe (3) 密排六方晶格：它的晶胞是一个正六棱柱体，原子排列在柱体的每个顶角上和上、下底面的中心，另外三个原子排列在柱体内。属于这种晶格类型的金属有镁（Mg）、铍（Be）、镉（Cd）、及锌（Zn）等。 1.2 纯金属的结晶 金属由原子不规则排列的液体转变为原子规则排列的固体的过程称为结晶。 1、纯金属的冷却曲线及过冷度。 用热分析法进行研究： 实际结晶温度低于理论结晶温度这一现象称为“过冷现象”。 理论结晶温度和实际结晶温度之差称这“过冷度”（△T=To-T1）。 金属结晶时过冷度的大小与冷却速度有关。冷却速度越快，金属的实际结晶温度越低，过冷度也就越大。 2、纯金属的结晶过程。 结晶过程是晶核的形成与长大的过程。 外形不规则而内部原子排列规则的小晶体称为晶粒。 晶粒与晶粒之间的分界面称为晶界。 3、晶粒大小对金属力学性能的方面。 一般地说，在室温下，细晶粒金属具有较强的强度和韧性。

第六章金属材料及热处理复习进程

第六章金属材料及热 处理

第六章答案 1．用 45 钢制造机床齿轮，其工艺路线为：锻造—正火—粗加工一调 质一精加工—高频感应加热表面淬火一低温回火—磨加工。说明各热处理 工序的目的及使用状态下的组织。 答：锻造后的 45 钢硬度较高，不利于切削加工，正火后将其硬度控制 在 160-230HBS 范围内，提高切削加工性能。组织状态是索氏体。粗加工后， 调质处理整个提高了 45 钢强度、硬度、塑性和韧性，组织状态是回火索氏 体。高频感应加热表面淬火是要提高 45 钢表面硬度的同时，保持心部良好 的塑性和韧性。低温回火的组织状态是回火马氏体，回火马氏体既保持了 45 钢的高硬度、高强度和良好的耐磨性，又适当提高了韧性。2．常用的合金元素有哪些？其中非碳化物形成元素有一一一：碳化物 形成元素有一一一；扩大 A 区元素有——；缩小 A 区元素在一一。

答：常用的合金元素有：锰、铬、钼、钨、钒、铌、锆、钛、镍、硅、 铝、钴、镍、氮等。其中非碳化物形成元素有：镍、硅、铝、钴等；化物 形成元素有：锰、铬、钼、钨、钒、铌、锆、钛等；扩大 A 区元素有：镍、 锰、碳、氮等；小 A 区元素有：铬、铝、硅、钨等。 3．用 W18Cr4V 钢制作盘形铣刀，试安排其加工工艺路线，说明各热 加工工序的目的，使用状态下的显微组织是什么？为什么淬火温度高达 1280℃？淬火后为什么要经过三次 560℃回火？能否用一次长时间回火代 替？ 答：工艺路线: 锻造十球化退火→切削加工→淬火+多次 560℃回火→喷砂→磨削加工→成品 热处理工艺： 球化退火:高速钢在锻后进行球化退火，以降低硬度，消除锻造应力， 便于切削加工，并为淬火做好组织准备。球化退火后的组织为球状珠光体。

《金属材料与热处理》课程标准

《金属材料与热处理》课程标准 一、课程性质、定位与设计思路 （一）课程性质 本课程是机械制造及自动化专业高职学生的一门必修专业基础课，讲授金属材料与热处理相关理论知识的专业课。主要内容包括：金属材料的分类，金属材料的结构，金属材料的性能测试，铁碳合金组织，金属材料的常规热处理，金属材料的表面热处理，金属材料的工程选用等。使学生初步认识材料的性能、了解晶体结构、掌握铁碳合金相图、掌握常用材料的牌号及其用途，并能够合理选择热处理方法。 （二）课程定位 通过本课程的学习，学生具有处理简单的金属材料与热处理力学性能测试和硬度性能测试的能力，具有分析金属的晶体结构、二元合金相图和铁碳合金相图的基本能力，具有初步的钢热处理知识，并应用钢热处理知识完成钢的热处理能力，具有鉴别金属材料与的能力，具有选择热处理方式的能力，具有选择机械工程常用材料的能力。同时通过对典型机械材料的分析，培养学生分析问题、解决问题的能力。 （三）课程设计思路

