機(jī)械工程材料作業(yè)及思考題大全

作業(yè)及思考題思考題1.什么是強(qiáng)度？什么是硬度？硬度與耐磨性關(guān)系如何？2.實(shí)際晶體中存在哪些晶體缺陷？它們對(duì)金屬性能有什么影響？3.試比較下列鑄造條件下(其它條件相同),鑄件晶粒的大小。金屬模澆注與砂模澆注；鑄成薄壁件與鑄成厚壁件；高溫澆注與低溫澆注；澆注時(shí)采用振動(dòng)與不采用振動(dòng)；4.什么是熱處理？有哪些常用的熱處理方法？5.什么是晶粒度？晶粒大小對(duì)力學(xué)性能的影響如何？6.根據(jù)鐵碳相圖，說明下列現(xiàn)象的原因：鐵碳合金是如何分類的？為什么鋼鐵材料能夠通過熱處理改變其組織和性能？含碳量Wc為1.0%的鋼比含碳量Wc為0.5%的鋼硬度高。在室溫下Wc為0.8%的鋼其強(qiáng)度比Wc為1.2%的鋼高。萊氏體的塑性比珠光體的塑性差。在1100℃，Wc為0.4%的鋼能進(jìn)行鍛造，Wc為4.0%的白口鐵不能鍛造。綁軋物件一般用鐵絲（鍍鋅低碳鋼絲），而起重機(jī)吊重物卻用鋼絲繩（用60、65、70、75等鋼制成）。7.什么是加工硬化？8.簡(jiǎn)述共析鋼加熱時(shí)的奧氏體化過程，并說明鋼熱處理時(shí)奧氏體化的目的。9.什么是奧氏體起始晶粒度、實(shí)際晶粒度、本質(zhì)晶粒度？10.分析過冷奧氏體各等溫冷卻轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織與性能？珠光體轉(zhuǎn)變貝氏體轉(zhuǎn)變馬氏體轉(zhuǎn)變11.什么是淬火臨界冷卻速度？12.兩個(gè)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.2％的碳鋼薄試樣，分別加熱到780℃和900℃，保溫相同時(shí)間奧氏體化后，以大于淬火臨界冷卻速度的速度冷卻至室溫。試分析：哪個(gè)溫度加熱淬火后馬氏體晶粒較粗大？哪個(gè)溫度加熱淬火后馬氏體碳含量較多？哪個(gè)溫度加熱淬火后殘余奧氏體較多？哪個(gè)溫度加熱淬火后未溶滲碳體較多？你認(rèn)為哪個(gè)溫度加熱淬火合適？為什么？13.正火與退火的主要區(qū)別是什么？生產(chǎn)中應(yīng)如何選擇？14.應(yīng)如何根據(jù)鋼的成分選擇不同的熱處理工藝來調(diào)整其切削加工性能？15.什么是回火？為什么鋼經(jīng)淬火之后必須立即回火？碳鋼常用的回火工藝有幾種，說明它們的回火溫度范圍、回火后的組織和大致硬度。16.說明常用的淬火方法及適用范圍，淬火后得到的組織是什么？17.何謂調(diào)質(zhì)鋼？為什么調(diào)質(zhì)鋼的含碳量均為中碳？合金調(diào)質(zhì)鋼中常含哪些合金元素？它們?cè)谡{(diào)質(zhì)鋼中起什么作用？18.什么是表面淬火？表面淬火適合選用那些材料？19.化學(xué)熱處理包括哪三個(gè)基本過程？20.鋼中常存元素有哪些？其作用是什么？21.為什么比較重要的結(jié)構(gòu)零件必須用合金鋼制造？與碳鋼比較，合金鋼有何優(yōu)缺點(diǎn)？22.W18Cr4V鋼淬火加熱溫度高，為什么？W18Cr4V鋼刀具在正常淬火后都要進(jìn)行560℃三次回火，又是為什么？23.機(jī)床的機(jī)身、床腳和箱體為什么宜采用灰鑄鐵制造？能否用鋼板焊接制造？試就兩者的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性作簡(jiǎn)要的比較。關(guān)于相圖Fe—Fe3C亞穩(wěn)平衡相圖如圖，要求：

