工程材料题目与答案

1、1. 将同一棒料上切割下来的4块45#试样，同时加热到850,然后分别在水、油、炉和空气中冷却，说明：各是何种热处理工艺？各获得何种组织？排列一下硬度大小：答：(1) 水冷：淬火M(2) 油冷：淬火M+T(3) 炉冷：退火P+F空冷：正火S+F硬度(1)>(2)>(4)>(3)2. 确定下列钢件的退火方法，并指出退火目的和退火后的组织：(1) 经冷轧后的15号钢板，要求降低硬度。(2) ZG的铸造齿轮；(3) 锻造过热后的60钢锻坯；(4) 改善T12钢的切削加工性能：答：再结晶退火：目的：细化晶粒，均匀组织，使变形晶粒重新转变为等轴晶粒，以消除加工硬化，降低了硬度，消除内应

2、力，得到P(等轴)+F去应力退火：目的：消除铸造内应力，得到P+F3)完全退火：目的：细化晶粒，均匀组织，消除内应力，降低了硬度，改善切削加工性，得到P+F(4)球化退火：目的：使片状渗碳体装变为球状渗碳体，降低硬度，均匀组织，改善切削性能，得到粒状P+Fe3C1200110010001900800700上600完全退火球化退火正火500/rrnni去应力退火ir、DtJwamiuinLDij3.说明直径为10mm的45钢试样分别为下列温度加热：700C、760°C、840C、1100温度加热后组织水冷后组织700CP+FP+F760CA+FM+F840°CAM1100&#

3、176;CAMCo保温后在水中冷却得到的室温组织答:VVXYWTTXIEX#4000,20,40,60.8L01.2L4%(%)4.两个碳质虽分数为1.2%的碳钢薄试样，分别加热到780C和900°C,保温相同时间奥氏体化后，以大于淬火临界冷却速度的速度冷却至室温。试分析：(1) 哪个温度加热淬火后马氏体晶粒较粗大？(2) 哪个温度加热淬火后马氏体碳含虽较多？(3) 哪个温度加热淬火后残余奥氏体较多？(4) 哪个温度加热淬火后未溶渗碳体较多？(5) 你认为哪个温度加热淬火合适？为什么？答：(1)900C(2)900C(3)900C(4)780C(5)780C,综上所述此温度淬火后得到

4、的均匀细小的M+颗粒状Cm+AR的混合组织，使钢具有最大的硬度和耐磨性。5. 用T10钢制造形状简单的车刀，其工艺路线为：锻造一热处理一机加工一热处理一磨加工。(1) 写出其中热处理工序的名称及作用。制定最终热处理(磨加工前的热处理)的工艺规范，并指出车刀在使用状态下的显微组织和大致硬度。答:(1)球化退火，作用：利于切削加工。得到球状珠光体，均匀组织，细化晶粒，为后面淬火处理作组织准备。淬火+低温回火，作用:使零件获得较高的硕度、耐磨性和韧性，消除淬火内应力，稳定组织和尺寸。(2)工艺规范：760C水淬+200°C回火；显微组织：M回+Cm,大致硬度：60HRC.6. 如下图所示，

5、T12钢加热到Ac1以上，用图示的各种方法冷却到的组织。A:水中淬火B:分级淬火C:油中淬火D:等温淬火E:正火F:完全退火G:等温退火时'司/gM+Fe3CM+Fe3CM+T+Fe3CB下+Fe3CS+Fe3CP+Fe3CP+Fe3C,分析各自得为改善可加工性，确定下列钢件的预备热处理方法，并指出所得到组织:(1) 20钢钢板(2) T8钢锯条具有片状渗碳体的T12钢钢坯答：(1) 20钢钢板：正火S+F(2) T8钢锯条：球化退火球状P;7. 具有片状渗碳体的T12钢钢坯：球化退火球状P+Cm将同一棒料切割下来的4块45钢试样，同时加热到850C,然后分别在水、油、炉、空气中冷却，

6、是何种热处理工艺？各获得什么组织？排列一下硕度的大小顺序。答：(1) 水冷：淬火M(2) 油冷：淬火M+T(3) 炉冷：退火P+F空冷：正火S+F硕度顺序：8. 刃2)刃4夺)已知A(熔点600°C)与B(500°C)在液态无限互溶;在固态300°C时A溶于B的最大溶解度为30%，室温时为10%，但B不溶于A;在300C时，含40%B的液态合金发生共晶反映。现要求：1) 作出AB合金相图；分析20%A,45%A,80%A等合金的结晶过程，并确定室温下的组织组成物和相组成物的相对虽。i-(2)20%合金如图:合金在1点以上全部为液相，当冷至1点时，开始从液相中析出以

7、固溶体,至2点结束，23点之间合金全部由以固溶体所组成，但当合金冷到3点一下，由于固溶体以的浓度超过了它的溶解度限度，于是从固溶体以中析出二次相Ao因此最终显微组织：以+A相组成物：以、AA=(90-80)/90*100%=11%以=1-A%=89%45%合金如图：合金在1点以上全部为液相，冷至1点时开始从液相中析出以固溶体，此时液相线成分沿线BE变化，固相线成分沿BD线变化，当冷至2点时，液相线成分到达E点，发生共晶反映，形成（A+以）共晶体，合金自2点冷至室温过程中，自中析出二次相AII,因而合金室温组织：AII+以+（A+以）相组成物：A+以组织：AII=（90-70）/90*50%=?