本课程是根据高职教育机械设计及制造专业人才培养目标，通过素质教育、金属材料与热处理知识提升、技能操作以及策略的制定与应用，充分体现素质、知识、能力“三位一体”的要求。本课程应用项目任务驱动和项目问题引入来激发学生的学习动机和兴趣，遵循以“校企合作，工学结合”的教学理念设计课程。 1.主要结构 课程教学内容根据高职学生对金属材料理论知识和应用能力的要求，精简学科理论知识，突出理论与实际的“前因后果”关系，按照“感性认识→理性认识→综合利用”对教学内容进行序化，使学生由浅入深，从具备金属材料的基本概念和初步鉴别能力，到掌握金属材料的本质和具备显微鉴别能力，再到具备金属材料及热处理的工程应用能力。 2.课程设计理念 （1）贴近生产岗位。本标准以企业需求为基本依据，加强实践性教学，以满足企业岗位对高技能人才的需求作为课程教学的出发点，使本书内容与相关岗位对从业人员的要求 相衔接。 （2）借鉴国内外先进职业教育教学模式，突出项目教学。 （3）工学结合。培养理论联系实际，学以致用，在“做中学”的优良学风。突出实践，立足于实际运用。 （4）充分应用多媒体教学的优势，很多的知识以图、表、视频、动画等方式进行展现。 （5）实施项目教学，项目制作课题的考评标准具体明确，直观实用，可操作性强。 （6）突出高职教育特点，重视实践教学环节，培养学生的创新能力和实践能力。 （四）本课程对应的职业岗位标准 本课程的学习内容，与机械加工类的职业岗位的要求是相符的，如：中高级

《金属材料及热处理》课程教学大纲

《金属材料及热处理》教学大纲 Metallic Materials and Heat Treatment 总学时：48理论课学时：42实验课学时：6 一、课程的性质 本课程是材料成型及控制工程专业（金属）的一门主干课，也是该专业方向一门重要的专业领域课。本课程的内容包括：金属材料合金化的基本理论，合金元素对材料性能的影响，工业生产中典型零件热处理工艺分析，碳钢和合金钢、铸铁以及有色金属材料的成分、组织结构、性能及应用，金属材料的设计与选材方法等。目的是使学生掌握提高材料性能的基础理论、方法和工艺，能够根据零件的服役条件和性能要求正确地选择材料，合理制定工艺，为以后从事材料的研究和使用奠定理论基础，并了解当前金属材料及其热处理领域的新技术、新工艺、新进展。 二、课程的目的与教学基本要求 本课程的目的是使学生掌握金属材料的合金化基础理论；熟悉碳钢、合金钢、铸铁及有色金属等金属材料的成分、性能和应用；了解金属材料设计理论和合理选材的思路。教学基本要求使学生掌握金属材料的基本理论知识，了解该方面发展的最新动态，熟悉常用金属材料成分－热处理工艺－组织－性能－应用之间关系的一般规律，对常用金属材料及其应用有全面认识，具有合理选用工程材料的基本能力。 三、课程适用专业 材料成型及控制工程（金属） 四、先修课程 材料科学基础 五、课程的教学内容、要求与学时分配 1．理论教学部分： 教学的重点是金属材料合金化的基本理论，热处理工艺对材料性能的影响，碳钢和合金钢、铸铁以及有色金属材料的成分、组织结构、性能及其应用，金属材料的设计与选材方法等。教学的难点是如何使学生将熟悉和掌握金属材料的成分－热处理工艺－组织－性能－应用之间关系的一般规律，对常用金属材料及其应用有全面认识。要求学生掌握提高材料性能的基础理论、方法和工艺，能够根据零件的服役条件和性能要求正确地选择材料，合理制定工艺，为以后从事材料的研究和使用奠定理论基础。 具体课程教学内容如下：

金属材料与热处理课后习题答案

第1章金属的结构与结晶 一、填空： 1、原子呈无序堆积状态的物体叫，原子呈有序、有规则排列的物体称为。一般固态金属都属于。 2、在晶体中由一系列原子组成的平面，称为。通过两个或两个以上原子中心的直线，可代表晶格空间排列的的直线，称为。 3、常见的金属晶格类型有、和三种。铬属于晶格，铜属于晶格，锌属于晶格。 4、金属晶体结构的缺陷主要有、、、、、和 等。晶体缺陷的存在都会造成，使增大，从而使金属的提高。 5、金属的结晶是指由原子排列的转变为原子排列的过程。 6、纯金属的冷却曲线是用法测定的。冷却曲线的纵坐标表示，横坐标表示。 7、与之差称为过冷度。过冷度的大小与有关， 越快，金属的实际结晶温度越，过冷度也就越大。 8、金属的结晶过程是由和两个基本过程组成的。 9、细化晶粒的根本途径是控制结晶时的及。 10、金属在下，随温度的改变，由转变为的现象称为

