辽宁工业大学-工程材料-总复习题

PAGEPAGE1一、名词解释（10分，每小题1分）1.淬透性：2.金属键：3.晶体：二、填空（10分，每小题1分）2.合金的相结构有固溶体和（）两大类，其中前者具有较高的综合力学性能性能，适宜做基体相；后者具有较高的硬度，适宜做增强相。三、选择（10分，每小题1分）3.热成形弹簧的最终热处理工艺一般是()。A.淬火+低温回火B.淬火+中温回火C.去应力退火D.淬火+高温回火四、[010][101][010][101][111]单位立方晶胞1分；晶面和晶向四个各1分。五1、画出Fe—Fe3C合金相图（要求标明P、S、Ｋ点的成分及共晶线和共析线的温度），分析含碳量0.45%的铁碳合金从液态缓冷到室温时结晶过程(要利用文字和冷却曲线加以说明),画出室温组织的示意图并利用杠杆定律计算其组织组成物的相对重量百分比。（20分）1．Fe—Fe3C合金相图（62.结晶过程分析：表示合金成分的垂线及其上要标明点的顺序，1分；冷却曲线（点的顺序和垂线一致，恒温转变为水平线），2分；1点以上为液态，1-2点：匀晶转变L→δ，2-2`点发生包晶反应L+δ→γ，（1分）2-3点间，剩余液相通过匀晶反应转变为γ，（1分）3-4点间为γ降温阶段，（1分）4-5点，从γ中析出α，（1分）5-5`点发生共析反应γ→α+Fe3C（P），（15点到室温，α中析出Fe3CⅢ（13.室温组织“珠光体+铁素体”，示意图要表明珠光体为层片状，铁素体为等轴状，1分4.QP=（0.45﹣0.0008）/（0.77﹣0.0008）×100%=58.40%（2分）Qα=100%﹣58.40%=41.60%（2分）含含0.60%C钢的组织五2、（20分）0.6%C1．Fe—Fe3C合金相图（6分）：包晶、共晶、共析线、坐标（各1分），成分和温度（共22.结晶过程分析：表示合金成分的垂线及其上要标明点的顺序，（1分）冷却曲线（点的顺序和垂线一致，恒温转变为水平线），（2分）1点以上为液态，1-2点：匀晶转变L→γ，（1分）2-3点间为γ降温阶段，（1分）3-4点，从γ中析出α，（1分）4-4`点发生共析反应γ→α+Fe3C（P），（14点到室温，P中α析出少量Fe3CⅢ（13.室温组织“珠光体+铁素体”，示意图要表明珠光体为层片状，铁素体为等轴状，（2分）4.QP=（0.60﹣0.0008）/（0.77﹣0.0008）×100%=77.90%（2分）Qα=100%﹣77.90%=22.10%（2分）五3、0.77%珠光体珠光体1．Fe—Fe3C合金相图（6分）：包晶、共晶、共析线、坐标（各1分），成分和温度（共22.结晶过程分析：表示合金成分的垂线及其上要标明点的顺序，（1分）冷却曲线（点的顺序和垂线一致，恒温转变为水平线），（2分）3.室温组织为珠光体，示意图要表明珠光体为层片状，（2分）4.Qα=(6.69–0.77)/(6.69-0.0008)×100%=88.5%（2分）QFe3C=100%－88.5%=11.5%（2分）五4、画出Fe-Fe3C相图（要求标出S、E、C点成分及共晶线和共析线温度），分析含碳量0.9%的铁碳合金平衡结晶过程（要利用文字和冷却曲线加以说明），回答其室温组织并画出示意图，计算共析转变结束时珠光体与二次渗碳体的相对重量。（20分）1．Fe—Fe3C合金相图（6分）：包晶、共晶、共析线、坐标（各1分），成分和温度（共22.结晶过程分析：表示合金成分的垂线及其上要标明点的顺序，（1分）冷却曲线（点的顺序和垂线一致，恒温转变为水平线），（2分）1点以上为液态，1-2点：匀晶转变L→γ，（1分）2-3点间为γ降温阶段，（1分）3-4点沿γ晶界析出二次Fe3C，呈网状分布，（14-4`发生共析反应γ→α+Fe3C（P），（14点到室温，P中α析出少量Fe3CⅢ（13.室温组织为珠光体+二次渗碳体，示意图要表明珠光体为层片状，二次渗碳体呈网状（2分）4.计算该合金室温下组织组成物的相对量：QFe3CⅡ=(0.9－0.77)/(6.69－0.77)*100%=2.20%（2分）QP=(6.69－0.9)/(6.69－0.77)*100%=97.80%；（2分）等温淬火hu火等温淬火hu火空冷水冷C曲线：坐标、开始线、结束线、A1、Ms、Mf（2个减1分，3个减2分）正火：曲线（1分），索氏体（1分）等温淬火：曲线（1分），下贝氏体（1分）淬火：曲线（1分），马氏体+残余奥氏体（1分）MfMfMs正火退火等温淬火A1MfMfMs等温淬火正火淬火（油冷）A1七、说明下列各金属材料所属类别（钢按用途分类），指出牌号中汉语拼音字母、元素符号和数字的含义，并回答第（13）和（14）最终热处理的工艺名称及获得的组织。