作业11材料的使用性能

1、DD. 冲击韧性B ，作为零件检D.疲劳强度裂。作业1.1材料的使用性能一、填空题1. 1.金属材料的性能包括使用性能和工艺性能， 前者包括力学性能和物理、化学性能等。2. 材料主要的工艺性能主要有铸造性、锻造 、焊接性、切削加工工艺性、热处理工艺性等。3. 金属材料在静载荷作用下抵抗塑性变形和断裂 的能力称为强度。它是通过静拉伸实验测定的，用于表 示脆性材料条件屈服强度的符电。4. 屈服点表示的是材料抵抗 塑性变形 的能力; 抗拉强度表示的是材料抵抗 断裂 的能力;刚度表示的 是材料抵抗弹性变形的能 5. 材料常用的塑性指标有断后伸长率和断面收缩率 两种。其中用 断面收缩率 表示塑性更接近材

2、 料的真实变形。6. 有一钢试样，其直径为10mm标距长度为50mm,当载荷到达18840N时，试样产生屈服现象。载荷加到 36110N时，试样发生缩颈现象， 然后被拉断，拉断后标 距长度为 63mm,断裂处直径为6.7mm,那么试样的 (Ts=240MPa d b=460MPa 合=26% ¥ =55.1%。7. 疲劳断裂分为疲劳裂纹萌生、疲劳裂纹扩宜、断裂三个阶段。8. 工地上，钢筋在使用之前一般要进行拉伸，其 目的是增加材料的强度，硬度 ，该种强化材料的方法 称为 变形强化(加工硬化) 。二、是非题(X) 1.材料的性能包含工艺性能和使用性能。工 程材料使用性能的好坏， 直接影

3、响零件或构件的制造方 法和制造本钱。工程材料工艺性能好坏，决定了它的使 用寿命和应用范围。(V) 2.金属材料被广泛应用的主要原因是来源广 泛、优良的使用性能和工艺性能以及可以通过热处理使 金属的性能显著提高。(X) 3.机器中的零件在工作时，材料强度高的不 会变形，材料强度低的一定会产生变形。(V) 4.对退火低碳钢进行拉伸试验，会出现载荷 不增加而试样继续伸长的现象，这一现象为屈服。(X) 5.所有的金属材料均有明显的屈服现象。改正：脆性材料无明显屈服现象。(X) 6.屈服点是材料发生屈服时的平均应力。改正：屈服点是材料发生屈服时的最低应力。(V) 7.抗拉强度是材料断裂前承受的最大应力。

4、(X) 8.材料韧性的主要判据是冲击吸收功。改正：材料韧性的主要判据是单位面积上的冲击吸 收功，即冲击韧度。(V) 9.用布氏硬度测量硬度时，压头为硬质合金 球，用符号HBW表示。(V) 10.洛氏硬度适于测试硬质合金、外表淬火 刚及薄片金属的硬度的测试方法。(V) 11.疲劳断裂是指在长期使用过程中零件突 然发生的断裂，在这一过程中零件所受的应力可以远低 于材料的屈服点。(X) 12.材料硬度越低，其切削加工性能就越好。 说明：适合切削加工的最正确硬度范围是 200-220HBS。三、选择题1. 表示金属材料屈服强度的符号是 _B_A. d e B. d s C. d b D. d -12.

5、 测试淬火齿轮的硬度应选择C_A. HRA B. HRB C. HRCD. HBS3. 在测量薄片工件的硬度时，常用的硬度测试方法 的表示符号是BA.HB B.HR C.HV D.HS4. 材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力称为A.强度 B.硬度 C.塑性5. 一般工程图纸上常标注材料的 验的主要依据。A.强度 B.硬度 C.塑性6. 承受_D_作用的零件，使用时可能出现疲劳断A.静拉力B.静压力 C.冲击力 D.交变应力四、简答题1. 试分析退火低碳钢常温静载拉伸试验中强化阶段曲线形成原因？答：是由于该阶段因塑性变形产生加工硬化(变形强化)现象。加工硬化：材料经过塑性变形后，其强度、硬度上

6、升，韧性、塑性下降的现象。赭咅墅畋加賤血軌碩使讎域变酚諭应加應駅2. 常用的测量硬度方法有几种？其应用范围如何？答：1)布氏硬度，洛氏硬度和维氏硬度；2)布氏硬度主要用于软材料的测量，如退火钢、调质钢和有色 金属；洛氏硬度主要用于中硬材料的测量，如淬火钢、 调质钢和外表硬层等；维氏硬度主要用于显微组织中第 二相的测量。作业2.1纯金属的晶体结构与结晶一、填空题1. 常见金属的晶格类型有 体心立方晶格 、面心 立方晶格 、密排六方晶格 三种。铜为 面心立方晶格 ， 锌为 密排六方晶格,aFe为 体心立方晶格。2. 每个体心立方晶胞在晶核中实际含有_2_个原子，致密度为0.68。3. 根据几何形态

7、特征，可将晶体缺陷分为点缺1、线缺陷、面缺陷 三类。其中间隙原子属于 点 缺陷，位错属于 线缺陷，晶界属于 面缺陷。4. 过冷是结晶的必要条件。金属实际结晶温度总是低于理论结晶温度的现象，称为过冷现象;冷 却速度越快，金属的实际结晶温度越低。5. 纯金属结晶的过程是一个形核 和 长大 的过程。6实际金属结晶时，其形核方式有自发形核和非自 _ 发形核两种，其中，非自发形核又称为变质处理。7. 生产中常用的细化晶粒的方法有提高冷却速度、 变质处理、附加振动。二、是非题(X) 1.晶体是指原子呈规那么排列的固态，例如， 纯铁、玻璃等。(X) 2.日常所见的金属都是单晶体。(V) 3.金属面心立方晶格

