金属工艺学习题与思考题

习题与思考题(一)解释名词 合金元素、固溶处理、红硬性、石墨化、孕育(变质)处理、球化处理、石墨化退火、时效硬化、回归、黄铜、锡青铜、巴氏合金。(二)填空题1按钢中合金元素含量，可将合金钢分为_，和_和_几类(分别写出合金元素含量范围)。2合金钢按用途可分为_、_和_。320CrMnTi是_钢，Cr，Mn的主要作用是_，Ti的主要作用是_，热处理工艺是_。4W18Cr4V是_钢，含碳量是_，W的主要作用是_、Cr的主要作用是_，V的主要作用是_。热处理工艺是_，最后组织是_。50Crl8Ni9Ti是_钢，Cr，Ni和Ti的作用分别是_ 、_和_。6拖拉机和坦克履带板受到严重的磨损及强烈的冲击，应选用_钢，采用_处理。7白口铸铁中碳主要以_的形式存在，灰口铸铁中碳主要以_的形式存在。8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_状、_状和_状。9铸铁的基体有_、_、 _三种10QT500-05牌号中，QT表示_，数字500表示_，数字05表示_。11HT250是_铸铁，250表示_。12促进石墨化的元素有_、_，阻碍石墨化的元素有_、_。13铸铁的石墨化过程分为三个阶段，分别为_、_、_。14可锻铸铁铸件的生产方法是先_，然后再进行_。15生产孕育(变质)铸铁选用_作为孕育(变质)剂。16生产球墨铸铁选用_作为球化剂。17灰口铸铁的机械性能主要取决于_。18机架和机床床身应选用_。19影响石墨化的主要因素是_和_。20.球墨铸铁的强度、塑性和韧性均较普通灰口铸铁高，这是因为_。21ZL110是_合金，其组成元素为_。22HSn70-1是_合金，其含Sn量为_。23QAl7是_合金，其组成元素是_。24TC4是_型的_合金。(三)是非题1调质钢的合金化主要是考虑提高其红硬性。 ( x )2T8钢比T12和40钢有更好的淬透性和淬硬性。 ( x )3要提高奥氏体不锈钢的强度，只能采用冷塑性变形予以强化。 ( x )4高速钢反复锻造是为了打碎鱼骨状共晶莱氏体，使其均匀分布于基体中。 ( x )5T8与20MnVB相比，淬硬性和淬透性都较低。 ( x )6高速钢采用很高温度淬火，其目的是使碳化物尽可能多的溶入奥氏体中，从而提高钢的硬性。 ( 对 )7奥氏体不锈钢的热处理工艺是淬火后稳定化处理。 ( 对 )820CrMnTi与1Crl8Ni9Ti中的Ti都是起细化晶粒的作用。 ( x ) 9铸铁可以经过热处理改变基体组织和石墨形态。 ( x ) 10可锻铸铁在高温时可以进行锻造加工。 ( x ) 11石墨化的第三阶段不易进行。 ( 对 ) 12可以通过球化退火使普通灰口铸铁变成球墨铸铁。 ( x ) 13球墨铸铁可以通过调质处理和等温淬火工艺提高其机械性能。 ( 对 )14采用热处理方法，可以使灰铸铁中的片状石墨细化，从而提高其机械性能. ( x )15铸铁可以通过再结晶退火使晶粒细化，从而提高其机械性能。 ( x ) 16灰铸铁的减震性能比钢好。 ( 对 ) 17所有的铝合金都可以通过热处理予以强化。 ( x ) 18铅黄铜加铅是为了提高合金的切削加工性。 ( 对 ) 19ZChSnSb8-4是在软基体上分布硬颗粒的滑动轴承合金。 ( 对 ) 20若铝合金的晶粒粗大，可以重新加热予以细化 ( x )(四)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钢经正火处理； (b)60Si2Mn钢经淬火和中温回火；(c)40Cr钢经调质处理。2制造手用锯条应当选用： a(a) T12钢经淬火和低温回火；(b)Crl2Mo钢经淬火和低温回火；(c)65钢淬火后中温回火。 3高速钢的红硬性取决于：b(a) 马氏体的多少； (b)淬火加热时溶于奥氏体中的合金元素的量；(c)钢中的碳含量 4汽车、拖拉机的齿轮要求表面高耐磨性，中心有良好的强韧性，应选用：c(a) 20钢渗碳淬火后低温回火；(b)40Cr淬火后高温回火；(c)20CrMnTi渗碳淬火后低温回火。 5下列钢种中，以球化退火作为预备热处理的钢种是：d (a)40Cr； (b)20Cr； (c)16Mn； (d)GCrl5。 