金属材料与热处理期末复习题.docx
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金属材料与热处理期末复习题
《金属材料与热处理》基础知识问答
1、什么是金属材料的强度?
答:
指材料抵抗塑性变形或断裂的能力。
2、什么是材料的塑性?
答:
:
指在断裂前材料产生永久变形的能力。
3、材料的强度常用什么指标来衡量?
答:
用屈服点(σs)和抗拉强度(σb)。
4、材料的塑性用什么指标来衡量?
答:
用伸长率(δ)和断面收缩率(ψ)
5、材料的强度与塑性如何测定(检验)?
答:
用受测材料按标准制成拉伸试样,然后将试样装在拉伸试验机上进行拉伸试验可测定
6、什么是材料的硬度?
,
答:
材料抵抗局部变形特别是塑性变形、压痕或划痕能力。
7、什么是材料的冲击韧性?
答:
材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力。
8、材料的强度如何影响零件的结构尺寸?
答:
材料的强度(屈服点)越高,允许的工作应力也越高,则零件的截面尺寸及自身质量就
可减少。
9、材料的强度、硬度、塑性、韧性如何影响切削力?
答:
它们越高,则切削力越大。
10、材料塑性、韧性如何影响加工质量?
答:
它们越高,已加工表面越粗糙。
11、材料硬度与塑性怎样时,好切削?
答:
材料的硬度为160~230HB范围内且有足够的脆性时切削性好
12、常用的硬度试验法有哪几种?
答:
:
三种,分别为布氏、洛氏与维氏硬度。
13、淬火钢用什么方法测定硬度?
答:
用洛氏硬度(HRC)
14、锉刀、锯片硬度约为多少?
答:
60~64HRC。
15、45钢调质或淬火的硬度一般为多少?
答:
调质时一般为200—350HBS或25—35HRC;淬火时可达40—45HRC。
16、材料牌号“45”的含义是什么?
答:
:
表示优质碳素结构钢,其平均含碳量为0.45%。
17、材料牌号“65Mn”的含义是什么?
答:
表示较高含锰优质碳素结构钢,其平均含碳量为0.65%。
18、材料牌号“T10A”的含义是什么?
答:
表示高级碳素工具钢,其平均含碳量为1.0%。
19、材料牌号“40Cr”的含义是什么?
答:
表示合金结构钢,其平均含碳量为0.40%,主要合金元素铬的含量小于1.5%
20、45钢按材料的质量、用途或含碳量各属于什么钢?
答:
分别属于优质钢、结构钢、中碳钢。
21、轴类零件常用什么材料?
答:
中碳钢(如45)、中碳合金钢(如40Cr等)。
22、箱体类零件常用什么材料?
答:
灰铸铁(如HT200、HT250等)。
23、齿轮类零件常用什么材料?
答:
中碳钢(如45)、中碳合金钢(如40Cr);低碳渗碳钢(如20Cr等)。
24、什么叫钢的热处理?
答:
通过钢在固态下的加热、保温和冷却,使其获得所需的组织与性能的一种工艺方法。
25、钢热处理的目的什么?
答:
:
改善材料的加工工艺性能;充分发挥钢材的潜力,提高其使用性能,节约成本,延长工件的使用寿命。
26、钢热处理有主要哪些方法?
答:
正火、退火、淬火、回火和表面热处理等。
27、钢材料切削时易粘刀、工件已加工表面粗糙,这材料可能存在什么的问题?
可采用什么热处理方法解决?
答:
有可能是材料的硬度太低而塑性大。
用正火热处理。
28、切削时刀具磨损快甚至易断刀,这材料可能存在什么的问题?
可采用什么热处理方法解决?
答:
有可能是材料的硬度太高。
用退火热处理。
29、零件安排调质处理目的什么?
答:
使其获得强度、硬度、塑性和韧性都较好的综合力学性能。
30、什么叫调质处理?
答:
淬火加高温回火复合的热处理工艺。
31、什么零件一般要进行调质处理?
答:
轴、齿轮、连杆、轴套类等零件。
32、什么材料适合调质处理?
答:
中碳、中碳合金钢。
33、在机械加工工艺过程,调质处理一般安排在什么位置?
答:
工件粗加工后,半精加工前。
34、什么零件需要进行淬火、回火处理?
答:
要求高硬度与高耐磨的零件。
如刀具、量具、工具等
35、、在机械加工工艺过程,淬火、回火处理一般安排在什么位置?
答:
工件半精加工后,精加工前
36、淬火处理的目的是什么?
答:
:
强化金属,使零件获得高硬度与高耐磨。
37、什么零件需要进行表面热处理?
