機械工程材料作業(yè)及思考題大全

1、作業(yè)及思考題1 1. .什么什么是強度？是強度？什么什么是硬度是硬度？硬度？硬度與耐磨性關系如何？與耐磨性關系如何？ 2.2.實際晶體中存在哪些晶體缺陷？它們對金屬性能有什么影響？實際晶體中存在哪些晶體缺陷？它們對金屬性能有什么影響？3.3.試比較下列鑄造條件下試比較下列鑄造條件下( (其它條件相同其它條件相同),),鑄件晶粒的大小。鑄件晶粒的大小。 金屬模澆注與砂模澆注；金屬模澆注與砂模澆注； 鑄成薄壁件與鑄成厚壁件；鑄成薄壁件與鑄成厚壁件； 高溫澆注與低溫澆注；高溫澆注與低溫澆注； 澆注時采用振動與不采用振動；澆注時采用振動與不采用振動；4.4.什么是熱處理？有哪些常用的熱處理方法？什么是

2、熱處理？有哪些常用的熱處理方法？5.5.什么是晶粒度？晶粒大小對力學性能的影響如何？什么是晶粒度？晶粒大小對力學性能的影響如何？6.6.根據(jù)鐵碳相圖，說明下列現(xiàn)象的原因：根據(jù)鐵碳相圖，說明下列現(xiàn)象的原因： 鐵碳合金是如何分類的？鐵碳合金是如何分類的？ 為什么為什么鋼鐵材料能夠通過熱處理改變其組織和性能鋼鐵材料能夠通過熱處理改變其組織和性能？ 含碳量含碳量W Wc c為為1.0%1.0%的鋼比含碳量的鋼比含碳量W Wc c為為0.5%0.5%的鋼硬度高。的鋼硬度高。 在室溫下在室溫下W Wc c為為0.8%0.8%的鋼其強度比的鋼其強度比W Wc c為為1.2%1.2%的鋼高。的鋼高。 萊氏體的

3、塑性比珠光體的塑性差。萊氏體的塑性比珠光體的塑性差。 在在 11001100，W Wc c為為0.4%0.4%的鋼能進行鍛造，的鋼能進行鍛造，W Wc c為為4.0%4.0%的白的白口鐵不能鍛造?？阼F不能鍛造。 綁軋物件一般用鐵絲（鍍鋅低碳鋼絲），而起重機吊重綁軋物件一般用鐵絲（鍍鋅低碳鋼絲），而起重機吊重物卻用鋼絲繩（用物卻用鋼絲繩（用 60 60 、 65 65 、 70 70 、 75 75 等鋼制成）。等鋼制成）。7.7.什么是加工硬化什么是加工硬化？8.8.簡述簡述共析鋼加熱時的奧氏體化過程，并說明鋼熱處理時奧氏共析鋼加熱時的奧氏體化過程，并說明鋼熱處理時奧氏體化的目的。體化的目的。

4、9 9. .什么什么是奧氏體起始晶粒度、實際晶粒度、本質(zhì)晶粒度？是奧氏體起始晶粒度、實際晶粒度、本質(zhì)晶粒度？10.10.分析過冷奧氏體各等溫冷卻轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織與性能？分析過冷奧氏體各等溫冷卻轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織與性能？ 珠光體轉(zhuǎn)變珠光體轉(zhuǎn)變 貝氏體轉(zhuǎn)變貝氏體轉(zhuǎn)變 馬氏體轉(zhuǎn)變馬氏體轉(zhuǎn)變11.11.什么是淬火臨界冷卻速度什么是淬火臨界冷卻速度？12. 12. 兩兩個碳質(zhì)量分數(shù)為個碳質(zhì)量分數(shù)為1.21.2的碳鋼薄試樣，分別加熱到的碳鋼薄試樣，分別加熱到780780和和900900，保溫相同時間奧氏體化后，以大于淬火臨，保溫相同時間奧氏體化后，以大于淬火臨界冷卻速度的速度冷卻至室溫。試分析：界冷卻速度的速度

