機械工程材料習(xí)題集答案

第1章材料的性能一、選擇題

1.表達金屬材料屈服強度的符號是（B）A.σB.σsC.σbD.σ-1

2.表達金屬材料彈性極限的符號是（A）A.σeB.σsC.σbD.σ-1

3.在測量薄片工件的硬度時，常用的硬度測試措施的表達符號是（B）A.HBB.HRCC.HVD.HS

4.金屬材料在載荷作用下抵御變形和破壞的能力叫（A）

A.強度B.硬度C.塑性D.彈性

二、填空

1.金屬材料的機械性能是指在載荷作用下其抵御（變形）或（破壞）的能力。

2.金屬塑性的指標(biāo)重要有（伸長率）和（斷面收縮率）兩種。

3.低碳鋼拉伸試驗的過程可以分為彈性變形、（塑性變形）和（斷裂）三個階段。

4.常用測定硬度的措施有（布氏硬度測試法）、（洛氏硬度測試法）和維氏硬度測試法。

5.疲勞強度是表達材料經(jīng)（無多次應(yīng)力循環(huán)）作用而（不發(fā)生斷裂時）的最大應(yīng)力值。三、是非題

1.用布氏硬度測量硬度時，壓頭為鋼球，用符號HBS表達。是

2.用布氏硬度測量硬度時，壓頭為硬質(zhì)合金球，用符號HBW表達。是3.金屬材料的機械性能可以理解為金屬材料的失效抗力。四、改正題

1.疲勞強度是表達在沖擊載荷作用下而不致引起斷裂的最大應(yīng)力。將沖擊載荷改成交變載荷

2.滲碳件經(jīng)淬火處理后用HB硬度計測量表層硬度。將HB改成HR

3.受沖擊載荷作用的工件，考慮機械性能的指標(biāo)重要是疲勞強度。將疲勞強度改成沖擊韌性

4.衡量材料的塑性的指標(biāo)重要有伸長率和沖擊韌性。將沖擊韌性改成斷面收縮率

5.沖擊韌性是指金屬材料在載荷作用下抵御破壞的能力。將載荷改成沖擊載荷

五、簡答題

1.闡明下列機械性能指標(biāo)符合所示的意思：σs、σ0.2、HRC、σ-1、σb、δ5、HBS。

σs:屈服強度σ0.2：條件屈服強度HRC：洛氏硬度（壓頭為金剛石圓錐）σ-1:疲勞極限σb:抗拉強度σ5：l0=5d0時的伸長率（l0=5.65s01/2）HBS:布氏硬度（壓頭為鋼球）第2章材料的構(gòu)造一、選擇題

1.每個體心立方晶胞中包具有（B）個原子A.1B.2C.3D.4

2.每個面心立方晶胞中包具有（C）個原子A.1B.2C.3D.4

3.屬于面心立方晶格的金屬有（C）A.α-Fe,銅B.α-Fe,釩C.γ-Fe,銅D.γ-Fe,釩

4.屬于體心立方晶格的金屬有（B）A.α-Fe,鋁B.α-Fe,鉻C.γ-Fe,鋁D.γ-Fe,鉻

5.在晶體缺陷中，屬于點缺陷的有（A）A.間隙原子B.位錯C.晶界D.縮孔

6.在立方晶系中,指數(shù)相似的晶面和晶向(B)A.互相平行B.互相垂直C.互相重疊D.毫無關(guān)聯(lián)7.在面心立方晶格中,原子密度最大的晶面是(C)A.(100)B.(110)C.(111)D.(122)

二、是非題

1.金屬或合金中,凡成分相似、構(gòu)造相似，并與其他部分有界面分開的均勻構(gòu)成部分稱為相。是2.在體心立方晶格中，原子排列最密的方向[111]垂直于原子排列最密的晶面（110）。非（指數(shù)相似才會互相垂直）3.單晶體具有各向同性，多晶體具有各向異性。非（晶體具有各向異性，非晶體具有各向同性）4．晶體的配位數(shù)越大，其致密度也越高。是三、填空題

1.一切固態(tài)物質(zhì)可以分為（晶體）與（非晶體）兩大類。

2.晶體缺陷重要可分為（點缺陷）,（線缺陷）和面缺陷三類。

3.晶體缺陷中的點缺陷除了置換原子尚有（間隙原子）和（空位）。

4.面缺陷重要指的是（晶界）和（亞晶界）；最常見的線缺陷有（刃型位錯）和（螺型位錯）。5.每個面心立方晶胞在晶核中實際具有（4）原子，致密度為（0.74），原子半徑為（2?a/4）。

