工程材料問答題

1、習題 1 材料的力學性能問答題請解釋材料的工藝性能、使用性能和力學性能含義答：材料的工藝性能是指將材料加工成零件的難易性，包括可切削性、鑄造性、鍛壓性、焊接性等。材料的工藝 性好壞與所采用的加工方法有關(guān)。使用性能是指材料加工成零件后，是否好用、耐用，使用性能包括力學性能、 物理性能、化學性能。力學性能是指材料受載荷作用時表現(xiàn)出的與變形、斷裂相關(guān)的一系列性能，主要有強度、 硬度、塑性、韌性、疲勞強度等。什么叫強度？常用的強度指標是哪兩個？分別代表什么？ 答：強度材料受靜載荷作用時，抵抗塑性變形和斷裂的能力。常用的強度指標是： 屈服強度 s 材料受靜載荷作用時，抵抗塑性變形的能力。抗拉強度（強度極

2、限） b 材料受靜載荷作用時，抵抗斷裂的能力。什么叫塑性？常用的塑性指標是哪兩個？材料的塑性在工程上有何實用意義？ 答：塑性材料在受載荷作用時，發(fā)生永久性變形的能力。常用的塑性指標是：延伸率、斷面收縮率。塑 性在工程上的實用意義：塑性是變形加工（鍛壓）的條件。塑性較好的材料才可以進行變形加工。塑性好的材料，不易脆斷，應(yīng)用時安全性比較好。比較布氏硬度、洛氏硬度的測量方法、壓頭形狀和硬度值有效范圍。并指出各自的應(yīng)用范圍 洛氏硬度在測試時可以直接在讀數(shù)表上讀出硬度值。標尺標注符號壓頭類型數(shù)值有效范圍適用對象AHRA金剛石圓錐20-88HRA很硬的材料，如鋼的表面硬化層、硬質(zhì)合金等。BHRB鋼球20-

3、100HRB較軟的材料，如退火的鋼、銅合金、鋁合金等。CHRC金剛石圓錐20-70HRC較硬的材料，如淬火的鋼件布氏硬度需根據(jù)測試條件和壓痕直徑查表才能得到硬度值。標注符號壓頭類型數(shù)值有效范圍適用對象HBS鋼球 450HBS硬度較低、厚度較大的原材料或毛HBW硬質(zhì)合金球 650HBS坯。金屬材料的硬度與抗拉強度之間存在什么關(guān)系？這種關(guān)系有什么實用意義？ 答：金屬材料的硬度與強度有一定正比關(guān)系。在實際工作中，在不方便測試零件的強度時，常常通過測試其硬度 來換算出強度，既簡便，成本又低。但需要注意這樣換算的數(shù)據(jù)是比較粗略的 材料的力學性能指標有很多（如強度、塑性、硬度、沖擊韌度等） ，但是在零件圖

4、上，常常只標注硬度值要求，這 是為什么？ 答：測試強度、塑性需采用拉伸試驗、測試韌性要用沖擊試驗，這些試驗都是破壞性的，顯然不適合于成品零件。 硬度試驗很簡便，對試驗對象的損傷非常小，故適合于測試零件。硬度與其它性能指標之間有一定的對應(yīng)關(guān)系， 只要測得零件的硬度值，就可以估算其他性能的數(shù)值。用洛氏硬度 HRC 標尺測得某鋼件的硬度為15HRC，這個硬度值說明了什么？遇到這種情況應(yīng)當怎樣處理？HRC來測量不合適?？梢愿挠寐迨螲RB答：這個測試值低于 HRC 標尺的有效范圍，說明被測材料的硬度很低，用 標尺或布氏標尺 HBS 來測試 下列材料需要測試硬度，各選用什么硬度試驗方法？（ 1）退火的鋼（

5、 2）淬火的鋼（ 3）鋁合金、銅合金（ 4）硬質(zhì)合金答：（ 1）退火的鋼：用 HBS或 HRB （ 2）淬火的鋼：用 HRC（ 3）鋁合金、銅合金：用 HBS或 HRB（ 4）硬質(zhì)合金：用 HRA什么叫沖擊韌性？材料沖擊韌性的好壞有什么意義？ 答：沖擊韌性 ak材料受沖擊載荷時，抵抗斷裂的能力。沖擊韌性高的材料，使用安全性好。 什么叫材料的疲勞現(xiàn)象？疲勞的危害是怎樣體現(xiàn)的？ 答：疲勞現(xiàn)象是零件（材料）在交變載荷長時間作用下，產(chǎn)生裂紋并逐漸擴展，最終導致突然斷裂的現(xiàn)象。在裂 紋萌生和擴展的較長一段時間中，是不易被發(fā)現(xiàn)的，而最終的斷裂卻是在瞬間發(fā)生的。因此，疲勞現(xiàn)象對于運行 中的機器，尤其對飛行中

