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1、-第 1 页工程材料及成形技术习题答案-第 2 页工程材料及成形技术课程习题集班级：_姓名：_学号：_2013 年 2 月5 月习题一习题一工程材料的性能工程材料的性能一、名词解释一、名词解释s s：b b：E E：-1-1：k k：HBHB：HRCHRC：二、填空题二、填空题1、材料常用的塑性指标有（）和（）两种，其中用（）表示塑性更接近材料的真实变形。2、检验淬火钢成品的硬度一般用（洛氏硬度洛氏硬度 HRCHRC），而布氏硬度是用于测定（较软）（较软）材料的硬度。3、零件的表面加工质量对其（疲劳疲劳）性能有很大影响。4、表征材料抵抗冲击载荷能力的性能指标是（akak），其单位是（J/cm2
2、J/cm2）。5、在外力作用下，材料抵抗（塑性变形塑性变形）和和（断裂断裂）的能力称为强度。屈服强度与（抗拉强度抗拉强度）比值，-第 3 页工程上成为（屈强比（屈强比）。三、选择题三、选择题1、在设计拖拉机缸盖螺钉时，应选用的强度指标是（A A）Asbbc-12、有一碳钢支架刚性不足，解决办法是（C C）A用热处理方法强化b另选合金钢c增加截面积3、材料的脆性转化温度应在使用温度（B B）A以上b以下c相等4、在图纸上出现如下硬度技术条件标注，其中哪种是正确的？（B B）A HB500b HRC60c HRC18四、简答题四、简答题1、下列各种工件应采取何种硬度试验方法来测定其硬度？（写出硬度
3、符号）锉刀：HRCHRC黄铜轴套：HBHB供应状态的各种非合金钢钢材：HBHB硬质合金刀片：HVHV耐磨工件的表面硬化层：HVHV调质态的机床主轴：HRCHRC铸铁机床床身：HBHB铝合金半成-第 4 页品HBHB2、在机械设计中多用哪两种强度指标？为什么？常用常用s s：b b：原因原因：大多数零件工作中不允许有塑性变形大多数零件工作中不允许有塑性变形。但从零但从零件不产生断裂的安全考虑，同时也采用抗拉强度。件不产生断裂的安全考虑，同时也采用抗拉强度。3、设计刚度好的零件，应和什么因素有关？（1 1）依据弹性模量）依据弹性模量 E E 选材，选择选材，选择 E E 大的材料大的材料（2 2）
4、在材料选定后，主要影响因素是零件的横截面）在材料选定后，主要影响因素是零件的横截面积积，不能使结构件的横截面积太小不能使结构件的横截面积太小。一些横截面积薄一些横截面积薄弱的零件，要通过加强筋或支撑等来提高刚度。弱的零件，要通过加强筋或支撑等来提高刚度。交作业时间：习题二习题二金属的晶体结构金属的晶体结构一、名词解释一、名词解释单晶体的各向异性：位错：细晶强化：二、二、填空题填空题1、晶体与非晶体的根本区别是（晶体具有固定熔点（晶体具有固定熔点，原子排列有规律原子排列有规律，各向异性各向异性）。2、晶体缺陷有（点缺陷：空位（点缺陷：空位/间隙原子间隙原子）（线缺陷（线缺陷：位错）和（面缺陷：晶
5、界位错）和（面缺陷：晶界）。3、位错分为两种，一种是一种是（刃型位错刃型位错），另一种是另一种是（螺螺型位错型位错），多于半个原子面是（刃型位错刃型位错）位错所特-第 5 页有的。4、-Fe-Fe，-Fe-Fe 的一个晶胞内的原子数分别为（4 4）和（和（2 2）。三、是非题（正确的画三、是非题（正确的画“”，错误的画，错误的画“”）1、因为单晶体是各向异性的，所以实际应用的金属材料在各个方向上的性能也是不相同的。（）2、金属多晶体是由许多结晶方向相同的单晶体组成的。（）3、金属理想晶体的强度比实际晶体的强度高。（）4、晶体缺陷的共同之处是它们都引起晶格畸变。（）5、位错就是原子排列有规则的错
6、排现象。（）四、作图题画出体心立方和面心立方晶体中原子排列最密的晶面和晶向，写出它们的晶面和晶向指数。交 作业时间：习题三习题三金属的结晶金属的结晶一、名词解释一、名词解释自发形核：细晶强化：变质处理：-第 6 页二、填空题二、填空题1、结晶过程是依靠两个密切联系的基本过程来实现的，这两个过程是（形核形核）和（核长大）和（核长大）。2、在金属学中，通常把金属从液态过渡为固体晶态的转变称为（结晶（结晶）而把金属从一种固体晶态过渡为另一种固体晶态的转变成为（同素异构转变（同素异构转变）。3、过冷度是指（实际结晶温度与理论结晶温度的差（实际结晶温度与理论结晶温度的差值值），其表示符号为（T T=Tm