8、的致密度比体心立方晶 格的致密度高。(X) 4.实际金属中存在着点、线、面缺陷，从而 使得金属的强度和硬度均下降。(X) 5.在室温下，金属的晶粒越细，那么其强度越 高，塑性越低。(X) 6.液态金属结晶时的冷却速度越快，过冷度 就越大，形核率和长大率都增大，故晶粒就粗大。三、选择题1. 增加冷却速度，可使金属结晶的过冷度_A_。A.提高 B.降低C.不变D.不确定2. 实际生产中，金属冷却时旦。A 理论结晶温度总是低于实际结晶温度B 理论结晶温度总是高于实际结晶温度C 理论结晶温度总是等于实际结晶温度D 理论结晶温度与实际结晶温度无关四、简答题1. 实际金属晶体中存在哪些缺陷，对性能有什么影

9、 响？答：1)点缺陷，线缺陷，面缺陷；2)点缺陷：造成局部晶格畸变，使金属的电阻率、线缺陷：形成位错对金属的机械性能影响很大，位错极少时，金属强度很高，位错密度越大，金属强度也会提高。 面缺陷：晶界和亚晶界越多，晶粒越细，金属强度越高，金属塑变的能力越大，塑性越好。2. 什么是过冷度？影响过冷度的主要因素是什么？ 答：过冷度是指晶体的理论结晶温度和实际结晶温度之差。影响过冷度的主要因素是冷却速度，冷却速度 越大，过冷度就越大，金属的实际结晶温度越底。3. 分析纯金属冷却曲线中出现 “过冷现象和“平 台的原因？答：1)纯金属冷却曲线中出现“过冷现象是由 于理论结晶温度是指纯金属无限缓慢冷却的平衡

10、状态 下的结晶温度，而实际金属结晶时存在有一定的冷却速 度。2)出现“平台是由于纯金属结晶时会放出“结 晶潜热，抵消外界对它的冷却作用。当结晶结束后， 没有“结晶潜热放出，纯金属将会以原来的冷却速度 继续冷却下来。4. 何为细晶强化，影响晶粒尺寸的因素是什么，女口 何控制晶粒尺寸？答：细晶强化：晶粒越细小，材料的强度、硬度、韧性、塑性越好，热处理时变形、开裂倾向也比拟小。晶粒尺寸的影响因素有哪些？晶粒尺寸影响因素：形核率高，长大率低，晶粒细 化过冷度 T提高，N提高、G提高过冷度 T太高，N降低、G降低控制晶粒尺寸的措施 提高过冷度(或冷却速度) 变质处理一在液态金属中参加孕育剂或变质剂，增加

11、非自发形核的数量或者阻碍晶粒的长大，以细化晶粒和改善组织。 附加振动，搅拌等屈服强度增加，密度发生变化。次网状渗碳体，使强度 下降填上升或下降，硬度 上升填作业2.2合金的相结构与结晶一、填空1、合金是指由两种或两种以上化学元素组成的具有金属_特性的物质；铁碳合金的组元是Fe和Fe3C。2合金的根本相结构有固溶体、金属化合物、机械混合物 三种；根据溶质原子在溶剂晶格中所占的位置不同，固溶体 可分为间隙固溶体和置换固溶体。3. 金属在固态下晶格类型随温度或压力变化的特性称为 同素异构转变；纯铁在912C以下为 体心立方晶格，在912C-1394 'C为 面心立方晶格，在1394 

12、6;C -1538 'C为 体心立方晶格。4. A 奥氏体是 碳溶于 YFe中形成的间隙固溶体 ，具有 面心立方晶格，在727C时碳的质量分数为 0.77%，在1148 C 时碳的质量分数为 2.11% ,性能特点是强度、硬度不大，塑性 好，变形抗力低。F 铁素体是碳溶于 aFe中形成的间隙固溶体 ，具有体 心立方晶格，在727C时碳的质量分数为0.0218%，在室温时碳的质量分数为 0.008% ，性能特点是与纯铁类似，强度、硬度 很低，韧性、塑性很好。5. 珠光体是由 铁素体F 和渗碳体F&C组成的机械混合物，碳的质量分数为0.77%。6. 亚共析钢碳的质量分数为0.021

13、8% 0.77%，其室温组织为F+P ;共析钢碳的质量分数为 0.77%，其室温组织为_P_， 过共析钢碳的质量分数为0.77% 2.11%，其室温组织为P+Fe3C丛一；亚共晶白口铸铁碳的质量分数为2.11% 4.3%，其室温组织为 P+ Fe3C ii +Ld '共晶白口铸铁碳的质量分数为 4.3%，其室温组织为_Ldl；过共晶白口铸铁碳的质量分数为 4.3%6.69%，其室温组织为 Ld ' + Fe3C_。7. 通过溶入溶质元素，使固溶体强度和硬度提高的现象称为固溶强化，固溶强化的原因是由于溶质元素的溶入，使固溶体晶格产生畸变，增加了变形抗力，因而导致材料强度、硬度提高

14、。由此可知，平衡结晶获得的 Wn=40%的Cu-Ni合金比 Ww=20% 的Cu-Ni合金的强度、硬度要 止填高或低。8. 渗碳体Fe3C是一种金属化合物，碳质量分数为6.69% ，其性能特点是 熔点高，硬度高，脆性大，是钢中主要的强化相， 即当金属化合物以细小颗粒状均匀分布在固溶体基体上时，将使合金的强度、硬度和耐磨性显著提高，此强化材料的方法称为弥 散强化。由此可知，在钢中，随含碳量增加，渗碳体F&C量增加，钢的强度、硬度上升填上升或下降，韧性、塑性丄 电填上升或下降，但当碳含量超过0.9%时，因在钢中形成 上升或下降，韧性、塑性仍然下降。9. 碳的质量分数为0.77%的铁碳合金称