6、的飛機，是危害性極大的事故隱患。飛機要進行定期檢修，其中一個目的就是要檢查一 些關(guān)鍵零件是否產(chǎn)生了疲勞裂紋。提高零件疲勞壽命的方法有哪些？ 答：疲勞裂紋通常在零件薄弱部位的表面萌生。下列方法能提高零件抗疲勞性： 提高零件表面光潔度（降低表面粗糙度） 。零件截面和形狀變化之處，設(shè)計為圓弧過渡，以減輕應(yīng)力集中現(xiàn)象。 采用表面熱處理、噴丸等方法對零件表面進行強化。防止零件表面被劃傷、腐蝕。 此外，采用無損檢測技術(shù)定期對重要零件進行檢測，爭取在早期發(fā)現(xiàn)零件上的疲勞裂紋，也是預(yù)防疲勞斷裂 惡性事故的有效手段。習題 2 金屬材料的基礎(chǔ)知識問答題：什么需要了解金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)？ 答：因為金屬內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)決

7、定金屬的性能，所以，要了解金屬的性能及其變化規(guī)律，就有必要認識了解金屬的 內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)。金屬的常見晶體結(jié)構(gòu)有哪幾種類型？下面幾種金屬的晶體結(jié)構(gòu)各屬于哪種類型？ 鐵、鐵、銅、鋁、鉻、鎂、鋅答：體心立方晶格：鐵、鉻； 面心立方晶格：鐵、銅、鋁； 密排六方晶格：鎂、鋅在常溫下，比較鐵、銅、鎂的塑性，哪一個的最好？哪一個最差？（提示：金屬的塑性好壞與其晶體結(jié)構(gòu)類型有關(guān)。）答：銅是面心立方晶格，塑性最好；鎂是密排六方晶格，塑性最差；鐵在常溫時體心立方晶格，塑性介于二者之 間。為什么單晶體是各向異性的，而多晶體卻是各向同性的？ 答：在單晶體晶格的不同方向上，原子間距不同，相互間的作用力不同，因此在不同方向

8、上的性能存在差異，即 “各向異性” 。多晶體成是分由許多晶粒組成的，每顆晶粒都是各向異性的小單晶，但大量晶粒的各向異性相互抵消， 因此多晶體是各向同性的。 組織 性能 請在下面的框圖中填入影熱響處金理屬材料性能的因素： 為什么多晶體的金屬在塑性變形以后也會出現(xiàn)各向異性？ 答：多晶體的金屬在塑性變形以后，晶粒沿變形方向被拉長或壓扁，形成纖維組織，致使多晶體金屬出現(xiàn)各向異 性在平行于纖維的方向上性能較好，在垂直于纖維的方向上性能較差 什么叫金屬的加工硬化？加工硬化在生產(chǎn)中會帶來哪些利弊？試舉例說明。答：當金屬在發(fā)生塑性變形的時候，隨著塑性變形程度的增大，金屬的強度和硬度逐漸升高，塑性和韌性則逐漸

9、降低，這種現(xiàn)象稱為加工硬化。除了加工硬化以外，塑性變形對金屬還帶來哪些影響？ 答：塑性變形除了影響金屬的力學性能外，還會使物理性能和化學性能發(fā)生變化，例如使金屬的電阻率增大，抗 腐蝕性降低等。經(jīng)過塑性變形的金屬在加熱時，隨著溫度的升高，會發(fā)生哪些變化過程？ 答：經(jīng)過塑性變形的金屬處于一種不穩(wěn)定的狀態(tài)，如果其加熱，就會使其組織和性能發(fā)生一系列變化，最終達到 穩(wěn)定的狀態(tài)。這個變化過程可分為三個階段，即：回復、再結(jié)晶和晶粒長大。什么叫回復？回復原理在生產(chǎn)中有何應(yīng)用？ 答：將經(jīng)過塑性變形的金屬在低于再結(jié)晶溫度的條件加熱，其組織沒有變化，仍然保持先前塑性變形時形成的纖 維組織加工硬化效應(yīng)也保持下來，但內(nèi)

10、應(yīng)力顯著降低了，這種現(xiàn)象稱為恢復。生產(chǎn)中，一些在常溫下經(jīng)塑性變形制造的成品零件，為了使其保持加工硬化帶來的高強度，而又基本消除有 害的內(nèi)應(yīng)力，可將零件在回復的溫度范圍內(nèi)加熱保溫，達到上述目的。這種熱處理工藝叫做去應(yīng)力退火。例 如用冷拉鋼絲制造的彈簧，繞成后在250 300去應(yīng)力退火，使得彈簧既有較高的強度和彈性，外形和尺寸又很穩(wěn)定。什么叫再結(jié)晶？再結(jié)晶原理在生產(chǎn)中有何應(yīng)用？ 答：經(jīng)過塑性變形的金屬，被加熱到高于再結(jié)晶溫度時，將逐漸生成顆粒狀的晶粒，取代變形的品粒，這個過程 稱為再結(jié)晶。當再結(jié)晶過程完成時，先前塑性變形造成的加工硬化也就消失，同時內(nèi)應(yīng)力也徹底消除了。 根據(jù)再結(jié)晶的原理， 在生產(chǎn)中

