工程材料期末復(fù)習(xí)題①(含答案)

1、工程材料復(fù)習(xí)題簡答題1、金屬晶體的常見晶格有哪三種？-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、什么是固溶強化？造成固溶強化的原因是什么？ 溶質(zhì)原子使固溶體的強度和硬度升高的現(xiàn)象稱固溶強化。 固溶強化的原因是晶格畸變。晶格畸變增大位錯運動的阻力，使金屬的滑移變形更加困難，提高了金屬的強度和硬度。3、實際金屬晶體中存在哪些晶體缺陷？它們對性能有什么影響？實際金屬晶體中存在點缺陷（空位、間隙原子、置換原子）、線缺陷（位錯）、面缺陷（晶界、亞晶界）三類晶體缺陷。點缺陷造成晶格畸變，使材料強度增加。位錯密度增加，材料強度增加。晶界越多，晶粒越細(xì)，金

2、屬強度越高，同時塑性越好。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、簡述鋼的硬度、強度、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，含碳量增加，鋼的強度增加。而當(dāng)含碳量大于0.9時，滲碳體以網(wǎng)狀分布于晶界或以粗大片狀存在，使得強度隨之下降。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 高的強度和硬度。10、亞共析鋼、過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？加熱溫度過高或過低會產(chǎn)生哪些問題？加熱溫度為ac3+（3070） 加熱溫度

5、過高：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？如加熱溫度過高會產(chǎn)生哪些有害影響？應(yīng)為727 +（3070）。如加熱溫度過高，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、過共析鋼淬火加熱溫度范圍是什么？如加熱溫度過高會產(chǎn)生哪些有害影響？ 應(yīng)為ac1 +（3070）。 如加熱溫度過高，超過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？水作為淬火介質(zhì)的優(yōu)點是具有較強的冷卻能力，價格低廉。其主要缺點是：在需要快冷的650500范圍內(nèi)（碳鋼過冷奧氏體最不穩(wěn)定區(qū)域），它的冷卻能力低；在300200需要慢冷時，它的冷卻能力太強，易使零件產(chǎn)生變形，甚至開裂；水溫對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怎樣？碳鋼件淬火時難以使馬氏體轉(zhuǎn)變充分，而水的冷卻能力強，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，鋼的韌性不但沒有提高，反而顯著下降，這種脆化現(xiàn)象稱回火脆性。300左右回火產(chǎn)生的回火脆性是第一類回火脆性，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該溫度區(qū)間時，產(chǎn)生第二類回火脆性。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；對中小件，可通過回火后快冷來抑制回火脆性。19、為什么高頻淬火零件的表面硬度、耐磨性及疲勞強度均高于一般淬火？由于高頻感應(yīng)加熱速度快、時間短，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度均高于一般淬火。四、工藝分析題4、汽車半軸要求具有良好的強韌性，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。指出其工藝過程路線中應(yīng)選用的熱處理方法及目的，并說明桿部、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械加工去應(yīng)力退火熱處理、磨削。請指出其工藝過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、機床床頭箱傳動齒輪，45鋼，模鍛制坯。要求齒部表面硬度5256hrc，齒輪心部應(yīng)具有良好的綜合機械性能。其工藝路

12、線為：下料鍛造熱處理機械粗加工熱處理機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： 下料鍛造熱處理機械加工熱處理、噴丸磨削（1）指出熱處理、的名稱及作用 （2）齒輪表層和心部的最終組織是什么？p263用20crmnti鋼制造汽車變速箱齒輪，齒輪要求強韌性好，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。指出其工藝過程路線中應(yīng)選用的熱處理方法及目的，并說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、普通車床主軸要求具有良好的強韌性，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、磨削指出其工藝過程路線中應(yīng)選用的熱處理方法及目的，并說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鋼制造形狀簡單的車刀，其工藝路線為：鍛造熱處理機加工熱處理、 磨削加工。 寫出其中熱處理工序的名稱及作用及最終組織。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程路線中應(yīng)選用的熱

16、處理方法及目的，并說明刃部、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，證明鍛造后組織有網(wǎng)狀碳化物。(1)指出其工藝過程路線中預(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。回火m+粒狀碳化物+少量殘余a 1.將下列各種材料牌號前的字母標(biāo)號，分別填入備選材料種類前的括號中。 a.kth350-10 b.cr12 c.40mnb d.q195 e.3cr13 f.60si2mn 材料種類： （ 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.將下列各材料牌號前的字母，分別填入

