第十一章 工业用钢.docx

1、第十一章 工业用钢第十一章 工业用钢(一)填空题1决定钢的性能最主要的元素是 。2硫存在钢中，会使钢产生 ，磷存在钢中会使钢产生 。3碳钢中的有益元素是 、 ，碳钢中的有害杂质是 。4碳钢按质量分为 、 、 三类，它们的主要区别在于钢中 、 杂质的含量不同。5碳钢按w(C)分为 、 、 三类，其w(C)分别为 、 、 。6钢按用途分为 、 、 。720钢属 钢，其w (C)为 。845钢属 钢，其w (C)为 。9T8钢属 钢，其w (C)为 。10根据合金元素在钢中与碳的相互作用，合金元素可分为 和 两大类。11按钢中合金元素含量将合金钢分为 钢、 钢、 钢, 其合金元素含量分别为 、 、

2、。12合金钢按用途分类可分为 钢、 钢、 钢。13除 元素以外，其它所有的合金元素都使C曲线往 移动，使钢的临界冷却速度 ，提高了钢的 性。14形成强碳化物的合金元素有 、 、 、 。15扩大奥氏体区域的合金元素有 、 、 、 。16扩大铁素体区域的合金元素有 、 、 、 。17除 、 元素以外，几乎所有的合金元素都能阻止奥氏体晶粒长大，起到细化晶粒的作用。 18几乎所有的合金元素除 、 以外，都使Ms和Mf 点。因此，钢淬火后在相同w(C)下合金钢比碳钢组织的 增多，从而使钢的硬度 。19对钢回火脆性敏感的元素是 、 、 ；为了消除回火脆性可采用 和 。20合金结构钢按用途可分四类，它们的w

3、(C)有一个大致范围。在025一055之间的为 ，在04509之间的为 ，在095一115之间的为 ，在0150.3之间的为 。21合金钢中提高淬透性的常用合金元素为 、 、 、 、 ，其中作用最强烈的是 ，其含量约为 。22机器上的传动件和连接件，在工作过程中要承受 、 、 、 等四种变形，并经受强烈 。23调质钢w(C)范围 ，加入Cr、Mn等元素是为了提高 ，加入W、Mo是为了 。2440Cr钢属 钢，其w(C)为 ，w(Cr)为 ，可制造 零件。2516Mn钢属 钢，其w(C)为 ，w(Mn)为 ，可用在 方面。26工具钢按用途可分 、 和 。27工具钢按合金元素含量可分为 、 和 三

4、类。28 在轴承钢标准中，除对偏析、疏松和表面脱碳等作明确规定外，特别对 和 作了严格规定。29我国常用的铬轴承钢的w(C)范围为 ，w(Cr)范围为 。30弹簧在机器中的作用是 和 。31调质钢中加入钒(如40MnVB)，钒是强 形成元素，起到 的作用，所形成的 熔点高，能起到 的作用。32在合金调质钢所属硅锰钢中，硅在钢中全部溶入固溶体， 效果显著。中碳锰钢加入硅后，可显著 钢的临界冷却速度， 淬透性与 稳定性，特别是s/b (屈强比)。33常用的渗碳钢有 、 、 、 。34常用的调质钢有 、 、 、 ；用于制造 。35高速钢需要进行反复锻造的目的是 ，W18Cr4V钢采用(1270130

5、0)高温淬火的目的是 ，淬火后在(550570) 回火后出现硬度升高的原因是 ，经三次回火后的显微组织是 。3620CrMnTi是 钢，Cr、Mn主要作用是 ，Ti主要作用是 。(二)判断题1优质碳素结构钢用两位数字表示其平均w(c)，以001为单位，如45表示045C的钢 ( )2 碳素工具钢用代号“T”及后面的数字来编号，数字表示钢中平均w(C)，以01为单位，如T8表示平均W(C)为08 。 ( )3 碳素工具钢经热处理后有良好的硬度和耐磨性，但红硬性不高，故只宜作手动工具等。4 碳素结构钢的淬透性较好，而回火稳定性较差。( ) 5 合金调质钢的综合机械性能高于碳素调质钢。( ) 6 在

