材料成型考試題型DOC

1、加工硬化、固溶體、珠光體、本質晶粒度、托氏體、馬氏體、淬火、 回火、淬火臨界冷卻速度（Vk）、淬透性、淬硬性、調質處理、變質 處理1. 過冷度與冷卻速度有何關系？它對金屬結晶過程有何影響？對鑄件晶粒大小有何影響？2. 在鑄造生產中，采用哪些措施控制晶粒大??？在生產中如何應用變 質處理？3. 在制造齒輪時，有時采用噴丸法（即將金屬丸噴射到零件表面上） 使齒面得以強化。試分析強化原因。4. 已知A（熔點600 C）與B（500C）在液態(tài)無限互溶；在固態(tài)300 C 時A溶于B的最大溶解度為30%，室溫時為10%但B不溶于A;在300 C時，含40% B的液態(tài)合金發(fā)生共晶反應?，F(xiàn)要求：1）作出A-B合

2、金相圖；2）分析20% A,45%A,80%A等合金的結晶過程，并確定室溫下的組 織組成物和相組成物的相對量。5. 某合金相圖如圖所示。1）試標注一空白區(qū)域中存在相的名稱;2）指出此相圖包括哪幾種轉變類型；3）說明合金I的平衡結晶過程及室溫下的顯微組織6. 何謂金屬的同素異構轉變？試畫出純鐵的結晶冷卻曲線和晶體結 構變化圖。7. 為什么丫-Fe和a - Fe的比容不同？ 一塊質量一定的鐵發(fā)生 （丫 -Fe a -Fe ）轉變時，其體積如何變化？8. 畫出Fe-Fe 3C相圖，指出圖中S、C、E、P、N、G及GS、SE、PQ、PSK各點、線的意義，并標出各相區(qū)的相組成物和組織組 成物。9.根據(jù)F

3、e-Fe 3C相圖，計算：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； 10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 道鋼的化學成分，現(xiàn)找出其中一根，經金相分析后，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？ 11根據(jù) Fe-Fe 3C 相圖，說明產生下列現(xiàn)象的原因：1）含碳量為 1.0% 的鋼比含碳量為 0.5% 的鋼硬度高；2）在室溫下，含碳 0.8% 的鋼其強度比含碳 1.2% 的鋼高；3）在1100 C,含碳0.4%的鋼能進行鍛造，含碳4.0%的生鐵不 能

4、鍛造；4）鉗工鋸 T8 ， T10,T12 等鋼料時比鋸 10,20 鋼費力，鋸條容 易磨鈍；5）鋼適宜于通過壓力加工成形，而鑄鐵適宜于通過鑄造成形。12下列零件或工具用何種碳鋼制造：手鋸鋸條、普通螺釘、車床主 軸。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：它要保證有一定的機械性能， 用普通碳素結構鋼制造， 如 Q195、Q215、 Q235。車床主軸：它要求有較高的綜合機械性能，用優(yōu)質碳素結構鋼，如 30、35、 40、45、 50。13. 指出下列各種鋼的類別、符號、數(shù)字的含義、主要特點及用途：Q235-A

5、F、Q235-C、Q195-B、Q255-D、40、45、08、20、20R、 20G、 T8、T10A、T12A答：Q235-AF普通碳素結構鋼，屈服強度為 235MPH勺A級沸騰鋼。Q235-C:屈服強度為235MP0I勺C級普通碳素結構鋼，Q195-B:屈服強度為195MPH勺B級普通碳素結構鋼，Q255-D:屈服強度為255MPH勺D級普通碳素結構鋼，Q195 Q235含碳量低，有一定強度，常扎制成薄板、鋼筋、焊接 鋼管等，用于橋梁、建筑等鋼結構，也可制造普通勺鉚釘、螺釘、 螺母、墊圈、地腳螺栓、軸套、銷軸等等，Q255鋼強度較高，塑性、韌性較好，可進行焊接。通常扎制成型鋼、條鋼和鋼板

