機(jī)設(shè)工程材料復(fù)習(xí)資料

1、?工程材料?復(fù)習(xí)思考題1解釋以下名詞機(jī)械性能、強(qiáng)度、剛度、硬度、晶格、晶粒、位錯、亞晶界、金屬化合物、鐵素體、滲碳體、變形織構(gòu)、熱處理、本質(zhì)晶粒度、滲碳處理。過冷度：實(shí)際結(jié)晶溫度與理論結(jié)晶溫度之差稱為過冷度。非自發(fā)形核：是液態(tài)金屬依附在一些未溶顆粒外表所形成的晶核。變質(zhì)處理：在液態(tài)金屬結(jié)晶前，特意參加某些難熔固態(tài)顆粒，造成大量可以成為非自發(fā)晶核的固態(tài)質(zhì)點(diǎn)，使結(jié)晶時的晶核數(shù)目大大增加，從而提高了形核率，細(xì)化晶粒，這種處理方法即為變質(zhì)處理。加工硬化：隨著塑性變形的增加，金屬的強(qiáng)度、硬度迅速增加；塑性、韌性迅速下降的現(xiàn)象。再結(jié)晶：冷作金屬材料被加熱到較高的溫度時，原子具有較大的活動能力，使晶粒的外形

2、開始變化，從破碎拉長的晶粒變成新的等軸晶粒，和變形前的晶粒形狀相似，晶格類型相同，把這一階段稱為“再結(jié)晶。冷加工：在再結(jié)晶溫度以下進(jìn)行的壓力加工。相：在金屬或合金中，凡成分相同、結(jié)構(gòu)相同并與其它局部有界面分開的均勻組成局部，均稱之為相。相圖：用來表示合金系中各個合金的結(jié)晶過程的簡明圖解稱為相圖。固溶體：合金的組元之間以不同的比例混合，混合后形成的固相的晶格結(jié)構(gòu)與組成合金的某一組元的相同，這種相稱為固溶體。枝晶偏析：實(shí)際生產(chǎn)中，合金冷卻速度快，原子擴(kuò)散不充分，使得先結(jié)晶出來的固溶體合金含高熔點(diǎn)組元較多，后結(jié)晶含低熔點(diǎn)組元較多，這種在晶粒內(nèi)化學(xué)成分不均勻的現(xiàn)象稱為枝晶偏析。比重偏析：比重偏析是由組

3、成相與溶液之間的密度差異所引起的。如果先共晶相與溶液之間的密度差異較大，那么在緩慢冷卻條件下凝固時，先共晶相便會在液體中上浮或下沉，從而導(dǎo)致結(jié)晶后鑄件上下局部的化學(xué)成分不一致，產(chǎn)生比重偏析。固溶強(qiáng)化：通過溶入某種溶質(zhì)元素形成固溶體而使金屬的強(qiáng)度、硬度升高的現(xiàn)象稱為固溶強(qiáng)化。彌散強(qiáng)化：合金中以固溶體為主再加上適量的金屬間化合物彌散分布，會提高合金的強(qiáng)度、硬度及耐磨性，這種強(qiáng)化方式為彌散強(qiáng)化。珠光體：鐵素體和滲碳體的機(jī)械混合物。索氏體：在650600溫度范圍內(nèi)形成層片較細(xì)的珠光體。屈氏體：在600550溫度范圍內(nèi)形成片層極細(xì)的珠光體。貝氏體：過飽和的鐵素體和滲碳體組成的混合物。馬氏體：碳在-Fe中

4、的過飽和固溶體。奧氏體: 碳在-Fe中形成的間隙固溶體.剩余奧氏體：M轉(zhuǎn)變結(jié)束后剩余的奧氏體。退火：將工件加熱到臨界點(diǎn)以上或在臨界點(diǎn)以下某一溫度保溫一定時間后，以十分緩慢的冷卻速度爐冷、坑冷、灰冷進(jìn)行冷卻的一種熱處理操作。正火：將工件加熱到Ac3或Accm以上3080，保溫后從爐中取出在空氣中冷卻。淬火：將鋼件加熱到Ac3或Ac1以上3050，保溫一定時間，然后快速冷卻一般為油冷或水冷，從而得馬氏體的一種操作?；鼗穑簩⒋慊痄撝匦录訜岬紸1點(diǎn)以下某一溫度，保溫一定時間后，冷卻到室溫的一種操作。冷處理：把冷到室溫的淬火鋼繼續(xù)放到深冷劑中冷卻，以減少剩余奧氏體的操作。時效處理：為使二次淬火層的組織穩(wěn)