6、钢中加入多种合金元素比加入单一元素的效果好些，因而合金钢将向合金元素多元少量的方向发展。( )7 碳钢中具有共析成分的钢，较之于亚共析钢和过共析钢有更好的淬透性。 ( )8. 调质钢加入合金元素主要是考虑提高钢的红硬性。( )9. 高速钢需要反复锻造是因为硬度高不易成型。 ( ) 10 奥氏体型不锈钢不能进行淬火强化。 ( )11 T12与20CrMnTi相比较，淬透性和淬硬性都较低。 ( ) 12 T8钢T12钢淬火温度相同，那么它们淬火后的残余奥氏体量也是一样的。 ( )13 不论钢的含碳量高低，其淬火马氏体的硬度高而脆性都很大。 ( )14 钢中合金元素含量越多，则淬火后钢的硬度越高。

7、( ) 15 汽车拖拉机的齿轮要求表面高硬度、高耐磨；中心有良好的强韧性，应选用40Cr钢，经淬火高温回火处理。 ( )16 所有的合金元素都能提高钢的淬透性。 ( )17 滚动轴承钢（GCr15）其w(Cr)为15。 ( )18 调质处理的主要目的是提高钢的塑性。 ( )19调质结构钢多为过共析钢。 ( )2065Mn是弹簧钢，45Mn是碳素调质钢。 ( )21钢号为3W4Cr2VA的钨铬钒钢，是一种高合金结构钢。 ( )22弹簧工作时的最大应力出现在它的表面上。 ( )23对于受弯曲或扭转变形的轴类调质零件，也必须淬透。 ( )24提高弹簧表面质量的处理方法之一，是喷丸处理。 ( )25有

8、高温回火脆性的钢，回火后采用油冷或水冷。 ( )26含锰和含硼的合金调质钢过热倾向较小。 ( )27多数合金元素都使C曲线往右移，但必须使合金元素溶入奥氏体后方有这样的作用。 ( )28硬质合金具有很高的硬度和红硬性，作刀具时钨钴类合金适用于切削韧（塑）性材料，钨钴钛类合金适用于切削脆性材料。 ( )29铸钢的铸造性能要比铸铁差，但常用于制造形状复杂、锻造有困难，要求有较高强度和塑性，并要求受冲击载荷，铸铁不易达到的零件。 ( )(三)选择题1合金元素对奥氏体晶粒长大的影响是 A均强烈阻止奥氏体晶粒长大；B均强烈促进奥氏体晶粒长大； C 无影响； D 上述说法都不全面2适合制造渗碳零件的钢有

9、。 A16Mn、15、20Cr、1Crl3、12Cr2Ni4A B45、40Cr、65Mn、T12 C15、20Cr、18Cr2Ni4WA、20CrMnTi3制造轴、齿轮等零件所用的调质钢，其W(C)范围是 ，为提高淬透性应加入合金元素 。 AW(C)0.270.5 BW(C)0.60.9 CW(C)40CrNi45 B40CrNi40CrNiMo45 C4540CrNi40CrNiMo5属冷作模具钢有 。 A9SiCr、9Mn2V、Crl2MoV B5CrNiMo、9Mn2V、3Cr2W8V C5CrMnMo、Crl2MoV、9SiCr6属热作模具钢有 。A9CrWMn、9Mn2V、Crl2

10、 B5CrNiMo、5CrMnMo、3Cr2W8VC9SiCr、Crl2MoV、3Cr2W8V7制造高速切削刀具的钢是 。 AT12A、3Cr2W8V BCrl2MoV、9SiCr CW18Cr4V、W6M05Cr4V28制造医疗手术刀具的是 。A GCrl5、40Cr、Crl2 BCrl7、2Crl3、1Crl8Ni9Ti C2Crl3、1Crl3、Crl2MoV 03Crl3、4Crl3965、65Mn、60Si2Mn、50CrV等属于类钢，其热处理特点是 A工具钢，淬火+低温回火 B轴承钢，渗碳+淬火+低温回火 C 弹簧钢，淬火+中温回火10为了改善高速钢铸态组织中的碳化物不均匀性，应进