6.每個體心立方晶胞在晶核中實際具有（2）原子，致密度為（0.68），原子半徑為（3?a/4）。7.每個密排六方晶胞在晶核中實際具有（6）原子，致密度為（0.74），原子半徑為（a/2）。四、解釋下列現(xiàn)象

1.金屬一般都是良導(dǎo)體，而非金屬一般為絕緣體。2．實際金屬都是多晶體構(gòu)造。第3章材料的凝固A純金屬的結(jié)晶

一、是非題

1.物質(zhì)從液體狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w狀態(tài)的過程稱為結(jié)晶。非(稱為凝固)

2.金屬結(jié)晶后晶體構(gòu)造不再發(fā)生變化。非

3.在金屬的結(jié)晶中，伴隨過冷度的增大，晶核的形核率N和長大率G都增大，在N/G增大的狀況下晶粒細化。是

4.液態(tài)金屬結(jié)晶時的冷卻速度越快，過冷度就越大，形核率和長大率都增大，故晶粒就粗大。非（晶粒都會細化）5.液態(tài)金屬冷卻到結(jié)晶溫度時，液態(tài)金屬中立即就有固態(tài)金屬結(jié)晶出來。非（要到理論結(jié)晶溫度如下才會有）

二、填空題

1.伴隨過冷度的增大，晶核形核率N（增大），長大率G（增大）。

2.細化晶粒的重要措施有（a、控制過冷度b、變質(zhì)處理c、振動、攪拌）。

3.純鐵在1200℃時晶體構(gòu)造為（γ-Fe），在800℃時晶體構(gòu)造為（α-Fe三、改正題

1.金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變同樣是通過金屬原子的重新排列來完畢的，故稱其為再結(jié)晶。

2.在一般狀況下，金屬結(jié)晶后晶粒越細小，則其強度越好，而塑性和韌性越差。將差改成好

四、簡答題

1.影響金屬結(jié)晶過程的重要原因是什么？答：晶核形核率和長大率

2.何謂金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變？并以純鐵來闡明。答：有些物質(zhì)在固態(tài)下其晶格類型會隨溫度變化而發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。純鐵在固態(tài)下的冷卻過程中有兩次晶體構(gòu)造變化：d-Fe?g-Fe?a-Fed-Fe、γ-Fe、α-Fe是鐵在不一樣溫度下的同素異構(gòu)體，其中d-Fe和α-Fe都是體心立方晶格，分別存在于熔點到1394℃之間及912℃如下，γ-Fe是面心立方晶格，存在于1394℃到912℃之間。3.試述晶粒大小對其機械性能有何影響？答：常溫下，晶粒越細，晶界面積越大，因而金屬強度、硬度越高，同步塑性、韌性越好。高溫下，晶界呈黏滯狀態(tài)，在外力作用下易產(chǎn)生滑動和遷移，因而細晶粒無益，但晶粒太粗，易產(chǎn)生應(yīng)力集中。因而高溫下晶粒過粗、過細都不好。B合金的結(jié)晶一、填空題

1.根據(jù)溶質(zhì)原子在溶劑晶格中分布狀況的不一樣，可將固溶體分為（置換固溶體）和（間隙固溶體）。

2.相是指合金中（成分相似）與（構(gòu)造相似）均勻一致的構(gòu)成部分。

3.合金的晶體構(gòu)造大體可以有三種類型：（固溶體），金屬化合物和（）。

4.構(gòu)成合金的（最簡樸），（最基本），（可以獨立存在）的物質(zhì)稱為組元。5．兩種元素構(gòu)成固溶體，則固溶體的晶體構(gòu)造（與構(gòu)成元素之一的晶體構(gòu)造相似）。二、改正題

1.合金中各構(gòu)成元素的原子按一定比例互相作用而生成的一種新的具有金屬特性的物質(zhì)稱為固溶體。將固溶體改成金屬化合物

2.合金元素在固態(tài)下彼此互相溶解或部分地溶解，而形成成分和性能均勻的固態(tài)合金稱為金屬化合物。將金屬化合物改成固溶體3.固溶體的強度和硬度比溶劑金屬的強度和硬度高。4.間隙固溶體和置換固溶體均可形成無限固溶體。間隙固溶體可形成有限固溶體，置換固溶體可形成無限固溶體三、簡答題

