机械制造基础合金钢及其热处理习题解答

第六章合金钢及其热处理习题解答6-1什么是合金元素?按其与碳的作用如何分类?答：1、为了改善钢的组织和性能，在碳钢的根底上，有目的地素有锰、铬、镍、硅、钼、钨、钒、钛、锆、钴、铌、铜、铝、硼、(RE)2、合金元素按其与钢中碳的亲和力的大小，可分为碳化物形成元素和非碳化物形成元素两大类。常见的非碳化物形成元素有：镍、钴、铜、硅、铝、氮、硼等。氮可在钢中与铁或其它元素形成氮化物。常见的碳化物形成元素有：铁、锰、铬、钼、钨、钒、铌、锆、化物形成元素；锰为弱碳化物形成元素；铬、钼、钨为中强碳化物形成元素。钢中形成的合金碳化物主要有合金渗碳体和特别碳化物两类。答：合金元素在钢中的根本作用有：强化铁素体、形成合金碳化性。答：低合金构造钢的性能特点是：①具有高的屈服强度与良好的塑性和韧性；②良好的焊接性；③较好的耐蚀性。低合金构造钢—般在热轧空冷状态下使用，被广泛用于制造桥梁、船舶、车辆、建筑、锅炉、高压容器、输油输气管道等。合金构造钢按其用途和热处理特点可分为哪几种?试说明它们的碳含量范围及主要用途。要包括低合金构造钢、合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢、滚动轴承钢等。1w<0.2C冷或正火状态下使用，用于制造桥梁、船舶、车辆、建筑、锅炉、高压容器、输油输气管道等。2w一般在C和磨损，同时承受动载荷特别是冲击载荷的机器零件，如汽车、飞机的齿轮，内燃机的凸轮等。3、合金调质钢的平均w一般在C索氏体，具有高的综合力学性能。假设零件表层要求有很高的耐磨性，种载荷、受力简单的零件，如机床主轴、连杆、汽车半轴、重要的螺栓和齿轮等。4、合金弹簧钢的平均w一般在C热处理方法也不同。10～15mm时，火托氏体组织，具有高的弹性极限与疲乏强度，硬度为40～45HRC。8～10mm的弹簧，一般承受冷冷卷成形后不需再进展淬火和回火处理，只需进展一次200～300℃的去应力退火，以消退内应力，并使弹簧定形。重要弹簧经热处理后，一般还要进展喷丸处理，使外表强化，并在外表产生剩余压应力，以提高弹簧的疲乏强度和寿命。60Si2Mn拉机上的板簧、螺旋弹簧以及安全阀用弹簧等。弹簧钢也可进展淬火及低温回火处理，用以制造高强度的耐磨件，如弹簧夹头、机床主轴等。5wC轴承钢具有高的强度、硬度和形成足够的碳化物以提高耐磨性。61～65HRC。次冷处理，以削减剩余奥氏体的量，然后低温回火、磨削加工，最终试比较碳素工具钢、低合金刃具钢和高速钢的热硬性，并说明高速钢热硬性高的主要缘由。答：碳素工具钢在温度高于200℃时热硬性变差；低合金刃具钢300600℃。高速钢热硬性高的主要缘由是高速钢的含碳量较高， w在c的碳化物，从而保证其高硬度、高的耐磨性和良好的热硬性；钨和钼12能提高钢的热硬性。含有大量钨或钼的马氏体具有很高的回火稳定500～600(WC2MoC)而产生二次硬化，使钢具有高的热硬性，同时还提高钢的耐2磨性。温度和三次560℃回火的最终热处理工艺?这种热处理是否为调质处理?物的分布状态，因此，只能用反复锻造的方法将碳化物打碎，并使其10，锻后必需缓冷，以免开裂。(1200～1300℃)的目的是为了使碳高速钢淬火后应马上回火，一般在550～570℃回火三次。在此温度范围内回火时，钨、钼、钒的碳化物从马氏体和剩余奥氏体中析出，呈弥散分布，使钢的硬度明显上升；进展屡次回火，其目的是为了逐步削减剩余奥氏体的量和消退内应力。这种热处理不是调质。Cr12用于什么条件下工作的模具?答：Cr12型钢的最终热处理有两种方法。一种是低温淬火和低韧性较差。一般承受猛烈摩擦，在400～450℃条件下工作的模具适用此法。Cr12型钢用于制造冷冲模冲头、冷切剪刀、钻套、量规、冶金粉模、拉丝模、车刀、铰刀等。