5、冷卻至室溫。試分析： 哪個溫度加熱淬火后馬氏體晶粒較粗大？哪個溫度加熱淬火后馬氏體晶粒較粗大？ 哪個溫度加熱淬火后馬氏體碳含量較多？哪個溫度加熱淬火后馬氏體碳含量較多？ 哪個溫度加熱淬火后殘余奧氏體較多？哪個溫度加熱淬火后殘余奧氏體較多？ 哪個溫度加熱淬火后未溶滲碳體較多？哪個溫度加熱淬火后未溶滲碳體較多？ 你認為哪個溫度加熱淬火合適？為什么？你認為哪個溫度加熱淬火合適？為什么？13.13.正火與退火的主要區(qū)別是什么？生產(chǎn)中應如何選擇？正火與退火的主要區(qū)別是什么？生產(chǎn)中應如何選擇？14.14.應如何根據(jù)鋼的成分選擇不同的熱處理工藝來調(diào)整其切削加工應如何根據(jù)鋼的成分選擇不同的熱處理工藝來調(diào)整其切

6、削加工性能？性能？15.15.什么是回火？什么是回火？為什么鋼為什么鋼經(jīng)淬火之后必須立即回火經(jīng)淬火之后必須立即回火？碳鋼常用的碳鋼常用的回火工藝有幾種，說明它們的回火溫度范圍、回火后的組織和大回火工藝有幾種，說明它們的回火溫度范圍、回火后的組織和大致硬度。致硬度。16.16.說明說明常用的常用的淬火方法及適用范圍，淬火后得到的組織是什么？淬火方法及適用范圍，淬火后得到的組織是什么？17.17.何謂調(diào)質(zhì)鋼？為什么調(diào)質(zhì)鋼的含碳量均為中碳？合金調(diào)質(zhì)鋼中何謂調(diào)質(zhì)鋼？為什么調(diào)質(zhì)鋼的含碳量均為中碳？合金調(diào)質(zhì)鋼中常含哪些合金元素？它們在調(diào)質(zhì)鋼中起什么作用？常含哪些合金元素？它們在調(diào)質(zhì)鋼中起什么作用？18.1

7、8.什么是表面淬火？表面淬火適合選用那些材料？什么是表面淬火？表面淬火適合選用那些材料？19.19.化學熱處理包括哪三個基本過程化學熱處理包括哪三個基本過程？20.20.鋼中常存元素有哪些？其作用是什么？鋼中常存元素有哪些？其作用是什么？21.21.為什么比較重要的結構零件必須用合金鋼制造？與碳為什么比較重要的結構零件必須用合金鋼制造？與碳鋼比較，合金鋼有何優(yōu)缺點？鋼比較，合金鋼有何優(yōu)缺點？22.22.W18Cr4VW18Cr4V鋼淬火加熱溫度高，為什么？鋼淬火加熱溫度高，為什么？W18Cr4VW18Cr4V鋼刀具鋼刀具在正常淬火后都要進行在正常淬火后都要進行560560三次回火，又是為什么？

8、三次回火，又是為什么？23.23.機床的機身、床腳和箱體為什么宜采用灰鑄鐵制造？機床的機身、床腳和箱體為什么宜采用灰鑄鐵制造？能否用鋼板焊接制造？試就兩者的實用性和經(jīng)濟性作簡要能否用鋼板焊接制造？試就兩者的實用性和經(jīng)濟性作簡要的比較。的比較。關于相圖關于相圖n FeFe3C亞穩(wěn)平衡相圖如圖，要求：亞穩(wěn)平衡相圖如圖，要求：填寫各相區(qū)組織填寫各相區(qū)組織指出指出GS、ES、PSK線的代號，并說線的代號，并說明其含義明其含義說明說明S、C點的意義點的意義、成分及溫度，、成分及溫度，并并寫出共析、共晶反應式寫出共析、共晶反應式繪出繪出鋼的鋼的室溫平衡組織示意圖室溫平衡組織示意圖，能，能用用杠桿定律計算杠

