工程材料期末復(fù)習(xí)題①(含答案)

1、工程材料復(fù)習(xí)題簡(jiǎn)答題1、金屬晶體的常見(jiàn)晶格有哪三種？-fe、-fe各是什么晶格？ 體心、面心、密排六方 -fe：體心立方結(jié)構(gòu) -fe：面心立方結(jié)構(gòu)2、什么是固溶強(qiáng)化？造成固溶強(qiáng)化的原因是什么？ 溶質(zhì)原子使固溶體的強(qiáng)度和硬度升高的現(xiàn)象稱(chēng)固溶強(qiáng)化。 固溶強(qiáng)化的原因是晶格畸變。晶格畸變?cè)龃笪诲e(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻力，使金屬的滑移變形更加困難，提高了金屬的強(qiáng)度和硬度。3、實(shí)際金屬晶體中存在哪些晶體缺陷？它們對(duì)性能有什么影響？實(shí)際金屬晶體中存在點(diǎn)缺陷（空位、間隙原子、置換原子）、線缺陷（位錯(cuò)）、面缺陷（晶界、亞晶界）三類(lèi)晶體缺陷。點(diǎn)缺陷造成晶格畸變，使材料強(qiáng)度增加。位錯(cuò)密度增加，材料強(qiáng)度增加。晶界越多，晶粒越細(xì)，金

2、屬?gòu)?qiáng)度越高，同時(shí)塑性越好。4、fec合金中基本相有哪些？基本組織有哪些？基本相：鐵素體（f）、滲碳體（fe3c）、奧氏體（a）基本組織：鐵素體（f）、滲碳體（fe3c）、奧氏體（a）、珠光體（p）、萊氏體（ld）5、簡(jiǎn)述鋼的硬度、強(qiáng)度、塑性、韌性與含碳量的關(guān)系。 隨著鋼中含碳量的增加，塑性、韌性下降，硬度增加。當(dāng)含碳量小于0.9時(shí)，含碳量增加，鋼的強(qiáng)度增加。而當(dāng)含碳量大于0.9時(shí)，滲碳體以網(wǎng)狀分布于晶界或以粗大片狀存在，使得強(qiáng)度隨之下降。6、m有何特征？它的硬度取決于什么因素？低碳m有何特征？m是碳在-fe中的過(guò)飽和固溶體。它的硬度主要取決于m的含碳量，含碳越高，m的強(qiáng)度、硬度越高。低碳m是板

3、條狀m，它具有良好的塑性和韌性，較高的斷裂韌度和較低的韌脆轉(zhuǎn)變溫度。7、進(jìn)行退火處理的目的是什么？(1)降低鋼的硬度以便于進(jìn)行切削加工；(2)消除殘余應(yīng)力，以穩(wěn)定鋼件尺寸，并防止其變形和開(kāi)裂；(3)使化學(xué)成分均勻，細(xì)化晶粒，改善組織，提高鋼的力學(xué)性能。(4)改善組織，為最終熱處理作好組織準(zhǔn)備8、淬火鋼中的殘余奧氏體對(duì)工件性能有何影響？如何防止？ 殘余奧氏體降低鋼的硬度和耐磨性；工件使用過(guò)程中，由于殘余奧氏體發(fā)生轉(zhuǎn)變，使工件尺寸發(fā)生變化，從而降低工件的尺寸精度。將淬火工件冷卻到室溫后，隨即放到零下溫度的冷卻介質(zhì)中冷卻，即進(jìn)行冷處理；回火處理。9、為什么亞共析鋼經(jīng)正火后，可獲得比退火高的強(qiáng)度和硬度

4、。亞共析鋼退火后的組織為大量的f+少量p，而亞共析鋼經(jīng)正火后的組織是數(shù)量較多且細(xì)小的珠光體組織。由于珠光體的強(qiáng)度和硬度比鐵素體高，因此亞共析鋼正火后可獲得比退火 高的強(qiáng)度和硬度。10、亞共析鋼、過(guò)共析鋼正火加熱溫度范圍是什么？低碳鋼切削加工前和高碳鋼球化退火前正火的目的是什么？亞共析鋼正火加熱溫度：ac3+5070。過(guò)共析鋼正火加熱溫度：accm+5070。低碳鋼切削加工前正火目的：增加珠光體含量，使鋼的硬度提高，便于切削加工。高碳鋼球化退火前正火目的：消除過(guò)共析鋼中的網(wǎng)狀二次滲碳體。11、亞共析鋼的淬火加熱溫度是什么？加熱溫度過(guò)高或過(guò)低會(huì)產(chǎn)生哪些問(wèn)題？加熱溫度為ac3+（3070） 加熱溫度

5、過(guò)高：a晶粒粗化，使淬火后m組織粗大；且氧化脫碳嚴(yán)重。 加熱溫度過(guò)低：淬火組織中將有f，使淬火硬度下降。12、共析鋼淬火加熱溫度范圍是什么？如加熱溫度過(guò)高會(huì)產(chǎn)生哪些有害影響？應(yīng)為727 +（3070）。如加熱溫度過(guò)高，有下列危害：（1）、奧氏體晶粒粗化，淬火后m粗大，脆性增大。（2）、氧化、脫碳傾向增大，表面質(zhì)量降低。 （3）、淬火應(yīng)力大，工件變形、裂紋傾向增大。13、過(guò)共析鋼淬火加熱溫度范圍是什么？如加熱溫度過(guò)高會(huì)產(chǎn)生哪些有害影響？ 應(yīng)為ac1 +（3070）。 如加熱溫度過(guò)高，超過(guò)acm，有下列危害：（1）、fe3c完全溶入奧氏體，使奧氏體含碳量增加，ms降低。淬火后殘余奧氏體量增加，降低

