金属工艺学试题及答案Word格式文档下载.docx
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1（切各相的重童
:
*:
Ql-4/7x50-28.57kg
（60--I5）/（80-45）-3/7
*
（60-45）/（80-60）=5/4固相:
Q,=3/7*50=*11.43kg
8.某合金如下图所示:
cr+厲］I*［廿*閃**
标岀
（1）-（3）区域中存在的相；
（2）标岀（4）、（5）区域中的组织;
（3）相图中包括哪几种转变？
写岀它们的反应式。
9.今有两个形状相同的铜镍合金铸件，一个含Ni90%，—个含Ni50%，铸后自然冷却，问凝固
后哪个铸件的偏析较为严重？
如何消除偏析？
TC
1400
1.300
1200
1100
0204050608090100
Ni
10.按下面所设条件，示意地绘岀合金的相图，并填岀各区域的相组分和组织组分，以及画岀合
金的力学性能与该相图的关系曲线。
设C、D两组元在液态时能互相溶解，D组元熔点是C组元的4/5，在固态时能形成共晶，共
晶温度是C组元熔点的2/5,共晶成分为coD=30%;
C组元在D组元中有限固溶，形成a固溶
体。
溶解度在共晶温度时为coC=25%，室温时coC=10%，D组元在C组元中不能溶解；
C组
元的硬度比D组元高。
计算coD=40%合金刚完成共晶转变时，组织组成物及其百分含量。
V
1—
+
（c+a）+cT"
（c+a）+a\
…75-40X
Wtc*a）-75_3O--A-77.8
c10103050607BD
£
X+Cn
11•分析在缓慢冷却条件下，45钢和T10钢的结晶过程和室温的相组成和组织组成。
并计算室
温下组织的相对量。
12•试比较索氏体和回火索氏体，托氏体和回火托氏体，马氏体和回火马氏体之间在形成条件、组织形态、性能上的主要区别。
索氏体
回火索氏体
形成条件
650〜600C
淬火后高温回火500〜650C
组织形态
细片状珠光体
由已再结晶的铁素体和均匀分布的细粒状渗碳体所组成。
F
失去原M形态，成为多边形颗粒状，同时渗碳体聚集长大
性能
强度和硬度较咼（25〜
30HRC）,塑性和韧性较好
保持较高的强度和硬度（25〜35HRC）同时具有更好的塑性和韧性。
屈氏体
回火屈氏体
600〜550C
淬火后中温回火（350〜500C）
极细片状珠光体
由尚未发生再结晶的针状铁素体和弥散分布的极细小的片状或粒状渗碳体所组成。
形态仍为淬火M的片状或板条状
强度和硬度高（30〜
40HRC）,塑性和韧性好
获得较高的屈强比，硬度（35〜45HRC）高的弹性极限，高的韧性。
马氏体
回火马氏体
230〜—50C
淬火后低温回火150〜250C以上
碳在a—Fe中过饱和的固溶体，形态为片状或板条状
由过饱和的a相与其共格的&
—Fe2.4C组成，形态保留原M形状
性能
高碳片状M,硬度（64〜66HRC）、脆性大，塑性、韧性差。
低碳板条状M,硬度（30〜50HRC）,塑性韧性较高
由于需低温淬火的都为高碳钢，故保持淬火M的高硬度
（58〜62HRC）
咼耐磨性，降低淬火应力和脆性。
13.C曲线分析：
（1）直径为10mm的某钢小试样过冷奥氏体连续冷却转变动力学曲线如下图所示，用图中所示的冷却曲线进行冷却，分析其所得到的组织。
