机械材料基础复习资料.pdf

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1、1/18 机械制造基础复习资料 一、填空题 1、500HBW5/750/10 表示用直径为 5mm,材料为_硬质合金_球形压头,在_7355_N 压力下,保持 10s,测得的布氏硬度值为 500。2、铁碳合金中的珠光体组织是由 F 和 Fe3C 组成的机械混合物。3、纯铁室温时为 体心立方 晶格，而加热至 912以上则转变为 面心立方 晶格。4、焊条是由_焊芯_和_药皮_两部分组成。5、常用的塑性指标有 延伸率 和 断面收缩率 。6、钢中的有害杂质元素硫，使钢产生 热脆 现象。7、金属的塑性变形会导致其强度、硬度提高，_塑性 _下降，这种现象称为加工硬化。8、铁碳合金的基本相是_铁素体_,奥氏

2、体和_渗碳体_。9、锻造包括_自由锻造_和_模样锻造_。10、中碳钢调质处理后得到的组织是 S ，其性能特点是 良好的综合力学性能 。1、常用的塑性指标有 延伸率 和 断面收缩率 。2、实际金属中存在 点缺陷 、线缺陷 、面缺陷 三种缺陷。3、Al、Cu-Fe 等金属具有 面心立方 晶体结构，Cr、-Fe 等金属具有 体心立方 晶体结构。4、纯铁在室温时为 体心立方 晶格，而加热至 912以上则转变为 面心立方 晶格。5、钢中的有害杂质元素为 硫 和 磷 ，他们分别使钢产生 热脆性 和 冷脆性 。6、钢的调质处理是指 淬火+高温回火 ，中碳钢调质处理后得到的组织是 S ，其性能特点是 良好的综

3、合力学性能 。7、锻造包括_自由锻造_和_模样锻造_。8、焊接可分为熔化焊、压力焊、钎焊。2/18 1.碳 溶入 -Fe 中形 成的 间隙固 溶体称 为 铁素 体 。2.当 钢中含 碳量 大于 0.9%时，二次渗 碳体 沿晶界 析出严 重，使钢的 脆性 增 加 。3.在 生 产 中 使 用 最 多 的 刀 具 材 料 是 低 合 金 刃 具 钢 和 高 速钢 ，而用 于一些 手工 或切削 速度较 低的 刀具材 料是 碳素工 具钢 。4.马 氏体的 塑性 和韧 性与 其含碳 量有关，板 条 状马氏体 有良 好的塑 性和 韧性。5.生 产中把 淬火 加 高温回 火 的 热处理 工艺 称为调 质，调

4、 质后 的组织 为 回 火索 氏体 。6.普 通车床 进给 运动 传动 链是从 主轴 到 刀 架。7.合 金工具 钢与 碳素 工具 钢相比，具 有 淬透 性好，淬 火 变形 小，热 硬性 高等 优点。8.合 金渗碳 钢的 含碳 量属 低 碳 X 围，可保 证钢的 心部具 有良 好的 韧 性。9.低 速 车 削 精 度 要 求 较 高 的 工 件 时，应 选 用 死 顶 尖；高 速 车 削精 度要 求不高 的工件 时，应选用 活 顶 尖。10.根据基 准功 能的 不同，基 准可分为 工艺 基准 和 设 计基 准 两大 类。11.加 工 轴 类 零 件 时，通 常 用 两 端 中 心 孔 作 为

5、定 位 基 准，这 符 合 了 基 准重 合 原 则和 基 准统 一 原 则。1.硬 度 是 衡 量 材 料 力 学 性 能 的 一 个 指 标，常 见 的 试 验 方 法 有 洛 氏硬 度、布氏 硬度 、维氏 硬度 。2.切 削运 动包括 主 运动 和 进 给 运 动两 种，其中 主 运动是 切削 运动 中速度 最高，消耗 功率最 大的运 动。3.各 种 热 处 理 工 艺 过 程 都 是 由 加 热 、保 温 、冷 却 三 个 阶 段组 成.。4.马 氏体是 碳在 -fe 中 形成的 过 饱和 固溶体，其硬 度主 要取决 于 含 碳量。5.o 是 前 角 符号，它 是在 正交 平 面内 测

6、量的 基面 与 前 刀面 之间 的夹 角。6.当 钢中 含碳量大 于 0.9%时，网状 二次 渗碳体 沿奥氏 体晶 界析出 严重，导致 钢的脆 性 增 加、抗拉强 度 降 低。7.45钢 的 淬 火 加 热 温 度 是840 ，T10钢 的 淬 火 加 热 温 度 是 780 。8.根 据铣刀 和工 件相 对位 置的不 同，它 可分 为 对 称铣 和 不对 称铣 两种 不同的 铣削方 式。9.在 钢的普 通热 处理 里，其中 退 火 和 正火 属于 预先热 处理。1.衡 量 金 属 材 料 塑 性 好 坏 的 指 标 有 断 后 伸 长 率 和 断 面 收 缩 率 两 个。2.生 产 中 控