15、为共析钢， 当它加 热到S点727C时会发生 共析转变，从奥氏体中同时析 岀铁素体F和渗碳体F&C的机械混合物，称为珠光体。碳的质量分数为4.3%的铁碳合金称为共晶白口铸铁，当 它加热到C点1148C时会发生 共晶 转变，从 液相 中同时 析出 奥氏体A和 渗碳体FesC的机械混合物，称为莱氏体。10. 铁碳合金的室温显微组织由 F 或铁素体和 A 或奥 氏体两种根本相组成。二、是非题X1.两种或两种以上的金属元素或金属与非金属元素融合在一起都可以称为合金。V 2.置换固溶体可能形成无限固溶体，间隙固溶体只 可能是有限固溶体。V 3.合金中的固溶体一般韧性、塑性较好，常作为基 体组织；

16、而金属化合物一般具有较高的硬度，常作为强化相。V 4.莱氏体中因为含有大量的渗碳体，因此其性能特 点是硬度高脆性大。V 5.奥氏体是单相组织。V 6.由于白口铸铁的室温组织中含有大量莱氏体，导 致其塑性下降，因此不能锻造。V 7.室温时，T8钢的强度高于T12钢。X 8.在铁碳合金中，只有共析成分点的合金结晶时， 才能发生共析转变，形成共析组织。V 9.共析转变、共晶转变都在恒定温度下进行。V 10.接近共晶成分的合金，一般铸造性能较好。V 11.钢的锻造加热温度一般应选在单相奥氏体区。三、选择题1. 组成合金最根本的、独立的物质称为AA、组元 B、合金系 C、相D、组织2. 以下组织中，塑性

17、最好的是 A_。A.铁素体 B.珠光体 C.渗碳体 D.莱氏体3. 碳的质量分数为0.4%的钢在室温下的平衡组织为 _B_。A. P B.F+P C.F D.P+ Fe3C ii4. 要求高硬度和耐磨性的工具，应选用 _C_。A .低碳钢B.中碳钢 C.高碳钢 D.碳素结构钢5. 莱氏体是一种 C。A固溶体B.金属化合物C.机械混合物D.单相组织6. 铁碳合金冷却时，由于溶解度的变化，从奥氏体中析出的 渗碳体称为_B_。A .一次渗碳体B.二次渗碳体C.三次渗碳体D.共析渗碳体7. 碳的质量分数为4.3%的铁碳合金在冷却到 1148时，同时 结晶岀奥氏体和渗碳体的过程称为 _B_。A 共析转变

18、B.共晶转变C.马氏体转变D.奥氏体转变8、 发生共晶转变的含碳量的范围是 _C_ oA、0.77% 4.3%B、2.11%4.3%C、2.11% 6.69% D、4.3%6.69%9、共晶转变的产物是_D_ oA、奥氏体 B、渗碳体 C、珠光体D、莱氏体10、共析转变的产物是_C_ oA、奥氏体 B、渗碳体 C、珠光体D、莱氏体11、Wc >4.3% 的铁称为 _C_oA、共晶白口铸铁 B、亚共晶白口铸铁C、过共晶白口铸铁 D、共析白口铸铁12、铁碳合金相图中的 Acm线是_C_ oA、共析转变线 B、共晶转变线C、碳在奥氏体中的固溶线D、铁碳合金在缓慢冷却时奥氏体转变为铁素体的开始线

19、四、简答题1. 何为变形强化、细晶强化、固溶强化和弥散强化？说明 他们的主要区别。答：变形强化：材料经过塑性变形后其强度、硬度上升， 韧性、塑性下降的现象。细晶强化：晶粒越细小，材料的强度、硬度越高，韧性、塑性越好，热处理变形、开裂倾向越小。固溶强化：通过融入溶质原子使溶剂晶格产生畸变，使强度、硬度上 升的现象。弥散强化：当金属化合物以细小颗粒状均匀分布在固 溶体基体上时，将显著提高钢的性能。主要区别：变形强化与固溶强化使钢的强度、硬度上升， 但同时韧性、塑性下降； 细晶强化与弥散强化那么同时提高钢的强 度、硬度、韧性和塑性。2 根据Fe Fe3C相图答复以下问题1600153S14OT130

20、012001W0 10009J23001ZZ7F600goowo%卜+畑Cm-I tMF钊口|J r i iijI|乩 77|2- J Ij_ /i _ J. _，ii J、 2.0£04- 0C. 02181写岀以下特性点和特性线的含义S 点：共析点；发生共析反响：AT Fp+FqCE 点：碳在 丫 -Fe中的最大溶解度ES线：碳在奥氏体中的溶解度曲线PSK线：共析转变线；合金成分经过该线时，发生共析反响:at F p+FqC2图中S点、F点的含碳量和温度各是多少？答：S点含碳量为0.77%，温度727oC ；F点含碳量为6.69%，温度1148°C3指岀在以下条件下钢的

21、组织 ：碳的质量分数温度C组织1.0%730A+FeC4.3%1200L4在ESKFCE区域内，由哪些相组成?答：由A和Fe3C组成。5分析含碳量0.6%的亚共析钢的结晶过程。在Fe Fe3C相图中碳的质量分数为 0.6%处画一垂线，分别 与AC AE、GS PSK线相交于1、2、3、4点。合金在AC线以上处于L 或液相，当冷却到与AC线相交 的1点时，开始从L 或液相中结晶出 A 奥氏体，冷却到与 AE线相交的2点时结晶完毕。2 3点之间，合金呈全部奥氏体。 3点以下，A 奥氏体中开始析岀 F 铁素体。冷却到4点时， 剩余奥氏体发生共析反响，转变成P 珠光体。该合金的室温组织由F 铁素体和