答:
:
要求其表面有高硬度与高耐磨而心部有足够强度与韧性零件。
(如齿轮的齿面等)
38、轴类零件一般需要哪些热处理?
答:
调质、表面淬火等热处理工序。
39、齿轮类零件一般需要哪些热处理?
答:
调质、表面淬火、渗碳等热处理工序。
40、箱体类零件一般需要哪些热处理?
答:
有自然时效或人工时效等热处理,目的是消除铸造或加工中产生的内应力。
41、含碳量对钢的性能有什么影响?
答:
随着含碳量的增加,钢的强度、硬度提高,而塑性、韧性下降。
42、钢按含碳量来分,可分哪三类?
答:
可分低碳、中碳、高碳钢。
43、低碳钢主要性能与用途是什么?
答:
它塑性好,但强度低,主要用来作冷冲压件、焊接件等要求塑性好而强度不高零件。
44、中碳钢的主要性能与用途是什么?
答:
经调质后具较高强度,又具较好的塑性和韧性。
主要用来制造齿轮、轴类、连杆、
套筒等零件。
45、什么叫碳钢?
答:
是含碳量在0.0218%~2.11%的铁碳合金。
46、什么叫合金钢?
答:
:
在碳钢的基础,为改善其性能,在冶炼时有目的地加入一种或数种的合金元素的钢。
47、写出纯铁的同素异构转变式。
判断题
1、在相同的回火温度下,合金钢比同样含碳量的碳素钢具有更高的硬度(√)
2、低合金钢是指含碳量低于0.25%的合金钢。
(×)
3、3Cr2W8V钢的平均含碳量为0.3%,所以它是合金结构钢。
(×)
4、合金钢只有经过热处理,才能显著提高其力学性能。
(√)
5、GCr15钢是滚动轴承钢,但又可制造量具、刀具和冷冲模具等。
(√)
6、不锈钢中含碳量越高,其耐腐蚀性越好。
(×)
7、滚动轴承钢是高碳钢。
(√)
8、合金渗碳钢都是低碳钢。
(√)
9、淬火加热高温回火处理称为调质处理.处理后具有综合机械性能好的特点。
(√)
10、钢中合金元素含量越多,则淬火后钢的硬度越高。
(×)
11、材料的屈服点越低,则允许的工作应力越高。
(×)
12、一般说来,晶粒越粗大,金属的力学性能就越差。
(√)
13、碳在γ-Fe中的溶解度比在α-Fe中的溶解度大。
(√)
14、奥氏体向铁素体的转变是铁发生同素异构转变的结果。
(√)
15、锰、硅在碳钢中都是有益元素,适当地增加其含量,能提高钢的强度。
(√)
16、在相同的回火温度下,合金钢比同样含碳量的碳素钢具有更高的硬度。
(√)
17、硬质合金中,碳化物含量越高,钴含量越低,则其强度及韧性越高。
(×)
18、渗碳后,由于工件表面含碳量提高,所以不需要淬火即可获得高硬度和高耐磨性。
(×)
19、钢材锻造的温度范围必须选择在Fe—FeC相图的单相奥氏体区域。
(√)
20、碳素工具钢都是优质或高级优质钢。
(√)
简答及应用题:
1、生产中细化晶粒的常用方法有哪几种?
为什么要细化晶粒?
1、答:
生产中常用的细化晶粒方法有增加过冷度、变质处理和振动处理三种,
因为细晶粒的金属具有较高的强度和韧性,所以要细化晶粒。
2、什么是退火?
退火的目的有哪些?
2、答:
是将钢加热到适当温度,保持一定时间,然后缓慢冷却(一般随炉冷却)的热处理工艺。
退火的目的是:
(1)降低钢的硬度,提高塑性,以利于切削加工及冷变形加工。
(2)细化晶粒,均匀钢的组织及成分。
改善钢的性能或为以后的热处理作准备。
(3)消除钢中的残余内应力,防止变形和开裂。
3、试说明随着钢中碳含量的增加,其室温平衡组织的变化规律;其力学性能变化的规律;即当碳含量≤1%时,随碳含量的增加钢的强度、硬度、塑性、韧性变化的规律;当碳含量≥1%时,随碳含量的增加,钢的强度、硬度变化的规律,其原因是什么。
3、随着钢中碳含量的增加,其室温平衡组织的变化规律为P+F→P→P+Fe3CⅡ,其力学性能变化的规律为:
当碳含量≤1%时,随碳含量的增加,钢的强度、硬度提高,塑性、韧性下降;当碳含量≥1%时,随碳含量的增加,钢的强度降低、而硬度提高,其原因是由于钢中的网状Fe3CⅡ量增多的缘故所致。
4、从仓库找出一根积压的钢材,经金相分析后发现其组织为珠光体加铁素体,其中铁素体占80℅,问此钢材的含碳量大约是多少?