（2）直径为10mm的某钢小试样的过冷奥氏体等温转变动力学曲线如下图所示，用图中所示的
冷却曲线进行冷却，分析其所得到的组织。
14.现有45号钢材料，
（1）请根据铁碳合金相图，画岀合金从液态冷却到室温的温度-时间曲线，并写岀各个阶段的组织转变过程；
（2）请分别选择大批或小批生产小轴零件两种合适的热处理方案；
（3）在TTT曲线上画岀这两种热处理方案的工艺曲线，并分别标岀其室温时的组织状态；
显褫虻旣
G
F
/PaS5\
&
45钢结晶过程时血
（2）力学性能要求一般的小轴零件，采用正火热处理方案；
力学性能要求较高的小轴零件采用调质热处理方案。
因为正火索氏体呈片状，高温回火得到的回火索氏体呈颗粒状，力学性能比
正火索氏体好。
（3）V为正火热处理方案，其室温组织为F+S
V2为调质热处理中的淬火，然后高温回火；
其室温组织为回火索氏体。
15•确定下列钢件的退火方法，并指岀退火的目的及退火的组织。
（1）经冷轧后的15钢钢板，要求降低硬度；
（2）ZG35的铸造齿轮；
（3）铸造过热的60钢锻坯；
（4）改善T12钢的切削加工性能。
16.说明直径为10mm的45钢试样分别经下列温度加热：
700C、760C、850C、1100C,保温
后在水中冷却得到的室温组织。
17．指出下列工件淬火及回火温度，并说明回火后获得的组织：
（1）45钢小轴（要求综合力学性能好）;
（2）60钢弹簧；
（3）T12钢锂刀。
18．试述渗碳钢和调质钢的合金化及热处理特点。
19．有两种高强度螺栓，一种直径为10mm，另一种直径为30mm，都要求有较高的综合力学性
能：
（Tb>
800MPaa>
600KJ/m2试问应选择什么材料及热处理工艺。
20．为什么合金弹簧钢以硅为重要的合金元素？
为什么要进行中温回火？
21．什么是钢的回火脆性？
如何避免？
22．简述高速钢的成分，热处理和性能特点，并分析合金元素的作用。
23．合金元素提高钢的回火稳定性的原因何在？
24．不锈钢的固溶处理与稳定化处理的目的各是什么？
二、
改错题
1.
材料的抗拉强度是指材料达到允许变形程度前的最大应力
）
当外力超过塑性材料的弹性极限后，材料将产生屈服变形，该弹性极限也是材料的屈服极
3.
HRA是测定硬质合金、
淬火钢、
表面淬
（
4.
低应力脆断是
材料在低温
的。
5.
结晶时成核速率愈小，
生长速率愈小，则
6.
置换固溶体中溶质原
子和溶剂
原子半
7.
球化退火为了得到
在珠光
体基体
8.
水淬后，过共
析钢
得到
织。
利用合金元素产生细晶粒钢，
既减少晶界的面积，
2.
限
火层的洛氏硬度测试方法
下发生脆性所引
结晶后合金的力学性能愈好
径相差愈小则
上均匀分布
的是板状
溶解度愈小
的球状渗
9.
变
能
又提高晶界的强度，可提高钢的抗高温蠕
三、单项选择题
1.金属材料的冲击韧度用符号ak表示，其计算单位为（）
2222
（1）N/mm2
（2）J/cm2（3）kgf?
m/mm2（4）Pa/mm2
2.金属在疲劳试验时，试样承受的载荷为（）
（1）静载荷
（2）动载荷（3）冲击载荷（4）交变载荷
3.固溶强化的基本原因是（）
（1）晶格类型发生变化
（2）晶粒变细（3）晶格发生滑移（4）晶格发生畸变
4.碳的质量分数为1.2%的碳钢，当加热至Ac1〜Accm时，其组织应为（）
（1）F+A
（2）P+A（3）A+Fe3Cii（4）P+Fe3Cii
5.Ai、Ar!
