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1、 1999 年哈尔滨工业大学金属学与热处理学科入学考试题 1：在立方晶系中，画出通过（0,0,0），（0,1,0），（1/2,1,1）三点的120晶向。（15 分）2：试阐述纯金属和固溶体合金结晶条件及长大方式的异同点。（15 分）3：根据 Fe-Fe3C 相图，指出铁碳合金中的渗碳体由哪五种？说明它们的形成条件（成分，温度）与形态特点，并计算它们在铁碳合金中的最大含量（）（20 分）4：根据组元间互不溶解的三元共晶相图的投影图，说明 O 成分的合金平衡结晶过程，并计算出室温下该合金的相组织组成物的相对含量。（10 分）由于自己不会画图，所以没有图提供给大家 5：试阐述强化金属的各种基本方法及
2、机制。（15 分）6：试述共析钢淬火后在回火过程中的组织转变过程，写出三种典型的回火组织。（15 分）7：含碳量为 1.2的碳钢其原始组织为片状珠光体加网状渗碳体，为了获得回火马氏体加粒状渗碳体组织，应采用哪些热处理工艺？写出工艺名称和工艺参数（加热问题，冷却方式）。注：该合金的 Ac1=730,Accm=820。2000 年哈尔滨工业大学金属学与热处理学科入学考试题 1：已经纯钢的110(111)滑移系的临界分切应力 c 为 1MPa，回答下列问题：要是(111)面上的错位沿101方向发生滑移，至少需要在001方向上施加多大的应力？说明此时(111)面上的位错能否沿110方向滑移。（计算结果
3、保留两位有效数字）3：什么是伪共晶，离异共晶？说明它们的形成条件，组织形态以及对材料力学性能的影响。4：图 2 试为组元在固态下完全不溶的三元共晶合金相图的投影图，作 Ab 的变温截面图，并分析 O 点成分合金的平衡结晶过程，写出室温下的组织。5：试阐述晶粒度对钢的力学性能的影响，用位错观点解释晶粒度对屈服强度的影响规律，简述所学过的细化晶粒的工艺方法。6：什么是魏氏组织？简述魏氏组织的形成条件，对钢力学性能的影响规律及其消除方法。7：用 T10A（含碳量 1.0%,Ac1=730,Accm=800）钢制造冷冲头模的冲头，试制订最终热处理工艺（包括名称和具体参数），并说明热处理各阶段获得何种组
4、织以及热处理后的工件的力学性能特点。2002 年哈尔滨工业大学金属学与热处理学科入学考试题 一、(10 分)已知铜单晶的111滑移系得临界分切应力为 1Mpa。直径为 1mm 的铜单晶丝受轴向拉伸,加载方向平行于单晶的001方向,若使铜单晶丝不产生明显的塑性变形,求此单晶丝能承受的最大轴向载荷是多少?(计算结果保留 3 位有效数字)二、(15 分)根据组元间固态下互不溶解的三元共晶相图的投影图(如右图所示),说明 O 点成分合金平衡结晶过程,画出冷却曲线示意图,并写出室温下该合金的组织组成物相对含量的表达式。三、(15 分)求珠光体组织中铁素体相的相对含量是多少?若某铁碳合金组织中除有珠光体外
5、,还有 15%的二次渗碳体,试求该合金的含碳量是多少?四、(15 分)试叙述贝氏体的转变特点,并比较与珠光体和马氏体转变的异同点。五、(15 分)什么是异分结晶?说明如何利用区域熔炼方法提纯金属。提纯效果与什么因素有关?六、(15 分)某厂对高锰钢制造的碎矿机颚板经 1100加热后,用崭新的优质冷拔态钢丝绳吊挂,由起重吊车运往淬火水槽,行至途中钢丝绳突然发生断裂,试分析钢丝绳发生断裂的主要原因。七、(15 分)用 T10A 钢(Wc=1.0%,Ac1=730,Accm=800)制造冷冲模的冲头,试制订预备热处理工艺(包括工艺名称和具体参数),并说明预备热处理的目的以及加热转变完成和冷至室温后获
6、得何种组织。2003 年哈尔滨工业大学金属学与热处理学科入学考试题 一、（20 分）已知面心立方晶格的晶格常数为 a，分别计算（100）、（110）和（111）晶面的晶面间距；并求出100、110和111晶向上的原子排列密度（某晶向上的原子排列密度是指该晶向上单位长度排列原子的个数）；写出面心立方结构的滑移面和滑移方向，并说明原因。（计算结果保留两位有效数字）二、（20 分）右图为组元在固态下完全不溶的三元共晶合金相图的投影图：1.作 m n 变温截面图，分析 O1 点成分合金的平衡结晶过程。2.写出 O1 点成分合金室温下的相组成物，给出各相的相对含量的表达式。3.写出 O1 点成分合金室温
