工程材料及其应用课后答案(西交)

第一章材料的性能1—1什么是金属材料的力学性能？金属材料的力学性能包含哪些方面?所谓力学性能，是指材料抵抗外力作用所显示的性能.力学性能包括强度刚精品文档放心下载度硬度塑性韧性和疲劳强度等1-2什么是强度?在拉伸试验中衡量金属强度的主要指标有哪些他们在工程应用感谢阅读上有什么意义?强度是指材料在外力作用下,抵抗变形或断裂的能力。在拉伸试验中衡量金感谢阅读属强度的主要指标有屈服强度和抗拉强度。屈服强度的意义在于：在一般机械零件在发生少量塑性变形后,零件精度降精品文档放心下载低或其它零件的相对配合受到影响而造成失效,所以屈服强度就成为零件设计时谢谢阅读的主要依据之一.抗拉强度的意义在于：抗拉强度是表示材料抵抗大量均匀塑性变形的能力.谢谢阅读脆性材料在拉伸过程中，一般不产生颈缩现象,因此，抗拉强度就是材料的断裂精品文档放心下载强度，它表示材料抵抗断裂的能力。抗拉强度是零件设计时的重要依据之一。感谢阅读1—3什么是塑性？在拉伸试验中衡量塑性的指标有哪些?感谢阅读精品文档放心下载试验中衡量塑性的指标有延伸率和断面收缩率。1—4什么是硬度？指出测定金属硬度的常用方法和各自的优缺点。谢谢阅读硬度是指材料局部抵抗硬物压入其表面的能力.生产中测定硬度最常用的方谢谢阅读法有是压入法，应用较多的布氏硬度洛氏硬度和维氏硬度等试验方法。感谢阅读布氏硬度试验法的优点：因压痕面积较大,能反映出较大范围内被测试材料精品文档放心下载精品文档放心下载理或组成相得金属材料的硬度；压痕较大的另一个优点是试验数据稳定,重复性感谢阅读强。其缺点是对不同材料需要换不同直径的压头和改变试验力,压痕直径的测量谢谢阅读也比较麻烦；因压痕大，不以测试成品和薄片金属的硬度。谢谢阅读感谢阅读谢谢阅读的硬度，因而广泛用于热处理质量检验。其缺点是：因压痕较小，对组织比较粗感谢阅读大且不均匀的材料,测得的结果不够准确；此外，用不同标尺测得的硬度值彼此精品文档放心下载没有联系，不能直接进行比较。精品文档放心下载间满足所规定条件的约束，也不洛氏硬度试验是不同标尺的硬度无法统一的弊感谢阅读谢谢阅读行计算或查表，因此工作效率比洛氏硬度低得多。1-5在下面几种情况下，该用什么方法来测试硬度？写出硬度符号。精品文档放心下载（2）检查材料库中钢材硬度;（3）检查薄壁工件感谢阅读黄铜轴套；）硬质合金刀片；感谢阅读（1HRC.谢谢阅读（2）检查材料库中钢材硬度采用布氏硬度试验来测定，硬度值符号HBW。谢谢阅读（3)检查薄壁工件的硬度或工件表面很薄的硬化层硬度采用洛氏硬度试验感谢阅读来测定,硬度值符号HRC.（4）黄铜轴套硬度采用布氏硬度试验来测定，硬度值符号HBW.精品文档放心下载（硬质合金刀片采用洛氏硬度试验来测定,硬度值符号HRC。感谢阅读1—6什么是冲击韧性？aK指标有什么应用意义？冲击韧性是指金属材料在冲击力作用下，抵抗破坏的能力。谢谢阅读冲击韧性aK代表了在指定温度下，材料在缺口和冲击载荷共同作用下脆化精品文档放心下载的趋势及其程度，是一个对成分、组织、结构极敏感的参数。一般把冲击韧性值谢谢阅读aK低的材料称为脆性材料，把冲击韧性值K高的称为韧性材料。精品文档放心下载1-7为什么疲劳断裂对机械零件有很大的潜在危险？交变应力与重复应力有什么谢谢阅读区别？试举出一些零件在工作中分别存在着两种应力的例子。感谢阅读感谢阅读感谢阅读危险性。精品文档放心下载一个应力循环.常见的循环应力有以下几种:(1)对称交变应力,如火车轴的弯曲对感谢阅读称交变应力，曲轴的扭转交变应力.(2)脉动应力，如齿轮齿根的循环弯曲应力；谢谢阅读轴承应力则为循环脉动压应力。(3）波动应力，如发动机缸盖螺栓的循环应力。感谢阅读（4）不对称交变应力，如汽车，拖拉机和飞机零件在运行工作时因道路或云层感谢阅读的变化，其变动应力呈随机变化。第二章材料的结构2—1：1g铁在室温和℃时各含有多少个晶胞？（Fe的相对原子质量56）感谢阅读在室温：铁为体心立方结构,每个晶胞中的原子数为2个，所以1g铁含有的谢谢阅读晶胞数为N==1000℃时：41g铁含有的精品文档放心下载晶胞数为N==2—2在立方晶格中，画出下列晶向和晶面指数：(111(110)211)精品文档放心下载（—111）,[111],[110］,［，—111].精品文档放心下载2—3求面心立方晶体中］晶向上的原子间距。