7、-Tn）。4、过冷是结晶的（必要）必要）条件。5、典型铸锭结构的三个晶区分别为（表面细晶区表面细晶区）（中间柱状晶区）和（中间柱状晶区）和（中心等轴晶区（中心等轴晶区）。三、是非题（三、是非题（正确的画正确的画“”，错误的画，错误的画“”“”1、凡是由液态凝固成固体的过程都是结晶过程。（）2、金属由液态转变为固态的结晶过程，就是由短程有序状态向长程有序状态转变的过程。（）3、当晶核长大时，随着过冷度增大，晶核的长大速度-第 7 页增大。但当过冷度很大时，晶核长度速度很快减小。（）4、过冷度的大小主要取决于冷却速度和金属的本性。（）四、选择题四、选择题1、金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度
8、将（b）A越高b.越低c.越接近理论结晶温度2、铸造条件下，冷却速度越大，则（a）a.过冷度越大，晶粒越细b.过冷度越大，晶粒越粗c.过冷度越小，晶粒越细3、从液态转变为固态时，为了细化晶粒，可采用（b）a.快速浇注b.加变质剂c.以砂型代替金属型五、简答题五、简答题1、如果其他条件相同，试比较在下列铸造条件下铸件晶粒大小（a）金属型浇注与砂型浇注：金属型浇注晶粒细小金属型浇注晶粒细小，金属型导热性好金属型导热性好，增加了冷速增加了冷速（b）变质处理与不变质处理：变质处理晶粒细小，增加了晶核数目。变质处理晶粒细小，增加了晶核数目。（c）铸成薄铸件与铸成厚铸件：-第 8 页薄铸件晶粒细小，薄铸件
9、冷却速度快薄铸件晶粒细小，薄铸件冷却速度快（d）浇注时采用震动和不采用震动。采用振动的晶粒细小采用振动的晶粒细小，破碎的晶粒增加了破碎的晶粒增加了晶核。晶核。2、试画出纯金属的冷却曲线，分析曲线中出现“平台”原因。平台原因：平台原因：结晶时释放的结晶潜热补偿了金属向外界的散结晶时释放的结晶潜热补偿了金属向外界的散热，达到平衡。热，达到平衡。交作业时间：习题四习题四合金结构和二元合金相图合金结构和二元合金相图一、一、名词解释名词解释相：组织：固溶体：金属化合物：枝晶偏析：固溶强化：二、二、填空题填空题1、合金的相结构有（固溶体固溶体）和和（金属化合物金属化合物）两大类，其中前者具有较高的（塑性塑
10、性）性能，适宜做（基基本相本相），后者具有较高的（硬度硬度），适宜做（强化相强化相）。2、能提高金属材料强度和硬度的同时，又不显著降低其塑性和韧性的强化方法称为（固溶强化固溶强化）。3、固溶体的强度和硬度比溶剂的强度和硬度（高（高）。-第 9 页4、固溶体出现枝晶偏析后，可采用（扩散退火扩散退火）加以消除。5、共晶反应表达式为（L（固定成分的液体）（固定成分的液体）=（恒温（恒温）（固定成分固定成分+固定成分固定成分）同时析出）同时析出两种固体）两种固体）共晶反应的特点是：（恒温恒温，析出相为液相析出相为液相，析出析出物为两种固相且同时析出物为两种固相且同时析出，称为共晶体称为共晶体，有独特的
11、形有独特的形貌。液相，固相均有固定的成分貌。液相，固相均有固定的成分）6、具有匀晶型相图的单相固溶体合金（塑性塑性）性能好。7、固溶体的晶体结构取决于（溶剂溶剂），金属化合物的晶体结构（与组成它的任何组元都不相与组成它的任何组元都不相同，是一种新相同，是一种新相）。三、三、是非题（是非题（正确的画正确的画“”，错误的画，错误的画“”）1、在共晶相图中，从液体中析出的相与从相中析出的相，具有相同的晶体结构。（）2、一个合金的室温组织为+（+），它是由三相组成。（）3、杠杆定律只适合于两相区。（）4、凡组织组成物都是以单相状态存在于合金中。（）5、在合金结晶过程中析出的初生晶和二次晶均具有相同的晶
12、体结构，但具有不同的组织形态。（）四、四、选择题选择题-第 10 页1、固溶体的晶体结构与（a a）a.溶剂相同b.溶质相同c.与其他晶型相同2、固溶体的性能特点是（C C）a.塑韧性高，强度，硬度低 b.塑韧性低，强度，硬度高 c.综合性能好3、金属化合物相的性能特点是（C C）a.熔点高，硬度低b.硬度高，熔点低c.熔点高，硬度高4、在发生共晶反应时，三相的成分（b b）a.相同b.确定c.不确定5、在固溶体合金结晶过程中，产生枝晶偏析的原因是由于（d）a.液固相线间距很小，冷却缓慢 b.液固相线间距很小，冷却速度大c.液固相线间距很大，冷却缓慢 d.液固相线间距很大，冷却速度大6、二元合
