《鋼的熱處理》習(xí)題與思考題參考

1、.鋼的熱處理習(xí)題與思考題參考答案（一）填空題1板條狀馬氏體具有高的 強度、硬度 及一定的 塑性 與 韌性 。2淬火鋼低溫回火后的組織是 M回（+碳化物+Ar） ，其目的是使鋼具有高的 強度 和 硬度 ；中溫回火后的組織是 T回 ，一般用于高 e 的結(jié)構(gòu)件；高溫回火后的組織是S回，用于要求足夠高的 強度、硬度 及高的 塑性、韌性 的零件。3馬氏體按其組織形態(tài)主要分為 板條狀馬氏體 和 片狀馬氏體 兩種。4珠光體按層片間距的大小又可分為 珠光體 、 索氏體 和 托氏體 。5鋼的淬透性越高，則臨界冷卻卻速度越 低 ；其C曲線的位置越 右移 。6鋼球化退火的主要目的是 降低硬度，改善切削性能和為淬火做

2、組織準(zhǔn)備 ；它主要適用于 過共析（高碳鋼） 鋼。7淬火鋼進行回火的目的是 消除內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸；改善塑性與韌性；使強度、硬度與塑性和韌性合理配合 。8T8鋼低溫回火溫度一般不超過 250 ，回火組織為 M回+碳化物+Ar ，其硬度大致不低于 58HRC 。（二）判斷題1隨奧氏體中碳含量的增高，馬氏體轉(zhuǎn)變后，其中片狀馬氏體減小，板條狀馬氏增多。 （）2馬氏體是碳在a-Fe中所形成的過飽和間隙固溶體。當(dāng)發(fā)生奧氏體向馬氏體的轉(zhuǎn)變時，體積發(fā)生收縮。 （）3高合金鋼既具有良好的淬透性，又具有良好的淬硬性。 （）4低碳鋼為了改善切削加工性，常用正火代替退火工藝。 （）5淬火、低溫回火后能保證鋼件有高的彈性

3、極限和屈服強度、并有很好韌性，它常應(yīng)用于處理各類彈簧。 （）6經(jīng)加工硬化了的金屬材料，為了基本恢復(fù)材料的原有性能，常進行再結(jié)晶退火處理。（） （三）選擇題1鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后所獲得的組織的是 B 。A淬火馬氏體 B回火索氏體 C回火屈氏體 D索氏體2若鋼中加入合金元素能使C曲線右移，則將使淬透性 A 。A提高 B降低 C不改變 D對小試樣提高，對大試樣則降代3為消除碳素工具鋼中的網(wǎng)狀滲碳體而進行正火，其加熱溫度是 A 。 AAccm+（3050） BAccm-（3050） CAc1+（3050） DAc1-（3050）4鋼絲在冷拉過程中必須經(jīng) B 退火。A擴散退火 B去應(yīng)力退火 C再結(jié)晶退火 D重

4、結(jié)晶退火5工件焊接后應(yīng)進行 B 。A重結(jié)晶退火 B去應(yīng)力退火 C再結(jié)晶退火 D擴散退火6某鋼的淬透性為J，其含義是 C 。A15鋼的硬度為40HRC B40鋼的硬度為15HRCC該鋼離試樣末端15mm處硬度為40HRC D該鋼離試樣末端40mm處硬度為15HRC （四）指出下列鋼件的熱處理工藝，說明獲得的組織和大致的硬度： 45鋼的小軸（要求綜合機械性能好）；答：調(diào)質(zhì)處理（淬火+高溫回火）；回火索氏體；2535HRC。 60鋼簧；答：淬火+中溫回火；回火托氏體；3545HRC。 T12鋼銼刀。答：淬火+低溫回火；回火馬氏體+滲碳體+殘余奧氏體；5862HRC。 （五）車床主軸要求軸頸部位的硬度

5、為5052HRC，其余地方為2530HRC，其加工路線為：鍛造正火機械加工調(diào)質(zhì)軸頸表面淬火低溫回火磨加工。請指出：從20、45、60、T10鋼中，選擇制造主軸的鋼材：正火、調(diào)質(zhì)、表面淬火、低溫回火的目的；軸頸表面處的組織和其余地方的組織。答： 45鋼； 正火改善切削性能；調(diào)質(zhì)獲得較好的綜合機械性能；表面淬火使表面獲得馬氏體，提高表面的耐磨性能；低溫回火消除殘余應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸，改善塑性與韌性。 軸頸表面處的組織為回火馬氏體；其余地方的組織為回火索氏體。（六）現(xiàn)需制造一汽車傳動齒輪，要求表面具有高的硬度、耐磨性和高的接觸疲勞強度，心部具有良好韌性，應(yīng)采用如下哪種材料及工藝，為什么？ T10鋼經(jīng)淬火