谢谢阅读d=√2√2/2a)2√（3/2）a2-4单晶体和多晶体有何差别？为什么单晶体具有各向异性,多晶体具有各项同精品文档放心下载性？感谢阅读小的单晶体所组成的,每个晶粒的原子位向是不同的。√精品文档放心下载表现出各向异性；而多晶体是由很多个单晶体所组成,它在各个方向上的力相互感谢阅读抵消平衡，因而表现各向同性。2—5简述实际金属晶体和理想晶体在结构与性能上的主要差异.精品文档放心下载理想晶体中原子完全为规则排列，实际金属晶体由于许多因素的影响,精品文档放心下载使这些原子排列受到干扰和破坏,内部总是存在大量缺陷。精品文档放心下载如果金属中无晶体缺陷时,感谢阅读陷的增加，金属的强度迅速下降，当缺陷增加到一定值后，金属的强度又随谢谢阅读晶体缺陷的增加而增加.因此,无论点缺陷，线缺陷和面缺陷都会造成晶格崎谢谢阅读变，从而使晶体强度增加。同时晶体缺陷的存在还会增加金属的电阻，降低感谢阅读金属的抗腐蚀性能。2—6简述间隙固溶体和间隙化合物的异同点.间隙固溶体和间隙化合物都是溶质原子嵌入晶格间隙形成的.感谢阅读精品文档放心下载组成它的任一组元，它是以分子式来表示其组成。2—7有两种乙烯和丙烯的共聚物，其组成相同，但其中一种在是温室时是橡胶感谢阅读状的温度一直降低值约-70谢谢阅读材料。试解释他们在结构上的区别。高聚物在不同温度下有三种力学状态：玻璃态、高弹态、粘流态。感谢阅读前者在室温下是橡胶态，—70℃时变硬，说明其玻璃态转变温度Tg约为-70℃精品文档放心下载2-8陶瓷的典型组织由哪几部分组成？他们对陶瓷性能各起什么作用?精品文档放心下载,精品文档放心下载各组成相的结构、数量、形态、大小及分布决定了陶瓷的性能.感谢阅读晶相是陶瓷材料的主要组成相，对陶瓷的性能起决定性作用,晶相的结合键精品文档放心下载为:离子键、共价键、混合键;且晶体缺陷还可加速陶瓷的烧结扩散过程,影响陶瓷感谢阅读性能；陶瓷晶粒愈细,陶瓷的强度愈高。玻璃相在陶瓷中的作用是：将分散的晶体粘结起来,填充晶体之间的空隙，谢谢阅读提高晶体的致密度；降低烧成温度，加快烧结过程；阻止晶体转变，抑制晶体长感谢阅读大并填充气孔间隙;获得一定程度的玻璃特性。但玻璃相对陶瓷的强度、介电性感谢阅读能、耐热耐火性能是不利的.气相指陶瓷孔隙中的气体即气孔。它能使陶瓷强度降低、介电损耗增大,电感谢阅读击穿强度下降，绝缘性降低。第三章材料的凝固与结晶3—1为什么金属结晶时必须过冷？由热力学第二定律可知:感谢阅读统自由能降低的方向.即ΔG=GS—Tm时,谢谢阅读固态金属的自由能才低于液态金属的自由能,液态金属才能自发地转变为固态金谢谢阅读属，因此金属结晶时一定要有过冷度。3-2为什么金属结晶时常以枝晶方式长大？在不平衡凝固过程中,固相中溶质浓度分布不均匀，凝固结束时，晶体中成分精品文档放心下载也不均匀，即有成分偏析现象.而当成分过冷很大时，固溶体晶体以树枝状生长精品文档放心下载时,先结晶的枝晶主干溶质浓度低，枝晶外围部分溶质浓度高，形成树枝状偏析。谢谢阅读3-3常用的管路焊锡为成分（Pb=50%)（Sn=50％)的—Sn合金若该合精品文档放心下载金以及慢速度冷却至室温，求合金显微组织中相组成物和组织组成物的相对量。精品文档放心下载图3—1Pb-Sn合金相图图3—2w(Pb=50%)Pb—Sn合金室温组织精品文档放心下载由相图（图3—1）可知，成分为w(Pb=50%w(Sn=50%）的Pb—Sn合感谢阅读金（亚共晶合金)以慢速度冷却至室温时发生的结晶过程为：先进行匀晶转变谢谢阅读（L→，谢谢阅读为先共晶固溶体α和共晶组织（βα固溶体的溶解度随温度变化较大,感谢阅读所以先共晶固溶体α中有点状βII析出（图3-2).精品文档放心下载相组成：先共晶α相的相对量为：（50-19.2）/(61。9-19。2）=72。13%谢谢阅读共晶组织中的α:97.5—6190）（/975-19.2）感谢阅读*72.13%=32。82%共晶组织中的β相相对量为1-32.82%=67.18％谢谢阅读3-4请根据图3。44分析解答下列问题:（1）分析合金1、2的平衡结晶过程，并会出冷却曲线；精品文档放心下载（2）说明室温下1、2的相和组织是什么，并计算相和组织的相对含量；谢谢阅读（3）如果希望得到的组织为：共晶组织和的ß初，求该合金的成分.感谢阅读解（（2合金的冷却曲线如图3—3所示。T

