中南大学机械工程材料 复 习 题

时间:2024.4.20

复  习  题

一、判断:(对的打,错的打×

1、奥氏体与渗碳体均为面心立方晶格。                             (  F  )

2、F与P是亚共析钢中室温时的主要组成相。                    (  F  )

3、金属的加工硬化是指金属在塑性变形后强度、硬度提高,塑性、韧性

下降的现象。                                                       (  T  )

4、钢淬火时的冷却速度越快,马氏体的硬度越高。                   (  F  )

5、合金中,一个晶粒内的成分不均匀现象称枝晶偏析。            (  T  )

6、一种合金的室温组织为α+βⅡ+(α+β),它由三相组成。          ( F  )

7、当把亚共析钢加热到Ac1和Ac3之间的温度时,将获得由铁素体和奥氏体构成

的两相组织,在平衡条件下,其中奥氏体的碳含量总是大于钢的碳含量。  (  T )
8、在铁碳合金平衡结晶过程中只有成分为4.3%C的铁碳合金才能发生共晶反应。( F  )

9、20钢比T12钢的碳含量要高。                                        (   F  )

10、再结晶能够消除加工硬化效果,是一种软化过程。                   (  T )

11、过共析钢中,网状渗碳体的存在使钢的硬度和塑性均上升。             ( F  )

12、正火是将钢件加热至完全奥氏体化后空冷的热处理工艺 。          ( T  )

13、65Mn是合金调质结构钢。                             ( F  )

14、回火索氏体的性能明显优于奥氏体等温冷却直接所得到的片层状索氏体的性能。                                                                (  T )

15、T10A和60号钢均属于高碳钢。                      (  F )

16、 晶体缺陷的共同之处是它们都能引起晶格畸变。              (   T)

17、 位错是实际金属晶体的一种面缺陷。                        (  F )

18、体心立方晶格的致密度为74%。                                (    F )

19、塑性变形指的是外载荷撤销后变形不能恢复的变形。                (  T )

20、当过冷度较大时,纯金属晶体主要以平面状方式长大。               (  F )

21、室温下,金属晶粒越细,则强度越高、塑性越好。             (  T )

22、一般来说,钢的强度高于铸铁的强度。                        (  T )

23、65Mn的淬透性比65号钢的淬透性差。                          (  F )

24、从C曲线中分析可知,共析钢的过冷奥氏体在A1-550℃的范围内发生贝氏体转变。                                                     (  F )

25、共析反应就是在某一温度时,从一种固相中同时结晶析出两种不同的固相。(  T )

26、包晶偏析可以通过回火的热处理方法消除。                        (  F )

27、所谓本质细晶粒钢就是一种在任何加热条件下晶粒均不发生粗化的钢。     (  F )

28、一个合金的室温组织为α+βⅡ+(α+β),它由两相组成。             (  T )

29、过冷奥氏体转变为马氏体是一种扩散型转变 。                    (  F )

30、60钢比T12钢的碳含量要高。                     (  F )

31、标识为100HBS的材料硬度大于标识为60HRC的材料硬度。         (  F )
32、马氏体是碳在α-Fe中的过饱和固溶体,当奥氏体向马氏体转变时,体积要收( F  )
33、再结晶过程是有晶格类型变化的结晶过程。                               ( F  )
34、当亚共析成分的奥氏体在冷却发生珠光体转变时,温度越低,其转变产物组织越粗。

                                                                    (  F ) 
35、贝氏体是过冷奥氏体中温转变产物,在转变过程中,碳原子能进行扩散,而铁原子不能进行扩散。                                                 (   T  ) 
36、不论碳含量高低,马氏体的硬度都很高,脆性都很大。              ( F  )

37、高合金钢既具有良好的淬透性,也具有良好的淬硬性。             ( F  )
38、经退火后再高温回火的钢,能得到回火马氏体组织,具有良好的综合机械性能。( F  )
39、热加工是指在室温以上的塑性变形加工。                           ( F  )
40、在正常加热淬火条件下,亚共析钢的淬透性随碳的增高而增大,过共析钢的淬透性随碳