同素异构转变。 二、判断： 1、金属材料的力学性能差异是由其内部组织结构所决定的。（） 2、非晶体具有各向同性的特点。（） 3、体心立方晶格的原子位于立方体的八个顶角及立方体六个平面的中心。（） 4、金属的实际结晶温度均低于理论结晶温度。（） 5、金属结晶时过冷度越大，结晶后晶粒越粗。（） 6、一般说，晶粒越细小，金属材料的力学性能越好。（） 7、多晶体中各晶粒的位向是完全相同的。（） 8、单晶体具有各向异性的特点。（） 9、在任何情况下，铁及其合金都是体心立方晶格。（） 10、同素异构转变过程也遵循晶核形成与晶核长大的规律。（） 11、金属发生同素异构转变时要放出热量，转变是在恒温下进行的。（） 三、选择 1、α—Fe是具有（）晶格的铁。 A、体心立方 B、面心立方 C、密排六方 2、纯铁在1450℃时为（）晶格，在1000℃时为（）晶格，在600℃时为 （）晶格。A、体心立方 B、面心立方 C、密排六方 3、纯铁在700℃时称为（），在1000℃时称为（），在1500℃时称为（）。

《金属材料与热处理》课程标准

《金属材料与热处理》课程标准 （一）课程的性质 本课程是中职教学课程中一门与生产实践联系比较密切的课程，是机械专业学生学习各专业工艺学与生产实习课的基础。通过这门课程的学习不仅可以帮助学生掌握常用钢材料的成分、组织、性能及热处理工艺间的相互关系，同时可以培养学生正确选择和合理使用材料、制定和掌握热处理工艺规范等多方面的能力。（小四号楷体，下同） （二）课程教学目标和基本要求 知识目标： （1）具有本专业必需的文化基础知识、工程技术必需的基础理论知识； （2）掌握使用计算机从事本专业工作的知识； （3）具有从事本专业所必备的英语知识； （4）掌握金属材料的冷热加工、材料分析和检测以及金属材料普通热处理、表面处理等生产工艺的基本知识； （5）掌握热处理设备的使用与保养的专门知识。 能力目标： （1）具备较强的自学能力； （2）具备使用计算机从事本专业工作的能力； （3）具备对金属材料进行合理冷热加工、正确选择、合理使用金属材料以及质量控制与实验分析的初步能力，具有熟练进行相关零件的热处理 及表面处理操作的能力； （4）具备使用和保养热处理设备的能力； （5）初步具备热处理、表面处理类产品生产管理、质量管理、市场营销的能力。 综合素质： （1）思想道德素质：具有正确的人生观、价值观和良好的职业操守； （2）文化素质：文化基础知识扎实，具有良好的文化素养和人文素质； （3）身心素质：具有健康的体魄和心理状态； （4）业务素质：具有本专业基础理论和应用实践的能力，具有继续学习和再提高的能力，具有开拓意识和创新精神。 （三）课程的重点和难点 本课程的讲授为一个学期，分为《金属的性能》、《金属学的基础知识》、《钢的热处理》和《常用金属材料》四部分。本课程重点是金属学的基础知识；掌握好这部分的基础知识可以起到承前启后、画龙点睛的作用；难点是铁碳合金相图的识读与应用。

(完整word版)金属材料教案.

机械工程学院课程教案 课程名称金属材料与热处理课程编码教材《工程材料与热加工》大连理工大学出版社 第7 章低合金钢与合金钢学时 2 教学目的： 1 掌握钢的分类与牌号、性能特点及应用 2掌握常用非合金钢的种类、牌号、性能特点及应用； 3 能够识别我非国合金工具钢及常用特殊性能钢的牌号 教学重点： 1. 钢的分类及钢铁合金的分类与牌号、性能特点及应用； 2.非合金钢的种类、牌号、性能特点及应用； 3. 掌握铸造碳钢种类、牌号、性能特点及应用； 教学难点： 1. 钢的分类及钢铁合金的分类与牌号、性能特点及应用； 2.非合金钢的种类、牌号、性能特点及应用； 3. 掌握铸造碳钢种类、牌号、性能特点及应用； 授课形式：讲练结合，传授法

教学内容 第五章钢铁材料 5.1.1 钢的分类及合金牌号统一数字代号体系 5.1.2 钢铁及合金牌号统一数字代号体系 5.2 非合金钢 5.2.1 常存杂质元素的影响及非合金钢的分类 1.常存杂质元素的影响 2.非合金钢的分类 提问或作业