5、定，在110150經(jīng)過636小時的人工時效處理，以使組織穩(wěn)定。淬火臨界冷卻速度Vk：淬火時獲得全部馬氏體組織的最小冷卻速度。淬透性：鋼在淬火后獲得淬硬層深度大小的能力。淬硬性：鋼在淬火后獲得馬氏體的最高硬度。重結(jié)晶：由于溫度變化，引起晶體重新形核、長大，發(fā)生晶體結(jié)構(gòu)的改變，稱為重結(jié)晶。調(diào)質(zhì)處理：淬火后的高溫回火。2.常見的金屬晶體結(jié)構(gòu)有哪幾種？-Fe 、- Fe、Mg各屬何種晶體結(jié)構(gòu)？答：常見金屬晶體結(jié)構(gòu)：體心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格；Fe屬于體心立方晶格；Fe屬于面心立方晶格；Mg屬于密排六方晶格；3.實(shí)際晶體中的點(diǎn)缺陷，線缺陷和面缺陷對金屬性能有何影響？答：如果金屬中無晶體缺陷

6、時，通過理論計(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，無論點(diǎn)缺陷，線缺陷和面缺陷都會造成晶格崎變，從而使晶體強(qiáng)度增加。同時晶體缺陷還會增加金屬的電阻，降低抗腐蝕性能。5.金屬結(jié)晶的根本規(guī)律是什么？晶核的形成率和成長率受到哪些因素的影響？答：金屬結(jié)晶的根本規(guī)律是形核和核長大。受到過冷度的影響，隨著過冷度的增大，晶核的形成率和成長率都增大，但形成率的增長比成長率的增長快；同時外來難熔雜質(zhì)以及振動和攪拌的方法也會增大形核率。6.在鑄造生產(chǎn)中，采用哪些措施控制晶粒大??？在生產(chǎn)中如何應(yīng)用變質(zhì)處理？答：采用的方法：變質(zhì)處理

7、，鋼模鑄造以及在砂模中加冷鐵以加快冷卻速度的方法來控制晶粒大小。變質(zhì)處理：在液態(tài)金屬結(jié)晶前，特意參加某些難熔固態(tài)顆粒，造成大量可以成為非自發(fā)晶核的固態(tài)質(zhì)點(diǎn)，使結(jié)晶時的晶核數(shù)目大大增加，從而提高了形核率，細(xì)化晶粒。機(jī)械振動、攪拌。7產(chǎn)生加工硬化的原因是什么？ 答：隨著變形的增加，晶粒逐漸被拉長，直至破碎，這樣使各晶粒都破碎成細(xì)碎的亞晶粒，變形愈大，晶粒破碎的程度愈大，使位錯密度顯著增加；同時細(xì)碎的亞晶粒也隨著晶粒的拉長而被拉長。因此，隨著變形量增加，由于晶粒破碎和位錯密度增加，金屬的塑性變形抗力將迅速增大，強(qiáng)度和硬度顯著提高，而塑性和韌性下降，產(chǎn)生所謂“加工硬化現(xiàn)象。8與冷加工比擬，熱加工給金屬

8、件帶來的益處有哪些？答：1通過熱加工，可使鑄態(tài)金屬中的氣孔焊合，使其致密度得以提高。2通過熱加工，可使鑄態(tài)金屬中的枝晶和柱狀晶破碎，使晶粒細(xì)化，機(jī)械性能提高。3通過熱加工，可使鑄態(tài)金屬中的枝晶偏析和非金屬夾雜分布發(fā)生改變，使它們沿著變形的方向細(xì)碎拉長，形成熱壓力加工“纖維組織流線，使縱向的強(qiáng)度、塑性和韌性顯著大于橫向。如果合理利用熱加工流線，盡量使流線與零件工作時承受的最大拉應(yīng)力方向一致，而與外加切應(yīng)力或沖擊力相垂直，可提高零件使用壽命。9為什么細(xì)晶粒鋼強(qiáng)度高，塑性，韌性也好？答：晶界是阻礙位錯運(yùn)動的，而各晶粒位向不同，互相約束，也阻礙晶粒的變形。因此，金屬的晶粒愈細(xì)，其晶界總面積愈大，每個晶

9、粒周圍不同取向的晶粒數(shù)便愈多，對塑性變形的抗力也愈大。因此，金屬的晶粒愈細(xì)強(qiáng)度愈高。同時晶粒愈細(xì)，金屬單位體積中的晶粒數(shù)便越多，變形時同樣的變形量便可分散在更多的晶粒中發(fā)生，產(chǎn)生較均勻的變形，而不致造成局部的應(yīng)力集中，引起裂紋的過早產(chǎn)生和開展。因此，塑性，韌性也越好。10金屬經(jīng)冷塑性變形后，組織和性能發(fā)生什么變化？答：晶粒沿變形方向拉長，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；晶粒破碎，位錯密度增加，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；織構(gòu)現(xiàn)象的產(chǎn)生，即隨著變形的發(fā)生，不僅金屬中的晶粒會被破碎拉長，而且各晶粒的晶格位向也會沿著變形的方向同時發(fā)生轉(zhuǎn)動