6、鋼的硬度和耐磨性。 （2）、奧氏體晶粒粗化，淬火后m粗大，脆性增大。 （3）、氧化、脫碳傾向增大，鋼的表面質(zhì)量降低。 （4）、淬火應(yīng)力大，增加了工件變形、裂紋的傾向。 14、水作為淬火介質(zhì)有何優(yōu)缺點(diǎn)？水作為淬火介質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)是具有較強(qiáng)的冷卻能力，價(jià)格低廉。其主要缺點(diǎn)是：在需要快冷的650500范圍內(nèi)（碳鋼過(guò)冷奧氏體最不穩(wěn)定區(qū)域），它的冷卻能力低；在300200需要慢冷時(shí)，它的冷卻能力太強(qiáng)，易使零件產(chǎn)生變形，甚至開(kāi)裂；水溫對(duì)水的冷卻能力影響大。15、為什么通常碳鋼在水中淬火，而合金鋼在油中淬火？若合金鋼在水中淬火會(huì)怎樣？碳鋼件淬火時(shí)難以使馬氏體轉(zhuǎn)變充分，而水的冷卻能力強(qiáng)，使鋼易于獲得馬氏體。 合金鋼

7、淬透較好，在油中冷卻能獲得馬氏體。 合金剛導(dǎo)熱能力差，若在水中淬火，會(huì)使工件產(chǎn)生裂紋和變形。16、淬火鋼進(jìn)行回火的目的是什么？得到所需要的組織與性能 通過(guò)適當(dāng)回火可改變淬火組織，調(diào)整和改善鋼的性能。 穩(wěn)定工件尺寸 回火使不穩(wěn)定的淬火組織轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定組織。 消除或減少淬火內(nèi)應(yīng)力 17、鋼經(jīng)淬火后為何一定要回火？鋼的性能與回火溫度有何關(guān)系？鋼經(jīng)淬火后回火有如下目的：(1)獲得工件所需的組織和性能(2)穩(wěn)定組織，穩(wěn)定工件尺寸(3)消除、減少淬火應(yīng)力 隨著回火溫度的提高，鋼的強(qiáng)度指標(biāo)(b、s)和硬度逐漸下降,塑性指標(biāo)（、）與韌性指標(biāo)逐漸提高。而回火溫度在300400附近，彈性極限出現(xiàn)峰值。18、什么是鋼

8、的回火脆性？如何避免？ 隨著回火溫度的升高，通常強(qiáng)度、硬度下降，而塑性、韌性提高。但某些溫度范圍內(nèi)回火，鋼的韌性不但沒(méi)有提高，反而顯著下降，這種脆化現(xiàn)象稱(chēng)回火脆性。300左右回火產(chǎn)生的回火脆性是第一類(lèi)回火脆性，它是不可逆的。一般不在此溫度范圍內(nèi)回火。含有cr、ni、mn等合金元素的合金鋼，在450650回火或經(jīng)更高溫度回火后緩慢冷卻通過(guò)該溫度區(qū)間時(shí)，產(chǎn)生第二類(lèi)回火脆性。它是可逆的。防止辦法：盡量減少鋼中雜質(zhì)元素含量；加入w或mo等能抑制晶界偏析的元素；對(duì)中小件，可通過(guò)回火后快冷來(lái)抑制回火脆性。19、為什么高頻淬火零件的表面硬度、耐磨性及疲勞強(qiáng)度均高于一般淬火？由于高頻感應(yīng)加熱速度快、時(shí)間短，使

9、得加熱后所獲得的a晶粒細(xì)小而均勻，淬火后可在表層獲得極細(xì)的馬氏體或隱針馬氏體，因而表面硬度、耐磨性高于一般淬火。一般淬火工件的表面存在殘余拉應(yīng)力，而高頻淬火后工件表層存在殘余壓應(yīng)力。殘余壓應(yīng)力能抵消在變動(dòng)載荷作用下產(chǎn)生的拉應(yīng)力，因此高頻淬火零件的疲勞強(qiáng)度均高于一般淬火。四、工藝分析題4、汽車(chē)半軸要求具有良好的強(qiáng)韌性，且桿部、花鍵處硬度要求52hrc?，F(xiàn)選用40cr鋼制造，其工藝路線如下：下料（棒料）鍛造毛坯熱處理校直粗加工熱處理精加工熱處理、磨削。指出其工藝過(guò)程路線中應(yīng)選用的熱處理方法及目的，并說(shuō)明桿部、花鍵處的最終熱處理組織。熱處理：正火。其目的為：消除鍛造應(yīng)力；調(diào)整鍛后的硬度，改善切削性能

10、；細(xì)化晶粒，為淬火作好組織準(zhǔn)備。熱處理：調(diào)質(zhì)。其目的為：獲得良好的強(qiáng)韌性，即良好的綜合力學(xué)性能。熱處理：表面淬火。其目的是：獲得m，提高桿部、花鍵處表面硬度。 熱處理：低溫回火。其目的為：消除表面淬火應(yīng)力及脆性，得到高的硬度和耐磨性表層為回火m，心部為索氏體（s）5、一般精度的gcr15滾動(dòng)軸承套圈，硬度60-65hrc。 (1)壓力加工成形后、切削加工之前應(yīng)進(jìn)行什么預(yù)備熱處理？其作用是什么？ (2)該零件應(yīng)采用何種最終熱處理？有何作用？ p162（1）球化退火 降低硬度，球化fe3c，以利于切削，并為淬火作好組織準(zhǔn)備。（2）淬火+低溫退火 淬火：獲得高硬度m 低溫退火：去除脆性、應(yīng)力，穩(wěn)定組