18、備選材料種類前的括號中 a、kth300-06 b、40cr c、q235 d、zg200-400 e、60si2mn f、cr12mov材料種類：（ 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.將下列各材料牌號前的字母，分別填入備選材料種類前的括號中 a. q195 b.45mn2 c.zl101 d.zgmn13 e.cr06 f. 20crmnti、20cr材料種類：（ 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、號前的字母，分別填入備選材料種類前的括號中 a. cr2 b. q345 c. t8 d. zgmn13 e. zl201 f. 20cr 材料種類：（ 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 ）低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼 （ d）耐磨鋼5、將下列各材料牌號前的字母，分別填入備選材料種類前的括號中 a.gcr15 b.q215 c.ht250 d.65mn e.w18cr4v f.h90材料種類：（ b ）碳素結(jié)構(gòu)鋼 （ f ）普通黃銅 （ f ）灰口鑄鐵（ a ）滾動軸承鋼 （e ）高速鋼 （ d）彈簧鋼6、將下列各材料牌號前的字母，分別填入備選材料種

20、類前的括號中 a.crwmn b.t10 c.35crmo d.zl101 e.20cr f.qt500-7材料種類：（ 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、將下列各材料牌號前的字母，分別填入備選材料種類前的括號中 a.gcr9 b.h90 c.w6mo5cr4v2 d.1cr13 e.40mnb f.ktz550-04材料種類：（ e）調(diào)質(zhì)鋼 （ b）普通黃銅 （ f ）可鍛鑄鐵（ a ）滾動軸承鋼 （ c ）高速鋼 （ d ）不銹鋼8、將下列各材料牌號前的字母，分別填入備選材料種類前的括號中 a.k

21、tz7002 b.gcr9 c.3cr2w8v d.h68 e.65 f.9mn2v材料種類：（ 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 ）滾動軸承鋼9、將下列各材料牌號前的字母，分別填入備選材料種類前的括號中 a.ht200 b.w6mo5cr4v2 c.gcr9 d.9sicr e.t10 f.h62材料種類：（ 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 ）滾動軸承鋼 10、將下列各材料牌號前的字母，分別填入備選材料種類前的括號中 a.60 b.gcr9 c.

22、9mn2v d.ktz7002 e.65mn f.5crnimo材料種類：（ 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 ）滾動軸承鋼3. 圖為已簡化的fefe3c相圖（1）分析e點、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)晶過程。 （1）e點：a中碳的最大溶解度。 acd：液相線。 （2）見圖1點以上為液體，1點開始結(jié)晶a。12點析出為奧氏體，至2點全部為為奧氏體。23點全部為a。 3點開始從a中析出f。 34點為a+f。4點產(chǎn)生余下的a共析轉(zhuǎn)變，ap。 至室溫 f + p 或ll+aaa+ff+p。

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

24、 1點以上為液體。 12點。從液體中析出奧氏體，至2點全部為奧氏體。3點由奧氏體中開始析出f。34點 從奧氏體中不斷析出f。 4點產(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. 圖中已簡化的fefe3c相圖（1）分析e點、se線的含義。 （2）填寫（ ）中相或組織代號。（3）分析含碳量為0.77%的共析鋼從液態(tài)至室溫的結(jié)晶過程。（1）e點：a中碳的最大溶解度。 es：碳在a中的固溶線。（2）見圖 （3）見圖 1點以上為液體。 12點，析出為奧氏體。至2點，全部為為奧氏體。3點產(chǎn)生共析轉(zhuǎn)變，ap。 至室溫 p 或ll+aap10.圖為簡化的fe

25、-fe3c相圖。(1)指出c點、psk線的意義。(2)根據(jù)相圖分析t12鋼的結(jié)晶過程，指出t12鋼的室溫組織。(1)c點為共晶點； psk線為共析線。(2) 見圖1點以上為液體。12點，析出為奧氏體，至2點全部為奧氏體。3點開始析出fe3c。34點從奧氏體中不斷析出fe3c。4點產(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、選擇適宜材料并說明常用的熱處理方法（30分）名稱候選材料選用材料熱處理方法最終組織機床床身t10a, ktz450-06, ht200ht200時效pfg片汽車后橋齒輪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)動機曲軸qt600-3, 45, zl101qt600-3等溫淬火高溫回火s回g球三、（20分）車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 機加工 調(diào)質(zhì) 機加工（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保溫一段時間空冷3、調(diào)質(zhì)目的和大致熱處理工藝 強度硬度塑性韌性達(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。（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是什么？（5分）答：陶瓷材料性能特點：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、簡述珠光體、索氏體、屈氏體三者的異同點。(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械混合物。（2分）不同的是片層間距由寬到細(xì)，強度、硬度由低變高。（3分）4、鐵碳合金中基本相是那些？其機械性能如何？(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率受到哪些因素的影響？p16答：結(jié)晶的基本過程晶核形成與晶核長大結(jié)晶時的冷卻速度（即過冷度）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，同時液體金屬中難熔雜質(zhì)以及振動和攪拌的方法也會增大形核率6、手鋸鋸條、普通螺釘、車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、要保證有一定的機械性能，用普通碳素結(jié)構(gòu)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(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，性能趨于各向異性，如縱向的強度和塑性遠(yuǎn)大于橫向等。2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，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，4冷壓力加工過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)部會形成殘余的內(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。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，它是以分子式來表示其組成。在性能上：形成固溶體和金屬件化合物都能強化合金，但固溶體的強度，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械性能。9、實際晶體中的點缺陷，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時，通過理論計算具有極高的強度，隨著晶體中缺陷的增加，金屬的強度迅速下降，當(dāng)缺

