金屬工藝學(xué)習(xí)題答案(高職)

《金屬工藝學(xué)》

習(xí)題集答案

主編王英杰

內(nèi)容簡介

本習(xí)題集及其標準答案是根據(jù)機械工業(yè)出版社出版的職業(yè)教育“十一五”規(guī)劃教材《金屬

工藝學(xué)》（王英杰主編）編寫的。

全書共n章，習(xí)題集內(nèi)容涉及：金屬材料料基礎(chǔ)知識、鋼鐵材料熱處理、鋼鐵材料、非鐵

金屬及其合金、鑄造成形、鍛壓成形、焊接成形、金屬切削加工基礎(chǔ)、切削加工工藝過程制定、

機械裝配基礎(chǔ)知識、鉗工等。本習(xí)題集及其標準答案覆蓋各章主要的知識點和基本的教學(xué)要求,

題型種類多，習(xí)題數(shù)量合理，沒有難題和怪題，便于學(xué)生復(fù)習(xí)和自學(xué)考核，也便于教師根據(jù)教

學(xué)要求進行組卷。

本習(xí)題集及其標準答案主要面向職業(yè)教育近機類各專業(yè)學(xué)生。此外，還可適合機械類專業(yè)

的職工培訓(xùn)考核。

第一單元金屬材料基礎(chǔ)知識

綜合訓(xùn)練

一、名詞解釋

1.金屬材料

金屬材料是由金屬元素或以金屬元素為主要材料構(gòu)成的，并具有金屬特性的工程材料。

2.合金

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金屬材料。

3.鋼鐵材料

以鐵或以它為主而形成的金屬材料，稱為鋼鐵材料。

4.非鐵金屬

除鋼鐵材料以外的其它金屬，都稱為非鐵金屬。

5.

鋼鐵是鐵和碳的合金。

6.力學(xué)性能

力學(xué)性能是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，如彈性、強度、硬度、塑性、韌性等。

7.強度

強度是指金屬抵抗永久變形和斷裂的能力。

8.屈服點

屈服點是指試樣在拉伸試驗過程中力不增加（保持恒定）仍然能繼續(xù)伸長（變形）時的應(yīng)力。

屈服點用符號os表示,單位為N/mm,或MPa。

9.抗拉強度

抗拉強度是指試樣拉斷前承受的最大標稱拉應(yīng)力。抗拉強度用符號。卜表示，單位為N/mm?