13、金中，铸造性能最好的合金是（b b）a.固溶体合金 b.共晶合金c.共析合金d.包晶合金五、五、计算和作图题计算和作图题1、一个二元共晶反应如下：L（75%B）（15%B）+（95%B）-第 11 页（1）含 50%B 的合金凝固后，求：（a）初晶与共晶体（+）的质量百分数（b）相与相的质量百分数（2）若共晶反应后，初晶和（+）共晶各占一半，求该合金的成分。L（75%B）（15%B）+（95%B）（1 1）含含 50%B 的合金凝固后，属于亚共晶的成分的合金凝固后，属于亚共晶的成分范围范围求（求（a）初晶）初晶与共晶体（与共晶体（+）的质量百分数）的质量百分数W W%=（75-5075-50）
14、/（75-1575-15）%=25/60%25/60%=42%42%W W（+）%=（100-42100-42）%=58%58%（b b）相与相与相的质量百分数相的质量百分数W W%=（95-5095-50）/（95-1595-15）%=45/80%45/80%=56%56%W W%=（100-56100-56）%=44%44%（2 2）若共晶反应后若共晶反应后，初晶和初晶和（+）共晶各占一共晶各占一半，求该合金的成分。半，求该合金的成分。该合金属于过共晶，设合金成分为该合金属于过共晶，设合金成分为 X X，W W/W W（+）%=1 1=（95-X95-X）/（X-75X-75）%2X2X（
15、%）=170170X%X%=85%85%2 2、已知已知 A A 组元组元（熔点熔点 600600）与与 B B 组元组元（熔点熔点 500500）在液态无限互溶，在液态无限互溶，在在 300300时，含时，含 40%B40%B 的液态合金发生共晶反应。的液态合金发生共晶反应。-第 12 页在固态时在固态时，A A 在在 B B 中最大溶解度为中最大溶解度为 30%30%，室温时为室温时为 10%10%，但但 B B 在固态和室温时均不溶于在固态和室温时均不溶于 A A，试作出该试作出该 A-BA-B 合金相图合金相图，并分析含并分析含 20%A20%A，45%A45%A，80%80%A A合
16、金的结晶过程。合金的结晶过程。共晶反应式：共晶反应式：L40%B=L40%B=（300300）（A+A+30%A30%A）（a a）20%A20%A 匀晶匀晶+二次析出二次析出L L L+L+A+A（b b）45%A45%A，过共晶，匀晶，共晶，二次析出，过共晶，匀晶，共晶，二次析出L L L+L+（A+A+）+A+A+（A+A+）（c c）80A%80A%，亚共晶，匀晶，共晶，亚共晶，匀晶，共晶L L L+AL+AA+A+（A+A+）A+A+（A+A+）交作业时间：习题五习题五铁碳相图铁碳相图一、一、名词解释名词解释同素异晶转变珠光体莱氏体二、二、填空题填空题1、珠光体的本质是（F 和和 F
17、e3C 的呈片层状的机械的呈片层状的机械混合物混合物）。2、Fe3C 的本质是（Fe 和和 C 组成的一种复杂间隙相化组成的一种复杂间隙相化合物合物）。-第 13 页3、铁素体 F 的晶体结构为（BCC），奥氏体 A 的晶体结构为（FCC）。4、共析成分的铁碳合金室温平衡组织是（P），其组成相为（F+Fe3C）。5、在铁碳合金室温平衡组织中，含 Fe3C最多的合金成分为（2.11%C2.11%C），含 Le 最多的合金成分为（4.3%4.3%），含 Fe3C最多的合金成分为（0.0218%0.0218%）。6、含碳量大于 0.77%的铁碳合金从 1148冷却至 727时，将从奥氏体中析出（Fe
18、3CFe3C），其分布特征为（网状网状）。7、在缓慢冷却条件下，含碳 0.8%的钢比含碳 1.2%的钢硬度（低低），强度（高高）。8、在实际生产中，若将钢热锻或热轧时，必须把钢加热到（单相单相 A A）状态。三、三、是非题是非题（正确的画正确的画“”，错误的画，错误的画“”）1、20 钢比 T12 钢的含碳量要高。（）2、Fe3C和 Fe3C的形态与晶体结构都不相同。（）3、在退火状态，45 钢比 20 钢的硬度和强度都高。（）4、在铁碳合金平衡结晶过程中，只有成分为 4.3%的铁碳合金才发生共晶反应。（）。-第 14 页5、在铁碳合金中，只有过共析钢的平衡组织中才有二次渗碳体存在。（）四、四
19、、选择题选择题1、奥氏体是（a a）a.碳在-Fe 中的间隙固溶体 b.碳在-Fe 中的间隙固溶体c.碳在-Fe 铁中的有限固溶体。2、珠光体是一种（b b）a.单相固溶体b.两相混合物 c.Fe 与 C 的化合物3、T10 钢的平均含碳量为（b b）a.0.1%b.1.0%c.10%4、铁素体的力学性能（c c）a.强度高、塑性好、硬度低 b.强度低、塑性差、硬度低c.强度低、塑性好、硬度低5、下列能进行锻造的铁碳合金是（a）a.亚共析钢b.共晶白口铁c.亚共晶白口铁五、依据铁碳相图分析产生下列现象的原因：依据铁碳相图分析产生下列现象的原因：（1）含碳量为 1.0%的钢比含碳量为 0.5%的