7、下的组织组成物，给出各组织组成物的相对含量的表达式 三、（25 分）试述冷变形金属在加热时，其组织和性能发生的变化。四、（20 分）什么是离异共晶？举例说明离异共晶产生的原因及对合金性能的影响。五、（20 分）求莱氏体中共晶渗碳体的相对含量是多少？若某铁碳合金平衡组织中含有 10%的一次渗碳体，试求该合金的含碳量是多少？（计算结果保留两位有效数字）六、（20 分）叙述板条马氏体和下贝氏体的组织形态，并说明板条马氏体和下贝氏体具有良好强韧性的原因。七、（25 分）T10A 钢含碳量约为 1.0%，Ac1=730，Accm=800，Ms=175，该合金的原始组织为片状珠光体加网状渗碳体，若用此钢制
8、作冷冲模的冲头，说明需要经过那些热处理工序才能满足零件的性能要求，写出具体热处理工艺名称、加热温度参数、冷却方式以及各工序加热转变完成后和冷却至室温时得到的组织。2004 年哈尔滨工业大学金属学与热处理学科入学考试题 1：画出立方晶系的102晶向和（012）晶面。（8 分）纯钛从高温冷却到 983时由体心立方结构转变为密排六方结构，其原子半径增加了 2%，求该转变引起的体积变化的百分率（计算结果保留两位有效数字）（7 分）2：什么是成分过冷？画出示意图分析成分过冷的形成，并说明成分过冷时晶体长大方式及铸锭组织的影响。（22 分）3：试就渗碳体形态的变化阐述含碳量对铁碳合金平衡组织及机械性能的影
9、响。（23 分）4：什么是金属的热加工？阐述热加工对金属组织和性能的影响。（15 分）5：根据给出的三元共晶相图的投影图，画出-位置的垂直截面图，并填写相区。（15 分）6：试以共析钢为例，绘图说明片状珠光体的形成过程及形成时碳的扩散规律。（30 分）7：T12A（含碳量 1.2%,Ac1=730,Accm=800）钢的原始组织为片状珠光体和网状二次渗碳体，请给出两种热处理工艺途径，最终获得粒状珠光体组织。（要求注明具体的热处理工艺名称和工艺参数，并阐述其原因）（30 分）2005 年哈尔滨工业大学金属学与热处理学科入学考试题 1：简答题（每题 5 分,共 20 分）什么是晶带？什么是晶带轴?
10、什么是柏氏矢量？判断图 1 位错环中 A,B,C,D,E 段各属于哪一类型位错。什么是离异共晶？在什么条件下可能得到离异共晶组织？什么是第二类回火脆性？如何消除或抑制？2：试阐述固溶体合金与纯金属结晶过程中形核，长大的条件及方式有何异同之处（20 分）3：根据 Fe-Fe3C 相图，分析含碳量 Wc=0.45%的碳钢合金平衡结晶过程，画出冷却曲线，表明每一阶段该合金的显微组织示意图，并分别计算室温下该合金的相组成物及组织组成物的相对含量。（20 分）4：图 2 为组元在固态下互不溶解的三元共晶合金相图的投影图，分析 O 点成分合金的平衡结晶过程及室温组织，并写出该合金在室温下组织组成物的相对含
11、量表达式。（20 分）5：什么是金属的热加工？阐述热加工对金属组织和性能的影响。（15 分）6：试阐述钢中两种典型马氏体的晶体结构，组织形态特征和性能特点，并说明板条马氏体具有高强韧性的原因。（25分）7：过共析钢球化退火的目的是什么？某厂对 T10 钢(Wc=1.0%)球化退火时，因仪表失灵，炉温升至 1000，当发现时已经在该温度保温 1 小时，此时操作者该采取什么措施补救，说明原因（30 分）2006 年哈尔滨工业大学金属学与热处理学科考研试题 1选择题（不定项选择）当加热到A3 温度（即是GS 线对应的温度）时，碳钢中的铁素体将转变为奥氏体，这种转变可称为（）同素异晶转变；重结晶；伪共
12、晶；再结晶；多晶型转变 若体心立方晶胞的晶格常数为a，则其八面体间隙（）是不对称的；是对称的；位于面心和棱边中点；位于体心和棱边中点；半径为（2-）/4a 在912-Fe（其晶格常数为0.2898nm）转变为-Fe（其晶格常数为0.3633nm）时的体积（）膨胀；收缩；不变；变化率为-0.89%；变化率为1.20%渗碳体是一种（）间隙相；金属化合物；正常化合物；电子化合物；间隙化合物 六方晶系的100晶向指数，若改用四坐标轴的密勒指数标定，可表示为（）2110；1120；1210；2110；1010 在晶面（110）和（111）所在的晶带，其晶带轴的指数为（）110；110；011；011；1