6、+低溫回火； 45鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)地處理； 用低碳合金結(jié)構(gòu)鋼20CrMnTi經(jīng)滲碳+淬火+低溫回火。答：T10鋼經(jīng)淬火+低溫回火的組織為回火馬氏體+滲碳體+殘余奧氏體，硬度為5862HRC，表面具有高的硬度、耐磨性，但心部韌性差，因此，不合適。45鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后的組織為回火索氏體，硬度為2535HRC，綜合機械性能較好，但表面不耐磨，因此，不合適。用低碳合金結(jié)構(gòu)鋼20CrMnTi經(jīng)滲碳+淬火+低溫回火后，表面組織為回火馬氏體+合金碳化+少量殘余奧氏體，硬度為6067HRC，表面具有高的硬度、耐磨性，且心部組織為回火馬氏體+少量鐵素體，硬度為5055HRC，具有較高的強度和一定的韌性，因此，合適。 第一

7、次測練試題參考答案材料的性能1、 填空題1機械設(shè)計時常用和 兩種強度指標(biāo)。2設(shè)計剛度好的零件，應(yīng)根據(jù) 彈性模量 指標(biāo)來選擇材料。3屈強比是 與 之比。4材料主要的工藝性能有 鑄造性能 、 可鍛性 、 焊接性 和 熱處理性能（或切削性能） 。 二、判斷題 1材料硬度越低，其切削加工性能就越好。 （ ）2材料的E值越大，其塑性越差。 （ ）3材料的抗拉強度與布氏硬度之間，近似地成一直線關(guān)系。 （ ）4各種硬值之間可以互換。 （ ） 三、選擇題1低碳鋼拉伸應(yīng)力一應(yīng)變圖中， 曲線上對應(yīng)的最大應(yīng)用值稱為 C 。 A、彈性極限 B、屈服強度 C、抗拉強度 D、斷裂強度2 材料開始發(fā)生塑性變形的應(yīng)力值叫做材

8、料的 B 。A、彈性極限 B、屈服強度 C、抗拉強度 D、條件屈服強度3測量淬火鋼及某些表面硬化件的硬度時，一般應(yīng)用 C 。A、HRA B、HRB C、HRC D、HB4有利于切削加工性能的材料硬度范圍為 C 。 A、230HB C、（150250）HB D、（6070）HRC 四、問答題2常用的測量硬度方法有幾種？其應(yīng)用范圍如何？答：1）布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度；2）布氏硬度主要用于軟材料的測量，如退火鋼、調(diào)質(zhì)鋼和有色金屬等；洛氏硬度主要用于中、硬材料的測量，如淬火鋼、調(diào)質(zhì)鋼和表面硬層等；維氏硬度主要用于顯微組織中第二相的測量。 材料的結(jié)構(gòu)一、填空題1晶體與非晶體的最根本區(qū)別是 原子在三

9、維空間的排列規(guī)律性不同，前者有序，后者無序 。2金屬晶體中常見的點缺陷是 空位、間隙原子和置換原子 ，線缺陷是 位錯 ，面缺陷是 晶界 。3在常見金屬晶格中，原子排列最密的晶向，體心立方晶格是 111 ，而面心立方晶格是 110。4晶體在不同晶向上的性能是 不同 ，這就是單晶體的 各向異性 現(xiàn)象。一般結(jié)構(gòu)用金屬為 多 晶體，在各個方向上性能 近似相同 ，這就是實際金屬的 偽各相同性 現(xiàn)象。5同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變是指 當(dāng)外部的溫度和壓強改變時，金屬由一種晶體結(jié)構(gòu)向另一種晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的現(xiàn)象 。 二、判斷題1因單晶體具有各向異性，所以實際金屬的晶體在各個方向上的性能是不相同的。 （ ）2金屬理想晶體的強度比

10、實際晶體的強度高得多。 （ ）3金屬面心立方晶格的致密度比體心立方晶格的致密度高。 （ ）4在室溫下，金屬的晶粒越細，則其強度愈高和塑性愈低。 （ ）5實際金屬中存在著點、線和面缺陷，從而使得金屬的強度和硬度均下降。 （ ） 三、選擇題1晶體中的位錯屬于 D 。 A、體缺陷 B、點缺陷 C、面缺陷 D、線缺陷1 多晶體具有 A C 。 A、各向同性 B、各向異性 C、偽各向同性 D、偽各向異性3金屬原子的結(jié)合方式是 C 。A、離子鍵 B、共價鍵 C、金屬鍵 D、分子鍵4固態(tài)金屬的結(jié)構(gòu)特征是 B 。 A、短程有序排列 B、長程有序排列 C、完全無序排列 D、部分有序排列5室溫下，金屬的晶粒越細小