填寫各相區(qū)組織指出GS、ES、PSK線的代號(hào)，并說明其含義說明S、C點(diǎn)的意義、成分及溫度，并寫出共析、共晶反應(yīng)式繪出鋼的室溫平衡組織示意圖，能用杠桿定律計(jì)算平衡組織的相對(duì)量。

相圖的應(yīng)用指出下列鋼號(hào)的種類及成份(或性能)：Q235A·F

Q390E

16Mn09MnNb

20Mn

45

65Mn

40Cr

T8MnA

T12

5CrMnMo

Cr12MoV

12CrMoV

GCr151Cr18Ni9Ti

GCr9SiMn

W18Cr4V8、共析鋼加熱奧氏體化后，欲獲得下列組織應(yīng)采取怎樣冷

卻工藝，試用冷卻曲線畫在TTT曲線上。（P、S、T、B上、B下、T+M+Ar、B下+M+Ar、M+Ar)第六章作業(yè)ST+M+ArB下M+ArPTB上B下+M+Ar10、某鋼的過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線如圖6-19所示，指出圖中各點(diǎn)處的組織11、某鋼的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線如圖6-20所示，指出該鋼按圖中(a)、(b)、(c)、(d)速度冷卻后得到的室溫組織。圖6-20圖6-19第七章作業(yè)3、指出下列零件的鍛造毛坯進(jìn)行正火的主要目的及正火后的顯微組織20鋼齒輪45鋼小軸T12鋼銼刀消除鍛造應(yīng)力；提高硬度便于切削加工；F+S消除鍛造應(yīng)力；細(xì)化晶粒、均勻組織、為淬火做準(zhǔn)備；調(diào)整硬度便于切削加工；F+S消除鍛造應(yīng)力；消除網(wǎng)狀二次滲碳體，提高塑性；S第七章作業(yè)10、指出下列零件淬火后應(yīng)采取何種回火，并說明回火后的組織和大致硬度45鋼機(jī)床主軸65Mn鋼彈簧T10鋼手鋸條高溫回火，S回，200～330HBS中溫回火，T回，35～50HRC低溫回火，M回，58～64HRC第七章作業(yè)11、比較45鋼分別加熱到700℃、750℃、840℃水冷后硬度值的高低，并說明原因。硬度由低到高：

700℃＜750℃＜840℃F+PF+AAF+PF+M+ArM+Ar700750840加熱后：水冷后：45鋼：Ac1≈724℃，Ac3≈780℃第八章作業(yè)9、根據(jù)下列零件的性能要求及技術(shù)條件選擇熱處理工藝方法，寫出簡(jiǎn)明的工藝路線，并指出在使用狀態(tài)下的顯微組織。某45鋼機(jī)床主軸，要求有良好的綜合機(jī)械性能，軸頸部分要求耐磨（50HRC～55HRC）。用20CrMnTi制作汽車傳動(dòng)齒輪，要求表面高硬度、高耐磨性（58HRC～63HRC）。鍛造→正火→粗加工→調(diào)質(zhì)→精加工

→高頻感應(yīng)加熱淬火+低溫回火→磨削鍛造→正火→粗加工→滲碳→淬火+低溫回火→噴丸→磨齒整體S回表面M回M回第十四章現(xiàn)有下列牌號(hào)的鋼材：40Cr、20、45、

65Mn、16Mn、60Si2Mn、GCr15、20CrMnTi、

T8、T12、HT150、QT600-03、Q235A、W18Cr4V試從中分別選出制造汽車齒輪、連桿、機(jī)床主軸、自行車彈簧、汽車板簧、滾動(dòng)軸承、手工鋸條、錘子、車刀（銑刀）、普通焊管、車床床身、橋梁等零件的合適材料，并制定熱處理工藝；說明所選材料的種類（按用途）、熱處理工藝的目的及熱處理后的組織。試卷一某廠倉(cāng)庫(kù)有20鋼、45鋼、T12鋼和白口鑄鐵，大小和形狀都一樣，根據(jù)所學(xué)知識(shí)，可用哪些簡(jiǎn)單方法把它們迅速區(qū)分開？請(qǐng)說明理由。60鋼經(jīng)正常淬火后得到什么組織？經(jīng)退火后得到什么組織？淬火后分別在200℃、400℃、600℃回火又得到什么組織？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。試卷二簡(jiǎn)述化學(xué)熱處理的基本過程。什么是晶粒度？晶粒大小對(duì)金屬的性能有何影響？指出下列各鋼的種類,并指明有下劃線的數(shù)字和符號(hào)的含義