13、01 2判断题（）过冷度越大，晶体生长速度越快，晶粒长得越粗大（）晶界处原子处于不稳定状态，故其腐蚀速度一般都比晶内快（）微观内应力是由于塑性变形时，工件各部分之间的变形不均性所产生的（）回复可使冷变形金属的加工硬化效果及内应力消除。（）马氏体与回火马氏体的一个重要区别在于：马氏体是含碳的过饱和固溶体，回火马氏体是机械混合物（）几乎所有的钢都会产生第一类回火脆性，若回火后采用快冷的方式可以避免此类脆性。（）回火索氏体于索氏体相比有更好的综合力学性能。（）在正温度梯度条件下，固溶体合金仍可能以树枝状方式长大。3简单题 金属塑性变形后组织和性能的变化。马氏体具有高强度的原因 什么是高温回火脆性？如
14、何抑制与消除？4综合题 画出Fe-Fe3C 相图的示意图，分析含碳量WC=1.2%的碳钢合金平衡结晶过程，画出冷却 曲线，表明每一阶段该合金的显微组织示意图，并分别计算室温下该合金的相组成物及组织 组成物的相对含量。甲乙两厂都生产同一种轴类零件，均选用45 钢（含有0.45%C），硬度要求220-240HB，甲厂采用正火，乙厂采用调质处理，均能达到硬度要求，试分析甲乙两厂产品的组织和性能 差别。2007 年哈工大材料学院材料加工工程金属学与热处理考研真题 金属学与热处理部分（100 分）简答题：1 举例说明什么是组元，相，组织？（10 分）2 纯金属与固溶体合金平衡结晶有什么相同点和不同点？（
15、10 分）3 临界变形度对金属再结晶后的组织和性能有什么影响？（10 分）综合题：1 画出 Fe-C 相图，标明多相区的相，一次渗碳体，二次渗碳体，三次渗碳体，共晶渗碳体，共析渗碳体形成条件，组织结构，晶体结构有什么相同点和不同点?合金中的二次渗碳体的最大含量多少？（15 分）2 铝的密度是2.96g/cm3,假设其中只有肖脱基空位，求空位浓度?(阿伏加德罗常数6.02*1023，铝的原子量是26.96，铝的点阵常数 0.4049)（5 分）3 分析 O 点的结晶过程？求 O 点在室温下组织的组成物与百分比？（10 分）4 正火与淬火加热的温度范围？用 T12 号钢（含碳量 1.2%）制作锯条
16、，写出热处理的工艺名称，冷却方法，加热温度，写出最终获得的组织及其性能特点？(10 分)判断题：1 过冷度越大，形核率与线长大速率的比值越大，则获得的晶粒越细小。（）（2 分）2 金属以及合金由液态转变为固态的过程称为结晶，是一个典型的相变过程。（）（2 分）3 金属铸件可以通过再结晶退火来达到细化晶粒的目的。4 回复退火可以有效的消除冷变形金属的内应力。5 几乎所有的钢都会产生第一类回火脆性，若回火后采用快冷的方式可以避免此类脆性。（）（2 分）选择题:（每题 1 分）1 当加热到A3温度（即为 GS线对应的温度），亚共析钢中的奥氏体转变为铁素体，这种转变可称为（）。A同素异晶转变 B.重结
17、晶 D.再结晶 E.结晶 2 若面心立方晶体的晶格常数为 a，则其八面体间隙（）。A 是不对称的 B.是对称的 C.位于面心和棱边中点 D.位于体心和棱边中点 3.在 912aFe（其晶格常数为 0.02464nm）转变为yFe（其晶格常数为 0.0486nm）时的休积（）。A 膨胀；B 收缩；C 不变；D 不能确定 4.渗碳体是一种（）A 间隙相；B 金属化合物；C 间隙化合物 D 固溶体 5.六方晶系的100晶向指数，若改用四坐标轴的密勒指数标定，可表示为（）。A2110；B1120；C1210；D1 负 210；6.晶面（110）和（1 负 11）所在的晶带，其晶带轴的指数为（）A 负
18、112 B 1 负 12 C 02 负 1 D0 负 12 7.对于平衡状态下的亚共析钢，随着含碳量的增加，其 A硬度，强度均升高 B。硬度下降，塑性升高 C塑性，韧性均下降 D。强度塑性均不变 8.固溶体合金与共晶合金相比，固溶体合金通常具有如下特性 A铸造性好 B。锻造性好 C。焊接性好 D。机械加工性好 9含碳量 1的碳钢平衡结晶到室温，则在室温下该合金中 A 相组成物为铁素体和渗碳体 B。组织组成物是铁素体和二次渗碳体 C 珠光体含量为 96 D 铁素体总含量为 85%10 为获得细小的晶粒的铝合金，可采用如下工艺 A 固溶处理 B 变质处理 C 调质处理 D 冷变形和中间退火 11.