10、，轉(zhuǎn)動結(jié)果金屬中每個晶粒的晶格位向趨于大體一致，產(chǎn)生織構(gòu)現(xiàn)象；冷壓力加工過程中由于材料各局部的變形不均勻或晶粒內(nèi)各局部和各晶粒間的變形不均勻，金屬內(nèi)部會形成剩余的內(nèi)應(yīng)力，這在一般情況下都是不利的，會引起零件尺寸不穩(wěn)定。 11分析加工硬化對金屬材料的強(qiáng)化作用？答：隨著塑性變形的進(jìn)行，位錯密度不斷增加，因此位錯在運(yùn)動時的相互交割、位錯纏結(jié)加劇，使位錯運(yùn)動的阻力增大，引起變形抗力的增加。這樣，金屬的塑性變形就變得困難，要繼續(xù)變形就必須增大外力，因此提高了金屬的強(qiáng)度。將金屬丸噴射到零件外表上使齒面得以強(qiáng)化。試分析強(qiáng)化原因。答：高速金屬丸噴射到零件外表上，使工件外表層產(chǎn)生塑性變形，形成一定厚度的加工硬化

11、層，使齒面的強(qiáng)度、硬度升高。14試述固溶強(qiáng)化、加工強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化的強(qiáng)化原理,并說明三者的區(qū)別.答：固溶強(qiáng)化：溶質(zhì)原子溶入后，要引起溶劑金屬的晶格產(chǎn)生畸變，進(jìn)而位錯運(yùn)動時受到阻力增大。彌散強(qiáng)化：金屬化合物本身有很高的硬度，因此合金中以固溶體為基體再有適量的金屬間化合物均勻細(xì)小彌散分布時，會提高合金的強(qiáng)度、硬度及耐磨性。這種用金屬間化合物來強(qiáng)化合金的方式為彌散強(qiáng)化。加工強(qiáng)化：通過產(chǎn)生塑性變形來增大位錯密度，從而增大位錯運(yùn)動阻力，引起塑性變形抗力的增加，提高合金的強(qiáng)度和硬度。區(qū)別：固溶強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化都是利用合金的組成相來強(qiáng)化合金，固溶強(qiáng)化是通過產(chǎn)生晶格畸變，使位錯運(yùn)動阻力增大來強(qiáng)化合金；彌散強(qiáng)化是利

12、用金屬化合物本身的高強(qiáng)度和硬度來強(qiáng)化合金；而加工強(qiáng)化是通過力的作用產(chǎn)生塑性變形，增大位錯密度以增大位錯運(yùn)動阻力來強(qiáng)化合金；三者相比，通過固溶強(qiáng)化得到的強(qiáng)度、硬度最低，但塑性、韌性最好，加工強(qiáng)化得到的強(qiáng)度、硬度最高，但塑韌性最差，彌散強(qiáng)化介于兩者之間。16.鐵素體F,奧氏體A，滲碳體Fe3C，珠光體P,萊氏體Ld的結(jié)構(gòu)、組織形態(tài)、性能等各有何特點(diǎn)？答：鐵素體F：鐵素體是碳在-Fe中形成的間隙固溶體，體心立方晶格。性能與純鐵相近，塑性、韌性好，強(qiáng)度、硬度低。它在鋼中一般呈塊狀或片狀。奧氏體A：奧氏體是碳在-Fe中形成的間隙固溶體，面心立方晶格。因其晶格間隙尺寸較大，故碳在-Fe中的溶解度較大，有很

13、好的塑性。滲碳體Fe3C：鐵和碳相互作用形成的具有復(fù)雜晶格的間隙化合物。滲碳體具有很高的硬度，但塑性很差，延伸率接近于零。在鋼中以片狀存在或網(wǎng)絡(luò)狀存在于晶界。在萊氏體中為連續(xù)的基體，有時呈魚骨狀。珠光體P：由鐵素體和滲碳體組成的機(jī)械混合物。鐵素體和滲碳體呈層片狀。珠光體有較高的強(qiáng)度和硬度，但塑性較差。萊氏體Ld：由奧氏體和滲碳體組成的機(jī)械混合物。萊氏體中，滲碳體是連續(xù)分布的相，奧氏體呈顆粒狀分布在滲碳體基體上。由于滲碳體很脆，所以萊氏體是塑性很差的組織。17.Fe-Fe3C合金相圖有何作用？在生產(chǎn)實(shí)踐中有何指導(dǎo)意義？有何局限性？答：碳鋼和鑄鐵都是鐵碳合金，是使用最廣泛的金屬材料。了解與掌握鐵碳

14、合金相圖，對于鋼鐵材料的研究和使用，各種熱加工工藝的制訂以及工藝廢品原因的分析等方面都有重要指導(dǎo)意義。為選材提供成分依據(jù)：Fe-Fe3C相圖描述了鐵碳合金的組織隨含碳量的變化規(guī)律，合金的性能決定于合金的組織，這樣根據(jù)零件的性能要求來選擇不同成分的鐵碳合金，為制定熱加工工藝提供依據(jù)。對鑄造，根據(jù)相圖可以找出不同成分的鋼或鑄鐵的熔點(diǎn)，確定鑄造溫度；根據(jù)相圖上液相線和固相線間距離估計(jì)鑄造性能的好壞。對于鍛造，根據(jù)相圖可確定鍛造溫度。對焊接，根據(jù)相圖分析碳鋼焊縫組織，并用適當(dāng)熱處理方法來減輕或消除組織不均勻性。對熱處理，如退火、正火、淬火的加熱溫度都要參考鐵碳相圖加以選擇。由于鐵碳相圖是以無限緩慢加熱