11、常常把經(jīng)過冷變形加工的金屬半成品加熱到再結(jié)晶溫度之上保溫， 使之發(fā)生再結(jié)晶， 消除加工硬化，以利于繼續(xù)變形加工。這種熱處理工藝稱為再結(jié)晶退火冷變形與熱變形有哪些區(qū)別？ 答：在再結(jié)晶溫度以上進行的塑性變形稱為熱變形，在再結(jié)晶溫度以下進行的稱為冷變形。在冷變形的時候，金 屬要發(fā)生加工硬化，使變形越來越困難；在熱變形的時候，金屬既要發(fā)生加工硬化，同時又要發(fā)生再結(jié)晶軟化。 如果再結(jié)晶過程足夠快，能夠抵消加工硬化，則金屬在熱變形時就能保持低強度、高塑性的狀態(tài)，使塑性變形加工得以持續(xù)順利進行。在鍛壓生產(chǎn)中，要預(yù)先把金屬加熱到一定溫度再鍛壓，就是利用了熱變形的原理。 將銅管彎曲成一定形狀，隨著彎曲程度增加，

12、感覺越彎越費勁，而且銅管還容易破裂，這是什么原因？如何消除 這種現(xiàn)象？ 答：是因為銅管逐漸發(fā)生了加工硬化，使強度升高，繼續(xù)變形需要更大的變形力；使塑性降低，繼續(xù)變形就容易 開裂。采用再結(jié)晶退火，能夠消除加工硬化，使銅管的可變形性得到恢復。用冷變形的方法將冷軋黃銅片做成彈簧，此彈簧有較高彈性和強度，但尺寸不穩(wěn)定，而且耐腐蝕性不好。用什么 方法可以保持其高彈性、高強度，同時又改善其尺寸穩(wěn)定性和耐腐蝕性？ 答：用低溫去應(yīng)力的方法，在再結(jié)晶溫度之下加熱保溫，可達上述目的。習題 3 鐵碳合金問答： 鐵碳合金的平衡組織有哪些？哪一種強度硬度低而塑性好？哪些硬而脆？哪一種具有較好的綜合力學性能？ 答：有鐵素

13、體 （F）、珠光體（ P）、滲碳體（ Fe3C）、奧氏體（ A）、萊氏體（ Ld）。其中鐵素體、奧氏體的強度硬度低 而塑性好；滲碳體、萊氏體硬而脆；珠光體具有較好的綜合力學性能。鐵碳合金狀態(tài)圖表達的內(nèi)容是什么？ 答：鐵碳狀態(tài)圖反映了鐵碳合金在平衡條件下，合金的組織與成分（含碳量 ） 、溫度之間的關(guān)系； 以及組織變化的規(guī)律。根據(jù)鐵碳狀態(tài)圖填寫下表：鐵碳合金的含碳量（%）在下列溫度的組織（可填組織的名稱或代號）0 72080010000.2F+PF+AA0.77PAA1.5P+Fe3CA+Fe3CA3.0P+Fe3C+LdA+Fe3C+LdA+Fe3C+Ld根據(jù)所具有的平衡組織，鐵碳合金可以分為哪

14、三大類？各類的組織有何特點？含碳量在什么范圍？類別組織特點含碳量 /%工業(yè)純鐵室溫組織是鐵素體。 0.0218鋼室溫組織都有珠光體， 如果加熱到足夠高的溫 度，都可以得到單一的奧氏體。0.0218 2.11白口鑄鐵（生鐵）組織中都有萊氏體， 加熱時不能得到單一的奧 氏體組織。2.11 6.69根據(jù)所具有的平衡組織，鋼可以分為哪三類？各類的組織有何特點？含碳量在什么范圍？類別組織特點含碳量 /%亞共析鋼室溫組織是鐵素體和珠光體。0.0218 WC 0.77共析鋼室溫組織是珠光體。0.77過共析鋼室溫組織是珠光體和滲碳體。0.77WC2.11一般所說的低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼的含碳量各在什么范圍？要