机械工程学院课程教案 课程名称金属材料与热处理课程编码教材《工程材料与热加工》大连理工大学出版社 第 5 章第3、4 节学时 2 教学目的： 1.掌握低合金钢的化学成分、性能与热处理牌号及用途 2.掌握合金钢化学成分、性能与热处理牌号及用途 3.掌握合金工具钢和高速工具钢的化学成分、性能与热处理牌号及用途 教学重点： 1.低合金钢、合金钢、工具钢和高速工具钢的化学成分 2.低合金钢、合金钢、工具钢和高速工具钢性能与热处理牌号及用途 教学难点： 低合金钢、合金钢、工具钢和高速工具钢的牌号及工艺曲线图 授课形式： 讲练结合，传授法

《金属学与热处理》(第二版)课后习题答案2

第一章习题 1.作图表示出立方晶系（1 2 3）、（0 -1 -2）、（4 2 1）等晶面和[-1 0 2]、[-2 1 1]、[3 4 6] 等晶向 3.某晶体的原子位于正方晶格的节点上，其晶格常数a=b≠c，c=2/3a。今有一晶面在X、Y、Z坐标轴上的截距分别是5个原子间距，2个原子间距和3个原子间距，求该晶面的晶面参数。 解：设X方向的截距为5a，Y方向的截距为2a，则Z方向截距为3c=3X2a/3=2a，取截距的倒数，分别为1/5a，1/2a，1/2a 化为最小简单整数分别为2,5,5 故该晶面的晶面指数为（2 5 5） 4.体心立方晶格的晶格常数为a，试求出（1 0 0）、（1 1 0）、（1 1 1）晶面的晶面间距，并指出面间距最大的晶面 解：（1 0 0）面间距为a/2，（1 1 0）面间距为√2a/2，（1 1 1）面间距为√3a/3 三个晶面晶面中面间距最大的晶面为（1 1 0） 7.证明理想密排六方晶胞中的轴比c/a=1.633 证明：理想密排六方晶格配位数为12，即晶胞上底面中心原子与其下面的3个位于晶胞内的原子相切，成正四面体，如图所示 则OD=c/2，AB=BC=CA=CD=a 因△ABC是等边三角形，所以有OC=2/3CE

由于(BC)2=(CE)2+(BE)2 则 有(CD)2=(OC)2+(1/2c)2，即 因此c/a=√8/3=1.633 8.试证明面心立方晶格的八面体间隙半径为r=0.414R 解：面心立方八面体间隙半径r=a/2-√2a/4=0.146a 面心立方原子半径R=√2a/4，则a=4R/√2，代入上式有 R=0.146X4R/√2=0.414R 9.a）设有一刚球模型，球的直径不变，当由面心立方晶格转变为体心立方晶格时，试计算其体积膨胀。b）经X射线测定，在912℃时γ-Fe的晶格常数为0.3633nm，α-Fe的晶格常数为0.2892nm，当由γ-Fe转化为α-Fe时，求其体积膨胀，并与a）比较，说明其差别的原因。 解：a）令面心立方晶格与体心立方晶格的体积及晶格常数分别为V面、V 踢与a面、a体，钢球的半径为r，由晶体结构可知， 对于面心晶胞有4r=√2a面，a面=2√2/2r，V面=（a面）3=（2√2r）3 对于体心晶胞有4r=√3a体，a体=4√3/3r，V体=（a体）3=（4√3/3r）3 则由面心立方晶胞转变为体心立方晶胞的体积膨胀△V为 △V=2×V体-V面=2.01r3 B）按照晶格常数计算实际转变体积膨胀△V 实 ，有 △V 实=2△V 体 -V面=2x(0.2892)3-(0.3633)3=0.000425nm3 实际体积膨胀小于理论体积膨胀的原因在于由γ-Fe转化为α-Fe时,Fe原子的半径发生了变化，原子半径减小了。 10.已知铁和铜在室温下的晶格常数分别为0.286nm和0.3607nm，求1cm3中铁和铜的原子数。 解：室温下Fe为体心立方晶体结构，一个晶胞中含2个Fe原子，Cu为面心立方晶体结构，一个晶胞中含有4个Cu原子 1cm3=1021nm3 令1cm3中含Fe的原子数为N Fe，含Cu的原子数为N Cu，室温下一个Fe 的晶胞题解为V Fe，一个Cu晶胞的体积为V Cu，则 N Fe=1021/V Fe=1021/(0.286)3=3.5x1018 N Cu=1021/V Cu=1021/(0.3607)3=2.8X1018 11.一个位错环能不能各个部分都是螺型位错或者刃型位错，试说明之。 解：不能，看混合型位错 13.试计算{110}晶面的原子密度和[111]晶向原子密度。 解：以体心立方{110}晶面为例 {110}晶面的面积S=a x √2a {110}晶面上计算面积S内的原子数N=2 则{110}晶面的原子密度为ρ=N/S= √2a-2 [111]晶向的原子密度ρ=2/√3a