L12∏3t0图3—3合金I的冷却曲线其结晶过程为：1以上，合金处于液相；1～2时，,L和α的成分分别沿液相线和固相线变化，到达2时，全部凝固精品文档放心下载完毕；2时，为单相；2～3时，α→β。α→β室温下,I合金由两个相组成，即α和β相,其相对量为谢谢阅读（0。90-0。20)/（0.90—0.05）*100％=82%感谢阅读Mβ=1-％I合金的组织为α+β,其相对量与组成物相同。II合金的冷却曲线如图3—4所示.T

Lβ初2β，2β∏t0图3-4合金II的冷却曲线其结晶过程如下:1以上，合金处于均匀的液相;1~2时，进行匀晶转变L→β；初2时，两相平衡共存，0。500.90；2~2，时，剩余液相发生共晶反应:L0。500.200。902～3时，发生脱溶转变,α→β∏室温下，II合金由两个相组成,即α相和β相，其相对量为:谢谢阅读Mα=(0.90-0.80）/（0.90-0.05）*100％=12％感谢阅读Mβ=1-％II合金的组织为：β+（）；组织组成物的相对量为：初共晶m（0.80-0。50）/(0.90-0.50)＊100%=75%谢谢阅读β初m=25%α+β）共晶=1-mβ初解（：设合金的成分为B，由题意知：m=(x-0。50)/（0。90—0.50)*100%=5％感谢阅读β初所以x=0。52，即该合金成分为B。52。感谢阅读3—5画出相图，标出相区及各主要点的成分和温度，并回答下列问题：谢谢阅读（1）45、60、T12钢的室温平衡组织分别是什么？它们从高温平衡冷却到室温精品文档放心下载要经过哪些转变？45钢室温平衡组织:铁素体+珠光体P冷却过程：匀晶转变L0.45→。53+δ，包晶转变L0.53+δ→γ0.45，同谢谢阅读素异晶转变γ0.45→α+γ077γ0.77→（α+Fe3C).谢谢阅读60钢室温平衡组织：铁素体+珠光体P冷却过程：匀晶转变60→L0.53+，包晶转变L0.53+δ→γ0.60，同素谢谢阅读异晶转变γ0.60→α+γ0.77,共析转变γ0。77→(α+Fe3C)。精品文档放心下载T12钢室温平衡组织：珠光体P+渗碳体Fe3C冷却过程：过共析钢在液态到室温的冷却过程中，首先进行匀晶转变,形成单相感谢阅读固溶体;当温度到达ES线以下时，过饱和的固溶体γ中析出精品文档放心下载渗碳体二次渗碳体Fe3CII)，奥氏体γ的成分变到共析点S。感谢阅读77％C0.77→（+Fe3C),形成珠光体P。精品文档放心下载（2）画出纯铁45钢T12钢的室温平衡组织，并标注其中的组织.感谢阅读图3-345钢的室温平衡组织（铁素体+珠光体P）感谢阅读图3—4T12钢的室温平衡组织(珠光体P+渗碳体Fe谢谢阅读3C）计算室温下45钢T12钢的平衡组织中相组成和组织组成物的相对量。精品文档放心下载应用杠杆定律计算45钢中铁素体α和珠光体P的相对量，选择αγ二相精品文档放心下载区，共析温度727ºC。T12钢的Qα。—1。2）/（2。）=33.9%感谢阅读P—33。9％=66。1％（4）计算鉄碳合金中二次渗碳体和三次渗碳体最大的相对量。精品文档放心下载WFe3CⅡ。—0.77)/(6。69-0。＊100%=23%谢谢阅读W3CⅢ=0.02/6.69＊100%=33％谢谢阅读二次渗碳体的最大百分含量为22.6,三次渗碳体的最大百分含量为0.33％谢谢阅读）应用相图解释下列现象：①钢柳丁一般用低碳钢合成；钢柳丁一般要求具有良好的塑性和韧性，所以钢柳丁一般要求用低碳钢合成。精品文档放心下载60精品文档放心下载钢65钢70亚共析钢（碳的质量分数在00218％～077%）室温下的组织为铁素体加珠光谢谢阅读体，低碳钢丝（碳的质量分数在0.0218％～0.25%）组织中铁素体的比例大，所谢谢阅读以低碳钢丝塑性、韧性好,绑扎物件时，易于操作；而60钢、65钢、70钢等组精品文档放心下载织中珠光体的量多，所以强度，适于作起重机吊重物用的钢丝绳。谢谢阅读③T8钢的强度高于T12钢的强度。强度＞T12钢,因为强度是一个组织敏感量,当含碳量超过09%以后,二次渗精品文档放心下载碳体呈网状分布，将珠光体分割开，因此强度下降。3—6现有两种鉄碳合金,其中一种合金的显微组织中珠光体量占谢谢阅读占25%；另一种合金的显微，组织中珠光体量占，二次渗碳体量占8%,这精品文档放心下载两种合金各属于哪一类合金？其含碳量各为多少？