（20分）（1）Q195（3）Q420低合金高强度结构钢，σS≥420MPa，（1分）（4）65Mn弹簧钢，0.65%C，1%Mn，（1分）（13）T10A高级优质碳素工具钢1.0%C，（1分）；淬火+低温回火，（1分）；回火马氏体+颗粒状碳化物及少量残余奥氏体，（2分）（14）40Cr调质钢，0.4%C，1%Cr（1分）；淬火+高温回火，（2分）；回火索氏体，（1分）八1.制造机床变速箱齿轮（C620车床齿轮）：（1）选用一种材料，写出牌号；（2）编写加工工艺路线；（3）回答各热处理工序的目的及使用状态下的组织。（15分）1.选用一种材料，写出牌号：调质钢,40Cr(2分)2．编写加工工艺路线：备料→①锻造→②正火（或退火）→③粗机加工→④调质→⑤精机加工→⑥高频淬火+低温回火→磨削→装配(6个主要步骤各1分)3．热处理工序的目的：正火：改善组织，消除锻造缺陷，调整硬度便于机械加工，为调质做组织准备；（１分）。调质：获得回火索氏体组织，可获得较高的综合机械性能，提高齿轮心部的强度和韧性，以承受较大的弯曲应力和冲击载荷；（２分）。表面淬火+低温回火：表面获得回火马氏体组织，可使表面获得高硬度和高耐磨性，提高齿面接触疲劳强度；（２分）。表面回火马氏体组织，心部回火索氏体组织；（２分）。八2.汽车变速箱齿轮（重型汽车变速箱齿轮，传递很大的扭矩，并承受频繁的冲击）选渗碳钢20CrMnTi（2分）工艺路线：下料→锻造→正火→机械加工→渗碳→淬火+低温回火→喷丸→磨削→装配（6分）正火：作为预备热处理，可改善组织，消除锻造应力，调整硬度便于机械加工；（2分）渗碳：获得一定层深的高碳表层；（1分）淬火+低温回火：提高硬度、耐磨性、弯曲疲劳强度、表面接触疲劳强度和耐冲击能力。同时心部的强度和韧性也得到提高。（2分）使用状态下的组织：表面回火马氏体+颗粒碳化物和少量残余奥氏体心部回火马氏体（+铁素体）（2分）八3.承受中等载荷、转速不高的机床主轴（C620车床主轴承受交变扭转和弯曲载荷，但载荷和转速不高，冲击载荷也不大）选调质钢如45，40Cr（2分）工艺路线：下料→锻造→正火→粗机械加工→调质→精机械加工→高频淬火+低温回火→磨削→装配（6分）正火：作为预备热处理，可改善组织，消除锻造应力，调整硬度便于机械加工，并为后续的调质工序做组织准备；（2分）调质：提高综合力学性能，提高疲劳强度耐冲击能力；（1分）高频淬火+低温回火：提高表面硬度、耐磨性。（2分）使用状态下的组织：表面回火马氏体心部回火索氏体（2分）八4.小型式车床主轴优质碳素结构钢，45，（2分）工艺路线：下料→锻造正火→机械加工→调质精加工表面淬火+低温回火→磨削（6分）正火：增加组织中的珠光体含量并细化珠光体，提高强度和硬度。（2分）调质：获得较好的综合力学性能。（1分）表面淬火+低温回火：提高表面硬度、耐磨性。（2分）使用状态下的组织：表面回火马氏体心部回火索氏体，（2分）八5.某公司计划生产汽车半轴，（1）选用一种材料，写出牌号；（2）编写加工工艺路线；（3）回答各热处理工序的目的及使用状态下的组织。（15分）调质钢，40MnB,40Cr等；（2分）工艺路线：下料→锻造→正火→粗机械加工→调质→精机械加工→高频淬火+低温回火→磨削→装配（6分）正火：作为预备热处理，可改善组织，消除锻造应力，调整硬度便于机械加工，并为后续的调质工序做组织准备；（2分）调质：提高的综合机械性能，提高疲劳强度和抗冲击能力，（1分）高频淬火+低温回火：提高表面硬度、耐磨性。（2分）使用状态下的组织：表面回火马氏体心部回火索氏体（2分）八6.汽车活塞销选渗碳钢20CrMnTi（2分）工艺路线：下料→锻造→正火→机械加工→渗碳→淬火+低温回火→喷丸→磨削→装配（6分）正火：作为预备热处理，可改善组织，消除锻造应力，调整硬度便于机械加工；（2分）渗碳：获得一定层深的高碳表层；（1分）淬火+低温回火：提高硬度、耐磨性、弯曲疲劳强度、表面接触疲劳强度和耐冲击能力。同时心部的强度和韧性也得到提高。（2分）使用状态下的组织：表面回火马氏体+颗粒碳化物和少量残余奥氏体心部回火马氏体（+铁素体）（2分）八7.