20、钢硬度高。钢的硬度取决于渗碳体的含量钢的硬度取决于渗碳体的含量，钢的含碳量越高钢的含碳量越高，渗渗碳体含量越多碳体含量越多，硬度越高硬度越高。因此因此，1.0%C 的钢渗碳体的钢渗碳体-第 15 页含量高，硬度高。含量高，硬度高。（2）在室温下，含碳量 0.8%的钢的强度比含碳量 1.2%的钢高。钢的强度是受钢的组织形态影响的，退火状态的钢钢的强度是受钢的组织形态影响的，退火状态的钢，珠光体含量越高，强度越高，珠光体含量越高，强度越高，0.8%C 的钢，的钢，100%为为珠光体组织珠光体组织，而而 1.2%C 钢则出现了网状渗碳体钢则出现了网状渗碳体，强度强度降低。降低。（3）在 1100，含
21、碳为 0.4%的钢能进行锻造，而含碳为 4.0%的白口铁不能进行锻造。0.4%C 的碳钢的碳钢 1100 0处在单相处在单相 A 区，区，A 是是 FCC的固溶体，塑性好，适合锻造。的固溶体，塑性好，适合锻造。而而 4.0%C 的铸铁的铸铁，1100 0主要为莱氏体组织主要为莱氏体组织，是是共晶组织，脆而硬，不适合于锻造这种塑性加工。共晶组织，脆而硬，不适合于锻造这种塑性加工。六六、默画铁碳相图默画铁碳相图，标注重要的温度和成分标注重要的温度和成分。标注室标注室温组织。标注锻造、铸造和热处理温度区间。温组织。标注锻造、铸造和热处理温度区间。-第 16 页七、杠杆定理计算七、杠杆定理计算计算 4
22、5、T8、T12 三种钢，室温下组织组成物和相的相对量？序序号号钢钢号号平 衡 组平 衡 组织织相相计 算 组 织计 算 组 织的杠杆的杠杆计 算 相 的计 算 相 的杠杆杠杆01014545F+PF+PF F，Fe3CFe3C0202T8T8P PF F，Fe3CFe3C0303T12T12P+P+Fe3CFe3CF F，Fe3CFe3C4545 钢：室温下：组织：钢：室温下：组织：F+PF+PW W P%P%=（0.45-00.45-0）/（0.77-00.77-0）%=58%58%WF%WF%=（100-58100-58）%=42%=42%相：相：F F，Fe3CFe3CWF%WF%=（
23、6.69-0.456.69-0.45）/（6.69-06.69-0）%=93%93%WFe3C%WFe3C%=（100-93100-93）%=%=7%7%T8T8 钢：室温下组织：钢：室温下组织：P P=100%100%相：相：F F，Fe3CFe3CWF%=WF%=（6.69-0.86.69-0.8）/（6.69-0.026.69-0.02）%=5.89/6.67%5.89/6.67%=88%88%WFe3C=WFe3C=（100-88100-88）%=%=12%12%T12T12 钢室温下组织：钢室温下组织：P+P+Fe3CFe3C-第 17 页Wp%Wp%=（6.69-1.26.69-1
24、.2）/（6.69-0.776.69-0.77）%=5.49/5.92%5.49/5.92%=93%93%WFe3C%=WFe3C%=（100-93100-93）%=7%7%相：相：F F，Fe3CFe3CWF%=WF%=（6.69-1.26.69-1.2）/（6.69-06.69-0）%=5.49/6.69%=82%=5.49/6.69%=82%WFe3C%=WFe3C%=（100-82100-82）%=18%=18%（2 2）用显微镜观察某用显微镜观察某亚共析钢亚共析钢，估计其中珠光体，估计其中珠光体含量为含量为 80%80%，则此钢的含碳量，则此钢的含碳量为多少？为多少？设：钢的含碳量为
25、设：钢的含碳量为 X%,X%,杠杆设置：杠杆设置：WP%=80%=WP%=80%=（X-0.02X-0.02）（0.77-0.020.77-0.02）%X%=62%X%=62%应该应该为为6060 号钢。号钢。八、填表（八、填表（1 1）钢号类别含碳量应用举例Q235Q235普通结构钢普通结构钢0.1-0.20.1-0.2 建筑结构用钢建筑结构用钢1515优质碳素结构优质碳素结构钢钢0.150.15桥梁桥梁，容器罐容器罐，水箱水箱4545优质碳素结构优质碳素结构钢钢0.450.45车床主轴车床主轴-第 18 页6565优质碳素结构优质碳素结构钢钢0.650.65弹簧，裁纸刀弹簧，裁纸刀T8T8