。①40Cr②1Cr18Ni9Ti③GCr15

④T12A

⑤QT600-03⑥9SiCr共析鋼加熱奧氏體化后，欲獲得下列組織

應(yīng)采用怎樣的冷卻工藝？請(qǐng)用冷卻曲線畫

在TTT曲線上，并指出其熱處理工藝的名稱。

（P、S、T+M+Ar、B下、M+Ar)試為下列零件選材，并選擇熱處理工藝。

（1）連桿；

（2）手工鋸條；（3）自行車座簧；（4）銑刀

備選材料：45、T8、T12、65Mn、20CrMnTi、9SiCr、

W18Cr4V、GCr15、Cr12MoV分別用20鋼和45鋼制造齒輪各一個(gè)，要求齒面具有高的硬度和耐磨性，問應(yīng)采用何種熱處理工藝？熱處理的目的是什么？熱處理后在組織和性能上有什么不同？試卷二試卷三試為下列工具選材，并確定熱處理方式.

（1）銼刀；

（2）絲錐；

（3）滾動(dòng)軸承；4）自行車座簧

備選材料：45、T8、T12、40Cr、9SiCr、65Mn、W18Cr4V、GCr15、Cr12MoV某一用45鋼制造的零件，其加工路線如下：

鍛造→正火→粗加工→調(diào)質(zhì)→精加工

→高頻感應(yīng)加熱淬火→低溫回火→磨削說明各熱處理工序作用。制定熱處理工藝參數(shù)并畫出工藝曲線指出其在使用狀態(tài)下的顯微組織。試卷四根據(jù)Fe-Fe3C相圖，分析下列現(xiàn)象：

（1）

wC＝1.2％的鋼比wC＝0.8％的鋼強(qiáng)度低；

（2）加熱到1100℃，wC＝0.4％的鋼能進(jìn)行鍛造，

wC＝4％的鑄鐵不能鍛造；某鋼的過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線如圖所示，指出圖中各點(diǎn)處的組織試為下列零件選材，并選擇熱處理工藝。

（1）手工鋸條；（2）自行車座位彈簧；（3）連桿；（4）車刀

備選材料：20、T8、T12、40Cr、9SiCr、

65Mn、W18Cr4V、

GCr15、Cr12MoV根據(jù)下列零件的性能要求及技術(shù)條件選擇熱處理工藝方法，畫出工藝曲線，并指出其在使用狀態(tài)下的顯微組織。。

（1）用45鋼制作的某機(jī)床主軸，要求該軸有良好的綜合機(jī)械性能，其軸頸部分和軸承接觸要求耐磨（52～56HRC）

（2）用20CrMnTi制作的汽車傳動(dòng)齒輪，要求表面高硬度、高耐磨性（58～63HRC）試卷五比較異同：①S回和S②熱脆和冷脆試為下列零件選材，并選擇熱處理工藝（1）汽車齒輪；（2）機(jī)床主軸；（3）滾動(dòng)軸承；（4）銑刀備選材料：45、T8、65Mn、20CrMnTi、9SiCr、W18Cr4V、GCr15、Cr12MoV用T12鋼制造一形狀簡(jiǎn)單的工具，鍛后發(fā)現(xiàn)有嚴(yán)重的網(wǎng)狀Fe3CⅡ

同時(shí)硬度較高，不便于下一道切削加工工序，該工具最后要求硬度大于60HRC。要求：（1）設(shè)計(jì)熱處理工序，并說明其作用。

（2）制定熱處理工藝參數(shù)并畫出工藝曲線，指出其在使用狀態(tài)下的顯微組織。試卷五某鋼的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線如圖所示，指出該鋼按圖中(a)、(b)、(c)、(d