    的增高而减小。                                               (   T     )

二、填空题:请把答案填在题中横线上。

1、铁素体的晶体结构为                  ;奥氏体的晶体结构为                 

2、细化晶粒可以通过              _和______________________两种途径实现。

3、在金属学中,通常把金属从液态过渡为固体晶态的转变称为                    ;而

把金属从一种固态晶体结构过渡为另一种固态晶体结构的转变称为            ____   

4、共析成分的铁碳合金室温平衡组织是                   ,其组成相是________和                    。

5、典型铸锭结构的三个晶区分别为:                                          

6、金属晶体中最主要的面缺陷是                        

7、用显微镜观察某亚共析钢,若估算其中的珠光体含量为80%,则此钢的碳含量  为        

8、金属材料热加工和冷加工划分是以再结晶温度为界限的。已知铁的T=600℃,铅的T=-33℃,那么在室温下,铁的变形加工称为      加工,铅的变形加工称为     加工。

9、钢的淬透性越高,则其C曲线的位置越向      (填“左或右”)。

10、HT200牌号中“HT”表示        ,数字”200”表示                

11、用光学显微镜观察,上贝氏体的组织特征呈         状,而下贝氏体则呈        状。

12、金属凝固时,                     之间的差值称为过冷度,冷却速度愈大,凝固时过冷度就愈             

13、奥氏体是___________   的间隙固溶体,马氏体是_______    _的过饱和固溶体。

14、合金钢的______________比碳钢大,其原因是大部分合金元素都使钢的临界冷

却速度__________。

15、按碳的质量分数对碳钢进行分类,可分为                                  三类。

16、QT600--3牌号中“QT”表示        ,数字”600”表示             ,”3”表示        

17、用光学显微镜观察,根据含碳量的多少,马氏体的组织特征有         状,和       

其中             的力学性能要好。

18、衡量金属材料的塑性好坏有            和            两个参数。

19、渗碳体是___________   的间隙化合物,珠光体的本质是______           _    

20、铸铁中的石墨有球状、团絮状和______________、______   ____等四种。

21、共晶成分的铁碳合金室温平衡组织是      ,其组成相是                       

三、单项选择:

1、制造弹簧应选用:                         (     )

 a. T12钢经淬火和低温回火;       b. Cr12MoV钢经淬火和低温回火;    c. 65钢经淬火后中温回火。

2、为消除T12钢中的网状碳化物, 选用的热处理为。                (     )

    a. 球化退火    b. 正火    c. 调质处理    d. 回火

3、奥氏体向珠光体的转变是                   (     )
        a.非扩散型转变   b.扩散型转变   c.半扩散型转变

4、钢经调质处理后获得的组织是                        (     )
        a.回火马氏体;        b.回火屈氏体;         c.回火索氏体。
5、淬硬性好的钢                                      (    )
         a.具有高的合金元素含量;b.具有高的碳含量;c.具有低的碳含量。

6、制造手用锯条应选用                        (    )

      a. T12钢经淬火和低温回火;       b. Cr12MoV钢经淬火和低温回火;    

      c. 65钢经淬火后中温回火。

7、固溶体的晶体结构与相同。                           (          )

a、溶质                           b、溶剂

c、不同于溶剂和溶质的其它晶型     d、a、b、c都有可能

8、T10钢的含碳量为                                                                    (              )

a、0.10%     b、10.0%    c、1.0%     d、0.01%

9、钢的回火处理是在:                                       (       )
  a.退火后进行;b.正火后进行;c.淬火后进行。