7、制 晶 粒 大 小 的 的 方 法 有 增 加 过 冷 度 、变 质 处 理 、附 加振 动 等 三种。3.根 据 溶 质 原 子 在 溶 剂 晶 格 中 分 布 情 况 的 不 同，可 将 固 溶 体 分 为 间 隙 固 溶体 和 置 换 固溶 体。3/18 4.共 析 钢 在 室 温 下 的 平 衡 组 织 是 珠 光 体 ，其 组 成 相 是 铁 素 体 和 渗碳 体 。5.钢 的淬透 性是 指钢 经过 淬火后 所能达 到的 最高 硬度 ，它取 决于 马 氏体 中碳的 质量分 数 。6.各 种化学 热处 理都 是将 工件加 热到一 定温 度后，并经过 分解 、吸 收、扩 散 三个 基本

8、过程。7.r 是 主偏 角 的 符号，它 是在 基 面内测 量的 主切削 平面 与 假 定工 作平面 之间 的夹 角。8.刀 具 磨 损 的 过 程 可 分 为 初 期 磨 损 阶 段 正 常 磨 损 阶 段 和 急剧 磨损 阶段 三个阶 段。9.精 度要求 高的 小锥 孔（通孔，未 淬火）应 用 铰 孔 加工 方法，箱体 零件 上尺寸 与位置 精度 都要求 较高、尺 寸较 大的孔 应用 镗 孔 方法 加工，直径较 大且 淬过 火、精度 要求 高的 孔应用 磨 孔 方法 加工。二、判断题 1、随含碳量的增加，碳钢的强度、塑性不断上升。（）2、铁素体组织是碳溶解于-Fe 中形成的间隙固溶体。（）

9、3、Wc=0.45%的碳素钢其室温平衡组织是珠光体。（）4、临界冷却速度是钢淬火时为抑制非马氏体转变所需的最小冷却速度。（）5、铁碳合金中的含碳量越高，其强度越高。（）6、过共析钢的预备热处理应采用完全退火。（）7、贝氏体等温淬火是将钢奥氏体化，快速冷却到室温的热处理工艺。（）8、钢的淬透性，通常以淬火时获得的淬硬层深度的能力来衡量。（）9、在碳含量相同的情况下，一般合金钢具有比碳素钢更高的淬透性。（）10、5CrNiMo 是一种 Wc=0.50%的合金调质钢。（）1、随含碳量的增加，碳钢的强度、塑性不断上升。（）2、铁素体组织是碳溶解于-Fe 中形成的间隙固溶体。（）3、Wc=0.45%的碳

10、素钢其室温平衡组织是珠光体。（）4、临界冷却速度是钢淬火时为抑制非马氏体转变所需的最小冷却速度。（）5、铁碳合金中的含碳量越高，其强度越高。（）6、过共析钢的预备热处理应采用完全退火。（）7、贝氏体等温淬火是将钢奥氏体化，快速冷却到室温的热处理工艺。（）8、钢的淬透性，通常以淬火时获得的淬硬层深度的能力来衡量。（）9、在碳含量相同的情况下，一般合金钢具有比碳素钢更高的淬透性。（）4/18 10、5CrNiMo 是一种 Wc=0.50%的合金调质钢。（）11、S 在钢中引起热脆性，是钢中主要的有害元素之一。（）12、量具刃具用钢的最终热处理一般为淬火+低温回火。（）（）1.刀具寿 命是 指刀 具

11、从开 始切削 到完 全报废 实际切 削时 间的总 和。（）2.砂轮 硬度选 择原 则是：磨硬材 料选 软砂轮，磨软 材料 选硬砂 轮。（）3.珠光 体、索 氏体、托氏 体都是 由铁 素体和 渗碳体 组成 的机械 混合 物。（）4.生产 批量越 大，对 生产 工人技 术水 平要求 越低，但工艺 文件 要求 越详细。（）5.用 65 钢制 成的 沙发弹 簧，使 用不 久就失 去弹性，是 因为没 有进 行淬火、高温 回火。（）6.淬 透 性 好 的 钢 淬 火 后 硬 度 一 定 高，淬 硬 性 高 的 钢 淬 透 性一 定好。（）7.珩磨是对 预先 磨过的 外圆表 面进 行的精 密加工。（）8.由

12、于 T13 钢 中的 含碳量比 T8 钢 高，故前者 的强 度比 后者高。（）9.60Si2Mn 的 淬硬 性与 60 钢相 同，故两者 的淬透 性也 相同。（）10.硫、磷 是 碳 钢 中 的 有 害 杂 质，前 者 使 钢 产 生“热 脆”，后 者使 钢产生“冷 脆”，所以两 者的含 量在 钢中应 严格控 制。（）.回 火 温 度 是 决 定 淬 火 钢 件 回 火 后 硬 度 的 主 要 因 素，与 冷却 速度 无关。（）.可段 铸铁比 灰铸 铁有高 得多的 塑性，因而可 以进 行锻 打。（）.热 处 理 不 但 可 以 改 变 零 件 的 内 部 组 织 和 性 能，还 可 以 改变