或MPa。

10.斷后伸長率

試樣拉斷后的標距伸長與原始標距的百分比稱為斷后伸長率，用符號6或6,表示。

11.塑性

塑性是指金屬在斷裂前發(fā)生不可逆永久變形的能力。

12.沖擊韌度

AKV或AKV與沖擊試樣斷口處的橫截面積S的比值稱為沖擊韌度，用axu或axv表示，單位是J/cm：

13.硬度

硬度是衡量金屬材料軟硬程度的一種性能指標，也是指金屬材料抵抗局部變形，特別是塑

性變形、壓痕或劃痕的能力。

14.疲勞

零件在循環(huán)載荷作用下，經(jīng)過一定時間的工作后會發(fā)生突然斷裂的現(xiàn)象稱為金屬的疲勞。

15.物理性能

物理性能是指金屬在重力、電磁場、熱力（溫度）等物理因素作用下，其所表現(xiàn)出的性能

或固有的屬性。

15.化學(xué)性能

化學(xué)性能是指金屬在室溫或高溫時抵抗各種化學(xué)介質(zhì)作用所表現(xiàn)出來的性能，它包括耐腐

蝕性、抗氧化性和化學(xué)穩(wěn)定性等。

17.工藝性能

工藝性能是指金屬材料在制造機械零件或工具的過程中，適應(yīng)各種冷、熱加工的性能，也

就是金屬材料采用某種加工方法制成成品的難易程度。

18.磁性

金屬材料在磁場中被磁化而呈現(xiàn)磁性強弱的性能稱為磁性。

19.晶體

晶體是指其組成微粒（原子、離子或分子）呈規(guī)則排列的物質(zhì)。

20.晶格

抽象地用于描述原子在晶體中排列形式的空間幾何格子，稱為晶格。

21.晶胞

組成晶格的最小幾何單元稱為晶胞。

22.單晶體

如果一塊晶體內(nèi)部的晶格位向（即原子排列的方向）完全一致，稱這塊晶體為單晶體。

23.多晶體

由許多晶粒組成的晶體稱為多晶體。

24.晶界

將任何兩個晶體學(xué)位向不同的晶粒隔開的那個內(nèi)界面稱為晶界。

25.晶粒

多晶體材料內(nèi)部以晶界分開的、晶體學(xué)位向相同的晶體稱為晶粒。

26.結(jié)晶

通過凝固形成晶體的過程稱為結(jié)晶。

27.變質(zhì)處理

變質(zhì)處理就是在澆注前，將少量固體材料加入熔融金屬液中，促進金屬液形核，以改善其

組織和性能的方法。

28.組元

組成合金最基本的、獨立的物質(zhì)稱為組元。

29.相

相是指在一個合金系統(tǒng)中具有相同的物理性能和化學(xué)性能，并與該系統(tǒng)的其余部分以界面

分開。

30.鐵素體

鐵素體是指a-Fe或其內(nèi)固溶有一種或數(shù)種其他元素所形成的晶體點陣為體心立方的固溶

體，用符號F（或a）表示。

31.奧氏體

奧氏體是指Y-Fe內(nèi)固溶有碳和（或）其它元素所形成的晶體點陣為面心立方的固溶體，常用

符號A（或丫）表示。

32.珠光體

珠光體是奧氏體從高溫緩慢冷卻時發(fā)生共析轉(zhuǎn)變所形成的，其立體形狀為鐵素體薄層和滲

碳體薄層交替重疊的層狀復(fù)相組織?；蛑楣怏w是鐵素體（軟）和滲碳體（硬）組成的機械混合物。

33.萊氏體

萊氏體是指高碳的鐵基合金在凝固過程中發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變時所形成的奧氏體和碳化物滲碳體

所組成的共晶體。

34.鐵碳合金相圖

合金狀態(tài)圖是表示在極緩慢冷卻（或加熱）條件下，不同化學(xué)成分的合金，在不同溫度下所

具有的組織狀態(tài)的一種圖形。

35.低溫萊氏體

在727C以下的萊氏體稱為低溫萊氏體（1/d）,或稱變態(tài)萊氏體。

二、填空題

1.金屬材料一般可分為鋼鐵材料材料和非鐵金屬材料兩類

2.鋼鐵材料是由Fe、C及Si、Mn、S、P等雜質(zhì)元素組成的金屬材料。

3.生鐵是由鐵礦石原料經(jīng)高爐冶煉而獲得的。高爐生鐵一般分為煉鋼生鐵和

鑄造生鐵兩種。

4.現(xiàn)代煉鋼方法主要有氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法和電弧爐煉鋼法

5.根據(jù)鋼液的脫氧程度不同，鋼可分為沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼、鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼。

6.機械產(chǎn)品的制造過程一般分為設(shè)計、制造和使用三個階段。

7.鑄錠經(jīng)過軋制最終會形成足、管材、型材、線材和其他材料等產(chǎn)品。

8.金屬材料的性能包括使用性能和工藝

9.金屬的化學(xué)性能包括耐腐蝕性性、抗氧化性性和化學(xué)穩(wěn)定性

10.鐵和銅的密度較大，稱為重金屬;鋁的密度較小，則稱為輕金屬。

11。洛氏硬度按選用的總試驗力及壓頭類型的不同，常用的標尺有d—、B和C。

12.500HBW5/750表示用直徑為材質(zhì)為硬質(zhì)合金的壓頭,在750kgf(7.355

kN)壓力下，保持10秒,測得的布氏硬度值為500

13.沖擊吸收功的符號是AKU或AKV,其單位為焦爾(J)