11、織。6、用w18cr4v w6mo5cr4v2al鋼制造銑刀，其加工工藝路線為：下料鍛造毛坯熱處理機(jī)械加工去應(yīng)力退火熱處理、磨削。請(qǐng)指出其工藝過(guò)程路線中熱處理方法、目的及組織。熱處理為球化退火：消除鍛造應(yīng)力；降低硬度，利于切削加工；為淬火作組織準(zhǔn)備。 組織：s+粒狀碳化物熱處理為淬火：獲得m。 組織： m+未溶細(xì)粒狀碳化物+大量殘余a熱處理為高溫回火（多次）：消除淬火內(nèi)應(yīng)力，降低淬火鋼脆性；減少殘余a含量；具有二次硬化作用，提高熱硬性。最終組織：回火m+粒狀合金碳化物+少量殘余a7、機(jī)床床頭箱傳動(dòng)齒輪，45鋼，模鍛制坯。要求齒部表面硬度5256hrc，齒輪心部應(yīng)具有良好的綜合機(jī)械性能。其工藝路

12、線為：下料鍛造熱處理機(jī)械粗加工熱處理機(jī)械精加工齒部表面熱處理+低溫回火精磨。指出熱處理、的名稱(chēng)及作用 熱處理：正火。消除鍛造應(yīng)力；調(diào)整鍛后的硬度，改善切削加工性能; 細(xì)化晶粒，為淬火作好組織準(zhǔn)備。 組織：s熱處理：調(diào)質(zhì)（或淬火加高溫回火）。獲得良好的綜合機(jī)械性能。組織：回火s熱處理：齒部表面淬火。獲得m。11、用20crmnti鋼制造汽車(chē)齒輪，要求齒面硬度為5862hrc，心部硬度為3540hrc。其工藝路線為： 下料鍛造熱處理機(jī)械加工熱處理、噴丸磨削（1）指出熱處理、的名稱(chēng)及作用 （2）齒輪表層和心部的最終組織是什么？p263用20crmnti鋼制造汽車(chē)變速箱齒輪，齒輪要求強(qiáng)韌性好，齒面硬度

13、要求6264hrc，心部硬度為3540hrc。其工藝路線如下：下料鍛造熱處理切削加工熱處理、磨削。指出其工藝過(guò)程路線中應(yīng)選用的熱處理方法及目的，并說(shuō)明齒輪的最終熱處理組織。熱處理為正火。其目的為：消除鍛造應(yīng)力，調(diào)整鍛后的硬度，改善切削加工性能；組織：s+少量f熱處理為滲碳。其目的為：使低碳鋼件表面得到高碳。 熱處理為淬火。其目的為：獲得表面高硬度、高耐磨性；而心部仍保持一定強(qiáng)度及較高的塑性、韌性。表層組織：m + 碳化物 + 殘余a。心部組織：低碳m +鐵素體熱處理為低溫回火。其目的為：消除表面淬火內(nèi)應(yīng)力和脆性,得到高的硬度。表層最終組織： 針狀回火m + 粒狀碳化物 + 少量殘余a。心部最終

14、組織： 回火低碳m + 鐵素體。12、普通車(chē)床主軸要求具有良好的強(qiáng)韌性，軸頸處硬度要求4852hrc?，F(xiàn)選用45鋼制造，其工藝路線如下：下料鍛造熱處理粗切削加工熱處理精切削加工軸頸熱處理、磨削指出其工藝過(guò)程路線中應(yīng)選用的熱處理方法及目的，并說(shuō)明軸頸處的最終熱處理組織。p265熱處理：正火。其目的為：消除鍛造應(yīng)力；調(diào)整鍛后的硬度，改善切削加工性能。 組織：s熱處理：調(diào)質(zhì)（或淬火加高溫回火）。其目的為：獲得良好的強(qiáng)韌性。 組織：s熱處理：高頻表面淬火。獲得m，提高軸頸表面硬度。熱處理：低溫回火。其目的為：消除表面淬火內(nèi)應(yīng)力和脆性。軸頸處的最終熱處理組織：表層為回火m，心部為索氏體（s）。13、用t

15、10鋼制造形狀簡(jiǎn)單的車(chē)刀，其工藝路線為：鍛造熱處理機(jī)加工熱處理、 磨削加工。 寫(xiě)出其中熱處理工序的名稱(chēng)及作用及最終組織。熱處理：球化退火：消除鍛造應(yīng)力，降低硬度，改善切削性能，并為淬火作組織準(zhǔn)備。組織：球狀p熱處理：淬火：為獲得高的硬度 組織：m+粒狀碳化物+殘余a熱處理：低溫回火：為穩(wěn)定組織，降低脆性，消除淬火應(yīng)力。 組織：回火馬氏體+細(xì)粒滲碳體+少量殘余奧氏體最終組織：回火馬氏體+細(xì)粒滲碳體+少量殘余奧氏體。14、用t10a鋼制造小尺寸手工絲錐，刃部硬度要求5962hrc，柄部硬度要求3045hrc。其工藝路線如下：下料熱處理切削加工熱處理、柄部熱處理切削加工指出其工藝過(guò)程路線中應(yīng)選用的熱