13、零件 的外形，因而 淬火 后的零 件都会 发生 变形。（）.积 屑 瘤 使 刀 具 的 实 际 前 角 增 大，并 使 切 削 轻 快 省 力，所以 对精 加工有 利。（）.GCr15 是滚 动轴 承钢，钢 中含 Cr15%，主要 是制 造滚 动轴承 的内 外圈。（）6.钨钛钴类 硬质 合金刀 具适合 加工 脆性材 料。（）7.铰孔 既能提 高孔 的尺寸 精度和 降低 表面粗 糙度，也 能纠 正原 有孔 的位置 误差。（）8.钢 的含 碳量 越高，选择 淬火加 热温 度就越 高。（）9.粗磨 时应选 用粒 度号大 的磨粒，精磨 时则应 选用 粒度 号小的 磨粒。（）10.淬 透 性 好 的 钢

14、 淬 火 后 硬 度 一 定 高，淬 硬 性 高 的 钢 淬 透 性一 定好。（）1.机器 零件 或构 件工作 时，通 常不 允许发 生塑性 变形，因此 多以 s 作 为强 度设 计的依 据。5/18（）2.在 其它条 件相 同时，铸 成薄 件的 晶粒比 铸成厚 件的 晶粒更 细。（）3.一 般地说 合 金 中的固 溶体塑 性较 好，而合 金中 的化 合物硬 度较 高。（）4.钢中 碳的 质量 分数越 高，则 其淬 火加热 的温度 便越 高。（）5.奥氏 体向 马氏 体开始 转变温 度线 M s 与转变 终止 温度线 M f 的 位置，主 要取 决于钢 的冷却 速度。（）6.车削 长径 比 L

15、 D 10 的细 长轴 类零件，再没 有使 用中心 架和 跟刀架 时，由 于径 向力的 作用，会使车 削后 的工件 成为 中凸形。（）7.当 以很大 的刀 具前角、很大 的进 给量和 很低的 切削 速度切 削钢 等塑性 金属时 形成 的是节 状切屑。（）8.砂轮 的组 织好 越大，磨料所 占的 体积百 分比也 就越 大。（）9.定位 装置、夹紧装 置、分度装 置构 成了夹 具的基 本组 成。（）10.精基准即是精加工所用的定位基准。三、选择题 1、45 钢的正常淬火组织应为(A )。A.马氏体 B.马氏体+铁素体 C.马氏体+渗碳体 D.奥氏体 2、碳素工具钢的最终热处理是(B )。A.球化退

16、火 B.淬火加低温回火 C.调质 D.渗碳 3、下面所列的组织或相中，塑性最好的是（A ）。AF BP CFe3C 4、冷变形加工的金属，随着变形量的增加，其：（B）。A、强度提高，塑性增加；B、强度提高，塑性降低；C、强度、塑性均降低 5、引起铸件的缩孔和缩松的主要原因是（A ）。A.固态收缩 B.液态收缩 C.凝固收缩 6、一般来说，淬火钢的回火温度越高，则其硬度(C )A.越高 B.保持不变 C.越低 1、Fe 转变为Fe 时，纯铁的体积会(B).A.收缩 B.膨胀 C.不变 2、45 钢的正常淬火组织应为(A )A.马氏体 B.马氏体+铁素体 C.马氏体+渗碳体 3、铁碳合金共晶转变是

17、(B )摄氏度.A.727 B.1148 C.1227 6/18 4、亚共析钢冷却到 GS 线时,要从奥氏体中析出(A )A.铁素体 B.渗碳体 C.珠光体 5、引起铸件的缩孔和缩松的主要原因是（A ）。A.固态收缩 B.液态收缩 C.凝固收缩 6、铸铁中的碳以石墨形态析出的过程称为(A )A.石墨化 B.变质处理 C.球化处理 7、合金渗碳钢渗碳后必须进行(A )热处理才能使用.A.淬火+低温回火 B.淬火+中温回火 C.淬火+高温回火 1.粗 车锻造 钢坯 应采 用的 刀具材 料是（C）A.YG3 B.YG8 C.YT15 D.YT30 2.下 列钢号 中，（C）是 合金渗 碳钢，（E）是

18、 合金调 质钢。A.20 B.65Mn C.20CrMnTi D.45 E.40Cr 3.在 下列四 种钢 中（D）钢 的弹 性最好，（A）钢 的硬 度最 高，（C）钢的 塑性最 好。A.T12 B.T8 C.20 D.65Mn 4.选 择下列 工具 材料：板牙（C），铣 刀（A），冷冲模（B），车 床主 轴（D），医疗 手术刀（E）。A.W18Cr4V B.Cr12 C.9SiCr D.40Cr E.4Cr13 5.当 刀尖是 主切 削刃 上最 低点时，刃倾 角为（C）A.正 值 B.负 值 C.零 值 D.不 确定 6.为 了获得 使用 要求 的力 学性能，T10 钢制 手工锯 条采用（C