15、和冷卻的速度得到的，而在實(shí)際加熱和冷卻通常都有不同程度的滯后現(xiàn)象。18.指出Fe-Fe3C圖中 S 、C 、E 、P、N 、G 及 GS 、SE 、PQ 、PSK 各點(diǎn)、線的意義，并標(biāo)出各相區(qū)的相組成物和組織組成物。答: C：共晶點(diǎn)1148 4.30%C，在這一點(diǎn)上發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變，反響式：，當(dāng)冷到1148時具有C點(diǎn)成分的液體中同時結(jié)晶出具有E點(diǎn)成分的奧氏體和滲碳體的兩相混合物萊氏體E：碳在中的最大溶解度點(diǎn)1148 2.11%CG：同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變點(diǎn)A3912 0%CH：碳在中的最大溶解度為1495 0.09%CJ：包晶轉(zhuǎn)變點(diǎn)1495 0.17%C 在這一點(diǎn)上發(fā)生包晶轉(zhuǎn)變，反響式：當(dāng)冷卻到1495時具

16、有B點(diǎn)成分的液相與具有H點(diǎn)成分的固相反響生成具有J點(diǎn)成分的固相A。N：同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變點(diǎn)A41394 0%CP：碳在中的最大溶解度點(diǎn) 0.0218%C 727S：共析點(diǎn)727 0.77%C 在這一點(diǎn)上發(fā)生共析轉(zhuǎn)變，反響式：，當(dāng)冷卻到727時從具有S點(diǎn)成分的奧氏體中同時析出具有P點(diǎn)成分的鐵素體和滲碳體的兩相混合物珠光體PES線：碳在奧氏體中的溶解度曲線，又稱Acm溫度線，隨溫度的降低，碳在奧化體中的溶解度減少，多余的碳以形式析出，所以具有0.77%2.11%C的鋼冷卻到Acm線與PSK線之間時的組織，從A中析出的稱為二次滲碳體。GS線：不同含碳量的奧氏體冷卻時析出鐵素體的開始線稱A3線，GP線那么是

17、鐵素體析出的終了線，所以GSP區(qū)的顯微組織是。PQ線：碳在鐵素體中的溶解度曲線，隨溫度的降低，碳在鐵素體中的溶解度減少，多余的碳以形式析出，從中析出的稱為三次滲碳體，由于鐵素體含碳很少，析出的很少，一般忽略，認(rèn)為從727冷卻到室溫的顯微組織不變。PSK線：共析轉(zhuǎn)變線，在這條線上發(fā)生共析轉(zhuǎn)變，產(chǎn)物P珠光體，含碳量在0.026.69%的鐵碳合金冷卻到727時都有共析轉(zhuǎn)變發(fā)生。19.何謂碳素鋼？何謂白口鐵？兩者的成分組織和性能有何差異？答：碳素鋼：含有0.02%2.11%C的鐵碳合金。白口鐵：含大于2.11%C的鐵碳合金。碳素鋼中亞共析鋼的組織由鐵素體和珠光體所組成，其中珠光體中的滲碳體以細(xì)片狀分布

18、在鐵素體基體上，隨著含碳量的增加，珠光體的含量增加，那么鋼的強(qiáng)度、硬度增加，塑性、韌性降低。當(dāng)含碳量到達(dá)0.8%時就是珠光體的性能。過共析鋼組織由珠光體和二次滲碳體所組成，含碳量接近1.0%時，強(qiáng)度到達(dá)最大值，含碳量繼續(xù)增加，強(qiáng)度下降。由于二次滲碳體在晶界形成連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致鋼的脆性增加。白口鐵中由于其組織中存在大量的滲碳體，具有很高的硬度和脆性，難以切削加工。20指出鋼材熱脆與冷脆的主要區(qū)別：答：熱脆：S在鋼中以FeS形成存在，F(xiàn)eS會與Fe形成低熔點(diǎn)共晶，當(dāng)鋼材在10001200壓力加工時，會沿著這些低熔點(diǎn)共晶體的邊界開裂，鋼材將變得極脆，這種脆性現(xiàn)象稱為熱脆。冷脆：P使室溫下的鋼的塑性、

19、韌性急劇降低，并使鋼的脆性轉(zhuǎn)化溫度有所升高，使鋼變脆，這種現(xiàn)象稱為“冷脆。21根據(jù) Fe-Fe3C 相圖，計(jì)算：1室溫下，含碳 0.6% 的鋼中珠光體和鐵素體各占多少；2室溫下，含碳 1.2% 的鋼中珠光體和二次滲碳體各占多少；3鐵碳合金中，二次滲碳體和三次滲碳體的最大百分含量。22某工廠倉庫積壓了許多碳鋼退火狀態(tài)，由于鋼材混雜，不知道鋼的化學(xué)成分，現(xiàn)找出其中一根，經(jīng)金相分析后，發(fā)現(xiàn)其組織為珠光體+鐵素體，其中鐵素體占 80% ，問此鋼材的含碳量大約是多少？答：由于組織為珠光體+鐵素體，說明此鋼為亞共析鋼。 WF=80%=(0.77-WC)/(0.77-0.02)*100% WC=0.17%答