15、制造下列產(chǎn)品，各選用哪一類鋼？為什么？沖壓成型的電器外殼；軸、齒輪等機器零件；刀具、冷沖壓模。答：低碳鋼 wc 0.6%。在沖壓生產(chǎn)中，要求被沖壓的板材的強度低、塑性好，所以應(yīng)選用低碳鋼板。機械零件一般要求具有良好的綜合力學性能，通常選用中等含碳量的鋼。刀具、冷沖壓模要求具有高的硬度和耐磨性，通常選用含碳量高的鋼。根據(jù)鐵碳狀態(tài)圖的知識解釋下列現(xiàn)象：在進行鍛造和熱軋之前，先要將鋼加熱到1000 1200 。鋼可以鍛造加工，而白口鐵卻不可以。綁扎物件一般用鐵絲（ WC 0.2%的鍍鋅低碳鋼絲） ，而起重機鋼纜卻是用 WC 0.4%的鋼絲制成的。在常溫， WC=1.2%的鋼的強度反而比 WC=0.8

16、%的鋼低。用手鋸鋸 WC=1.0%的鋼，比據(jù) WC=0.2%的鋼要費力些，而且鋸條容易磨鈍。答：在鋼的熱變形加工 （如鍛造、 熱軋 ）中，首先要把鋼加熱到 1000 1200，得到單一的奧氏組織，因為奧氏體的強度低，塑性好，適宜鍛造。而且此時鋼的溫度已遠高于它的再結(jié)晶溫度，一旦變形就可以迅速地發(fā)生再結(jié)晶，這樣就能保持“柔軟的”狀態(tài)，這對于塑性變形加工是十分有利的。鋼被加熱到足夠高的溫度，都可以得到單一的奧氏體，強度低而塑性好，適合鍛造。白口鑄鐵加熱時不能得到單一的奧氏體組織，塑性始終很低，因此不能鍛造。低碳鋼絲的強度低、塑性好，易于彎曲變形，適合用于捆綁物件。而含碳量較高的鋼絲強度較 高，適于

17、承受較大的拉力，可用于起重。WC=0.8%的鋼的組織是珠光體， WC=1.2%的鋼的組織中除了珠光體以外還有網(wǎng)狀滲碳體，網(wǎng)狀 滲碳體會使鋼的強度下降。答：含碳量越高的鋼硬度越高，故而鋸起來費力，而且容易使鋸條磨鈍。習題 4 鋼的熱處理什么叫熱處理 ?鋼的熱處理工藝是如何分類的？答：熱處理是采用適當?shù)姆绞綄腆w材料進行加熱、保溫和冷卻，以獲得所需要的組織結(jié)構(gòu)和性能的工藝。熱處理可作如下分類：普通熱處理：退火、正 火、淬火、回火熱處理 表面熱處理 表面淬火化學熱處理：滲碳、滲 氮2.在機械制造過程中，熱處理可以起哪些作用？答： (1)在制造過程的前期，通過熱處理改善材料或毛坯的工藝性能，使之易于加

18、工成型。(例如降低硬度，改善可切削性；提高塑性，改善變形加工性)，起這種作用的熱處理工藝稱為預(yù)備熱處理。(2) 在制造過程后期，這時零件已經(jīng)或接近于成型，通過熱處理賦予零件良好的使用性能(例如使刀具獲得高硬度和耐磨性； 使受力結(jié)構(gòu)零件獲得高強度 )起這樣作用的熱處理工藝稱為最終熱處理。(3)有些熱處理工藝可起到消除零件的內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定零件的組織和性能， 穩(wěn)定零件的形狀和尺寸的作用。 例如用冷拉鋼絲冷繞成型的彈簧的去應(yīng)力退火， 鑄件退火等，就是起上述用途的11. 什么叫退火？退火可以起哪些作用？ 答：退火是將鋼件加熱到適當溫度，保溫一定時間，然后緩慢冷卻的熱處理工藝。退火工藝有多種，不 同的退火工

19、藝所起的作用和能達到的目的也不盡相同，概括起來大體如下：降低鋼件的硬度，以利于切削加工；改善鋼件的塑性，以利于變形加工。 消除鋼件中的殘余內(nèi)應(yīng)力，防止變形和開裂。細化晶粒，改善組織，并為最終熱處理做好組織準備。12. 什么叫完全退火 ?完全退火的適用范圍如何 ?起什么作用 ? 答：完全退火是將鋼完全奧氏體化以后，緩慢地冷卻，獲得接近于平衡狀態(tài)組織的退火工藝。完全退火主要適用 于中等含碳量的碳鋼和合金鋼的鑄件、鍛件和焊件。完全退火的作用是：消除在鑄、鍛、焊、熱軋等熱加工過程 中產(chǎn)生的不良組織和內(nèi)應(yīng)力，降低鋼的強度、硬度，以便切削加工；提高塑性，以便進行冷變形加工。13. 什么叫球化退火 ?球化退