6、作結 構件以及制造連桿、鍵、銷、簡單機械上勺齒輪、軸節(jié)等。40: 含碳量為 0.4%勺優(yōu)質碳素結構鋼。45 含碳量為 0.45%勺優(yōu)質碳素結構鋼。40、 45 鋼經熱處理（淬火 +高溫回火）后具有良好勺綜合機械性 能，即具有較高勺強度和較高勺塑性、 韌性，用于制作軸類零件。 08：含碳量為 0.08%勺優(yōu)質碳素結構鋼。塑性、韌性好，具有優(yōu) 良勺冷成型性能和焊接性能，常冷軋成薄板，用于制作儀表 外殼、汽車和拖拉機上勺冷沖壓件，如汽車車身，拖拉機駕 駛室等。20：含碳量為 0.2%勺優(yōu)質碳素結構鋼。用于制作尺寸較小、負荷較輕、表面要求耐磨、心部強度要求不高勺滲碳零件，如活塞鋼、樣板等。20R:含碳

7、量為0.2%的優(yōu)質碳素結構鋼，容器專用鋼。20G:含碳量為0.2%的優(yōu)質碳素結構鋼，鍋爐專用鋼。T8:含碳量為0.8%的碳素工具鋼。用于制造要求較高韌性、承受沖擊負荷的工具，如小型沖頭、鑿子、錘子等。T10A含碳量為1.0%的高級優(yōu)質碳素工具鋼。用于制造要求中韌性的工具，如鉆頭、絲錐、車刀、沖模、拉絲模、鋸條。T12A含碳量為1.2%的高級優(yōu)質碳素工具鋼。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。15. 確定下列鋼件的退火方法，并指出退火目的及退火后的組織1 ）經冷軋后的 15 鋼鋼板，要求降低硬度；答 再結晶退火。目的 使變形晶粒重

8、新轉變?yōu)榈容S晶粒，以消除加 工硬化現(xiàn)象，降低了硬度，消除內應力。細化晶粒，均勻組織， 消除內應力，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）ZG35的鑄造齒輪答 完全退火。經鑄造后的齒輪存在晶粒粗大并不均勻現(xiàn)象，且存 在殘余內應力。因此退火目的 細化晶粒，均勻組織，消除內 應力，降低硬度，改善切削加工性。組織 晶粒均勻細小的鐵 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 存在殘余內應力。因此退火目的：細化晶粒，均勻組織，消除內 應力，降低硬度，改善切削加工性。組織：晶粒均勻細小的少量 鐵素體和大量

9、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，容易產生淬火變形及開裂。 通過球化退火， 使層狀滲碳體和網狀滲碳體變?yōu)榍驙顫B碳體， 以 降低硬度，均勻組織、改善切削加工性。組織：粒狀珠光體和球 狀滲碳體。16. 正火與退火的主要區(qū)別是什么？生產中應如何選擇正火及退火？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Aci以上3050C而正火加熱溫度在 Accm以上3050C。冷速 快，組織細，強度和硬度有所提高。當鋼件尺寸較小時，正火后 組織：S,而退火后組織：P。選擇：（1）從切削加工性

10、上考慮 切削加工性又包括硬度， 切削脆性， 表面粗糙度及對刀具的磨損 等。一般金屬的硬度在 HB170230 范圍內，切削性能較好。高于它 過硬，難以加工，且刀具磨損快；過低則切屑不易斷，造成刀 具發(fā)熱和磨損，加工后的零件表面粗糙度很大。對于低、中碳 結構鋼以正火作為預先熱處理比較合適，高碳結構鋼和工具鋼 則以退火為宜。至于合金鋼，由于合金元素的加入，使鋼的硬 度有所提高，故中碳以上的合金鋼一般都采用退火以改善切削 性。（2）從使用性能上考慮如工件性能要求不太高，隨后不再進行淬火和回火，那么往 往用正火來提高其機械性能，但若零件的形狀比較復雜，正火的 冷卻速度有形成裂紋的危險，應采用退火。（3

