金相技能大賽筆試題一、單項選擇題（每題3分，共30分）。A.掃描電子顯微鏡B.透射電子顯微鏡C.光學顯微鏡D.原子力顯微鏡。2.金相試樣制備過程中，粗磨的主要目的是（）。A.去除試樣表面的氧化皮和較大的加工痕跡。B.使試樣表面達到鏡面光潔度。C.顯示金相組織。D.確定試樣的晶粒度。3.洛氏硬度的符號是（）。A.HBB.HRC.HVD.HS.4.珠光體是一種（）。A.單相組織B.兩相機械混合物C.三相組織D.化合物。5.鐵碳合金相圖中，共析點的含碳量為（）。A.0.0218%B.0.77%C.2.11%D.4.3%A.SiB.MnC.SD.P.7.金相試樣侵蝕常用的試劑是（）。A.酒精B.硝酸酒精溶液C.鹽酸D.氫氧化鈉溶液。8.晶粒度的評級標準中，晶粒越細小，晶粒度級別數（）。A.越小B.越大C.不變D.與級別數無關。9.馬氏體轉變屬于（）。A.擴散型轉變B.半擴散型轉變C.非擴散型轉變D.不確定。A.鐵素體B.珠光體C.貝氏體D.馬氏體。二、多項選擇題（每題5分，共25分）。1.金相試樣制備的基本步驟包括（）。A.取樣B.鑲嵌C.磨光D.拋光E.侵蝕。2.影響金屬材料硬度測試結果的因素有（）。A.試樣表面狀態B.加載速度C.壓頭形狀D.材料的組織結構E.測試環境溫度。3.鐵碳合金中的基本相有（）。A.鐵素體B.奧氏體C.滲碳體D.珠光體E.萊氏體。4.提高鋼的強度的方法有（）。A.增加碳含量B.細化晶粒C.加入合金元素D.進行熱處理E.冷加工變形。5.金相顯微鏡的主要組成部分包括（）。A.光學系統B.機械系統C.照明系統D.成像系統E.控制系統。三、簡答題（每題15分，共30分）。1.簡述金相試樣制備過程中，拋光的目的和常用的拋光方法。2.說明鐵碳合金相圖在實際生產中的應用。四、分析題（15分）?，F有一碳鋼試樣，經金相分析發現其組織為珠光體和鐵素體，且珠光體占70%（體積分數）。已知鐵素體的含碳量近似為0，珠光體的含碳量為0.77%。試計算該碳鋼的含碳量，并判斷其屬于哪種碳鋼（低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼）。答案及解析。一、單項選擇題。1.答案：C。解析：光學顯微鏡操作簡便、成本較低，能清晰觀察到金相組織的形態和分布，是金相組織觀察最常用的工具。掃描電子顯微鏡主要用于觀察材料的微觀表面形貌；透射電子顯微鏡用于觀察材料更微觀的晶體結構等；原子力顯微鏡主要用于納米尺度的表面形貌測量。2.答案：A。解析：粗磨是金相試樣制備的第一步，主要作用是去除試樣表面的氧化皮和較大的加工痕跡，為后續的細磨和拋光提供平整的基礎。使試樣表面達到鏡面光潔度是拋光的目的；顯示金相組織是侵蝕的作用；確定試樣的晶粒度需要在制備好試樣后通過金相顯微鏡觀察并評級。3.答案：B。解析：HB是布氏硬度符號；HR是洛氏硬度符號；HV是維氏硬度符號；HS是肖氏硬度符號。4.答案：B。解析：珠光體是由鐵素體和滲碳體組成的兩相機械混合物，在金相顯微鏡下呈現出特征的層片狀結構。5.答案：B。解析：鐵碳合金相圖中，共析點的含碳量為0.77%，在該點發生共析轉變，奧氏體轉變為珠光體。0.0218%是碳在鐵素體中的最大溶解度；2.11%是工業純鐵和鋼的分界點；4.3%是共晶點的含碳量。6.答案：D。解析：Si、Mn在適量時能提高鋼的強度和韌性；S會降低鋼的熱加工性能和韌性；P在鋼中能提高鋼的強度和硬度，但嚴重降低鋼的韌性，尤其是低溫韌性，使鋼產生冷脆現象。7.答案：B。解析：硝酸酒精溶液是金相試樣侵蝕常用的試劑，它能與金屬表面發生化學反應，溶解掉部分金屬，從而顯示出金相組織的差異。酒精主要用于清洗試樣；鹽酸和氫氧化鈉溶液一般不用于金相試樣的常規侵蝕。8.答案：B。解析：晶粒度的評級標準中，晶粒越細小，晶粒度級別數越大。例如1級晶粒度的晶粒比8級晶粒度的晶粒大得多。9.