660Si2Mn钢的热处理工艺是：b (a)淬火和低温回火； (b)淬火和中温回火； (c)再结晶退火。 7热锻模应选用：b (a)Crl2MoV淬火和低温回火；(b)5CrNiMo调质处理；(c)40Cr调质处理。 8GCrl5钢中Cr的平均含量为；b (a)15%； (b)1.5%； (c)没有表示出来。 9二次硬化属于：d (a)固溶强化；(b)细晶强化，(c)位错强化，(d)第二相强化。 10欲制一耐酸容器，选用的材料和相应的热处理工艺应为：c(a) W18Cr4V，固溶处理； (b)1Crl8Ni9，稳定化处理；(c)1Crl8Ni9Ti，固溶处理； (d)1Crl7，固溶处理。 110Crl8Ni9钢固溶处理的目的是：c (a)增加塑性； (b)提高强度： (c)提高耐蚀性。 12下列钢中最易发生晶间腐蚀的是：c (a)0Crl8Ni9Ti； (b)0Crl8Ni9； (c)1Crl8Ni9； (d)1Crl8Ni9Ti。 13下列钢中热处理时不产生二次硬化的是：d (a)W18Cr4V； (b)Crl2MoV； (c)3Cr2W8V； (d)5CrNiMo。 14铸铁石墨化过程的第一，二、三阶段完全进行，其显微组织为：a （a）F十G； （b)F+P+G； (c)P十G。 15铸铁石墨化过程的第一、二阶段完全进行，第三阶段部分进行，其显微组织为：c (a)F+G； (b)P+G； (c)F+P+G。 16铸铁石墨化过程的第一、二阶段完全进行，第三阶段未进行，其显微组织为：b (a)F+P+G； (b)P+G； (c)F+G。 17提高灰口铸铁的耐磨性应采用：c (a)整体淬火； (b)渗碳处理； (c)表面淬火。 18普通灰铸铁的机械性能主要取决于：b (a)基体组织； (b)石墨的大小和分布； (c)石墨化程度。 19现有下列灰口铸铁，请按用途选材；a (a)HT250； (b)KTH350-10； (c)QT600-02。 机床床身( a )； 汽车前后轮壳( b )； 柴油机曲轴( c )。 20灰口铸铁磨床床身薄壁处出现白口组织，造成切削加工困难。解决的办法是：c (a)改用球墨铸铁； (b)正火处理； (c)软化退火； (d)等温淬火。 21.在下列铸铁中可采用调质、等温淬火工艺方法获得良好综合机械性能的是：b(a)灰铸铁； (b)球墨铸铁； (c)可锻铸铁； (d)蠕墨铸铁。 22HMn58-2中含Zn量为：c (a)0%； (b)2%； (c)58%； (d)40。 23ZChSnSb8-4是：d (a)铸造铝合金；(b)铸造黄铜；(c)铸造青铜；(d)滑动轴承合金。 24LF5的：c (a)铸造性能好；(b)强度高；(c)耐蚀性好；(d)时效强化效果好。 25对于可热处理强化的铝合金，其热处理方法为：d (a)淬火+低温回火；(b)完全退火，(c)水韧处理；(d)固溶+时效。 (五)综合分析题 1说出Q235A，15，45，65，T8，T12等钢的钢类，含碳量，各举出一个应用实例。2下列零件或工具用何种碳钢制造：手锯锯条、普通螺钉、车床主轴。3为什么低合金高强钢用锰作为主要的合金元素? 4试述渗碳钢和调质钢的合金化及热处理特点。 5有两种高强螺栓，一种直径为10mm，另一种直径为30mm，都要求有较高的综合机械性能：b800MPa，k25J/cm2。试问应选择什么材料及热处理工艺? 6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? 7轴承钢为什么要用铬钢?为什么对非金属夹杂限制特别严格? 8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。 9W18Cr4V钢的Ac1约为820，若以一般工具钢Ac1+3050的常规方法来确定其淬火加热温度，最终热处理后能否达到高速切削刀具所要求的性能?为什么?其实际淬火温度是多少?W18Cr4V钢刀具在正常淬火后都要进行560三次回火，这又是为什么? 10不锈钢的固溶处理与稳定化处理的目的各是什么? 11试分析30CrMnTi钢和1Crl8Ni9Ti钢中Ti的作用。 12试分析珠光体、马氏体和奥氏体耐热钢提高强度的主要手段。 