26、碳素工具钢碳素工具钢0.80.8手动工具手动工具，如手工锯如手工锯条条T12T12碳素工具钢碳素工具钢1.21.2手动工具，如锉刀手动工具，如锉刀填表（2）零件名称选择材料牌号手工锯手工锯条条T8，碳素工具钢，碳素工具钢普通螺普通螺钉钉Q235，普通碳素，普通碳素结构钢结构钢车床主车床主轴轴45，优质碳素结构优质碳素结构钢钢交作业时间：习题六习题六钢的热处理钢的热处理一、一、名词解释名词解释临界冷却速度；过冷奥氏体、残余奥氏体，马氏体，贝氏体、淬透性、淬硬性、调质处理；回火索氏体，索氏体二、二、填空题填空题1、在过冷奥氏体等温转变产物中，珠光体与屈氏体的-第 19 页主要相同点是（都是由（都是
27、由 F 和和 Fe3C 组成的机械混合物）组成的机械混合物）不同点是（T 的片层间距比的片层间距比 P 细小，因而细小，因而 T 的硬度的硬度，强度比珠光体高强度比珠光体高）。2、马氏体的显微组织形态主要有（板条状板条状）和和（针状针状）两种，其中（板条状）（板条状）韧性好。3、钢的淬透性越高，则 C 曲线的位置越（右移右移），说明临界冷却速度越（小（小）。4、钢的热处理工艺是由（加热加热）（保温保温）（冷却冷却）三阶段组成，一般来讲，它不改变零件的（形状形状），但改变其（组织与性能（组织与性能）。5、利用铁碳相图确定钢完全退火的正常温度范围是（Ac3 以上以上 30-50 0），它适合于（亚
28、共析亚共析）钢。6、球化退火的主要目的是（使使 P 中的中的 Fe3C 球化，球化，降低硬度，便于加工降低硬度，便于加工），它适合于（高碳钢（高碳钢/过共析）过共析）钢。7、钢的正常淬火温度，亚共析钢是（Ac3 以上以上 30-50 0），过共析钢是（Ac1 以上以上 30-50 0）。8、钢热处理确定其加热温度是依据（铁碳相图铁碳相图），-第 20 页确定过冷奥氏体转变产物是依据（C 曲线曲线）。9、淬火钢进行回火的目的是（获得所要求的力学性能获得所要求的力学性能，消除内应力消除内应力，稳定组织和尺寸稳定组织和尺寸），回火温度愈高，钢的强度、硬度（越低越低）。10、钢回火转变 4 大过程是（
29、马氏体的分解马氏体的分解）（残余奥残余奥氏体的氏体的）（回火屈氏体的形成回火屈氏体的形成）（渗碳体的聚集长大渗碳体的聚集长大）。11、索氏体和回火索氏体在形态上的区别是（S 中中的的Fe3C 呈片状呈片状，而回火而回火 S 中的中的 Fe3C 呈球状呈球状），在性能上的区别是（在强度在强度，硬度相同时硬度相同时，回火回火 S 的塑性和的塑性和韧性比正火韧性比正火 S 好好）。12、依据铁碳相图，结合实验，45 钢和 T8 钢（原始状态退火状态），按照下表加热处理后，请填写处理后的组织：850 0 加加热，热，水冷水冷850 0 加加热，热，空冷空冷760加热加热，水冷水冷720 加加热，热，水
30、冷水冷45MSF+MP+FT8粗大粗大 M+A SM+未未溶溶P+Fe3C C-第 21 页Fe3C+A三、三、是非题（是非题（正确的画正确的画“”，错误的画，错误的画“”）1、经加热奥氏体化后，在任何情况下，奥氏体中碳的含量均与钢中碳的含量相等。（）2、马 氏 体 是 碳 在 -Fe 中 的 过 饱 和 固 溶 体。（）3、当把亚共析钢加热到 A1A3 之间的温度时，将获得 F+A 的两相组织，在平衡条件下，其中奥氏体的含碳量总是大于钢的含碳量。（）4、当共析成分的奥氏体在冷却发生珠光体转变时，温度越低，其转变产物组织越粗。（）5、不论碳含量高低，马氏体硬度都很高，脆性都很大。（）6、在正常
31、热处理条件下，随着含碳量增高，过共析钢的过冷奥氏体越稳定。（）7、高合金钢既有良好的淬透性，也具有良好的淬硬性。（）8、经退火后再高温回火，获得回火索氏体组织，具有良好的综合机械性能。（）9、表面淬火既能改变钢的表面化学成分，也能改善心部的组织和性能。（）-第 22 页10、为了调整硬度，便于机械加工，低碳钢、中碳钢和低合金钢在锻造后采用正火处理。（）四、选择题选择题1、奥氏体向珠光体转变是（a）a.扩散型转变b.非扩散型转变c.半扩散型转变2、钢经过调质处理后获得的组织是（b）a.回火马氏体b.回火索氏体c.回火屈氏体3、过共析钢的正常淬火温度是（a）a.A130-50b.Acm30-50c