11、行 。 A完全退火 B正火 C球化退火 D锻造加工11高速钢刀具淬火后出现晶粒过大，碳化物拖尾，有的呈角状或有的沿晶界呈网状分布，这种缺陷称为 。 A严重脱碳 B过烧 C腐蚀 D过热12为消除高速钢的过热组织，生产中常用的热处理工艺是 。 A 直接重新按正常工艺规程淬火 B 退火后重新加热淬火 C 回火后重新加热淬火13为消除碳素工具钢中的网状渗碳体而进行正火，其加热温度是 AAccm一(3050) BAccm+(3050) CAc1+(3050) DAc3+(3050)1440Cr钢制18mmX450mm丝杠，硬度要求(250280)HB，其热处理工艺为 A 正火 B 退火 C调质 D表面淬

12、火+回火1545钢在水和油中冷却时，其临界直径分别用D0水和D0油表示，它们的关系是 AD0水D0油 CD0水D0油16用轴承钢GCrl5制造零件，若在热压成型后有粗大网状碳化物，应采用 的预备热处理工艺消除之。 A完全退火 B球化退火 C完全退火+球化退火 D正火十球化退火17合金调质钢必须具备的热处理性能是 。 A回火稳定性 B热稳定性 C足够的淬透性18在下列调质钢中，淬透性最好的是 。 A40 B40Cr C40Mn2 D40MnB1940Cr与40钢相比较，其热处理工艺参数特点是 AC曲线左移，Ms点上升 BC曲线左移，Ms点下降 CC曲线右移，Ms点下降 DC曲线右移，Ms点上升2

13、0T8钢与60钢相比较，T8钢的热处理工艺参数特点是 AMs点低，C曲线靠左 BMs点低，C曲线靠右 C Ms点高，C曲线靠左 DMs点高，C曲线靠右2140CrNiMoA钢与40钢相比，40CrNiMo钢的热处理工艺参数特点是 A Ms点低，淬火后残余奥氏体量少 B Ms点低，淬火后残余奥氏体量多 C Ms点高，淬火后残余奥氏体量少 DMs点高，淬火后残余奥氏体量多22同种调质钢淬透试样与未淬透试样相比，当回火硬度相同时 。 A 淬透试样b大大提高 B 淬透试样b大大降低 C 未淬透试样b和k明显下降 D未淬透试样b和k明显提高23合金调质钢中的硼能显著提高钢的淬透性，其w(B)范围一般为

14、Aw(B)0.0001%0.0004% Bw(B)0.001一0.003% Cw(B) = 0.01%0.04% Dw(B) = 0.1%0.424钢的红硬性(热硬性)主要取决于 。 A钢的w(C) B马氏体的w(C) C 残余奥氏体w(C) D马氏体的回火稳定性251Crl8Ni9Ti奥氏体型不锈钢，进行固溶处理的目的是 。A 获得单一的马氏体组织，提高硬度和耐磨性 B 提高抗腐蚀性、防止晶间腐蚀C 降低硬度，便于切削加工26 制造一直径为25mm的连杆，要求整个截面上具有良好的综合机械性能，应该选用 。 A 45钢经正火处理 B 60Si2Mn钢经淬火中温回火 C 40Cr钢，经调质处理2

15、7 制造高硬度、高耐磨的锉刀应选用 。 A 45钢经调质 B Cr12MoV钢经淬火低温回火 C T12钢经淬火低温回火28汽车、拖拉机的齿轮要求表面高硬度、高耐磨，中心有良好的强韧性，应选用 AT8钢淬火低温回火 B 40Cr钢淬火+高温回火 C 20CrMnTi钢渗碳淬火+低温回火29拖拉机和坦克履带受到严重的磨损及强烈冲击应选用 。 AT12钢淬火+低温回火 BZGMnl3经水韧处理 C Wl8Cr4V钢淬火+低温回火 30无第二类回火脆性的钢是 。 A碳素钢 B 铬钢 C 锰钢31一圆棒料经调质后，发现其上有纵向裂纹，宏观上裂纹呈黑色且有脱碳现象。此种裂纹是 。 A原材料裂纹 B淬火裂