19、经冷变形的金属随后加热到一定温度将会发生回复再结晶，这是一个 A 低位错密度的晶粒取代高位错密度的晶粒的过程 B 也是一个形核和长大的过程 C 是一个典型的固态相变的过程 D 也是重结晶过程 12.下贝氏体是 A 含碳量饱和的单相铁素体 B 呈现竹叶状 C 呈现羽毛状 D 含碳过饱和的片状铁素体和碳化物组成的复相组织 13 铸铁和碳钢的主要区别在于组织中是否有 A 渗碳体 B 珠光体 C 铁素体 D 莱氏体 14 调幅分解是固溶体分解的一种特殊形式 A 一种多晶形转变 B 形核和长大的过程 C 无形核的直接长大过程 D 一种固溶体分解位成分不同而结构相同的两种固溶体 15 碳渗入-Fe 中形成
20、间隙固溶体，成为 A 铁素体 B 奥氏体 C 马氏体 D 索氏体 16 通常情况下，随回火温度的升高，淬火钢的 A 强度下降 B 硬度下降 C 塑性提高 D 韧性基本不变 17 影响固溶度的主要因素有 A 溶质和溶剂原子的原子半径差 B 溶质和溶剂原子的电复性差 C 溶质元素的原子价 D 电子浓度 18 具有光滑界面的物质在负的温度梯度下长大时 A 以二维晶核方式长大 B 以螺旋方式长大 C 以垂直方式长大 D 呈现树枝状结晶 19 利用三元相图的变温界面图可以 A 确定三元合金平衡相的成分 B 定性分析三元合金的平衡结晶过程 C 确定平衡相的含量 D 应用杠杆定律和重心法则 20 马氏体具有
21、高强度的原因 A 固溶强化 B 相变强化 C 时效强化 D 细晶强化 08 年哈工大研究生入学考试金属学与热处理真题 选择题（不定项选择）1：晶格常数为 a 的体心立方晶核，其八面体间隙（）是不对称的；间隙半径0.067a；晶胞的面心和棱边中点；由 6 个原子所围成 2：钴冷却到 1120时由面心立方晶格（fcc）转变成理想的密排六方晶格（hcp），则单位质量的钴发生上述转变时其体积（）将膨胀；将收缩；不发生变化；不能确定 3：在 AC1到 AC3温度区间加热时，低碳钢中的铁素体将逐渐转变为奥氏体，这种转变可称为（）二次再结晶；重结晶；同素异构转变；多晶型转变 4：碳钢中的奥氏体相属于（）间隙
22、相；间隙固溶体；间隙化合物；置换固溶体 5：六方晶系的010晶向指数，若改用四坐位标轴的密勒指数标定，可表示为（）2110；1120；1210；1210 6:晶面（101）和（111）所在的晶带轴的指数为（）110；011；101；110 7：随着含碳量的增加，铁碳合金室温下的平衡组织变化顺序为（）珠光体铁素体莱氏体；铁素体珠光体莱氏体；莱氏体珠光体铁素体；铁素体莱氏体珠光体 8：渗碳体是钢中常见的金属化合物，在含碳量为 0.45%的优质钢中平衡组织中，渗碳体可能的存在形式有（）一次渗碳体；二次渗碳体；三次渗碳体；共析渗碳体 9：含碳量 2.11%铁碳合金平衡结晶到室温，则室温下的合金中（）相
23、组成物为铁素体和渗碳体；组织组成物为珠光体和二次渗碳体；二次渗碳体含量约为 29.3%；珠光体总含量为 68.7%10：根据结晶时形核和长大规律，为了细化铸锭中或焊缝区的晶粒，可采用如下方法：（）提高过冷度，以提高形核率和长大速率的比值；变质处理；调质处理；对即将凝固的金属进行搅拌和振动 11：对于平衡分配系数 k01 的固溶体合金而言，有利于出现成分过冷的因素有（）液相中的温度梯度 C1越小；结晶速度 R 越大；溶质浓度 C0越大；液相线的斜率 m 越小 12：在较高温度回火加热保温时，析出弥散特殊碳化物，同时残留奥氏体发生部分分解，而在随后的回火冷却时转变为马氏体，导致钢的硬度升高，这种现
24、象称为（）二次硬化；二次淬火；回火稳定性；回火脆性 13：溶质固溶度随温度降低而显著减少的合金，经固溶处理后在室温下放置一段时间，其力学性能将发生的变化是（）强度和硬度显著下降，塑性提高；硬度和强度明显提高，但塑性下降；强度，硬度和塑性都明显提高；强度，硬度和塑性都明显下降 14：有利于钢中形成魏氏组织的条件是（）含碳量小于 0.6%的亚共析钢；奥氏体晶粒粗大；钢由高温以较快速度冷却；含碳量大于 1.2%的过共析钢 15：碳溶入-Fe 中形成的过饱和间隙固溶体称为（）铁素体；奥氏体；马氏体；贝氏体 16：第一类回火脆性（）又称为低温回火脆性；在几乎所有的钢中都会出现这类脆性；也称为高温回火脆性