答:第一种是亚共析钢，含碳量为0.0218%到077％之间，后面一种是过共感谢阅读析钢碳含量为0。77％到％。3-7现有形状尺寸完全相同的4块平衡状态的鉄碳合金，他们的含碳量分别为感谢阅读w(C=0.2%w(C)=0.4％、（=1％（。根据你所学的感谢阅读知识，可用那些办法来区别他们？:含碳量分别为（C)=02％的感谢阅读鉄碳合金金相中全部是单相的α相。而含碳量分别为w(C的鉄碳合金金感谢阅读相由α相和珠光体（P)相组成；而含碳量分别为。的鉄碳合金金相由谢谢阅读珠光体（P）相和二次渗碳体组成;而含碳量分别为w（C)=3。5%的鉄碳合金金感谢阅读相主要由变态莱氏体（）相和一次渗碳体相组成。第二种:,感谢阅读照其硬度大小可得其含碳量的大小。3-8简述晶粒大小对金属力学性能的影响,并列举几种实际生产中细化铸造晶粒精品文档放心下载的方法。晶粒大小对金属力学性能和工艺性能有很大影响。在一般情况下，晶粒感谢阅读愈细小,金属的强度、塑性、韧性及抗疲劳能力愈好，所以，细化晶粒是强化谢谢阅读金属材料的最重要途径之一。为了细化铸件晶粒以改善其性能，常采用以下感谢阅读方法：增加过冷度；进行变质处理（孕育处理；振动和搅拌。感谢阅读3—9说明金属实际凝固时，铸锭的3种宏观组织的形成机制。谢谢阅读铸锭或铸件的凝固组织通常分为表层细晶区,柱状晶生长区和中心等轴晶三精品文档放心下载个部分。当高温液体浇入铸模后,液体受到强烈冷却获得很大过冷，又由于模具是非感谢阅读精品文档放心下载互接触,便形成了表层细晶区。谢谢阅读感谢阅读方向平行长大,形成柱状晶区。谢谢阅读被打碎悬浮在液体中,在铸模中心的温度过冷到熔点以下时得以任意生长。另一精品文档放心下载感谢阅读谢谢阅读第四章金属的塑性变形及再结晶4-1为什么室温下金属的晶粒越细，强度硬度越高，塑性与韧性也越好？精品文档放心下载.感谢阅读感谢阅读愈多，对塑性变形的抗力也愈大。因此,金属的晶粒愈细强度愈高。同时晶粒愈感谢阅读谢谢阅读粒中发生,产生较均匀的变形,而不致造成局部的应力集中，引起裂纹的过早产生谢谢阅读和发展。因此，塑性，韧性也越好.4-2用手来回玩着一根铁丝时，开始感觉省劲，后来逐渐感觉有些费劲，最后铁精品文档放心下载丝被折断，试解释该过程演变的原因.不断来回折的过程使铁丝产生了塑性变形,开始时发生的是可恢复的弹性变形,后精品文档放心下载来发生的是永久变形,故铁丝会发生断裂，这个过程中铁丝发生了形变强化，当感谢阅读变形量很大时，金属出现各向异性；第二,不断折的过程中产生了位错塞积，使谢谢阅读铁丝的屈服强度增大。4—3什么是加工硬化？其产生的原因是什么？加工硬化在工程上带来哪些利感谢阅读弊？金属在再结晶温度以下进行塑性变形，变形后硬度、强度升高,塑性、韧性感谢阅读降低的现象称为应变硬化，或加工硬化。1）位错密度剧增；(2）晶粒破碎,晶界增多,3）吸感谢阅读收、存储部分变形能,有残余应力存在.感谢阅读会越轧越硬,以致最后轧不动.另一方面人们可以利用加工硬化现象，来提高金属精品文档放心下载强度和硬度,如冷拔高强度钢丝就是利用冷加工变形产生的加工硬化来提高钢丝精品文档放心下载谢谢阅读感谢阅读孔的部分，这样钢丝才可以继续通过模孔而成形。4-4冷变形对金属组织和性能有何影响？①晶粒沿变形方向拉长，性能趋于各向异性,如纵向的强度和塑性远大于横谢谢阅读向等;②晶粒破碎，位错密度增加，产生加工硬化，即随着变形量的增加，强度感谢阅读和硬度显著提高，而塑性和韧性下降;③织构现象的产生，即随着变形的发生,不感谢阅读感谢阅读发生转动，转动结果金属中每个晶粒的晶格位向趋于大体一致,产生织构现象；感谢阅读④冷压力加工过程中由于材料各部分的变形不均匀或晶粒内各部分和各晶粒间谢谢阅读的变形不均匀,金属内部会形成残余的内应力，这在一般情况下都是不利的,会引感谢阅读起零件尺寸不稳定。4-5金属在冷塑性变形过程中产生哪几种残余应力？残余应力对材料产生哪些影谢谢阅读响？金属在冷塑性变形过程中会产生残余压应力和残余拉应力.残余应力会导致感谢阅读工件或材料在实际应用过程中产生开裂、变形、扭曲等,应该予以退火处理消除精品文档放心下载之。4-6用冷拔铜丝做导线冷拔后应如何处理？为什么？谢谢阅读精品文档放心下载感谢阅读存在，变形的晶粒仍未恢复原状.所以，随着保温时间加长，新的晶粒核心便开谢谢阅读始形成并长大成小的等轴晶粒,这就是再结晶的开始.