16、處理方法及目的，并說(shuō)明刃部、柄部的最終熱處理組織。熱處理：球化退火。其目的為：降低硬度，改善切削性能，并為淬火作組織準(zhǔn)備。組織：球狀p熱處理：淬火。其目的為：獲得m。 組織：m + 碳化物 + 殘余a。熱處理：低溫回火。其目的為：消除淬火應(yīng)力及脆性，得到高的硬度和耐磨性組織： 針狀回火m + 粒狀碳化物 + 少量殘余a。熱處理為高溫回火。其目的為：保證柄部具有良好的綜合機(jī)械性能 組織：回火s15、用t10a鋼制造鉆頭，硬度要求為5962hrc，其工藝流程為：鍛造預(yù)先熱處理切削加工淬火+低溫回火精加工。該鋼經(jīng)檢驗(yàn)，證明鍛造后組織有網(wǎng)狀碳化物。(1)指出其工藝過(guò)程路線中預(yù)先熱處理方法及作用。(2)

17、指出鉆頭制成后的最終組織。 (1).預(yù)先熱處理：正火+球化退火 正火作用：消除網(wǎng)狀碳化物。 正火組織：p球化退火作用：獲得球狀珠光體組織，改善切削加工性能，并為淬火作組織準(zhǔn)備。 組織：球狀p(2)最終組織為回火馬氏體?；鼗餸+粒狀碳化物+少量殘余a 1.將下列各種材料牌號(hào)前的字母標(biāo)號(hào)，分別填入備選材料種類(lèi)前的括號(hào)中。 a.kth350-10 b.cr12 c.40mnb d.q195 e.3cr13 f.60si2mn 材料種類(lèi)： （ d ）碳素結(jié)構(gòu)鋼 （ a ）可鍛鑄鐵 （ b ）冷作模具鋼：（ f ）合金彈簧鋼 （ e ）不銹鋼 （ c ）合金調(diào)質(zhì)鋼 2.將下列各材料牌號(hào)前的字母，分別填入

18、備選材料種類(lèi)前的括號(hào)中 a、kth300-06 b、40cr c、q235 d、zg200-400 e、60si2mn f、cr12mov材料種類(lèi)：（ b ）合金調(diào)質(zhì)鋼 （ d ）碳素鑄鋼 （ f ）冷作模具鋼 （ c ）碳素結(jié)構(gòu)鋼 （ a ）可鍛鑄鐵 （ e ）合金彈簧鋼3.將下列各材料牌號(hào)前的字母，分別填入備選材料種類(lèi)前的括號(hào)中 a. q195 b.45mn2 c.zl101 d.zgmn13 e.cr06 f. 20crmnti、20cr材料種類(lèi)：（ c ）鑄造鋁合金 （ f ）合金滲碳鋼 （a ）碳素結(jié)構(gòu)鋼（ b ）合金調(diào)質(zhì)鋼 （ e ）合金刃具鋼 （ d ）耐磨鋼4. 將下列各材料牌

19、號(hào)前的字母，分別填入備選材料種類(lèi)前的括號(hào)中 a. cr2 b. q345 c. t8 d. zgmn13 e. zl201 f. 20cr 材料種類(lèi)：（ a ）合金刃具鋼 （ c）碳素工具鋼 （ e ）鑄造鋁合金（ f ）合金滲碳鋼 （ b ）低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 （ d）耐磨鋼5、將下列各材料牌號(hào)前的字母，分別填入備選材料種類(lèi)前的括號(hào)中 a.gcr15 b.q215 c.ht250 d.65mn e.w18cr4v f.h90材料種類(lèi)：（ b ）碳素結(jié)構(gòu)鋼 （ f ）普通黃銅 （ f ）灰口鑄鐵（ a ）滾動(dòng)軸承鋼 （e ）高速鋼 （ d）彈簧鋼6、將下列各材料牌號(hào)前的字母，分別填入備選材料種

20、類(lèi)前的括號(hào)中 a.crwmn b.t10 c.35crmo d.zl101 e.20cr f.qt500-7材料種類(lèi)：（ b ）碳素工具鋼 （ e ）合金滲碳鋼 （ d ）鑄造鋁合金 （ a ）合金刃具鋼 （ c ）合金調(diào)質(zhì)鋼 （ f ）球墨鑄鐵7、將下列各材料牌號(hào)前的字母，分別填入備選材料種類(lèi)前的括號(hào)中 a.gcr9 b.h90 c.w6mo5cr4v2 d.1cr13 e.40mnb f.ktz550-04材料種類(lèi)：（ e）調(diào)質(zhì)鋼 （ b）普通黃銅 （ f ）可鍛鑄鐵（ a ）滾動(dòng)軸承鋼 （ c ）高速鋼 （ d ）不銹鋼8、將下列各材料牌號(hào)前的字母，分別填入備選材料種類(lèi)前的括號(hào)中 a.k

21、tz7002 b.gcr9 c.3cr2w8v d.h68 e.65 f.9mn2v材料種類(lèi)：（ f）合金刃具鋼 （ a ）可鍛鑄鐵 （ e）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 （ d ）普通黃銅 （ c ）壓鑄模用鋼 （ b ）滾動(dòng)軸承鋼9、將下列各材料牌號(hào)前的字母，分別填入備選材料種類(lèi)前的括號(hào)中 a.ht200 b.w6mo5cr4v2 c.gcr9 d.9sicr e.t10 f.h62材料種類(lèi)：（ b ）高速鋼 （ f ）普通黃銅 （ a ）灰口鑄鐵（ d ）合金刃具鋼 （ e ）碳素工具鋼 （ c ）滾動(dòng)軸承鋼 10、將下列各材料牌號(hào)前的字母，分別填入備選材料種類(lèi)前的括號(hào)中 a.60 b.gcr9 c.