19、）处 理。A.调 质 B.正 火 C.淬 火+低温回 火 D.完 全退 火 7.降 低切削 温度 最有 效的 措施是（D）.降 低 切 削 速 度 B.减 小 背 吃 刀 量 C.减 小 进 给 量 D.加 切 削液 8.划 分 工序 的原 则是 加工 地点不 变和（D）A.加 工 表 面 不 变 B.加 工 刀 具 不 变 C.切 削 用 量 不 变 D.加 工 过程 连续 1.一 般说 来，淬 火时 形 状 简 单的 碳 钢工 件 应 选 择（C）作 冷 却介质，形 状简单 的合金 钢工 件应选 择（A）作冷却 介质。a.机 油 b.盐 浴 c.水 d.空 气 2.T12 钢 制造 的工具

20、 其最 终热处 理应选 用（A）a.淬 火+低 温回 火 b.淬 火+中 温回 火 c.调 质 d.球化 退火 3.在 下列四 种钢 中（D）钢的弹 性最 好，（A）钢的 硬度 最高，（C）钢的 塑性最 好。7/18 a.T12 b.T 8 c.20 d.65Mn 4.选 择 下 列 工 具、零 件 的 材 料：铣 刀（A），冷 冲 模（B），汽 车变 速箱中 的齿轮（C），滚动轴 承的 内外套 圈（D）。a.W18Cr4V b.Cr 12 c.20CrMnTi d.GCr15 5.铁 碳合金 含碳 量小 于 0.0218%是（A），等 于 0.77%是(C)，大 于 4.3%是（B）a工 业

21、纯铁 b.过共 晶白 口铁 c.共析 钢 6.车 削螺纹 时，常用 开倒 车退刀，其主 要目 的是（C）。A.防 止崩刀 B.减少 振动 C.防 止乱 扣 D.减少 刀具磨损 7.精 基准所 用的 定位 基准 表面是(D)。A.未 加工表 面 B.精 度最 高的表面 C.粗 造度 最低的表 面 D.已经加工 过的 表面 1.锉 刀的硬 度测 定，应用（D）。A.HBS 硬 度测 定法 B.HBW 硬 度测 定法 C.HRB 硬 度测 定法 D.HRC 硬 度测 定法 2.纯 金属结 晶时，冷 却速 度越快，则实 际结 晶温度 将（B）。A.越 高 B.越 低 C.接 近于 理论结 晶温度 D.

22、没有 变化 3.固 溶体的 晶体 结构 特点 是（A）。A.与 溶剂相 同 B.与 溶质相 同 C.形 成新的 晶型 D.各自 保持各 自的晶 型 4.下 列各钢 种中，C 曲线 最靠右 的是（B）。A.20 钢 B.T8 C.45 钢 D.T12 钢 5.高 碳钢最 佳切 削性 能的 热处理 工艺方 法应 是（B）。A.完 全退火 B.球化 退火 C.正 火 D.淬 火 6.对 于形状 简单 的碳 钢件 进行淬 火时，应采 用（A）。A.水 中淬火 B.油中 淬火 C.盐水中淬 火 D.碱 溶液中淬 火 7.在 W18Cr4V 高速钢 中，W 元素 的作用 是（C）。A.提 高淬透 性 B.

23、细 化晶 粒 C.提高红 硬性 D.固溶 强化 8.力 学性能 要求 较高，耐蚀 性要求 较低 的工 件，如医 疗工 具等 应 选用（A）。A.1Cr13 油 淬空冷 B.1Cr17 空冷 C.1Cr18Ni9Ti 固 溶处 理 D.T12 淬 火低 温回 火 9.牌 号 YT15 中 的“15”表示（B）。A.WC 的百 分含 量 B.TiC 的百 分含 量 C.Co 的百 分含 量 D.顺序 号 10.与工件 已加 工表 面相 对的刀 面是（C）。A.主 后刀面 B.前刀 面 C.副 后刀面 D.底平 面 11.用 较 大 的 的 前 角、较 高 的 切 削 速 度 切 削 铸 铁 和 黄

24、 铜 等 脆 性 材 料时 所产 生的切 屑是（C）。A.带 状切屑 B.节状 切屑 C.崩 碎切屑 D.无法 确 定 12.车削细 长轴 时，为 防止 工件产 生弯曲 和振 动，应 尽量减 少（D）。8/18 A.轴 向力 B.前 角 C.主 偏角 D.径 向力 13.逆铣与 顺铣 相比，其 优点是（B）。A.散 热条件 好 B.切 削时 工作台 不会窜 动 C.加 工质量 好 D.生 产率 高 14.白刚玉 砂轮 适于 磨削（D）。A.铸 铁 B.陶 瓷 C.硬 质合 金 D.淬 火钢 四、简答题 1、砂型铸造造型材料应具备哪些性能？（1）可塑性:型砂和芯砂在外力作用下要易于成形。（1.5

25、 分）（2）足够的强度:型砂和芯砂在外力作用下要不易破坏。（1.5 分）（3）耐火性:型砂和芯砂在高温下要不易软化、烧结、粘附。（1.5 分）（4）透气性:型砂和芯砂紧实后要易于通气。（1.5 分）（5）退让性:型砂和芯砂在冷却时其体积可以被压缩。（1.5 分）2、何谓过冷现象和过冷度？过冷度与冷却速度有何关系？（1）过冷现象：实际结晶温度 T1 总是低于理论结晶温度 T0 的现象。（1.5 分）（2）理论冷却速度和实际冷却速度的差值称为过冷度。（1.5 分）（3）冷却速度越快，过冷度越大。（1.5 分）3、用 40Cr 钢制造某机床齿轮，其加工工艺路线为：下料（棒料）锻造毛坯正火粗加工调质精