20、火的適用范圍如何？起什么作用?答：球化退火主要用于高碳的過析鋼和過共析鋼，得到的組織是球化體。球化退火的作用是使硬度降低、塑性提 高，改善切削加工和冷變形的工藝性能，并且為淬火熱處理作好組織準備。14. 什么叫去應(yīng)力退火，去應(yīng)力退火的適用范圍如何？起什么作用 ? 答：去應(yīng)力退火是將鋼和鑄鐵工件加熱到500 650， 經(jīng)一定時間保溫后， 隨爐緩慢冷卻的工藝。 在鑄件、 鍛件、焊件中存在著內(nèi)應(yīng)力，內(nèi)應(yīng)力會使上述鋼件在切削加工過程中或使用過程中出現(xiàn)變形甚至產(chǎn)生裂紋。去應(yīng)力退 火的作用就是消除上述產(chǎn)品中的內(nèi)應(yīng)力。15. 什么叫正火 ?正火的適用范圍如何 ?起什么作用 ? 答：正火將鋼加熱至完全奧氏體狀

21、態(tài)，然后在空氣中冷卻的熱處理工藝。正火的應(yīng)用： 用于中碳鋼，代替完全退火，消除不良組織，改善可加工性。與完全退火相比，能夠縮短工藝周期。 改善低碳鋼( Wc 0.3%)的可切削性克服粘刀現(xiàn)象。代替調(diào)質(zhì)熱處理，降低處理成本對于那些性能要求不高的一般機械零件，用正火代替調(diào)質(zhì)，可簡化 熱處理工藝，降低熱處理成本。16. 針對下列情況，選擇合適的退火或正火工藝。Wc=0.20的鋼件，切削時有粘刀現(xiàn)象。Wc0.20的鋼，在冷變形加工中，當變形量達到一定程度后，繼續(xù)變形出現(xiàn)困難。 Wc=O.45的鍛造鋼件，硬度偏高，切削時刀具磨損快。Wc0.77的鍛造鋼件，硬度偏高，切削時刀具磨損快。 鋼或鑄鐵材料的鑄件

22、，發(fā)現(xiàn)其形狀和尺寸不穩(wěn)定Wc=0.45 鋼制造的軸，對使用性能的要求不很高。用冷拉鋼絲冷繞的彈簧，需要穩(wěn)定形狀和尺寸。答：選用正火。 選用再結(jié)晶退火。 選用完全退火（或正火） 。 選用球化退火。 選用去應(yīng)力退火。 選用正火。選用低溫去應(yīng)力退火。17. 什么叫淬火 ?鋼淬火的目的是什么 ?答：淬火將鋼加熱至奧氏體狀態(tài)，隨后快速冷卻的熱處理工藝。 淬火的目的：是使鋼件得到馬氏體組織，從 而使鋼件的強度和硬度顯著提高。淬火是強化鋼件的重要手段。21. 什么叫回火 ?鋼件在淬火后為什么必須回火?回火將經(jīng)過淬火的鋼件加熱至727 以下的某一溫度，保溫一段時間，然后冷卻的熱處理工藝。淬火雖然能大幅度地提高

23、鋼件的強度和硬度，但同時又使塑性和韌性明顯降低；并且由于急速冷卻，會在鋼件中產(chǎn)生很大的 內(nèi)應(yīng)力，可能造成鋼件變形、開裂。由于上述原因，淬火的鋼件必須經(jīng)過回火才能投入使用。而且回火應(yīng)當緊接 著淬火及時進行。22. 回火的作用是什么 ?答：回火的作用是：改善淬火鋼件的塑性和韌性，調(diào)整力學性能，以滿足使用性能的要求。 降低因淬火產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，防止變形和開裂。穩(wěn)定鋼件的性能、尺寸和形狀。26. 什么叫鋼的淬透性 ?淬違睦受哪些因素影響 ?答：淬透性 鋼在一定的淬火條件下，獲得 M 組織的可能性。影響淬透性的因素：1）鋼的淬透性主要取決于鋼中的合金元素， 合金元素能顯著提高鋼的淬透性。 2）含碳量對鋼的

24、淬透性有一定影響，但不及合金元素顯著。27. 對于形狀復雜的零件或高精度的零件，如果需要淬火時，為什么通常選用合金鋼來制造?答：因為合金鋼的淬透性比較好，淬火時可以采用冷卻速度較為緩和的油冷，淬火內(nèi)應(yīng)力較小，零件變形和 開裂的可能性相應(yīng)地也比較小。28. 什么叫鋼的淬硬性 ?淬硬性受什么因素影響 ? 答：淬硬性鋼經(jīng)過淬火獲得馬氏體組織后，所能達到的硬度。鋼的淬硬性取決于含碳量。含碳量高的鋼，淬 硬性比較高。29. 在什么條件下工作的零件需要進行表面熱處理?表面熱處理可以起什么作用 ?答：有些零件在工作時，既要承受很大的靜載荷與沖擊載荷，表面又要受摩擦磨損。要求這些零件表面具有高的 硬度和耐磨性

