热处理教案尾页.docx

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热处理教案尾页

邵阳学院机械与能源工程系

教案尾页

1、思考题：

1．常见的金属晶格类型有哪些?

试绘图说明其特征。

2．实际金属中有哪些晶体缺陷?

晶体缺陷对金属的性能有何影响?

3．什么叫过冷现象、过冷度?

过冷度与冷却速度有何关系?

4．金属的晶粒大小对力学性能有何影响?

控制金属晶粒大小的方法有哪些?

5．如果其它条件相同，试比较下列铸造条件下，铸件晶粒的大小：

（1）金属型浇注与砂型浇注；

（2）浇注温度高与浇注温度低；

（3）铸成薄壁件与铸成厚壁件；

（4）厚大铸件的表面部分与中心部分；

（5）浇注时采用振动与不采用振动。

6．金属铸锭通常由哪几个晶区组成？

它们的组织和性能有何特点？

7．为什么单晶体具有各向异性，而多晶体在一般情况下不显示各向异性？

8．试计算面心立方晶格的致密度。

9．什么是位错？

位错密度的大小对金属强度有何影响？

10、晶体在结晶时，晶核形成种类有几种？

什么是变质处理？

11．何谓金属的同素异晶转变?

2、参考资料：

《金属学与热处理原理》崔忠圻主编；《金属材料及热处理》史美堂主编

3、课后分析：

邵阳学院机械与能源工程系

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1、思考题：

1．试根据书中有关表格查出10钢、20钢、30钢、40钢、50钢、60钢的σb、σs（或σ0.2）、δ5、ψ、aKU的数值，并画出以横坐标为钢号，以纵坐标为各种力学性能的关系曲线。

2．疲劳破坏是怎样产生的?

提高零件疲劳强度的方法有哪些?

3．金属材料有哪些工艺性能？

哪些金属与合金具有优良的可锻性？

哪些金属与合金具有优良的可焊性？

4、如何选择再结晶退火温度？

什么是热变形和冷变形？

钢的再结晶退火温度是多少？

5、在制造长的精密丝杆时或轴时，常在半精加工之后将其吊挂起来，并用木锤沿全长轻击几遍，再吊挂5～7天，然后再精加工，试解释这样做的目的和其原因。

6、锡在室温下变形，钨在1000℃变形，它们属于热加工还是冷加工，组织和性能会有何变化？

7、

（1）由厚板机械加工成齿轮；

（2）由粗钢棒机械加工成齿轮；（3）由圆棒热锻成齿轮坯，再加工成齿轮。

哪种方法较为理想？

为什么？

8、说明下列现象产生的原因？

（1）滑移面是原子密度最大的晶面，滑移方向是原子密度最大的方向；

（2）实际测得的晶体滑移所需的临界切应力比理论计算的数值小得多；

（3）晶界处滑移的阻力最大；

（4）Zn、α-Fe、Cu的塑性不同。

9、影响再结晶后晶粒大小的主要因素有哪些？

2、参考资料：

《金属材料及热处理》丁仁亮主编

3、课后分析：

邵阳学院机械与能源工程系

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1、思考题：

1．共晶部分的Mg-Cu相图如图3.1所示：

（1）填入各区域的组织组成物和相组成物。

在各区域中是否会有纯Mg相存在？

为什么？

（2）求出20%Cu合金冷却到500℃、400℃时各相的成分和重量百分比。

（3）画出20%Cu合金自液相冷到室温的却曲线，并注明各阶段的相与相变过程。

图3.1

2．试分析比较纯金属、固溶体、共晶体三者在结晶过程和显微组织上的异同之处。

3．为什么亚共晶合金的共晶转变温度与共晶合金共晶转变温度相同？

4．何谓共晶转变和共析转变?