5、对某碳钢进行金相分析,发现其组织为珠光体+网状渗碳体,其中珠光体占93℅。
问此钢含碳大约是多少?
4、从仓库找出一根积压的钢材,经金相分析后发现其组织为珠光体加铁素体,其中铁素体占80℅,问此钢材的含碳量大约是多少?
解:
因为80%(Wc-0)=20%(0.77-Wc)
所以Wc=
答:
该钢材的含碳量为15%(为15钢)
5、对某碳钢进行金相分析,发现其组织为珠光体+网状渗碳体,其中珠光体占93℅。
问此钢含碳大约是多少?
因为93%(Wc-0.77)=7%(6.69-Wc)93%7%
0.776.69
所以Wc=1.18%(为T12钢)
答:
该钢材的含碳量为1.18%(为T12钢)
6、有一批Wc=0.45℅的碳钢齿轮,其制造工艺为:
圆钢下料→锻造→退火→车削加工→淬火→回火→铣齿→表面淬火。
说明各热处理工序的名称和作用。
6、答:
(1)退火:
完全退火;降低HBS,提高切削加工性能,细化晶粒,均匀组织。
(2)淬火+回火:
调质;提高综合性能。
(3)齿面淬火:
表面淬火;提高HRC和耐磨性。
7、用T12钢制造锉刀,工艺路线如下:
锻造——热处理——机加工——热处理——精加工。
试写出各热处理工序的名称及其作用。
7、答:
(1)在锻造后机加工前进行球化退火;作用在于降低硬度,改善切削加工性,并为以后淬火作好准备。
(2)在机加工后精加工前进行淬火、低温回火;目的是通过淬火提高材料的硬度和耐磨性,通过低温回火降低材料中残余应力和脆性,保持钢在淬火后所得到的高硬度和耐磨性。
8、某柴油机凸轮轴,要求凸轮表面有高的硬度(HRC>50),而心部具有良好的韧性(Ak>40J).原来用Wc=0.45℅的碳钢调质,再在凸轮表面进行高频淬火,最后低温回火。
现因库存钢材用完,拟用Wc=0.15℅的碳钢代替。
试说明:
(1)原Wc=0.45℅钢的各热处理工序的作用。
(1)调质:
提高心部综合力学性能;高频淬火+低温回火:
提高HRC、耐磨性,降低脆性,保证要求的硬度值。
(2)改用Wc=0.15℅钢后,仍按原热处理工序进行,能否满足性能要求?
为什么?
不能。
因为含碳量为0.15℅淬不硬,表面硬度不足,耐磨性不够。
(3)改用Wc=0.15℅钢后,采用何种热处理工艺能达到所要求的性能?
(3)渗碳+淬火+低温回火。
《金属材料与热处理》基础知识问答答案
1、答:
指材料抵抗塑性变形或断裂的能力。
2、答:
指在断裂前材料产生永久变形的能力。
3、答:
用屈服点(σs)和抗拉强度(σb)。
4、答:
用伸长率(δ)和断面收缩率(ψ)。
5、答:
用受测材料按标准制成拉伸试样,然后将试样装在拉伸试验机上进行拉伸试验可测定。
6、答:
材料抵抗局部变形特别是塑性变形、压痕或划痕能力。
7、答:
材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力。
8、答:
材料的强度(屈服点)越高,允许的工作应力也越高,则零件的截面尺寸及自身质量就
可减少。
9、答:
它们越高,则切削力越大。
10、答:
它们越高,已加工表面越粗糙。
11、答:
材料的硬度为160~230HB范围内且有足够的脆性时切削性好。
12、答:
三种,分别为布氏、洛氏与维氏硬度。
.