1.試述金屬中固溶體與金屬化合物的機械性能有何特點。答：固溶體的強度、硬度高，塑性、韌性低；金屬化合物具有較高的熔點、硬度和較大的脆性。

2.合金中固溶體和金屬化合物的晶體構(gòu)造有何不一樣？C鐵碳合金相圖

一、選擇題

1.鐵素體是碳溶解在（A）中所形成的間隙固溶體。

A．α-FeB．γ-FeC．δ-FeD．β-Fe

2.奧氏體是碳溶解在（B）中所形成的間隙固溶體。

A．α-FeB．γ-FeC．δ-FeD．β-Fe

3.滲碳體是一種（C）。

A．穩(wěn)定化合物B．不穩(wěn)定化合物C．介穩(wěn)定化合物D．易轉(zhuǎn)變化合物

4.在Fe-Fe3C相圖中，鋼與鐵的分界點的含碳量為（C）。

A．2％B．2.06％C．2.11％D．2.2％

5.萊氏體是一種（C）。

A．固溶體B．金屬化合物C．機械混合物D．單相組織金屬

6.在Fe-Fe3C相圖中，ES線也稱為（D）。

A．共晶線B．共析線C．A3線D．Acm線

7.在Fe-Fe3C相圖中，GS線也稱為（C）。

A．共晶線B．共析線C．A3線D．Acm線

8.在Fe-Fe3C相圖中，共析線也稱為（A）。

A．A1線B．ECF線C．Acm線D．PSK線

9.珠光體是一種（C）。

A．固溶體B．金屬化合物C．機械混合物D．單相組織金屬

10.在鐵－碳合金中，當(dāng)含碳量超過（B）后來，鋼的硬度雖然在繼續(xù)增長，但強度卻在明顯下降。

A．0.8％B．0.9％C．1.0％D．1.1％

11.一般鑄錠可由三個不一樣外形的晶粒區(qū)所構(gòu)成，其晶粒區(qū)從表面到中心的排列次序為（A）。

A．細晶粒區(qū)－柱狀晶粒區(qū)－等軸晶粒區(qū)B．細晶粒區(qū)－等軸晶粒區(qū)－柱狀晶粒區(qū)

C．等軸晶粒區(qū)－細晶粒區(qū)－柱狀晶粒區(qū)D．等軸晶粒區(qū)－柱狀晶粒區(qū)－細晶粒區(qū)

12.在Fe-Fe3C相圖中，PSK線也稱為（B）。

A．共晶線B．共析線C．A3線D．Acm線

13.Fe-Fe3C相圖中，共析線的溫度為（D）。

A．724℃B．725℃C．726℃D．727℃14.在鐵碳合金中，共析鋼的含碳量為（B）。

A．0.67％B．0.77％C．0.8％D．0.87％

二、填空題

1.珠光體是（鐵素體）和（滲碳體）混合在一起形成的機械混合物。

2.碳溶解在（α-Fe）中所形成的（固溶體）稱為鐵素體。

3.在Fe-Fe3C相圖中，共晶點的含碳量為（4.3%），共析點的含碳量為（0.77%）。

4.低溫萊氏體是（珠光體）和（共晶滲碳體）構(gòu)成的機械混合物。

5.高溫萊氏體是（共晶奧氏體）和（工晶滲碳體）構(gòu)成的機械混合物。

6.鑄錠可由三個不一樣外形的晶粒區(qū)所構(gòu)成，即（表層細晶區(qū)），（柱狀晶區(qū)）和心部等軸晶粒區(qū)。

7.在Fe-Fe3C相圖中，共晶轉(zhuǎn)變溫度是（1148℃三、改正題

1.在Fe-Fe3C相圖中,GS斜線表達由奧氏體析出二次滲碳體的開始線，稱為A3線。冷卻時鐵素體從奧氏體中析出開始、加熱時鐵素體向奧氏體轉(zhuǎn)變終了的溫度線

