第6练 合金结构与性能 广西壮族自治区（对口招生）《金属材料与热处理》（科学版·第二版） 一课一练

编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了广西壮族自治区（对口招生）《金属材料与热处理》（科学版·第二版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法。 本卷是广西壮族自治区（对口招生）《金属材料与热处理》（科学版·第二版）一课一练的第6练，内容为：合金组织、固溶体、金属化合物及性能特点。 广西壮族自治区（对口招生）一课一练 《金属材料与热处理》（科学版·第二版） 第6练 合金结构与性能 一、单项选择题 1. 在灰口铸铁或球墨铸铁中加入一定量的合金元素，称为（ ） A. 灰铸铁 B. 可锻铸铁 C. 球墨铸铁 D. 合金铸铁 【答案】D 【解析】在灰口铸铁或球墨铸铁中加入一定量的合金元素后，铸铁的组织和性能会发生变化，这类铸铁称为合金铸铁。因此选D。 2. 下列哪种热处理方法可以提高钢的疲劳强度？（ ） A. 退火 B. 淬火加回火 C. 表面渗氮 D. 正火 【答案】B 【解析】淬火加回火可以显著提高钢的综合机械性能，包括疲劳强度。 3. 如图所示的自来水阀门材料一般选用（ ） A. T8 B. QAL9-4 C. D. ZL302 【答案】C 【解析】自来水阀门材料一般选用铜的，只有B合要求 4. 关于钢的淬火加热温度，过共析钢通常应加热到（ ） A. $AC1+(30～50℃) B. $AC3+(30～50℃) C. $AC3+(10～80℃) D. $AC1+(10～80℃) 【答案】A 【解析】亚共析钢淬火加热温度通常为Ac3以上30～50℃，使其完全奥氏体化。过共析钢通常加热到Ac1以上30～50℃，使珠光体转变为奥氏体，同时保留部分未溶渗碳体，以防止奥氏体晶粒粗化。因此应选B。 5. 金属材料经过冷加工、热加工或固溶处理后，在室温下放置或适当升温时，发生的力学和物理性能随时间变化的现象称为（ ） A. 时效 B. 调质 C. 去应力退火 D. 水韧处理 【答案】A 【解析】金属材料经过冷加工、热加工或固溶处理后，在室温下放置或适当升温时，其力学性能和物理性能会随时间发生变化，这种现象称为时效。因此选D。 二、填空题 6. 工业上最常用的铜合金是______和______两种。 【答案】① 黄铜 ② 青铜 【解析】工业上应用最广泛的铜合金是黄铜和青铜。黄铜以铜和锌为主要组成元素，青铜是除黄铜和白铜以外的铜合金，常含锡、铝、铍等合金元素。 7. 合金工具钢Cr12MoV表示平均碳的质量分数大于______，铬的质量分数约为______，钼和钒的质量分数都小于______。 【答案】① 1% ② 12% ③ 1.5% 【解析】Cr12MoV是一种合金工具钢，其特点是高碳、高铬、钼、钒等合金元素含量。这种钢材具有高的硬度、耐磨性、韧性、淬透性和红硬性，因此常用于制造冷热变形用的各式模具、量具和刃具。其牌号表示方法中，数字表示合金元素的含量，例如，平均碳含量为1.60%，铬含量为11.75%，钼含量为0.50%，钒含量为0.20%的合金工具钢，其牌号为12CrMoV。 8. 合金在固体状态的相结构大致可分为______和______。 【答案】① 固溶体 ② 化合物 【解析】合金在固态下的相结构大致可分为固溶体和化合物。固溶体是合金元素以固溶方式溶入另一元素晶格形成的固相；化合物是合金元素之间按一定原子比例结合形成的具有相对固定成分和结构的固相。 9. 尺寸精度要求比较高的灰口铸铁件，在切削加工以前应进行的热处理是______。 【答案】去应力退火 【解析】灰口铸铁件在切削加工前进行去应力退火，可以消除或降低铸造过程中产生的残余应力，减少加工后的变形，有利于提高尺寸精度。因此答案为去应力退火。 三、综合应用题 10. 某机械制造企业选用含碳量为0.60%的碳钢制造中等载荷轴类零件。技术人员查得铁碳合金相图数据：共析成分为0.77%C，铁素体中碳的最大溶解度为0.0218%C，渗碳体含碳量为6.69%。假定钢材冷却至室温后的组织质量分数近似按共析温度时计算，现有钢材质量为100 kg。