随着保温时间的加长或温度精品文档放心下载谢谢阅读步保温或升温，新晶粒尺寸开始增大,这就是晶粒长大现象。感谢阅读4-7金属再结晶温度受那些因素的影响？能否通过再结晶退火来消除粗大铸造组谢谢阅读织,为什么?（1,再结晶速度越快，产生一定体积分数的再结晶组织需精品文档放心下载要的时间越短。（,谢谢阅读再结晶速度越快.（3）材料的纯度:微量的溶质原子对再结晶影响巨大。溶质或杂质原子偏聚在位精品文档放心下载精品文档放心下载结晶温度升高。）原始晶粒尺寸：原始晶粒越细或者退火时间增长都会降低在结晶温度。谢谢阅读（5:——促进再结晶,——谢谢阅读阻碍再结晶。4-8热变形对金属组织和性能有何影响？钢材在热加工（如锻造时）为什么不产精品文档放心下载生加工硬化现象？金属与合金在再结晶温度以上进行的塑性变形，称为热变形或热加工。精品文档放心下载（1）改善铸造组织缺陷：铸造组织往往含有缩松、气孔等缺陷，热变形时被压谢谢阅读合消除；铸态组织（晶粒)粗大，通过变形和再结晶变成细小的等轴晶；改善铸感谢阅读.以上这些都对提高力学性能有利。因此，感谢阅读材料经热变形后，虽然没有应变硬化，但力学性能明显提高。精品文档放心下载,精品文档放心下载精品文档放心下载定，再结晶时仍能保留下来，纤维组织使材料呈现各向异性.谢谢阅读（3）带状组织的形成：带状组织也使材料具有各向异性，并且破坏材料的切削感谢阅读性能，应避免和消除。热变形后的晶粒变化:精品文档放心下载精品文档放心下载获得高的力学性能。采用低的终止变形温度,大的变形量，快的冷却速度,可以得精品文档放心下载到细小的晶粒。金属的热变形可看成是两个过程的组合:一方面它像冷加工那样发生晶粒的精品文档放心下载感谢阅读了加工硬化。4-9在室温下对铅板进行弯折，越弯越硬。随后如果在室温放置一段时间后再进精品文档放心下载行弯折,铅板又像最初一样柔软，这是什么原因？（已知铅的熔点为328℃）感谢阅读小于再结晶温度的加工称为冷加工；大于再结晶温度的加工称为热加工。精品文档放心下载谢谢阅读感谢阅读在加工硬化.经计算:T铅再＝－33℃所以,室温下弯折属于热加工，消除了加工硬化。第五章钢的热处理5-1说明亚共析钢、共析钢、过共析钢奥氏体化的过程。感谢阅读把实际加热时发生的相变临界温度用Ac1c3Accm、度用Ar1、r3Arcm表示。、感谢阅读感谢阅读）奥氏体形核。奥氏体晶核首先在铁素体相界面处形成。）奥氏体谢谢阅读长大。形成的奥氏体晶核依靠、C原子的扩散，同时向铁素体和渗碳体两个感谢阅读残余渗碳体溶解。在奥氏体形成的过程中，铁谢谢阅读感谢阅读4,谢谢阅读在原渗碳体处C的质量分数较高，而原铁素体处C的质量分数较低，只有在继感谢阅读续加热和保温过程中，通过C原子的扩散，才能使奥氏体中C的质量分数趋于精品文档放心下载均匀，形成成分较为均匀的奥氏体。谢谢阅读A谢谢阅读c1以上时，精品文档放心下载析相（铁素体或渗碳体存在，要得到单一的奥氏体,必须提高加热温度，对亚共精品文档放心下载析钢来说,加热温度超过c3感谢阅读说，加热温度超过Arcm后，先共析渗碳体才会全部溶解到奥氏体中去。5-2以共析钢为例，说明将其奥氏体化后立即随炉冷却、空气中冷却、油中冷却精品文档放心下载MS线，精品文档放心下载冷速下限为）①当冷却速度V＜时，冷却曲线与珠光体转变开始线相交便发生，与终了精品文档放心下载线相交时，转变便告结束,形成全部的珠光体.②当冷速＜V＜时，冷却曲线只与珠光体转变开始线相交，而不再与转精品文档放心下载变终了线相交，但会与中止线相交，这时奥氏体只有一部分转变为珠光体。精品文档放心下载冷却曲线一旦与中止线相交就不再发生转变，只有一直冷却到Ms线以下才感谢阅读发生马氏体转变。并且随着冷速V的增大，珠光体转变量越来越少,而马感谢阅读氏体量越来越多。③当冷速V＞时，冷却曲线不再与珠光体转变开始线相交，即不发生,精品文档放心下载而全部过冷到马氏体区，只发生马氏体转变。此后再增大冷速,转变情况不谢谢阅读再变化.由上面分析可见,是保证奥氏体在连续冷却过程中不发生分解而全谢谢阅读部过冷到马氏体区的最小冷速，称为“上临界冷速"，通常也叫做“淬火临界感谢阅读冷速”.则是保证奥氏体在连续冷却过程中全部分解而不发生马氏体转变的感谢阅读最大冷速,称为“下临界冷速”。④共析碳钢的连续冷却转变只发生珠光体转变和马氏体转变，不发生贝感谢阅读氏体转变,也就是说，共析碳钢在连续冷却时得不到贝氏体组织。