工程材料复习资料答案版文档格式.docx
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C~500°
C）处理。
耐磨件则进行淬火（~850°
C）及低温回火（200°
C~250°
C）处理
11.热加工后的显微组织是纤维组织。
P42冷变形加工（塑性变形）后会出现纤维组织和织构现象，强度、硬度提高，塑性韧度下降
12.金属结晶时，冷速愈大，则晶粒愈细。
P67冷却速度愈大，则金属的实际结晶温度愈低，因而过冷度愈大。
为了获得细晶组织，主要采用提高金属的过冷度和进行变质处理
13.当冷却速度非常缓慢时，不要过冷也可以结晶。
P63结晶的充分必要条件是液态金属具有一定的过冷度
14.钢的实际晶粒度取决于钢的加热温度。
P69用较低的浇注温度，减慢铸型温度升高的速度，使铸型温度不致升高太快，以获得较大的过冷度，进而得到较细的晶粒。
15.合金元素不能提高钢的回火稳定性。
P174合金元素对回火转变的影响有：
1、提高回火稳定性2、产生二次硬化
3、增大回火脆性
16.高速钢淬火后硬度较其它工具钢高，故能高速切削。
（X）
P185、P206、P209高速钢的硬度为62~65HRC其他工具钢的硬度为60~65HRC，高速钢区别于其他工具钢的显著优点是它具有良好的热硬性。
高速钢能比低合金工具钢具有更高的切削速度而不至于很快破坏，固有高速钢之称；
其切削时能长期保持刃口锋利，俗称锋钢。
17.铸铁经热处理改变了其基体和石墨形态，从而改变了性能。
P242热处理不能改变石墨的形状和分布，对提高铸铁的力学性能作用不大，热处理可以改变其基体，不同基体的铸铁，性能差别很大。
要求表面耐磨的凸轮，用45钢淬火、回火HRC60～63。
HRC54~58（X）
18.直径30mm，要求良好综合机械性能的传动轴，用40Cr调质HBS220～250。
（√）
P193低淬透性调质钢的油淬临界淬透直径为30~40mm，调质后具有较好的力学性能及工艺性能，由于淬透性不太高，故多用于尺寸较小的较重要零件，如机床主轴，变速齿轮，传动轮等
20.可锻铸铁可以锻造。
P249任何一种铸铁都不可锻造。
1.冷热加工的差别是产不产生加工硬化。
P51热加工与冷加工以金属的再结晶温度为界限来区分
2.细晶强化可以提高金属的强度不降低其韧性。
3.当冷却速度非常缓慢时，不要过冷也可以结晶。
4.高碳钢为便于机加工，采用球化退火；
低碳钢为便于机加工也常进行球化退。
P210高速钢锻造后的预先热处理一般也是采用等温退火工艺，其目的不仅是降低硬度，消除应力，以改善切削加工性能，而且也为以后淬火作组织上的准备（正火处理）
5.合金元素可提高钢的淬透性和回火稳定性。
（√）
1）、提高回火稳定性2）、产生二次硬化
3）、增大回火脆性
6.高速钢淬火后硬度较其它工具钢高，故能高速切削。
7.铸铁经热处理改变了其基体和石墨形态，从而改变了性能。
8.表面要求耐磨的凸轮，选用45钢，淬火、回火、硬度HRC60～63。
9.直径30mm，要求良好综合机械性的传动轴，用40Cr，调质HBS220～250。
10.弹簧用60钢、调质处理。
P18560钢属于弹簧钢，经适当热处理后，可用来制造要求弹性好、强度较高的零件，如弹簧、弹簧垫圈等
13.钢的实际晶粒度取决于钢的加热温度。
14.除Mn、P外，合金元素一般都是阻碍奥化体晶粒长大。
P172大多数合金元素有阻止奥氏体晶粒长大的作用，V、Ti、Nb、Zr、Al等属于强烈阻止晶粒长大的元素，W、Mo、Cr等属中等阻碍晶粒长大的元素，Si、Ni、Cu等对晶粒长大影响不大，Mn、P、B等则是促进晶粒长大
15.T12钢与20CrMnTi相比，淬透性与淬硬性都较低。
16.可锻铸铁可以锻造。
（X）
17.传动轴（直径100mm，心部σb>
500Mpa）选用45钢，调质HBS220～250。
18.直径5mm的塞规，用于大批量生产，检验零件内孔，选用Ｔ7钢，淬火、回火HRC62～64。
HRC56～62（X）
19.铸铁都是硬而脆的。
20.Ti、V、Zr等元素主要是用来提高钢的淬透性。
（√）二、填空题
1.下列符号代表什么具体钢种或合金
W18Cr4V（高速钢）；
GCr9（滚动轴承钢）；
ZGMn13（耐磨钢）；