22、P 珠光体组成。6根据相图，说明以下现象产生的原因： 在1100 °C，WC0.4%碳钢能进行锻造，WC4.0僑铁不能锻 造。答：碳钢加热到高温时，其主要成分是奥氏体，其塑性， 韧性较好，因而可以锻造。白口铁，加热到高温时其主要结构是 莱氏体，其塑性，韧性极差，因而不可以锻造。 钳工锯割T10钢比锯割20钢费力，锯条易磨损。答：T10钢与10钢相比含有更多的Fe3C，F&C性能硬而脆， 因此T10钢具有更高的硬度，易使锯条磨损。 钢铆钉一般用低碳钢制造，锉刀一般用高碳钢制作。答：铆钉需要有一定的韧性和可塑性，低碳钢韧性、塑性好。锉刀要求硬度和耐磨性，高碳钢含有更多的FesC,

23、 Fe3C性能硬而脆，因此具有高硬度和耐磨性。 钢适宜采用压力加工成形，而铸铁只能采用铸造成形。答：钢具有良好的塑性，并且经过锤打能使组织结构更细 致紧密，所以适合锻造。铸铁的含碳量高，含有大量FesC,性能极脆，塑性差，不适合锻造。但高的含碳量使铸铁在熔融状态下有良好的流动性，同时浇铸温度低，液-固转变温度区间窄，在冷却时收缩率也较钢小，所以适合铸造。 T12钢比T8钢的硬度高，但强度反而低。答:这是由于T12钢中的Fe3G连成网状，导致晶界强度下 降,而T8钢中的Fe3Cn呈短杆状，起第二相强化作用. T8钢比40钢的强度、硬度高，塑性、韧性差。答：由于T8的含碳量0.8%C比40钢0.4

24、%C含碳量高，其(4) M+A答：(1) 炉冷(2) 空冷(3) 油冷(4) 水冷水冷叫 油拎时间对融酗标)铁素体含量低，渗碳体含量高，因此,T8钢比40钢的强度高，硬度 高，而塑性，韧性差.作业3.1钢的热处理原理一、填空题1. 热处理是指采用适当方式对材料或工件在固态 下进行加热、保温和冷却，以获得预期组织结构， 从而获得所需性能的工艺方法。思考：加热、保温、冷 却的目的？2. 共析钢的奥氏体化过程可分为 奥氏体晶界处形 核， 奥氏体长大 ，未溶渗碳体溶解 ，奥氏体均匀化 四个阶段。3. 在钢的热处理中，所采用的冷却方式主要有连续冷却和等温冷却，常见的连续冷却方法有 油冷(或 空冷、炉冷)

25、、水冷等。3. 过冷奥氏体等温冷却转变的产物有 珠光体、 索氏体、托氏体、上贝氏体、下贝氏体 。4. 马氏体是 碳在aFe中的过饱和固溶体 ，是过冷 奥氏体连续冷却转变的产物，其转变温度为Ms-Mf ， 为体心正方晶格;马氏体的组织形态与其碳的质量分数有关，当碳的质量分数大于或等于1.0%时，为 片 状,当碳的质量分数小于0.2%时，为 板条 状，马氏体的硬度主要取决于碳的质量分数，故马氏体的碳的质量分数越高，其硬度越高(填越高或越低)。5. 板条马氏体的性能特点是具有良好的强度及 较好的韧性；片状马氏体的性能特点是 硬度高而 脆性大 。二、是非题(X)1.马氏体转变是在等温冷却的条件下进行的

26、。三、选择题1. 共析钢奥氏体化后过冷到350 C等温将得到C。A.马氏体B.珠光体 C.贝氏体 D.铁素体2. 贝氏体是由A_组成的复相组织。A.过饱和的铁素体和渗碳体B. 过饱和的奥氏体和渗碳体 C.过饱和的马氏体和渗碳体D. 过饱和的珠光体和渗碳体3. 马氏体临界冷却速度指的是获得A_组织的最小冷却速度。A.全部马氏体B.全部铁素体C.局部马氏体 D.局部马氏体和局部铁素体四、简答题1. 什么是钢的奥氏体化？以共析钢为例说明奥氏 体的形成过程。亚共析钢和过共析钢要实现完全奥氏体 化，各应加热到什么温度？答：对钢进行加热，使其室温下的组织全部转变为 奥氏体的过程称为钢的奥氏体化。共析钢奥氏

27、体的形成过程：奥氏体形核t奥氏体长 大t剩余Fe3C溶解t奥氏体均匀化。共析钢应加热至Ac3以上；过共析钢应加热至 Accm 以上。2. 根据共析钢过冷奥氏体等温冷却曲线(TTT曲线)，分析将共析钢过冷奥氏体分别置于700 C、620 C、570 C、500 C及300 C等温转变时，所得到的组织在结 构上和力学性能上的不同。时间lg T答：700 C等温将得到珠光体，620 C等温将得到索 氏体，570 C等温将得到托氏体，这三种本质上都是珠 光体的层片状组织，只是随等温温度降低，其层片状间 距减小，从而强度、硬度、韧性、塑性都得到提高。500 C等温将得到上贝氏体组织，300 C等温将得到