但有些钢谢谢阅读在连续冷却时会发生贝氏体转变，得到贝氏体组织。5-3过冷奥氏体在不同温度等温转变时，可得到哪些转变产物?试列表比较他们精品文档放心下载的组织和性能.根据等温温度不同，其转变产物有珠光体型和贝氏体型两种。精品文档放心下载高温转变Ac1~650℃珠光体P粗片状铁素体与渗碳体混合物HRC<25；谢谢阅读650～600℃索氏体S600倍光学金相显微镜下才能分辨的细片状珠光体精品文档放心下载HRC为25～35;600～550℃托氏体T在光学金相显微镜下已无法分辨的极细片状珠光体感谢阅读HRC为35～40；中温转变550～350℃上贝氏体B上羽毛状组织HRC40~45；感谢阅读350℃～Ms下贝氏体B下黑色针状或称竹叶状组织HRC45～55；感谢阅读5—4什么是Vk？其主要影响因素有哪些?Vk是指淬火临界冷却速度.其主要受化学成分的影响：亚共析钢中随着含碳量的精品文档放心下载增加，C曲线右移，过冷奥氏体稳定性增加，则Vk减小,过共析钢中随着含碳量谢谢阅读的增加，C曲线左移过冷奥氏体稳定性减小，则Vk增大；合金元素中，除Co精品文档放心下载和（以外的所有合金元素,都增大过冷奥氏体稳定性，使C曲线右移,谢谢阅读则Vk减小.5-5什么是马氏体？其组织形态和性能取决于什么因素？马氏体转变有何特点？感谢阅读马氏体最初是在钢(中、高碳钢）中发现的：将钢加热到一定温度（形精品文档放心下载成奥氏体）后经迅速冷却（淬火），得到的能使钢变硬、增强的一种淬火感谢阅读组织。其组织形态和性能取决于材料和淬火速率。马氏体相变属于一种广义的位移型无扩散相变，以切变位移为其特征，新旧精品文档放心下载相成分不变.相变特征是：①新相与母相之间有一定的位向关系。例如Fe-C合金的体心四方马氏体感谢阅读(M）与面心立方奥氏体（）──碳在-Fe中的固溶体──间有，.精品文档放心下载②相界面是确定的晶面，称为惯习面。例如含碳量为0.5~1.4C的Fe—C合精品文档放心下载金的惯习面是.惯习面在相变过程中不畸变不转动感谢阅读③转变区由于形成马氏体发生切变，所以在平的样品表面上会出现浮凸。谢谢阅读④马氏体形态呈片状或条状，内有亚结构，往往是孪晶.⑤是一级相变，具有成核成长过程。⑥晶体长大速率接近声速变温转变，成核率很大，马氏体形成数量只是温度感谢阅读的函数，不依赖于时间.b。等温转变，成核率(或孕育期）依赖于温度,具有“C”精品文档放心下载字形动力学曲线.变温转变可视为很快的阶梯式的等温转变;而等温转变如仅考虑精品文档放心下载转变后期马氏体的极限量则同样满足变温转变的动力学方程。精品文档放心下载⑧转变的不完全性。由于多数钢的M（马氏体转变结束的温度点）在室温以下,因此钢冷却到室温时仍有部分未转变的奥氏体存在，称之为残余奥氏体精品文档放心下载（Ar）,随碳含量的增加，r也随之增加。一般钢经过淬火后要经过深冷处理来感谢阅读减少r的量。5—6下列说法是否正确？为什么?（1）马氏体是硬而脆的相；错，马氏体是硬的相,渗碳体才是脆的相）谢谢阅读（2）过冷奥氏体的冷却速度大于Vk时,则冷速越大，所得马氏体的硬度越高；谢谢阅读（马氏体硬度取决于含碳量,与冷却速度无关）（3）本质细晶粒钢的晶粒总是比本质粗晶粒钢的晶粒细;（错，晶粒的大小与精品文档放心下载谢谢阅读晶粒钢小，但不代表本身比本质粗晶粒钢的晶粒细）（4）同种钢材在同样的加热条件下，总是水冷的比油冷的淬透性好,小件比大精品文档放心下载,与工件尺寸和冷精品文档放心下载却介质无关）（5）马氏体中的碳含量等于钢中的碳含量；（6）低碳钢和高碳钢零件为了切削方便，可预先进行球化退火处理。(低碳钢谢谢阅读多采用正火）5-7生产中常把加热到淬火温度的钳工扁铲的刃部款入水中急冷片刻后,出水停感谢阅读留一段时间，在整体投入水中冷却。说明两次水冷的作用及水冷后的组织.感谢阅读分级淬火的目的是使工件内部温度趋于一致，减少在后续冷却过程中感谢阅读的内应力及变形和开裂倾向。淬火后产生马氏体组织.5—8对一批45钢零件进行热处理时，不慎将淬火件和调质件弄混,如何通过最谢谢阅读简单的方法将他们区分开？为什么？谢谢阅读综合力学性能,强度和韧性均好于直接淬火零件，微观组织也更细化；所以可以谢谢阅读测硬度、进行冲击试验、观察微观组织来进行区分，调质工件的硬度更大,韧性感谢阅读更好，微观晶粒更细化。