9、桿定律計算平衡平衡組織組織的的相對量。相對量。相圖的應用相圖的應用指出下列鋼號的種類及成份指出下列鋼號的種類及成份( (或性能或性能) )：Q235A FQ235A F Q390EQ390E 16Mn 16Mn 09MnNb 09MnNb 20Mn20Mn 4545 65Mn65Mn 40Cr40Cr T8MnA T8MnA T12T12 5CrMnMo5CrMnMo Cr12MoV Cr12MoV 12CrMoV12CrMoV GCr15 GCr15 1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti GCr9SiMnGCr9SiMn W18Cr4VW18Cr4V8 8、共析鋼共析鋼加熱奧氏體加熱奧氏

10、體化后化后，欲獲得下列組織應采取怎樣冷，欲獲得下列組織應采取怎樣冷 卻工藝，試用冷卻曲線畫在卻工藝，試用冷卻曲線畫在TTTTTT曲線上。曲線上。 （P P、S S、T T、B B上上、B B下下、T+M+ArT+M+Ar、 B B下下+ +M+ArM+Ar、 M+ArM+Ar) )ST+M+ArB下M+ArPTB上B下+M+Ar某鋼的過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線如圖某鋼的過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線如圖6-196-19所示，指出圖所示，指出圖中各點處的組織中各點處的組織某鋼的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線如圖某鋼的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線如圖6-206-20所示，指出該鋼按圖所示，指出該鋼按圖中中(a)(a)、(b)(b)、(

11、c)(c)、(d)(d)速度冷卻后得到的室溫組織。速度冷卻后得到的室溫組織。圖6-20圖6-19消除鍛造應力；提高硬度便于切削加工；消除鍛造應力；提高硬度便于切削加工； F+SF+S消除鍛造應力；細化晶粒、均勻組織、為淬火做準消除鍛造應力；細化晶粒、均勻組織、為淬火做準備；調(diào)整硬度便于切削加工；備；調(diào)整硬度便于切削加工； F+SF+S消除鍛造應力；消除網(wǎng)狀二次滲碳體，提高塑性；消除鍛造應力；消除網(wǎng)狀二次滲碳體，提高塑性；S S高溫回火，高溫回火，S S回回，200 200 330HBS330HBS中溫回火，中溫回火，T T回回，35 35 50HRC50HRC低溫回火，低溫回火，M M回回，5

12、8 58 64HRC64HRC硬度由低到高：硬度由低到高： 700 700 750 750 840840F+PF+PF+AF+AA AF+PF+PF+M+ArF+M+ArM+ArM+Ar700700750750840840加熱后：加熱后：水冷后：水冷后：45鋼：鋼：Ac1724，Ac37809 9、根據(jù)下列零件的性能要求及技術條件選擇熱處理工藝方法，根據(jù)下列零件的性能要求及技術條件選擇熱處理工藝方法，寫出簡明的工藝路線，并指出在使用狀態(tài)下的顯微組織。寫出簡明的工藝路線，并指出在使用狀態(tài)下的顯微組織。 某某4545鋼機床主軸，要求有良好的綜合機械性能，軸頸部鋼機床主軸，要求有良好的綜合機械性能，

13、軸頸部分要求耐磨（分要求耐磨（50HRC50HRC55HRC55HRC）。）。 用用20CrMnTi20CrMnTi制作汽車傳動齒輪，要求表面高硬度、高耐制作汽車傳動齒輪，要求表面高硬度、高耐磨性（磨性（58HRC58HRC63HRC63HRC）。 鍛造鍛造正火正火粗加工粗加工調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)精加工精加工 高頻感應加熱淬火高頻感應加熱淬火+ +低溫回火低溫回火磨削磨削 鍛造鍛造正火正火粗加工粗加工滲碳滲碳淬火淬火+ +低溫回火低溫回火噴丸噴丸磨齒磨齒整體整體S回回表面表面M回回M回回現(xiàn)有下列牌號的鋼材：現(xiàn)有下列牌號的鋼材： 40Cr40Cr、 2020、 4545、 65Mn65Mn、 16Mn 16