以铁碳合金为例写出转变表达式。

5．画出Fe-Fe3C相图钢的部分，试分析45钢、T8钢、T12钢在极缓慢的冷却条件下的组织转变过程，并绘出室温显微组织示意图。

7．根据Fe-Fe3C相图解释下列现象：

（1）在进行热轧和锻造时，通常将钢材加热到1000～1200℃；

（2）钢铆钉一般用低碳钢制作；

（3）绑扎物件一般用铁丝（镀锌低碳钢丝），而起重机吊重物时却用钢丝绳（60钢、65钢、70钢等制成）；

（4）在1100℃时，wc=0.4%的碳钢能进行锻造，而wc=4.0%的铸铁不能进行锻造；

（5）在室温下wc=0.8%的碳钢比wc=1.2%的碳钢强度高；

（6）钢锭在正常温度（950～1100℃）下轧制有时会造成开裂；

（7）钳工锯割T8钢、T10钢等钢料比锯割10钢、20钢费力，锯条易磨钝；

8．试以钢的显微组织说明20钢、45钢和T8钢的力学性能有何不同。

9．下列说法是否正确?

为什么?

（1）钢的含碳量越高，质量越好；

（2）共析钢在727℃发生共析转变形成单相珠光体；

（3）wc=4.3%的钢在1148℃发生共晶转变形成莱氏体；

（4）钢的含碳量越高，其强度和塑性也越高。

10．下列工件，由于管理的差错，造成钢材错用，问使用过程中会出现哪些问题?

（1）把Q235—A当作45钢制造齿轮?

（2）把30钢当作T13钢制成锉刀；

（3）把20钢当作60钢制成弹簧。

11．根据括号内提供的钢号（08F；20；T8；T12；65Mn；45）选择下列工件所采用的材料：

冷冲压件；螺钉；齿轮；小弹簧；锉刀。

2、参考资料：

《金属学与热处理原理》崔忠圻主编；《金属材料及热处理》史美堂主编

3、课后分析：

邵阳学院机械与能源工程系

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1、思考题：

1．奥氏体晶粒大小与哪些因素有关?

为什么说奥氏体晶粒大小直接影响冷却后钢的组织和性能?

2．过冷奥氏体在不同的温度等温转变时，可得到哪些转变产物?

试列表比较它们的组织和性能。

3．共析钢过冷奥氏体在不同温度的等温过程中，为什么550℃的孕育期最短?

转变速度最快?

4．判断下列说法是否正确？

为什么？

（1）钢在奥氏体化冷却，所形成的组织主要取决于钢的加热速度。

（2）低碳钢和高碳钢零件为了切削方便，可预先进行球化退火处理。

（3）过冷奥氏体的冷却速度越快，钢件冷却后的硬度越高。

（4）钢经淬火后处于硬脆状态。

（5）马氏体中的碳含量等于钢中的碳含量。

5．什么是Vk？

其主要影响因素有哪些?

6．马氏体组织形态分哪两种?

马氏体的本质是什么？

两种马氏体的性能特点是什么？

为何高碳马氏体硬而脆？

7．马氏体转变有何特点？

为什么说马氏体转变是一个不完全的转变?

8．退火的主要目的是什么?

生产中常用的退火方法有哪几种?

9．正火与退火相比有何异同?

什么条件下正火可代替退火?

10．为什么过共析钢锻件采用球化退化而不用完全退火?

11．为什么说淬火回火处理是钢铁材料最经济和最有效的强化手段?

12．将二个同尺寸的T12钢试样，分别加热到780℃和860℃，并保温相同时间，然后以大于Vk的同一冷速冷至室温，试问：

（1）哪个试样中马氏体的wC较高?

（2）哪个试样中残余奥氏体量较多?

（3）哪个试样中未溶碳化物较多?

（4）哪个淬火加热温度较合适?

为什么?

