工程材料習(xí)題解答

1、1 / 9 1-2 假設(shè)塑性變形時(shí)材料體積不變，那么在什么情況下塑性指標(biāo)、之間能建立何種數(shù)學(xué)關(guān)系。解：無頸縮情況下，l0s0l1s1 （l1- l0）/ l0，（ s0- s1）/ s0 代入化簡(jiǎn)得（+1）(1- )=1 1-3 現(xiàn)有一碳鋼制支架剛性不足，采用以下三種方法中的哪種方法可有效解決此問題？為什么？改用合金鋼；進(jìn)行熱處理改性強(qiáng)化；改變改支架的截面與結(jié)構(gòu)形狀尺寸。答：選用第三種。因?yàn)楣ぜ膭傂允紫热Q于其材料的彈性模量e ，又與該工件的形狀和尺寸有關(guān)。而材料的彈性模量e難于通過合金化、熱處理、冷熱加工等方法改變，所以選第三種。l-5在零件設(shè)計(jì)與選材時(shí)，如何合理選擇材料的p、e、s、b性

2、能指標(biāo) ?各舉一例說明。答：p：當(dāng)要求彈性應(yīng)力和彈性變形之間保持嚴(yán)格的正比關(guān)系時(shí)。工?pe：工程上，對(duì)于彈性元件，要求工?es：對(duì)于不允許有明顯塑性變形的工程零件，要求工?s b：對(duì)塑性較差的材料，要求工?b例如：p- 炮管、e- 彈性元件、s- 緊固螺栓、b- 鋼絲繩1-6 現(xiàn)有兩種低強(qiáng)度鋼在室溫下測(cè)定沖擊韌性，其中材料a的 a k =80j ，材料 b的 a k =60j ，能否得出在任何情況下材料a的韌性高于材料b，為什么？答：不能。因?yàn)橛绊憶_擊韌性的因素很多。1-7 實(shí)際生產(chǎn)中，為什么零件設(shè)計(jì)圖或工藝卡上一般是提出硬度技術(shù)要求而不是強(qiáng)度或塑性值？答：這是由它們的定義、性質(zhì)和測(cè)量方法決定

3、的。硬度是一個(gè)表征材料性能的綜合性指標(biāo)，表示材料表面局部區(qū)域抵抗變形和破壞的能力，同時(shí)硬度的測(cè)量操作簡(jiǎn)單，不破壞零件，而強(qiáng)度和塑性的測(cè)量操作復(fù)雜且破壞零件， 所以實(shí)際生產(chǎn)中， 在零件設(shè)計(jì)圖或工藝卡上一般提出硬度技術(shù)要求而不提強(qiáng)度或塑性值。2-1常見的金屬晶體結(jié)構(gòu)有哪幾種：它們的原于排列和晶格常數(shù)有什么特點(diǎn)?。 fe、 fe、al 、cu、ni、pb、 c r 、v、mg 、zn 各屬何種結(jié)構(gòu)? 答：體心：fe、c r 、v 面心： fe、al 、 cu、ni、pb、密排六方： mg 、zn 2-2 已知 -fe 的晶格常數(shù)要大于-fe 的晶格常數(shù)，但為什么-fe 冷卻到 9120c 轉(zhuǎn)變?yōu)?-

4、fe 時(shí)，體積反而增大？答：這是因?yàn)檫@兩種晶格的致密度不同，-fe 的致密度是74% ， -fe的致密度是68% ，當(dāng) -fe 冷卻到 9120c轉(zhuǎn)變?yōu)?-fe 時(shí)，由于致密度變小，導(dǎo)致了體積反而增大。2-5總結(jié)說明實(shí)際金屬晶體材料的部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。答：金屬晶體原子排列總體上規(guī)則重復(fù)，常見體心、面心、密排六方三各晶格類型。但也存在不完整的地方，即缺陷，按幾何形態(tài)分為點(diǎn)、線、面缺陷。3-1如果其它條件一樣，試比較在下列鑄造條件下，所得鑄件晶粒的大?。?1) 金屬模澆注與砂模澆注； (2)高溫澆注與低溫澆注；(3) 鑄成薄壁件與鑄成厚壁件； (4)澆注時(shí)采用振動(dòng)與不采用振動(dòng)；(5) 厚大鑄件的表面部分