14、Mn、60Si2Mn60Si2Mn、 GCr15 GCr15、 20CrMnTi20CrMnTi、 T8T8、 T12 T12、HT150HT150、QT600-03QT600-03、Q235AQ235A、 W18Cr4VW18Cr4V試從中分別選出制造試從中分別選出制造汽車齒輪、連桿、機床主軸、自行汽車齒輪、連桿、機床主軸、自行車彈簧、汽車板簧、滾動軸承、手工鋸條、錘子、車車彈簧、汽車板簧、滾動軸承、手工鋸條、錘子、車刀（銑刀）、普通焊管、車床床身、橋梁刀（銑刀）、普通焊管、車床床身、橋梁等零件的合等零件的合適材料，并制定熱處理工藝；說明所選材料的種類適材料，并制定熱處理工藝；說明所選材料的

15、種類（按用途）、熱處理工藝的目的及熱處理后的組織。（按用途）、熱處理工藝的目的及熱處理后的組織。試卷一試卷一n某廠倉庫有某廠倉庫有2020鋼、鋼、4545鋼、鋼、T12T12鋼和白口鑄鐵，大小和形狀都鋼和白口鑄鐵，大小和形狀都一樣，根據(jù)所學知識，可用哪些簡單方法把它們迅速區(qū)分開一樣，根據(jù)所學知識，可用哪些簡單方法把它們迅速區(qū)分開？請說明理由。？請說明理由。n6060鋼經(jīng)正常淬火后得到什么組織？經(jīng)退火后得到什么組織？鋼經(jīng)正常淬火后得到什么組織？經(jīng)退火后得到什么組織？淬火后分別在淬火后分別在200200、400400、600600回火又得到什么組織？回火又得到什么組織？n用一根冷拉鋼絲繩吊裝一大型

16、工件進入熱處理爐，并隨工件用一根冷拉鋼絲繩吊裝一大型工件進入熱處理爐，并隨工件一起加熱到一起加熱到10001000保溫，當出爐后再次吊裝工件時，鋼絲繩保溫，當出爐后再次吊裝工件時，鋼絲繩發(fā)生斷裂，試分析其原因。發(fā)生斷裂，試分析其原因。試卷二試卷二n簡述簡述化學熱處理的基本過程化學熱處理的基本過程。n什么是晶粒度？晶粒大小對金屬的性能有何影響什么是晶粒度？晶粒大小對金屬的性能有何影響？n指出下列各鋼的種類指出下列各鋼的種類, ,并指明有下劃線的數(shù)字和符號的含義并指明有下劃線的數(shù)字和符號的含義 。4040Cr Cr 1 1Cr18Cr18Ni9Ti Ni9Ti GGCr15Cr15 T12T12A

17、 A QTQT600600-03 -03 9 9SiCrSiCrn共析鋼加熱奧氏體化后，欲獲得下列共析鋼加熱奧氏體化后，欲獲得下列組織組織 應應采用怎樣的冷卻工藝？請用冷卻曲線采用怎樣的冷卻工藝？請用冷卻曲線畫畫 在在TTTTTT曲線上，并指出其熱處理工藝的名稱。曲線上，并指出其熱處理工藝的名稱。 （P P、S S、T+M+ArT+M+Ar、B B下下、M+ArM+Ar) )n試為下列零件選材，并選擇熱處理工藝。試為下列零件選材，并選擇熱處理工藝。 （1 1）連桿；）連桿； （2 2）手工鋸條；）手工鋸條； （3 3）自行車座簧；）自行車座簧； （4 4）銑刀）銑刀 備選材料：備選材料： 45

18、 45、T8T8、T12T12、 65Mn 65Mn、20CrMnTi20CrMnTi、9SiCr9SiCr、 W18Cr4V W18Cr4V、GCr15GCr15、Cr12MoVCr12MoVn分別用分別用2020鋼和鋼和4545鋼制造齒輪各一個，要求齒面具有高的硬度和耐鋼制造齒輪各一個，要求齒面具有高的硬度和耐磨性，問應采用何種熱處理工藝？熱處理的目的是什么？熱處理磨性，問應采用何種熱處理工藝？熱處理的目的是什么？熱處理后在組織和性能上有什么不同？后在組織和性能上有什么不同？試卷二試卷二試卷三試卷三n試為下列工具選材，并確定熱處理方式試為下列工具選材，并確定熱處理方式. . （1 1）銼刀