Cr12MoV用于制造截面较大，外形简单，工作条件繁重的模具，如圆锯、搓丝板、切边模、滚边模、标准工具与量规等说明以下钢号的类别、用途及最终热处理方法：、W6Mo5Cr4V2Cr12MoV、1Cr130Cr19Ni90Cr13A15CrMnMo。答：列表答复如下：牌号类别用途理Q345低合金高强度构造钢大型钢构、桥梁、船舶、锅炉、压力容器、重型机械、电站设备等或正火ZGMn13高锰耐磨钢挖掘机铲斗、铁道道岔等水韧处理40Cr合金调质钢汽车转向节、齿轮等调质处理20CrMnTi合金渗碳钢渗碳件，如，齿轮、凸轮等+低温回火60Si2Mn合金弹簧钢减振弹簧、螺旋弹簧等回火9CrSi合金工具钢耐磨性高、切削不猛烈的刀具，如，板牙、丝锥、钻头等回火GCr15滚动轴承钢等回火W6M05Cr4V2高速钢拉刀等。回火Crl2MoV冷作模具钢用于制造冷冲模、挤压模等回火1Cr13马氏体不锈淬火+回火钢0Cr19Ni9奥氏体不锈钢食品设备、一般化工设备等固溶处理0Cr13A1铁素体耐热钢用构件，如，退火炉罩等或缓冷5CrMnMo热作模具钢中型锤锻模回火对量具钢有何要求?量具通常承受何种最终热处理工艺?答：1、量具钢的性能要求有：高硬度和耐磨性、高的尺寸稳定性、足够的韧性。2淬火+低温回火。3、对于精度要求高的量具，为保证尺寸稳定性，常在淬火后进展一次冷处理，在低温回火后还应进展一次稳定化处理(100～150℃、24～36h)奥氏体不锈钢和耐磨钢的淬火目的与一般合金钢的淬火目的有何不同?答：奥氏体不锈钢和耐磨钢的淬火目的是为了获得单相奥氏体，而一般合金钢淬火的目的是为了获得马氏体。高锰钢的耐磨机理与一般淬火工具钢的耐磨机理有何不同?它们的应用场合有何不同?加工硬化，获得高的耐磨性，心部保持原来的高韧状态。旧外表磨制造车辆履带、裂开机颚板、球磨机衬板、挖掘机铲斗、铁路道岔、防弹钢板等有猛烈冲击或强大挤压力作用下的耐磨件。一般淬火工具钢通过淬火+低温回火整体得到硬而耐磨的马氏体。工具钢通常用于制造刀具、刃具、模具等。解释以下现象：在一样含碳量的状况下，大多数合金钢的热处理加热温度都比碳钢高，保温时间长；高速钢需经高温淬火和屡次回火；在砂轮上磨各种钢制刀具时，需常常用水冷却；用ZGMn13钢制造的零件，只有在猛烈冲击或挤压条件下才耐磨。答：(1)体，为了得到更均匀的奥氏体，就要提高加热温度和保温时间；性。在550～570℃回火，使钨、钼、钒的碳化物从马氏体和剩余奥氏体中析出，呈弥散分布，使钢的硬度明显上升；进展屡次回火，其目的是为了逐步削减剩余奥氏体的量和消退内应力。假设砂轮磨刀具产生的温度过高，会使刀具回火，故需用水冷却；用ZGMn13钢制造的零件，受猛烈冲击或强大挤压时，外表因塑性变形面产生猛烈加工硬化，才能获得高的耐磨性。9CrSi合金工具钢如，板牙、丝锥、钻头等淬火+低温回火GCr15滚动轴承淬火+低钢量块等温回火W6M05Cr4V2高速钢要求耐磨性、韧性有较好协作的高速切削刀具，如，丝锥、钻头、滚刀、拉刀等。淬火+屡次回火Crl2MoV冷作模具钢用于制造冷冲模、挤压模等淬火+低温回火1Cr13马氏体不锈钢用于要求塑韧性较高的耐蚀件，如汽轮机叶片、水压机阀、螺栓、螺母等淬火+回火0Cr19Ni9奥氏体不锈钢食品设备、一般化工设备等固溶处理0Cr13A1铁素体耐热钢的炉用构件，如，退火炉罩等退火+空冷或缓冷5CrMnMo热作模具钢中型锤锻模淬火+高温回火答：量具钢的性能要求有：高硬度和耐磨性、高的尺寸稳定性、足够的韧性。承受的热处理方法为下限温度淬火及冷处理。奥氏体不锈钢和耐磨钢的淬火目的与一般合金钢的淬火目的有何不同?般合金钢淬火的目的是为了获得马氏体。高锰钢的耐磨机理与一般淬火工具钢的耐磨机理有何不同?它们的应用场合有何不同?强大挤压力作用下的耐磨件。解释以下现象：在一样含碳量的状况下，大多数合金钢的热处理加热温度都比碳钢高