5、與中心部分。答： 1 前小； 2后??； 3 前小； 4 前小； 5 前??；2 / 9 3-2 下列元素在fe 中形成哪種固溶體？si ，c，n，cr，mn ，b，ni 答：間隙： c，n，b 置換： si ， cr，mn ，ni 3-6 為什么鑄造合金常選用接近共晶成分的合金?為什么要進(jìn)行壓力加工的合金常選用單相固溶體成分的合金 ? 答：共晶成分的合金恒溫結(jié)晶，流動(dòng)性好，適合鑄造。單相固溶體成分的合金，塑性好。- 補(bǔ) 、什么叫固溶體相？其結(jié)構(gòu)有何特點(diǎn)？性能如何？在合金中有何作用？舉一例說明。答：組成固態(tài)合金的組元相互溶解形成的均勻結(jié)晶相。結(jié)構(gòu)：保持溶劑的晶格不變，溶質(zhì)以原子分散于溶劑晶格中，成

6、分不固定，a（b）表示。性能：強(qiáng)度較純?nèi)軇┙饘俅?，塑性、韌性較好。作用：合金中為基本相，作基體相。舉例：如碳鋼中的鐵素體f。- 補(bǔ) 2、已知 a熔點(diǎn) 600 度與 b熔點(diǎn) 500 度，在液態(tài)無限互溶；在固態(tài)300 度時(shí)， a溶于 b的最大溶解度為 30% ，室溫時(shí)為10% ，但 b不溶于 a；在 300 度時(shí)，含40%b的液態(tài)合金發(fā)生共晶反應(yīng)?，F(xiàn)要求：（1） 、作出 a-b 合金相圖；（2） 、注明各相區(qū)的組織。答：4-4簡(jiǎn)要比較液態(tài)結(jié)晶、重結(jié)晶、再結(jié)晶的異同之處。答：同：都是結(jié)晶，需要t，有形核、長(zhǎng)大過程。異：液態(tài)結(jié)晶，液固，t可小些，無序有序，相變。重結(jié)晶，固固，t較大，有序有序，相變。再

7、結(jié)晶，只有變形金屬才可再結(jié)晶，是晶格畸變減輕、消失，破碎晶粒完好晶粒，不是相變。4-5金屬鑄件能否通過再結(jié)晶退火來細(xì)化晶粒？為什么？答：不能。只有變形金屬才可再結(jié)晶，儲(chǔ)存能量是產(chǎn)生再結(jié)晶的前提。4-8 、 鎢在 1000變形加工， 錫在室溫下變形加工，請(qǐng)說明它們是熱加工還是冷加工（鎢熔點(diǎn)是3410，錫熔點(diǎn)是232）？解：鎢的再結(jié)晶溫度是：（3410273） 0.4-273 1200加工溫度小于再結(jié)晶溫度，屬于冷加工錫的再結(jié)晶溫度是： （232273） 0.4-273 -33 加工溫度大于再結(jié)晶溫度，屬于熱加工4-9 用下列三種方法制造齒輪，哪一種比較理想?為什么 ? (1) 用厚鋼板切成圓板，

8、再加工成齒輪 (2)用粗鋼棒切下圓板，再加工成齒輪；3 / 9 (3) 將圓棒鋼材加熱，鍛打成圓餅，再加工成齒輪。（4）下料后直接擠壓成形。答：第四種。下料后直接擠壓成形，保留纖維組織。4- 、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。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