10、若合金元素能使C曲线右移,钢的淬透性将:                (       )
      a.降低;  b.提高; c.不改变。

11、挖掘机的挖斗要求表面具有高耐磨性和高的疲劳强度,最好应选用:(         )

a、20CrMnMo    b、65Mn    c、ZGMn13    d、T8

12、铁碳合金中,随着碳质量百分数的增加,硬度增加,强度。      (        )

a、增加     b、减小    c、不变      d、不确定

13、铁素体的机械性能特点是:                                  (         )

a、低塑性、高强度       b、高塑性、高强度

c、高塑性、低强度       d、低塑性、低强度

14、钢经低温回火处理后获得的组织是:                 (     )           

     a.回火马氏体;        b.回火屈氏体;         c.回火索氏体。


15、0Cr18Ni9Ti不锈钢中的含Cr量为:                      (     )
         a.0.18%;     b.1.8%;     c.18%。

16、共析钢过冷奥氏体在350℃-Ms的温度区间等温转变时,所形成的组织是:(     )
a.索氏体; b.下贝氏体;  c.上贝氏体;  d.珠光体。

四、名词解释题

1、固溶强化: 

2、热硬性(红硬性):

3、调质处理:

4、加工硬化: 

5、马氏体:

6、变质处理:

7、冷加工: 

8、相:

9、残余奥氏体: 

10、本质晶粒度:

11、固溶体:

12、淬硬性:

13、奥氏体:

14、铁素体: 

15、同素异构转变:

五、材料判别

已知下列十种金属材料的牌号(或钢号、代号)请填写到对应的十个名称空格中(可填序号):

1、40Cr     2、Cr12MoV    3、16Mn      4、1Cr18Ni9Ti       5、5CrNiMo

6、ZG45      7、65    8、H62        9、HT200          10、ZL107

a、低合金结构钢                       b、铸造铝合金                         

c、灰口铸铁                           d、碳素铸钢                                 

e、弹簧钢                             f、黄铜                                    

g、冷模具钢                           h、热模具钢                                  

     i、调质钢                             j、不锈钢                               

六、铁碳合金状态图 

第1题

  (1)在坐标图上填写状态左下角的全部内容; 

 (2)分析T10A碳钢自1000℃缓冷至常温的组织转变过程; 

 (3)绘出该钢常温下平衡显微组织示意图; 

 (4)计算该钢平衡组织中渗碳体与珠光体的相对量。

    T10A钢平衡显微组织示意图

第2.题 

     (1)在坐标图上填写状态左下角的全部内容; 

(2)分析含碳0.45%的碳钢自1000℃缓冷至常温的组织转变过程; 

(3)绘出该钢常温下平衡显微组织示意图; 

(4)计算该钢平衡组织中铁素体与珠光体的相对量。

(5) 试比较45钢和T12钢的机械性能差别并说明原因。

    45钢平衡显微组织示意图

         

七、简答题: 

1、某汽车重负荷齿轮选用合金渗碳钢20CrMnMo材料制作,其工艺路线如下:下料→锻造→热处理① →切削加工→热处理②→热处理③→热处理④→喷丸→磨削加工。试分别说明上述①②③④四项热处理工艺的名称、目的及热处理后的组织。

2、试各举出一类钢材,说明通过热处理方法,可在室温下得到下列组织: 

①粒状珠光体     ②针状马氏体     ③回火索氏体   ④回火马氏体

3、奥氏体、过冷奥氏体、残余奥氏体有何异同? 

4、下列零件或工具用何种碳钢制造,说出其名称、至少一个钢号以及其热处理方法:手锯

锯条、普通螺钉、车床主轴、弹簧钢。

5、用一根冷拉钢丝绳吊装一大型工件进入热处理炉,并随工件一起加热到1000℃保温,当出炉后再次吊装工件时,钢丝绳发生断裂,试分析其原因。

6、如果其它条件相同,试比较在下列铸造条件下铸件晶粒的大小:

1)金属模浇注与砂型浇注;

2)变质处理与不变质处理; 

3)铸成薄件与铸成厚件;

4)浇注时采用震动与不采用震动。

7、何谓共晶反应、包晶反应和共析反应?试比较这三种反应的异同点。

8、以共析钢为例,说明过冷奥氏体在高温(A1—550℃)、中温(550℃—Ms)、低温(Ms以下)三个温度阶段等温转变时,转变的组织及性能特点。

9、对某退火碳素钢进行金相分析,其组织为珠光体+渗碳体(网状),其中珠光体占 93% ,问此碳钢的含碳量大约为多少? 

