金属材料及热处理

1、Logo Aee金属材料及热处理本次作业是本门课程本学期的第3次作业，注釋如下:一、单项选择题(只有一个选项正确，共15道小题)1. 将钢加热到临界温度以上或其它一走温度，保温一定时问然后缓慢地;令却到室温，这一热处理工艺称为()(D)退火2. 对形状复杂,截面变化大的零件进行淬火时f应选用()(A)肓淬透性钢3贝氏体是钢经()处理后获得的组织.(A)等温淬火4. 钢的回火处理是在()(C) 淬火后进行5. 零件渗碳后f 一般需经过()才能达到表面硬度高而且耐磨的目的。(A)低温回火6钢经表面淬火后f将获得(几(D) 走深度的马氏体7淬硬性好的钢必须具备()高的含礦量8 完全退火主要适用于(几

2、(A) 亚共忻钢9. ()主要用于各种弹簧淬火后的处理.(B) 中温回火10. T10在锻后缓;令,随即又采用正火处理的目的是().(B)碎化网状的二次渗碳体,为球化退火作组织准备11 犷散退火的主要目的是()(A) 消除改善晶内偏析12.若合金元養能使过冷奥氏体;令却C曲线右移，钢的淬透性将()(B) 提高13机械制造中,T10钢箒用来制造()(B)刀具14. 合金i彩碳钢中的()合金元素可起到细化晶粒的作用。(B)Ti15. ()热轧空冷即可使用.(D)低合金肓强度钢二、判断题(利断正误，共10道小题)16欢光体是由铁素体和渗複体组成的()正确答宰:说法正确17 亚共忻钢室温下的平衡组织是

3、铁素体珠光体。()正确答案:说法正确18 亚共忻钢室温下的平衡组织是铁素体和珠光体。()正确答案:说法正确19也共忻钢室温下的平衡组织是奥氏体和_次渗碳体。()正确答案:说法错误20白口铸铁很硬但几乎无塑性。()正确答案:说法正确21 室温平衡状态的铁族二元合金都是由F、Fe3C两个基本相组成,含硕重不同f只是这两个相的数量、 形态和分布不同而已。()正确答宰:说法正确22钢的热处理后的最终性能.主要取决于该钢的化学成分。()正确答宰:说法错误23碳钢在室温下的招组成物是铁養体和渗碳体.()正确答宰:说法正确24钢的热处理是通过加热，保温和冷却，以改变钢的形状,尺寸，从而改善钢的性能的一种工艺

4、方法正确答宰:说法错误25调质钢经淬火和高温回火后的组织是回火索氏体()正确答宰:说法正确三、主观题(共20道小题)26试述石墨形态对铸铁性能的影响.与钢相比铸铁有哪些优缺点夢考答宰：答：常用铸铁的组织是山钢的基体组织与石墨组成，山于石墨的强度和韧性极 低，石墨相当于钢基体上的裂纹或空洞，减少基体有效截面积，割裂基体并引 起应力集中。常用铸铁中的石墨形态可分为，片状石墨、球状石墨、蠕虫状石 墨和团絮状石墨，分别对应于灰口铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁和可锻铸铁。其 中由于片状石墨引起严重应力集中，灰口铸铁的塑性和韧性低、强度不高（经 变质处理后，石墨片细化，强度可提高）；而球状石墨的作用最轻，引起的

5、应 力集中最小，球墨铸铁不仅强度提高，塑性和韧性也获得改善；团絮状和蠕虫 状石墨形态介于片状和球状石墨之间，其性能（强度、塑性和韧性）也介于灰 口铸铁和球墨铸铁之间。与钢相比铸铁有良好的吸振性能，良好的耐磨减摩性能，良好的易切削性， 较低的缺口敏感性。27如斤以下全辰材桧g号 Q215、08F、T10. ZG25、KT300-06. QT400-1& 20Cr GCrl5. 60Si2Mn. 5CrMnMo. lCrl8Ni9Ti: （1） 说明材料的矣别;（2）说明牌号中下划绘邹分的京义.参考答宰：答：Q215：普通碳素结构钢，215屈服强度08F：优质碳素结构钢，F-沸腾钢T10：碳素工具

6、钢，10-含碳量ZG25： 25 号铸钢，ZG-铸钢0300-06：可锻铸铁，0可锻铸铁QT400-18：球墨铸铁，400-最低抗拉强度20Cr：合金渗碳钢，20-含碳量GCrl5：滚珠轴承钢，15-Cr含量中间值60Si2Mn：合金弹簧钢，60-一含碳量中间值5CrMnMo：合金模具钢,5-含碳量中间值!Crl8Ni9Ti：奥氏体不锈钢,1含碳量中间值28.LF21. LY10. LY12. LC4、LD5、ZL105各属于何种铝合金分析它们的性能特点,强化方法及用途 （请各举F） 参考答宰:答：类别性能特点强化方法用途（一例）LF21大类：变形铝 口孟小类：防锈铝合金强度低、塑 性好、易于

7、 压力加工， 具有良好的 抗腐蚀性能 和焊接性能形变强化（不可热处理）制造承受低载荷的深 拉伸零件、焊接件和 在腐蚀介质中工作的 零件，如航空油箱、 油管、冷冲压件、钏 钉及受力小的零件。LY10,LY12大类：变形铝 口並小类：硬铝合金强度和耐热 性能均好， 但耐蚀性不 如纯铝和防 锈铝合金。常用包铝方 法提高硬铝 制品在海洋 和潮湿大气 中的耐蚀 性。热处理强化该类合金广泛应用于 各种构件和钏钉材 料。LY1O钏钉用合 金，有较高的剪切强 度，钏接过程不受热 处理时间的限制，但 耐腐性不好。LY12（高强度硬铝）主 要用于飞机结构、钏 钉、导弹构件、卡车 轮毂、螺旋桨元件及 其他结构件，L