26、加工齿面表面淬火、低温回火磨削，请说明各热处理工艺的目的，并指出调质后所得的组织。（1）正火：改善切削加工性，为调质作好组织准备。（1.5 分）（2）调质：使齿轮获得良好的综合力学性能。调质组织：回火索氏体。（1.5 分）（3）表面淬火：提高齿轮表面硬度和耐磨性。（1.5 分）（4）低温回火：消除淬火内应力。（1.5 分）4、常用金属的防腐措施有哪些？（1）覆盖层保护:涂漆、电镀、发蓝、磷化等工艺。（1.5 分）（2）形成氧化层:加入合金元素 Cr、Al、Si 等,形成 Cr2O3、SiO2、Al2O3 等氧化膜。（1.5 分）（3）提高金属的电极电位:加入合金元素 Cr、Ni、Si 等,提高

27、金属基体的电极电位。（1.5 分）（4）使钢在室温下呈单相组织。（1.5 分）5、焊件材料的选择有哪些注意事项？（1）一般碳的质量分数小于 0.25的碳素钢和碳的质量分数小于 0.20的低合金都具有良好的焊接性，应尽量采用。（1.5 分）（2）碳的质量分数大于 0.50的碳素钢和碳的质量分数大于 0.40的合金钢焊接性不好，应尽量避免采用。（1.5 分）（3）同一构件焊接时应尽量选用同种金属材料。（1.5 分）9/18 6、说明 20Cr2MnTi、40、T10Mn 三种牌号中各符号和数字含义。（1）20Cr2MnTi 指含碳量为 0.20%，Cr 的含量为 1.5-2.49%，Mn，Ti 的

28、含量小于 1.5%的合金渗碳钢。（1.5 分）（2）40 指含碳量为 0.08%的优质碳素结构钢。（1.5 分）（3）T10Mn 指含碳量为 1.0%的含锰量较高的碳素工具钢。（1.5 分）7、在金属结晶过程中，细化晶粒应采取什么措施？（1）增大过冷度:因金属结晶时形核速率大于长大速率，以而获得细晶粒组织。（1.5 分）（2）变质处理:变质处理时，在液态金属中加入许多人工晶核，使金属结晶的晶核数量大大增加，从而获得细晶粒组织。（1.5 分）（3）附加振动:在生产中常采用机械振动、超声波振动、电磁振动等方法，使晶粒在长大过程中不断破碎而细化。（1.5 分）8、晶体与非晶体相比，有哪些特点？（1）

29、原子规则排列的集合体。（1.5 分）（2）固定的熔点。（1.5 分）（3）各向异性：不同方向的性能不同。（1.5 分）9、写出铁碳相图中的共晶、共析反应式。共晶反应式：L Ld(A+Fe3C )（1.5 分）共析反应式：A P(F+Fe3C )（1.5 分）10、现有 20CrMnTi 钢制造的汽车齿轮，其加工工艺路线为：锻造 热处理（一）机加工 热处理（二）精加工，试分析两次热处理工艺名称及其作用。热处理一：正火。（1 分）正火作用：改善切削加工性，为淬火作好组织准备。（1 分）热处理二：渗碳、淬火低温回火。（1 分）渗碳作用：提高齿轮表面的含碳量。（1 分）淬火作用：获得马氏体，提高渗碳后

30、齿轮的表面硬度和耐磨性。（1 分）低温回火作用：消除淬火内应力。（1 分）1、晶体与非晶体相比，有哪些特点？（1）原子规则排列的集合体（1 分）（2）固定的熔点（1 分）（3）各向异性：不同方向的性能不同（1 分）2、砂型铸造造型材料应具备哪些性能？10/18（1）可塑性:型砂和芯砂在外力作用下要易于成形。（1.5 分）（2）足够的强度:型砂和芯砂在外力作用下要不易破坏。（1.5 分）（3）耐火性:型砂和芯砂在高温下要不易软化、烧结、粘附。（1.5 分）（4）透气性:型砂和芯砂紧实后要易于通气。（1.5 分）（5）退让性:型砂和芯砂在冷却时其体积可以被压缩。（1.5 分）3、焊件材料的选择有哪

31、些注意事项？（1）一般碳的质量分数小于 0.25的碳素钢和碳的质量分数小于 0.20的低合金都具有良好的焊接性，应尽量采用；（1.5 分）（2）碳的质量分数大于 0.50的碳素钢和碳的质量分数大于 0.40的合金钢焊接性不好，应尽量避免采用。（1.5 分）（3）同一构件焊接时应尽量选用同种金属材料。（1.5 分）4、常用金属的防腐措施有哪些？（1）覆盖层保护:涂漆、电镀、发蓝、磷化等工艺。（1.5 分）（2）形成氧化层:加入合金元素 Cr、Al、Si 等,形成 Cr2O3、SiO2、Al2O3 等氧化膜。（1.5 分）（3）提高金属的电极电位:加入合金元素 Cr、Ni、Si 等,提高金属基体的