2.在鐵碳合金相圖中，PSK線是一條水平線（727℃），該線叫共晶線，通稱A1線。

3.過共析鋼緩冷到室溫時，其平衡組織由鐵素體和二次滲碳體構(gòu)成。4.珠光體是由奧氏體和滲碳體所形成的機械混合物，其平均含碳量為0.77%。鐵素體

5.亞共晶白口鐵緩冷到室溫時，其平衡組織由鐵素體，二次滲碳體和萊氏體構(gòu)成。珠光體

6.在亞共析鋼平衡組織中，隨含碳量的增長，則珠光體量增長，而二次滲碳體量在減少。含碳量在0.0218%～0.77%范圍內(nèi)增長

7.過共晶白口鐵緩冷到室溫時，其平衡組織由珠光體和萊氏體構(gòu)成。一次滲碳體和低溫萊氏體

8.在鐵碳合金相圖中，鋼的部分隨含碳量的增長，內(nèi)部組織發(fā)生變化，則其塑性和韌性指標(biāo)隨之提高。下降

9.在鐵碳合金相圖中，奧氏體在1148℃時，溶碳能力可達4.3%。2.11%

10.碳溶解在α-Fe中可形成的間隙固溶體稱為奧氏體，其溶碳能力在727℃時為0.0218%。鐵素體

11.在鐵碳合金相圖中，鐵素體在727℃時，溶碳能力可達2.11%。0.0218%

12.在過共析鋼中含碳量越多，則其組織中的珠光體量減少，而鐵素體量在增多。二次滲碳體13.碳溶解在γ-Fe中所形成間隙固溶體稱為鐵素體，其溶碳能力在727℃時為0.77%。奧氏體

14.亞共析鋼緩冷到室溫時，其平衡組織由鐵素體和二次滲碳體構(gòu)成。珠光體

15.奧氏體化的共析鋼緩慢冷卻到室溫時，其平衡組織為萊氏體。珠光體

16.在鐵碳合金相圖中，ES線是碳在奧氏體中的溶解度變化曲線，通稱A1四、簡答題

1.鐵碳合金中基本相有哪幾相？室溫下的基本相是什么？答：基本相有液相L高溫鐵素體相δ、鐵素體相α、奧氏體相γ和滲碳體相Fe3C室溫下的基本相是2.試分析含碳量為0.6%。鐵碳含金從液態(tài)冷卻到室溫時的結(jié)晶過程。答：3.試分析含碳量為1.2%鐵碳合金從液體冷卻到室溫時的結(jié)晶過程。答：合金在1～2點轉(zhuǎn)變?yōu)間,到3點,開始析出Fe3C。從奧氏體中析出的Fe3C稱二次滲碳體,用Fe3CⅡ表達,其沿晶界呈網(wǎng)狀分布。溫度下降,Fe3CⅡ量增長。到4點，g成分沿ES線變化到S點，余下的g轉(zhuǎn)變?yōu)镻。P534.結(jié)合Fe-Fe3C相圖指出A1、A3和Acm代表哪個線段，并闡明該線段表達的意思。答：A1為PSK水平線，即共析線，在該線溫度（727℃）下發(fā)生共析轉(zhuǎn)變A3為GS線，即γ?α固溶體轉(zhuǎn)變線Acm為ES線，即碳在γ-Fe中的固溶線

5.簡述碳鋼中碳含量變化對機械性能的影響。答：亞共析鋼隨含碳量增長，P量增長，鋼的強度、硬度升高,塑性、韌性下降.0.77%C時,組織為100%P,鋼的性能即P的性能。＞0.9%C，F(xiàn)e3CⅡ為晶界持續(xù)網(wǎng)狀，強度下降,但硬度仍上升。＞2.11%C，組織中有以Fe3C為基的Le’,合金太脆

6.寫出鐵碳相圖上共晶和共析反應(yīng)式及反應(yīng)產(chǎn)物的名稱。答：共晶:L4.3→γ2.11＋Fe3C,產(chǎn)物為奧氏體和滲碳體的機械混合物，即萊氏體。共析：γ0.77→α0.0218+Fe3C,產(chǎn)物為鐵素體和滲碳體的機械混合物，即珠光體。7.在Fe—Fe3C相圖上空白處填寫上組織。

8.簡述Fe—Fe3C相圖應(yīng)用是在哪些方面？答：鐵碳合金相圖是研究鐵碳合金最基本的工具，是研究碳鋼和鑄鐵成分、溫度、組織及性能之間關(guān)系的理論基礎(chǔ)，是制定熱加工、熱處理、冶煉和鑄造工藝的根據(jù)。五、計算題1.二塊鋼樣，退火后經(jīng)顯微組織分析，其組織構(gòu)成物的相對含量如下：