20、：因?yàn)樵阡撝挟?dāng)含碳量超過1.0%時，所析出的二次滲碳體在晶界形成連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)狀，使鋼的脆性增加，導(dǎo)致強(qiáng)度下降。因此含碳 0.8% 的鋼其強(qiáng)度比含碳 1.2% 的鋼高。26.試述碳鋼的分類及牌號的表示方法。答：分類：1按含碳量分類低碳鋼：含碳量小于或等于0.25%的鋼，wC0.25%中碳鋼：含碳量為0.300.55%的鋼 wC:0.250.6%C高碳鋼：含碳量大于0.6%的鋼 wC0.6%2按質(zhì)量分類：即含有雜質(zhì)元素S、P的多少分類：普通碳素鋼：S0.050% P0.045%優(yōu)質(zhì)碳素鋼：S、P0.035%高級優(yōu)質(zhì)碳素鋼：S0.02%；P 0.03%3按用途分類碳素結(jié)構(gòu)鋼：用于制造各種工程構(gòu)件，如橋

21、梁、船舶、建筑構(gòu)件等，及機(jī)器零件，如齒輪、軸、連桿、螺釘、螺母等。碳素工具鋼：用于制造各種刀具、量具、模具等，一般為高碳鋼，在質(zhì)量上都是優(yōu)質(zhì)鋼或高級優(yōu)質(zhì)鋼。牌號的表示方法：1普通碳素結(jié)構(gòu)鋼：用Q+數(shù)字表示，數(shù)字表示屈服點(diǎn)數(shù)值。假設(shè)牌號后面標(biāo)注字母A、B、C、D，那么表示鋼材質(zhì)量等級不同， A、B、C、D質(zhì)量依次提高，“F表示沸騰鋼，“b為半鎮(zhèn)靜鋼，不標(biāo)“F和“b的為鎮(zhèn)靜鋼。2優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼：牌號是采用兩位數(shù)字表示的，表示鋼中平均含碳量的萬分?jǐn)?shù)。假設(shè)鋼中含錳量較高，須將錳元素標(biāo)出，3碳素工具鋼：這類鋼的牌號是用 “T字后附數(shù)字表示。數(shù)字表示鋼中平均含碳量的千分之幾。假設(shè)為高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼，那么

22、在鋼號最后附以“A字。 27以下零件或工具用何種碳鋼制造：手鋸鋸條、普通螺釘、車床主軸。答：手鋸鋸條：要求有較高的硬度和耐磨性，用碳素工具鋼制造，如T9、T9A、T10、T10A、T11、T11A。普通螺釘：要保證有一定機(jī)械性能，用普通碳素結(jié)構(gòu)鋼制造，如Q195、Q235。車床主軸：要求有較高綜合機(jī)械性能，用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，如30、40、45、50。28.指出以下各種鋼的類別、符號、數(shù)字的含義、主要特點(diǎn)及用途： Q235-AF、45、08、20、T8、T12A。答：Q235-AF：普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，屈服強(qiáng)度為235MPa的A級沸騰鋼。Q235含碳量低，有一定強(qiáng)度，常軋制成薄板、鋼筋、焊接鋼管等，

23、用于橋梁、建筑等鋼結(jié)構(gòu)，也可制造普通的鉚釘、螺釘、螺母、墊圈、地腳螺栓、軸套、銷軸等等。45鋼：含碳量為0.45%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。經(jīng)熱處理淬火+高溫回火后具有良好綜合機(jī)械性能，即有較高的強(qiáng)度和較高的塑性、韌性，用于制作軸類零件。08：含碳量為0.08%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。塑性、韌性好，有優(yōu)良的冷成型性能和焊接性能，常冷軋成薄板，用于制作儀表外殼、汽車和拖拉機(jī)上的冷沖壓件。20：含碳量為0.2%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。用于制作尺寸較小、負(fù)荷較輕、外表要求耐磨、心部強(qiáng)度要求不高的滲碳零件，如活塞鋼、樣板等。T8：含碳量為0.8%的碳素工具鋼。用于制造要求較高韌性、承受沖擊負(fù)荷的工具，如小型沖頭、鑿子、錘

24、子等。T12A：含碳量為1.2%的高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼。具有高硬度、高耐磨性，但韌性低，用于制造不受沖擊的工具如量規(guī)、塞規(guī)、樣板、銼刀、刮刀、精車刀。29.何謂本質(zhì)細(xì)晶粒鋼？本質(zhì)細(xì)晶粒鋼的奧氏體晶粒是否一定比本質(zhì)粗晶粒鋼的細(xì)？答：1本質(zhì)細(xì)晶粒鋼：加熱到臨界點(diǎn)以上直到930，隨溫度升高，晶粒長大速度很緩慢，稱本質(zhì)細(xì)晶粒鋼。2不一定。本質(zhì)晶粒度只代表鋼在加熱時奧氏體晶粒長大傾向的大小。本質(zhì)粗晶粒鋼在較低加熱溫度下可獲得細(xì)晶粒，而本質(zhì)細(xì)晶粒鋼假設(shè)在較高溫度下加熱也會得到粗晶粒。 30.珠光體類型組織有哪幾種？它們在形成條件、組織形態(tài)和性能方面有何特點(diǎn)？答：1三種。分別是珠光體、索氏體和屈氏體。2珠光體