25、，心部具有良好的綜合力學性能。普通熱處理不能使鋼件達到上述要求，需要進行表面熱處理。30. 請敘述表面淬火的原理。常用的表面淬火方法有哪兩種?答：表面淬火是對鋼件進行快速加熱，使其表層迅速奧氏體化，然后快冷，使表層獲得馬氏體組織而得 以強化。由于整個過程是在很短的時間內(nèi)完成的，溫度的變化尚未波及鋼件心部，故心部的組織和性能 不會發(fā)生變化。31. 表面淬火適用于什么鋼制造的零件?配套的熱處理是什么 ?零件最終獲得怎樣的組織和性能?答：表面淬火的適用對象：要求表面硬而耐磨、心部強韌的中碳鋼零件。在表面淬火之前應(yīng)先進行調(diào)質(zhì)處理。最 終將得到上面所要求的性能。32. 什么叫化學熱處理 ? 答：化學熱處

26、理在高溫下向零件表層滲入某些元素的原子，改變表層化學成分，從而改變表層的組織和 性能的熱處理工藝。33. 對鋼件滲碳的作用是什么 ?為什么滲碳后還必須淬火、低溫回火?答：滲碳的作用是提高鋼件表層的含碳量。滲碳后的鋼件，雖然表面硬度有所提高，但也很有限（20HRC），必須經(jīng)過淬火，才能使表層得到有效強化。表層硬度可達約60HRC。34. 適合于滲碳的鋼的含碳量在什么范圍?經(jīng)過滲碳、淬火和低溫回火后，組織和性能是怎樣的？答：適合于滲碳的鋼的含碳量一般0.2%。經(jīng)過滲碳、淬火和低溫回火后，可獲得表面硬而耐磨、心部強韌的性能。39.請為下列鋼件選擇合適的熱處理工藝：45 鋼（Wc=0.45 ）零件，要

27、求具有一般的綜合力學性能。40Cr 銷（Wc=0.40 ）零件，要求具有良好的綜合力學性能。60Si2Mn 鋼 （Wc=O.65）彈簧，要求高彈性。冷拉 70 鋼絲冷繞成的小彈簧，要求高彈性。答： T10 鋼 （Wc=1.O）刀具，要求高硬度和耐磨性。選用正火代替調(diào)質(zhì)，可簡化工藝，降低熱處理成本。選用調(diào)質(zhì)。淬火 +中高溫回火。 選用低溫去應(yīng)力退火（亦稱穩(wěn)定化處理或時效） ，既保持高彈性，由消除內(nèi)應(yīng)力。淬火 +低溫回火。40下列零件要求表面具有高硬度和耐磨性以反抗疲勞性心部有良好的綜合力學性能，請選擇合適的熱處 理工藝。20Cr 齒輪。40Ct 齒輪。40CrNiMo 精密主軸。答：20Cr 齒

28、輪：選用滲碳并淬火 +低溫回火。40Cr 齒輪：選用調(diào)質(zhì)并表面淬火。40CrNiMo 精密主軸：選用調(diào)質(zhì)并滲氮。41.下列說法正確與否 ?為什么 ?1 一種鋼在奧氏體化以后，冷卻越快，得到的硬度越高。2 鋼在淬火時，冷卻越快越好。、3 鋼經(jīng)過淬火獲得馬氏體組織后，處于硬脆的狀態(tài)。4 鋼中合金元素含量越多，則淬火后硬度就越高。 鋼的含碳量越高，淬透性越高。 鋼經(jīng)過滲碳后，表面就有很高的硬度。 某鋼件經(jīng)過淬火、回火后達到使用性能要求，則可稱回火為最終熱處理。答：1 不完全對。當冷卻速度小于臨界冷速時，上述說法成立；但冷卻速度大于臨界冷速時，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)?馬氏體，鋼的硬度取決于其含碳量。2 錯。淬火

29、時冷速只要大于臨界冷速即可，過快冷卻會增大內(nèi)應(yīng)力，容易導致鋼件變形與開裂。3 不完全對。中高碳鋼是如此，而低碳鋼淬火后仍有較好的韌性。4 錯。鋼的淬硬性取決于其含碳量，與合金元素基本無關(guān)。5 錯。鋼的淬透性取決于其所含合金元素，與含碳量無關(guān)。6 錯。滲碳后必須經(jīng)過淬火，表面硬度才能顯著提高。 錯。因為是淬火與回火共同決定鋼件的最終性能，故最終熱處理應(yīng)是指淬火+回火。習題 5 常用的鋼怎樣從不同的角度對鋼進行分類？答：（1）按平衡組織分類：亞共析鋼、共析鋼、過共析鋼； （2）按含碳量分類：低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼；（ 3）按含合金元素與否分類：非合金鋼（碳素鋼）、合金鋼；（4）按冶金質(zhì)量分類：普通