13．一根直径为6mm的45钢棒料，经860℃淬火、160℃低温回火后，硬度为55HRC，然后从一端加热，使钢棒上各点达到图4-1所示的温度。

试问：

（1）此时各点的组织是什么？

（2）从图示温度缓冷至室温后各点的组织是什么？

（3）从图示温度水冷至室温后各点的组织是什么？

图4-1题13图

14．现有20钢和40钢制造的齿轮各一个，为了提高轮齿齿面的硬度和耐磨性，宜采用何种热处理工艺？

热处理后的组织和性能有何不同？

15．什么是钢的淬透性和淬硬性?

它们对于钢材的使用各有何意义?

16．回火的目的是什么?

为什么淬火工件务必要及时回火?

17．为什么生产中对刃具、冷作模具、量具、滚动轴承等热处理常采用淬火+低温回火，对弹性零件则采用淬火+中温回火，而对轴、连杆等零件却采用淬火+高温回火?

18．在硬度相同的条件下，为什么经调质处理的工件比正火后的工件具有较好的力学性能?

19．用T12钢制造的丝锥，其成品硬度要求为＞60HRC，加工工艺过程为：

轧制—→热处理1—→机加工—→热处理2—→机加工。

（1）写出各热处理工序的名称及作用：

（2）制订最终热处理的工艺规范（加热温度、冷却介质）。

20．什么是表面淬火?

为什么机床主轴、齿轮等中碳钢零件常采用感应加热表面淬火?

21．什么是化学热处理?

化学热处理包括哪几个基本过程？

常用的化学热处理方法有哪几种?

22．渗碳的目的是什么?

为什么渗碳零件均采用低碳钢或低碳合金钢钢制造?

23．为什么钢经渗碳后还需进行淬火+低温回火处理?

24．经调质处理后，45钢的硬度为240HBS，若再进行200℃的回火，能否使其硬度升高？

为什么？

经淬火、低温回火后，45钢的硬度为57HRC，若再进行560℃的回火，能否使其硬度降低？

为什么？

25．常用碳氮共渗的方法有哪几种?

其主要目的和应用范围如何?

26、确定下列钢件的退火方法，并指出退火的目的及退火后的组织：

（1）经冷轧后的15钢板要求降低硬度；

（2）ZG270-500铸造齿轮；

（3）锻造过热的60钢锻坯。

27、解释下列名词：

淬透性、淬硬性、过热、过烧、临界冷却速度、退火、正火、淬火、完全退火、球化退火、回火、冷处理

2、参考资料：

《热处理技术数据手册》樊东黎主编；《金属学与热处理原理》崔忠圻主编

3、课后分析：

邵阳学院机械与能源工程系

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1、思考题：

1．从力学性能、热处理变形、耐磨性和热硬性几方面比较合金钢和碳钢的差异，并简单说明原因。

2．解释下列钢的牌号含义、类别及热处理方法：

20CrMnTi，40Cr，4Cr13，16Mn，T10A，1Cr18Ni9Ti，Cr12MoV，W6Mo5Cr4V2，38CrMoAlA，5CrMnMo，GCr15，55Si2Mn

3．说明如何根据机器零件的工作条件选择机器零件用钢的含碳量和组织状态。

4．比较9SiCr，Cr12MoV，5CrMnMo，W18Cr4V等四种合金工具钢的成分、性能和用途差异。

5．今有W18Cr4V钢制铣刀，试制定其加工工艺路线，说明热加工工序的目的，淬火温度为什么要高达1280℃？

淬火后为什么要进行三次高温回火？

能不能用一次长时间回火代替？

6．简述提高钢的耐蚀性的原理及方法。

7．耐磨钢（ZGMn13）和奥氏体不锈钢的淬火目的与一般钢的淬火目的有何不同？

耐磨钢的耐磨原理与工具钢有什么差异？

8．为什么有些合金钢能在室温下获得稳定的单相奥氏体组织（奥氏体钢）或单相铁素体组织（铁素体钢）?

9．什么是钢的耐回火性和“二次硬化”？

它们在实际应用中有何意义?