11、）從經濟上考慮正火比退火的生產周期短，耗能少，且操作簡便，故在可能 的條件下，應優(yōu)先考慮以正火代替退火。17. 指出下列零件的鍛造毛坯進行正火的主要目的及正火后的顯微組織：（1）20鋼齒輪 （2） 45鋼小軸（3） T12鋼鋰刀答：（ 1 ）目的：細化晶粒，均勻組織，消除內應力，提高硬度，改善切削加工性。 組織：晶粒均勻細小的大量鐵素體和少 量索氏體。（ 2）目的：細化晶粒，均勻組織，消除內應力。組織：晶粒均勻細小的鐵素體和索氏體。（3） 目的：細化晶粒，均勻組織，消除網狀FqG,為球化退火做組織準備，消除內應力。組織：索氏體和球狀滲 碳體。18. 一批45鋼試樣(尺寸 15*10mm,因其組

12、織、晶粒大小不均勻，需采用退火處理。擬采用以下幾種退火工藝；(1) 緩慢加熱至700C，保溫足夠時間，隨爐冷卻至室溫；(2) 緩慢加熱至840C，保溫足夠時間，隨爐冷卻至室溫；(3) 緩慢加熱至1100C，保溫足夠時間，隨爐冷卻至室溫； 問上述三種工藝各得到何種組織？若要得到大小均勻的細小晶粒，選何種工藝最合適？答：( 1 )因其未達到退火溫度，加熱時沒有經過完全奧氏體化，故冷 卻后依然得到組織、晶粒大小不均勻的鐵素體和珠光體。(2) 因其在退火溫度范圍內，加熱時全部轉化為晶粒細小的奧氏 體，故冷卻后得到組織、晶粒均勻細小的鐵素體和珠光體。(3) 因其加熱溫度過高，加熱時奧氏體晶粒劇烈長大，故

13、冷卻后 得到晶粒粗大的鐵素體和珠光體。要得到大小均勻的細小晶粒，選第二種工藝最合適。19. 淬火的目的是什么？亞共析碳鋼及過共析碳鋼淬火加熱溫度應 如何選擇？試從獲得的組織及性能等方面加以說明。 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。亞共析碳鋼淬火加熱溫度 AC3+ (30 50C),淬火后的組織為均勻 而細小的馬氏體。因為如果亞共析碳鋼加熱溫度在 AciAc之間, 淬火組織中除馬氏體外，還保留一部分鐵素體，使鋼的強度、硬 度降低。但溫度不能超過AC3點過高，以防奧氏體晶粒粗化，淬火后獲得粗大馬氏體。過共析碳鋼淬火加熱溫度 Aci+ (305

14、0C),淬火后的組織為均勻而細小的馬氏體和顆粒狀滲碳體及殘余奧氏體的混合組織。如 果加熱溫度超過A-,滲碳體溶解過多，奧氏體晶粒粗大，會使淬 火組織中馬氏體針變粗，滲碳體量減少，殘余奧氏體量增多，從 而降低鋼的硬度和耐磨性。淬火溫度過高，淬火后易得到含有顯 微裂紋的粗片狀馬氏體，使鋼的脆性增加。21.說明45鋼試樣(10mm經下列溫度加熱、保溫并在水中冷卻得到的室溫組織：700C, 760C, 840C, 1100C。答：700C :因為它沒有達到相變溫度，因此沒有發(fā)生相變，組織為鐵素體和珠光體。760C :它的加熱溫度在AciAa之間，因此組織為鐵素體、馬氏體和少量殘余奧氏體。840C :它