32、陷增加到一定值后，金屬的強度又隨晶體缺陷的增加而增加。因此，無論點缺陷，線缺陷和面缺陷都會造成晶格畸變，從而使晶體強度增加。同時晶體缺陷的存在還會增加金屬的電阻，降低金屬的抗腐蝕性能。10、簡述鑄造過程中縮孔形成的原因。答：金屬液在鑄模中冷卻和凝固時，由于液態(tài)收縮和凝固收縮所縮減的容積得不到補充，則會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)變時效理論解決這一問題。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，隨后再進(jìn)行冷壓成形，便可保證工件

33、表面平滑光潔。12、說明本體聚合與懸浮聚合的異同？答：相同點：聚合都在單體相中進(jìn)行不同點：懸浮聚合的單體分散為無數(shù)個小液滴，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，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是什么？（6分）答：高分子材料性能特點：具有高

34、彈性和粘彈性；（1分）強度低，比強度高；（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、說明下列符號各是什么指標(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（強度）

35、；強度指標(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：（1）哪個溫度加熱淬火后馬氏體晶粒較粗大？答：因為860攝氏度加熱溫度高，加熱時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）哪個溫度加熱淬火后馬氏體含碳量較多？答：因為加熱溫度860已經(jīng)超過了accm，此時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、非擴散型轉(zhuǎn)變，所以冷卻后馬氏體含碳量較多。（3）哪個溫度加熱淬火后殘余奧氏體較多？答：因為加熱溫度860已經(jīng)超過了accm，此時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，卒火后殘余奧氏體增多。（4）哪個溫度加熱淬火后未溶碳化物較少？答：因為加熱溫度860已經(jīng)超過了accm，此時碳化物全部溶于奧氏體中，因為加熱卒火后未溶碳化物較少（5）你認(rèn)為哪個溫度加熱淬火后合適？為什么？答：780加熱卒火后合適。因為含碳量為1.2%的碳鋼屬于過共析鋼，過共析碳鋼卒火加熱溫度ac1+(30_50攝氏度)，而780在這個溫度范圍內(nèi)，這時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、滾動軸承、車刀、銼刀、機床床身等零件，試從下列牌號中分別選出合適的材料并敘述所選材料的名稱、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） 機床床身：ht300灰口鐵；無需熱處理。（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，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)提高其強度的，在這種狀態(tài)下的鋼絲中晶體缺陷密度增大，強度增加，處于加工硬化狀態(tài)。在1000時保溫，鋼絲將發(fā)生回復(fù)、再結(jié)晶和晶粒長大過程，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，強度下降，在再次起吊時，鋼絲將被拉長，發(fā)生塑性變形，橫截面積減小，強度將比保溫前低，所以發(fā)生斷裂。一、名詞解釋：（分）、 固溶強化： 固溶體溶

40、入溶質(zhì)后強度、硬度提高，塑性韌性下降現(xiàn)象。、加工硬化： 金屬塑性變形后，強度硬度提高的現(xiàn)象。、 合金強化： 在鋼液中有選擇地加入合金元素，提高材料強度和硬度、熱處理：鋼在固態(tài)下通過加熱、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)晶強化：晶粒尺寸通過細(xì)化處理，使得金屬強度提高的方法。四、簡答題（每小題5分,共20分）1 在圖1中分別畫出純鐵的、晶面和、晶向。并指出在室溫下對純鐵進(jìn)行拉伸試驗時，滑移將沿以上的哪個晶面及晶向進(jìn)行？2為什么鉗工鋸 t10，t12 等鋼料時比鋸 10，20 鋼費力，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、請用直線將下列材料牌號與典型應(yīng)用零件及熱處理工藝連接起來。（每小題2分,共10分）應(yīng)用零件熱處理工藝七、車床主軸要求軸頸部位的硬度為5658hrc，其余地方的硬度為2024hrc，制