30、鋼、優(yōu)質(zhì)鋼、高級優(yōu)質(zhì)鋼；（5）按用途分類：結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、特殊鋼。普通結(jié)構(gòu)鋼分哪兩大類？答：普通結(jié)構(gòu)鋼冶金質(zhì)量不很高（對有害雜質(zhì)硫、磷的含量控制不很嚴格） ，含碳量一般較低，強度不 很高，但能滿足一般鋼結(jié)構(gòu)的要求；塑性較好，易于變形加工；可焊性良好；應(yīng)用時一般不進行熱處理； 價格較便宜。普通結(jié)構(gòu)鋼有哪些特點？有哪些用途？答：普通結(jié)構(gòu)鋼分為碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼兩大類。習題 6 有色金屬、硬質(zhì)合金問答題：鋁合金怎樣分類 ? 答：按照成形方法，鋁合金分為變形鋁合金和和鑄造鋁合金兩大類。其中變形鋁合金又可以根據(jù)性能特點分為防 銹鋁合金、硬鋁合金、鍛造鋁合金、超硬鋁合金。試述各種變形鋁合金的性

31、能特點和用途。答：（1）防銹鋁有較好的耐腐蝕性，但不能時效強化，強度較低（b280MPa ），塑性和焊接性較好?？芍圃祜w機上要求耐腐蝕、但受力不大、輕質(zhì)的非結(jié)構(gòu)件：油箱、油管、防銹蒙皮、鉚釘?shù)?，也可制造日用器皿。?）硬鋁可以固溶 +時效強化，強度較高（ b=300 460MPa），但耐腐蝕性不及防銹鋁?？芍圃焓芰^大 的結(jié)構(gòu)件：如機翼桁條、蒙皮等。（ 3）鍛鋁具有良好的可鍛性，可以固溶 +時效強化，強度與硬鋁相當耐腐蝕性較好。制造高強度的輕質(zhì)鍛件，如飛機螺旋槳、壓氣機葉片、框架。也用于生產(chǎn)建筑鋁合金型材。（4）超硬鋁可以固溶 +時效強化，在鋁合金中屬強度最高的一類（b=600MPa ）。但耐

32、腐性性差。制造輕質(zhì)高強結(jié)構(gòu)件，如飛機的承力梁、螺旋槳、輕型飛機的起落架等要強化鋁合金，應(yīng)當采用什么熱處理方法？答：采用固溶 +時效的方法。其中時效處理又分人工時效、自然時效。 對鋁合金進行淬火（亦稱固溶處理）能立即使鋁合金顯著強化嗎？對鋁合金淬火的作用是什么？ 答：對鋁合金進行淬火的作用是為時效強化作準備，固溶處理不能直接使鋁合金得以強化。 鋁合金的退火方法有哪兩種？各自的作用是什么？答：鋁合金的退火方法有兩種： （ 1）完全退火（再結(jié)晶退火）加熱溫度約400。用于冷變形加工的半成品，作用是消除加工硬化，以便繼續(xù)冷變形加工。（2）不完全退火（去應(yīng)力退火）加熱溫度約150 200。用于冷變形加工

33、的成品零件，作用是消除冷變形產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，同時又部分消除加工硬化，以便再次進行少量的變形 加工。什么叫“冰箱鉚釘”？在用冰箱鉚釘進行鉚接時應(yīng)當注意什么事項？答：“冰箱鉚釘”是一種用可以自然時效的鋁合金（如 2A12 等）制成的鉚釘。使用前先將其固溶處理（淬火） ， 然后立即放入冰盒中保存。在低溫環(huán)境中鉚釘不會發(fā)生時效強化，處于低強度、高塑性狀態(tài)（適合于鉚接） 。使用 時，從冰箱中取出鉚釘，在一定時間內(nèi)進行鉚接。鉚接后，鉚釘在常溫會發(fā)生自然時效而強化。應(yīng)當注意：鉚接 工作應(yīng)當在孕育期內(nèi)完成，否則因自然時效強化而不好鉚接。鋁合金、鎂合金的強度與鋼相比怎么樣？為什么鋁合金、鎂合金都是重要的航空材料？