32、.A330-503、影响碳钢淬火后残余奥氏体量的主要因素是（b）a.钢材本身的含碳量 b.钢中奥氏体的含碳量c.钢中碳化物的含量4、若合金元素能使 C 曲线右移，钢的淬透性将（b）a.降低b.提高c.不改变5、马氏体的硬度取决于（c）a.奥氏体的冷却速度b.奥氏体的转变温度c.奥氏体的碳含量6、淬硬性好的钢（c）a.奥氏体中合金元素含量高b.奥氏体中的-第 23 页碳含量低c.奥氏体中碳含量高7、对形状复杂，截面变化大的零件进行淬火时，应选用（a）a.高淬透性钢b.中淬透性钢c.低淬透性钢8、对形状复杂，截面变化大的零件进行淬火时，应选用（b）a.水淬b.油淬c.盐水中淬9、直径为 10mm
33、的 45 钢，常规淬火温度是（b）a.750b.850 c.92010、45 钢为了获得回火索氏体，应进行（b b）a.淬火+低温回火b.淬火+高温回火c.等温淬火11、完全退火主要适用于，（a a）a.亚共析钢b.过共析钢c.共析钢12、扩散退火的目的是（a a）a.消除和改善晶内偏析b.消除冷塑性变形后的加工硬化 c.降低硬度，以利切削加工13、钢的回火处理是在(c c)a.退火以后进行b.正火以后进行c.淬火-第 24 页以后进行14、钢的渗碳温度范围是(c c)a.600-650b.800-850c.900-950d.1000-105015、过共析钢正火的目的是(c c)a.调整硬度，
34、改善切削加工性能b.细化晶粒，为淬火做准备c.消除网状二次渗碳体 d.消除内应力，防止淬火变形和开裂16、T12 钢正常淬火的组织是(d d)a.马氏体+残余奥氏体b.马氏体+碳化物c.马氏体d.马氏体+残余奥氏体+碳化物五、简述题简述题1 1、低碳钢板硬度低，可否采用淬火方法提高硬度？、低碳钢板硬度低，可否采用淬火方法提高硬度？用什么办法能显著提高其硬度？用什么办法能显著提高其硬度？不能不能，因为低碳钢的因为低碳钢的 C C 曲线一般很靠左侧曲线一般很靠左侧，临界临界冷却速度要求很高，一般工业条件很难达到。另外冷却速度要求很高，一般工业条件很难达到。另外，低碳钢含碳量低低碳钢含碳量低，获得马
35、氏体强化效果也不明显获得马氏体强化效果也不明显，因因此此，一般采用正火一般采用正火，获得索氏体或屈氏体获得索氏体或屈氏体，利用利用 F F 和和Fe3CFe3C 的片间距减小，来提高硬度。的片间距减小，来提高硬度。2 2、2020 钢材用表面淬火是否合适？为什么？钢材用表面淬火是否合适？为什么？4545 钢进行钢进行-第 25 页渗碳处理是否合适？为什么？渗碳处理是否合适？为什么？2020 钢材不能采用表面淬火钢材不能采用表面淬火，表面淬火是改善材料表面淬火是改善材料表面性能的热处理工艺表面性能的热处理工艺。表面淬火是在原有钢材综合表面淬火是在原有钢材综合性能的基础上性能的基础上，将表面淬成马
36、氏体组织将表面淬成马氏体组织。2020 号钢号钢 C C 曲曲线一般很靠左侧线一般很靠左侧，临界冷却速度要求很高临界冷却速度要求很高，一般工业一般工业条件很难达到条件很难达到。另外另外，低碳钢含碳量低低碳钢含碳量低，获得马氏体获得马氏体强化效果也不明显。强化效果也不明显。2020 号钢一般会利用其含碳量低号钢一般会利用其含碳量低，塑韧性好的特点塑韧性好的特点，将其表面渗碳处理将其表面渗碳处理，使得表面为高使得表面为高碳碳，淬火后获得高碳马氏体淬火后获得高碳马氏体，提高强度硬度提高强度硬度，保留心保留心部的韧性。部的韧性。4545 钢一般不进行渗碳处理，因为钢一般不进行渗碳处理，因为 4545
37、钢为中碳，钢为中碳，再渗碳提高表面含碳量意义不大再渗碳提高表面含碳量意义不大，而且心部的韧性也而且心部的韧性也不如不如 2020 号钢号号钢号，因此因此，4545 钢一般采用表面淬火工艺钢一般采用表面淬火工艺。3、确定下列钢件退火方法，并指出退火的目的及其退火后的组织（1 1）经冷轧后的）经冷轧后的 1515 钢钢板，要求降低硬度钢钢板，要求降低硬度冷轧钢板冷轧钢板，存在加工硬化存在加工硬化，硬度提高硬度提高，为了消除加工为了消除加工硬化，采用再结晶退火组织为硬化，采用再结晶退火组织为 F+PF+P（2 2）ZG35ZG35 钢的铸造齿轮钢的铸造齿轮去应力退火，消除铸造应力，组织：去应力退火，