25、是過冷奧氏體在550以上等溫停留時發(fā)生轉(zhuǎn)變，它是由鐵素體和滲碳體組成的片層相間的組織。索氏體是在650600溫度范圍內(nèi)形成層片較細(xì)的珠光體。屈氏體是在600550溫度范圍內(nèi)形成片層極細(xì)的珠光體。珠光體片間距愈小，相界面積愈大，強(qiáng)化作用愈大，因而強(qiáng)度和硬度升高，同時，由于此時滲碳體片較薄，易隨鐵素體一起變形而不脆斷，因此細(xì)片珠光體又具有較好的韌性和塑性。31.馬氏體組織有哪幾種根本類型？馬氏體的硬度與含碳量關(guān)系如何？答：1兩種，板條馬氏體和片狀馬氏體。2隨著含碳量的增加，鋼的硬度增加。32.何謂等溫冷卻、連續(xù)冷卻？ 答：等溫冷卻：把奧氏體迅速冷卻到Ar1以下某一溫度保溫，待其分解轉(zhuǎn)變完成后，再冷

26、至室溫的一種冷卻轉(zhuǎn)變方式。連續(xù)冷卻：在一定冷卻速度下，過冷奧氏體在一個溫度范圍內(nèi)所發(fā)生的轉(zhuǎn)變。33為什么要對鋼件進(jìn)行熱處理？答：通過熱處理可以改變鋼的組織結(jié)構(gòu)，從而改善鋼的性能。熱處理可以顯著提高鋼的機(jī)械性能，延長機(jī)器零件的使用壽命。恰當(dāng)?shù)臒崽幚砉に嚳梢韵T、鍛、焊等熱加工工藝造成的各種缺陷，細(xì)化晶粒、消除偏析、降低內(nèi)應(yīng)力，使鋼的組織和性能更加均勻。34.淬火臨界冷卻速度 Vk 的大小受哪些因素影響？它與鋼的淬透性有何關(guān)系？答：1化學(xué)成分的影響：亞共析鋼中隨著含碳量的增加，C曲線右移，過冷奧氏體穩(wěn)定性增加，那么Vk減小，過共析鋼中隨著含碳量的增加，C曲線左移，過冷奧氏體穩(wěn)定性減小，那么Vk增

27、大；合金元素中，除Co和Al(>2.5%)以外的所有合金元素，都增大過冷奧氏體穩(wěn)定性，使C曲線右移，那么Vk減小。(2)一定尺寸工件在某介質(zhì)中淬火，其淬透層的深度與工件截面各點(diǎn)的冷卻速度有關(guān)。如果工件截面中心的冷速高于Vk，工件就會淬透。然而工件淬火時外表冷速最大，心部冷速最小，由外表至心部冷速逐漸降低。只有冷速大于Vk的工件外層局部才能得到馬氏體。因此，Vk越小，鋼淬透層越深，淬透性越好。35.將¢5mm的T8鋼加熱至760并保溫足夠時間，問采用什么樣的冷卻工藝可得到如下組織：珠光體，索氏體，屈氏體，上貝氏體，下貝氏體，屈氏體+馬氏體，馬氏體+少量剩余奧氏體；在C曲線上描出工

28、藝曲線示意圖。答：(1)珠光體：冷卻至線550范圍內(nèi)等溫停留一段時間，再冷卻下來得到珠光體組織。索氏體：冷卻至650600溫度范圍內(nèi)等溫停留一段時間，再冷卻下來得到索光體組織。屈氏體：冷卻至600550溫度范圍內(nèi)等溫停留一段時間，再冷卻下來得到屈氏體組織。上貝氏體：冷卻至600350溫度范圍內(nèi)等溫停留一段時間，再冷卻下來得到上貝氏體組織。下貝氏體：冷卻至350Ms溫度范圍內(nèi)等溫停留一段時間，再冷卻下來得到下貝氏體組織。屈氏體+馬氏體：以大于獲得馬氏體組織的最小冷卻速度并小于獲得珠光體組織的最大冷卻速度連續(xù)冷卻，獲得屈氏體+馬氏體。馬氏體+少量剩余奧氏體：以大于獲得馬氏體組織的最小冷卻速度冷卻獲