金属材料与热处理课程标准

《金属材料与热处理》课程教学标准 课程名称：金属材料与热处理 适用专业： 1.前言 1.1课程性质 《金属材料与热处理》课程是数控专业必修的技术基础课。该课程理论性较强，新概念较多，同时又与生产实际有着密切联系。该课程主要讲授金属材料典型组织、结构的基本概念，金属材料的成分、组织结构变化对性能的影响，热处理的基本类型及简单热处理工艺的制定，合金钢种类、牌号、热处理特点及应用，为学生从事机械设计、制造及相关的工作打下基础。 1.2设计思路 以“项目为主线，任务为主题”，采用“项目导向、任务驱动”相结合的教学模式，实现教、学、做、练一体化。为加强学生创造思维和工程技术素质的培养，根据学生个性特点与发展的需要，本门课程建议采用讲课、自学、习题课、辅导课、报告会等多种形式组织教学。本门课程可灵活采用全班学习、分组学习等学习形式，也可以组建课外兴趣小组进行知识拓展学习。 教师要认真研究学生特点，针对学生实际情况，结合教学内容，多种教学方法手段综合运用。在教学方法上，将项目任务引入课程，将理论讲授包含在项目训练中，使学生在实践中掌握理论、学习知识，将生产中的新工艺、新方法、新技术引入课堂。采用项目式、启发式、互动式、案例式等教学方法，提高学生的学习兴趣。在教学手段上，充分利用现代多媒体电子教学，视频教学、实物教学、现场教学、网络教学等将现代科学技术充分应用于教学改革之中。 2.课程目标 本课程的任务是使学生掌握金属材料与热处理的基本知识，为学习专业理论，掌握专业技能打好基础。通过本课程的学习，学生应达到下列基本要求： ●了解金属学的基本知识 ●掌握常用金属材料的牌号、性能及用途

第四章 金属材料和热处理基本知识(答案)

第四章金属材料的基础知识和热处理的基本知识 第一部分：学习内容 1、钢的分类：|（1）-碳钢:含碳量低于2%的铁碳合金;-合金钢:在钢中特意加入一种或几种其它合金元素组成的钢;-生铁:含碳量高于2%的铁碳合金.,可通过铸造方法制造零件,所以又称铸铁. （2）按化学成分分类： 碳钢-低碳钢:含碳量小于0.25%;-中碳钢:含碳量为0.25~0.55%;-高碳钢:含碳量大于0.55%. 合金钢-低合金钢:合金元素总含量小于3.5%;-中合金钢:合金元素总含量3.5~10%;-高合金钢:合金元素总含量大于10%; 2、洛氏硬度与布氏硬度值近似关系： HRC≈1/10HB 3、热处理及其常用工艺方法 热处理的定义-利用钢在固态下的组织转变,通过加热和冷却获得不同组织结构,从而得到所需性能的工艺方法统称热处理. 常用热处理工艺方法：退火-将钢加热到一定温度,保温一段时间,然后随炉一起缓慢冷却下来,以期得到接近平衡状态组织的一种热处理方法. 4、完全退火:AC3以上30~50℃,用于消除钢的某些组织缺陷和应力,改善切削加工性能; 等温退火:加热到AC3,以上30~50℃,较快的冷却到略低于Ar1的温度,并在此温度下等温到奥氏体全部分解为止,然后出炉空冷.适用于亚共析钢、共析钢，尤其广泛用于合金钢的退火。优点是周期短，组织和硬度均匀。 5、正火-正火和退火加热方法相似，只是冷却速度比退火稍快（空冷），得到的是细片状珠光体（索氏体），强度、硬度比退火的高，与退火相比，工艺周期短，设备利用率高。主要用于低碳钢获得满意的机械性能和切削性能、过共析工具钢消除网状渗碳体、中碳钢代替退火或作为淬火前的预先热处理。 6、淬火-将钢加热到AC1以上30~50℃(共析钢、过共析钢）或AC3以上30~50℃（亚共析钢），保温一段时间，然后快冷得到高硬度的马氏体组织的工艺方法。用以提高工件的耐磨性。 7、回火-将淬火后的工件加热到A1以下某一温度，保温一段时间，然后以一定的方式冷却（炉冷、空冷、油冷、水冷等） -目的：1）降低淬火工件的脆性，消除内应力（热应力和组织应力），使淬火组织趋于稳定，同时也使工件尺寸趋于稳定；2）获得所需的硬度和综合机械性能。 8、焊后消除应力热处理(PWHT、ISR):目的是消除应力、降低硬度、改善组织、稳定尺寸,避免制造和使用过程产生裂纹; 9、试述T8A的含义：含碳量为8‰的高级优质碳素工具钢。 10、怎样区别无螺纹的黑铁管与直径相似的无缝钢管？ 答：无缝钢管是用优质碳钢、普通低合金钢、高强耐热钢、不锈钢等制成。不镀锌的瓦斯管习惯上称为黑铁管，从管子内壁有无焊缝和管子直径来判断。 11、何谓钢的热处理？ 答：所谓钢的热处理就是在规定范围内将钢加热到预定的温度，并在这个温度保持一定的时间，然后以预定的速度和方法冷下来的一种生产工艺。 12、试述T7的含义。 答：T7的含义为：含碳量为7‰的碳素工具钢。 13，退火：将钢加热到一定的温度，保温一段时间，随后由炉中缓慢冷却的一种热处理工序。其作用是：消除内应力，提高强度和韧性，降低硬度，改善切削加工性。应用：高碳钢