13、答:
用洛氏硬度(HRC)
14、答:
60~64HRC。
15、答:
调质时一般为200—350HBS或25—35HRC;淬火时可达40—45HRC。
16、答:
表示优质碳素结构钢,其平均含碳量为0.45%。
17、答:
表示较高含锰优质碳素结构钢,其平均含碳量为0.65%。
18、答:
表示高级碳素工具钢,其平均含碳量为1.0%。
19、答:
表示合金结构钢,其平均含碳量为0.40%,主要合金元素铬的含量小于1.5%。
20、答:
分别属于优质钢、结构钢、中碳钢。
21、答:
中碳钢(如45)、中碳合金钢(如40Cr等)。
22、答:
灰铸铁(如HT200、HT250等)。
23、答:
中碳钢(如45)、中碳合金钢(如40Cr);低碳渗碳钢(如20Cr等)。
24、答:
通过钢在固态下的加热、保温和冷却,使其获得所需的组织与性能的一种工艺方法。
25、答:
改善材料的加工工艺性能;充分发挥钢材的潜力,提高其使用性能,节约成本,延长工件的使用寿命。
26、答:
正火、退火、淬火、回火和表面热处理等。
27、答:
有可能是材料的硬度太低而塑性大。
用正火热处理。
28、答:
:
有可能是材料的硬度太高。
用退火热处理。
29、答:
使其获得强度、硬度、塑性和韧性都较好的综合力学性能。
30、答:
淬火加高温回火复合的热处理工艺。
31、答:
轴、齿轮、连杆、轴套类等零件。
32、答:
中碳、中碳合金钢。
33、答:
工件粗加工后,半精加工前。
34、答:
要求高硬度与高耐磨的零件。
如刀具、量具、工具等。
35、答:
工件半精加工后,精加工前。
36、答:
强化金属,使零件获得高硬度与高耐磨。
37、答:
要求其表面有高硬度与高耐磨而心部有足够强度与韧性零件。
(如齿轮的齿面等)
38、答:
调质、表面淬火等热处理工序。
39、答:
调质、表面淬火、渗碳等热处理工序。
40、答:
有自然时效或人工时效等热处理,目的是消除铸造或加工中产生的内应力。
41、答:
随着含碳量的增加,钢的强度、硬度提高,而塑性、韧性下降。
42、答:
可分低碳、中碳、高碳钢。
43、答:
它塑性好,但强度低,主要用来作冷冲压件、焊接件等要求塑性好而强度不高零件。
44、答:
经调质后具较高强度,又具较好的塑性和韧性。
主要用来制造齿轮、轴类、连杆、
套筒等零件。
45、答:
是含碳量在0.0218%~2.11%的铁碳合金。
46、答:
在碳钢的基础,为改善其性能,在冶炼时有目的地加入一种或数种的合金元素的钢。
47、
判断题:
简答及应用题:
1、答:
生产中常用的细化晶粒方法有增加过冷度、变质处理和振动处理三种,
因为细晶粒的金属具有较高的强度和韧性,所以要细化晶粒。
2、答:
是将钢加热到适当温度,保持一定时间,然后缓慢冷却(一般随炉冷却)的热处理工艺。
退火的目的是:
(1)降低钢的硬度,提高塑性,以利于切削加工及冷变形加工。
(2)细化晶粒,均匀钢的组织及成分。
改善钢的性能或为以后的热处理作准备。
(3)消除钢中的残余内应力,防止变形和开裂。
3、随着钢中碳含量的增加,其室温平衡组织的变化规律为P+F→P→P+Fe3CⅡ,其力学性能变化的规律为:
当碳含量≤1%时,随碳含量的增加,钢的强度、硬度提高,塑性、韧性下降;当碳含量≥1%时,随碳含量的增加,钢的强度降低、而硬度提高,其原因是由于钢中的网状Fe3CⅡ量增多的缘故所致。
4、从仓库找出一根积压的钢材,经金相分析后发现其组织为珠光体加铁素体,其中铁素体占80℅,问此钢材的含碳量大约是多少?
解:
因为80%(Wc-0)=20%(0.77-Wc)
所以Wc=
答:
该钢材的含碳量为15%(为15钢)
5、对某碳钢进行金相分析,发现其组织为珠光体+网状渗碳体,其中珠光体占93℅。
问此钢含碳大约是多少?
因为93%(Wc-0.77)=7%(6.69-Wc)93%7%
0.776.69
所以Wc=1.18%(为T12钢)
答:
该钢材的含碳量为1.18%(为T12钢)
6、答:
(1)退火:
完全退火;降低HBS,提高切削加工性能,细化晶粒,均匀组织。
(2)淬火+回火:
调质;提高综合性能。
(3)齿面淬火:
表面淬火;提高HRC和耐磨性。
7、答:
(1)在锻造后机加工前进行球化退火;作用在于降低硬度,改善切削加工性,并为以后淬火作好准备。
(2)在机加工后精加工前进行淬火、低温回火;目的是通过淬火提高材料的硬度和耐磨性,通过低温回火降低材料中残余应力和脆性,保持钢在淬火后所得到的高硬度和耐磨性。
8、答:
(1)调质:
提高心部综合力学性能;
高频淬火+低温回火:
提高HRC、耐磨性,降低脆性,保证要求的硬度值。
(2)不能。
因为含碳量为0.15℅淬不硬,表面硬度不足,耐磨性不够。
(3)渗碳+淬火+低温回火。