10．9SiCr钢和W18Cr4V钢在性能方面有何区别?

生产中能否将它们相互代用?

11．为什么小型热锻模选用5CrMnMo钢制造而大型热锻模宜选用5CrNiMo钢制造?

12．试列表总结渗碳钢、调质钢、弹簧钢、轴承钢、量具刃具用钢、冷作模具钢、热作模具钢和高速钢的工作条件、性能要求、成分特点、热处理特点、典型钢种及其用途。

13．制作刃具的材料有哪些类别？

列表比较它们的化学成分、热处理方法、性能特点（硬度、红硬性、耐磨性、韧性等）、主要用途及常用代号。

14．铸铁分为哪几类？

其最基本的区别是什么？

15．影响石墨化的因素有哪些？

是如何影响的？

16．在生产中，有些铸件表面棱角和凸缘处常常硬度很高，难以进行机械加工，试问其原因是什么？

消除办法是什么？

17．在灰铸铁中，为什么含碳量与含硅量越高时，铸铁的抗拉强度和硬度越低？

18．在铸铁的石墨化过程中，如果第一、第二阶段完全石墨化，第三阶段完全石墨化、或部分石墨化、或未石墨化时，问它们各获得哪种组织的铸铁？

19．什么是孕育铸铁？

如何进行孕育处理？

20．为什么说球墨铸铁是“以铁代钢”的好材料？

其生产工艺如何？

21．可锻铸铁是怎样生产的？

可锻铸铁可以锻造吗？

22．为什么可锻铸铁适宜制造壁厚较薄的零件？

而球墨铸铁却不宜制造壁厚较薄的零件？

23．HT200、KTH300-06、KTZ550-04、QT400-15、QT700-2、QT900-2等铸铁牌号中数字分别表示什么性能？

具有什么显微组织？

这些性能是铸态性能，还是热处理后性能？

若是热处理后性能，请指出其热处理方法。

2、参考资料：

《金属材料及热处理》史美堂主编；《实用金属材料手册》许华忠主编；《机械工程材料》高为国主编。

3、课后分析

邵阳学院机械与能源工程系

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1、思考题：

1．怎样的有色金属合金才能进行时效强化？

2．为什么通过合金化就能提高铝的强度？

为什么选用锌、镁、铜、硅等作为铝合金的主加元素？

5．铝合金的自然时效与人工时效有什么区别？

选用自然时效或人工时效的原则是什么？

4．简述时效温度和时效时间对合金强度有何影响？

5．变质处理前后其组织和性能有何变化？

这类铝合金主要用处何在？

6．黄铜能否进行时效强化？

一般采用何种强化方式？

7．为什么H62黄铜的强度高而塑性较低？

而H68黄铜的塑性却比H62黄铜好？

8．钛合金分为哪三类？

性能上各有什么特点？

9．滑动轴承合金必须具有什么特性？

其组织有什么要求？

举例说明常用巴氏合金的化学成分、性能和用途。

10．滑动轴承合金应具有怎样的性能和理想的显微组织？

11、何谓粉末冶金？

简述粉末冶金工艺过程。

12、常用的粉末冶金材料有哪些？

13、硬质合金有什么特点？

14、与工具钢相比，硬质合金材料的优点有哪些？

15、YG、YT、YW三类硬质合金分别适用于哪类材料的加工？

2、参考资料：

《金属材料及热处理》史美堂主编；《实用金属材料手册》许华忠主编；《机械工程材料》高为国主编。

3、课后分析：

邵阳学院机械与能源工程系

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1、思考题：

1．何为零件的失效？

2．零件选材时的原则有哪些？

3．选择下列零件的材料，制定加工工艺路线，并做说明：

磨床主轴；高速洗刀；发动机曲轴；汽车板簧；滚动轴承

2、参考资料：

《金属材料及热处理》史美堂主编；《实用金属材料手册》许华忠主编；《机械工程材料》高为国主编。

3、课后分析：