25、；又称为不可逆回火脆性 17：淬火钢进行回火的目的是（）稳定组织；减少或消除淬火应力；提高钢的塑性和韧性；获得温度和塑性，韧性的适当配合 18：具有粗糙界面的合金在正温度梯度条件下结晶时（）以二维晶核方式长大；以螺型位错方式长大；以垂直方式长大；可能呈现平面状或树枝状多种晶体形态 19：利用三元相图的等温截面图，可以（）固定三元合金平衡相的成分；定性分析三元合金的平衡结晶过程；利用杠杆定律和重心法则；确定平衡相得含量 20：纯铝在室温下进行塑性变形时，其组织和性能的变化有（）逐渐形成纤维组织和形变织构；位错密度升高形成形变胞；减少残余内应力和点阵畸变；呈现形变强化和各向异性 判断题 1钢经加热
26、转变得到成分单一，均匀的奥氏体组织，随后采用水冷或油冷的处理工艺称为淬火，而采用空气中冷却的处理工艺称为正火。2在碳钢中共析钢与过共析钢相比，共析钢具有较高的淬透性和淬硬性。3不平衡结晶条件下，合金易于形成离异共晶组织。4再结晶退火可有效消除冷变形区的内应力。5冷变形态组织的再结晶温度为 T再=0.4T=0.4660=264.6若加入合金元素使钢在加热转变得到的奥氏体组织稳定性提高，将导致碳钢的淬透性下降。简答题（310 分）1.钢中 P，S 杂质缺陷对钢产生的影响，2.固溶体合金和共晶合金对金属材料力学性能和工艺性能的影响。3.直径为 15mm 的 40CrNiMo 棒状毛胚，经加热转变得到
27、奥氏体组织，随后在空气中冷却，处理后其硬度较高，这是什么原因：采用何种的热处理工艺能提高该毛胚机械加工性能？分析题（310 分）1：图 1 为组元在固态下互不溶解的三元共晶相图的投影图。（1）分析 O 点成分合金的平衡结晶过程。（2）写出该合金在室温下组织和相的相对含量。备注：（将 O 点改为在线段 BE 之间）2：根据 Pb-Sn 相图（图 2）（1）画组织转变示意图来分析说明 WSn=40%亚共晶合金平衡结晶过程。（2）计算 WSn=40%亚共晶合金 183共晶转变结束后，先共晶相和共晶组织时组织（+）的质量百分数，以及相组成物和相的质量百分数。（备注：图见金属学与热处理原理 P78 页图
28、 3.23 Pb Sn 相图）3：试比较说明贝氏体的转变与珠光体和马氏体转变的异同点。2009 年哈工大金属学与热处理考研真题 选择题(1*10=10)1.体心立方晶体四面体间隙()1.对称;2.不对称;3 其半径为 4;由四个原子组成;2.体心立方的钛在高温向密排六方转变,半径增大 0.002.其体积变化()1 不变;2 增大;3.减小;4 不能确定 3.钢铁中的铁素体相属于()1.间隙相;2.间隙固溶体;3 置换固溶体;4 金属化合物;4,密排六方的晶向110,换算成四轴坐标()5 金属再结晶是()1.固态相变过程;2 是一个形荷与长大过程;3.不是相变过程;4.重结晶;6.三元相图的垂直
29、截面图可以()1.计算平衡相的成分与含量;2.可以定性分析金属结晶过程;3.可以运用杠杆定律和直线法则;4.7.可以使金属产生塑性变形的力是()1.拉应力;2.压应力;3.切应力.4.8.淬火钢回火的变化是()1.强度,硬度增加;2 强度,硬度下降;3.塑性增加.4.韧性基本不变 二判断题(6*2=12)1.回火可以完全消除加工硬化效果和内应力;三.简答题(4*10-40)1.什么是离异共晶,产生条件?2.试比较索氏体,屈氏体.马氏体和回火索氏体,回火屈氏体.回火马氏体形成条件.,组织形态,与性能的差别?3.试分析塑变金属的性能与组织的变化?4.简述淬火钢回火过程 四.综合题(38)1.根据铁
30、碳相图(1)划出含碳量 0.03 的亚共晶白口铁的结晶过程,分析结晶过程;(5)(2).计算其室温的相组成和组织组成物?(10)2.单晶体铜受力,力轴001.临界分切应力为 0.62Mpa,问铜单晶可以产生塑变的最小拉力?（10）3.需要一弾簧,要求屈服强度大于 1000MPa;抗拉强度大于 1200Mpa;延伸率大于 0。05 1选材料（HT200,45,40cr,T10,60si2Mn,2cr13,20crMnTi）;（10）2.选择最终热处理工艺？（5）3写出最终组织？（5）2010 年材料加工真题大题 简答：（15*4）1.什么是置换固溶体？影响因素是什么？2.纯金属与固溶体结晶的异同
31、点？3.什么是冷脆和热脆？产生原因及防治措施？4.马氏体转变过程的特点？马氏体高强高硬原因？综合：（15*2）1.晶粒度对金属性能影响？总结学过的细化晶粒的方法？2.从产生条件，性能特点，（还有一点忘了）区别索氏体和回火索氏体？2012 年哈尔滨工业大学硕士研究生入学考试试题 一 选择题（每小题 4 分，共 40 分）1.影响结晶过冷度因素;(1)金属本性，金属不同，其过冷度大小不同 (2)金属的纯度，纯度越高，其过冷度越大(3)冷却速度，冷却速度越大，其过冷度越大(4)铸造模具所用材料，金属模具大于砂摸的过冷度 2.图 1 中斜线所示晶面的晶面指数为：(1)(1 2 0)(2)（1 0 2）