9、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。- 、分析含碳量c分別為 0.2%、0.45%、0.8%、1.2%的鐵碳合金在極緩慢冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變過程，繪出室溫組織示意圖并在圖上標(biāo)出組織組成物名稱。答：0.2% ：a-f+a-f+p 0.45% ：a-f+a-f+p 0.8% ：a-p 1.2% ：a-fe3c+a-fe3c+p 5-2分析一次滲碳體、二次滲碳體、三次滲碳體、共晶滲碳體、共析滲碳體的異同之處。答：同：性能異：一次滲碳體從液態(tài)中析出，為長(zhǎng)條狀。二次滲碳體從中析出，為網(wǎng)狀。三次滲碳體從中析出，為點(diǎn)狀。共晶滲碳體與共晶反應(yīng)生成，為塊狀。共析滲碳體與共析反應(yīng)生成，為

10、長(zhǎng)條狀。5-4某倉(cāng)庫中積壓了許多退火狀態(tài)的碳鋼，由于鋼材混雜不知其化學(xué)成分現(xiàn)找出一根，經(jīng)金相分析后發(fā)現(xiàn)組織為珠光體和鐵素體，其中鐵素體占80( 體積分?jǐn)?shù) ) 。問此鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大約為多少？解：組織為珠光體和鐵素體，所以是亞共析鋼，c全在 p中， wc=0.77% 20%=0.154% -3 根據(jù)鐵碳相圖計(jì)算： ( ) 室溫下， c 為 0. 2 的鋼中珠光體和鐵素體的相對(duì)量； (2) 室溫下， c 為 .2 的鋼中珠光體和二次滲碳體的相對(duì)量；(3)727 共析反應(yīng)剛完成時(shí)，珠光體中鐵素體和滲碳體的相對(duì)量；(4)wc 為 12% 的鋼在 1400、 1100和 800時(shí)奧氏體中的含碳量；(5

11、) 鐵碳合金中二次滲碳體和三次滲碳體的最大質(zhì)量分?jǐn)?shù)。解：（1）wp=0.2/0.77=26% wf=(0.77-0.2)/0.77=74% （2）wp=(6.69-1.2)/(6.69-0.77)=92.7% 4 / 9 wfe3c=(1.2-0.77)/(6.69-0.77)=7.3% （3）wf=(6.69-0.77)/6.69=88% wfe3c=0.77/6.69=12% （4）1400為 l+a，a中 c%1.2% 1100為 a，a中 c%=1.2% 800為 a+ fe3c， a中 c%1.2% （5）w fe3cmax=(2.11-0.77)/(6.69-0.77)=22.6%

12、 w fe3cmax=(0.0218-0.0008)/(6.69-0.0008)=0.3% -5 已知鐵素體的硬度為80hbs ，滲碳體的硬度為800hbw ，根據(jù)兩相混合物的合金性能變化規(guī)律，計(jì)算珠光體的硬度。為什么實(shí)際側(cè)得的珠光體的硬度都要高于此計(jì)算值? 解： wf=(6.69-0.77)/6.69=88% wfe3c=0.77/6.69=12% hb 88% 80+12% 800166.4 滲碳體的強(qiáng)化作用。5-6現(xiàn)有形狀和尺寸完全一樣的四塊平衡狀態(tài)的鐵碳合金，它們的含碳量c 分別為 0.20 、 0.40 、1.2 、 3.5 ，根據(jù)你所學(xué)的知識(shí)可用哪些方法來區(qū)別它們? 答：硬度。5-

13、7 根據(jù)鐵碳相圖解釋下列現(xiàn)象：(1) 在進(jìn)行熱軋和鍛造時(shí)，通常將鋼材加熱到1000l250 ; (2) 鋼鉚釘一般用低碳鋼制作；(3) 綁扎物件一般用鐵絲( 鍍鋅低碳鋼絲 ) ，而起重機(jī)吊重物時(shí)的鋼絲繩c 分別為0.60 、 0.65 、0.70 的鋼等制成；(4) 在 1100時(shí)， wc 0.4 的碳鋼能進(jìn)行鍛造，而mc4.0 的鑄鐵不能進(jìn)行鍛造；(5) 在室溫下，現(xiàn)wc 0.8 的碳鋼比wc 1.2 的碳鋼強(qiáng)度高; (6)wc1.0 的碳鋼比wc 0.5 的碳鋼硬度高; (7) 鋼適用于壓力加工成形，而鑄鐵適于鑄造成形。答： (1) 在區(qū) (2)塑性好 (3)前塑性好，后強(qiáng)度大 (4)前在