8、%以=1-（A+以）=50%A+以=（70-55）/（70-40）*100%=50%相：A=（90-55）/90*100%=50%以=1-A%=50%80%合金如图：合金在1点以上全部为液相，冷至1点时开始从液相中析出A,此时液相线成分沿AE线变化，冷至2点时，液相线成分到达点（E）,发生共晶反映，形成（A+m）共晶体，因而合金的室温组织：A+（A+以）相组成物：A、以组织：A=（40-20）/40*100%=50%A+以=1-A%=50%相：A=（90-20）/90*100%=78%以=1-A%=22%对某退火碳素钢进行金相分析，其组织为珠光体+渗碳体（网状），其中珠光体占93%,此碳钢的含

9、碳虽是多少？2.14-0.772.14*=93%(2) 们2鲜下歹阕iffljw方法,号棚功撅(仲假成用蹴口h仙外足蜥倾"婀52(®»m=4).帅丽心祯5硼：冰同.HO451H；某机床主辄要求有阙解合州雌,婀分要求福(IIRC5S),M暇眼5滁(3) 鲫蜥在蹒下工伯撇要求瞬,肱桐机种剧，蚪啊成岫阪郦顽，心洲攸商解合机Hit推,惆胡38&MOALA。(4) M12O,我刃源度为60F2HRC,棉贼加OWIIRC，伸觥TI2A,(2) 每:(1M5的诚变邮】嫌：陶-I喝-正火-H伽-调时融II-瞻瓣成岫洋州邮耿-橘-成而45神侏操:卜正火5伽.】沏4融1.1-

10、表瞅+低胴54瞄38CrMoA!A献值肝:圈-麟-旭火-81加询质-精加-眦-研4:IMTI2A均!II:嬲-阑匕耿硕如-肘+O!回火-惆都岫傩晚火-励匚7-20浦辑姗湄毗球雨H板而2眦5M细辿牌映的曲例的加蜥螂观'WmRi(澜幡(螂啪酬碰;邮轮冬岬炒血备伽恤球awn«.制学颇iMMR：MMAIAT抑尚I4MJ4机TlMT-il斜物T-枷-旅-雄(手)fis.sg8S(专gai金直ssssss”鸯sysEl(手)sMsa棋+至Hs-si-11NIsfyssMz(专宫“sllT匚5二£<S31S1蚤1«IsxsIsf富1.空ws一.sW-O1HS.SH

11、.8lolsssss(s.sws'd二、选择适宜材料并说明常用的热处理方法（30分）（每空I分）名称候选材料选用材料热处理方法最终组织机床床身TIOA.KTZ45(M)6,HT200HT200时效P+F+G汁<汽车后桥齿轮40Cr,20CrMnTi,60Si2MnZOCrMnTi海碳+汗火+低温回火表面Cm+M+A'心部F+M滚动轴甬：GCr15,Crl2,QT600-2GCrl5球化退火+淬火+低温回火Cm+M+A'9SiCr,TI2,WI8Cr4VTI2球化退火+淬火+低温回火Cm+M+A'汽车板盈45,60Si2Mn.TI06OSi2Mn浒火+中温回

12、火T回钻头W18Cr4V,65Mn.20WI8Cr4V汗火+低温回火Cm+M+A'桥梁ICrIXl6Mn,QI95l6Mn.不热处理F+P滑动轴承H70,ZSnSbllCu6,T8ZSnSbl1Cu6小热处理a+SnSh耐酸容器Q235,ICrl8Ni9Ti,ZfiMnl3!Crl8Ni9Ti固溶处理A七、要制造齿轮、连杆、热锻模具、弹簧、冷冲压模具、滚动轴承、车刀、体刀、机床床身等零件，试从下列牌号中分别选出合适的材料并叙述所选材料的名称、成分、热处理工艺和零件制成后的最终组织。答：齿轮：20CrMnTi渗碳钢；C%=0.2%,Cr,MntTi<l.5%;渗碳+淬火+低温回火；

13、组织为回火马氏体.（3分）连杆：40Cr调质钢；C%=0.4%,Cr<1.5%;调质处理（淬火+高温回火）；组织为回火索氏体.（2分）弹簧：65Mn弹簧钢；C%=0.65%,Mnl.5%;淬火中温回火；组织为回火托氏体.（2分）冷冲压模具：Crl2MoV冷变形模具钢；C%>l%,Cr=12%,Mo,"l.5%;淬火十低温回火；组织为回火马氏体。（2分）滚动轴爪：GCrl5Mo轴承钢;C%=1%,Cr=l.5%,Mo<l.5%;球化退火+淬火+低温回火；组织为回火马氏体.（2分）车刀:W6Mo5Cr4V2高速钢；W%=6%,Mo%=5%,Cr%=4%,V%=2%;淬火+560C三次回火；组织为回火马氏体+碳化物（3分）巧健刀：T10碳素工具钢；淬火+低温回火；组织为回火马氏体+碳化物。（2分）热锻模其：5CrMnMo热变形模具钢；C%=0.5%,Cr,Mn,Mo<l.5%;淬火+高温回火；组织为回火索氏体.（2分）机床床身：HT300灰口铁；无需热处理.（2分）嘴明衿伽明料啊膜虹部彳#耽牌130001V浏g抑巡林旅V楠梆料衲舛鞫#混'楠疑鼎叩遍理衅褓彻