16、纹(四)问答题1 钢中常存的杂质有哪些？硫、磷对钢的性能有哪些影响？2 为什么比较重要的大截面结构零件都必需用合金钢制造？与碳钢相比，合金钢有何优点？3 合金钢中经常加入的合金元素有哪些？怎样分类？4 合金元素Mn、Si、Cr、Ni、W、Mo、V、Ti、Nb、Al、Co在退火钢中如何分布？它们对钢的组成相有何影响？5 合金元素Mn、Si、Cr、Ni、W、Mo、V、Ti、Nb、Al、Co对钢的等温转变曲线（C曲线）有何影响？6 合金元素Mn、Si、Cr、Ni、W、Mo、V、Ti、Nb、Al、Co对钢的Ms点有何影响？对钢的热处理、组织、性能有何影响？7 为什么碳钢在室温下不存在单一奥氏体或单一铁

17、素体组织， 而合金钢中有可能存在这类组织？8合金元素对回火转变有何影响?9简述合金调质钢的合金化原则。 10合金渗碳钢中常加入哪些合金元素?它们对钢的热处理、组织和性能有何影响?11为什么合金弹簧钢把Si作为重要的主加合金元素?弹簧淬火后为什么要进行中温回火?为了提高弹簧的使用寿命，在热处理后应采用什么有效措施?12为什么滚动轴承钢的含碳量均为高碳?为什么限制钢中含Cr量不超过165? 为什么对钢中的非金属夹杂物限制特别严格?13铬镍钢突出的优点何在?主要缺点是什么?怎样克服其缺点?14一般刃具钢要求什么性能?高速切削刃具钢要求什么性能?为什么?15为什么刃具钢中含高碳?合金刃具钢中加入哪些合

18、金元素?其作用怎样?16为什么9SiCr钢的热处理加热温度比T9钢高?17直径30mm40mm的9SiCr钢在油中冷却能淬透，而相同尺寸的T9能否淬透? (以心部获得半马氏体组织为淬透标准，半马氏体组织硬度为50HRC左右，已知9SiCr J50/15, T9 J43/15)。18简述高速钢(W18Cr4V与W6M05Cr4V2)中合金元素的作用。19W18Cr4V钢的Acl约为820，若按一般工具钢淬火加热温度通式计算出的加热温度，能否达到高速切削刀具要求的性能? 为什么?该钢正常淬火后都要进行三次回火，这又是为什么? 560C三次回火这算调质处理吗 ? 20什么叫热硬性(红硬性)? 它与“

19、二次硬化”有何关系? W18Cr4V钢的二次硬化发生在哪个回火温度范围 ?21试述W18Cr4V钢铸造、退火、淬火及回火的金相组织。22冷作模具钢所要求的性能是什么?为什么尺寸较大的、重负荷的、要求高耐磨和微变形的冷冲模具大都选用Crl2MoV钢制造? 23热作模具钢性能要求有何特点? 试分析5CrNiMo和5CrMnMo钢中合金元素作用。24为什么量具在保存和使用过程中尺寸会发生变化?采用什么措施，可使量具尺寸保持长期稳定?25何谓化学腐蚀与电化学腐蚀?提高钢的耐蚀性途径有哪些?26不锈钢的成分特点? Crl2MoV是否为不锈钢?27汽轮机叶片、硝酸槽、外科手术刀、手表外壳用何种不锈钢制造?

20、 其热处理工艺怎样?28奥氏体不锈钢和耐磨钢的淬火目的与一般钢的淬火目的有何不同?29硬质合金与高速钢相比较有何优点?30某工厂用T10钢制造的钻头给一批铸铁件打批10mm深孔，打几个孔以后钻头很快就磨损，经检验，钻头的材质、热处理工艺、金相组织、硬度均合格，试问失效原因，并请提出解决办法。(五)思考题1为什么说得到马氏体是钢中最经济而又最有效的强化方法?2有一批低碳冷轧薄钢板，在冲压前表面质量很好，但在冲压后在某些部位出现水波纹状的绉折。试分析形成原因及消除办法。3直径为25mm的40CrNiMo棒料毛坯，经正火处理后硬度高很难切削加工，这是什么原因?设计一个最简单的热处理方法以提高其机械加