8、C4大类：变形铝 口並小类：超硬铝合金强度最高的 铝合金，比 强度更高， 缺点是抗蚀 性差，抗应 力腐蚀性 差。热处理强化用於制造承力构件和 高载荷零件。用于制 作飞机的蒙皮、螺 钉、承力构件、大梁 桁条、隔框和翼肋 等。LD5大类：变形铝合金小类：锻铝合具有良好的热塑性及耐蚀性。淬火热处理强化用於制造形状复杂和 中等强度的锻件和冲 压件等，主要用于结金时效后均可提高强度。构件上。ZL105大类：铸造铝 合金小类：Al-Si合金具有良好的 铸造性能， 适于铸造， 但不适于压 力加工。足 够的强度， 而且密度 小。热处理强化用得最广的铸造铝合 金，一般用于制作质 轻、耐蚀、形状复杂 及有一定机械

9、性能的 零件。29 铝合金淬火和时效的目的是什么夢考答宰：答：铝合金淬火（固溶处理一一加热后快速冷却）的U的是为了获得过饱和的固溶体时效（经长时间室温停留或加热至100-200C定时间保温）后，在母相固溶体的一定晶面上出现一个原子层厚度的铜或其它原子的偏聚区，偏聚 区边缘发生晶格畸变，阻碍位错运动，因而LI的是为了提高合金的强度、 硬度。30存由承合金的组织有什么特点为什么夢考答宰：答：轴承合金的组织是在软基体（硬基体）上分布着硬质点（软质点），软基体（软质点）被磨损而凹陷，保持润滑油；硬质点（硬基体）耐磨而相对凸起，支持轴的压力并使轴与轴瓦接触面积减小；从而使轴与轴瓦接触面积减小保 证近乎理

10、想的摩擦条件和极低的摩擦系数。31 试依据轴类零件的工作条件和失效形式，分析该类零件主要要求哪些性能夢考答宰:答：工作条件（传动）失效形式性能要求交变扭转、旋转弯曲应力疲劳断裂较咼疲劳抗力轴颈摩擦磨损轴颈耐磨性冲击过载或冲击断裂较高强度与较好韧、塑性配合32试说明哪些钢材适用于轴类壽件的选材要求，并指岀其热处理工艺夢考答宰：速度大钢种类别热处理工艺载荷中碳钢调质处理（淬火+高温回火）+表冲击磨损面淬火+低温回火合金调质钢调质处理（淬火+高温回火）+表面淬火+低温回火合金渗碳钢渗碳+淬火+低温回火33试依据齿轮类零件的工作条件和失效形式,分析该类零件主要要求哪些性能.勢考答宰：答：工作条件失效形

11、式性能要求齿根交变弯曲应力疲劳断裂高弯曲疲劳强度齿面接触压应力、滑动摩擦表面损伤疡接触疲劳强度和耐磨性轮齿冲击、应力过载变形、断 裂较高强度及冲击韧性参考答宰:速度、荷、钢种类别热处理工艺中碳钢调质处理（淬火+高温回火）+表面淬火+低温回火34试说明哪些钢材适用于齿轮类零件的选材要求,井指出其热处理工艺。冲击合金调质钢调质处理（淬火+高温回火）+表面淬火+ 低温回火合金渗碳钢渗碳+淬火+低温回火35. 已知某内燃机主动牵引齿轮由20CrMnTi制造请（1）设计热处理工艺路线,（2）分析使用态组 织.蔘考答宰：答：1）900-950C渗碳一820850C油淬一180-200C低温回火2）使用态组

12、织：心部一一M（低碳）；表面一一M（高碳）+A +K36. 已知某小轿车半轴由40Cr制造,请设计热处理工艺路线井指出最终热处理工序的作用.勢考答宰:答：热处理工艺路线：正火一一调质处理（淬火+高温回火）一一（轴颈）表面淬火+低温回火最终热处理工序的作用：调质处理一一获得具有良好综合机械性能的S组织；（轴颈）表面淬火+低温回火一一轴颈表面获得M以提高耐磨损性。37. 请在45、65、T8钢中为某机床主轴选材，并（1）设计最终热处理工序井说明其作用，（2 ）指出使 用态组织.勢考答宰:答：选材一一45最终热处理工序：调质处理（淬火+高温回火）一一（轴颈）表面淬火+低温回火最终热处理工序的作用：调

13、质处理一一获得具有良好综合机械性能的S组织；（轴颈）表面淬火+低温回火一一轴颈表面获得以提高耐磨损性。使用态组织：S+表面38. 在20Cr、9SiCr、GCrl5中选择一种钢材制作汽车变速箱齿轮（肓速中载受冲击），井写出热处理工 艺路线，说明各热处理工序的作用.勢考答宰:答：选择一一20Cr工艺路线：900950C渗碳 一820850C油淬一180-200C低温回火 各热处理工序的作用：渗碳一一表面高碳而心部维持低碳成分；淬火+低温回火心部形成低碳具有较好强韧性；表面形成M（高碳）+A +K具有高硬度、耐磨损。39绪构材料：参考答宰:以力学性能为主要性能要求的工程材料.40劝能材料：参考答宰:以物理.化学性能为主要性能要求的工程材料。41刚度:参考答宰：材料在受力时，抵抗弹性变形的能力。4