第一塊：珠光體占40%，鐵素體60%。

第二塊：珠光體占95%，二次滲碳體占5%。

試問它們的含碳量約為多少？（鐵素體含碳量可忽視不計）解：∵鐵素體含碳量忽視不計∴第一塊：C％=P面積％×0.77%=QP×0.77%=0.31%第二塊：C%=QP×0.77%+QFe3CⅡ×2.11%=0.84%2.已知鐵素體的σb=180-230MPa，δ=30%-50%，HB=50-80；珠光體的σb=770MPa，δ=20%-35%，HB=180；,試計算45鋼的硬度,抗拉強度和伸長率。解：由已知可得45鋼中Qp=58.4%，Qα=41.6%∵s混=sa?Qa+sβ?Qβ∴45鋼的σb=σb(F)×Qα+Qp×σb（P）=230×41.6%+770×58.4%=545.36MPaδ=δF×Qα+Qp×δp=0.5×41.6%+0.35×58.4%=41.24%HB=HB(F)×Qα+Qp×HB(p)=80×41.6%+180×58.4%=138.43.室溫下45鋼（含碳量0.45%）中鐵素體和珠光體的相對重量比例。解：由杠桿定理有Qp=（0.45-0.0008）/(0.77-0.0008)×100%=58.4%則Qα=100%-58.4%=41.6%4.某鍋爐鋼板，圖紙規(guī)定用20鋼制作。顯微組織觀測發(fā)現(xiàn)，組織中珠光體的量占30%，問鋼板與否符合圖紙規(guī)定。（20鋼含碳量范圍為0.17-0.23%）解：由已知可求的C%=Qp×0.77%=23%又∵20鋼含碳量范圍為0.17-0.23%∴鋼板符合圖紙規(guī)定5.用Pb-Sb合金制造軸瓦，規(guī)定其組織在共晶體上分布有10%Sb作硬質(zhì)點，試求該合金的成分和硬度，（Pb-Sb合金相圖如下所示，純Pb的硬度為HB=3，純Sb的硬度為HB=30）。溫度℃解：由已知可得↑252℃∵HB混=HBa?Qa+HBβ?Qβ∴HB=Pb11.1SbSb,%→Pb-Sb合金相圖第5章鋼的熱處理一、選擇題

1.加熱是鋼進行熱處理的第一步，其目的是使鋼獲得（B）。

A．均勻的基體組織B．均勻的A體組織C．均勻的P體組織D．均勻的M體組織

2.下列溫度屬于鋼的高、中、低溫回火溫度范圍的分別為（A）（D）（B）。

A．500℃B．200℃C．400℃D．350℃3.碳鋼的淬火工藝是將其工件加熱到一定溫度，保溫一段時間，然后采用的冷卻方式是（D）。

A．隨爐冷卻B．在風(fēng)中冷卻C．在空氣中冷卻D．在水中冷卻

4.正火是將工件加熱到一定溫度，保溫一段時間，然后采用的冷卻方式是（C）。

A．隨爐冷卻B．在油中冷卻C．在空氣中冷卻D．在水中冷卻

5.完全退火重要用于（A）。

A．亞共析鋼B．共析鋼C．過共析鋼D．所有鋼種

6.共析鋼在奧氏體的持續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變產(chǎn)物中，不也許出現(xiàn)的組織是（C）。

A．PB．SC．BD．M

7.退火是將工件加熱到一定溫度，保溫一段時間，然后采用的冷卻方式是（A）。

A．隨爐冷卻B．在油中冷卻C．在空氣中冷卻D．在水中冷卻二、是非題

1.完全退火是將工件加熱到Acm以上30～50℃，保溫一定的時間后，隨爐緩慢冷卻的一種熱處理工藝?！?/p>

2.合金元素溶于奧氏體后，均能增長過冷奧氏體的穩(wěn)定性。×

3.滲氮處理是將活性氮原子滲透工件表層，然后再進行淬火和低溫回火的一種熱處理措施?！?/p>

4.馬氏體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)的位置重要與鋼的化學(xué)成分有關(guān)，而與冷卻速度無關(guān)?！寥?、填空題

1.共析鋼中奧氏體形成的四個階段是：（奧氏體晶核形成），（奧氏體晶核長大），殘存Fe3C溶解，奧氏體均勻化。

2.化學(xué)熱處理的基本過程，均由如下三個階段構(gòu)成，即（介質(zhì)分解），（工件表面的吸?。?，活性原子繼續(xù)向工件內(nèi)部擴散。