22、9mn2v d.ktz7002 e.65mn f.5crnimo材料種類(lèi)：（ f ）熱作模具鋼 （ a ）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 （ d ）可鍛鑄鐵 （ e ）彈簧鋼 （ c ）合金刃具鋼 （ b ）滾動(dòng)軸承鋼3. 圖為已簡(jiǎn)化的fefe3c相圖（1）分析e點(diǎn)、acd線的含義。（2）分析含碳量為0.1%的碳鋼從液態(tài)至室溫的結(jié)晶過(guò)程。 （1）e點(diǎn)：a中碳的最大溶解度。 acd：液相線。 （2）見(jiàn)圖1點(diǎn)以上為液體，1點(diǎn)開(kāi)始結(jié)晶a。12點(diǎn)析出為奧氏體，至2點(diǎn)全部為為奧氏體。23點(diǎn)全部為a。 3點(diǎn)開(kāi)始從a中析出f。 34點(diǎn)為a+f。4點(diǎn)產(chǎn)生余下的a共析轉(zhuǎn)變，ap。 至室溫 f + p 或ll+aaa+ff+p。

23、 4. 圖中已簡(jiǎn)化的fefe3c相圖（1）分析a點(diǎn)、gs線的含義。（2）填寫(xiě)（ ）中相或組織代號(hào)。（3）分析含碳量為0.2%的亞共析鋼從液態(tài)至室溫的結(jié)晶過(guò)程。 （1）a點(diǎn)：純鐵的熔點(diǎn)。 gs：從奧氏體中開(kāi)始析出f。（2）見(jiàn)圖 （3）見(jiàn)圖 1點(diǎn)以上為液體。 12點(diǎn)。析出為奧氏體，至2點(diǎn)全部為為奧氏體.3點(diǎn)開(kāi)始析出f。34點(diǎn) 從奧氏體中不斷析出f。 4點(diǎn)產(chǎn)生共析轉(zhuǎn)變，ap。 至室溫 f + p 或ll+aaa+fp+f。 6.圖為簡(jiǎn)化的fe-fe3c相圖。(1)指出s點(diǎn)、ecf線的意義。(2)根據(jù)相圖分析45鋼的結(jié)晶過(guò)程，指出45鋼的室溫組織。 (1)s點(diǎn)為共析點(diǎn)； ecf線為共晶線。(2) 見(jiàn)圖

24、 1點(diǎn)以上為液體。 12點(diǎn)。從液體中析出奧氏體，至2點(diǎn)全部為奧氏體。3點(diǎn)由奧氏體中開(kāi)始析出f。34點(diǎn) 從奧氏體中不斷析出f。 4點(diǎn)產(chǎn)生共析轉(zhuǎn)變，ap。 至室溫 f + p 或ll+aaa+fp+f。 室溫組織為鐵素體與珠光體8. 圖中已簡(jiǎn)化的fefe3c相圖（1）分析e點(diǎn)、se線的含義。 （2）填寫(xiě)（ ）中相或組織代號(hào)。（3）分析含碳量為0.77%的共析鋼從液態(tài)至室溫的結(jié)晶過(guò)程。（1）e點(diǎn)：a中碳的最大溶解度。 es：碳在a中的固溶線。（2）見(jiàn)圖 （3）見(jiàn)圖 1點(diǎn)以上為液體。 12點(diǎn)，析出為奧氏體。至2點(diǎn)，全部為為奧氏體。3點(diǎn)產(chǎn)生共析轉(zhuǎn)變，ap。 至室溫 p 或ll+aap10.圖為簡(jiǎn)化的fe

25、-fe3c相圖。(1)指出c點(diǎn)、psk線的意義。(2)根據(jù)相圖分析t12鋼的結(jié)晶過(guò)程，指出t12鋼的室溫組織。(1)c點(diǎn)為共晶點(diǎn)； psk線為共析線。(2) 見(jiàn)圖1點(diǎn)以上為液體。12點(diǎn)，析出為奧氏體，至2點(diǎn)全部為奧氏體。3點(diǎn)開(kāi)始析出fe3c。34點(diǎn)從奧氏體中不斷析出fe3c。4點(diǎn)產(chǎn)生共析轉(zhuǎn)變，ap。至室溫 p+ fe3c 或ll+aaa+fe3cp+fe3c。 室溫組織為pfe3cii 工程材料 試題及答案二、選擇適宜材料并說(shuō)明常用的熱處理方法（30分）名稱(chēng)候選材料選用材料熱處理方法最終組織機(jī)床床身t10a, ktz450-06, ht200ht200時(shí)效pfg片汽車(chē)后橋齒輪40cr, 20c