T8（碳素工具钢）；
Cr12MoV（冷作模具钢）；
1Cr18Ni8Ti（不锈钢）。
2.铸铁的强度主要取决于（石墨形态），铸铁的硬度主要取决于（金属基体），热处理可以改变铸铁的（硬度）。
3.刨床上刨削灰铸铁零件，刨刀应选用（钨钴）类硬质合金，车床上车削不锈钢件时，车刀应选（通用）类硬质合金。
4.灰铸铁铸件薄壁处出现白口组织，难以切削加工，应采取（高温石墨化退火）措施予以改善。
5.其它条件相同时，在下列铸造条件下，哪种情况下的铸件晶粒细小。
铸件薄件与铸成厚件（铸件薄件）；
高温浇注与低温绕注（低温浇注）；
金属模浇注与砂型浇注（金属模浇注）；
浇注时采用振动与不采用振动（采用振动）。
6.试选择合适方法来测定下列材料的硬度值。
被测件
钻头、锉刀
材料库钢材
渗碳层
硬度种类
洛氏硬度
布氏硬度
维氏硬度
符号
HRC
HBS
HV
7.机床床身铸造后，立即进行机加工，过后发现过量变形，应在床身铸后采取（人工时效）措施予以防止；
灰铸铁件若铸后出现白口组织，应采取（高温石墨化退火）措施予以消除。
8.试选择合适方法来测定下列材料的硬度值。
9.其它条件相同，在下列铸造条件下，哪种情况下的铸件晶粒细小。
①金属模浇注与砂模浇注；
（金属模浇注）
②高温浇注与低温浇注；
（低温浇注）
③铸成薄件与铸成厚件；
（铸成薄件）
④浇注时采用振动与不采用振动；
（采用振动）
10.机床床身铸造后，立即进行机加工，过后发现过量变形，应在床身铸后采取（人工时效）措施予以防止；
11.在车床上车削钢制零件，车刀应采用（钨钴钛）类硬质合金；
批量很大的硅钢片冲模，应选用（钢洁）类硬质合金。
12.下列符号代表什么具体钢种或合金。
GCr15（铬轴承钢）；
CrWMn（低合金刃具钢）；
1Cr18Ni9Ti（双相型不锈钢）；
20CrMnTi（中淬透性渗碳钢）；
08F（优质碳素结构钢）。
13.铸铁的强度主要取决于（石墨形态），用（改变石墨形态）方法可提高强度；
铸铁的硬度取决于（金属基体），用（热处理）方法可提高硬度。
三、名词解释
1．冷加工：
用切削工具（包括刀具、磨具、磨料）把坯料或工件上多余的材料层切去成为切屑，使工件获得规定的几何形状、尺寸和表面质量的加工方法。
2.亚共析钢：
含碳量在0.0218—0.77%之间的结构钢。
3.淬硬性：
以钢在理想条件下淬火所能达到的最高硬度来表征的材料特性。
4.双重铁碳状态图：
把描述铁碳合金组织转变的Fe-Fe3C系相图和Fe-C系相图叠合在一起的双重相图。
5.过烧：
烧结温度过高或烧结时间过长使产品最终性能变坏的烧结，制品超过烧成温度称为过烧。
6.马氏体：
碳在α-Fe中的过饱和固溶体。
7.加工硬化：
随冷塑性变形量增加，金属的强度、硬度提高，塑性、韧性下降的现象。
8.二次淬火：
在高合金钢中回火冷却时残余奥氏体转变为M的现象。
9.淬透性：
一种热处理工艺性能，表示材料在淬火时获得淬硬层深度的能力。
10.调质：
是指淬火+高温回火的热处理工艺。
11.热加工：
金属铸造、热轧、锻造、焊接和金属热处理等工艺的总称。
12.共析钢：
具有共析成分含0.77%碳的碳素钢。
13.回火马氏体：
淬火马氏体回火时，碳已经部分地从固溶体中析出并形成了过渡碳化物的基体组织。
14.淬透性：
15.二次淬火：
16.相：
金属或合金中凡成分相同、结构相同，并与其他部分有界面分开的均匀组成部分。
17.二次硬化：
淬火钢在较高温下回火，硬度不降低反升高。
18.黄铜：
以锌为主要合金元素的铜基合金。
19.马氏体：
碳在α-Fe中的过饱和固溶体。
20.过热：
是钢在加热时，加热温度过高或加热时间过长引起奥氏体晶粒粗大的现象。
四、问答题
1．绘简化的铁碳合金状态图，填出各区域的组织。
P89
2.直径为10mm的共析钢小试样加热到相变点A1以上30℃，用图示的冷却曲线进行冷却，分析其所得组织，说明各属于什么热处理方法？
a
b
c
d
e
f
g
处理方法
单液淬火
分级淬火
油淬
等温淬火
正火
退火
等温退火
得到组织
马氏体
屈氏体+马氏体
贝氏体
索氏体
珠光体
3．手用丝锥，选用T12A钢，其加工工艺路线为：
下料→球化退火→机械加工→淬火→低温回火→柄部600℃硝盐炉中回火→防锈处理。
试说明各热处理工序的作用.
