教材中練習(xí)與參考答案金工

1、金屬工藝學(xué)（二版）練習(xí)與思考題參考答案緒論 第120章，共309題。36頁，約5。4萬字金屬工藝學(xué)（二版）練習(xí)與思考題參考答案緒論0-1 性質(zhì)是一門以機械制造工藝為主的綜合性技術(shù)基礎(chǔ)課。主要內(nèi)容是： （1）金屬的力學(xué)性能、金屬學(xué)基本知識、鋼的熱處理、金屬材料、非金屬材料、金屬表面處理技術(shù)、工程材料的選用等。 （2）鑄造、鍛壓、焊接、毛坯生產(chǎn)方法的選擇等。（3）金屬切削基礎(chǔ)知識、金屬切削機床及其加工、精密加工與特種加工、零件生產(chǎn)的基本知識及加工方法的綜合分析等。0-2 教育目標(biāo)是：（1）了解常用機械工程材料的類別和用途，初步具有正確使用金屬材料的能力。（2）了解金屬的常用熱處理，主要冷、熱加工方

2、法的基本原理，工藝特點和應(yīng)用范圍，金屬毛坯和零件的常用加工方法，初步具有選用熱處理、使用毛坯和確定機械加工工藝路線的能力。（3）了解機械產(chǎn)品制造過程、加工設(shè)備及工藝過程。（4）了解與本課程有關(guān)的新材料、新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備及其發(fā)展趨勢。0-3 一般過程是根據(jù)設(shè)計圖，進(jìn)行工藝準(zhǔn)備、材料、毛坯準(zhǔn)備、進(jìn)行熱處理和切削加工、制得零件，經(jīng)裝配、檢驗、得合格機械產(chǎn)品。毛坯制造方法有鑄造、鍛造、沖壓、焊接和型材下料。切削加工主要方法有車削、鉆削、銑削、創(chuàng)削、磨削等。0-4 （1）把課堂教學(xué)與實驗、金工實習(xí)結(jié)合起來，聯(lián)系生產(chǎn)實踐，突出重點與應(yīng)用；（2）學(xué)習(xí)工程材料要突出材料的類別與用途，學(xué)會正確使用材料；（

3、3）學(xué)習(xí)冷、熱加工基礎(chǔ)要突出金屬加工工藝特點和應(yīng)用范圍，學(xué)會正確選用毛坯和加工工藝路線；（4）利用金工實習(xí)、現(xiàn)場參觀、電化教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)課程等條件，增加感性知識，理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)分析問題，解決問題的能力。第一章 金屬的力學(xué)性能1-1 力學(xué)性能是材料在力作用下所顯示的性能（又指金屬在力作用下所顯示的與彈性和非彈性反應(yīng)相關(guān)或涉及應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的性能），主要有強度、塑性、硬度、韌性和疲勞強度等。常用強度根據(jù)是屈服點和抗拉強度；塑性判據(jù)是斷后伸長率和斷面收縮率；硬度判據(jù)是布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度等；韌性判據(jù)是沖擊吸收功；金屬疲勞的判據(jù)是疲勞強度。 1-2 不正確。零件受到外力會否變形取決于外力大?。?/p>

4、嚴(yán)格講為外力/零件受力橫截面積，稱應(yīng)力）與零件材料力學(xué)性能高低，當(dāng)應(yīng)力小于該零件材料彈性極限時，則產(chǎn)生彈性變形；當(dāng)應(yīng)力超過屈服點時，則發(fā)行塑性變形（永久變形）。 1-3 1-4 短試樣： 長試樣： 長試樣塑性好。因為同一材料的斷后伸長率大小與試樣尺寸有關(guān)，同一材料的；現(xiàn)兩種材料的，則長試樣的塑性應(yīng)比短試樣好。 1-5 屈服點沒有達(dá)到要求 1-6 因為低碳鋼塑性、韌性好，這些承載零件一旦超載即發(fā)生塑性變形，引起操作者注意，及時降載或更換零件，且低碳鋼冷塑性變形后還產(chǎn)生加工硬化，可降低超載引起突然斷裂的危險性。1-7 硬度是指材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力。常用的硬度試驗方法有

5、布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度試驗法。1-8 布氏硬度原理：用直徑D的淬火鋼球或硬質(zhì)合金球作壓頭，以相應(yīng)用的試驗力F壓入試件表面，經(jīng)規(guī)定的保持時間后，卸除試驗力，得到一直徑為 d的壓痕。用試驗力除以壓痕表面積，即得布氏硬度值。優(yōu)點：試驗數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、穩(wěn)定。缺點：測試較麻煩；壓痕大，不宜測薄件或成品件；球形壓頭會變形或損壞，不宜硬度高的材料。應(yīng)用HBS測試硬度值小于450的材料；HBW測試硬度值在450650范圍的材料。布氏硬度常用來測定鑄鐵、有色金屬、經(jīng)退火、正火和調(diào)質(zhì)處理的鋼材等硬度，如半成品和原材料。洛氏硬度原理：在初試驗力和總試驗力的先后作用下，將壓頭（頂角120的金剛石圓錐或1.588mm的

6、淬火鋼球）壓入試樣表面，保持規(guī)定時間后，卸除主試驗力，測量出殘余壓痕深度增量，用以計算硬度。優(yōu)點：操作簡便，迅速、壓痕小，可測試成品表面及較硬、較薄的工件。缺點：因壓痕小，對組織、硬度不均勻的材料，硬度值波動較大，準(zhǔn)確性不如布氏硬度高。應(yīng)用：主要應(yīng)用于測定鋼鐵、有色金屬、硬質(zhì)合金等的硬度。1-9 查教材附錄附表2（b）22HRC換算成234HBS，符合220250HBS圖紙要求。1-10 （1）不正確，HBS適用于測量硬度值小于450的材料；（2）不正確，HBW用于測量硬度值在450650的材料，且硬度值一般不標(biāo)單位；（3）不正確，HRC在用于測量硬度值2070的材料；（4）不正確，HRC用于

7、測量硬度值2070的材料；（5）不正確，應(yīng)寫成4550HRC；（6）不正確，HRC不應(yīng)有單位，且應(yīng)寫成數(shù)字在前，硬度符號在后。1-11 （1）布氏硬度，HBS；（2）布氏硬度，HBS；（3）洛氏硬度，HRC；（4）洛氏硬度，HRA；（5）維氏硬度，HV。1-12 吸收AK是指試樣在沖擊試驗力一次作用下折斷時所吸收的功。AK越大，材料韌性越好。 1-13 零件在循環(huán)壓力作用下，在一處或幾處產(chǎn)生局部永久性累積損傷，經(jīng)一事實上循環(huán)次數(shù)后產(chǎn)生裂紋或突然發(fā)生完全斷裂的過程，稱為金屬疲勞。在零件的尖角、孔、槽、微裂紋、夾雜物、表面劃痕、刀痕、局部應(yīng)力集中處，在循環(huán)應(yīng)力作用下易產(chǎn)生疲勞裂紋，裂紋不斷擴展，減

8、小了零件的有效承載面積，最后與截面減小至不能承受外力時，零件即發(fā)生突然斷裂。提高零件疲勞強度的方法是合理設(shè)計零件結(jié)構(gòu)，避免應(yīng)力集中、降低表面粗糙度值、進(jìn)行表面滾壓、噴水處理、表面熱處理等。第二章 金屬的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶 2-1 晶體：是原子按一定幾何形狀作有規(guī)律排列的固體。如金剛石、石墨、金屬與合金等。 晶格：用于描述原子在晶體中規(guī)律排列方式的空間格子稱為結(jié)晶格子，簡稱晶格。晶格中直線交點稱為結(jié)點。 單晶體：是晶體內(nèi)部原子排列方向（稱晶格位向）完全一致的晶體。 多晶體：由許多小晶體（單晶體）組成的晶體。 晶粒：多晶體材料內(nèi)以晶界分開、晶格排列方向基本相同的小晶體，稱為晶粒。晶界：多晶體材料中相鄰晶粒

9、的界面稱為晶界。合金：是指兩種或兩種以上的金屬元素，或金屬與非金屬元素組成的具有金屬特性的物質(zhì)。組織：指用金相法看到的形態(tài)、尺寸和分布方式不同的一種或多種相構(gòu)成的總體。顯微組織：指用光學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡觀察到的組織。固溶體：是指合金在固態(tài)下，組元間能互相溶解而形成的均勻相。金屬化合物：是指合金組元間相互作用而生成的具有金屬特性的一種新相。固溶強化：指溶質(zhì)原子溶入溶劑晶格中導(dǎo)致固溶體晶格畸度，使合金強度、硬度升高的現(xiàn)象。彌散強化：指金屬合化物細(xì)小均勻分布在固溶體基體上時，能顯著提高合金的強度、硬度和耐磨性的現(xiàn)象。2-2體心立方晶格 晶胞是一個立方體，在立方體的八個頂角和立方體的中心各有一個原子

10、面心立方晶格晶胞是一個立方體，在立方體的八個頂角和立方體的六個面的中心各有一個原子密排六方晶格晶胞是一個六方柱體，六方柱體的各個角和上下底面中心各有一個原子，在頂面和底面間還有三個原子2-3 有點缺陷（晶格空位、間隙原子）、線缺陷（位錯）和面缺陷（晶界）。通常，晶體缺陷造成晶格畸度，使金屬的強度、硬度有所提高。2-4 生產(chǎn)中，金屬的實際結(jié)晶溫度t1要低于理論結(jié)晶溫度t0，t0與t1之差（t0- t1）稱為過冷度t。通常情況下，增加過冷度，使晶粒細(xì)化；使金屬的強度增加，塑性、韌性也好。2-5 細(xì)晶粒金屬的強度比粗晶粒高，塑性、韌性也好。細(xì)化晶粒的方法有增加過冷度、度質(zhì)處理、附加振動。2-6 在固

11、態(tài)下，金屬晶格類型隨溫度發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為同素異晶轉(zhuǎn)度。Fe的相度濕度有三個：液相 1538 固相（ Fe）， ，。：體心站，：面心立方。2-7 在液態(tài)金屬中加入少量變質(zhì)劑（唯熔的固體微粒）充當(dāng)人工晶核，使晶粒細(xì)化的處理方法稱為變質(zhì)處理。它的作用是細(xì)化晶粒。2-8 （1）金屬模澆注鑄件晶粒細(xì)；（2）澆注時采用振動晶粒細(xì)。2-9 （1）2；（2）1。2-10 合金是指兩種或兩種以上的金屬元素，或金屬與非金屬元素組成的具有金屬特性的物質(zhì)。與純金屬相比，合金的強度、硬度較高，制造成本較低，種類繁多、性能各異，可滿足不同的需要，應(yīng)用廣泛。因為合金中的固溶體有固溶強化作用，細(xì)小均勻分布的金屬化合物有彌散

12、強化作用，不像純金屬要求較高的純凈度，固而制造成本較低。2-11 因為單晶體由原子是按一定幾何形狀作有規(guī)律排列的，不同方向上原子排列密度不同，因而性能不同，即各向異性。生產(chǎn)中使用的金屬大多為多晶體，雖然多晶體中每個晶粒和單晶體一樣具有各向異性，但一塊金屬包含有大量彼此位向不同的晶粒，不同方向的金屬性能卻是許多晶粒性能的平均值，故一般金屬（多晶體）表現(xiàn)為各向同性。2-12 合金的結(jié)構(gòu)因其他組元的加入，形成固溶體、金屬化合物基本相，不同于純金屬的單一晶體結(jié)構(gòu)。由于固溶體會產(chǎn)生固溶強化，金屬化合物細(xì)小的均勻分布在固溶體上產(chǎn)生彌散強化，因而是強度、硬度比純金屬高。2-13 （1）有相的改變；（2）無邪

13、惡的改變。2-14 純金屬液在一定過冷變下，開始形成結(jié)晶核心，晶核依靠吸附周圍液體中的原子長中。與此同時，在液態(tài)金屬中又有新晶核產(chǎn)生、長大，直到全部結(jié)晶成固態(tài)金屬。合金的結(jié)晶與純金屬相似處是都遵循生核與長大的規(guī)律，結(jié)晶過程都有潛熱放出。不同處是純金屬結(jié)晶在某一恒溫下進(jìn)行，合金通常在某一溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，且各相成分還發(fā)生變化，結(jié)晶比純金屬復(fù)雜。第三章 鐵碳合金狀態(tài)圖3-1 鐵碳合金狀態(tài)圖是表示平衡狀態(tài)下，不同成分的鐵碳合金，在不同溫度時所具有的狀態(tài)或組織的圖形。3-2 在固態(tài)下，金屬晶格類型隨溫度發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為同素異晶轉(zhuǎn)變。鐵的同素異晶轉(zhuǎn)變是鋼鐵能進(jìn)行熱處理的基礎(chǔ)，也是鋼鐵材料品種多樣、應(yīng)用廣

14、泛的重要原因。3-3 隨碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，鐵碳合金室溫組織中，F(xiàn)減少；Fe3C增多，且形態(tài)、分布有所不同，形成不同組織。0.021 80.770.770.774.34.34.3室溫組織FF+PPP+P+3-4 鐵素體：碳溶于-Fe的間隙固溶體；F；體心立方晶格，溶碳量很少，顯微組織與純鐵相似，呈明亮的多邊形晶粒；性能與純鐵相似，即強度、硬度低，塑性、韌性好。臭氐體：碳溶于-Fe的間隙固溶體；A；面心立方晶格，晶粒呈多邊形，晶界較鐵素體平直；強度和硬度比鐵素體高，塑性、韌性也好，鋼材多數(shù)加熱到臭氏體狀態(tài)進(jìn)行鍛造。滲碳體：鐵與碳形成的金屬化合物；Fe3C；具有復(fù)雜的晶體結(jié)構(gòu)，wC=6.69%；它是鋼

15、中的主要強化相，它的形態(tài)、大小、數(shù)量和分布對鋼及鑄鐵的性能有很大影響，滲碳體硬度很高，塑性、韌性很差，、Ak接近于零，脆性很大。珠光體：由鐵素體和滲碳體組成的機械混合物；P；由鐵素體與滲碳體片層狀交替排列的共轉(zhuǎn)變組織，碳合量平均為wC=0.77%；性能介于鐵素體和滲碳體之間，強度較高，硬度適中，有一定的塑性。萊氏體：由臭氏體和滲碳體組成的機械混合物；Ld（高溫萊氏體），Ld（變態(tài)萊氏體）；變態(tài)萊氏體由滲碳體與珠光體相近，硬度很高，塑性很差。3-5 一定成分的液相，在恒溫下同時轉(zhuǎn)變成兩個固相稱為共晶轉(zhuǎn)變，一定成分的固相，在恒溫下同時轉(zhuǎn)變成兩個固相稱為共折轉(zhuǎn)變，。3-6 3-7 碳鋼可以鍛造，因處

16、于A區(qū)，塑性好；白口鑄鐵不能鍛造，因存在硬脆的Ld相和液相。3-8 打洛氏硬度HRC，wC=0.20%，太軟測不出HRC；wC=0.40%，HRC低；wC=1.2%，HRC中；wC=3.5%，HRC高。3-9 亞共折鋼：0.021 8wC0.77%的鋼，F(xiàn)+P；共折鋼；wC=0.77%的鋼，P；過共折鋼：0.77%wC2.11%的鋼，P+Fe3C。3-10 （1）鋼鉚釘使用時頭部要被砸扁，不能太硬；（2）鐵絲綁扎物件要纏繞，要軟一點；鋼絲繩吊重物要承受很大的拉伸力，要有高的強度；（3）wC=1.0%的鋼硬度高，wC=0.1%的鋼硬度低。Fe-Fe3C狀態(tài)圖（局部）及鋼的組織轉(zhuǎn)變示意圖合金（wC

17、=0.45%）：t1以上，全部為Lt1時，開始從L相折出A，t1t2為L+A當(dāng)達(dá)到t2時，全部變成A，t2t3，為A當(dāng)?shù)陀趖3時，為A中折出F，t3t4為F+A達(dá)到t4時，F(xiàn)成分為p，A成分為s（0.77），在727發(fā)生共折轉(zhuǎn)變，AsFp+Fe3C，t4以下組織不再變化，室溫組織為F+P；合金（wC=0.77%）：t1以上，全部為Lt1時，開始從L相折出A，t1t2為L+A當(dāng)達(dá)到t2時，全部變成A，t2t3為A當(dāng)達(dá)t3（727）時，成分s（0.77%）的A發(fā)生共折轉(zhuǎn)變，AsFp+Fe3C，t3以下組織不再變化，室溫組織為P（Fp+Fe3C）；合金（wC=1.0%）：t1以上全部為Lt1時，開始

18、從L相折出A，t1t2為L+A當(dāng)達(dá)到t2時，全部變成A，t2t3為A當(dāng)?shù)陀趖3時，從A中折出Fe3C，t3t4為A+Fe3C達(dá)到t4，A成分為s（0.77%），在727發(fā)生共折轉(zhuǎn)變，AsP（Fp+Fe3C），t4以下直至室溫，組織為p+Fe3C。3-12 亞共折鋼顯微組織：F+P，過共折鋼顯微組織：p+Fe3C，由于F強度、硬度低，塑性、韌性好，F(xiàn)e3C硬度很高，塑性、韌性很差，因此亞共折鋼強韌性好，過共折鋼硬度高，耐磨性好。3-13 澆灌鋼筋混凝土用的鋼筋要求有好的塑性、韌性和一定的強度，與高碳鋼及鑄件相比，只有低碳鋼符合性能要求。3-14 不能，因為1148以上時，該合金處于L相不能鍛造；

19、低于1148，結(jié)晶出Ld，是硬度很高、塑性很差，脆性很大的組織，不能鍛造。第四章 非合金鋼（碳鋼） 4-1 碳鋼是指wC2.11%，并含有少量硅、錳、硫、磷等雜質(zhì)元素的鐵碳合金。硅：與鋼液中FeO生成爐渣，消除其對鋼不良影響；溶于鐵素體，產(chǎn)生固溶強化。在鋼中有益，一般wsi0.4%。錳：將FeO還原成鐵，改善鋼質(zhì)量；溶于鐵素體，產(chǎn)生固溶強化；形成合金滲 碳體，起強化作用；生成MnS，減少硫?qū)︿摰挠泻ψ饔?。在鋼中有益，一般wMn=0.25%0.80%。硫：與Fe形成低熔點（985）共晶體，造成熱加工時鋼熱脆；易引起焊縫熱裂。在鋼中有害，應(yīng)嚴(yán)格限制。磷：能全溶于鐵素體，提高鋼硬度、強度，但塑性、韌

20、性顯著降低，造成冷脆。在鋼中有害，應(yīng)嚴(yán)格限制。 4-2 有以下四種：1按碳含量分類： （1）低碳鋼 wC0.25%。（2）中碳鋼 wC=0.25%0.60%。（3）高碳鋼 wC0.60%。2按質(zhì)量等級分類（1）普通質(zhì)量碳鋼 ws0.045%、wp0.045%。一般用碳素結(jié)構(gòu)鋼，碳素鋼筋鋼等。（2）優(yōu)質(zhì)碳鋼 ws、wp比普通質(zhì)量碳鋼少。機械、工程結(jié)構(gòu)用優(yōu)質(zhì)碳鋼等。（3）特質(zhì)質(zhì)量碳鋼 ws0.020%、wp0.020%。保證淬透性碳鋼、碳素彈簧鋼、工具鋼等。3按用途分類（1）碳素結(jié)構(gòu)鋼 制造機械零件、工程結(jié)構(gòu)件。一般屬于低、中碳鋼。（2）碳素工具鋼 制造刃具、量具和模具。一般屬于高碳鋼。4按冶煉時

21、脫氧方法分類（1）沸騰鋼（2）鎮(zhèn)靜鋼（3）半鎮(zhèn)靜鋼4-3 Q235-A·F：碳素結(jié)構(gòu)鋼，Q235表示s235Mpa，質(zhì)量等級為A級，F(xiàn)為沸騰鋼，用于連桿、拉桿、軸、螺栓、齒輪等機械零件及角鋼、槽鋼、圓鋼、工字鋼等型材。20：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，wC0.20%，用于不需熱處理的低負(fù)荷零件，如螺栓、螺釘、螺母、拉桿、法蘭盤等，滲碳后可制作齒輪、軸、凸輪、磨擦片等。45：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，wC0.45%，主要制作齒輪、連桿、軸類等零件，是應(yīng)用廣泛的鋼號。T10：碳素工具鋼，T10表示wC1.0%的碳素工具鋼，用于低連刀具，如刨刀、絲錐、扳牙、鋸條、卡尺、沖模、拉絲模等。4-4 60：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)

22、鋼，wC0.60%，用于彈性零件和易磨損零件，如彈簧、鏡等。T12A：碳素工具鋼，wC1.2%，A表示鋼中硫、磷含量比較低，用于需高硬度、不受振動的低速刀具，如銼刀、刮刀、鉆頭、外科用刀具等。Q195：碳素結(jié)構(gòu)鋼，s195Mpa，用于載荷較小的鋼絲、墊圈、鉚釘、沖壓件，焊接件等。ZG310-570：鑄鋼，s310Mpa、b570Mpa，用于載荷較大的耐磨件，如輥子、齒輪、制動輪等。4-5 碳是決定鐵碳合金力學(xué)性能最主要的元素，當(dāng)wC0.9%時，隨wC增加，層片狀Fe3C量不斷增加，鋼的強度、硬度不斷升高，塑性、韌性不斷降低。當(dāng)wC0.9%時，在晶界形成網(wǎng)狀Fe3C，雖然硬度仍在升高，但是強度下

23、降，塑性、韌性繼續(xù)降低。為使鋼有足夠的強度、一定的塑性和韌性，工業(yè)上應(yīng)用的碳鋼，wC不超過1.4%。4-6 30，50，T7，T9。4-7 主要是碳素結(jié)構(gòu)鋼。成分特點是中、低含碳量（wC0.60%）。性能特點是低碳鋼（wC0.25%，塑性、韌性好，有一定的強度，冷成型性、焊接性好，中碳鋼（wC=0.25%0.60%）強度、塑性、韌性都較好，熱處理后有良的綜合力學(xué)性能。4-8 （1）彈簧彈不起來，缺乏彈性或使用中斷裂；（2）強度不足，易變形和斷裂；（3）太軟，太錘變形，且錘擊力減小。第五章 鋼的熱處理 5-1 熱處理是采用適當(dāng)?shù)姆绞綄饘俨牧匣蚬ぜㄒ韵潞喎Q工件）進(jìn)行加熱、保溫和冷卻以獲得預(yù)期的

24、組織結(jié)構(gòu)與性能的工藝。熱處理能顯著提高鋼的力學(xué)性能，滿足零件使用要求和延長壽命；還可改善鋼的加工性能，提高加工質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率，因此熱處理在機械制造中應(yīng)用很廣。如汽車、拖拉機中有70%80%的零件要進(jìn)行熱處理；各種刀具、量具、模具等幾乎100%要進(jìn)行熱處理。5-2 鋼進(jìn)行熱處理的理論依據(jù)是鐵的同素異晶轉(zhuǎn)變、熱處理工藝的制訂要依據(jù)鐵碳合金狀態(tài)圖。常用熱處理方法按目的與作用不同有 整體熱處理：退火、正火、淬火、回火等 表面熱處理：火焰淬火、感應(yīng)淬火等 化學(xué)熱處理：滲碳、滲氮、碳氮共滲、滲金屬等5-3 A1、A3、Acm是共折鋼、亞共折鋼、過區(qū)折鋼被緩慢加熱時全部獲得A組織，或它們被緩慢冷卻時，開始

25、從A中折出p、F、Fe3C組織的平衡溫度點。實際生產(chǎn)中，熱處理的加熱和冷卻不是很緩慢，固態(tài)相變時都有不同程度的過熱度和過冷度，因此將加熱時各相變點用Ac1、Ac3、Accm表示（有過熱度），冷卻時各相變點用Ar1、Ar3、Arcm表示（有過冷度）。5-4 共折鋼加熱目的是獲得全部A組織。加熱時，在F和Fe3C交界面上形成A晶核，依靠Fe、c原子擴散，A晶核長大，同時，又有新的A晶核形成與長大，直至F全部消失。其后是殘余Fe3C的溶解。最后是A成分（C濃度）均勻化。5-5 轉(zhuǎn)變類型轉(zhuǎn)變溫度轉(zhuǎn)變產(chǎn)物符號組織形態(tài)硬度珠光體轉(zhuǎn)變A1650珠光體P粗片狀160250HBS約650600索氏體（細(xì)珠光體）

26、S細(xì)片狀2535HBS約600550托氏體（極細(xì)珠光體）T極細(xì)片狀3540HBS貝氏體轉(zhuǎn)變約550350上貝氏體B上羽毛狀4045HBS約350M下貝氏體B下黑片（針）狀4555HBS5-6 工件淬火時可抑制非馬氏體轉(zhuǎn)變的最低冷卻速度稱為馬氏體臨界冷卻速度。它越小，鋼的淬透性越好，可以在較低的冷卻速度小獲得M，減少淬火應(yīng)力、淬火變形與淬火裂紋。5-7 退火是將工件加熱到適應(yīng)溫度，保持一定時間，然后緩慢冷卻的熱處理工藝。根據(jù)鋼的成分和退火目的不同，退火有以下種類：完全退火：用于亞共折碳鋼和合金鋼的鑄件、鍛件、熱軋型材，焊件等。等溫退火：用于亞共折碳鋼、合金鋼、過共折碳鋼、合金工具鋼、軸承鋼。球化

27、退火：用于過共折鋼和合金工具鋼、軸承鋼等。去應(yīng)力退火：于鑄件、鍛壓件、焊件、切削加工件等。均勻化退火：用于質(zhì)量要求高的合金鋼鑄錠、鑄件和鍛坯等。5-8 正火與退火的目的基本相同，如均勻鋼的成分，細(xì)化晶粒，消除殘余應(yīng)力，降低鋼的硬度，提高塑性，改善切削加工和壓力加工性能等。一般用作預(yù)備熱處理，被安排在毛坯生產(chǎn)之后，粗加（或半精加工）之前。區(qū)別在于正火冷卻速度較快，得到的珠光體晶粒較細(xì)，硬度和強度較退火的高；操作簡便，生產(chǎn)周期短，成本較低。為改善切削加工性，高碳鋼應(yīng)選用退火，低、中碳鋼應(yīng)選用正火；過共折鋼珠化退火前，應(yīng)進(jìn)行正火消除網(wǎng)狀滲碳體，做好組織準(zhǔn)備。對性能要求不高的零件，以及一些大型或形狀復(fù)

28、雜的零件，淬火容易開裂時，也可用正火作最終熱處理，而退火做不到。生產(chǎn)中達(dá)到正火、退火兩可情況時，盡量選用正火。5-9 淬火是將工件加熱臭氏體化后以適應(yīng)方式冷卻得馬氏體或（和）貝氏體組織的熱處理工藝。淬火的目的是為了得到馬氏體（或貝氏體）組織，提高鋼的硬度、強度和耐磨性。例如用T10A制造的手鋸條、淬火，低于回火后，HRC62，它就可以鋸削退火狀態(tài)的T10A材料（HBS197，相當(dāng)于20HRC。5-10 種類單介質(zhì)淬火雙介質(zhì)淬火馬氏體分級淬火貝氏體等溫淬火特點 操作簡便、易機械化、自動化 可減小淬火應(yīng)力，減小變形，防止開裂，對操作技術(shù)要求較高 可顯著減少工件的變形和開裂應(yīng)力和變形很小，工件強度、

29、韌性、耐磨性較好，但生產(chǎn)率低應(yīng)用范圍 一般碳鋼水淬，合金鋼及尺寸較小的碳鋼件油淬 形狀復(fù)雜的高碳鋼工件、尺寸較大的合金鋼工件 形狀復(fù)雜的碳鋼和合金鋼小型工件 形狀復(fù)雜，要求尺寸精確、較高韌性的小型工模具和彈簧等5-11 （1）當(dāng)時，例如共折鋼情況F，說法是正確的，因為共折鋼水冷得M+少量A，油冷得M+T，空冷得S。當(dāng)時，例如高速鋼情況下，說法是不正確，因為水冷、油冷、空冷時高速鋼得到的都是M+A，三者硬度接近。（2）當(dāng)零件尺寸較大，鋼的滲透性不高時，說法可能是正確的，如40鋼、40cr（低滲透性）、40CrNiMoA（高滲透性），鋼中合金元素多了，鋼的淬透性提高了，在同樣條件下淬火，M量增加，

30、非M組織減少或消失，因而硬度增加。當(dāng)零件尺寸很小，或鋼的淬透性較高時，無論合金元素多少，鋼都能淬透時，說法不正確，因為M硬度決定于它的含碳量，而與合金元素量無關(guān)。5-12 1-M，2-M，3-M，4-M+T，5-B下。5-13 回火是工件淬硬后加熱到AC1下某一溫度，保溫一定時間，然后冷卻到室溫的熱處理工藝。目的：消除工件淬火時產(chǎn)和的殘留應(yīng)力，防止變形和開裂；調(diào)正工件的硬度、強度、塑性和韌性，達(dá)到使用性能要求；穩(wěn)定組織與尺寸，保證精度；改善和提高加工性能?；鼗鹨话憔o接著淬火進(jìn)行，是工件獲得所需性能的最后一道重要工序。5-14 1p+Fe3C，+Fe3C，F(xiàn)e3C，回火+Fe3C，回火+Fe3C

31、5-15 45鋼淬火溫度是840，其余不正確；T12鋼淬火溫度是770，其余不正確；原因有二點：一是45鋼淬火得M+F組織，F(xiàn)很軟，且M中wC為中碳；二是T12鋼淬火得M+Fe3C組織，F(xiàn)e3C很硬，且M中wC為高碳，M的硬度由M中含碳量決定，含碳量高，M硬。5-16 低碳鋼齒輪：滲碳、淬火、低溫回火，表面層獲得回火高碳馬氏體、具有高的硬度和耐磨性；心部仍保持原有低碳鋼的成分和組織，具有高的塑性和韌性。中碳鋼齒輪：調(diào)質(zhì)（淬火，高溫回火），高頻 應(yīng)淬火，低溫回火。表層獲得回火中碳馬氏體，具有較高的硬度和耐磨性，心部為回光索氏體，具有良好的綜合力學(xué)性能。5-17 （1）不正確，低碳M硬度達(dá)不到56

32、62HRC；（2）不正確，T8，T10A淬硬后可達(dá)6265HRC，但達(dá)不到6770HRC。5-18 甲廠正火得S組織，乙廠調(diào)質(zhì)后得回火S組織，因為回火S有較好的綜合力學(xué)性能，所以乙廠處理的零件性能更好。5-19 700加熱，組織未變化，仍為原來的晶粒大小不均勻的F+P組織；840加熱，得晶粒細(xì)小，均勻的F+P組織；1100加熱，得晶粒粗大的F+P組織。應(yīng)選840加熱。5-20 因為高硬度工具的最終熱處理是淬火+低溫回火后獲得的低溫馬氏體+Fe3C組織，在砂輪上磨削會升高工具溫度，經(jīng)常用冷水冷卻可防止?fàn)C手，最主要的是防止工具發(fā)生中溫、高溫回火轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致硬度下降，降低或喪失工具使用性能。5-21

33、不能提高硬度。因為調(diào)質(zhì)后硬度是經(jīng)淬火500600高溫回火后得到的，若進(jìn)行200回火，其組織不再變化，因此硬度不會提高。5-22 表面淬火是僅對工件表層進(jìn)行的淬火。因為表層被快速加熱臭氏體化，然后噴水冷卻，表面淬硬或馬氏體；而心部未被加熱，因而組織、性能不變。整體淬火沒有滲透是里外都被加熱臭氏體化了，由于鋼的淬透性差或工件體積過大，整體淬火時表層冷卻快，u表冷uK面淬硬成M，而心部u心冷uK未被淬硬成M。5-23 滲碳目的是提高低碳工件表層的含碳量。滲碳后經(jīng)過淬火加低溫回火，表層才能獲得回火高碳馬氏體組織，達(dá)到高硬度高耐磨性的滲碳最終目的。5-24 軸的表層組織：回火馬氏體+少量細(xì)粒狀 = 次序

34、碳體+殘留臭氏體；心部組織：鐵素體和珠光體。5-25 高頻淬火是利用高頻感應(yīng)電流通過工件所產(chǎn)生的熱量，使工件表層、局部或整體加熱并快速冷卻的淬火?；驹恚簩⒐ぜ糜阢~管制的感應(yīng)器中，當(dāng)感應(yīng)器有交流電通過時，使工件的相應(yīng)部位產(chǎn)生感應(yīng)電流，使表層迅速加熱到預(yù)定的淬火溫度，噴水器立即噴水（或乳化液等）冷卻，將工件表層淬硬成馬氏體，心部保持低溫，仍為原始組織。交流電頻率越高，淬硬層深度越淺。特點：感應(yīng)淬火零件變形小，組織細(xì)，硬度高，表面質(zhì)量好；生產(chǎn)率高，節(jié)能，成本低，易機械化、自動化，大批量流水生產(chǎn)。但設(shè)備昂貴，維修、調(diào)整較困難，不適于復(fù)雜零件及單件生產(chǎn)。應(yīng)用：主要用于wC=0.4%0.5%的中碳結(jié)

35、構(gòu)鋼，也可用于工具鋼。5-26 （1）840淬火，600回火，回火索氏體，200250HBS；（2）800淬火，400回火，回火托氏體，4050HRC；770淬火，200回火，回火馬氏體，5864HRC。5-27 將工件置于適當(dāng)?shù)幕钚越橘|(zhì)中加熱、保溫，使一種或幾種元素滲入它的表層，以改變其化學(xué)成分、組織和性能的熱處理稱為化學(xué)熱處理。常用的化學(xué)熱處理有滲碳、滲氮、碳氮共滲、滲金屬等。5-28 （1）調(diào)質(zhì)處理后得回火索氏體組織，使心部有良好的韌性和綜合力學(xué)性能，也為最終熱處理作組織準(zhǔn)備；高頻淬火使表面得馬氏體，有高的硬度，低溫回火得回火馬氏體，既保持表面高的硬度和耐磨性，又降低淬火殘留應(yīng)力和脆性。

36、（2）應(yīng)修改熱處理工序，采用滲碳、淬火、低溫回火。第六章 低合金鋼和合金鋼 6-1 鋼按化學(xué)成分可分為非合金鋼、低合金鋼和合金鋼三類。 6-2 對力學(xué)性能影響： （1）溶于鐵素體，產(chǎn)生固溶強化。（2）與碳形成合金碳化物，起彌散強化作用。（3）細(xì)化晶粒，起細(xì)晶強化作用，并能提高合金工具鋼的熱硬性。（4）最重要的作用是提高了鋼的淬透性，保證鋼淬火能獲得馬氏體組織，起馬氏體強化作用。6-3 對工藝性能的影響：（1）一般會降低鑄造時金屬流動性，增加偏析傾向，使鑄造性能變差。（2）許多合金鋼，在鍛造時塑性降低、變形抗力增加，鍛造性能明顯下降。（3）合金元素不同，對焊接性影響不同，總的說來，合金鋼的焊接性

37、不如碳鋼。（4）合金鋼與碳鋼相比，淬透性提高，淬火變形開裂傾向增加，熱處理過熱敏感性降低。（5）合金鋼強韌性較高，切削性能一般比碳鋼差；但適量硫、磷、鉛等元素，能改善切削加工性。6-4 主要是提高強度，提高熱硬性、提高耐磨性，耐蝕性和耐熱性和熱強性。6-5 （1）按主要質(zhì)量等級分類普通質(zhì)量低合金鋼（ws0.045%，wp0.045%） 一般用途低合金鋼等。優(yōu)質(zhì)低合金鋼（w、wp比普通質(zhì)量低合金鋼低） 如可焊接高強度結(jié)構(gòu)鋼等。特殊質(zhì)量低合金鋼（ws0.020%，wp0.020%） 如低溫用低合金鋼等。（2）按主要性能和使用特性分類，可焊接的低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼、低合金耐候鋼等。6-6 表示方法同碳

38、素結(jié)構(gòu)鋼，如Q390，表示s390 Mpa的低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼。6-7 性能：強度高，塑性、韌性好，焊接性好，冷成形性好，較好的耐蝕性，較低的韌脆轉(zhuǎn)變溫度。用途：用于制造各種強度較高的工程結(jié)構(gòu)件，大型鋼結(jié)構(gòu)，一般在熱軋后經(jīng)退火或正火狀態(tài)下供應(yīng)，使用時不再進(jìn)行熱處理。如Q345用于制造各種大型船舶、鐵路車輛、橋梁、管道、壓力容器、石油儲罐、水輪機殼、起重及礦山機械、電站設(shè)備、廠房構(gòu)架等承受動載荷的各種焊接結(jié)構(gòu)件，一般金屬構(gòu)件、零件等。6-8 （1）按主要質(zhì)量等級分類：優(yōu)質(zhì)合金鋼 生產(chǎn)中要特別控制質(zhì)量和性能，如一般工程結(jié)構(gòu)用合金鋼、硅錳彈簧鋼等。特殊質(zhì)量合金鋼 生產(chǎn)中要特別嚴(yán)格控制質(zhì)量和性能，如合

39、金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼等。（2）按主要性能和使用特性分類：工程結(jié)構(gòu)用合金鋼、機械結(jié)構(gòu)用合金鋼，軸承鋼、工具鋼等。6-9 調(diào)質(zhì)處理合金結(jié)構(gòu)鋼，表面硬化合金結(jié)構(gòu)鋼和合金彈簧鋼編號為兩位數(shù)字 +元素符號+數(shù)字 （+A） 碳含量的百分?jǐn)?shù) 所含合金元素 該元素含量百分?jǐn)?shù) 硫磷含量少，質(zhì)量高如：60Si2CrA。6-10 合金工具鋼 量具刃具鋼、冷作模具鋼和熱作模具鋼的編號表示方法與合金彈簧鋼相似，差別在于：當(dāng)鋼中wC1%時，牌號前的數(shù)字表示含碳量的千分?jǐn)?shù)；當(dāng)wC=1%時，牌號前不標(biāo)出含碳量。如9SiCr。（若不與6-9題連在一起，則要復(fù)述合金彈簧鋼的編號方法。）高速工具鋼 編號表示方法與合金工具鋼相似，差

40、別是高速工具鋼的wC1%時，也不標(biāo)出數(shù)字如W18Cr4V，其wC=0.7%0.8%不標(biāo)出。6-11 Q235A：S235 Mpa的碳素結(jié)構(gòu)鋼，Q表示屈服噗，A表示質(zhì)量等級，Ws0.050%，Wp0.045%，用于拉桿、螺栓等；Q345B：S345 Mpa的低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼，B表示質(zhì)量等級，Ws0.040%，Wp0.040%，橋梁、廠房鋼架等；A3：舊牌號，對應(yīng)于Q235；16Mn：舊牌號，對應(yīng)于Q345；40Cr：WC=0.40%、WCr1.5%的合金調(diào)質(zhì)鋼，齒輪，軸等；20CrMnTi：WC=0.20%、WCr、WMn、Wti均1.5%的合金滲碳鋼，汽車齒輪、齒輪軸；38CrMoA1：WC

41、0.38%、WCr、Wmo、WA1均1.5%的合金調(diào)質(zhì)鋼，是氮化零件專業(yè)鋼，精密絲桿、精密等；60Si2Mn：WC=0.060%、WSi2%、WMn1.5%的合金彈簧鋼，板簧，卷簧等；GCr15：WC=1.0%、WCr=1.5%的軸承鋼，G表示“滾”的漢語拼音字首，套圈、滾珠等；ZGMn13-1：高錳耐磨鋼，ZG表示鑄鋼，WMn=13%，1為順序號，wC=0.90%1.5%齒板、鏟齒等。6-12 合金滲碳鋼屬于表面硬化合金結(jié)構(gòu)鋼，用以制造滲碳零件。其wC=0.10%0.25%，以保證零件心部有良好的塑性和韌性，鋼的表面經(jīng)滲碳、淬火、低溫回火后，有高的硬度和耐磨性。零件滲碳后不能直接應(yīng)用，必須淬

42、火，低溫向火后使用。6-13 合金調(diào)質(zhì)鋼又稱調(diào)質(zhì)處理合金結(jié)構(gòu)鋼，用以制造經(jīng)調(diào)質(zhì)處理的零件。其wC=0.25%0.50%，以保證零件淬火、高溫回火后，有良好的綜合力學(xué)性能。主要用作重要的齒輪、軸、曲軸、連桿等。6-14 合金彈簧鋼是用以制造彈簧零件的合金結(jié)構(gòu)鋼。WC=0.50%0.70%，以保證彈簧經(jīng)淬火、中溫回火后，具有高強度、韌性、彈性和抗疲勞破壞能力，以滿足使用要求。通過淬火，250500的中溫回火來達(dá)到使用性的要求。6-15 不可以。汽車變速齒輪承載和傳遞功率大，在換檔和汽車緊急剎車，起動時，所受沖擊力和磨擦力大，20CrMnTi在使用時經(jīng)滲碳、淬火和低溫回火，表面層為高碳回火馬氏體組織

43、，有很高的硬度和耐磨性，心部為低碳成分組織，具有好的塑性和韌性。其表層和心部性能，都是中碳鋼、中碳合金鋼經(jīng)高頻淬火后達(dá)不到的，因此不可以。6-16 軸承鋼主要用來制造各種滾動軸承的滾動體和內(nèi)、外套圈。滾動軸承在高速轉(zhuǎn)動和強烈磨擦情況下工作，承受很大的局部交變應(yīng)力，要求軸承鋼有高硬度、高耐磨性、高的彈性極限和接觸疲勞強度，足夠的韌性和耐蝕性。因此，軸承鋼含碳量較高（wC=0.95%1.15%），并加入鉻、硅、錳、鉬、釩等合金元素，以提高鋼的淬透性、彈性極限、接觸疲勞強度和耐磨性能。通過球化退火、淬火和低溫回火達(dá)到使用性能的要求。6-17 9SiCr含碳量與T9相近，但9SiCr中加入3Cr、Mn

44、、Si元素，提高了滲透性、耐回火性和熱硬性，主要是提高了熱硬性，使9SiCr壽命長。6-18 鉗工用手鋸條由T10A制造，在澆水、低溫回火后使用，燒紅后，回火馬氏體分解成非馬氏體組織，空冷后，就變軟了。機用鋸條用WT8Cr4V高速鋼制造，有高的熱硬性，燒紅后，原先的碳化物不會立即分解，回火M變成了A，由于高速鋼含有大量合金元素，淬性高，在空冷條件下仍能得到馬氏體組織，仍有高的硬度。6-19 該鋼wC=1.0%1.45%，wMn13%，當(dāng)加熱到高溫（10601100）時，碳化物全部溶于臭氏體，水冷可得到均勻單一的臭氏體，塑性、韌性好。當(dāng)使用時遇到強烈摩擦、巨大壓力和沖擊時，表面層轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，產(chǎn)

45、生加工硬化，硬度和耐磨性大大提高，而心部仍保持臭氏體良好的塑性和韌性。它在水韌狀態(tài)下使用。應(yīng)用在受強烈沖擊、巨大壓力和要求耐磨的零件，如齒板、鏟齒、球磨和*板等。6-20 9SiCrwC=0.90%、wSi、wCr均1.5%的含金刃具鋼，絲錐、扳手；W18Cr4VwC=0.70%0.80%，wW=18%，wCr40%、wV1.5%的高速工具鋼，高速切削車刀、銑工等；CrwMnwC=1.0%、wCr、wW、wMn均1.5%的合金刃具鋼，拉刀、扳牙、量規(guī)、高精度冷沖模；Cr12MoVwC1%、wCr=12%、wMo、wV均1.5%的冷作模具鋼，沖孔模、切邊模等；5CrNiMo：wC=0.5%、wC

46、r、wNi、wMo均1.5%的熱作模具鋼、大中型熱鍛模；1Cr18Ni9：wC=0.1%，wCr=18%，wNi=9%的不銹鋼，生產(chǎn)硝酸、化肥的設(shè)備零件，1Cr17wC=0.1%，wCr=17%的不銹鋼，食品加工設(shè)備、家庭用具；1Cr13wc=0.1%、wCr=13%的不銹鋼，汽輪和葉片，閥；0Cr17Ni7A1wC0.08%、wCr=17%、wNi=7%、wA11.5%的不銹鋼、彈簧、勢圈等；00Cr18Ni10NwC0.03%、wCr=18%、wNi=10%、wN1.5%的不銹鋼，化學(xué)、化肥等化工設(shè)備零件。6-21 wC=0.50%0.60%，含有Cr、Mn、Mo等合金元素，經(jīng)最終熱處理淬

47、火，回火后，可得到均勻的回火索氏體或回火托氏體組織，在高溫下有較高的強度、韌性、足夠的硬度、耐磨性，良好的熱導(dǎo)性，耐熱疲勞性，以滿足熱作模具（如熱鍛模）工作時受到較大的沖擊力、摩擦、冷熱交變熱應(yīng)力的使用要求。6-22 含碳量高，wC=0.70%1.6%，加入大量（總量大于10%）鎢、鉬、鉻、釩等合金元素，使它具有高的硬度、耐磨性和熱硬性、很好的韌性和抗彎強度的成分基礎(chǔ)。熱處理特點是淬火溫度高、回火溫度高和多次回火。淬火溫度高使碳和合金元素能較充分地溶入臭氏體中，回火溫度高使它有很好的韌性，多次回火能盡量減少殘余臭氏體和產(chǎn)生二次硬化，提高其硬度和耐磨性。此外， 火加熱時要經(jīng)過預(yù)熱，采取分級淬火或

48、等溫淬火，以減少淬火變形。6-23 Cr12鋼，高速鋼都屬于萊氏體鋼，毛坯要進(jìn)行反復(fù)鍛打，擊碎粗大的硬而脆的碳化物，使磷化物細(xì)化并均勻分布在基體上，鍛造后進(jìn)行退火，清除內(nèi)應(yīng)力，降低硬度，改善切削加工性，以利毛坯的后續(xù)加工。6-24 不銹鋼是指能抵抗大氣或其他介質(zhì)腐蝕的鋼，如1Cr18Ni9，制造生產(chǎn)硝酸、化肥等化工設(shè)備零件；1Cr13，制造汽輪機葉片、日常生活用品等。耐熱鋼是指在高溫下具有抗氧化和熱強性的鋼，如1Cr17，制造900以下耐氧化部件，散熱器，爐用部件；4Cr9Si2，制造內(nèi)燃機進(jìn)氣閥，輕負(fù)荷發(fā)動機的排氣閥。6-25 臭氏體不銹鋼的固溶處理，是將鋼加熱到10501150高溫，使碳化

49、物全部溶入臭氏體，然后水淬快冷至室溫，得到單相臭氏體組織。經(jīng)固溶處理后臭氏體不銹鋼具有高的耐蝕性，好的塑性和韌性。高溫耐磨鋼的水韌處理，是將鋼加熱到10601100高溫，碳化物全部溶于臭氏體，水冷可得到均勻單一的臭氏體，此時硬度不高、塑性、韌性好，當(dāng)使用時遇到強烈摩擦，巨大壓力和沖擊時，表面層轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，產(chǎn)生加工硬化，硬度和耐磨性大大提高，而心部仍保持臭氏體良好的塑性和韌性。一般鋼淬火，加熱是為了得到臭氏體，溫度沒這么高，水冷（或油冷）后得到馬氏體，提高強度和硬度，經(jīng)回火消除脆性，保持強韌性和硬度，以滿足零件的使用要求。6-26 磨床主軸40Cr，扳彈簧60Si2Mn，滾珠GCr15，汽車變

50、速齒輪20CrMnTi，汽輪機葉片1Cr13，酸槽1Cr18Ni9Ti。6-27 扳牙9SiCr，車刀w18Cr4V，冷沖模9Mn2V，熱擠壓模4CrWzSi醫(yī)療手術(shù)刀4Cr13。第七章 鑄鐵 7-1 鑄鐵是在凝固過程中經(jīng)歷共晶轉(zhuǎn)變，用于生產(chǎn)鑄件的鐵基合金的總稱。根據(jù)碳的存在形式，鑄鐵可分為白口鑄鐵、灰口鑄鐵和麻口鑄鐵三類。根據(jù)石墨形態(tài)不同，灰口鑄鐵又分為鑄鐵、球墨鑄鐵，可鍛鑄鐵和 墨鑄鐵四類。 7-2 優(yōu)點：良好的鑄造性、耐磨性、減摩性、減振性、切削加工性、低的缺口敏感性、制造容易、價格便宜；缺點：強度、塑性、韌性較差。原因是鑄鐵中存在石墨，石墨的強度、硬度、塑性、韌性極低，鑄鐵組織中存在石

51、墨，猶如存在空洞，對鑄鐵性能影響很大。 7-3 有三種：F+片狀G；F+P+片狀G；P+片狀G。P+片狀G組織的強度提高。 7-4 在灰鑄鐵澆注前向鐵水中加入少量原存劑（如硅鐵、硅鈣合金），得到細(xì)珠光體和細(xì)小均勻分布片狀石墨組織，稱為孕育處理。目的是提高灰鑄鐵的力學(xué)性能。 7-5 不能。因為灰鑄鐵熱處理只能改變基體組織，不能改變石墨的形狀、數(shù)量、大小和分布，而石墨對灰鑄鐵力學(xué)性能的影響是巨大的。7-6 石墨的力學(xué)性能極低，石墨的存在猶如空洞，使鑄鐵具有良好的減振性、減摩性、低的缺口敏感性、優(yōu)良的鑄造性和切削加工性。當(dāng)石墨以片狀存在時，如灰鑄鐵中，片狀石墨的尖端易造成應(yīng)力等中，使灰鑄鐵的抗拉強度

52、、塑性、韌性比鋼低很多，石墨片數(shù)量越多、尺寸越大、分布越不均勻，則灰鑄鐵力力學(xué)性能越差。當(dāng)石墨以球狀存在時，如球墨鑄鐵中，球狀石墨的割裂基體和尖口敏感作用最小，因此球墨鑄鐵的力學(xué)性能比灰鑄鐵高得多，強度與鋼接近，是鑄鐵中力學(xué)性能最高的。因絮狀石墨、 石墨形態(tài)介于片狀和球狀之間，因此，可鍛鑄鐵、蝠墨鑄鐵的力學(xué)性能介于球墨鑄鐵和灰鑄鐵之間。7-7 因為灰鑄鐵的抗壓強度、硬度與相同基體的鋼相近，但有良好的減振性、減摩性、低的缺口敏感性、優(yōu)良的鑄造性和切削加工性。符合床身支架的使用要求和加工要求。7-8 球墨鑄鐵是在鐵水澆注前，加入一定量的球化劑（稀土鎂合金等）和少量的孕育劑（硅鐵或硅鈣合金），凝固后

53、得到呈球狀石墨的鑄鐵。由于石墨球狀，對基體的割裂和類口敏感作用大大減少，力學(xué)性能比灰鑄鐵高得多。但球墨鑄鐵收縮率較大，白口傾向大，流動性稍差，故對原材料和熔煉、鑄造工藝的要求比灰鑄鐵高。7-9 球墨鑄鐵能進(jìn)行熱處理，與鋼相似。其目的有四個：退火：消除鑄造應(yīng)力，得到F基體提高塑性和韌性；正火增加珠光體數(shù)量，提高強度和耐磨性；調(diào)質(zhì)處理，得到回火S基體，獲得較高的綜合力學(xué)性能；等溫淬火，得下B基體，獲得高硬度、高強度和和較好的韌性。7-10 HT250：灰鑄鐵，b250 Mpa；QT500-7；球墨鑄鐵，b500 Mpa，7%；KTH370-12：黑心可鍛鑄鐵，b370 Mpa，12%；RuT340

54、：蠕墨鑄鐵，b340 Mpa；KTZ 550-04：b550 Mpa，4%。7-11 可鍛鑄鐵適宜制造 壁鑄件，因為可鍛鑄鐵流動性比球墨鑄鐵好，最主要的是將壁鑄件容易得到白口鑄鐵組織，是球墨鑄鐵要避免的，卻是可鍛鑄鐵需要的白口鑄鐵坯件，再經(jīng)石墨化退火可鍛鐵件。7-12 設(shè)法用于錘它們敲斷，白口鑄鐵斷口呈白色；灰鑄鐵斷口呈灰色；低碳鋼韌性好，敲不斷。7-13 車床床身：灰鑄鐵；加熱爐底板：耐熱鑄鐵；柴油機曲軸：球墨鑄鐵；軋輥：球墨鑄鐵；污水管：球墨鑄鐵；化工容器：耐蝕鑄鐵；手輪：灰鑄鐵。7-14 （1）床身鑄造后應(yīng)進(jìn)行去應(yīng)力退火，再切削加工；（2）進(jìn)行消除白口、降低硬度退火，改善切削加工性。7-

55、15 不正確。因為灰鑄鐵牌號標(biāo)示的性能，是用30mm的單鑄試樣棒加工成試樣測定的，因此壁厚為5 mm、20mm的鑄件，選用HT150制造，能達(dá)到b=150 Mpa的力學(xué)性能要求。而壁厚52 mm的鑄件，固尺寸大，力學(xué)性能下降，仍選用HT150制造，達(dá)不到b=150 Mpa，要選用HT200等性能較高的灰鑄鐵，才有可能達(dá)到b=150 Mpa的力學(xué)性能要求。第八章 有色金屬及其合金 8-1 鋁合金按其成分和工藝特點不同分為變形鋁合金（其成分在冷卻過程不發(fā)生其晶轉(zhuǎn)變）和鑄造鋁合金（其成分在冷卻過程發(fā)生其晶反應(yīng)）兩類。變形鋁合金又分為不能熱處理強化鋁合金（室溫平衡組織單相）和能熱處理強化鋁合金（室溫平衡組織為+相）。8-2 Al-Si系鑄造鋁合金應(yīng)用最廣。常用變質(zhì)處理提高其機械性能。通過變質(zhì)處理使原先粗大針狀硅晶體與固溶體組成的共晶體鑄造組織，轉(zhuǎn)變成塑性好的初晶固溶體加細(xì)粒狀共晶體組織，力學(xué)性能（又稱機械性能）顯著提高。8-3 可分為四類：防銹鋁合金，耐蝕性好，強度適中，塑性優(yōu)良，可通過冷變形進(jìn)行強化，屬于不能熱處理強化合金。以下三類屬于能熱處理強化合金，硬鋁合金，經(jīng)固溶和時效后，強度，硬度較高。超硬鋁合金，固溶時效后，強度高達(dá)600 Mpa，是強度最高的鋁合金。鍛鋁合金，力學(xué)性能與硬鋁相近，熱