15、的加熱溫度在AC3以上，加熱時全部轉變?yōu)閵W氏體，冷卻后的組織為馬氏體和少量殘余奧氏體。1100C :因它的加熱溫度過高，加熱時奧氏體晶粒粗化，淬火后得到粗片狀馬氏體和少量殘余奧氏體。23. 指出下列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:( 1 ) 45 鋼小軸(要求綜合機械性能) ；( 2) 60 鋼彈簧；( 3) T12 鋼銼刀。答：(1) 45鋼小軸(要求綜合機械性能)，工件的淬火溫度為850C左右，回火溫度為 500C650C左右，其回火后獲得的組織為回火索氏體，大致的硬度2535HRC(2) 60鋼彈簧，工件的淬火溫度為850C左右，回火溫度為350C500 C左

16、右，其回火后獲得的組織為回火屈氏體，大致的硬度 4048HRC。(3) T12鋼鋰刀，工件的淬火溫度為780 C左右，回火溫度為150C250C，其回火后獲得的組織為回火馬氏體，大致的硬度 60HRC。25. 淬透性與淬硬層深度兩者有何聯(lián)系和區(qū)別？影響鋼淬透性的因素 有哪些？影響鋼制零件淬硬層深度的因素有哪些？答：淬透性是指鋼在淬火時獲得淬硬層的能力。 不同的鋼在同樣的條件下淬硬層深不同，說明不同的鋼淬透性不同，淬硬層較深的鋼 淬透性較好。淬硬性：是指鋼以大于臨界冷卻速度冷卻時，獲得 的馬氏體組織所能達到的最高硬度。鋼的淬硬性主要決定于馬氏 體的含碳量，即取決于淬火前奧氏體的含碳量。影響淬透性

17、的因素： 化學成分C 曲線距縱坐標愈遠，淬火的臨界冷卻速度愈小，則鋼的淬透性愈好。對于碳鋼，鋼中含碳量愈接近共析成分，其C曲線愈靠右，臨界冷卻速度愈小，則淬透性愈好，即亞共析鋼的淬透性隨含碳量增加而增大，過共析鋼的淬透性隨含碳量增加而減小。除Co和Al ( 2.5%)以外的大多數(shù)合金元素都使 C曲線右移，使鋼的淬透性增加，因此合金鋼的淬透性比碳鋼好。 奧氏體化溫度 溫度愈高，晶粒愈粗，未溶第二相愈少，淬透性愈好。27. 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、性能及其應用范圍。答：回火的目的是降低淬火鋼的脆性，減少或消除內應力，使組織趨 于穩(wěn)定并獲得所需要的性能

18、。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。內應力和脆性降低，保持了 高硬度和高耐磨性。這種回火主要應用于高碳鋼或高碳合金鋼制 造的工、模具、滾動軸承及滲碳和表面淬火的零件，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?shù)膹姸群妥銐虻乃苄院晚g性。 這種回火主要應用于含碳 0.3-0.5% 的碳鋼和合金鋼制造的各類連接和傳動的結構零件，

19、 如軸、連桿、 螺栓等。28. 指出下列組織的主要區(qū)別：( 1)索氏體與回火索氏體；（ 2）屈氏體與回火屈氏體；（ 3）馬氏體與回火馬氏體。答：由奧氏體冷卻轉變而成的屈氏體 （淬火屈氏體 ）和索氏體 （淬火索 氏體）組織, 與由馬氏體分解所得到的回火屈氏體和回火索氏體組 織有很大的區(qū)別 , 主要是碳化物的形態(tài)不同。 由奧氏體直接分解的 屈氏體及索氏體中的碳化物是片狀的 , 而由馬氏體分解的回火屈 氏體與回火索氏體中碳化物是顆粒狀的?；鼗鹚魇象w和回火屈氏 體相對于索氏體與屈氏體其塑性和韌性較好。馬氏體（ M是由A 直接轉變成碳在a Fe中過飽和固溶體。回火馬氏體是過飽和的 a固溶體（鐵素體）和與