答案：C。解析：馬氏體轉變過程中原子不發生擴散，只發生晶格的切變，所以屬于非擴散型轉變。擴散型轉變原子有充分時間進行擴散，如珠光體轉變；半擴散型轉變介于兩者之間，如貝氏體轉變。10.答案：D。解析：馬氏體是碳在α-Fe中的過飽和固溶體，由于其晶格畸變嚴重，硬度很高。鐵素體是碳在α-Fe中的間隙固溶體，硬度較低；珠光體硬度介于鐵素體和馬氏體之間；貝氏體硬度也低于馬氏體。二、多項選擇題。1.答案：ABCDE。解析：金相試樣制備的完整流程包括取樣，選取合適的材料部位；鑲嵌，對于形狀不規則或尺寸較小的試樣進行鑲嵌以便后續操作；磨光，逐步減小試樣表面的加工痕跡；拋光，使試樣表面達到鏡面光潔度；侵蝕，顯示金相組織。2.答案：ABCDE。解析：試樣表面狀態不平整會影響壓痕的形狀和尺寸，從而影響硬度值；加載速度過快可能導致壓痕變形異常；壓頭形狀不同，壓入材料的方式和產生的壓痕形狀不同，硬度值也會不同；材料的組織結構不同，抵抗壓入的能力不同；測試環境溫度變化可能導致材料的性能和壓頭的尺寸等發生變化，進而影響硬度測試結果。3.答案：ABC。解析：鐵碳合金中的基本相有鐵素體、奧氏體和滲碳體。珠光體和萊氏體是由基本相組成的組織，不是基本相。珠光體是鐵素體和滲碳體的機械混合物，萊氏體是奧氏體和滲碳體的機械混合物（高溫萊氏體）或珠光體和滲碳體的機械混合物（低溫萊氏體）。4.答案：ABCDE。解析：增加碳含量可提高鋼的強度，但會降低韌性；細化晶粒能使晶界增多，阻礙位錯運動，提高強度；加入合金元素如Mn、Si等能通過固溶強化等方式提高強度；進行熱處理如淬火+回火等可改變鋼的組織結構，提高強度；冷加工變形使金屬產生加工硬化，提高強度。5.答案：ABCD。解析：金相顯微鏡主要由光學系統（包括目鏡、物鏡等）用于成像；機械系統（如載物臺、調焦裝置等）用于支撐和操作；照明系統（提供合適的光源）；成像系統（將光學圖像轉換為可觀察的圖像，如通過攝像頭和顯示器）組成。一般金相顯微鏡沒有專門的控制系統。三、簡答題。1.答案：拋光的目的：去除磨光過程中留下的細微劃痕，使試樣表面達到鏡面光潔度，為后續的金相組織觀察提供良好的表面條件，以便能清晰地觀察到金相組織的真實形態和分布。常用的拋光方法：機械拋光：利用拋光機上的拋光布和拋光粉，通過機械摩擦作用去除試樣表面的微小凸起，達到拋光效果。操作時需注意選擇合適的拋光布和拋光粉粒度，以及控制拋光的壓力和轉速。電解拋光：將試樣作為陽極，放入特定的電解液中，在直流電場作用下，試樣表面發生選擇性溶解，凸起部分溶解速度快，從而使表面達到平整光滑。電解拋光適用于一些硬度較低或容易產生加工硬化的材料?；瘜W拋光：將試樣浸泡在化學拋光液中，通過化學反應使試樣表面溶解，達到拋光目的?；瘜W拋光設備簡單，但拋光效果可能不如機械拋光和電解拋光均勻。2.答案：在選材方面的應用：根據鐵碳合金相圖，可以了解不同含碳量的鐵碳合金在室溫下的組織和性能特點。例如，低碳鋼（含碳量小于0.3%）塑性、韌性好，可用于制造需要良好成型性能的零件，如汽車外殼；中碳鋼（含碳量0.3%0.6%）強度、韌性適中，常用于制造軸類、齒輪等零件；高碳鋼（含碳量大于0.6%）硬度高、耐磨性好，可用于制造刀具、模具等。在制定熱加工工藝方面的應用：鍛造和軋制：根據相圖可知，奧氏體具有良好的塑性，適合進行壓力加工。因此，鍛造和軋制一般在奧氏體區進行，通過控制加熱溫度和變形量，可以改善金屬的組織結構和性能。熱處理：鐵碳合金相圖是制定熱處理工藝的重要依據。例如，退火、正火、淬火等熱處理工藝的加熱溫度和冷卻速度都與相圖密切相關。通過合理選擇熱處理工藝參數，可以獲得所需的組織和性能。在鑄造方面的應用：根據相圖可以了解鐵碳合金的熔點和凝固過程，確定合適的鑄造溫度范圍。同時，通過控制合金成分和凝固條件，可以改善鑄件的組織和性能，減少鑄造缺陷。四、分析題。1.答案：設該碳鋼的含碳量為x