38、消除铸造应力，组织：F+PF+P（3 3）锻造过热的）锻造过热的 6060 钢锻坯钢锻坯完全退火，细化晶粒，改善力学性能，组织完全退火，细化晶粒，改善力学性能，组织 F+PF+P-第 26 页（4 4）改善）改善 T12T12 钢切削加工性能钢切削加工性能球化退火，使球化退火，使 Fe3CFe3C 球化，降低硬度，组织：球状球化，降低硬度，组织：球状 P P4 4、说明直径、说明直径 10mm10mm 的的 4545 钢试件在下列温度加热，保钢试件在下列温度加热，保温并水冷到室温获得的组织？温并水冷到室温获得的组织？加 热 温加 热 温度度水冷室温水冷室温组织组织分析分析700700，F+PF
39、+P加热温度低于加热温度低于 A1A1 线，组织没有线，组织没有变化变化760760，F+MF+M加热温度在加热温度在 A3-A1A3-A1 之间，属之间，属于于F+AF+A 两相区两相区，水冷后水冷后 F F 保留下来保留下来，A A 转变为转变为 M M850850，M M加热温度高于加热温度高于 A3A3 线线，属于正常属于正常 A A化状态，淬火后获得化状态，淬火后获得 M M11001100粗大粗大 M M加热温度远高于加热温度远高于 A3A3，晶粒粗大，晶粒粗大，淬火后为粗大淬火后为粗大 M M5、指出下列钢件正火的主要目的：2020 钢齿轮：提高硬度，以利切削加工。钢齿轮：提高硬
40、度，以利切削加工。4545 钢小轴钢小轴：最终热处理最终热处理，获得屈氏体组织获得屈氏体组织，保证使用保证使用性能性能T12T12 钢锉刀：为彻底消除网状渗碳体，在球化退火前钢锉刀：为彻底消除网状渗碳体，在球化退火前增加一次正火。增加一次正火。六、工艺路线改错-第 27 页（1 1）4545 钢，小轴，硬度：钢，小轴，硬度：20-25HRC20-25HRC锻造完全退火粗加工淬火淬火+低温回火低温回火精加工改错：错误：淬火错误：淬火+低温回火，轴类零件，要求综合机械性低温回火，轴类零件，要求综合机械性能，硬度能，硬度 20-25HRC20-25HRC应该为淬火应该为淬火+高温回火（调质）高温回火
41、（调质）（2）65Mn钢，钢板弹簧，硬度：40HRC锻造锻造球化退火球化退火粗加工粗加工淬火淬火+高温回火高温回火精加工精加工改错：错误错误：（1）球化退火球化退火，球化退火适用于高碳钢球化退火适用于高碳钢，弹簧弹簧钢（亚共析）应采用完全退火。钢（亚共析）应采用完全退火。（2）淬火）淬火+高温回火，弹簧类零件，硬度高温回火，弹簧类零件，硬度 40HRC40HRC应该为淬火应该为淬火+中温回火中温回火（3）T8钢，手工锯条，硬度：60HRC锻造锻造完全退火完全退火粗加工粗加工调质处理调质处理精精加工加工改错：错误错误：（1）完全退火完全退火，完全退火适用于亚共析钢完全退火适用于亚共析钢，T8钢是
42、工具钢（共共析）应采用球化退火。钢是工具钢（共共析）应采用球化退火。（2）调质处理适合于中碳钢，轴类零件，工具钢应）调质处理适合于中碳钢，轴类零件，工具钢应-第 28 页采用淬火采用淬火+低温回火，以保证高硬度低温回火，以保证高硬度 60HRC60HRC。（4）20 钢，汽车变速齿轮，表面硬度 HRC60，心部硬度 HRC25锻造锻造完全退火完全退火粗加工粗加工调质处理调质处理表面表面淬火淬火+低温回火低温回火精加工精加工改错：（1 1）完全退火，）完全退火，2020 钢应该采用正火，提高硬度，保钢应该采用正火，提高硬度，保证切削加工。证切削加工。（2 2）2020 钢的汽车变速齿轮，对表面的
43、硬度和心部的钢的汽车变速齿轮，对表面的硬度和心部的韧性要求都很高韧性要求都很高，应采用渗碳应采用渗碳+淬火淬火+低温回火工艺组低温回火工艺组合。合。（5）40Cr，汽车半轴，轴颈硬度 HRC60，其余部分 HEC25锻造锻造球化退火球化退火粗加工粗加工渗碳渗碳，淬火淬火，低温低温回火回火精加工精加工改错：（1 1）球化退火，）球化退火，40Cr40Cr 钢是中碳合金钢（亚共析）因钢是中碳合金钢（亚共析）因采用完全退火采用完全退火（2 2）汽车半轴属于轴类零件，整体硬度要求）汽车半轴属于轴类零件，整体硬度要求 HEC25HEC25，属于调质范围，应采用：整体调质属于调质范围，应采用：整体调质+轴
44、颈部分表面淬轴颈部分表面淬火（火（HRC60HRC60）+低温回火工艺组合。低温回火工艺组合。交作业时间：习题七习题七合金钢合金钢-第 29 页一、一、名词解释名词解释回火稳定性二次硬化回火脆性红硬性二、二、填空题填空题1、按钢中合金元素的含量，可将合金钢分为（低合金低合金钢钢5%）（中合金钢（中合金钢 5%-10%）和和（高合金钢高合金钢10%）三类。2、除了（Co）和（）和（Al）外，几乎所有的合金元素都是钢的 Ms 和 Mf 点（降低（降低），因此，淬火后相同含碳量的合金钢比碳钢的（残余奥氏体）（残余奥氏体）增多，使钢的硬度下降。3、合金钢按照用途可分为（合金结构钢（合金结构钢）（合金工