13试分析合金元素Cr在40Cr，GCrl5，CrWMn，1Crl3，1Crl8Ni9Ti，4Cr9Si2等钢中的作用。 14试就下列四个钢号：20CrMnTi，65，T8，40Cr讨论如下问题： a在加热温度相同的情况下，比较其淬透性和淬硬性，并说明理由； b各种钢的用途，热处理工艺，最终的组织 15试画出经正常淬火后的W18Cr4V钢在回火时的回火温度与硬度的关系曲线。1720Cr钢渗碳零件，表层的金相组织为马氏体和网状渗碳体，心部为马氏体和大量块状铁素体，试问：(1)表层和心部的马氏体形态如何? (2)经过何种热处理才能得到这种组织?18用20CrMnTi制造的齿轮，经渗碳、淬火低温回火后，进行磨削加工。磨完后发现表面有很多磨削裂纹。在检查渗碳层金相组织时，发现表面有一薄层白色的马氏体组织，次层为回火索氏体，试解释这一现象。 20吊环零件，原用进口图纸，选材为35钢，正火后使用，吊环尺寸庞大，重达296公斤，十分笨重。现改用低碳马氏体钢20CrMn2MoVA，淬火、低温回火后使用，重量较前减轻了两倍，只有98公斤，深受用户的欢迎。试从改进前后两种钢材热处理后的组织、性能分析大大减轻重量的原因。 21试述铸铁的石墨形态对性能的影响。 22某工厂轧制用的轧辊，采用铸铁制造，根据轧辊的工作条件，表面要求高硬度，因而希望表层为白口铁，由于轧辊还承受很大的弯曲应力，要求材料具有足够的强度和韧性，故希望心部为灰口铸铁，为了满足这些要求，铸铁的化学成分应如何选择?应采用什么方法铸造? 23生产中出现下列不正常现象，应采取什么有效措施加以防止或改善? (1)灰口铸铁的磨床床身铸造后就进行切削加工，加工后发生了不允许的变形； (2)灰口铸铁件薄壁处出现白口组织，造成切削加工困难。 24试比较各类铸铁之间性能的优劣顺序，与钢相比较铸铁性能有什么优缺点? 25白口铸铁、灰口铸铁和碳钢，这三者的成分、组织和性能有何主要区别? 26为什么一般机器的支架、机床的床身常用灰口铸铁制造? 27指出下列铸铁的类别、用途及性能的主要指标： (a)HTl50，HT400。 (b)QT420-10，QTl200-1。 28下列工件宜选择何种特殊性能的铸铁制造?(a)磨床导轨； (b)用于10001100加热炉的底板；(c)耐蚀容器。 29铝合金性能有哪些特点? 30分析4Cu的A1-Cu合金固溶处理与45钢淬火两种工艺的不同点及相同点。 31什么是硅铝明?为什么硅铝明具有良好的铸造性能?硅铝明采用变质处理的目的是什么? 32ZL102铸态(未变质处理)、ZL102铸态(变质处理后)、H62退火状态、锡基巴氏合金ZChSnSb11-6铸态的组织。 33说出下列材料常用的强化方法：H70，45钢，HTl50，0Cr18Ni9，LYl2。 34画出经固溶处理后的含4Cu的A1-Cu合金的自然时效曲线图。 35说出下列材料的类别，各举一个应用实例：LYl2，ZL102，H62，ZChSnSb11-6，QBe2。例如：LF11，防锈铝合金，可制造油箱。参考答案（一）解释名词略（二）填空题1.低合金钢（总量低于5%） 中合金钢（总量510%） 高合金钢（总量高于10%）2.合金结构钢、合金工具钢、特殊性能钢3.合金渗碳钢 提高淬透性 细化晶粒 渗碳后直接淬火，再低温回火4.高速钢 0.7% 保证钢的热硬性 提高淬透性 提高耐磨性 球化退火+淬火+低温回火 回火马氏体、细粒碳化物、少量残余奥氏体5.奥氏体型不锈钢 提高基体电极电位、获得奥氏体组织，提高耐蚀性、避免晶间贫铬，减轻晶间腐蚀6.耐磨 水韧7.渗碳体 石墨 8.片状、团絮状、球状和蠕虫状 9.P、F、P+F 10.球墨铸铁 最低抗拉强度 延伸率11.灰口铸铁 最低抗拉强度 12.C、Si、Al、Cu、Ni、Co Cr、W、Mo、V、Mn、S13.结晶出一次石墨和形成共晶石墨、析出二次石墨、形成共析石墨14.铸造纯白口铸铁 石墨化退火处理15.硅类合金和碳类16.稀土镁17.石墨的形态、含量和分布18.灰口铸铁19.温度及冷却速度 合金元素20.其石墨的形态比普通灰口铸铁更圆整，对基体的强度、塑性和韧性影响更小。21.铝硅 Al、Si、Cu、Mg22.铜锌（复杂黄铜） 1%23.铜铝（铝青铜） Cu、Al24. 钛（三）是非题1.错误 2.错误 3.错误 4.错误 5.错误 6.正