28、下贝氏体组织。贝氏体是渗碳体分布在过饱和的铁素体 基体上的两相混合物，上贝氏体铁素体较宽，强度和韧 性都很低，没有实用价值；下贝氏体中铁素体片细小， 无方向性，碳的过饱和度大，碳化物分布均匀，所以硬 度高，韧性好。3. 根据共析钢过冷奥氏体连续冷却曲线(CCT曲线)，说明为了获得以下组织，应采用何种冷却方法？ 并在所CCT曲线上绘出其冷却曲线。(1) P (2) S (3) T+M+A作业3.2钢的整体热处理一、填空题1. 退火的主要目的是降低硬度，改善切削加工性能、消除残 余应力、细化晶粒、为最终热处理做好准备。2. 正火的冷却方式是空冷，对于低碳钢正火的目的是提高硬 度改善切削加工性能，

29、对于过共析钢正火的主要目的是消除网状 二次渗碳体。3. 球化退火加热温度为 Ac1以上1O'C -20C,得到不完全(填 完全或不完全)奥氏体，主要适用于共析钢和过共析钢。4. 为了去除工作中由于塑性变形加工，切削加工或焊接等造成的和铸件内存剩余应力而进行退火叫去应力退火_。5. 完全退火的加热温度为Ac3以上30-50C ;球化退火的加热温度为 Ac1以上10 C -20 C ;正火加热温度为Ac3或Accm 以上 30-50Co6. 调质处理是指淬火加高温回火的热处理工艺，钢件经调 质处理后，可以获得良好的综合力学性能。7. 淬火前，假设钢中存在网状渗碳体，应先进行正火，再进行 球

30、化退火 的方法予以消除，否那么会增大钢的淬透性8. 淬火的目的是为了获得马氏体，亚共析钢的淬火加热温度为Ac3以上30-50 C,共析钢和过共析钢的淬火加热温度为Ac1以上30-50 Co淬火后获得马氏体量的多少与淬透性(填淬透性 或淬硬性)有关，淬火后马氏体的性能与淬硬性(填淬透性或淬 硬性)有关。9. 常见的淬火缺陷有变形和开裂、氧化和脱碳、过热和过 烧、硬度缺乏和软点。10. 淬火钢回火的目的是减少和消除内应力；降低脆性，提 高韧性和塑性；稳定组织。11. 低温回火的温度是150-250 C,回火后组织为回火马氏 体,其目的是减小淬火应力和脆性， 保持淬火后的高硬度和耐磨 性。主要用于刃

31、具、量具、模具、滚动轴承以及渗碳、外表淬火的零件。温回火的温度是 350-500 C,回火后组织为回火托氏体， 其目的是获得高的弹性极限、屈服点和较好的韧性。主要用于各种弹簧、锻模。高温回火的温度是 500-650 C,回火后组织为回火索氏体， 其目的是弓用于各种承受复杂载荷的重要构件。二、是非题(X) 1.退火与正火的目的大致相同，他们的主要区别是保温时间的长短。(X) 2.淬透性好的钢，淬火后硬度一定很高。三、选择题1. 加热是钢进行热处理的第一步，其目的是使钢获得_B_A. 均匀的基体组织B.均匀的A组织C.均匀的珠光体组织 D.均匀的马氏体组织2. 为了改善碳素工具钢的切削加工性，应采

32、用_B_作为预备热处理。A.完全退火B.球化退火C.再结晶退火D.去应力退火3. 为改善低碳钢的切削加工性，应采用_A_ oA.正火B.球化退火C.完全退火D.去应力退火4. 过共析钢正火的加热温度为C oA.Ac3 以上 30-50 C B.Ac1 以上 30-50 CC.Accm 以上 30-50 C D.Ac1 以下5. 用T12钢制造的锉刀，为到达其高硬度和高耐磨性的要 求，应采用C_ oA.调质处理B. 淬火+中温回火 C. 淬火+低温回火D.淬火+退火6. 钢在加热时，由于加热温度过高或时间过长，引起奥氏体晶粒粗大的现象叫做邑oA.脱碳 B.过热 C.氧化 D.过烧7. 淬火钢在3

33、00C左右回火时，韧性出现下降的现象叫 C o A.热脆性 B.冷脆性 C.第一类回火脆性 D.第二类回火脆性8. 以下是外表热处理的是B oA、淬火 B、外表淬火 、渗碳 D、渗氮9. 完全退火邑oA、不能用于亚共析钢B、不能用于过亚共析钢C、二者皆可 D、二者皆不可10. 双介质淬火法适用的钢材是D oA、低碳钢B、中碳钢C、合金乍厂D高碳工具钢11. 为保证较好的综合力学性能，对轴、丝杠、齿轮、连杆等重要零件，一般采用的热处理方式是_D_oA、淬火B、正火 C、退火D、调质12. 淬火钢回火后的冲击韧度是随着回火温度的提高而A_oA 提高B、降低C、不变 D、先提高后降低四、简答题1.