45、具钢）和（特殊性能钢（合金工具钢）和（特殊性能钢）。4、20CrMnTi 是（合金渗碳钢合金渗碳钢）钢，Ti 的作用是（细细化晶粒化晶粒），Cr 和 Mn 的作用是（提高淬透性（提高淬透性），热处理工艺是（正火，渗碳淬火低温回火（正火，渗碳淬火低温回火）。5、W18Cr4V 是（高速钢高速钢）钢，含碳量是（0.8-1.5%），W 的主要作用（保证红硬性（保证红硬性），Cr 的主要作用是（提（提高淬透性高淬透性，耐磨性耐磨性），V 的主要作用是（细化晶粒细化晶粒，提提高耐磨性高耐磨性）。热处理工艺是（正火，球化退火，淬火三次回火正火，球化退火，淬火三次回火），-第 30 页最终组织是（回火马氏体
46、回火马氏体，碳化物碳化物，少量残余奥氏体少量残余奥氏体，）。6、金属材料中能有效阻碍位错运动的方法有（细晶强细晶强化化）（固溶强化）（固溶强化）（位错强化（位错强化）和和（第二相强化第二相强化）四种，因而（马氏体马氏体）相变和（回火）相变和（回火）转变是工业上钢材强化最有效，最经济的手段。8、钢的淬透性主要却决于（钢的钢的 C 曲线位置曲线位置），钢的淬硬性主要取决于（钢的含碳量（钢的含碳量）。三、是非题是非题1、调质钢的合金化主要是考虑提高其红硬性。（）2、合金元素对钢的强化效果主要是固溶强化。（）3、T8 钢比 T12 钢和 40 钢有更好的淬透性和淬硬性。（）4、高速钢反复锻造是为了打碎
47、鱼骨状共晶莱氏体，使其均匀分布在基体中。（）5、18-4-1 高速钢采用很高的淬火温度，其目的是使碳化物尽可能多的溶入奥氏体中，从而提高钢的红硬性。（）四、选择题选择题1、要制造直径 25mm 的螺栓，要求整个截面上具有良好的综合机械性能，应选用（c）a.45 钢，正火处理b.60Si2Mn，淬火中温回火 c.-第 31 页40Cr，调质处理2、制造手工锯条，应选用（c）a.Cr12Mo,淬火，低温回火b.65Mn，淬火中温回火c.T8，淬火，低温回火3、汽车，拖拉机的齿轮，要求表面高耐磨，中心良好的强韧性，应选用（b）a.20 钢，表面淬火，低温回火b.20CrMnTi，渗碳淬火低温回火 c
48、.40Cr，调质处理4、下列钢种中，采用球化退火为预先热处理的是（d）a.40Crb.60Si2Mnc.16Mnd.GCr155、60Si2Mn 的热处理工艺是（b）a.淬火，低温回火b.淬火中温回火 c.淬火高温回火6、GCr15 钢中 Cr 的平均含量是（c）a.15%b.1.5%c.没有表示出来7、二次硬化属于（d）a.固溶强化 b.位错强化 c.细晶强化d.第二相强化交作业时间：习题八习题八 铸铁铸铁一、一、名词解释名词解释石墨化 变质（孕育）处理球化处理石墨化退火-第 32 页二、二、填空题填空题1、白口铸铁中碳主要以（Fe3C 渗碳体）渗碳体）形式存在，灰口铸铁中碳主要以（G 石墨
49、）石墨）形式存在。2、普通灰铸铁，可锻铸铁、球墨铸铁及蠕墨铸铁中石墨的形态分别为（片）状（片）状，（团絮）状（球状）状和（团絮）状（球状）状和（蠕虫）状。蠕虫）状。3、铸铁的基体有（F+P）（P）和（）和（F）三种。4、QT500-5 牌号中，QT 表示（球墨铸铁球墨铸铁），数字 500 表示（抗拉强度大于抗拉强度大于 500Mpa），数字 5 表示（延伸率为延伸率为 5%）。5、HT250 是（灰口铸铁灰口铸铁），250 表示（最小抗拉强度最小抗拉强度大于大于 250Mpa）。6、促进石墨化的元素有（C）和（）和（Si），阻碍石墨化的元素有（S）和（）和（Mn）。7、铸铁的石墨化过程分为（液
50、相到共晶阶段（液相到共晶阶段）（共晶到共析阶段之间）和（共（共晶到共析阶段之间）和（共析阶段）三个阶段。析阶段）三个阶段。8、可锻铸铁的生产方法是先获得（共晶白口铸铁（共晶白口铸铁），然后进行（石墨化退火，然后进行（石墨化退火）。9、生产孕育（变质）铸铁选用（含硅（含硅 75%的硅铁）的硅铁）作为孕育剂。-第 33 页10、生产球墨铸铁选用（镁或稀土镁合金）（镁或稀土镁合金）作为球化剂。11、灰口铸铁的力学性能主要却决于（石墨形态石墨形态）。12、机架和机床床身应选用（灰口）铸铁。（灰口）铸铁。13、影响石墨化的主要因素是（化学成分）和（冷却（化学成分）和（冷却速度速度）。14、球墨铸铁的强度