19、）銼刀； （2 2）絲錐；）絲錐； （3 3）滾動軸承；）滾動軸承； 4 4）自行車座）自行車座簧簧 備選備選材料：材料： 4545、T8T8、T12T12、40Cr40Cr、9SiCr9SiCr、 65Mn 65Mn、W18Cr4V W18Cr4V 、 GCr15 GCr15、Cr12MoVCr12MoVn某一用某一用4545鋼制造的零件，其加工路線如下：鋼制造的零件，其加工路線如下： 鍛造鍛造正火正火粗加工粗加工調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)精加工精加工 高頻高頻感應加熱淬火感應加熱淬火低溫回火低溫回火磨削磨削 說明各熱處理工序作用。說明各熱處理工序作用。 制定熱處理工藝參數(shù)并畫出工藝曲線制定熱處理工藝參數(shù)并畫

20、出工藝曲線 指出其在使用狀態(tài)下的顯微組織指出其在使用狀態(tài)下的顯微組織。試卷四試卷四n根據(jù)根據(jù)Fe-FeFe-Fe3 3C C相圖，分析下列現(xiàn)象：相圖，分析下列現(xiàn)象：（1 1） w wC C1.21.2的鋼比的鋼比w wC C0.80.8 的鋼強度低；的鋼強度低；（2 2）加熱到）加熱到11001100，w wC C0.40.4的鋼能進行鍛造，的鋼能進行鍛造， w wC C4 4的鑄鐵不能鍛造；的鑄鐵不能鍛造； n某鋼的過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線如圖所示，指出圖中各點處的組織某鋼的過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線如圖所示，指出圖中各點處的組織n試為下列零件選材，并選擇熱處理工藝。試為下列零件選材，并選擇熱處理

21、工藝。 （1 1）手工鋸條；（）手工鋸條；（2 2）自行車座位彈簧；（）自行車座位彈簧；（3 3）連桿；（）連桿；（4 4）車刀）車刀 備選材料：備選材料：2020、T8T8、T12T12、40Cr40Cr、9SiCr9SiCr、 65Mn 65Mn、W18Cr4V W18Cr4V 、 GCr15GCr15、Cr12MoVCr12MoVn根據(jù)下列零件的性能要求及技術條件選擇熱處理工藝方法，畫出工藝曲根據(jù)下列零件的性能要求及技術條件選擇熱處理工藝方法，畫出工藝曲線，并指出其在使用狀態(tài)下的顯微組織。線，并指出其在使用狀態(tài)下的顯微組織。 （1 1）用）用4545鋼制作的某機床主軸，要求該軸有良好的綜

22、合機械性能，鋼制作的某機床主軸，要求該軸有良好的綜合機械性能， 其軸頸部分和軸承接觸要求耐磨（其軸頸部分和軸承接觸要求耐磨（525256HRC56HRC） （2 2）用）用20CrMnTi20CrMnTi制作的汽車傳動齒輪，要求表面高硬度、高耐磨性制作的汽車傳動齒輪，要求表面高硬度、高耐磨性 （585863HRC63HRC）試卷五試卷五n比較異同：比較異同： S S回回和和S S 熱脆和冷脆熱脆和冷脆n試為下列零件選材，并選擇熱處理工藝試為下列零件選材，并選擇熱處理工藝 （1 1）汽車齒輪；（）汽車齒輪；（2 2）機床主軸；）機床主軸； （3 3） 滾動軸承；（滾動軸承；（4 4）銑刀）銑刀 備選材料：備選材料： 4545、T8T8、65Mn65Mn、20CrMnTi20CrMnTi、9SiCr9SiCr、W18Cr4VW18Cr4V、GCr15GCr15、Cr12MoVCr12MoVn用用 T12T12 鋼制造一形狀簡單的工具，鍛后發(fā)現(xiàn)有嚴重的網(wǎng)狀鋼制造一形狀簡單的工具，鍛