5—9将两个12钢小试样分别加热到780和，保温后以大于的速度冷却至室精品文档放心下载温,试问：（1）哪个温度淬火后马氏体晶粒粗大？因为860,冷却后得到的马氏感谢阅读体晶粒较粗大.（2）哪个温度淬火后参与奥氏体多?因为加热温度860℃已经超过了Accm，此时碳化物全部溶于奥氏体中，使奥氏体中含碳量增加，降低钢的Ms和Mf点,淬火后残余奥氏体增多.（3）哪个温度淬火后未溶碳化物量多？因为加热温度860℃已经超过了Accm，此时碳化物全部溶于奥氏体中，因此加热淬火后未溶碳化物较少。（4）哪个温度淬火合适？为什么？780℃加热淬火后合适。因为含碳量为1。的碳钢属于过共析钢，过共精品文档放心下载析碳钢淬火加热温度Ac1（30～50780℃在这个温度范围内，这谢谢阅读时淬火后的组织为均匀而细小的马氏体和颗粒状渗碳体及残余奥氏体的谢谢阅读混合组织，使钢具有高的强度、硬度和耐磨性，而且也具有较好的韧性。感谢阅读5—10什么是钢的淬透性和淬硬性它们对于钢材的使用各有何意义？精品文档放心下载精品文档放心下载速度冷却时，获得的马氏体组织所能达到的最高硬度.5—11回火的目的是什么？为什么淬火工件务必要及时回火？谢谢阅读回火是工件淬硬后加热到AC1以下的某一温度,保温一定时间，然后冷谢谢阅读却到室温的热处理工艺。回火的目的有一下几方面：1．降低脆性，消除或减少内应力,钢件淬火后存在很大内应力和脆性,精品文档放心下载如不及时回火往往会使钢件发生变形甚至开裂.2．获得工件所要求的机械性能，工件经淬火后硬度高而脆性大，为了满足感谢阅读各种工件的不同性能的要求，可以通过适当回火的配合来调整硬度，减小精品文档放心下载脆性，得到所需要的韧性,塑性。3．稳定工件尺寸，保证精度;4．对于退火难以软化的某些合金钢，在淬火(或正火）后常采用高温回火，精品文档放心下载使钢中碳化物适当聚集，将硬度降低，以利切削加工。淬火工件务必要及时回火是为了降低脆性，防止开裂。5—12为什么生产中对刃具、冷作模具、量具、滚动轴承等热处理常采用淬火+感谢阅读低温回火,对弹性零件则采用淬火+中温回火，而对轴连杆等零件却采用淬火高谢谢阅读温回火？答：刃具、冷作模具、量具、滚动轴承的材质要求要较高的硬度，而淬火+谢谢阅读低温回火热处理可以得到高硬度的回火马氏体室温组织.弹性零件的材质要求要感谢阅读有高的弹性模量,而用淬火+中温回火热处理可以得到高弹性模量的回火屈氏体感谢阅读,而淬火高精品文档放心下载温回火的热处理可以得到综合力学性能良好的回火索氏体。精品文档放心下载5-13在硬度相同条件下，为什么经调质处理的工件比正火后的工件具有较好的感谢阅读力学性能？答：因为正火得到的索氏体中的渗碳体是片状的,而调质处理得到的索氏体感谢阅读索氏体中的渗碳体是粒状的，粒状渗碳体阻止断裂过程的发展比片状渗碳体有谢谢阅读利。5—14用T12（碳素工具钢）钢制造的丝锥其成品硬度要求为〉，加工谢谢阅读工艺过程为：轧制—热处理1机加工热处理2—机加工。感谢阅读（1）写出个热处理工序的名称及作用；热处理1：第一次热处理是去应力退火，因为轧制的过程产生加工硬化，同谢谢阅读精品文档放心下载中断裂.热处理2谢谢阅读硬度。回火是降低脆性还有释放淬火产生的应力（2）制订最终热处理的工艺规范（加热温度冷却介质).感谢阅读第一次热处理是去应力退火：升温到500℃-650℃，保温后随炉冷却.感谢阅读第二次热处理是刃部的低温淬火和低温回火：温度升高到300-500℃，用油或熔感谢阅读融的碱或盐做为淬火介质。然后在150~250°C保温1-3小时。感谢阅读5-15用20钢进行表面淬火和45钢进行渗碳处理是否合适？为什么？感谢阅读20钢不适合行行表面淬火.表面淬火的具体方法是将工件表面快速加热到奥精品文档放心下载氏体区，在热量尚未达到心部时立即迅速冷却，使表面得到一定深度的淬硬层,感谢阅读感谢阅读良好的塑韧性。使表面具有高的硬度、耐磨性和疲劳极限;而心部在保持一定的精品文档放心下载强度、硬度的条件下，具有足够的塑性和韧性。即表硬里韧。适用于承受弯曲、谢谢阅读扭转、摩擦和冲击的零件。含碳量为0.4-0.5%C的中碳钢适合进行表面淬火，若含碳量过低，则表面硬谢谢阅读度、耐磨性下降，若含碳量过高，心部韧性下降。45钢不适合进行渗碳处理。渗碳工件的材料一般为低碳钢或低碳合金钢精品文档放心下载（含碳量小于0.25％).渗碳后﹐钢件表面的化学成分可接近高碳钢。