32、电极电位。（1.5 分）（4）使钢在室温下呈单相组织。（1.5 分）5、铸铁的性能特点？（1）切削加工性能优异。（1 分）（2）铸铁的铸造性能良好。（1 分）（3）很好的耐磨性能。（1 分）11/18（4）有很好的抗振性能。（1 分）（5）对缺口不敏感。（1 分）6、在金属结晶过程中，细化晶粒应采取什么措施？答：在金属结晶过程中，细化晶粒的措施有：（1）增大过冷度 因金属结晶时形核速率大于长大速率，以而获得细晶粒组织。（1.5 分）（2）变质处理 变质处理时，在液态金属中加入许多人工晶核，使金属结晶的晶核数量大大增加，从而获得细晶粒组织。（1.5 分）（3）附加振动 在生产中常采用机械振动、超

33、声波振动、电磁振动等方法，使晶粒在长大过程中不断破碎而细化。（1.5 分）7、根据石墨形态的不同，铸铁可分为哪几种？它们各自的石墨形态如何？（1）铸铁可以分为灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁和蠕墨铸铁。（1.5 分）（2）灰铸铁石墨形态分别呈片状；可锻铸铁石墨形态呈团絮状；球墨铸铁石墨形态呈球状；蠕墨铸铁石墨形态呈蠕虫状。（1.5 分）8、何谓过冷现象和过冷度？过冷度与冷却速度有何关系？（1）过冷现象：实际结晶温度 T1 总是低于理论结晶温度 T0 的现象。（1.5 分）（2）理论冷却速度和实际冷却速度的差值称为过冷度。（1.5 分）（3）冷却速度越快，过冷度越大。（1.5 分）9、分别用低碳钢和中

34、碳钢制作的两种齿轮，要求齿面具有高的硬度和耐磨性，心部具的较高的强度和韧性，两种齿轮分别应进行怎样的最终热处理工艺？热处12/18 理后两种齿轮在性能上、成本上有何差异？（1）低碳钢齿轮最终热处理为正火，中碳钢齿轮最终热处理为调质。（2 分）（2）调质后的组织为回火 S，正火后的组织为 S，回火 S 中的渗碳体呈颗粒状且弥散分布于基体内，因此具有更好的强硬度和塑韧性，但成本较高。（2 分）10、什么是退火？钢锻造后为什么要退火？（1）把零件加温到临界温度以上3050,保温一段时间,然后随炉冷却到室温的热处理工艺。（2 分）（2）钢在锻造后产生很大的内应力，通过退火可消除钢的内应力，防止工件在使

35、用过程中变形和开裂。常选用完全退火或等温退火。（3 分）五、看图回答问题 1、下图为简化的铁碳合金相图，分析 45 钢的结晶过程。（11 分）（1）绘制出图示线条。（1 分）（2）合金在 1 点温度以上全部为液态合金，当缓慢冷却到 1 点时，开始从液体中结晶出奥氏体，直至 2 点结晶完毕。（2 分）（3）在 23 点之间为单相的奥氏体，当温度降到 3 点时，奥氏体开始转变成铁素体。（2 分）（4）随着温度继续降低，铁素体量不断增加，奥氏体中碳的质量分数沿 GS 线增加。（2 分）（5）当温度降低到 4 点时，剩余奥氏体中碳的质量分数达到 0.77，进行共析反映转变为珠光体，4 点以下，合金组织

36、基本上不发生变化。（2 分）13/18（6）45 钢的室温组织由铁素体和珠光体组成。（2 分）2、指出下图中哪个焊接件合理，为什么。（4 分）(a)(b)（1）a 图不合理。B 图合理。（2 分）（2）焊缝设计应远离加工表面（2 分）3、下图为简化的铁碳合金相图，分析 45 钢的结晶过程。（6 分）合金在 1 点温度以上全部为液态合金，当缓慢冷却到 1 点时，开始从液体中结晶出奥氏体，直至 2 点结晶完毕。在 23 点之间为单相的奥氏体，当温度降到 3点时，奥氏体开始转变成铁素体。随着温度继续降低，铁素体量不断增加，奥氏体中碳的质量分数沿 GS 线增加。当温度降低到 4 点时，剩余奥氏体中碳的

37、质量分数达到 0.77，进行共析反映转变为珠光体，4 点以下，合金组织基本上不发生变化。45 钢的室温组织由铁素体和珠光体组成。14/18 4、写出铁碳相图中的共晶、共析反应式。（4 分）共晶反应式：L Ld(A+Fe3C )（2 分）共析反应式：A P(F+Fe3C )（2 分）六、填 表题 1、说出下列钢号属于哪一类钢，并说出牌号中各符号和数字的含义 钢号 牌号中各符号和数字含义 Q235AF 质量等级 A，屈服强度 235MPa 的沸腾普通碳素结构钢 08 含碳量为 0.08%的优质碳素结构钢 T10Mn 含碳量为 1.0%的含锰量较高的碳素工具钢 20Cr2MnTi 含碳量为 0.20