32、(3)(2 0 1)(4)(0 1 2)3.影响再结晶的因素与规律为：(1)纯度越高，再结晶温度越低 (2)冷变形量越大，再结晶温度越低(3)加热速度越快，再结晶温度越低 (4)金属本性，其熔点越低再结晶温度越低 4.塑性变形后的金属随着加热温度的升高和时间的延长，可能会发生如下变化：(1)显微组织以此发生回复，再结晶和晶粒长大三个阶段(2)组织由缺陷密度较高的纤维形态转变为缺陷密度较低的等轴晶粒(3)内应力松弛或被消除，应力腐蚀倾向显著减小(4)强度，硬度下降，塑性，韧性提高 5.影响置换式固溶体溶解度的因素有：(1)尺寸差：溶质与溶剂原子尺寸差越小，溶解度越大(2)电负性差：溶解度随电负性
33、减小而增大(3)电子浓度：电子浓度越小，其溶解度越大(4)晶体结构：晶格类型相同，溶解度越大 6.六方晶系的0 1 0晶向指数，若改用四坐标轴的密勒指数标志，可表示为：(1)1 1 2 0 (2)1 1 2 0 (3)1 2 1 0 (4)2 1 1 0 7.晶面(0 1 1)和(1 1 1)所在的晶带，其晶带轴的指数为：(1)1 1 0 (2)1 1 0 (3)0 1 1 (4)1 0 1 8.调幅分解是固体分解的一种特殊形式，其特征可描述为：(1)一种固溶体分解为成分不同而结构相同的两种固溶体(2)无形核与长大过程的转变(3)保持共格关系的转变(4)一种同素异构转变 9.具有粗糙界面的固溶
34、体合金在正温度梯度条件时：(1)以二维晶核方式生长 (2)以螺型位错方式长大(3)以垂直方式长大 (4)晶体形态可能呈树枝状 10.某金属元素其键能越高，则：(1)其熔点也越高 (2)强度，模量也越高 (3)其原子半径越小 (4)其热膨胀系数越小 二 判断题(用 T 和 F 表示，每小题 5 分，共 20 分)1.钢经加热转变得到成分单一，均匀的奥氏体组织，随后采用水冷或油冷的处理工艺称为淬火；而采用空气中冷却的处理工艺称为正火。2.共析钢过冷奥氏体在连续冷却过程中，既可能发生珠光体转变和马氏体转变，也可能发生贝氏体转变。3.宏观内应力是由于塑性变形时，工件各部分之间的变形不均匀所产生的。4.
35、三元合金中最多可能出现四相平衡。三 简答与计算题(每题 10 分，共 60 分)1.体心立方晶格常数为 a。,试计算体心立方晶格滑移系中滑移面的原子密度和滑移方向上的线密度。(结果保留两位有效数字)2.比较高碳钢马氏体和下贝氏体的不同点。3.简述铸锭三晶区的形成过程。4.(1)分析含碳 4.3%的铁碳合金的平衡结晶过程，并画出组织示意图;(2)分别计算莱氏体中共晶渗碳体，二次渗碳体，共析渗碳体的含量。(结果保留两位有效数字)5.何为临界变形度？其在工业生产中有何意义？6.金属材料的锻造或热轧制的温度如何选择？锻造或热轧制的作用是什么？四 综合题(每题 15 分，共 30 分)1.用含碳 1.2
36、%过共析钢(其 Accm=850C)制作一个切削工具，其加工工艺过程为：锻造后缓冷正火球化退火机加工成形淬火低温回火。(1)各热处理的目的是什么?得到什么组织？(2)写出各热处理工艺的加热温度和冷却方式。2.说明形变强化的概念，强化的机理，强化的规律，强化的方法以及形变强化在生产中的实际意义。2013 哈尔滨工业大学金属学与热处理考研复习题 课程考试大纲要求 考试内容 1）金属学理论 a:金属与合金的晶体结构及晶体缺陷 b:纯金属的结晶理论 c:二元合金相图及二元合金的结晶 d:铁碳合金及 Fe-Fe3C 相图 e:三元合金相图 f:金属的塑性变形理论及冷变形金属加热时的组织性能变化（前六章，
37、去掉 6.7 节 超塑性）2）热处理原理及工艺 a:钢的加热相变理论 b:钢的冷却相变理论 c:回火转变理论 d:合金的时效及调幅分解 e:钢的普通热处理工艺及钢的淬透性（后三章）题型结构 a:基本知识与基本概念题（约 30 分）b:理论分析论述题（约 60 分）c:实际应用题（约 30 分）d:计算与作图题（约 30 分）试题形式 a:选择题 b:判断题 c:简答与计算 d:综合题等 样题 一、选择题（在每小题的五个备选答案中，选出一个或一个以上正确的答案，将其标号填入括号内。正确的答案没有选全或选错的，该题无分。）1.与固溶体相比，金属化合物的性能特点是()。熔点高、硬度低；硬度高、塑性高