26、rmnti, 60si2mn20crmnti滲碳淬火低溫回火表面cmma心部 fm滾動(dòng)軸承g(shù)cr15, cr12, qt600-2gcr15球化退火淬火低溫回火cmma銼刀9sicr, t12, w18cr4vt12球化退火淬火低溫回火cmma汽車(chē)板簧45, 60si2mn, t1060si2mn淬火中溫回火t回鉆頭w18cr4v，65mn, 20w18cr4v 淬火低溫回火cmma橋梁1cr13, 16mn, q19516mn,不熱處理fp滑動(dòng)軸承h70, zsnsb11cu6, t8zsnsb11cu6不熱處理a+snsb耐酸容器q235, 1cr18ni9ti, zgmn131cr18n

27、i9ti固溶處理a發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸qt600-3, 45, zl101qt600-3等溫淬火高溫回火s回g球三、（20分）車(chē)床主軸要求軸頸部位硬度為hrc5458，其余地方為hrc2025，其加工路線為： 下料 鍛造 正火 機(jī)加工 調(diào)質(zhì) 機(jī)加工（精） 軸頸表面淬火 低溫回火 磨加工指出：1、主軸應(yīng)用的材料：45鋼2、正火的目的和大致熱處理工藝 細(xì)化晶粒，消除應(yīng)力；加熱到ac350保溫一段時(shí)間空冷3、調(diào)質(zhì)目的和大致熱處理工藝 強(qiáng)度硬度塑性韌性達(dá)到良好配合 淬火高溫回火 4、表面淬火目的 提高軸頸表面硬度5低溫回火目的和軸頸表面和心部組織。去除表面淬火熱應(yīng)力，表面ma心部s回五、簡(jiǎn)答題（共20分） 1、

28、晶體有那些特性？（4分）答：1）一般具有規(guī)則的外形。（1分）；2）有固定的熔點(diǎn)。（1分）；3）有各向異性。（1分）；4）解理性。（1分）2、陶瓷材料的主要性能特點(diǎn)是什么？（5分）答：陶瓷材料性能特點(diǎn)：具有不可燃燒性；（1分）、高耐熱性、高化學(xué)穩(wěn)定性；（1分）不老化性；（1分）、高的硬度和良好的抗壓能力；（1分），但脆性很高，溫度急變抗力很低。3、簡(jiǎn)述珠光體、索氏體、屈氏體三者的異同點(diǎn)。(5分)答：珠光體、索氏體、屈氏體都是鐵素體與滲碳體片層交替的機(jī)械混合物。（2分）不同的是片層間距由寬到細(xì)，強(qiáng)度、硬度由低變高。（3分）4、鐵碳合金中基本相是那些？其機(jī)械性能如何？(6分)答：基本相有：鐵素體、奧

29、氏體、滲碳體 。鐵素體強(qiáng)度和硬度不高，但具有良好的塑性和韌性；奧氏體的硬度較低而塑性較高，易于鍛壓成型；滲碳體硬度很高而塑性和韌性幾乎為零，脆性大。5、金屬結(jié)晶的基本規(guī)律是什么？晶核的形成率和成長(zhǎng)率受到哪些因素的影響？p16答：結(jié)晶的基本過(guò)程晶核形成與晶核長(zhǎng)大結(jié)晶時(shí)的冷卻速度（即過(guò)冷度）隨著過(guò)冷度的增大，晶核的形成率和成長(zhǎng)率都增大，但形成率的增長(zhǎng)比成長(zhǎng)率的增長(zhǎng)快，同時(shí)液體金屬中難熔雜質(zhì)以及振動(dòng)和攪拌的方法也會(huì)增大形核率6、手鋸鋸條、普通螺釘、車(chē)床主軸分別用何種碳鋼制造？答：手鋸鋸條：它要求有較高的硬度和耐磨性，因此用碳素工具鋼制造。如t9,t9a,t10,t10a,t11,t11a普通螺釘：它

30、要保證有一定的機(jī)械性能，用普通碳素結(jié)構(gòu)鋼制造，如q195,q215,q235車(chē)床主軸：它要求有較高的綜合機(jī)械性能，用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，如30，35，40，45，507、金屬經(jīng)冷塑性變形后，組織和性能發(fā)生什么變化？答：1晶粒沿變形方向拉長(zhǎng)，性能趨于各向異性，如縱向的強(qiáng)度和塑性遠(yuǎn)大于橫向等。2晶粒破碎，位錯(cuò)密度增加，產(chǎn)生加工硬化，即隨著變形量的增加，強(qiáng)度和硬度顯著提高，而塑性和韌性下降，3織構(gòu)現(xiàn)象的產(chǎn)生，即隨著變形的發(fā)生不僅金屬中晶粒會(huì)被破碎拉長(zhǎng)，而且各晶粒的晶格位向也會(huì)沿著變形的方向同時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)果金屬中每個(gè)晶粒的晶格位向趨于大體一致，產(chǎn)生織構(gòu)現(xiàn)象，4冷壓力加工過(guò)程中由于材料各部分的變形不均

31、勻或晶粒內(nèi)各部分和各晶粒間的變形不均勻，金屬內(nèi)部會(huì)形成殘余的內(nèi)應(yīng)力，這在一般情況下都是不利的，會(huì)引起零件尺寸不穩(wěn)定。8、固溶體和金屬間化合物在結(jié)構(gòu)和性能上有什么主要差別？答：在結(jié)構(gòu)上：固溶體的晶體結(jié)構(gòu)與溶劑的結(jié)構(gòu)相同，而金屬間化合物的晶體結(jié)構(gòu)不同于組成它的任一組元，它是以分子式來(lái)表示其組成。在性能上：形成固溶體和金屬件化合物都能強(qiáng)化合金，但固溶體的強(qiáng)度，硬度比金屬間化合物低，塑性，韌性比金屬間化合物好，也就是固溶體有更好的綜合機(jī)械性能。9、實(shí)際晶體中的點(diǎn)缺陷，線缺陷和面缺陷對(duì)金屬性能有何影響？答：如果金屬中無(wú)晶體缺陷時(shí)，通過(guò)理論計(jì)算具有極高的強(qiáng)度，隨著晶體中缺陷的增加，金屬的強(qiáng)度迅速下降，當(dāng)缺