38、%，Cr 的含量为 1.5-2.49%，Mn，Ti 的含量小于 1.5%的合金渗碳钢 9SiCr 含碳量为 0.9%，Si，Cr 的含量小于 1.5%的合金工具钢 2、在下 列表格 中填出 各钢 号的类 别（按 用途 归类）、最终 热处理 方法。钢 号 类别（按用途归类）最终热处理方法 Q420 低合金高强度钢 一般不用 40MnB 合金调质钢 调质 20CrMnTi 合金渗碳钢 渗碳淬火低温回火 GCr15SiMn 滾动轴承钢 淬火低温回火 3Cr2W8V 热作模具钢 回火 S 或 T T12 碳素工具钢 淬火低温回火 1Cr17 耐热钢 800 度退火 QT400-18 球墨铸铁 根据需要

39、选用：退火、正火、淬火等 3、请 为 下 列 零 件 选 择 合 适 的 牌 号，并 解 释 所 选 牌 号 的 含 义（供 选材：Q235-A,45,T8,T12,20CrMnTi,40Cr,60Si2Mn,9SiCr,W18Cr4V,5CrMnMo,Cr12MoV,1Cr13,1Cr18Ni9Ti,HT200,QT600-02,2A11）零 件名 称 所 选牌 号 牌 号含 义 机 床床 身 HT200 抗 拉强 度 b200MPa 的灰 铸铁 钻 头 T12 平 均含 碳量为 1.2 的碳 素工具 钢 15/18 高 精度 丝杠 9SiCr 含 碳 量 为 0.9 ，含 硅、铬 量 小

40、于1.5的合 金工 具钢 汽 车变 速箱齿 轮 20CrMnTi 含 碳量 为 0.20，含铬、锰、钛量小于 1.5的 合金 渗碳 钢 4、在下 列表格 中填出 各钢 号的类 别（按 用途 归类）、最终 热处理 方法。钢 号 类别（按用途归类）最终热处理方法 20C rMnTi 合金渗碳钢 渗碳淬火低温回火 60Si2Mn 合金弹簧钢 淬火+中温回火 40Cr 合金调质钢 调质 GCr15 滾动轴承钢 淬火低温回火 0Cr19Ni9 不锈钢 高温固溶处理品 T12 碳素工具钢 淬火低温回火 16Mn 低合金高强度钢 一般不用 45 优质碳素结构钢材 调质 七、问 答题 1.有 一批 45 钢工

41、件 的硬 度为 55HRC，现要 求把它 们的硬 度降 低到200HBS（20HRC），问 有哪几 种方法？（3 分）答 题要 点：正火、退火、调质 (各 1 分)2.下 列零件 和工 具由 于管 理不善 造成材 料错 用，问使用过 程中 会出现 哪些 问题？（4 分）a.把 20 钢当 成 60 钢 制成 弹簧。（2 分）答 题要 点：弹 性和强 度不 够 (2 分 )b.把 30 钢当 成 T7 钢 制成 大锤。（2 分）答 题要 点：硬度和 耐磨 性不够 (2 分 )3.主 偏角的 大小 对三 个切 削分力 有何影 响？当车细 长轴时，主 偏角应 如何 选择？答 题要 点：1.当 主偏

42、角为 30 60 度时，随 着该 角度逐渐 增大，切削 力逐 渐减小；当主 偏角为 60 90 度 时，随着该 角度逐 渐增 大，切 削力 逐渐增 大。（2 分）2.随 着 主 偏 角 逐 渐 增 大，背 向 力 逐 渐 减 小，进 给 力 逐 渐增 大。（2 分）3.当 车细 长轴 时，主偏角 应选择 较大 值。（2 分）4.如 图所示 的毛 坯，在 铸造时 内孔 2 与 外圆 1 有 偏心。如 果要 求获得：在（a）图 中，与 外 圆 有 较 高 同 轴 度 的 内 孔，应 如 何 选 择 粗基 准？在（b）图 中，内孔 2 的 加工 余量 均匀，应如何 选择 粗基准？(5 分)16/18

43、 答 题要 点：1.在（a）图 中，选 择外圆 1 为粗基 准，加工 内孔 2。（2 分）2.在（b）图中，选择内 孔 2 为粗 基准，光 外圆 1，再以外 圆 1 定位 加工内孔 2。（3 分)5、一 车 床 主 轴（15mm）承 受 中 等 载 荷，要 求 轴 颈 部 位 的 硬 度为 5055HRC，其 余 地 方 要 求 具 有 良 好 的 综 合 力 学 性 能，硬 度 为2024HRC。回答 下列 问题：(共 15 分）1）.该 轴 选 用 下 列 材 料 中 的 哪 种 材 料 制 作 较 为 合 适，为 什 么？（20Cr、20CrMnTi、40CrNiMo、45、60Si2M