34、对过共析钢进行淬火处理，其合理的加热温度范围是什 么，为什么？答：Ac1+ (20-30 C)使淬火组织中保存一定数量的细小弥散的碳化物颗粒，以 提高耐磨性。温度过高使奥氏体粗大，温度过低组织不发生转变， 达不到热处理目的。2. 用原为平衡状态的 45钢制成4个10mnX 10mm的试样， 分别进行如下热处理，试分别定性地比拟试样所得硬度的大小， 并完成表中内容。试样加热 温度加热组织冷却方式冷却后组 织硬度比拟1710CF+P水冷F+P试样3试样4,试样3试样2,试样2试样12750 CF+A水冷F+M+A3840 CA水冷M+A4840 CA油冷M+T+A3. 以下钢件应采用什么退火方法，

35、并说明退火的目的。(1) 亚共析钢(Wc=0.35 % )铸造齿轮：去应力退火；消除应 力。(2) 锻造后产生过热组织(晶粒粗大)的亚共析钢(Wc=0.6 % ) 锻造毛坯：完全退火；细化晶粒。(3) 具有片状渗碳体的钢坯(Wc=1.2 % ):球化退火；使Fe3C 球化，降低 HBS,提高切削加工性。4. Wc=1.2%的过共析钢正火的目的是什么？如何选择加热温度？答：消除网状Fe3G,为球化退作组织准备，提高力学性能；A；cm+30 50 Co5. 锯条、车床主轴和汽车板簧各应进行哪些热处理工艺？试分析其原因。答：锯条：淬火和低温回火。因为锯条属于高碳钢工具类 型的钢，只有通过淬火和低温回

36、火才能保证钢具有较高硬度和耐 磨性，即保证了其使用性能要求。车床主轴：淬火和高温回火调制处理。轴在使用中要求有一定的强度和硬度同时又有 好的塑性和韧性，通过调制处理可以到达获得优良综合力学性能 目的。汽车弹簧：淬火 +中温回火。通过该热处理可使板簧具 有高的弹性极限和屈服极限值，同时还具有较好的韧性。作业3.3钢的外表热处理/热处理工艺设计一、填空题1. 仅对工件表层进行淬火的工艺称为外表淬火；表面淬火目的是 使表层获得马氏体组织，而心部仍为原 始组织。常用的有感应加热外表淬火 和火焰加热表 面淬火两种。2. 化学热处理的根本过程，均由以下三个阶段组成，即：分解得到活性原子，活性原子被工件表层

37、吸收， 活性原子从表层向心部扩散。二、是非题X1.外表热处理就是改变钢材外表的化学成分，从而改变钢材外表的性能。X 2.T12钢工件可经渗碳处理后外表可得到很 高的硬度及良好的耐磨性。三、选择题1. 渗碳钢件常采用的热处理工艺是厶。A、淬火加低温回火B、淬火加中温回火C、淬火加高温回火D、不用再进行热处理2 为了减小淬火内应力和降低脆性，外表淬火后 一般要_B_。A、正火B、低温回火 C中温回火 D、高温回火3 目前工业上应用最广泛的是气体渗氮法。它是在渗氮罐中进行加热时，不断通人空气介质_B_。A、氮气 B、氨气 C、一氧化碳 D、二氧化碳4 渗氮后的钢材常采用的热处理工艺是_D_。A、淬火

38、加低温回火B、淬火加中温回火C 、淬火加高温回火D、不用再进行热处理四、简答题1. 有一 20钢Wc=0.20% 制轴，直径为 35mm经 渗碳、淬火和低温回火后，轴的表层和心部各为什么组织？答：渗碳空冷后表层组织：S+Fe3C心部组织：F+P 淬火回火后一次淬火发表层组织：回火马氏体 +剩余奥氏体；心部组织：F+P。2. 机床齿轮，要求齿外表硬度5863HRC心部要求高的强度和韧性，硬度为3438HRC1该齿轮选用20CrMnTi制造，初步拟定零件的加 工工艺路线如下，指出在加工路线中预先热处理和最终 热处理应采用什么方法。下料t锻造t正火 t粗加工t半精加工t渗碳+淬火+低温回火T磨削加工

39、2说明热处理工序的作用正火：提高硬度，改善切削加工性能；细化晶粒； 消除应力；为最终热处理作组织准备。渗碳：提高齿轮表层碳的质量分数，保证渗碳层深度。淬火：使齿面到达所要求的高硬度和高耐磨性，而心部具有较高的强度和足够的韧性。低温回火：减少淬火应力和脆性。4.1钢铁中的元素及其作用一、填空题1硫元素使钢产生 热脆性，磷元素使钢产生 冷 脆性 。2. 合金元素中，除 Ni、Co外，提高奥氏体化温度， 使合金钢的加热温度提高，保温时间增长；除Mn、P外，阻止奥氏体晶粒长大；除CO外，使奥氏体等温转变图右移，即使钢的临界冷却速度降低透性提高；_ 除Co、Al外，使Ms、Mf点下降，使剩余奥氏体量增

40、多。二、判断题V 1.钢中合金元素的质量分数越高，其淬透性 越好。V 2.般情况下，钢中的杂质Si、Mn是有益元素，S和P是有害元素。X 3.钢中含有大量的硫元素可以使钢产生冷脆 性。V 4.在同一温度回火时，合金钢的强度、硬度 要比非合金钢高。三、选择题1.钢的质量指的是钢中_A_元素含量的多少。A. S 和 P B. C 和 Si C. Si 和 Mn D. Cr和V四、简答题1.钢中常存元素有哪些？他们对钢的性能有何影 响？答：1硫S一种有害元素。以FeS形式存在熔点只有989C, 使钢材在热加工时容易开裂，产生 热脆现象。硫含量 高还使材料的断裂韧性降低。2 磷P也是一种有害元素。磷能

41、全部溶于铁素体中，使强 度和硬度增加，会导致塑性和冲击韧性的显著降低。在 低温变脆，产生“冷脆现象。在某些特殊用途钢中， 如含磷的铜钢，可以提高在大气中的耐蚀性。3 锰Mn一种有益的元素。锰是炼钢时作为脱氧剂和合金元 素参加钢中的。由于锰可以和硫形成高熔点 1600 C 的 硫化锰，能减轻硫的有害作用，并能提高钢的强度和硬 度，是低合金钢中的常见元素。4硅Si一种有益的元素。作为脱氧剂和合金元素参加钢中 的。能使钢的强度、硬度、弹性提高，而塑性、韧性降 低。硅作为合金元素，可以提高钢的耐蚀性和耐热性， 但过量的硅会恶化钢的热加工工艺性能。2. 请比拟T12钢、20CrMnTi钢、40Cr钢的淬