32、陷增加到一定值后，金屬的強(qiáng)度又隨晶體缺陷的增加而增加。因此，無(wú)論點(diǎn)缺陷，線缺陷和面缺陷都會(huì)造成晶格畸變，從而使晶體強(qiáng)度增加。同時(shí)晶體缺陷的存在還會(huì)增加金屬的電阻，降低金屬的抗腐蝕性能。10、簡(jiǎn)述鑄造過(guò)程中縮孔形成的原因。答：金屬液在鑄模中冷卻和凝固時(shí)，由于液態(tài)收縮和凝固收縮所縮減的容積得不到補(bǔ)充，則會(huì)在鑄件的厚大部位及最后凝固部位形成尺寸較大而集中分布的孔洞。11、簡(jiǎn)述消除沖壓制品表面出現(xiàn)呂德斯帶的措施。答：利用應(yīng)變時(shí)效理論解決這一問(wèn)題。將薄板在沖壓之前進(jìn)行一道微量冷軋工序（12的壓下量），或向鋼中加入少量的ti或al，c，n等間隙原子形成化合物，以消除屈服點(diǎn)，隨后再進(jìn)行冷壓成形，便可保證工件

33、表面平滑光潔。12、說(shuō)明本體聚合與懸浮聚合的異同？答：相同點(diǎn)：聚合都在單體相中進(jìn)行不同點(diǎn)：懸浮聚合的單體分散為無(wú)數(shù)個(gè)小液滴，易散熱13、陶瓷表面施釉的作用有那些？燒鈾后釉面出現(xiàn)裂紋或陶瓷表面發(fā)生翹曲時(shí)，應(yīng)如何解決？答：作用：在陶瓷上形成玻璃狀物質(zhì)使其表面具有光亮、美觀、致密絕緣、不吸水、不透水及化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)良性能改變鈾料成分，降低其熱膨脹系數(shù)14、奧氏體形成的四個(gè)步驟是什么？（4分）答：（1）奧氏體晶核的形成；（1分）（2）奧氏體晶核的長(zhǎng)大；（1分）（3）殘余滲碳體的溶解；（1分）（4）奧氏體成分的均勻化。（1分）15、高分子材料的主要性能特點(diǎn)是什么？（6分）答：高分子材料性能特點(diǎn)：具有高

34、彈性和粘彈性；（1分）強(qiáng)度低，比強(qiáng)度高；（1分）耐磨、減磨性能好；（1分）絕緣、絕熱、絕聲；（1分）耐熱性不高，耐蝕性能好；（1分）存在老化問(wèn)題。（1分）16、提高金屬耐蝕性的途徑是什么？不銹鋼中最主要的合金元素是哪一個(gè)元素？ （4分）答：（1）提高金屬的電極電位；（1分）（2）使金屬易于鈍化，形成致密、完整、穩(wěn)定的與鋼基體結(jié)合牢固的鈍化膜；（1分）（3）形成單相組織。（1分）不銹鋼中最主要的合金元素是cr。（1分）17、說(shuō)明下列符號(hào)各是什么指標(biāo)？各代表什么意思？（5分）(1) e （2） s （3） （4） k (5)hrc答：（1）e：彈性模量；剛度指標(biāo) （1分）（2）s：屈服點(diǎn)（強(qiáng)度）

35、；強(qiáng)度指標(biāo) （1分）（3）：斷面收縮率； 塑性指標(biāo) （1分）（4）k ：沖擊韌度；韌性指標(biāo) （1分）（5）hrc：洛氏硬度；硬度指標(biāo) （1分） 六、綜合分析題（共22分）1、（12分）有兩個(gè)含碳量為1.2%的碳鋼薄試樣，分別加熱到780和860并保溫相同時(shí)間，使之達(dá)到平衡狀態(tài)，然后以大于vk的冷卻速度至室溫。試問(wèn)：（1）哪個(gè)溫度加熱淬火后馬氏體晶粒較粗大？答：因?yàn)?60攝氏度加熱溫度高，加熱時(shí)形成的奧氏體晶粒粗大，冷卻后得到的馬氏體晶粒叫粗大（2）哪個(gè)溫度加熱淬火后馬氏體含碳量較多？答：因?yàn)榧訜釡囟?60已經(jīng)超過(guò)了accm，此時(shí)碳化物全部溶于奧氏體中，奧氏體中含碳量增加，而奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變是