14、區(qū)，后含滲碳體多(5) 0.9后強(qiáng)度下降 (6)前含碳量大 (7)前可成塑性好的，后共晶組織流動(dòng)性好。6 補(bǔ)-1示意畫出共析碳鋼的曲線。6 補(bǔ)-2 鋼化的過程怎樣？目的是什么？答：過程 1、a形核； 2、a長(zhǎng)大； 3、殘余滲碳體溶解；4、a成分均勻化。目的細(xì)小、均勻的a。6 補(bǔ)-3根據(jù)曲線分析高、中、低溫轉(zhuǎn)變的組織和性能。5 / 9 答： 1、高溫轉(zhuǎn)變（a1550） ，p類轉(zhuǎn)變，擴(kuò)散型粗 p（a1680）細(xì) p（ 680600 ）極細(xì) p（ 600550 ）層片間距越小，強(qiáng)度、硬度越高，塑性和韌性也變好。2、中溫轉(zhuǎn)變（ 550ms240） ，b類轉(zhuǎn)變，半擴(kuò)散型。b上（ 550350 ） ，呈羽

15、毛狀； b下（ 350240 ） ，呈針片狀低溫形成的b下，不僅具有高的強(qiáng)度、硬度和耐磨性，而且有良好的塑性和韌性。3、低溫轉(zhuǎn)變（ msmf） ，m類轉(zhuǎn)變，無擴(kuò)散型 m是 c在 fe 中的過飽和間隙固溶體。隨著含碳增加，強(qiáng)度和硬度升高，低碳不僅具有高的強(qiáng)度和硬度，而且有良好的塑性和韌性6 補(bǔ)-4 什么叫？轉(zhuǎn)變的條件和特點(diǎn)是什么？答： m是 c在 fe 中的過飽和間隙固溶體。 m形成條件： vk， ms轉(zhuǎn)變特點(diǎn)：無擴(kuò)散相變；速度極快；變溫生成；轉(zhuǎn)變不完全；生成，先大后小。6 補(bǔ)-5退火和正火的主要目的是什么? 1）調(diào)整硬度以便于切削加工；2）消除殘余應(yīng)力，防止鋼件在淬火時(shí)產(chǎn)生變形或開裂；3）細(xì)化

16、晶粒、改善組織以提高鋼的力學(xué)性能。4）為最終熱處理作組織上的準(zhǔn)備。6 補(bǔ)-6 、回火的種類與其性能如何？. 低溫回火（ 400） ，得 s回。性能：強(qiáng)度、硬度進(jìn)一步降低，塑、韌性進(jìn)一步上升。6 補(bǔ)-7 、過共析鋼淬火加熱溫度如何選擇？為什么？淬火加熱后的組織是什么？答：過共析鋼淬火加熱溫度應(yīng)為ac1+3050，如大于accm，則完全a化，淬火后為m+a ，無 fe3c對(duì)耐磨性不利， 如 ac1+3050，組織為 a+fe3c，淬火后為m+fe3c+ a少，滿足要求， 淬火加熱后組織為a+fe3c 6-2 確定下列鋼件的退火方法，并指出退火的目的與退火后的組織(1) 經(jīng)冷軋后的15 鋼鋼板，要求

17、降低硬度；(2)zg270 500 的鑄造齒輪；(3) 鍛造過熱的60 鋼鍛坯；(4) 具有片狀滲碳體的 t12 鋼坯。答： (1)、再結(jié)晶退火，降低硬度， (2)、完全退火，細(xì)化晶粒，(3) 、完全退火，細(xì)化晶粒， (4)、球化退火，使fe3c 球化，粒fe3c -3 指出下列零件的鍛造毛坯進(jìn)行正火的主要目的與正火后的顯微組織。20 鋼齒輪； (2)45 鋼小軸； (3)t12 鋼銼刀。答：降低硬度，便于加工，作為最終熱處理，獲得較好性能，消除鍛造應(yīng)力，為后續(xù)工序準(zhǔn)備，fe3c 6- 比較 45 鋼分別加熱到700、 750和 840水冷后硬度值的高低，并說明原因。答： 700時(shí)，組織為f+