20、其晶格相聯(lián)系的 碳化物所組成，其 淬火內應力和脆性得到降低。34.擬用T10制造形狀簡單的車刀，工藝路線為：鍛造熱處理機加工熱處理磨加工（1）試寫出各熱處理工序的名稱并指出各熱處理工序的作用；（2）指出最終熱處理后的顯微組織及大致硬度；（3）制定最終熱處理工藝規(guī)定（溫度、冷卻介質） 答：（1）工藝路線為：鍛造退火機加工淬火后低溫回火磨加工。退火處理可細化組織，調整硬度，改善切削加工性；淬 火及低溫回火可獲得高硬度和耐磨性以及去除內應力。（ 2）終熱處理后的顯微組織為回火馬氏體 ，大致的硬度 60HRC。（3） T10車刀的淬火溫度為780C左右，冷卻介質為水；回火溫度為150C250C 36.

21、某型號柴油機的凸輪軸，要求凸輪表面有高的硬度（HRC50,而 心部具有良好的韌性（Ak40J）,原采用45鋼調質處理再在凸輪表面 進行高頻淬火，最后低溫回火，現(xiàn)因工廠庫存的 45 鋼已用完，只剩 15 鋼，擬用 15 鋼代替。試說明：（ 1）原 45 鋼各熱處理工序的作用；（ 2）改用 15 鋼后，應按原熱處理工序進行能否滿足性能要求？ 為什么？（ 3）改用 15 鋼后，為達到所要求的性能，在心部強度足夠的前 提下采用何種熱處理工藝？答：（ 1）正火處理可細化組織，調整硬度，改善切削加工性；調質處 理可獲得高的綜合機械性能和疲勞強度； 局部表面淬火及低 溫回火可獲得局部高硬度和耐磨性。（ 2）

22、不能。改用 15 鋼后按原熱處理工序會造成心部較軟， 表面硬， 會造成表面脫落。3）滲碳1 落料和沖孔：落料和沖孔又稱沖裁，是使坯料按封閉輪廓分離。落料是被分離 的部分為所需要的工件，而留下的周邊是廢料；沖孔則相反。2 焊接：將分離的金屬用局部加熱或加壓，或兩者兼而使用等手段，借助于金 屬內部原子的結合和擴散作用牢固的連接起來，形成永久性接頭的過程。3 順序凝固：是采用各種措施保證鑄件結構各部分，從遠離冒口的部分到冒口 之間建立一個逐漸遞增的溫度梯度， 實現(xiàn)由遠離冒口的部分最先凝固， 在向冒口 方向順序凝固，使縮孔移至冒口中，切除冒口即可獲得合格零件的鑄造工藝 同 時凝固：是指采取一些工藝措施

23、， 使鑄件個部分溫差很小， 幾乎同時進行凝固獲 得合格零件的鑄造工藝4縮孔、縮松 液態(tài)金屬在凝固過程中，由于液態(tài)收縮和凝固收縮，因而在鑄 件最后凝固部位出現(xiàn)大而集中的孔洞， 這種孔洞稱為縮孔， 而細小而分散的孔洞 稱為分散性縮孔，簡稱縮松。5.直流正接：將焊件接電焊機的正極，焊條接其負極；用于較厚或高熔點金屬的 焊接。 直流反接：將焊件接電焊機的負極，焊條接其正極；用于輕薄或低熔點 金屬的焊接。6 自由鍛造：利用沖擊力或壓力使金屬材料在上下兩個砧鐵之間或錘頭與砧鐵之 間產生變形，從而獲得所需形狀、尺寸和力學性能的鍛件的成形過程。 模型鍛 造：它包括模鍛和鐓鍛， 它是將加熱或不加熱的坯料置于鍛模