42、透性 和淬硬性上下？并说明理由。答：淬透性由高到低： 20CrMnTi、40Cr、T12 ;淬 透性是钢淬火后获得马氏体的能力，合金元素种类越 多、质量分数越高，淬透性越好。淬硬性由高到低：T12、40Cr、20CrMnTi ;淬硬性 是钢淬火获得马氏体的最大硬度，含碳量越高，淬硬性 越好。3 .解释以下现象： 相同含碳量情况下，除含Ni和Mn的合金钢外， 多数合金钢的热处理温度都比碳钢高。答：合金钢中含有大量的合金元素，大多数合金元素均减缓奥氏体化的过程。V、Ti、Mo、W、Cr等合金元素形成的合金碳化物，有的要达1050才溶解，即使溶解了也难以扩散。所以，为了得到比拟均匀的、含有 足够数量

43、合金元素的奥氏体，充分发挥合金元素的有益作用，合金钢在热处理时需要提高加热温度和延长保温 时间。 在相同含碳量情况下，含碳化物形成元素的合 金钢比碳钢具有较高的回火稳定性。答：大多数合金元素尤其是碳化物形成元素融 入马氏体，对原子扩散起阻碍作用，因而在回火过程中 马氏体不易分解，碳化物不易析出，也不易长大，使合 金钢与飞合金钢在相同硬度的情况下，回火温度更高， 回火时间更长，即具有更高的回火稳定性。 含碳0.40%，含铬12%的铬钢属于过共析钢， 而含碳1.5%，含铬12%的钢属于莱氏体钢。答：合金元素含铬的质量分数为12%时，使S点左移至碳的质量分数大约为0.40%处，E点右移至碳的质量分数

44、大约为1.5%处，因此碳的质量分数大于 0.40%的 钢中就出现了过共析组钢的组织，碳的质量分数为1.5% 的钢中就出现了莱氏体组织。 高速钢在热锻或热轧后，经空冷获得马氏体组 织。答：高速工具钢中参加的多种合金元素融入奥氏体 后，使奥氏体稳定性增加，从而使奥氏体等温转变曲线A.合金渗碳钢B.合金调质钢位置右移，使钢的马氏体临界冷却速度降低到空冷的速 度，所以空冷即可获得马氏体组织。制造BC.合金弹簧钢D.合金工具钢6. 高速钢W18Cr4V 进行锻造的目的是 A。A.打碎粗大的鱼骨状碳化物B.获得纤维组织C.到达所要求的形状D.提高硬度7. 高速钢W18Cr4V 的淬火加热温度高1260 &

45、#176;C1280C，目的是AA.使大量的合金碳化物充分溶入奥氏体中B提高钢的硬度D.改善钢的韧性DoB.降低淬火应力D.以上答案都正确4.2工业用钢一、填空题1. W18Cr4V钢是高速工具钢, W的主要作用是造成二次硬化，Cr的主要作用是提高淬透性，V的主要作用是形成硬度极高 的细小碳化物，最终热处理工艺是淬火+三次回火；预热的目的是减少热应力，高温淬火的目的是使大量难溶合金碳化物充分溶 入奥氏体中,三次回火的目的是产生二次硬化，消除剩余奥氏体，将前一次回火过程中形成的马氏体转变成回火马氏体。2. 合金渗碳钢中碳的质量分数为 0.1%0.25%，目的是保证淬火后零件心部有足够的塑性和韧性

46、，参加 Cr、Mn等元素的作 用是可强化铁素体和提高淬透性，参加 Ti、W、V等元素的作用 是可形成细小难溶的碳化物，阻碍晶粒长大。合金渗碳钢的最终热处理是渗碳、淬火和低温回火。3. 滚动轴承钢中碳的质量分数为0.95%1.15%，目的是获得高强度、高硬度及高耐磨性，铬元素的质量分数为 0.4%1.65%，目的是提高淬透性， 形成细小均匀分布的合金渗碳 体Fe、Cr 3C,以提高接触疲劳强度和耐磨性。滚动轴承钢进 行球化退火的目的是降低硬度，以利于切削加工，获得均匀分布的细粒珠光体，为最终热处理做好组织准备。滚动轴承钢的性能特点是具有高而均匀的硬度和耐磨性，高的弹性极限和一定的冲击韧度,足够的

47、淬透性和耐腐蚀能力以及高的接触疲劳强度和抗压强度。二、选择题1. 现需要制造一直径 25mm在连杆，要求整个截面上具有良好的综合力学性能，应采用A。A. 40Cr钢调质B.45钢正火C. 60Si2Mn刚淬火+中温回火D. 20Cr渗碳+淬火+低温回火。2. 欲制作一耐酸容器，选用材料及相应热处理工艺应为C oA. W18Cr4V 固溶处理B.1Cr18Ni9Ti稳定化处理C.1Cr18Ni9Ti固溶处理D.1Cr17固溶处理3. 中碳钢的碳的质量分数范围是 CoA.0.77%2021%B.0.0218%2.11%C.0.25%0.6%D.0.6%2.11%4. 淬火弹簧钢丝冷卷成形后，应进行