答：
球化退火：
改善切削加工性能
淬火、低温回火：
得到马氏体
柄部600℃硝盐炉中回火：
得到回火索氏体
4.指出下列零件在选材和制定热处理技术条件中的错误，并提出改进意见。
1表面耐磨的凸轮材料用45钢，热处理技术条件为淬火+回火、HRC60～63
2转速低、表面耐磨及心部强度要求不高的齿轮，材料用45钢，热处理技术条件为渗碳+淬火、HRC58～62
（1）HRC54～58
（2）铸铁正火
5．亚共析钢和过共析钢淬火加热温度应如何选择？
30～50以上，临界温度以下
6.对9Mn2V钢制精密淬硬丝杆进行热处理工艺分析，指出其热处理的主要目的。
（5分）
已知：
①技术要求：
较高硬度（约HRC56）及耐磨性、低变形和高的尺寸稳定性；
②工艺路线安排如下：
锻造→球化退火→切割金相试样检查→毛坯较直→粗车→消除应力退火→精车成光杆→整体淬火→热校直→回火→冷处理→清理，喷砂，检验→人工时效→半精磨→人工时效→精磨至达到全部尺寸要求。
消除应力退火：
消除应力
整体淬火：
得到淬火马氏体
回火：
得到回火马氏体
人工时效：
消除半精磨内应力
7.何谓石墨化？
石墨化过程可以分成哪几个阶段？
铁中碳原子析出并形成石墨的过程。
石墨化的过程可分为：
1、从液体中析出一次石墨；
2、有共晶反应生成共晶石墨；
3、有奥氏体中析出二次石墨；
4、有共析反应生成共析石墨。
8.某工厂用T10钢制造钻头，给一批铸铁件打φ10mm的深孔，但打了几个孔后，钻头即很快磨损。
据检验，钻头的材质、热处理、金相组织和硬度都合格。
分析失效的原因，提出解决问答的方案。
1、用冷却液；
2、换刀，用红硬性更好的材料制成的刀
9.分析45，T8，T12钢从1200℃极其缓慢冷却到室温的组织转变过程。
45钢：
A→A+F→（727℃）P+F
T8：
A→（727℃）P
T12：
A→A+Fe3CⅡ→（727℃）P+Fe3CⅡ
10.试绘共析钢连续冷却和等温冷却转变曲线，并用Ｃ曲线定性说明连续冷却时的转变情况。
P116
11.某工厂用CrWMn钢制造高精度块规，其工艺路线如下：
锻造→球化退火→机械粗加工→调质→机械精加工→淬火→冷处理→低温回火并人工时效→精磨→人工时效→研磨。
试说明各热处理工序的作用。
调质：
得到回火索氏体，减小变形
淬火：
低温回火并人工时效：
得到回火马氏体，消除淬火内应力
消除精磨内应力
12.齿轮在下列情况下，宜选用何种材料制造？
1当齿轮尺寸较大（d分>
400～600mm）,而齿坯形状较复杂，不宜锻造时；
2能够在缺乏润滑油条件下工作的低速无冲击的齿轮；
3当齿轮承受较大的载荷，要求坚硬的齿面和强韧的齿心时。
1）铸铁或铸钢铸造；
2）灰口铸铁铸造；
3）渗碳钢淬火
12.已知A（熔点600℃）与B（熔点500℃）在液态无限互溶；
在固态300℃时A在B中有最大的溶解度，WA为30%，室温时WA为10%。
但B不熔于A，在300℃时B的质量分数为40%的液态合金发生共晶反应。
（1）试作出A—B合金状态图；
（2）试分析WB为20%合金的结晶过程。
P88与作业第6题类似的图
2）20%A合金如图：
合金在1点以上全部为液相，当冷到1点时，开始从液相中析出α固溶体，至2点结束，2→3点之间合金全部由α固溶体所组成，但当合金冷到3点以下，由于固溶体α的浓度超过了它的溶解度限度，于是从固溶体α中析出二次相A，因此最终显微组织为α+AⅡ，相组成物为α+A
A=（90-80）/90x100%=11%
α=1-A=89%
13.何谓石墨化？
14.为什么较重要的大截面的结构零件，如重型运输机械和矿山机器的轴类，大型发电机转子等都必需用合金钢制造？
与碳钢相比，合金钢有何优缺点？
1）为保证淬透性；
2）与碳钢相比合金钢的优点：
淬透性好，强度高
与碳钢相比合金钢的缺点：
价格昂贵
15.已知一轴尺寸为φ30×
200mm，要求摩擦部分表面硬度为50～55HRC，现用30钢制作，经高频表面淬火（水冷）和低温回火，使用过程中发现摩擦部分严重磨损，试分析失效原因，如何解决？
答：
失效原因：
C的含量不够，耐磨性不足解决：
选用45钢
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