常用金属材料及热处理

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铁素体而造成强度及硬度的降低。对过共析钢，加热温度为＋30～50℃，淬火后可得到细小的马氏体与粒状渗碳体。后者的存在可提高钢的硬度和耐磨性。（2）保温时间的确定淬火加热时间是将试样加热到淬火温度所需的时间及在淬火温度停留保温所需时间的总和。加热时间与钢的成分、工件的形状尺寸、所需的加热介质及加热方法等因素有关，一般可按照经验公式来估算，碳钢在电炉中加热时间的计算如表1所示。表1碳钢在箱式电炉中加热时间的确定加热圆柱形工件形状方形板形温度(℃)分钟/每毫米直径70080090010001.51.00.80.4保温时间分钟/每毫米厚度2.21.51.20.6分钟/每毫米厚度321.60.8（3）冷却速度的影响冷却是淬火的关键工序，它直接影响到钢淬火后的组织和性能。冷却时应使冷却速度大于临界冷却速度，以保证获得马氏体组织；在这个前提下又应尽量缓慢冷却，以减少钢中的内应力，防止变形和开裂。为此，可根据c曲线图（如图2所示），使淬火工作在过冷奥氏体最不稳定的温度范围（650～550℃）进行快冷（即与c曲线的“鼻尖”相切），而在较低温度（300～100℃）时冷却速度则尽可能小些。为了保证淬火效果,应选用合适的冷却方法（如双液淬火、分级淬火等).不同的冷却介质在不同的温度范围内的冷却速度有所差别。各种冷却介质的特性见表2.表2几种常用淬火介质的冷却能力在下列温度范围内的冷却速度（℃/秒）冷却介质650～550℃18℃的水50℃的水10％nacl 水溶液（18℃）10％naoh水溶液（18℃）10％naoh水溶液（18℃）蒸馏水（50℃）硝酸盐（200℃）菜籽油（50℃）矿务机油（50℃）6001001100120XX0025035020XX50300～

《金属材料与热处理》教学大纲.doc

《金属材料与热处理》教学大纲 一、说明 1、课程的性质和内容 金属材料与热处理是一门技术基础课。其主要内容包括：金属的性能、金属学基础知识、钢的热处理、常用金属材料及非金属材料的牌号等。 2、课程的任务和要求 本课程的任务是使学生掌握金属材料与热处理的基本知识，为学习专业理 论，掌握专业技能打好基础。通过本课程的学习，学生应达到下列基本要求: （1）了解金属学的基本知识。 （2）掌握常用金属材料的牌号、性能及用途。 （3）了解金属材料的组织结构与性能之间的关系。 （4）了解热处理的一般原理及其工艺。 （5）了解热处理工艺在实际生产中的应用。 3、教学中应注意的问题 （1）认真贯彻理论联系实际的原则，注重学生素质的全面提高。 （2）在组织教学时，应根据所学工种，结合实际生产，选择不同的学习内容，有“*”的为选学内容。 （3）加强实验和参观，增强感性认识和动手能力。 （4）有条件的可辅以电化教学，是教学直观而生动。 二、教学要求、内容、建议及学时分配。（总学时80课时，开课时间为：高 一上期） 绪论总学时1 教学要求 1、明确学习本课程的目的。 2、了解本课程的基本内容。 教学内容