    

10、在铸造生产中,采用哪些措施控制晶粒大小? 

11、珠光体类型组织有哪几种?它们在形成条件、组织形态和性能方面有何特点? 

12、指出下列名词的主要区别:

1)弹性变形与塑性变形;

2)韧性断裂与脆性断裂; 

3)加工硬化与变质处理;

   4)热脆与冷脆。

13、为什么细晶粒钢强度高,塑性、韧性也好?


第二篇:机械工程材料习题答案


第二章作业

2-1常见的金属晶体结构有哪几种?它们的原子排列和晶格常数有什么特点? -Fe、 -Fe、Al、Cu、Ni、Cr、V、Mg、Zn各属何种结构?

答:常见晶体结构有3种:

⑴体心立方: -Fe、Cr、V

⑵面心立方: -Fe、Al、Cu、Ni

⑶密排六方:Mg、Zn

2---7为何单晶体具有各向异性,而多晶体在一般情况下不显示出各向异性?

答:因为单晶体内各个方向上原子排列密度不同,造成原子间结合力

不同,因而表现出各向异性;而多晶体是由很多个单晶体所组成,它在各个方向上的力相互抵消平衡,因而表现各向同性。

第三章作业

3-2 如果其它条件相同,试比较在下列铸造条件下,所得铸件晶粒的大小;⑴金属模浇注与砂模浇注;⑵高温浇注与低温浇注;⑶铸成薄壁件与铸成厚壁件;⑷浇注时采用振动与不采用振动;⑸厚大铸件的表面部分与中心部分。

答:晶粒大小:⑴金属模浇注的晶粒小 ⑵低温浇注的晶粒小 ⑶铸成薄壁件的晶粒小 ⑷采用振动的晶粒小 ⑸厚大铸件表面部分的晶粒小

4-4 在常温下为什么细晶粒金属强度高,且塑性、韧性也好?试用多晶体塑性变形的特点予以解释。

答:晶粒细小而均匀,不仅常温下强度较高,而且塑性和韧性也较好,即强韧性好。 原因是:

(1)强度高:Hall-Petch公式。晶界越多,越难滑移。

(2)塑性好:晶粒越多,变形均匀而分散,减少应力集中。

(3)韧性好:晶粒越细,晶界越曲折,裂纹越不易传播。

4-6 生产中加工长的精密细杠(或轴)时,常在半精加工后,将将

丝杠吊挂起来并用木锤沿全长轻击几遍在吊挂7~15天,然后再精加工。试解释这样做的目的及其原因? 答:这叫时效处理一般是在工件热处理之后进行原因用木锤轻击是为了尽快消除工件内部应力减少成品形变应力吊起来,是细长工件的一种存放形式吊个7天,让工件释放应力的时间,轴越粗放的时间越长。

4-8 钨在1000℃变形加工,锡在室温下变形加工,请说明它们是热加工还是冷加工(钨熔点是3410℃,锡熔点是232℃)?

答:W、Sn的最低再结晶温度分别为:

TR(W) =(0.4~0.5)×(3410+273)-273 =(1200~1568)(℃)>1000℃ TR(Sn) =(0.4~0.5)×(232+273)-273 =(-71~-20)(℃) <25℃ 所以W在1000℃时为冷加工,Sn在室温下为热加工

4-9 用下列三种方法制造齿轮,哪一种比较理想?为什么?