3.馬氏體是碳在（α-Fe）中的（過飽和溶液）組織。

4.在鋼的熱處理中，奧氏體的形成過程是由（加熱）和（保溫）兩個基本過程來完畢的。

5.鋼的中溫回火的溫度范圍在（350～500℃），回火后的組織為（回火托氏體）。

6.鋼的低溫回火的溫度范圍在（150～250℃），回火后的組織為（回火馬氏體）。

7.在鋼的回火時，伴隨回火溫度的升高，淬火鋼的組織轉(zhuǎn)變可以歸納為如下四個階段：馬氏體的分解，殘存奧氏體的轉(zhuǎn)變，（鐵素體中析出Fe3C），（鐵素體多邊形化）。

8.鋼的高溫回火的溫度范圍在（500～ 650℃），回火后的組織為（回火索氏體）。

9.常見鋼的退火種類有：完全退火，（等溫退火）和（球化退火）。

10.根據(jù)共析鋼的C曲線，過冷奧氏體在A1線如下轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物類型有（P型組織），（S型組織）和馬氏體型組織。

11.材料在一定的淬火劑中能被淬透的（淬硬層深度越大）越大，表達（淬透性）越好。四、改正題

1.臨界冷卻速度是指過冷奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變的最快的冷卻速度。最小2.彈簧經(jīng)淬火和中溫回火后的組織是回火索氏體?；鼗鹜惺象w

3.低碳鋼和某些低碳合金鋼，經(jīng)球化退火后能合適提高硬度，改善切削加工。減少4.完全退火重要應(yīng)用于過共析鋼。亞共析鋼5.去應(yīng)力退火是將工件加熱到Ac3線以上ˇ，保溫后緩慢地冷卻下來地?zé)崽幚砉に嚒?0～50℃

6.減低硬度的球化退火重要合用于亞共析鋼。共析鋼和過共析鋼

7.在生產(chǎn)中，習(xí)慣把淬火和高溫回火相結(jié)合的熱處理措施稱為預(yù)備熱處理。調(diào)制處理

8.除鈷之外，其他合金元素溶于奧氏體后，均能增長過冷奧氏體的穩(wěn)定性，使C曲線左移。右移9.馬氏體硬度重要取決于馬氏體中的合金含量。含碳量10.晶粒度是用來表達晶?？沙惺茏罡邷囟鹊囊环N尺度。

11.鋼的熱處理后的最終性能，重要取決于該鋼的化學(xué)成分。組織構(gòu)造

12.鋼的熱處理是通過加熱，保溫和冷卻，以變化鋼的形狀，尺寸，從而改善鋼的性能的一種工藝措施。組織構(gòu)造

13.熱處理的加熱，其目的是使鋼件獲得表層和心部溫度均勻一致。奧氏體成分14.過共析鋼完全退火后能消除網(wǎng)狀滲碳體。球化退火15.淬火鋼伴隨ˇ回火溫度的升高，鋼的硬度值明顯減少，這種現(xiàn)象稱為回火脆性。某些范圍內(nèi)沖擊韌性16.調(diào)質(zhì)鋼經(jīng)淬火和高溫回火后的組織是回火馬氏體?；鼗鹚魇象w17.馬氏體轉(zhuǎn)變的Ms和Mf溫度線，隨奧氏體含碳量增長而上升。下降五、簡答題

1.指出下列工件正火的重要作用及正火后的組織。

（1）20CrMnTi制造傳動齒輪（2）T12鋼制造銑刀答：⑴調(diào)整硬度，便于切削加工；細化晶粒，為淬火作準(zhǔn)備；消除殘存內(nèi)應(yīng)力。正火后組織為F和S.⑵正火是為了消除網(wǎng)狀二次滲碳體，為球化退火做組織準(zhǔn)備，同步正火可增長珠光體量并細化晶粒，提高強度、硬度和塑性，并作為最終熱處理。正火后組織為索氏體。

