1、工程材料复习资料答案版一、判断题1.金属铸件不可通过再结晶退火来细化晶粒。 （ ） P48 只有工业纯铁、钢和铝及铝合金可以进行再结晶退火过程 2.细晶强化可以提高金属的强度降低其韧性。 （ X ） P176细晶强化可以提高金属强度和韧度3.凡由液体凝固成固体的过程都是结晶。 （ X ） P62 凝固的产物可以是晶体和非晶体，由液体转变为晶体的过程才称为结晶 4.共析钢加热为奥氏体后，冷却时所形成的组织主要取决于钢的加热温度。 （ X ） P93取决于钢的冷却速度5.奥氏体不锈钢不能淬火强化。 （ ） 淬火的定义：将钢件加热到奥氏体化温度并保持一定时间，然后以大于临界冷却速度冷却，以获得非扩散
2、型转变组织，如马氏体、贝氏体和奥氏体等的热处理工艺 P2276.Ti，V， Zr等元素主要是提高钢的淬透性。 （ X ） P169钢中的弥散分布的特殊碳化物，将显著提高钢的强度、硬度和耐磨性，而不降低其韧度7.铸铁都是硬而脆的。 P239 （ X ）8.T12与20CrMnTi相比，淬透性与淬硬性都较高。 （ X ） P185、P189 T12为碳素工具钢，优点是容易锻造、加工性能良好，而且价格便宜；缺点是淬透性低，Si、Mn含量略有改变，就会对淬透性产生较大的影响。20CrMnTi为中淬透性渗碳钢，其淬透性和力学性能均较高9.拖拉机齿轮，用45钢调质，以获得心部韧性，再表面淬火以获得表面的耐
3、磨。 （ X ） P185 进行调质处理，以得到强度与韧度良好配合的综合力学性能10.某弹簧，用60钢制造，淬火中温回火。 （ ） P185 热成形弹簧一般要进行淬火（850C）及中温回火（350C500C）处理。耐磨件则进行淬火（850C）及低温回火（200C250C）处理11.热加工后的显微组织是纤维组织。 （ X ） 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
4、常缓慢时，不要过冷也可以结晶。 （ X ） 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。 （ X ） 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6265HRC 其他工具钢的硬度为6065HRC，高速钢区别于其他工具钢的显著优点是它具有
5、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。 （ X ） 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HRC6063。 HRC5458 （ X ）18.直径30mm，要求良好综合机械性能的传动轴，用40Cr调质HBS220250。 （ ） P193 低淬透性调质钢的油淬临界淬透直径为3040mm，调质后具有较好的力学性能及工艺性能，由于淬透性
6、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。 （ X ） 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。 （ X ） 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。 （ ） P176细晶强化可以提高金属强度和韧度3.当冷却速度非常缓慢时，不要过冷也可以结晶。 （ X ）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。 （ X ） 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
7、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。 （ ） 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6.高速钢淬火后硬度较其它工具钢高，故能高速切削。 （ X ）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。 （ X ）8.表面要求耐磨的凸轮，选用45钢，淬火、回火、硬度HRC6063。 （ X ）9.直径30mm，要求良好综合机械性的传动轴，用40Cr，调质HBS220250。 （ ）10.弹簧用60钢、调质处理。 （ X ） P185 60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
8、高的零件，如弹簧、弹簧垫圈等11.热加工后的显微组织是纤维组织。 （ X ）12.金属结晶时，冷速愈大，则晶粒愈细。 （ ）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。 （ X ） 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。 （ ） P185、P189 T12为碳素工具钢，优点是容易锻造、加工性能良好，而
9、且价格便宜；缺点是淬透性低，Si、Mn含量略有改变，就会对淬透性产生较大的影响。20CrMnTi为中淬透性渗碳钢，其淬透性和力学性能均较高16.可锻铸铁可以锻造。 （ X ）17.传动轴（直径100mm，心部b500Mpa）选用45钢，调质HBS220250。 （ ）18.直径5mm的塞规，用于大批量生产，检验零件内孔，选用7钢，淬火、回火HRC6264。 HRC5662 （ X ）19.铸铁都是硬而脆的。 （ X ）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 ）； ZGM
10、n13 （ 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
11、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HRCHBSHV7.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。 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HRCHBSHV9.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。 金属模浇注与砂模浇注； （ 金
12、属模浇注 ） 高温浇注与低温浇注； （ 低温浇注 ） 铸成薄件与铸成厚件； （ 铸成薄件 ） 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；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。 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。 T8 （ 碳素工具钢 ）； GCr15 （ 铬轴承钢 ）； CrWMn （ 低合金刃具钢 ）； 1Cr18Ni9Ti（ 双相型不
13、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0.02180.77%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
14、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 -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
15、化物的基体组织。 14.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。 15.二次淬火：在高合金钢中回火冷却时残余奥氏体转变为M的现象。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 - 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。P892.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
16、进行冷却，分析其所得组织，说明各属于什么热处理方法？abcdefg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马氏体屈氏体+马氏体贝氏体索氏体珠光体珠光体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、HRC60632 转速低、表面耐磨及心部强度要求不高的齿
17、轮，材料用45钢，热处理技术条件为渗碳+淬火、HRC5862答：（1）HRC 5458 （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？答： 3050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：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； 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。答：球化退火：改善切削加工性能 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
18、马氏体 人工时效：消除应力 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？答：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10mm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。答：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。答：45钢：AA+F(727
19、)P+F T8：A(727)P T12：AA+Fe3C(727)P+Fe3C10.试绘共析钢连续冷却和等温冷却转变曲线，并用曲线定性说明连续冷却时的转变情况。P11611.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。答：球化退火：改善切削加工性能 调质：得到回火索氏体，减小变形 淬火：得到马氏体 低温回火并人工时效：得到回火马氏体，消除淬火内应力 人工时效：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？（5分）1 当齿轮尺寸较大（d分400600mm）,而齿坯形状较复
20、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。答：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AB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题类似的图答：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，开始从液相中析出固溶体，至2点结束，23点之间合金全部由固
21、溶体所组成，但当合金冷到3点以下，由于固溶体的浓度超过了它的溶解度限度，于是从固溶体中析出二次相A，因此最终显微组织为+A，相组成物为+A A =（90-80）/90 x 100% = 11% = 1- A = 89%13.何谓石墨化？石墨化过程可以分成哪几个阶段？答：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。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？答：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30200mm，要求摩擦部分表面硬度为5055HRC，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