24、模膛內， 然后施加 沖擊力或壓力使坯料發(fā)生塑性變形而獲得鍛件的鍛造成型過程。7. 釬焊：利用熔點比釬焊金屬低的釬料作填充金屬，適當加熱后，釬料熔化將處 于固態(tài)的焊件連接起來的一種方法。8. 金屬焊接性：金屬在一定條件下，獲得優(yōu)質焊接接頭的難易程度，即金屬材料 對焊接加工的適應性。1、 砂型鑄造常用的機器造型方法有 震實造型、 拋砂造型等。2、影響液態(tài)金屬充型能力的因素有金屬流動性、鑄型性質、澆注條件、鑄件結構 四個方面。3、 金屬材料的可鍛性常用金屬的塑性指標和變形抗力來綜合衡量。4、 熔化焊接用焊條通常由焊芯 和 藥皮 組成,其中焊芯的主要作用為 作為 電源的一個電極，傳導電流，產生電弧、藥

25、皮熔化后作為填充材料，與母材一起構成焊縫金屬。5、 一般砂型鑄造技術的澆注系統(tǒng)結構主要由澆口杯、直澆道、 橫澆道、內澆道組成。6液態(tài)金屬澆入鑄型后，從澆注溫度冷卻到室溫都經歷液態(tài)收縮凝固收縮、固態(tài)收縮三個收縮階段。7、焊接過程中對焊件進行局部不均勻加熱是產生焊接應力和變形的根本原因。8、 根據(jù)釬料熔點不同，釬焊可分為硬釬焊 和 軟釬焊 兩大類。9、模鍛時飛邊的作用是強迫充填，容納多余的金屬，減輕上模對下模的打擊， 起緩沖作用.。10焊接時往往都要對被焊工件進行加熱。熔化焊加熱的目的是 形成熔池； 壓力焊加熱的目的是 將接頭金屬加熱到高塑性狀態(tài) ：釬焊加熱的目的是_ 熔化釬料 。11 焊接時一般

26、都要對被焊區(qū)進行保護，以防空氣的有害作用。手工電弧焊采用氣和渣聯(lián)合 保護；埋弧自動焊采用 渣 保護；氬弧焊的保護措施是氬氣保護;而在釬焊過程中則利用釬劑來進行保護。12 . CO2氣體保護焊適于焊接 低碳鋼 和低合金鋼 材料。13如圖所示的A、B、C、D四種成分的鐵碳合金中，流動性最好的合金是（D ）; 形成縮孔傾向最大的合金是（D ）;形成縮松傾向最大的合金是（B ）14如圖所示應力框鑄件。澆注并冷卻到室溫后，各桿的應力狀態(tài)為（）若用鋼鋸沿A-A線將 30桿鋸斷，此時斷口間隙將（）斷口間隙變化的原因是各 桿的應力（），導致 30桿（）， 10桿（）1、板料加工技術過程中沖裁凸、凹模和拉深凸、

27、凹模有何不同？答：主要區(qū)別在于工作部分凸模與凹模的間隙不同， 而且拉深的凸凹模上沒有鋒 利的刃口。沖裁凸凹模有鋒利的刃口和適當?shù)拈g隙； 拉深凸凹模有適當?shù)膱A角和 較大的間隙2、焊接應力產生的根本原因是什么？減少和消除焊接應力的措施有哪些？答：根本原因：焊接過程中對焊件進行了局部不均勻加熱。措施：1）選擇合理的焊接順序，應盡量使焊縫自由收縮而不受較大約束；2）焊前預熱，焊前將工件預熱到 350400C，然后再進行焊接；3 ）加熱“減應區(qū)”，在焊件結構上選擇合適的部位加熱后再焊接；4）焊后熱處理。去應力退火，即將工件均勻加熱后到600 - 650E保溫一段時間后冷卻。整體高溫回火消除焊接應力最好3、低碳鋼焊接熱影響區(qū)的形成及其對焊接接頭的影響 （組織性能特征）。答：形成：在電弧熱的作用下，焊縫兩側處于固態(tài)的母材被加熱，處于相變溫 度到固相線溫度之間，按溫度的不同具體分為過熱區(qū)、正火區(qū)、部分相變區(qū)，并 使母材發(fā)生組織和性能變化，從而形成低碳鋼