2.用45鋼制造主軸，其加工工藝的路線為：下料——鑄造——退火——粗加工——調(diào)質(zhì)處理

試問：（1）調(diào)質(zhì)處理的作用。（2）調(diào)質(zhì)處理加熱溫度范圍。

答：⑴調(diào)制處理可以使材料具有良好的綜合力學(xué)性能，在保持較高強度的同步，具有良好的塑性和韌性。⑵500～650℃熱處理的目是什么？有哪些基本類型？答：目的是變化鋼的組織構(gòu)造，從而獲得所需要的性能。根據(jù)加熱、冷卻方式及鋼組織性能變化特點的不一樣，可分為下面幾類：⑴一般熱處理。退火、正火、淬火和回火。⑵表面熱處理。表面淬火和化學(xué)熱處理。⑶其他熱處理。真空熱處理、形變熱處理、控制氣氛熱處理、激光熱處理等。根據(jù)零件生產(chǎn)過程中所處的位置和作用，又可分為預(yù)備熱處理與最終熱處理。

4.簡述過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變組織的名稱及其性能。答：隨過冷度不一樣，過冷奧氏體將發(fā)生3種類型轉(zhuǎn)變，即珠光體轉(zhuǎn)變、貝氏體轉(zhuǎn)變和馬氏體轉(zhuǎn)變。⑴珠光體轉(zhuǎn)變根據(jù)片層厚薄不一樣可細分為珠光體、索氏體和托氏體。片間距越小，鋼的強度、硬度越高，同步塑性和韌性略有改善。⑵貝氏體轉(zhuǎn)變根據(jù)組織形態(tài)不一樣，分為上貝氏體和下貝氏體。上貝氏體強度與塑性都較低，而下貝氏體除了強度和硬度較高外，塑性、韌性也很好，即具有良好的綜合力學(xué)性能。⑶馬氏體根據(jù)組織形態(tài)可分為板條狀和針狀兩大類，高硬度是馬氏體性能的重要特點，含碳量增長硬度也提高。

5.氮化處理與滲碳處理相比有哪些特點。答：與滲碳相比，滲氮的特點是：①滲氮件表面硬度高（1000～HV）,耐磨性高，具有高的熱硬性。②滲氮件疲勞硬度高。③滲氮件變形小。④滲氮件耐蝕性好。6.什么叫退火？其重要目的是什么？答：將鋼加熱至合適溫度保溫，然后緩慢冷卻（爐冷）的熱處理工藝叫做退火。其重要目的有：①調(diào)整硬度，便于切削加工；②消除殘存內(nèi)應(yīng)力，防止在后續(xù)加工或熱處理中發(fā)生變形或開裂；③細化晶粒，提高力學(xué)性能，或未最終熱處理作組織準(zhǔn)備。

7.什么叫回火？淬火鋼為何要進行回火處理？答：回火是將淬火鋼加熱到A1如下某溫度保溫后再冷卻的熱處理工藝。為防止淬火件在放置過程中發(fā)生變形或開裂，鋼件經(jīng)淬火后應(yīng)及時進行回火。

8.什么叫淬火？其重要目的是什么？答：淬火是將鋼加熱到臨界點以上，保溫后以不小于VK的速度冷卻，使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的熱處理工藝。其目的就是為了獲得馬氏體，提高鋼的力學(xué)性能。

9.淬火鋼采用低溫或高溫回火各獲得什么組織？其重要應(yīng)用在什么場所？答：獲得回火馬氏體或回火索氏體。低溫回火重要用于處理多種工具、模具、軸承及經(jīng)滲碳和表面淬火的工件；高溫回火可用于多種重要構(gòu)造件如連桿、軸、齒輪等的處理，也可作為某些規(guī)定較高的精密零件、量具等的預(yù)備熱處理。10.指出過共析鋼淬火加熱溫度的范圍，并闡明其理由。答：溫度范圍是Ac1＋(30～60）℃。過共析鋼由于退火前通過球化退火，因此淬火后組織為細馬氏體加顆粒狀滲碳體和少許殘存奧氏體。分散分布的顆粒狀滲碳體對提高鋼的硬度和耐磨性有利。假如將過共析鋼加熱到Ａｃｍ以上，則由于奧氏體晶粒粗大、含碳量提高，使淬火后馬氏體晶粒也粗大，且殘存奧氏體量增多，這使鋼的硬度、耐磨性下降，脆性和變形開裂傾向增長。11.球化退火的目的是什么？重要應(yīng)用在什么場所？答：球化退火的目的在于減少硬度，改善切削加工性能，并為后續(xù)熱處理作組織準(zhǔn)備。重要用于共析鋼和過共析鋼。12.用10鋼制作一規(guī)定耐磨的小軸(直徑為20mm),其工藝路線為:下料---鑄造---正火---機加工---滲碳---淬火---低溫回火---磨加工。闡明各熱處理工序的目的及使用狀態(tài)下的組織。答：正火是為了調(diào)整工件硬度，便于切削加工，同步可以細化晶粒，為淬火作準(zhǔn)備，還可以消除殘存內(nèi)應(yīng)力；滲碳可以提高工件表面硬度、耐磨性及疲勞強度，同步可以保持心部良好的韌性和塑性；淬火是為了提高鋼的力學(xué)性能；低溫回火則可以保持淬火后高硬度、高耐磨性的同步，減少內(nèi)應(yīng)力，提高韌性。第6章工業(yè)用鋼