48、CoA.完全退火B.去应力退火C.淬火、中温回火D.淬火、高温回火5. 对于综合力学性能好的轴、齿轮等重要的零件，应选择C.使奥氏体的晶粒长大8. 高速钢淬火后进行屡次回火的作用是A.减少剩余奥氏体的量C.提高强度和韧性9. 高速钢淬火、回火后的组织是AA.回火马氏体、合金碳化物及少量的剩余奥氏体B. 回火索氏体、合金碳化物及少量的剩余奥氏体C. 回火托氏体、合金碳化物及少量的剩余奥氏体D. 回火马氏体10. 为获得良好的耐腐蚀性，不锈钢中的碳的质量分数应尽A.高B.低C.中等D.大于合金元素11. 在T8钢中，碳的质量分数是 B oA.8%B.0.8%C.0.08%D.不能确定12. 一般，

49、碳素结构钢都是 A oA.普通质量钢B.优质钢C.高级优质钢D.特级优质钢13. 在 ZG200 400 中，“200 表示的是 A °A.抗拉强度B.断后伸长率C.断面收缩率D.屈服点三、简答题1. 合金钢与碳钢相比，具有哪些特点？答：碳钢的淬透性低碳钢制成的零件尺寸不能太大，否那么淬不透，岀现内外性 能不均，对于一些大型的机械零件，要求内外性能均匀，就不 能采用碳钢制作，如发电机转子，汽轮机叶片，汽车、拖拉机的 连杆螺栓等。回火抗力差碳钢淬火后，只有经低温回火才能保持高硬度，假设其回火 温度超过200C，其硬度就显著下降。即回火抗力差，不能在较 高的温度下保持高硬度，因此对于要求

50、耐磨，切削速度较高，刃 部受热超过200C的刀具就不能采用碳钢制作。碳钢不能满足一些特殊性能的要求如耐热性、耐腐蚀性、耐低温性低温下高韧性为了弥补碳钢的缺乏，满足上述条件的要求，目前工业上 广泛开展和使用了合金钢材料。2. 拖拉机的变速齿轮，材料为 20CrMnTi，要求齿面硬度 58-64HRC，分析说明采用什么热处理工艺才能到达这一要求？答：20CrMnTi含碳量低，为0.20%，是合金渗碳钢，要达到齿面硬度要求，必须先渗碳，后淬火+低温回火。3. 有一10mm的杆类零件，受中等交变拉伸载荷作用，要求零件沿截面性能均匀一致，供选择的材料有：Q345 16Mn 、45、40Cr、T12。要求

51、：1选择适宜的材料；2编制简明工艺 路线；3说明各热处理工序的主要作用；4 指岀最终组织。答：1选择45;2 工艺路线：下料T锻造T正火T粗加工T调质T半精加 工T精加工3 正火：提高硬度，改善切削加工性能；消除应力；细化 晶粒；为最终热处理作组织准备。调质：获得强度、硬度、韧性和塑性均较好的综合力学性 能。4最终组织：回火索氏体。4. 高速工具钢淬火后为什么需要进行三次以上回火？在560 C回火是否是调质处理？答：W18C4V钢在550s570°C回火时可以产生二次硬化， 提高硬度，屡次回火还可以消除大量的剩余奥氏体，将前一次回火过程中形成的马氏体转变成回火马氏体，降低应力，提高强

52、韧性。高速钢淬火回火后的组织是回火马氏体、合金碳化物及少量的参与奥氏体，在560C回火不属于调质，因为调质组织中有回 火索氏体。5. 说明以下牌号属于何种金属材料？其中的数字和符号的含意及其主要用途各是什么 ？T8 20CrMnTi ZGMn13-2 40Cr GCr15 60Si2Mn W18Cr4V 1Cr18Ni9Ti 1Cr13 Cr12MoV 5CrMnMo 38CrMoAI 9CrSi Cr12 60 钢 CrWMn W6Mo5Cr4V 2 65Mn HT150KTH300-06KTZ450-06QT400-18 RuT260T8:碳的平均质量分数为 0.8%的优质碳素工具钢。20

53、CrMnTi:碳的平均质量分数为 0.2%，Cr、Mn、Ti的平均 质量分数均小于等于1.5%的合金结构钢。ZGMn13-2:锰的平均质量分数为 13%勺高猛耐磨钢。40Cr:碳的平均质量分数为 0.4%,Cr平均质量分数小于等于 1.5%的合金结构钢。GCr15:表示3 cr # 1.5%的滚动轴承钢。60Si2Mn:碳的平均质量分数为 0.6%, Si的平均质量分数为 2% Mn的平均质量分数小于等于 1.5%的合金结构钢。W18Cr4V: 3 归 18% 3 cr = 4% 3 v< 1.5%的高速钢。 1Cr18Ni9Ti: 3 c=0.1%、3 cr=18%、3 Ni=9%、3

54、 tW 1.5%的不锈 钢。1Cr13 : 3C=0.1%、3 Cr=13%的不锈钢。Cr12MoV : 3 c> 1%、3 cr=12%、3 m。< 1.5%、3 后 1.5% 的合金工具钢。5CrMnMo : 3 c=0.5%、Cr、Mn、Mo的平均质量分数均小 于等于1.5%的合金工具钢。38CrMoAI : 3 c=0.38%、Cr、Mo、Al的平均质量分数均小 于等于1.5%的合金结构钢。9CrSi:碳的平均质量分数为 0.9%, Si、Cr的平均质量分数都 小于等于1.5%的合金工具钢。Cr12： 3C>0.6%、3 cr=12%的合金工具钢。60钢：3 c=0.6%的优质碳素结构钢。CrWMn:碳的平均质量分数大于等于1%，Cr、W、Mn的平均质量分数都小于等于 1.5%的合金工具钢。W6Mo5Cr4V2 : 3 w=6%、3 mo=5%、3 cr=4%、3 v=2% 的 高速钢。65Mn : 3产0.65%，并含有较