1)用厚钢板切出圆饼,再加工成齿轮;

(2)由粗钢棒切下圆饼,再加工成齿轮;

(3)由圆棒锻成圆饼,再加工成齿轮。

答:齿轮的材料、加工与加工工艺有一定的原则,同时也要根据实际情况具体而定,总的原则是满足使用要求;加工便当;性价比最佳。对齿轮而言,要看是干什么用的齿轮,对于精度要求不高的,使用频率不高,强度也没什么要求的,方法1、2都可以,用方法3反倒是画蛇添足了。对于精密传动齿轮和高速运转齿轮及对强度和可靠性要求高的齿轮,方法3就是合理的。经过锻造的齿坯,金属内部晶粒更加细化,内应力均匀,材料的杂质更少,相对材料的强度也有所提高,经过锻造的毛坯加工的齿轮精度稳定,强度更好。

4-10 用一冷拔钢丝绳吊装一大型工件入炉,并随工件一起加热到1000℃,保温后再次吊装工件时钢丝绳发生断裂,试分析原因? 答:由于冷拔钢丝在生产过程中受到挤压作用产生了加工硬化使钢丝本身具有一定的强度和硬度,那么再吊重物时才有足够的强度,当将钢丝绳和工件放置在1000℃炉内进行加热和保温后,等于对钢丝绳进行了回复和再结晶处理,所以使钢丝绳的性能大大下降,所以再吊重物时发生断裂。

4-11 在室温下对铅板进行弯折,越弯越硬,而稍隔一段时间再行弯折,铅板又像最初一样柔软这是什么原因?

答:铅板在室温下的加工属于热加工,加工硬化的同时伴随回复和再结晶过程。越弯越硬是由于位错大量增加而引起的加工硬化造成,而

伴随着回复和再结晶过程,等轴的没有变形晶粒取代了变形晶粒,硬度和塑性又恢复到了未变形之前。

第五章作业 5-3 一次渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳体、共晶渗碳体、共析渗碳体异同?

答:一次渗碳体:由液相中直接析出来的渗碳体称为一次渗碳体。 二次渗碳体:从A中析出的渗碳体称为二次渗碳体。

三次渗碳体:从F中析出的渗碳体称为三次渗碳体

共晶渗碳体:经共晶反应生成的渗碳体即莱氏体中的渗碳体称为共晶渗碳体

共析渗碳体:经共析反应生成的渗碳体即珠光体中的渗碳体称为共析渗碳体

组织形状不同,对基体的影响不同。

共同点 同属于一个相,晶体结构相同,化学成分相同。 5-4 根据Fe-Fe3C相图计算,室温下,分别为0.2%和1.2%的钢中组织组成物的相对量。

答:(1) =0.2%

P%·0.77%=0.2%

P%=26% ,F%=74%

(2) =1.2%

P%·0.77%+(1-P%)·6.69%=1.2%

P%=92.7% ,Fe3CⅡ%=7.3%

5-5 某仓库中积压了许多退火状态的碳钢,由于钢材混杂不知其化学成分,现找出一根,经金相分析后发现组织为珠光体和铁素体,其中珠光体占75%。问此钢的碳含量大约为多少?

答: =P%·0.77%=75%×0.77%=0.5775%

5-6 现有形状、尺寸完全相同的四块平衡状态的铁碳合金,它们的碳含量分别为Wc=0.2%,Wc=0.4%,Wc=1.2,Wc=3.5%的合金。根据你所学的知识,可有哪些方法区别它们?

答:测量四块合金的硬度,其硬度随含碳量增加而升高。

观察四块合金的金相,0.2%和0.4%的合金均为亚共析钢,其组织为珠光体+铁素体,珠光体的量随含碳量增加而增加;1.2%的合金为过共析钢,其组织为珠光体+二次渗碳体;3.5%的合金为亚共晶白口铁,其组织为珠光体+二次渗碳体+低温莱氏体。

观察四块合金与砂轮磨出的火花,随着含碳量的增加,流线数量和爆花数量都急剧增多,碳含量超过0.8%以后,增多的趋势逐渐缓和。 5-7 根据铁碳相图解释下列现象 :

1)含碳量1.0%的钢比含碳量0.5%的钢硬度高;

2)在室温平衡状态下,含碳量为0.8%的钢比含碳量为1.2%的钢强度高;

3)室温下莱氏体比珠光体塑性差;

答:1) 含碳量1.0%的钢比含碳量0.5%的钢硬度高;