工件渗感谢阅读碳后还要经过淬火﹐以得到高的表面硬度﹑高的耐磨性和疲劳强度﹐并保感谢阅读持心部有低碳钢淬火后的强韧性﹐使工件能承受冲击载荷.谢谢阅读5—16现有20钢和45谢谢阅读宜采用何种热处理工艺？热处理后的组织和性能有何不同？精品文档放心下载20低温回火，表面得到高碳回火马氏体，硬度、感谢阅读耐磨性提高。45钢（中碳钢）制造的齿轮:表面感应加热淬火，控制冷却时间可谢谢阅读实现自回火，可以不用专门进行低温回火,表面的硬度提高,内部的性能和组织不感谢阅读发生变化。第六章钢铁材料6-1合金钢和碳钢相比，为什么它的力学性能好，热处理变形小？为什么合金工精品文档放心下载具钢的耐磨性、热硬性比碳钢高？（1,2）谢谢阅读合金元素除Co感谢阅读择较缓的冷却介质，故热处理变形小.（3）合金工具钢由于含有一些合金元素，精品文档放心下载与钢中的碳形成合金碳化物，而这些合金碳化物的硬度高.熔点高，所以合金工精品文档放心下载具钢的耐磨性、热硬性比碳钢高.6-2低合金高强度钢中合金元素主要通过哪些途径起强化作用？这类钢经常用于精品文档放心下载哪些场合？答：低合金高强度钢主加合金元素为锰,锰具有固溶强化作用；辅加元素为、精品文档放心下载NbAl化合物形成元素，所产生的细小化合物质点即可通过弥谢谢阅读散强化进一步提高强度，又可细化钢基体晶粒而起到细晶强韧化尤其是韧化）谢谢阅读作用。这类钢经常用于制作大型构件.6—3现有40Cr钢制造的机床主轴心部要求良好的强韧性(200~300HBW轴颈谢谢阅读处要求硬而耐磨（54～58HRC）,试问:（1）应进行那种预备热处理和最终热处理？预备热处理：淬火高温回火；最终热处理：轴颈表面淬火感谢阅读（2）热处理后各获得什么组织？预备热处理后获得回火索氏体;最终热处理后获得表面回火马氏体、心部回火索谢谢阅读氏体。（3）各热处理工序在加工工艺路线中位置安排？6-4现有20CrMnTi钢制造的汽车齿轮，要求齿面硬化层，齿面硬度为精品文档放心下载58~62HRC35～40HRC,请确定其最终热处理方法及最终获得的表谢谢阅读层与心部组织。⑴齿轮生产工艺路线：下料→锻造→正火→加工齿形→渗碳→预冷淬火→低温回火→喷丸→精磨感谢阅读⑵）920940⑶正火:消除锻造应力;细化晶粒;降低硬度，改善切削加工性能。感谢阅读840℃6h（90min预冷淬火＋低温回火：获得表层的高硬度；心部的高强度和高韧性。感谢阅读度油

温冷喷丸:消除表面氧化皮，提高表面质量；使表面留存残余压应力,提高疲劳感谢阅读23090min空冷强度。⑷表层：高碳回火马氏体＋渗碳体或碳化物;20CrMnTi齿轮最终热处理工艺曲线心部:低碳回火马氏体＋屈氏体。时间6—5弹簧为什么要进行淬火,中温回火?弹簧的表面质量对其使用寿命有何影感谢阅读响？可采用哪些措施提高弹簧使用寿命？为了提高弹簧的疲劳寿命,对淬火加回火处理后的弹簧采用喷丸处理，经喷丸处精品文档放心下载理后弹簧表层处于压应力状态，形成一层极薄变形层，可使疲劳寿命成倍提高.感谢阅读6—6滚动轴承钢除专用于制造滚动轴承外，是否可用来制造其他结构零件和工感谢阅读具?举例说明。可以，高碳铬轴承钢也可用于制造精密量具，冷冲模,机床丝杠等耐磨件。谢谢阅读6-7在、40Cr、GC9、50CrV等钢中，铬的质量分数都小于1。％，问感谢阅读铬在钢中的存在形式、钢的性能、热处理及用途上是否相同？为什么?精品文档放心下载碳化物形成元素Cr少量溶于铁素体，主要溶于渗碳体形成(FeCr）3、73等合金渗碳体。感谢阅读20Cr,渗碳后表面硬度大于HRC60；热处理：（930±10）℃渗碳，预冷至略高至Ar3(850-880℃）后直接淬火，然

后进行150-230℃、—2h低温回火。主要用作小齿轮、小轴、活塞销等。40Cr850℃左右

淬火，在进行500-650℃高温回火。常用做轴类零件、齿轮、连杆；

GCr9是高碳的轴承钢，有较高的淬透性、屈服强度、弹性极限、高的接触疲劳

:830850℃淬火和150-160℃、

2-3h的回火。常用作直径小于20mm的滚珠；精品文档放心下载50CrV精品文档放心下载热处理：950℃以上直接淬火，然后再420—500℃进行中温回火。用作弹簧.谢谢阅读6-9试分析高速工具钢中,碳与合金元素的作用及高速工具钢热处理工艺特点。精品文档放心下载为什么高速工具钢中，含碳量有普遍提高的趋势?感谢阅读;Cr元