29、得馬氏體+少量剩余奧氏體。(2)36退火的主要目的是什么？生產(chǎn)上常用的退火操作有哪幾種？指出退火操作的應(yīng)用范圍。 答：1均勻鋼的化學(xué)成分及組織，細(xì)化晶粒，調(diào)整硬度，并消除內(nèi)應(yīng)力和加工硬化，改善鋼的切削加工性能并為隨后的淬火作好組織準(zhǔn)備。2生產(chǎn)上常用的退火操作有完全退火、等溫退火、球化退火、擴(kuò)散退火、去應(yīng)力退火和再結(jié)晶退火等。3完全退火和等溫退火用于亞共析鋼成分的碳鋼和合金鋼的鑄件、鍛件及熱軋型材。有時也用于焊接結(jié)構(gòu)。球化退火主要用于共析或過共析成分的碳鋼及合金鋼。去應(yīng)力退火主要用于消除鑄件、鍛件、焊接件、冷沖壓件或冷拔件及機(jī)加工的剩余內(nèi)應(yīng)力。37.何謂球化退火？為什么過共析鋼必須采用球化退火而

30、不采用完全退火？答：1將鋼件加熱到Ac1以上3050，保溫一定時間后隨爐緩慢冷卻至600后出爐空冷。2過共析鋼組織假設(shè)為層狀滲碳體和網(wǎng)狀二次滲碳體時，不僅硬度高，難以切削加工，且增大鋼的脆性，易產(chǎn)生淬火變形及開裂。通過球化退火，使層狀滲碳體和網(wǎng)狀滲碳體變?yōu)榍驙顫B碳體，以降低硬度，均勻組織、改善切削加工性。38.確定以下鋼件的退火方法，并指出退火目的及退火后的組織：1經(jīng)冷軋后的15鋼鋼板，要求降低硬度；答：再結(jié)晶退火。目的：使變形晶粒重新轉(zhuǎn)變?yōu)榈容S晶粒，以消除加工硬化現(xiàn)象，降低了硬度，消除內(nèi)應(yīng)力。細(xì)化晶粒，均勻組織，消除內(nèi)應(yīng)力，降低硬度以消除加工硬化現(xiàn)象。組織：等軸晶的大量鐵素體和少量珠光體。2

31、ZG35的鑄造齒輪答：完全退火。經(jīng)鑄造后的齒輪存在晶粒粗大并不均勻現(xiàn)象，且存在剩余內(nèi)應(yīng)力。因此退火目的：細(xì)化晶粒，均勻組織，消除內(nèi)應(yīng)力，降低硬度，改善切削加工性。組織：晶粒均勻細(xì)小的鐵素體和珠光體。3鍛造過熱后的60鋼鍛坯；答：完全退火。由于鍛造過熱后組織晶粒劇烈粗化并分布不均勻，且存在剩余內(nèi)應(yīng)力。因此退火目的：細(xì)化晶粒，均勻組織，消除內(nèi)應(yīng)力，降低硬度，改善切削加工性。組織：晶粒均勻細(xì)小的少量鐵素體和大量珠光體。4具有片狀滲碳體的T12鋼坯；答：球化退火。由于T12鋼坯里的滲碳體呈片狀，因此不僅硬度高，難以切削加工，而且增大鋼的脆性，容易產(chǎn)生淬火變形及開裂。通過球化退火，使層狀滲碳體和網(wǎng)狀滲碳

32、體變?yōu)榍驙顫B碳體，降低硬度，均勻組織、改善切削加工性。組織：粒狀珠光體和球狀滲碳體。39.正火與退火的主要區(qū)別是什么？ 答：與退火的區(qū)別是加熱溫度不同，對于過共析鋼退火加熱溫度在Ac1以上3050而正火加熱溫度在Accm以上3050。冷速快，組織細(xì)，強(qiáng)度和硬度有所提高。當(dāng)鋼件尺寸較小時，正火后組織：S，而退火后組織：P。40.指出以下零件的鍛造毛坯進(jìn)行正火的主要目的及正火后的顯微組織：120鋼齒輪 245鋼小軸 3T12鋼銼刀答：1目的：細(xì)化晶粒，均勻組織，消除內(nèi)應(yīng)力，提高硬度，改善切削加工性。組織：晶粒均勻細(xì)小的大量鐵素體和少量索氏體。2目的：細(xì)化晶粒，均勻組織，消除內(nèi)應(yīng)力。組織：晶粒均勻細(xì)

33、小的鐵素體和索氏體。3目的：細(xì)化晶粒，均勻組織，消除網(wǎng)狀Fe3C，為球化退火做組織準(zhǔn)備，消除內(nèi)應(yīng)力。組織：索氏體和球狀滲碳體。41. 淬火的目的是什么？常用的淬火方法有哪幾種？說明它們的主要特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍。答：淬火的目的是使奧氏體化后的工件獲得盡量多的馬氏體并配以不同溫度回火獲得各種需要的性能。常用的淬火方法有單液淬火法、雙液淬火法、等溫淬火法和分級淬火法。單液淬火法：操作簡單，容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，自動化。但其缺點(diǎn)是不符合理想淬火冷卻速度的要求，水淬容易產(chǎn)生變形和裂紋，油淬容易產(chǎn)生硬度缺乏或硬度不均勻等現(xiàn)象。適合于小尺寸且形狀簡單的工件。雙液淬火法：采用先水冷再油冷的操作。充分利用了水在高溫區(qū)冷