36、非擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變，所以冷卻后馬氏體含碳量較多。（3）哪個(gè)溫度加熱淬火后殘余奧氏體較多？答：因?yàn)榧訜釡囟?60已經(jīng)超過(guò)了accm，此時(shí)碳化物全部溶于奧氏體中，使奧氏體中含碳量增加，降低鋼的ms和mf點(diǎn)，卒火后殘余奧氏體增多。（4）哪個(gè)溫度加熱淬火后未溶碳化物較少？答：因?yàn)榧訜釡囟?60已經(jīng)超過(guò)了accm，此時(shí)碳化物全部溶于奧氏體中，因?yàn)榧訜嶙浠鸷笪慈芴蓟镙^少（5）你認(rèn)為哪個(gè)溫度加熱淬火后合適？為什么？答：780加熱卒火后合適。因?yàn)楹剂繛?.2%的碳鋼屬于過(guò)共析鋼，過(guò)共析碳鋼卒火加熱溫度ac1+(30_50攝氏度)，而780在這個(gè)溫度范圍內(nèi)，這時(shí)卒火后的組織為均勻而細(xì)小的馬氏體和顆粒狀滲碳體及殘余

37、奧氏體的混合組織，使鋼具有高的強(qiáng)度，硬度和耐磨性，而且也具有較高的韌性。七、要制造齒輪、連桿、熱鍛模具、彈簧、冷沖壓模具、滾動(dòng)軸承、車(chē)刀、銼刀、機(jī)床床身等零件，試從下列牌號(hào)中分別選出合適的材料并敘述所選材料的名稱(chēng)、成分、熱處理工藝和零件制成后的最終組織。答：齒輪：20crmnti滲碳鋼；c%=0.2%,cr,mn,ti<1.5%；滲碳淬火低溫回火；組織為回火馬氏體。（3分） 連桿：40cr調(diào)質(zhì)鋼；c%=0.4%,cr<1.5%；調(diào)質(zhì)處理（淬火高溫回火）；組織為回火索氏體。（2分） 彈簧：65mn彈簧鋼；c%=0.65%,mn<1.5%；淬火中溫回火；組織為回火托氏體。（2分）

38、 冷沖壓模具：cr12mov冷變形模具鋼；c%>1%,cr=12%,mo,v<1.5%；淬火低溫回火；組織為回火馬氏體。（2分） 滾動(dòng)軸承：gcr15mo軸承鋼；c%1%,cr=1.5%,mo<1.5%；球化退火淬火低溫回火；組織為回火馬氏體。（2分） 車(chē)刀：w6mo5cr4v2高速鋼；w%=6%,mo%=5%,cr%=4%,v%=2%；淬火560三次回火；組織為回火馬氏體碳化物。（3分） 銼刀：t10碳素工具鋼；c%1%；淬火低溫回火；組織為回火馬氏體碳化物。（2分） 熱鍛模具：5crmnmo熱變形模具鋼；c%=0.5%,cr,mn,mo<1.5%；淬火高溫回火；組織

39、為回火索氏體。（2分） 機(jī)床床身：ht300灰口鐵；無(wú)需熱處理。（2分）八、用一根冷拉鋼絲繩吊裝一大型工件進(jìn)入熱處理爐，并隨工件一起加熱到1000保溫，當(dāng)出爐后再次吊裝工件時(shí)，鋼絲繩發(fā)生斷裂，試分析其原因。（10分）答：冷拉鋼絲繩是利用加工硬化效應(yīng)提高其強(qiáng)度的，在這種狀態(tài)下的鋼絲中晶體缺陷密度增大，強(qiáng)度增加，處于加工硬化狀態(tài)。在1000時(shí)保溫，鋼絲將發(fā)生回復(fù)、再結(jié)晶和晶粒長(zhǎng)大過(guò)程，組織和結(jié)構(gòu)恢復(fù)到軟化狀態(tài)。在這一系列變化中，冷拉鋼絲的加工硬化效果將消失，強(qiáng)度下降，在再次起吊時(shí)，鋼絲將被拉長(zhǎng)，發(fā)生塑性變形，橫截面積減小，強(qiáng)度將比保溫前低，所以發(fā)生斷裂。一、名詞解釋?zhuān)海ǚ郑?固溶強(qiáng)化： 固溶體溶

40、入溶質(zhì)后強(qiáng)度、硬度提高，塑性韌性下降現(xiàn)象。、加工硬化： 金屬塑性變形后，強(qiáng)度硬度提高的現(xiàn)象。、 合金強(qiáng)化： 在鋼液中有選擇地加入合金元素，提高材料強(qiáng)度和硬度、熱處理：鋼在固態(tài)下通過(guò)加熱、保溫、冷卻改變鋼的組織結(jié)構(gòu)從而獲得所需性能的一種工藝。 、細(xì)晶強(qiáng)化：晶粒尺寸通過(guò)細(xì)化處理，使得金屬?gòu)?qiáng)度提高的方法。四、簡(jiǎn)答題（每小題5分,共20分）1 在圖1中分別畫(huà)出純鐵的、晶面和、晶向。并指出在室溫下對(duì)純鐵進(jìn)行拉伸試驗(yàn)時(shí)，滑移將沿以上的哪個(gè)晶面及晶向進(jìn)行？2為什么鉗工鋸 t10，t12 等鋼料時(shí)比鋸 10，20 鋼費(fèi)力，鋸條容易磨鈍？ 3奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕是怎樣產(chǎn)生的？如何防止？ 4低碳鋼滲碳表面化學(xué)熱處理的溫度范圍是多少？溫度選擇的主要理由是什么？五、請(qǐng)用直線將下列材料牌號(hào)與典型應(yīng)用零件及熱處理工藝連接起來(lái)。（每小題2分,共10分）應(yīng)用零件熱處理工藝七、車(chē)床主軸要求軸頸部位的硬度為5658hrc，其余地方的硬度為2024hrc，制