11、，則 D 。A、強度高、塑性低 B、強度低、塑性低 C、強度低、塑性高 D、強度高、塑性高 四、問答題實際金屬晶體中存在哪幾種晶體缺陷？它們對金屬的機械性能的影響有什么？答：1）點缺陷、線缺陷（位錯）、面缺陷（晶界）；2）隨著點缺陷密度的增加，材料的強度和硬度提高（固溶強化），而塑性與韌性下降；隨著位錯密度的增加，材料的強度和硬度提高（位錯強化或加工強化），而塑性與韌性下降；晶粒越細小，晶界面積越多，材料的強度和硬度越高（細晶強化），同時塑性與韌性越好。 純金屬的凝固一、填空題1在金屬學(xué)中，通常把金屬從液態(tài)向固態(tài)的轉(zhuǎn)變稱為 結(jié)晶 ，而把金屬從一種結(jié)構(gòu)的固態(tài)向另一種結(jié)構(gòu)的固態(tài)的轉(zhuǎn)變稱為 同素異構(gòu)

12、轉(zhuǎn)變（或多晶型轉(zhuǎn)變） 。2當(dāng)對金屬液體進行變質(zhì)處理時，變質(zhì)劑的作用是 增加非自發(fā)形核（或非均勻形核） 。3液態(tài)金屬結(jié)晶時，獲得細晶粒組織的主要方法是 增加過冷度 和 變質(zhì)處理（或孕育處理） 。4過冷度是 理論結(jié)晶溫度與實際結(jié)晶溫度之差 。一般金屬結(jié)晶時，過冷度越大，則晶粒越 細 。 二、判斷題1凡是由液體凝固成固體的過程都是結(jié)晶過程。 （ ）2金屬結(jié)晶時，冷卻速度愈大，則其結(jié)晶后的晶粒愈細。 （ ）3在其它條件相同時，金屬模澆注的鑄件晶粒比砂模澆注的鑄件晶粒更細。 （ ）4在其它條件相同時，鑄成薄件的晶粒比鑄成厚件的晶粒更細。 （ ）5在實際生產(chǎn)條件下，金屬凝固時的過冷度都很小（50），而心部

13、具有良好的韌性（Ak40J），原采用45鋼調(diào)質(zhì)處理再在凸輪表面進行高頻淬火，最后低溫回火，現(xiàn)因工廠庫存的45鋼已用完，只剩15鋼，擬用15鋼代替。試說明：（1）原45鋼各熱處理工序的作用；（2）改用15鋼后，應(yīng)按原熱處理工序進行能否滿足性能要求？為什么？（3）改用15鋼后，為達到所要求的性能，在心部強度足夠的前提下采用何種熱處理工藝？答：（1）正火處理可細化組織，調(diào)整硬度，改善切削加工性；調(diào)質(zhì)處理可獲得高的綜合機械性能和疲勞強度；局部表面淬火及低溫回火可獲得局部高硬度和耐磨性。（2）不能。改用15鋼后按原熱處理工序會造成心部較軟，表面硬，會造成表面脫落。（3）滲碳。37.有甲、乙兩種鋼，同時加

14、熱至 1150 ，保溫兩小時，經(jīng)金相顯微組織檢查，甲鋼奧氏體晶粒度為 3 級，乙鋼為 6 級。由此能否得出結(jié)論：甲鋼是本質(zhì)粗晶粒鋼，而乙鋼是本質(zhì)細晶粒鋼？答：不能。本質(zhì)晶粒度是在93019,保溫38小時后測定的奧氏體晶粒大小。本質(zhì)細晶粒鋼在加熱到臨界點Acl以上直到930晶粒并未顯著長大。超過此溫度后,由于阻止晶粒長大的難溶質(zhì)點消失,晶粒隨即迅速長大。1150 超過930，有可能晶粒隨即迅速長大，所以不能的出結(jié)論甲鋼是本質(zhì)粗晶粒鋼，而乙鋼是本質(zhì)細晶粒鋼。38.為什么用鋁脫氧的鋼及加入少量 Ti ， Zr ， V ， Nb, W 等合金元素的鋼都是本質(zhì)細晶粒鋼？奧氏體晶粒大小對轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的機械性能有何影響？答：鋁脫氧及加入少量 Ti ， Zr ， V ， Nb, W 等合金元素會形成高溫難溶的合金化合物，在93019左右抑制了晶粒的長大。所以加入以上合金元素的鋼都是本質(zhì)細晶粒鋼。39.鋼獲得馬氏體組織的條件是什么？與鋼的珠光體相變及貝氏體相變比較，馬氏體相變有何特點？答：鋼獲得馬氏體組織的條件是：鋼從奧氏