44、n）（4 分）答 题要 点：选 择 45 钢。（2 分）理 由：45 钢 经 调 质处 理 具有 优良 的综合 机械性 能，轴 颈 经 表面 淬火后 表面 硬度能 达到要 求。（2 分）2）.初步拟 定零 件轴 的加 工工艺 路线。（5 分）答 题要 点：下 料 锻 造 正 火 粗加 工 调 质 精 加工 表面 淬火 +低 温回 火 磨（5 分）3）.指出在 加工 路线 中每 步热处 理的作 用（6 分）答 题 要 点：1.正 火 能 调 整 硬 度 便 于 机 加 工，为 淬 火 作 准 备。（2分）2.调 质能获 得优 良的 综合 机械性 能。（2 分）3.表 面淬 火 +低温 回 火 能

45、 提高 表 面硬 度 和 耐 磨性，同时 消 除 淬火应 力、提高抗 冲能力。（2 分）6.有 一批 45 钢工件 的硬 度为 55HRC，现要 求把它 们的硬 度降 低到200HBS（20HRC），问 有哪几 种方法？（3 分）答 题要 点 ：正火、退火、调质（各 1 分）7 为什 么扩孔 钻所扩 孔比 钻头所 扩的孔 的加 工精度 要高？（3 分）答 题要 点 ：扩孔钻 比钻 头刚度 和强度 更好。（1 分）扩 孔 钻 齿 数 一 般 较 钻 头 多，故 导 向 性 较 好，对 孔 的 形 状 误 差 修正 能力 较好。（1 分）扩孔钻主切削刃较钻头短，故切屑较窄，分屑与排屑较容易。（1

46、分）8如 果错 把 10 钢当 成 35 钢制成 螺钉，在 使用时 会有什 么问 题？（3 分）答 题要 点 ：强度不 够。（3 分）9 如 图 示加 工 零件 内 孔，其材 料 为 45 钢，尺 寸精 度及 表 面 粗 造度 如图 示。试选 择单 件小 批生产 条件下 的主 要机械 加工工 艺过 程（6分）17/18 答 题要 点 ：单件小 批生 产主要 机械加 工工 艺过程 工 序号 工 序内 容 设 备 1 长 度留 余量锯 断下料。（1 分）锯 床（1 分）2 卡 盘 夹 右 端 毛 坯 外 圆，车 左 端 面 和 大 外圆；掉头 车右 端面和 阶梯 圆；钻 孔；扩 孔留 铰孔 余量；

47、铰孔到 图纸 要求。（3 分）卧 式车 床（1 分）10、有 一传动 齿轮 承 受较 大冲击 载荷，要求心 部有 很好韧 性，表 面硬 度要 求达到 58 63HRC。回 答下列 问题：（共 15 分）1）.该 齿 轮 选 用 下 列 材 料 中 的 哪 种 材 料 制 作 较 为 合 适，为 什 么？（20Cr、20CrMnTi、40Cr、T12、9SiCr）（4 分）答 题要 点：选 用 20CrMnTi。（2 分）该 钢 含 碳 量 低，经 渗 碳 后，可 提 高 表 面 含 碳 量，经 最 终热 处理 后表面 可达硬 度要 求，而 心韧性 很好。（2 分）2）.初步拟 定该 齿轮 的加

48、 工工艺 路线。（5 分）答 题 要 点：下 料 锻 造 正 火 粗 加 工、半 精 加 工 渗 碳 淬 火 低温 回火 磨（5 分）3）.指出在 加工 路线 中每 步热处 理的作 用（6 分）答 题要 点：正 火能调 整硬 度便于 机加工，为淬 火作 准备。（1.5 分）渗 碳 能 提 高 表 面 含 碳 量 。（1.5 分）淬 火 能 使 表 层 获 得 高 碳 马 氏体 和碳 化物，从而达 到硬 度 58 63HRC，心部获 得低 碳马 氏体，具有 高 的 强 韧 性。（1.5 分）低 温 回 火 能 消 除 洋 火 应 力、提 高 抗 冲能 力，防止产 生磨削 裂纹。（1.5 分）11

49、.确定下 列钢 件退 火方 式，并指 出退 火目 的及退 火后的 组织。（5分）（1)ZG270-500 铸造 齿轮 答 题要 点：退 火方式：完全 退火（0.5 分）退火 目的：消 除应 力，细 化晶 粒、改 善组织、为最 终热 处理作 准备（1.5 分）退 火后 的组织：铁 素体 珠光体（0.5 分）（2）改 善 T12 钢的 切削 加工性 能。答 题 要 点：退 火 方 式：球 化 退 火（0.5 分）退 火 目 的：使 钢 中 渗碳 体转 变为球 状渗碳 体，降 低硬 度，便 于切 削加工（1.5 分）退 火后 的组 织：球 状珠光 体（0.5 分）18/18 12.下 图 为 纯 铁 的 同 素 异 晶 转 变 曲 线，试 填 出 方 框 中 的 内 容，并 回答 A，G 两 点各发生 什么 转变？两者有 何异 同？（5 分）答 题要 点：各 方框中 的内 容如图 所示（1.5 分）A 点为 液态纯 铁的结 晶点 温度，最后得 到体 心立方 晶格的-Fe；G 点发 生同素 异晶转 变，由 面心 立方晶 格的-Fe 转 变为 体心 立方晶 格的 -Fe。（1.5 分）