1、学习金属材料与热处理的目的。 2、金属材料与热处理的基木内容。 3、金属材料与热处理的发展史。 4、金属材料在工农业生产中的应用。 教学建议 1、结合实际生产授课，以激发学生学习本课程的兴趣。 2、展望金属材料与热处理的发展前景。 第一章金属的结构与结晶总学时2 教学要求 1、了解金属的晶体结构。 2、掌握纯金属的结晶过程。 3、掌握纯铁的同素异构转变。 教学内容 §1-1金属的晶体结构 一、晶体与非晶体 二、晶体结构的概念 三、金属晶格的类型 § 1-2纯金属的结晶 一、纯金属的冷却曲线及过冷度 二、纯金属的结晶过程 三、晶粒大小对金属力学性能的影响 四、金属晶体缺陷 § 1-3金属的同素异构转变 教学建议 1、晶体结构较抽象，可使用模型配合讲课。 2、讲透同素异构转变与结晶过程之间的异同点。

金属材料及热处理2

本次作业是本门课程本学期的第2次作业，注释如下： 一、单项选择题(只有一个选项正确，共15道小题) 1. 二元合金在发生共晶转变时，其相组成是（）。 (D) 三相共存 2. 实际金属结晶时，通过控制晶核形成率N和成长率G的比值来控制晶粒的大小，在下列（）情况下获得粗大的晶粒： (B) N/G很小时 3. 常温铁素体是碳溶解在（）中所形成的间隙固溶体。 (A) α-Fe 4. （）属于冶金缺陷。 (D) 缩孔 5. 铁素体的机械性能特点是（） (C) 高塑性、低强度 6. 共晶成分的铁碳合金发生共晶反应时，其反应式为( )。 (C) L A+Fe3C 7. （）为共晶体。 (A) 莱氏体 8. 在Fe-Fe3C相图中，Acm线也称为（）。 (D) 固溶度线 9. 下列铁碳合金在室温平衡状态，（）成分的强度最高。 (B) 0.8％ 10. 铸铁的含碳量一般为（）。 (C) 2.11～6.69% 11. 钢的含碳量一般为（）。 (A) 0.0218～2.11% 12. 脆性相以（）析出的危害最大。 (A) 网状

13. 热处理能使钢的性能发生变化，其根本原因是（）。 (A) 铁有同素异构转变 14. 比较以下（）的强度最高。 (D) S 15. 钢经调质处理后获得的组织是( )。 (C) 回火索氏体 二、不定项选择题(有不定个选项正确，共10道小题) 16. 渗碳体的机械性能特点是（）[不选全或者选错，不算完成] (C) 高硬度 (D) 高脆性 17. （）是碳溶解在Fe中形成的间隙固溶体。[不选全或者选错，不算完成] (A) 铁素体 (B) 奥氏体 18. 马氏体组织有（）形态。[不选全或者选错，不算完成] (C) 板条状 (D) 针状 19. 铸铁的力学性能可取决于（）。[不选全或者选错，不算完成] (A) 基体组织 (B) 石墨的形态 (C) 变质处理 (D) 石墨化程度 20. 大多数合金元素均在不同程度上有细化晶粒的作用，其中细化晶粒作用最为显著的有（）。[不选全或者选错，不算完成] (B) Ti (D) V 21. 含有合金元素（）较多的钢可能是本质粗晶钢。[不选全或者选错，不算完成] (A) Mn (C) P

金属材料及热处理教学计划

金属热处理工培训计划 1.培训目标 1.1总体目标 培养中级技术工人所必须的一门技术基础课。其内容包括金属的机械性能、金属学的基础知识及金属材料等部分。并达到一定熟练程度。 1.2理论知识培训目标 (1)本课程的任务是使学生掌握金属材料和热处理的基础知 识，为学习各门专业工艺学课及今后从事生产技术工作打下必要的基础。 (2) 通过本课程的教学，应使学生达到下列基本要求： ①基本掌握常用金属材料的牌号，成分，性能及应用范围。 ②了解金属材料的内部结构，以及成分，组织和性能三者之间的一般关系。 ③懂得金属材料热处理的一般原理。 ④明确热处理的目的，了解热处理的方法及实际应用。 1.3操作技能培训目标 ①会评价工程材料力学性能指标。 ②运用Fe-Fe3C平衡相图解决工程问题； ③能为工程零件及结构正确选材； ④能为工件制定的热处理工艺参数。 2.教学要求 2.1理论知识要求