一、選擇題

1.欲要提高18－8型鉻鎳不銹鋼的強度，重要是通過（B）。

A．時效強化措施B．固溶強化措施C．冷加工硬化措施D．馬氏體強化措施

2.20CrMnTi鋼根據(jù)其組織和機械性能，在工業(yè)上重要作為一種（A）使用。

A．合金滲碳鋼B．合金彈簧鋼C．合金調(diào)質(zhì)鋼D．滾動軸承鋼

3.大多數(shù)合金元素均在不一樣程度上有細化晶粒的作用，其中細化晶粒作用最為明顯的有（C）。

A．Mn,PB．Mn,TiC．Ti,VD．V,P

4.除（A）元素外，其他合金元素溶于奧氏體后，均能增長過冷奧氏體的穩(wěn)定性。

A．CoB．CrC．MnD．Ti5.優(yōu)質(zhì)鋼的含硫量應(yīng)控制在下列（C）范圍內(nèi)。

A．0.06％～0.05％B．0.05％～0.035％C．0.035％～0.02％D．0.02％～0.015％

6.優(yōu)質(zhì)鋼的含磷量應(yīng)控制在下列（C）范圍內(nèi)。

A．0.055％～0.045％B．0.045％～0.035％C．0.035％～0.03％D．0.03％～0.02％二、是非題

1.合金元素均在不一樣程度上有細化晶粒的作用。×2.優(yōu)質(zhì)碳素構(gòu)造鋼的牌號用兩位數(shù)字來表達，如45鋼，該數(shù)字表達鋼的1/10最低抗拉強度值。×3.碳素工具鋼的牌號，如T8，T12，該數(shù)字表達鋼的最低沖擊韌性值?！?.鋼中的含硫量增長，其鋼的熱脆性增長?！?.鋼中的含磷量增長，其鋼的熱脆性增長。×三、填空題

1.高速工具鋼經(jīng)高溫淬火加多次回火后，具有很高的（強度、硬度）和很好的（塑性、韌性）。

2.不銹鋼按其金相顯微組織不一樣，常用的有如下三類：（馬氏體不銹鋼），（鐵素體不銹鋼），奧氏體型不銹鋼。四、改正題

1.高錳鋼加熱到1000-1100℃,淬火后可獲得單相馬氏體組織。過飽和單相奧氏體

2.1Cr18Ni9鋼是一種馬氏體不銹鋼。奧氏體

3.5CrNiMo鋼是合金構(gòu)造鋼。4.40Cr鋼是合金滲碳鋼。調(diào)質(zhì)鋼

5.20CrMnTi鋼是合金調(diào)質(zhì)鋼。滲碳鋼

6.GCr15是專用的合金工具鋼。滾動軸承鋼

7.1Cr13鋼是奧氏體不銹鋼。馬氏體

8.W18Cr4V鋼是不銹鋼。高速工具鋼五、簡答題

1.指出下列牌號是哪種鋼？其含碳量約多少？

20、9siCr、40Cr、5CrMnMo牌號類型含碳量20碳素構(gòu)造鋼0.2%9siCr合金工具鋼0.9%40Cr低淬性調(diào)質(zhì)鋼0.4%5CrMnMo模具鋼0.5%2.試闡明下列合金鋼的名稱及其重要用途。

W18Cr4V、5CrNiMo牌號名稱用途W(wǎng)18Cr4V高速工具鋼用于制造高速切削工具5CrNiMo熱鍛模鋼用于大型熱鍛模3.指出下列牌號是哪類鋼？其含碳量約多少？

T9A、GCr15、30、20Cr牌號類