21、工性能。4某厂的冷冲模原用W18Cr4V钢制造，在使用时经常发生崩刃，掉渣等现象，冲模寿命很短；后改用W6M05Cr4V2钢制造，热处理时采用低温淬火(1150)，冲模寿命大大提高。试分析其原因。5一些中、小工厂在用Crl2型钢制造冷作模具时，往往是用原钢料直接进行机械加工或稍加改锻后进行机械加工，热处理后送交使用，经这种加工的模具寿命一般都比较短。改进的措施是将毛坯进行充分地锻造，这样的模具使用寿命有明显提高。这是什么原因?6现有35mmX200mm轴两根，一根为20钢，经920渗碳后直接水淬及180回火，表面硬度(5862)HRC；另一根为20CrMnTi钢，经920渗碳后直接油淬，一80

22、冷处理及180回火，表面硬度(6064)HRC。这两根轴的表层和心部的组织与性能有何区别?并说明其原因。7. 某厂采用9Mn2V钢制造模具，设计要求硬度为(5358)HRC。采用790油淬并用(200220)回火。但该模具在使用时经常发生脆性断裂。后将热处理工艺改为加热至790后，在(260280)的硝酸盐浴槽中等温4小时后空冷处理，硬度降至50HRC但是寿命却大为提高，不再发生脆断。试分析其原因。8 汽车、拖拉机变速箱齿轮和汽车后桥齿轮多半用渗碳钢制造，而机床变速箱齿轮又多半用中碳(合金)钢制造，试分析其原因何在?9滚齿机上的螺栓，本应用45钢制造，但错用了T12钢，其退火、淬火都沿用了45

23、钢的工艺，问此时将得到什么组织和性能?10低碳钢的硬度低，可否用淬火方法显著提高其硬度?11高速钢热处理时能否用一次长时间回火代替多次回火?为什么?12在冷拔GCrl5钢丝时，一拔就裂，原来该钢经过退火处理其加热温度为920，后经820840淬火180回火，试分析拔裂的原因 (已知GCrl5钢Ac7745，900)。13大螺丝刀要求杆部为细珠光体而顶端为回火马氏体，只有一种外部热应如何处理?14要制造机床主轴、拖拉机后桥齿轮、铰刀、汽车板簧等。拟选择合适的钢种，并提出热处理工艺。其最后组织是什么?性能如何?15指出下列钢中Mn的作用 16Mn、20MnVB、40MnB、65Mn、9Mn2V、Z

24、GMnl316 分析Cr在下列钢中的作用 20CrMnTi、40Cr、GCrl5、9SiCr、1Cr28、W18Cr4V、Crl2MoV、3Crl3、40CrNi、1Crl8Ni9、15CrMo。17解释合金钢产生下列现象的原因(与碳钢对比)。 (1)高温轧制或锻造后，空冷下来能获得马氏体组织； (2)在相同的W(C)和相同的热处理后，合金钢具有较高的综合机械性能； (3)在相同W(C)情况下，合金钢的淬火变形、开裂现象不易发生； (4)在相同W(C)情况下，合金钢具有较高的回火稳定性； (5)在相同W(C)情况下，除了含Ni、Mn的合金钢外，其他大部分合金钢的热处理加热温度都比碳钢高；(6)

25、w (C)04、w(Cr)12的铬钢属于过共析钢，而W(C)15，W(Cr)12铬钢属于莱氏体钢。18在机器零件用钢选用中，有人提出“淬透性原则”，即认为对于一般常用机器零件用钢而言，只要满足了淬透性要求，就可以选用或互相代用。这种论点你认为怎样?试分析说明之。19用20CrMnTi钢制造渗碳齿轮，淬火时齿部可以淬透，渗碳温度为930，时间8h，渗碳层厚度为lmm。试回答下面问题。 渗碳后缓慢冷至室温，画出从齿面到齿心的显微组织示意图； 渗碳后降温至840淬火，画出从齿面到齿心的显微组织示意图。 20某工厂生产一种柴油机的凸轮，其表面要求具有高硬度(5050Jcm2)，本来是采用45钢经调质处理后再在凸轮表面上进行高频淬火，最后进行低温回火。现因工厂库存的45钢已用完，只剩下15号钢，试说明以下几个问题。 原用45钢各热处理工序的目的； 改用15号钢后，仍按45钢的上述工艺路线进行处理，能否满足性能要求?为什么?