2.1.1职业道德 2.1.2会评价工程材料力学性能指标。 2.1.3运用Fe-Fe3C平衡相图解决工程问题； 2.1.4能为工程零件及结构正确选材； 2.1.5能为工件制定的热处理工艺参数。 2.1.6热处理工艺管理知识。 2.1.7热处理各种淬火介质的冷却性能知识。 2.1.8热处理辅助设备、控温仪表知识。 2.1.9.热处理质量检验及校正知识。 2.2操作技能要求工装制作基础知识 (1)识图及绘图。 (2)钳工操作一般知识。 电工知识 (1)通用设备常用电器的种类及用途。 (2)电气传动及控制原理基础知识。 (3)安全用电知识。 安全文明生产与环境保护知识 (1)现场文明生产要求。 (2)安全操作与劳动保护知识。 (3)环境保护知识。 质量管理知识

金属材料与热处理试题及答案

金属材料与热处理 一、填空题（30分，每空1分） 1、常见的金属晶体类型有_体心立方_晶格、__面心立方__晶格和密排六方晶格三种。 2、金属的整个结晶过程包括形核_____、___长大_______两个基本过程组成。 3、根据溶质原子在溶剂晶格中所处的位置不同，固溶体分为_间隙固溶体_与_置换固溶体_两种。 4、工程中常用的特殊性能钢有_不锈钢__、_耐热钢_、耐磨钢。 5、常用的常规热处理方法有___回火___、正火和淬火、__退火__。 6、随着回火加热温度的升高，钢的__强度__和硬度下降，而_塑性___和韧性提高。 7、根据工作条件不同，磨具钢又可分为_冷作模具钢_、__热作模具钢__和塑料磨具用钢等。 8、合金按照用途可分为_合金渗碳体_、_特殊碳化物_和特殊性能钢三类。 9、合金常见的相图有__匀晶相图__、_共晶相图__、包晶相图和具有稳定化合物的二元相图。 10、硬质合金是指将一种或多种难熔金属_碳化物__和金属粘结剂，通过_粉末冶金__工艺生产的一类合金材料。 11、铸铁的力学挺能主要取决于_基体的组织_的组织和石墨的基体、形态、_数量_以及分布状态。 12、根据铸铁在结晶过程中的石墨化程度不同，铸铁可分为_灰口铸铁__、_白口铸铁_和麻口铸铁三类。 13、常用铜合金中，_青铜_是以锌为主加合金元素，_白铜_是以镍为主加合金元素。 14、铁碳合金的基本组织中属于固溶体的有_铁素体_和_奥氏体_,属于金属化合物的有_渗碳体_，属于混合物的有_珠光体_和莱氏体。 二、选择题（30分，每题2分） 1、铜只有通过冷加工并经随后加热才能使晶粒细化，而铁则不需冷加工，只需加热到一定温度即使晶粒细化，其原因是（ C ） A 铁总是存在加工硬化，而铜没有 B 铜有加工硬化现象，而铁没有 C 铁在固态下有同素异构转变，而铜没有 D 铁和铜的再结晶温度不同 α-是具有（A ）晶格的铁。 2、Fe A 体心立方 B 面心立方 C密排六方 D 无规则几何形状 3、以下哪种铸铁的断口呈灰黑色？（ D ） A 马口铁 B 白口铸铁 C 麻口铸铁D灰铸铁 4、用于制造渗碳零件的钢称为（C ）。 A 结构钢 B 合金钢 C 渗碳钢 D 工具钢 5、合金发生固溶强化的主要原因（ C ）。 A晶格类型发生了变化B 晶粒细化 C 晶格发生畸形 D 晶界面积发生变化 6、调质处理就是（ A ）的热处理。 A 淬火+高温火 B 淬火+中温回火 C 淬火+低温回火 D 淬火+低温退火 7、零件渗碳后，一般需经过（ A ）才能达到表面硬度高而且耐磨的目的。 A 淬火+低温回火 B 正火 C 调质 D 淬火+高温回火 8、钢在加热时，判断过热现象的依据是（B ）。 A 表面氧化 B 奥氏体晶界发生氧化或融化 C 奥氏体晶粒粗大D、晶格发生畸形 9、火焰加热表面淬火和感应加热表面淬火相比（ D ）。 A 效率更高 B 淬硬层深度更容易控制C工艺过程简单D设备简单