、Ad、A3之间的关系为（）
（1）A1>
Ari>
Aci>
A3⑵Ari<
A1<
Aci<
A3
（3）Ari>
Ai>
Aci>
A3（4）A3<
Aci<
Ai<
Ari
6.过冷奥氏体转变前所停留的时间称为（）
（1）孕育期
（2）转变期（3）过渡期（4）停留期
7.与钢相比，铸铁工艺性能的突出特点是（）
（1）焊接性能好⑵锻造性能好⑶吸振性能好⑷热处理性能好
8.T12钢做锂刀，其最终热处理一般为（）
（1）淬火
（2）淬火+高温回火（3）中温淬火（4）淬火+低温回火
60钢可以制造下列工件
（）
（1）游标卡尺
（2）
齿轮
（3）塞规
（4）锂刀
四
•、多项选择题
硬度指标包括以下几种
（）（）（
）（）（
（1）HBW
（2）HBS
（3）HRD（4）HRC（5）HV
工具钢包括
（1）模具钢
（2）刃具钢
⑶耐热钢
（4）量具钢
（5）
高速钢
高速钢具有（）（
）（
（1）淬透性
（2）高塑性
（3）导电性
（4）红硬性
回火稳定性
4.钢的淬透性主要取决于过冷奥氏体的稳定性，
使C曲线右移，
显著提高钢的淬透性的合金元素
有
（）（）（）（
（1）Mn
（2）Ni
⑶Co
（4）Cr
（5）V
钢正火的目的是
（）
（）（）
（1）提高硬度、强度
（2）消除网状二次渗碳体
（3）降低硬度以利切削加工
（4）提高钢综合力学性能
（5）消除内应力
按石墨形态分，铸铁可分为
（1）普通灰口铸铁
（2）孕育铸铁
（3）可锻铸铁
（4）
1球墨铸铁
（5）1
白口铸铁
五、综合题
1•附图所示为四种不同材料的应力-应变曲线（1〜4）,试比较这四种材料的抗拉强度、屈服强
度（屈服点）、刚度和塑性
答：
1）bb2>
1>
3>
4
2）bS:
1>
2>
3）E:
4）S:
3>
4>
1
2.有A、B两元合金，在液态下能无限互溶，在固态中也能无限互溶而形成均匀固溶体，A组元
熔点1090C,B组元熔点1450C。
在1200C时，3b为30%的试样液态质量分数wl为52.63%,固态质量分数ws为47.37%，固态的浓度为wb=40%。
而wb=70%温度为1360C时，液相成分为wb=64%，固相成分为wb=76%请：
1）说明该合金相图为何类相图？
2）绘岀该二元合金相图，其中相界线上必须有六个点的位置正确。
800
L
7^
丄
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I
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1500
1300
1000
900
A
102030405060708090100
B
«
s=（30-x）/（40-x）
30-40x0.4737=0.5263k
x=lk052/0.4737-20.999
3.画岀T8钢的过冷奥氏体等温转变曲线。
为获得以下组织，应采用什么冷却方式：
并在等温转变曲线上画岀冷却曲线示意图。
（1）索氏体
（2）屈氏体+马氏体+残余奥氏体（3）全部下
贝氏体（4）屈氏
残余奥氏体（5）马
600
体+马氏体+下贝氏体+
氏体+残余奥氏
0.51
10102IO3ltf
4.某型号机床齿轮，要求齿轮表面有高的硬度（HRC>
50），而心部具有良好的韧性（Ak>
40J）,原采用40Cr钢调质后再在齿轮表面进行高频淬火+低温回火，现因工厂库存的40Cr钢已经用完，只剩下20Cr钢，拟用20Cr钢代替。
请说明：
1）原40Cr钢各热处理工序的作用；
2）改用20Cr钢后，仍按原来的热处理工序进行能否满足性能要求？
为什么？
3）改用20Cr钢后，为达到所要求的性能，在心部强度足够的前提下应采用何种热处理工艺?
5.下图为单级齿轮减速箱高速轴部件，请在表内材料部分的三个备选答案中打钩选择一个正确的
答案，并填出各零件热处理方案
带轮唐封圈轴承姿前滚动抽承套筒击轮斥滾动轴承
单级齿轮减速箱髙速轴部件P箱体
零件名称
材料
热处理方法
轴承挡圈
30
正火
带轮
QT600-3
轴承盖
箱体
HT250
去应力退火
轴
45
「周质
套筒
20
40Cr
调质一高频淬火+低温回火
滚动轴承
GCr15
淬火+低温回火
轴承端盖
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