38、；熔点高、硬度高；熔点高、塑性低；硬度低、塑性高 2若体心立方晶胞的晶格常数为 a,则其八面体间隙()。是不对称的；是对称的；位于面心和棱边中点；位于体心和棱边中点；半径为a432 3奥氏体是()。碳在-Fe 中的间隙固溶体;碳在-Fe 中的间隙固溶体;碳在-Fe 中的有限固溶体;碳在-Fe 中的置换固溶体；碳在-Fe 中的有序固溶体 4渗碳体是一种()。间隙相；金属化合物；正常价化合物；电子化合物；间隙化合物 5六方晶系的100晶向指数，若改用四坐标轴的密勒指数标定，可表示为()。0112；0211；0121；1102；0110 6晶面(110)和(111)所在的晶带，其晶带轴的指数为()。
39、101；011；101；110；011 7在室温平衡状态下，碳钢的含碳量超过 0.9%后，随着含碳量增加，其()。强度、塑性均下降；硬度升高、塑性下降;硬度、塑性均下降;强度、塑性均不变；强度、塑性均不确定 8.共晶成分的合金通常具有如下特性 ()。铸造性能好;锻造性能好;焊接性能好;热处理性能好；机械加工性能好 9.钢的淬透性取决于 ()。淬火冷却速度;钢的临界冷却速度;工件的尺寸、形状；淬火介质；奥氏体的稳定性 10淬火+高温回火被称为 ()。时效处理；变质处理；调质处理；固溶处理；均匀化处理 11铁素体在加热到 A3 温度时将转变为奥氏体，这种转变称为()。同素异晶转变；再结晶;结晶；回
40、复；重结晶 12下贝氏体是 ()。过饱和的固溶体；过饱和的固溶体和碳化物组成的复相组织；呈现羽毛状；呈现板条状；呈现竹叶状 13 铸铁与碳钢的区别在于有无()。渗碳体;珠光体;铁素体;莱氏体；马氏体 14实际金属一般表现出各向同性，这是因为实际金属为()。固溶体；单晶体；理想晶体；多晶体；金属化合物 15.合金元素碳溶入铁素体，将引起铁素体 ()。晶格畸变；固溶强化；韧性提高；硬度提高；塑性下降 16.通常情况下，随回火温度提高，淬火钢的 ()。强度下降；硬度下降；塑性提高；韧性基本不变；硬度变化较小 17.完全退火主要适用于 ()。亚共析钢；共析钢；过共析钢；非铁合金；铸铁合金 18钢的回火
41、处理工艺是 ()。正火后进行；淬火后进行；是退火后进行；预备热处理工序 最终热处理工序 19共析碳钢加热转变为奥氏体后，冷却时所形成的组织主要取决于()。奥氏体化加热温度；冷却时的转变温度；冷却时的转变时间；冷却速度；奥氏体化时的均匀化程度 20马氏体的硬度主要取决于 马氏体的亚结构;马氏体相变的起始温度;马氏体相变的终了温度;马氏体的正方度；马氏体的含碳量 二、判断题(判断下列各小题，正确的在题前括号内打“”，错的打“”。)1.（）过冷度越大，晶体生长速度越快，晶粒长得越粗大。2.（）晶界处原子处于不稳定状态，故其腐蚀速度一般都比晶内快。3.（）微观内应力是由于塑性变形时，工件各部分之间的变
42、形不均性所产生的。4.（）回复可使冷变形金属的加工硬化效果及内应力消除。5.()马氏体与回火马氏体的一个重要区别在于：马氏体是含碳的过饱和固溶体，回火马氏体是机械混合物。6.()几乎所有的钢都会产生第一类回火脆性，若回火后采用快冷的方式可以避免此类脆性。7（）回火索氏体与索氏体相比有更好的综合力学性能。8（）淬透性好的钢，其淬硬性也高。三、简答与计算题 1.已知面心立方晶格的晶格常数为 a，分别计算（100）、（110）和（111）晶面的晶面间距；并求出100、110和111晶向上的原子排列密度（某晶向上的原子排列密度是指该晶向上单位长度排列原子的个数）；写出面心立方结构的滑移面和滑移方向，并
43、说明原因（计算结果保留两位有效数字）。2.简述金属塑性变形后组织和性能的变化。3.简述板条马氏体具有高强度的原因。4.什么是成分过冷？画出示意图分析成分过冷的形成，并说明成分过冷对晶体长大方式及铸锭组织的影响。四、综合题（20 分）1 画出 Fe-Fe3C 相图的示意图，分析含碳量%2.1Cw的碳钢合金平衡结晶过程，画出冷却曲线，标明每一阶段该合金的显微组织示意图，并分别计算室温下该合金的相组成物及组织组成物的相对含量（10 分）2 图2为组元在固态下互不溶解的三元共晶合金相图的投影图,分析O点成分合金的平衡结晶过程及室温组织,并写出该合金在室温下组织组成物的相对含量表达式（10 分）。图 2
44、 三元共晶合金相图的投影图 综合题 3 甲乙两厂都生产同一种轴类零件，均选用 45 钢（含有 0.45%C，AC3=810）,硬度要求 220240HB，甲厂采用正火，乙厂采用调质处理，均能达到硬度要求，试制定正火和调质处理工艺参数（包括加热温度、冷却方式），并分析甲、乙两厂产品的组织和性能差别。4.归纳细化合金晶粒组织的热加工工艺方法（15 分）；考试要求：要求考生全面、系统地掌握“金属学与热处理”课程的基础理论，基本知识和基本技能，并能灵活运用金属学热处理理论分析和解决工程实际的问题的综合能力。熟悉常用术语和基本概念，掌握金属材料主要热加工工艺原理,并能制定常规热处理工艺。本课程所涉及的基