34、速快和油在低溫區(qū)冷速慢的優(yōu)點(diǎn)，既可以保證工件得到馬氏體組織，又可以降低工件在馬氏體區(qū)的冷速，減少組織應(yīng)力，從而防止工件變形或開裂。適合于尺寸較大、形狀復(fù)雜的工件。等溫淬火法：它是將加熱的工件放入溫度稍高于Ms的硝鹽浴或堿浴中，保溫足夠長的時間使其完成B轉(zhuǎn)變。等溫淬火后獲得B下組織。適用于尺寸較小，形狀復(fù)雜，要求變形小，具有高硬度和強(qiáng)韌性的工具，模具等。分級淬火法：它是將加熱的工件先放入溫度稍高于Ms的硝鹽浴或堿浴中，保溫25min，使零件內(nèi)外的溫度均勻后，立即取出在空氣中冷卻。這種方法可以減少工件內(nèi)外的溫差和減慢馬氏體轉(zhuǎn)變時的冷卻速度，從而有效地減少內(nèi)應(yīng)力，防止產(chǎn)生變形和開裂。但由于硝鹽浴或堿

35、浴的冷卻能力低，只能適用于零件尺寸較小，要求變形小，尺寸精度高的工件，如模具、刀具等。42.指出以下工件的淬火及回火溫度，并說明其回火后獲得的組織和大致的硬度：145鋼小軸要求綜合機(jī)械性能；260鋼彈簧；3T12鋼銼刀。答：1淬火溫度為850左右，回火溫度為500650左右，其回火后獲得的組織為回火索氏體，大致的硬度2535HRC。2淬火溫度為850左右，回火溫度為350500左右，其回火后獲得的組織為回火屈氏體 ，大致的硬度4048HRC。3淬火溫度為780左右，回火溫度為150250，其回火后獲得的組織為回火馬氏體 ，大致的硬度60HRC。43.為什么工件經(jīng)淬火后往往會產(chǎn)生變形，有的甚至開

36、裂？減小變形及防止開裂有哪些途徑？答：淬火中變形與開裂的主要原因是由于淬火時形成內(nèi)應(yīng)為。淬火內(nèi)應(yīng)力形成的原因不同可分熱應(yīng)力與組織應(yīng)力兩種。為減小變形或開裂，出了正確選擇鋼材和合理設(shè)計(jì)工件的結(jié)構(gòu)外，在工藝上可采取以下措施：1.采用合理的鍛造與預(yù)先熱處理；2.采用合理的淬火工藝：正確確定加熱溫度與加熱時間,防止奧氏體晶粒粗化。對形狀復(fù)雜或?qū)嵝圆畹母吆辖痄?應(yīng)緩慢加熱或?qū)掖晤A(yù)熱,以減少加熱中產(chǎn)生的熱應(yīng)力。工件在加熱爐中安放時,要盡量保證受熱均勻,防止加熱時變形;選擇適宜的淬火冷卻介質(zhì)和洋火方法(如馬氏體分級淬火、貝氏體等溫淬火),以減少冷卻中熱應(yīng)力和相變應(yīng)力等。3.淬火后及時回火：淬火內(nèi)應(yīng)力如不及

37、時通過回火來消除,對某些形狀復(fù)雜的或碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高的工件,在等待回火期間就會發(fā)生變形與開裂。4.對于淬火易開裂的局部，如鍵槽，孔眼等用石棉堵塞。44.回火的目的是什么？常用的回火操作有哪幾種？指出各種回火操作得到的組織、性能及其應(yīng)用范圍。答：回火的目的是降低淬火鋼的脆性，減少或消除內(nèi)應(yīng)力，使組織趨于穩(wěn)定并獲得所需要的性能。常用的回火操作有低溫回火、中溫回火、高溫回火。低溫回火得到的組織是回火馬氏體。內(nèi)應(yīng)力和脆性降低，保持了高硬度和高耐磨性。這種回火主要應(yīng)用于高碳鋼或高碳合金鋼制造的工、模具、滾動軸承及滲碳和外表淬火的零件，回火后的硬度一般為HRC 58-64。中溫回火后的組織為回火屈氏體，硬

38、度HRC35-45，具有一定的韌性和高的彈性極限及屈服極限。這種回火主要應(yīng)用于含碳0.5-0.7%的碳鋼和合金鋼制造的各類彈簧。高溫回火后的組織為回火索氏體，其硬度HRC 25-35，具有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度和足夠的塑性和韌性。這種回火主要應(yīng)用于含碳0.3-0.5% 的碳鋼和合金鋼制造的各類連接和傳動的結(jié)構(gòu)零件，如軸、連桿、螺栓等。45.外表淬火的目的是什么？常用的外表淬火方法有哪幾種？并說明外表淬火前應(yīng)采用何種預(yù)先熱處理。答：外表淬火的目的是使工件表層得到強(qiáng)化，使它具有較高的強(qiáng)度，硬度，耐磨性及疲勞極限，而心部為了能承受沖擊載荷的作用，仍應(yīng)保持足夠的塑性與韌性。常用的外表淬火方法有：1.感應(yīng)加熱外表淬火；2.火焰加熱外表淬火。外表淬火前應(yīng)采用退火或正火預(yù)先熱