18、p，水冷為f+p 750時(shí)，組織為f+a，水冷為 f+m 6 / 9 840時(shí)，組織為a，水冷為m 故加熱溫度高，水冷硬度高。6-6 現(xiàn)有一批絲錐，原定由t12 鋼制成，要求硬度為6064hr 。但生產(chǎn)時(shí)材料中混入了45 鋼，若混入的 45 鋼在熱處理時(shí)，(1) 仍按 t12 鋼進(jìn)行處理，問能否達(dá)到絲錐的要求?為什么 ? (2) 按 45 鋼進(jìn)行處理后能否達(dá)到絲錐的要求？為什么? 答： （1）不能達(dá)到要求。 45 鋼淬火加熱溫度a1時(shí)，組織為f+a，淬火后為f+m ，軟硬不均，耐磨性差。（2）不能達(dá)到要求。按45 鋼處理，淬火加熱溫度a3時(shí)，組織為a，淬火后獲得粗針頭m ，韌性差，同時(shí)殘余a體

19、多，硬度不足，無fe3c，耐磨性差。6-7 甲、乙兩廠生產(chǎn)同一批零件，材料都是45a 鋼，硬度要求220250hbs ，甲廠采用正火，乙廠采用調(diào)質(zhì)，都能達(dá)到硬度要求。試分析甲、乙兩廠產(chǎn)品的組織和性能有何區(qū)別？答：甲廠正火組織為f+s ，fe3c呈片層狀。乙廠調(diào)質(zhì)組織為回火索氏體，fe3c呈顆粒狀。在硬度一樣的條件下，調(diào)質(zhì)的塑性、韌性更好些，因此乙廠工藝較好。6-8現(xiàn)有三個(gè)形狀、尺寸、材質(zhì)( 低碳鋼 ) 完全一樣的齒輪。分別進(jìn)行整體淬火、滲碳淬火和高頻感應(yīng)加熱淬火，試用最簡(jiǎn)單的辦法把它們區(qū)分出來。答：用測(cè)硬度方法區(qū)分。低碳鋼整體淬火組織為f，硬度低不均；滲碳淬火得m+fe3c（高 c） ，硬度最

20、高；高頻淬火為m （低 c） ，硬度次之。6-9現(xiàn)有低碳鋼和中碳鋼齒輪各一個(gè)，為了使齒面具有高的硬度和耐磨性，試問應(yīng)進(jìn)行何種熱處理?并比較它們經(jīng)熱處理后在組織和性能上有何不同? 答：低碳鋼：滲碳后淬火+低溫回火，表面達(dá)要求中碳鋼：淬火+低溫回火，次之。6-10 某一用 45 鋼制造的零件，其加工路線如下：備料鍛造正火粗機(jī)加工調(diào)質(zhì)精機(jī)械加工高頻感應(yīng)加熱淬火低溫回火磨削，請(qǐng)說明各熱處理工序的目的熱處理后的組織。答：正火降低硬度，便于加工；調(diào)質(zhì)獲得良好綜合性能；高頻淬火低溫回火表面獲得高硬度和耐磨性。6-11 生產(chǎn)中經(jīng)常把已加熱到淬火溫度的鉗工鑿子刃部投入水中急冷，然后出水停留一段時(shí)間，再整體投入水

21、中冷卻。試分析這先后兩次水冷的作用。答：刃部入水急冷為淬火，得fe3c 出水停留一段時(shí)間為回火，得 fe3c 再整體投入水中，為抑制繼續(xù)回火，保留回火組織。7 補(bǔ)-1 、me對(duì)淬火鋼的回火轉(zhuǎn)變有何影響？答： 1)提高回火穩(wěn)定性；2）產(chǎn)生二次硬化提高鋼的淬透性；3）有些 me影響高溫回火脆性。7 補(bǔ)-2 、總結(jié) me在鋼中的作用。答:me 存在鋼中可以1）強(qiáng)化 f（me在 f 中） ； 2）提高淬透性（me在 a中） ；3）提高回火穩(wěn)定性（me在 m中） ；4）細(xì)晶強(qiáng)化（形成穩(wěn)定的的化合物）；5）有些 me影響高溫回火脆性。7 補(bǔ)-3 、總結(jié)滲碳鋼、調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼、軸承鋼的性能要求，成分特點(diǎn)、熱

22、處理特點(diǎn)、最終組織與常用鋼種。答：一、滲碳鋼性能要求：表面硬而耐磨，心部強(qiáng)韌。成分特點(diǎn)：低碳，cr 等。熱處理特點(diǎn)：滲碳后淬火低溫回火。最終組織：表面m +碳化物 +a少，心部 m 或f+p。常用鋼種： 20、20cr、20crmnti、18crniwa等二、調(diào)質(zhì)鋼性能要求：綜合性能好。成分特點(diǎn)：中碳，cr、mn 、si 、ni 等。熱處理特點(diǎn)：淬火高溫回火。最終組織： s常用鋼種： 45、40cr 等三、彈簧鋼性能要求：彈性強(qiáng)度高，屈強(qiáng)比高。成分特點(diǎn)：高碳中低的的部分，cr、 mn等。7 / 9 熱處理特點(diǎn)：淬火中溫回火。最終組織： t常用鋼種： 65mn 、60si2mn 等四、軸承鋼性能

23、要求：硬度高，耐磨性好，穩(wěn)定。成分特點(diǎn)：高碳，cr 等。熱處理特點(diǎn)：淬火低溫回火（淬火后冷處理，回火后時(shí)效）。最終組織： m 常用鋼種： gcr157 補(bǔ)-4 、高速鋼為什么要鍛造？鍛造后如何處理？得何組織？答：打碎碳化物，成型。鍛造后等溫退火，得s+碳化物。7 補(bǔ)-5 、高速鋼如何最終熱處理？為什么？是否屬調(diào)質(zhì)？為什么？答：高溫度的淬火，使盡可能多的c、me溶入 a中，以保證性能，但不讓a長(zhǎng)大。高溫度的回火多次，盡可能在二次硬化作用最強(qiáng)的溫度圍回火保證熱硬性；多次回火以盡量減少殘余a的量，得使用狀態(tài)組織為m +碳化物 + a少不屬調(diào)質(zhì)，因該處理得的組織不是s 。7 補(bǔ)-6 、不銹鋼抗蝕性好的

24、原因是什么？a不銹鋼有何特點(diǎn)？答： me加入后：提高固溶體基體的電極電位；. 形成均勻單相組織；. 形成保護(hù)膜。a不銹鋼抗蝕性好，抗拉強(qiáng)度低，塑性好，但加工硬化傾向大，切削性差。7 補(bǔ)-7 、某型號(hào)的柴油機(jī)的凸輪軸，要求凸輪表面有高的硬度（50 hrc ） ，而心部具有良好韌性，原來采用 45 鋼調(diào)質(zhì)處理再在凸輪表面進(jìn)行高頻淬火，最后低溫回火，現(xiàn)因工廠庫存的45 鋼以用完，只剩15鋼，擬用15 鋼代替。試說明：原 45 鋼各熱處理工序的作用改用 15 鋼后，仍按原熱處理工序進(jìn)行能否滿足性能要求？為什么？（3）改用 15 鋼后，為達(dá)到所需要的性能，在心部強(qiáng)度足夠的前提下，應(yīng)采用何種工藝。答： （

25、） 45 鋼調(diào)質(zhì)，獲良好的綜合性能表面淬火 +低溫回火，使表面獲較高的硬度和耐磨性（2）改用 15 鋼后仍按原工藝，不能滿足性能要求。因 15 鋼含 c量低，調(diào)質(zhì)后綜合性能遠(yuǎn)不與45 鋼，特別是強(qiáng)度和硬度。改用 15 鋼后，應(yīng)采用滲碳工藝，滲碳后淬火+低溫回火處理，心部保持足夠的強(qiáng)韌性，表面具有較高的硬度。7 補(bǔ)-8要制造齒輪、連桿、熱鍛模具、彈簧、冷沖壓模具、滾動(dòng)軸承、車刀、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、成分、熱處理工藝和零件制成后的最終組織。t10、65mn 、ht300 、w6mo5cr4v2 、 gcr15mo 、40cr、20crmnti

26、、cr12mov 、5crmnmo 答：齒輪： 20crmnti 滲碳鋼； c%=0.2%,cr,mn,ti1.5% ；滲碳淬火低溫回火；組織為回火馬氏體。連桿： 40cr 調(diào)質(zhì)鋼； c%=0.4%,cr1.5% ；調(diào)質(zhì)處理（淬火高溫回火）；組織為回火索氏體。彈簧： 65mn彈簧鋼； c%=0.65%,mn1%,cr=12%,mo,v1.5% ；淬火低溫回火；組織為回火馬氏體。滾動(dòng)軸承： gcr15mo軸承鋼； c% 1%,cr=1.5%,mo1.5%；球化退火淬火低溫回火；組織為回火馬氏體。車刀： w6mo5cr4v2 高速鋼； w%=6%,mo%=5%,cr%=4%,v%=2%；淬火 56

27、0三次回火；組織為回火馬氏體碳化物。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。熱鍛模具： 5crmnmo熱變形模具鋼；c%=0.5%,cr,mn,mo1.5%；淬火高溫回火；組織為回火索氏體。機(jī)床床身： ht300灰口鐵；無需熱處理。8- 、鋁合金的熱處理強(qiáng)化和鋼的淬火強(qiáng)化有何不同? 答：鋼的淬火強(qiáng)化是加熱得單相，中含多，淬火得過（無擴(kuò)散相變得到的過為），晶格畸變而強(qiáng)化。鋁合金的熱處理強(qiáng)化是淬火得過（鋁基固溶體） ，強(qiáng)度、硬度并不高，通過時(shí)效過中析出第二8 / 9 相，造成晶格畸變而強(qiáng)化。8-2 、鋁合金是如何分類的? 答：按成分和工藝特點(diǎn)分成分小于d點(diǎn)

28、的合金變形鋁合金( 其中成分小于f 點(diǎn)的不能熱處理強(qiáng)化) ；成分大于d點(diǎn)的合金鑄造鋁合金。8-3簡(jiǎn)述純鋁與各類鋁合金牌號(hào)表示方法、性能特點(diǎn)與應(yīng)用。答：lf 8 補(bǔ)-1 、軸承合金的組織特點(diǎn)是什么？答：主要有兩種組織，一種是軟基體+硬質(zhì)點(diǎn)，一種是硬基體+軟質(zhì)點(diǎn)。8 補(bǔ)-2. 不同鋁合金可通過哪些途徑達(dá)到強(qiáng)化目的？答：鑄造鋁硅合金可通過變質(zhì)處理達(dá)到強(qiáng)化的目的。能熱處理強(qiáng)化的變形鋁合金可利用時(shí)效強(qiáng)化（固溶處理后時(shí)效處理）達(dá)到強(qiáng)化目的。8 補(bǔ)-3. 何謂硅鋁明？它屬于哪一類鋁合金？為什么硅鋁明具有良好的鑄造性能？在變質(zhì)處理前后其組織與性能有何變化？這類鋁合金主要用在何處？答：鋁硅鑄造合金又稱為硅鋁明，

29、由于含硅量為17% 附近的硅鋁明為共晶成分合金，具有優(yōu)良的鑄造性能。在鑄造緩冷后, 其組織主要是共晶體( 十 si), 其中硅晶體是硬化相, 并呈粗大針狀, 會(huì)嚴(yán)重降低合金的力學(xué)性能, 為了改善鋁硅合金性能, 可在澆注前往液體合金中加入含鈉的變質(zhì)劑, 納能促進(jìn)硅形核, 并阻礙其晶體長(zhǎng)犬, 使硅晶體成為極細(xì)粒狀均勻分布在鋁基體上。鈉還能使相圖中共晶點(diǎn)向右下方移動(dòng), 使變質(zhì)后形成亞共晶組織。變質(zhì)后鋁合金的力學(xué)性能顯著提高。鑄造鋁硅合金一般用來制造質(zhì)輕、耐蝕、形狀復(fù)雜與有一定力學(xué)性能的鑄件, 如發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、手提電動(dòng)或風(fēng)動(dòng)工具( 手電鉆 ) 以與儀表外殼。 同時(shí)加入鎂、 銅的鋁硅系合金( 如 zl10

30、8), 在變質(zhì)處理后還可進(jìn)行固溶處理 +時(shí)效 , 使其具有較好耐熱性和耐磨性, 是制造燃機(jī)活塞的材料。14 補(bǔ) -1 、什么是失效？答：零件在使用過程中，因外部形狀尺寸和部組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化而失去原有的設(shè)計(jì)功能，使其低效工作或無法工作或提前退役的現(xiàn)象即稱為失效。14 補(bǔ) -2 、失效形式有那幾種？答：按零件的工作條件與失效的特點(diǎn)將失效分為四大類：即過量變形、斷裂、表面損傷和物理性能降級(jí)。對(duì)結(jié)構(gòu)材料的失效而言，前三種是主要的。14 補(bǔ) -3 、失效的原因是什么？答： ( 一) 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)形狀不合理 (二) 材料一是選材不當(dāng)，這是最重要的原因；其二是材質(zhì)欠佳。 (三) 加工加工缺陷、組織不均勻缺陷(

31、粗大組織、帶狀組織等) 、表面質(zhì)量 ( 刃痕等 ) 與有害殘余應(yīng)力分布等。 (四) 使用零件安裝時(shí)配合不當(dāng)、對(duì)中不良等，維修不與時(shí)或不當(dāng)，操作違反規(guī)程均可導(dǎo)致工件在使用中失效。14 補(bǔ) -4 、選材一般遵循基本原則是什么？答：選材一般應(yīng)遵循三個(gè)基本原則：使用性能、工藝性能和經(jīng)濟(jì)性能，它們是辯證的統(tǒng)一體。在大多數(shù)情況下，使用性能是選材的首要原則與依據(jù)。一補(bǔ) 1、什么是液態(tài)合金的充型能力?它與合金的流動(dòng)性有何關(guān)系? 答: 液體金屬充滿鑄型型腔，獲得尺寸精確、輪廓清晰的成形件的能力。合金的流動(dòng)性好，充型能力好。影響充型能力：因合金的流動(dòng)性（主要取決于成分）外因澆注條件（溫度、速度）；鑄型（溫度、熱容量、結(jié)構(gòu)等）一補(bǔ) 2、液態(tài)合金的收縮分哪幾個(gè)階段？答：液態(tài)收縮、凝固收縮和固態(tài)收縮。一補(bǔ) 3、縮孔、縮松是如何形成的？形成特點(diǎn)是什么？對(duì)鑄件的影響如何？答：液態(tài)合金在冷凝過程中，若其液態(tài)收縮和凝固收縮所縮減的容積得不到補(bǔ)充，則在鑄件最后凝固的部位形成一些孔洞。大而集中的稱為縮孔，細(xì)小而分散的稱為縮松。恒溫結(jié)晶或結(jié)晶溫度圍窄的合金，易形成縮孔。結(jié)晶溫度圍寬的合金，易形成縮松。9 / 9 縮孔、縮松都會(huì)使鑄件的力學(xué)性能下降，影