45、本概念、基本理论总结归纳如下：加工工艺过程：1.浇铸（铸件）退火（均匀化扩散、去应力）机械加工 气缸 铸造：将液态材料（如金属、塑料等）注入模具中的成型方法。铸造性能主要用材料的流动性来衡量。焊接和胶接:将分离的部件连接到一起的成型方法.通常用可焊性来衡量材料的焊接性能。机械加工:采用切削加工（如车、铣、钳、刨、镗、磨等）使固态材料成型，通常用材料的硬度来衡量其机械加工性能。2.浇铸（铸锭）（塑性加工）拉拔中间退火拉拔去应力退火 钢丝绳 热处理:通过对材料加热(加热温度通常在熔点以下)、保温和冷却来调整其性能的工艺方法。塑性加工：锻、拉、挤、轧、弯；包括两类：冷变形，热加工（高于再结晶温度）3
46、.浇铸（铸锭）（塑性加工）锻造预备热处理（正火或退火）机械加工最终热处理（淬火和回火、固溶和时效）精加工装配 机器零件 影响材料组织结构工艺：铸造、锻造、热处理 强化理论：概念，机理、规律、方法、使用实际意义 1固溶强化：概念：通过形成固溶体而产生晶格畸变，使金属强度和硬度提高的现象称为固溶强化。机理：形成间隙式或置换式固溶体，均产生晶格畸变（点缺陷），阻碍位错移动，引起变形抗力增加。规律：随固溶度而增大。固溶度越大，晶格畸变比率越大，固溶强化程度越大。方法：冶金（熔炼）合金化 使用实际意义：固溶强化是金属强化的最基本方式。固溶体的综合力学性能较好，常作为结构合金的基体相。2第二相质点强化：概
47、念：通过在固溶体基体上弥散分布金属化合物（第二相，正常价化合物、电子化合物、间隙相和间隙化合物），使金属强度和硬度进一步提高的现象称为第二相质点强化。机理：相界面（面缺陷：共格、半共格、非共格相界）阻碍位错移动，引起变形抗力增加。规律：随第二相的密度（多少）和弥散度增大而增加。（种类共格半共格非共格相界）方法：（1）沉淀：从过饱和固溶体中析出。（2）粉末冶金：粉末混合烧结。使用实际意义：在固溶强化基础上进一步强化金属材料最常用方法。3细晶强化：概念：通过细化晶粒，增加单位体积中晶界的面积，使金属强度和硬度进一步提高的现象称为细晶强化。机理：晶界（取向差通常大于 10）（包括亚晶界：取向差通常小
48、于于 2）阻碍位错移动，引起变形抗力增加。规律：（霍尔-派奇公式）dk+=0 方法：（1）铸件：增大过冷度；变质处理；搅拌、振动和超声波。（2）冷变形+中间退火：控制冷变形量和退火温度，避开临界变形度，）（再结晶50-30+T （3）锻件：控制扎制（热加工，成形，改善铸态组织缺陷）（4）热处理件：控制奥氏体晶粒度，加热（奥氏体化）温度，相变点+（30-50）使用实际意义：使金属材料的室温强度和塑性韧性同步提高的唯一的强化方法，适于材料的各种加工工艺方法。4形变强化：概念：金属在塑性变形过程中，随着变形程度的增加，金属的强度、硬度显著升高，而塑性、韧性显著下降的现象称为形变强化或加工硬化。机理：
49、随着塑性变形的进行，位错的密度不断增加，位错间产生交割、塞积、缠结，均阻碍位错移动，引起变形抗力增加。规律：随变形量（或位错密度）增加而增强。方法：冷塑性变形（拉拔、冲压、冷轧）使用实际意义：（1）使冷变形成形成为可能；（2）提高了构件服役的安全性。（3）对不能通过热处理强化的零件，这是金属材料强化最有效的方法。5马氏体相变强化：概念：钢从奥氏体状态快速冷却，在较低温度下发生非扩散型相变生成马氏体，使金属的强度、硬度显著升高，而塑性、韧性显著下降的现象称为马氏体相变强化。机理：包含了上述强化机制。规律：随马氏体含量的增加而增强。方法：淬火+回火 使用实际意义：对钢铁材料而言，这是最常用的强化方
50、法。第一章 金属的定义：金属是具有正的电阻温度系数的物质,通常具有良好的导电性、导热性、延展性、高的密度和高的光泽 金属原子的结构特点：其最外层的电子(价电子)数很少，一般为 12 个，不超过 3 个。结合力:(1)金属键:共有价电子电子云键无方向性和饱和性 (2)离子键:得失价电子正负离子 (3)共价键:共有电子对键有饱和性 (4)范德瓦尔键:一个分子的正电荷部位与另一分子的负电荷部位间以微弱静电引力相引而结合在一起称为分子键 金属的键能 熔点、强度、模量也越高；原子半径热膨胀系数小 影响置换式固溶体溶解度的因素有：（1）尺寸差（2）电负性差（3）电子浓度（4）晶体结构：立方晶系晶向、晶面