中渗碳体的量提高,因此硬度提高。

2) 在室温平衡状态下,含碳量为0.8%的钢比含碳量为1.2%的钢强度高;

钢的强度是典型的对组织敏感的性能指标,细密相间的两相组织珠光体具有较高的强度,因此提高珠光体的比例可改善钢的强度,而连续分布在原奥氏体晶界上的二次渗碳体将降低钢的强度。0.8%的钢中珠光体的比例高于1.2%的钢,同时1.2%的钢含有更多的二次渗碳体,故0.8%的钢比1.2%的钢强度高。

3)室温下莱氏体比珠光体塑性差;

室温下莱氏体Fe3C+P,即珠光体分布渗碳体相的基底上,而渗碳

体基底的脆性极大,莱氏体表现为脆性的,几乎不能塑性变形。

第六章作业

6-1解释下列名词:1)奥氏体的起始晶粒度、实际晶粒度、本质晶粒度;

答:(1)起始晶粒度:是指在临界温度以上,奥氏体形成刚刚完成,

其晶粒边界刚刚接触时的晶粒大小。

(2)实际晶粒度:是指在某一具体的热处理加热条件下所得到的晶粒尺寸。

(3)本质晶粒度:根据标准试验方法,在930±10℃保温足够时间(3-8小时)后测定的钢中晶粒的大小。

2)珠光体、索氏体、屈氏体、贝氏体、马氏体;

珠光体:铁素体和渗碳体的机械混合物。

索氏体:在650~600℃温度范围内形成层片较细的珠光体。 屈氏体:在600~550℃温度范围内形成片层极细的珠光体。 贝氏体:过饱和的铁素体和渗碳体组成的混合物。

马氏体:碳在α-Fe中的过饱和固溶体。

3)过冷奥氏体、奥氏体、残余奥氏体;

答:奥氏体: 碳在??Fe中形成的间隙固溶体.

过冷奥氏体: 处于临界点以下的不稳定的将要发生分解的奥氏体称

为过冷奥氏体。

残余奥氏体:M转变结束后剩余的奥氏体。

4)淬火、回火、退火、正火、冷处理、时效处理(尺寸稳定处理); 答:退火:将工件加热到临界点以上或在临界点以下某一温度保温一

定时间后,以十分缓慢的冷却速度(炉冷、坑冷、灰冷)进行冷却的一种操作。

正火:将工件加热到Ac3或Accm以上30~80℃,保温后从炉中取出在

空气中冷却。

淬火:将钢件加热到Ac3或Ac1以上30~50℃,保温一定时间,然后

快速冷却(一般为油冷或水冷),从而得马氏体的一种操作。 回火:将淬火钢重新加热到A1点以下的某一温度,保温一定时间后,

冷却到室温的一种操作。

冷处理:把冷到室温的淬火钢继续放到深冷剂中冷却,以减少残余

奥氏体的操作。

时效处理:为使二次淬火层的组织稳定,在110~150℃经过6~36小

时的人工时效处理,以使组织稳定。

5)淬火临界冷却速度(Vk),淬透性,淬硬性;

答:淬火临界冷却速度(Vk):淬火时获得全部马氏体组织的最小冷

却速度。

淬透性:钢在淬火后获得淬硬层深度大小的能力。

淬硬性:钢在淬火后获得马氏体的最高硬度。

6)再结晶、重结晶;

答:再结晶:金属材料加热到较高的温度时,原子具有较大的活

动能力,使晶粒的外形开始变化。从破碎拉长的晶

粒变成新的等轴晶粒。和变形前的晶粒形状相似,

晶格类型相同,把这一阶段称为“再结晶”。

重结晶:由于温度变化,引起晶体重新形核、长大,发生晶体

结构的改变,称为重结晶。

7)调质处理、变质处理。

答:调质处理:淬火后的高温回火。

变质处理:在液态金属结晶前,特意加入某些难熔固态颗粒,造成大

量可以成为非自发晶核的固态质点,使结晶时的晶核数目

大大增加,从而提高了形核率,细化晶粒。

6-2 如下图所示,T12钢加热到Ac1以上,用图示的各种方法冷却,

分析各自得到的组织。

答:

水中淬火 M+Fe3C

b 分级淬火 M+Fe3C

c 油中淬火 M+T+Fe3C

d 等温淬火 B下+Fe3C

e 正火 S+Fe3C

f 完全退火 P+Fe3C

g 等温退火 P+Fe3C

6-4 将同一棒料上切割下来的4快45钢试样,同时加热到850℃,然后分别在水、油、炉、空气中冷却,说明:各是何种热处理工艺?各获得什么组织?排列一下硬度的大小顺序。

答:(1) 水冷:淬火 M

(2) 油冷:淬火 M+T

(3) 炉冷:退火 P+F

(4) 空冷:正火 S+F

硬度顺序:(1)>(2) >(4) >(3)

6-5 残留奥氏体对钢淬火后的性能有何影响?用什么方法可以减少残留奥氏体的数量?

答: 残留奥氏体不仅降低了淬火钢的硬度和耐磨性,而且在工件的长期使用过程中,残留奥氏体还会发生转变,使工件形状尺寸变化,降低工件尺寸精度。 用“冷处理”可以减少残留奥氏体的数量。

6-7 甲,乙两厂生产同一批零件,材料均选45钢,硬度要求为220~2250HBW。甲厂采用正火,乙厂采用调质,都达到硬度要求。

答:甲厂采用正火:获得细珠光体,正火消除中碳钢经热加工后产生的组织缺陷,塑性基本不降低。

乙厂采用调质:获得回火索氏体,强度、硬度、耐磨性降低。大幅度提高了塑性、韧性,得到较好的综合力学性能的钢。

6-9 仓库中有45钢、38CrMoAlA钢和20CrMnTi钢,它们都可以用来制造齿轮,为了满足齿轮的使用要求,问各应进行何种热处理?并比较它们经热处理后在组织和性能上的不同。

答: (1) 45钢:先调质,感应加热表面淬火+低温回火 组织:表层M回,心部S回

(2) 38CrMoAlA:先调质,后氮化 组织:表层氮化组织,心部S回

(3) 20CrMnTi:渗碳,淬火+低温回火 组织: M回+少量AR ,心部F+P

6-10 某一用45钢制造的零件,其加工路线如下:

备料→锻造→正火→粗机械加工→调质→精机械加工→高频感应加热淬火+低温回火→磨削,请说明各热处理工序的目的及热处理后的组织。

答:正火目的:消除锻造应力,改善切削加工性,同时均匀组织,细化晶粒,为后续热处理作组织准备。组织: 晶粒均匀细小的F和S。

调质目的:提高塑性、韧性,使零件获得较好的综合力学性能。组织: S回。

:提高工件表面的硬度和耐磨性,而心部仍保持

良好的塑性和韧性。

低温回火目的:降低内应力和脆性。表层组织: M回,心部组织:S回。

第七章作业

7-8 试比较T9、9SiCr、W6Mo5Cr4V2作为切削刀具材料的热处理、力学性能特点及适用范围,并由此得出一般性结论。

答:T9的热处理:淬火+低温回火。

力学性能:硬度高,韧性中等,无热硬性,综合力学性能欠佳。 适用范围:用于尺寸不大,形状简单,要求不高的低速切削工具。 9SiCr热处理:淬火+低温回火。

力学性能:硬度和耐磨性良好,,无热硬性,综合力学性能优于T9。 适用范围:用于制造尺寸较大,形状复杂,受力要求较高,切削速度不高的刀具。

7-16为什么铸造生产中,化学成分如具有三低(碳、硅、锰的含量低)一高(硫含量高)特点的铸铁易形成白口?而在同一铸铁中,往往在其表面或薄壁处易形成白口?

答:在铸铁生产中,碳、硅低易出现白口组织,铸件激冷也会出现白口,高牌号铸铁孕育不良也会出现白口,锰是反石墨化元素,含量高才会出现白口。

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