34、 鋁合金和鎂合金的強度都比鋼低。但是，由于它們的密度小，比強度高，適合于制造輕質(zhì)高強的結(jié)構(gòu)件，所以都 是重要的航空材料。試述鈦合金的特性。在航空燃氣渦輪發(fā)動機上，鈦合金主要用來制造哪些零件？為什么？ 答：鈦合金具有如下特點：強度高（b=400 1400Mpa ），密度小（ 4.5），比強度很高。塑性韌性較好。耐熱性好，在 400 500仍然保持較高強度，而且無明顯氧化。低溫韌性好。耐腐蝕。在航空燃氣渦輪發(fā)動機上，鈦合 金主要用于制造壓氣機零件，如壓氣機機匣、壓氣機盤、壓氣機葉片等。銅合金是怎樣分類的？答：（1）按成分和色澤分類：紫銅（純銅） 、黃銅（ Cu-Zn）、白銅（ Cu-Ni）、青銅（

35、 Cu-其它元素） ；（ 2）按成形方 法分類：變形加工銅合金、鑄造銅合金。什么是黃銅？為什么黃銅中鋅的含量一般不超過45%？答：以鋅為主要合金元素的銅合金稱為黃銅。如果黃銅中鋅的含量超過45%，不僅塑性很低，而且強度將急劇下降，所以實用的黃銅含鋅量不超過45%。什么是青銅？舉例說明青銅的用途。答：青銅泛指除黃銅（ Cu-Zn）、白銅（ Cu-Ni）以外的其它銅合金，常用的有錫青銅、鋁青銅、鈹青銅等。青銅用 于制造與鋼件配合的耐磨零件，如滑動軸承、蝸輪、傳動螺母等；還可制造儀表齒輪、導電彈性元件等。 高溫合金和耐熱鋼應(yīng)具有哪兩種基本性能？在航空燃氣渦輪發(fā)動機上，高溫合金主要用來制造哪些零件？

36、答：高溫合金和耐熱鋼應(yīng)具有高的熱強度、高的熱穩(wěn)定性這兩種基本性能。在航空燃氣渦輪發(fā)動機上，高溫合金主要用來制造燃燒室、渦輪葉片、渦輪盤、尾噴管等零件。粉末冶金工藝由哪幾個環(huán)節(jié)組成？ 答：粉末冶金工藝主要由：制取粉末、混料、壓制成形、燒結(jié)、后處理等幾個環(huán)節(jié)組成。 試述硬質(zhì)合金的特性與用途。答：硬度非常高，能夠切削硬度為55HRC左右的淬火鋼。熱硬性非常好，在800 1000的高溫仍能保持高硬度耐磨性好，刀具壽命可比高速鋼高若干倍?？估瓘姸群蜎_擊韌性比較低。硬質(zhì)合金的用途：制造刀具、量具和冷 變形模具。下列牌號代表什么材料？3A21（ LF21）、 2A12（ LY12）、 7A04（ LC4）、

37、 2A50（ LD5）、ZL104、 H68 、 HMn58-2 、 ZCuZn31Al2、 ZCuSn10Zn2、QSn6、 TC4 、 TA8、 YG8、YT15、YW2答： 3A21 （LF21）：防銹鋁2A12 （ LY12）：硬鋁7A04 （ LC4）超硬鋁2A50（LD5）：鍛鋁ZL104：鑄鋁H68：普通黃銅HMn58-2 ：特殊黃銅（錳黃銅）ZCuZn31Al2：鑄造黃銅ZCuSn10Zn2：鑄造青銅QSn6：錫青銅TC4：鈦合金（ +型）TA8：鈦合金（型）YG8：鎢鈷類硬質(zhì)合金YT15：鎢鈷鈦類硬質(zhì)合金YW2：鎢鈷鈦鉭類（通用型）硬質(zhì)合金請選擇合適的材料來制造下列產(chǎn)品： 蝸

38、輪、傳動螺母、軸套 儀表中的彈簧、齒輪 飛機的油箱油管 轎車輪轂、內(nèi)燃機汽缸體 飛機蒙皮、骨架400）航空燃氣渦輪發(fā)動機的壓氣機葉片、壓氣機盤（工作溫度約航空燃氣渦輪發(fā)動機的渦輪葉片、渦輪盤（工作溫度約1000）答： （1）蝸輪、傳動螺母、軸套選鑄造青銅，例如ZCuSn10Zn2。（2）儀表中的彈簧、齒輪選錫青銅，例如QSn6。（3）飛機的油箱油管選防銹鋁，例如3A21 （LF21）。（4）轎車輪轂、內(nèi)燃機汽缸體選鑄鋁，例如ZL104。（5）飛機蒙皮、骨架選硬鋁，例如2A12 （ LY12）。400）選鈦合金，例如TC4 和 TA8。1000）選高溫合金，如GHI69 等。（6）航空燃氣渦輪發(fā)動機的壓氣機葉片、壓氣機盤（工作溫度約（7）航空燃氣渦輪發(fā)動機的渦輪葉片、渦輪盤（工作溫度約習題 7 非金屬材料什么叫高分子材料？人工合成高分子材料可分為哪三大類？答：高分子材料以高分子化合物為主要成分的材料。常用的人工合成高分子材