（1）计算该钢中珠光体和先共析铁素体的质量分数及质量；再计算珠光体中渗碳体的质量分数和该钢中渗碳体的质量。（2）指出铁素体、渗碳体和珠光体分别属于什么组织，并说明铁素体与渗碳体的基本性能特点。（3）判断该钢现有组织能否兼顾轴类零件所需的强度和韧性；若要求进一步提高综合力学性能，提出一项合理的热处理改进措施。 【答案】（1）珠光体质量分数公式为（0.60－0.0218）÷（0.77－0.0218），计算得77.28%，质量为77.28 kg。先共析铁素体质量分数为100%－77.28%，即22.72%，质量为22.72 kg。珠光体中渗碳体质量分数为（0.77－0.0218）÷（6.69－0.0218），计算得11.22%。钢中渗碳体质量为77.28×11.22%，约为8.67 kg。（2）铁素体是碳在α-铁中的间隙固溶体，强度和硬度较低，但塑性、韧性较好。渗碳体是铁与碳形成的金属化合物，硬度高、耐磨性好，但脆性较大。珠光体是铁素体和渗碳体组成的机械混合组织。（3）能够兼顾一定的强度和韧性。可采用调质处理，即淬火后进行高温回火，以获得强度、硬度、塑性和韧性较协调的回火组织。 【解析】（1）按杠杆定律计算珠光体和铁素体比例，再用珠光体成分计算渗碳体比例，最终换算为100 kg钢材中的质量。（2）铁素体为固溶体，渗碳体为金属化合物，珠光体为两者组成的混合组织。（3）铁素体提高韧性，珠光体和渗碳体提高强度、硬度；调质处理可改善综合性能。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了广西壮族自治区（对口招生）《金属材料与热处理》（科学版·第二版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法。 本卷是广西壮族自治区（对口招生）《金属材料与热处理》（科学版·第二版）一课一练的第6练，内容为：合金组织、固溶体、金属化合物及性能特点。 广西壮族自治区（对口招生）一课一练 《金属材料与热处理》（科学版·第二版） 第6练 合金结构与性能 一、单项选择题 1. 在灰口铸铁或球墨铸铁中加入一定量的合金元素，称为（ ） A. 灰铸铁 B. 可锻铸铁 C. 球墨铸铁 D. 合金铸铁 2. 下列哪种热处理方法可以提高钢的疲劳强度？（ ） A. 退火 B. 淬火加回火 C. 表面渗氮 D. 正火 3. 如图所示的自来水阀门材料一般选用（ ） A. T8 B. QAL9-4 C. D. ZL302 4. 关于钢的淬火加热温度，过共析钢通常应加热到（ ） A. $AC1+(30～50℃) B. $AC3+(30～50℃) C. $AC3+(10～80℃) D. $AC1+(10～80℃) 5. 金属材料经过冷加工、热加工或固溶处理后，在室温下放置或适当升温时，发生的力学和物理性能随时间变化的现象称为（ ） A. 时效 B. 调质 C. 去应力退火 D. 水韧处理 二、填空题 6. 工业上最常用的铜合金是______和______两种。 7. 合金工具钢Cr12MoV表示平均碳的质量分数大于______，铬的质量分数约为______，钼和钒的质量分数都小于______。 8. 合金在固体状态的相结构大致可分为______和______。 9. 尺寸精度要求比较高的灰口铸铁件，在切削加工以前应进行的热处理是______。 三、综合应用题 10. 某机械制造企业选用含碳量为0.60%的碳钢制造中等载荷轴类零件。技术人员查得铁碳合金相图数据：共析成分为0.77%C，铁素体中碳的最大溶解度为0.0218%C，渗碳体含碳量为6.69%。假定钢材冷却至室温后的组织质量分数近似按共析温度时计算，现有钢材质量为100 kg。（1）计算该钢中珠光体和先共析铁素体的质量分数及质量；再计算珠光体中渗碳体的质量分数和该钢中渗碳体的质量。（2）指出铁素体、渗碳体和珠光体分别属于什么组织，并说明铁素体与渗碳体的基本性能特点。（3）判断该钢现有组织能否兼顾轴类零件所需的强度和韧性；若要求进一步提高综合力学性能，提出一项合理的热处理改进措施。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $