機械工程材料-第三版-王運炎-編寫-部分課后練習-考試重點習題和答案

1、第五章.定義：馬氏體：碳在a -Fe中的過飽和固溶體，是單相的亞穩(wěn)組織。淬透性：鋼在淬火時能獲得淬硬深度的能力，它是剛才本身固有的屬性。 淬硬，性：鋼在淬火后能達到最高硬度的能力，它主要取決于馬氏體的含碳量。.熱處理加熱的目的是什么：消除毛胚中的缺陷，改善其工藝性能，為后續(xù)工藝做組織準備；更重要的是熱處理能顯著提高鋼的力學性能，從而充分發(fā)揮剛才的潛能，提高工件的使用性能和使用壽命。（得到奧氏體）.馬氏體有幾種類型性能特點如何含碳量分別為 % % % %勺鋼淬火后分別得至IJ何種馬氏體：馬氏體組織形態(tài)主要有片狀和板條狀兩種基本類型；片狀馬氏體（高碳馬氏體）硬度大，塑性，韌性差。板條狀馬氏體（低碳

2、馬氏體）有良好的塑性和韌性，有 較高的斷裂韌度和較低的韌脆轉變溫度等特點；% %;板條狀馬氏體，% %為兩種馬氏體的混合組織，為片狀馬氏體。（%以下為板條狀馬氏體，以上為片狀馬氏體）.生產(chǎn)中常用的退火方法有哪些退火的目的，加熱溫度，獲得的組織及應用含 碳% % %勺鋼，具有晶內(nèi)偏析的鑄件或鑄錠，存在內(nèi)應力的鑄件或鑄錠分別應 該采用哪種退火加熱溫度是多少得到何組織 退火分為完全退火，均勻退火，球化退火， 去應力退火；1。完全退火：主要運用于亞共析成分的碳鋼和合金鋼的鑄件，鍛件，熱軋型 材和焊接結構件。目的是細化晶粒，消除內(nèi)應力和組織缺陷，降低硬度，為隨后的切削加工和淬火做好組織準備。加熱到Ac3

3、以上30-50 C,保溫一段時間，隨爐緩慢冷卻到600c以下，在出爐在空氣中冷卻。2。球化退火：主要運用于共析或過共析成分的碳鋼和合金鋼。目的是使鋼中的碳化物球化，以降低硬度，改善切削加工性，并為淬火做好組織準備。 加熱到Ac1以上10-20 C,保溫一段時間，隨爐緩慢冷卻到 600 c以下，在出爐在空氣中冷卻。3。 均勻化退火：主要運用于合金鋼鑄錠和鑄件，目的是為了消除鑄造中產(chǎn)生的枝晶偏析，使成分均勻化。加熱到 Ac3以上150-200 C,保溫10-15h ,隨爐緩冷到350C,在出爐冷卻。4。 去應力退火：主要用于消除合金鋼鑄錠和鑄件，焊接件，冷沖壓件以及機加工工件中的殘余應力。緩慢加熱

4、到 Ac1以下100-200 C,保溫一段時間，隨爐冷卻到200c再出爐冷卻；%為完全退火， 私球化退火，具有晶內(nèi)偏析的鑄件或鑄錠為均勻退火，存在內(nèi)應力的鑄件 或鑄錠為去應力退火。.生產(chǎn)中應用的回火有哪幾種加熱溫度，獲得的組織，性能特點如何：1。低溫回火（150-250 C）低溫回火所得組織為回火馬氏體。其目的是在保持淬火鋼的高硬度和高耐磨性的前提下，降低其淬火內(nèi)應力和脆性。主要用于各種高碳的切削刃具，量具，冷和高耐磨性的前提下，降低其淬火內(nèi)應力和脆性。主要用于各種高碳的切削刃具，量具，冷沖模具，滾動軸承以及滲碳件。2。中溫回火(350-500 C)中溫回火所得組織為回火托氏體。其目的是獲得高

5、的屈強比，彈性極限和較高的韌性。主要用于各種彈簧和模具的處理。3。高溫回火(500-650 C)高溫回火所得組織為回火索氏體。習慣上，將淬火和高溫回火相結 合的熱處理稱為調(diào)質處理。其目的是獲得強度，硬度，塑性，韌性都較好的綜合力學性能。光反應運用于汽車，拖拉機，機床等的重要結構零件，如連桿，螺栓，齒輪及軸類。.機床主軸，彈簧，滾動軸承淬火后應采用哪種回火 機床主軸采用高溫回火加低溫 回火；彈簧采用中溫回火；滾動軸承采用低溫回火。.滲碳的目的，滲碳后工件表面及心部含碳量各為多少，滲碳后還應進行何種 熱處理：經(jīng)滲碳和淬火，低溫回火后，可在零件的表層和心部分別獲得高碳和低碳組織，使高碳和低碳鋼的不同

6、性能結合在一個零件上，滿足了零件的使用性能要求；表層含碳量%心部含碳量% 1。直接淬火法：淬火加低溫回火。表面：高碳回火馬氏體加殘留奧氏體。心部：低碳回火馬氏體加鐵素體。2。一次淬火法。3。二次淬火法。.正火適用于哪些鋼正火的目的是什么加熱溫度為多少冷卻方式和得到的組 織：亞共析鋼和過共析鋼；溫度一般為Ac3或Acm以上30-80 C。1。作為普通結構零件的最終熱處理。因為正火可以消除鑄造或鍛造中產(chǎn)生的過熱缺陷，細化組織，提高力學性能。2。改善低碳鋼和低碳合金鋼的切削加工性。可以使其硬度提高，從而改善切削加工性。3。作為中碳結構鋼制作的較重要零件的預備熱處理，可消除熱加工所造成的組織缺陷， 改

7、善切削加工性，提高淬火質量。4。消除過共析鋼中二次滲碳體網(wǎng)， 為球化退火做好組織準備。5。特定情況下代替淬火，回火。習題3.比較45鋼，T12鋼經(jīng)過不同熱處理后硬度值得高低，并說明其原因加熱態(tài)水冷后硬度45鋼700 C水冷F+PF+P最軟45鋼750 C水冷F+AF+M較硬45鋼840 C水冷AM最硬T12鋼700 c水冷粒斗犬PP最軟T12鋼750 c水冷A+Fe3c 粒M+A+Fe3Ct最硬T12鋼900 c水冷粗大A粗M舷多A較硬習題6.將含碳量, %勺碳鋼同時加熱到780 c進行淬火，淬火后各為什么組織哪一種鋼淬火后的耐磨性更好，為什么都是M+A+Fe3粒；T12 更好，因為Fe3粒更

8、多。習題鋼的過冷奧氏體等溫轉變曲線如圖所示，若 該剛在620 c進行等溫轉變，并經(jīng)過不同時間保溫 后，按圖示的1、2、3、4線的冷卻速度冷至室溫， 問各獲得什么組織然后再進行中溫回火，又獲得 什么組織1-M+ 殘 A 2-S+T+M+ 殘 A 3,4-S1-回 M 2-T+ 回 T 3,4-S5.畫出T8鋼的過冷奧氏體等溫轉變曲線.為獲得以下組織; :用什么冷卻方式：并在等溫轉變曲線上畫出冷卻曲線示意圖.（1）索氏體（2）托氏體+馬氏體+滕奧氏體C3）全部下貝氏體 （4）托氏體+馬氏體+下貝氏體+殘余奧氏體熱處理方式組織熱處理方式組織1IEikS2油滓T+M+%3等溫淬火女44分級淬火T+M+

9、By +%5水淬M十%U-IOM用IN腌國的零件，其11一整紋如R備看一毀是一IF.火贏帆向加謂原一格機械加工嘉鬟男施加熱猝火+幅tt回火f魯削道矍上任捂修工序的X:的及&處理后的人姓.j咎工無火目性浦陣富是應力成善切劑加工性用時均可細風端化馬粉/斤械用處理帶斑期淮備斑的品*:用可外； 小的F和調(diào)項N的胡耀性.慟悵使耕霰用較/的尊臺學性能組生：3回.高角感應加熱滓火目的:提高工件表面的翻I和耐噌柱.而右郎仍保持良好的里性刖韌性.低祖同火II向腎電內(nèi)阿力和腌代.表層堀織:M %心就飄颯;S網(wǎng),第六章1.名詞解釋：加工硬化：由于塑性變形度增加，使金屬的強度，硬度提高， 而塑性下降的現(xiàn)象叫做加工硬化

10、。冷變形加工：凡是金屬的塑性變形是在再結晶溫度下進 行的，稱為冷變形加工。在冷變形加工時，必產(chǎn)生加工硬化。熱變形加工：在再結晶溫度以上進行的塑性變形則稱為 熱變形加工。在熱變形加工時，產(chǎn)生的加工硬化可以隨時被再結晶所消除。 2,簡述冷塑性變形對金屬性能的影響：金屬材料經(jīng)冷塑性變形后，強度 和硬度顯著提高，而塑性則很快下降。變形度越大，性能的變化也越大。3.為什么重要的零件都用鍛造鋼制造：通過熱變形加工可以使金屬鑄錠 中的氣孔和疏松焊合；在溫度和壓力作用下，原子擴散速度加快，可消除部 分偏析；將粗大的柱狀晶粒與枝晶變?yōu)榧毿【鶆虻牡容S晶粒；改善夾雜物， 碳化物的形態(tài)，大小，分布，可以使金屬材料致密

11、度提高?？梢?，經(jīng)熱塑性 變形后，鋼的強度，塑性，沖擊韌性均較鑄態(tài)高。故工程上受力復雜，載荷 較大的工件大多數(shù)要通過熱變形加工來制造。第七章.指出下列鋼的類別，其中子母的含義，含碳量及合金元素含量。 Q235 20CrMnTi4560Si2MnGCr155CrMnMo9SiCr1Cr18Ni9TiW18Cr4VCr12MoV3Cr13T10A.比較滲碳鋼、調(diào)質鋼、彈簧鋼、滾動軸承鋼采用的熱處理，得到的 組織及性能。滲碳體一 淬火+低回 表面：回M+殘A 心部：回M+F表面：高強度，高耐磨性 心部：較高的強度和韌性調(diào)質鋼-淬火+高回回S具有高的綜合力學性能彈簧鋼-淬火+中回回T具有高的彈性極限和疲

12、勞強度滾動軸承-淬火+低回 極細的回M,均勻分布的碳化物和少量殘余A 具有高硬度高耐磨性，滿足軸承性能要求.某廠要制汽車齒輪、螺旋彈簧，機床主軸，滾動軸承，請在下列 材料中為這些零件選材，制定熱處理工藝，得到的組織及性能。45 60Si2Mn 20CrMnTi GCr15答：1.齒輪 20CrMnTi加工工藝：下料一鍛造一正火一機械粗加工、半精加工（內(nèi)孔及端面留磨量） 一滲碳（孔防滲）淬火、低溫回火一噴丸一校正花鍵孔一琦（heng ）（或磨） 齒表面組織高碳回火馬氏體+少量殘余奧氏體，具有高耐磨性，高疲勞強度滿足 齒面性能要求。心部低碳回火馬氏體+鐵素體，具有足夠高強度，良好塑性、韌性，滿足齒

13、輪 心部性能要求。.機床主軸 45加工工藝：備料一鍛造一正火一機械粗加工一調(diào)質一機械精加工一高頻感應 淬火與低溫回火一磨削正火得到細的鐵素體+珠光體，目的消除鍛造的組織缺陷，細化晶粒，改善切 削加工性。調(diào)質（淬火+高溫回火）目的具有良好的綜合力學性能，滿足工件高強韌性要 求。高頻感應淬火與低溫回火，使工件表面得到極細的回火馬氏體，滿足工件表 面高硬度，高耐磨性，高疲勞強度要求。.滾動軸承 GCr15預備熱處理（球化退火）得到粒狀珠光體，目的是降低鍛造后鋼的硬度以利 于切削加工，并為淬火作好組織上的準備。最終熱處理（淬火與低溫回火）得到組織應為極細的回火馬氏體、細小而均 勻分布的碳化物及少量殘余

14、奧氏體。具有高硬度，高耐磨性，滿足軸承力學 性能要求。習題4.現(xiàn)有20CrMnTi鋼制造的汽車齒輪，要求齒面硬化層6 =-1.2mm, 齒面硬度為58-62HRC,心部硬度為35-40HRC，請確定其最終熱處理方 式及最終獲得的表層和心部組織。答：加工工藝：下料一鍛造一正火一機械粗加工、半精加工（內(nèi)孔及端面留 磨量）一滲碳（孔防滲）淬火、低溫回火一噴丸一校正花鍵孔一番（heng ）（或磨）齒表面組織高碳回火馬氏體+少量殘余奧氏體，具有高耐磨性，高疲勞強度滿足 齒面性能要求。心部低碳回火馬氏體+鐵素體，具有足夠高強度，良好塑性、韌性，滿足齒輪 心部性能要求。習題3.現(xiàn)有40Cr剛制造的機床主軸，

15、心部要求良好的強韌性 （200300HBW）,軸頸處要求硬而耐磨（5458HRC）,試問.應進行哪種預備熱處理和最終熱處理.熱處理后獲得甚么組織.各熱處理工序在加工工藝路線中位置如何安排答：加工工藝：備料一鍛造一正火一機械粗加工一調(diào)質一機械精加工一高頻 感應淬火與低溫回火一磨削正火得到細的鐵素體+珠光體，目的消除鍛造的組織缺陷，細化晶粒，改善切調(diào)質（淬火+高溫回火）目的具有良好的綜合力學性能，滿 足工件高強韌性要 求。高頻感應淬火與低溫回火，使工件表面得到極細的回火馬氏體，滿足工件表 面高硬度，高耐磨性，高疲勞強度要求。習題10.高速工具鋼經(jīng)鑄造后為什么要反復鍛造高速工具鋼鑄態(tài)組織中出現(xiàn)了萊氏體，屬于萊氏體鋼。鑄造高速工具鋼的萊 氏體中，共晶碳化物經(jīng)過高溫軋制和鍛壓，可被粉碎并重新分布，但其分布 不均勻性仍不能完全消除。高速工具鋼中的碳化物偏析，將使刃具的強度、 硬度、耐磨性、熱硬性均下降，從而使刃具在使用過程中容易崩刀和磨損。 粗大而不均勻的碳化物，是不能用熱處理來消除的，只能用鍛造的方法（改 鍛），使碳化物細化并分布均勻。第八章按石墨形態(tài)不