14.填出下列力學(xué)性能指標的符號：屈服點5、洛氏硬度A標尺HRA、斷

后伸長率—8.5—、斷面收縮率(P—、對稱彎曲疲勞強度bT

15.根據(jù)金屬材料在磁場中受到磁化程度的不同，金屬材料可分為：鐵磁性材料、順

磁性材料和抗磁性

16.使用性能包括力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能。

17.疲勞斷裂的過程包括微裂紋形成、裂紋擴展和斷裂

18.晶體與非晶體的根本區(qū)別在于原子排列是否規(guī)則

19.金屬晶格的基本類型有體心立方晶格、面心立方晶格與密排六方晶格三種。

20.實際金屬的晶體缺陷有點缺陷、線缺陷、面缺陷三類。

21.金屬材料的結(jié)晶過程是一個晶核形成和晶核長大的過程。

22.金屬材料結(jié)晶的必要條件是過冷，金屬的實際結(jié)晶溫度不

23.金屬材料結(jié)晶時冷卻速度越大,過冷度越大，金屬材料的實際結(jié)晶

24.金屬材料的晶粒愈細小，其強度、硬度越高，塑性、韌性也越好

25.合金的晶體結(jié)構(gòu)分為固溶體、金屬化合物與機械混合物

26.根據(jù)溶質(zhì)原子在溶劑晶格中所占據(jù)的位置不同，固溶體可分為間隙固溶體和置換

固溶體

27.大多數(shù)固溶體只能有限固溶，且溶質(zhì)在溶劑中的溶解度隨著溫度升高而遑氤。

28.在金屬鑄錠中，除存在組織不均勻外，還常有縮孔、氣孔、偏析及夾雜等缺陷。

29.金屬鑄錠分為鋼錠模鑄錠和連續(xù)鑄錠。

奧氏體A；鐵素體F；滲碳體Fe3c；珠光體P；高溫萊氏體Ld；低

溫萊氏體L'd

31.珠光體是由F和Fe3c組成的機械混合物。

32.萊氏體是由A和Fe3c組成的機械混合物。

33.奧氏體在1148℃時碳的質(zhì)量分數(shù)可達21返，在727℃時碳的質(zhì)量分數(shù)為0.77%。

34.根據(jù)室溫組織的不同，鋼又分為亞析鋼,其室溫組織為F和Fe3c；共析

鋼，其室溫組織為P；過共析鋼,其室溫組織為P和FesCn。

35.碳的質(zhì)量分數(shù)為0.77%的鐵碳合金稱為共析鋼,當加熱后冷卻到5點（727℃）

時會發(fā)生共析轉(zhuǎn)變,從奧氏體中同時析出F和Fe3c的混合物,稱為P。

36.奧氏體和滲碳體組成的共晶產(chǎn)物稱為Ld,其碳的質(zhì)量分數(shù)為4.3%

37.亞共晶白口鑄鐵碳的質(zhì)量分數(shù)為2.11%<WC<4.3%,其室溫組織為P+L'd+FesCn。

38.亞共析鋼碳的質(zhì)量分數(shù)為0.0218%<Wc<0.77,其室溫組織為F+P

39.過共析鋼碳的質(zhì)量分數(shù)為0.77%<WcO2.11,其室溫組織為P+FesCn

40.過共晶白口鑄鐵的碳的質(zhì)量分數(shù)為4.3%<Wc<6.69,其室溫組織為L'd+Fe3cl。

三、選擇題

1.拉伸試驗時，試樣拉斷前能承受的最大標稱應(yīng)力稱為材料的B。

A屈服點；BC

2.測定淬火鋼件的硬度，一般常選用BL

ABC

3.做疲勞試驗時，試樣承受的載荷為

ABC

4.金屬抵抗永久變形和斷裂的能力，稱為C

5.金屬材料的B

ABC

6.鐵素體為A晶格,奧氏體為B晶格,滲碳體為D

ABCD

7.鐵碳合金相圖上的ES線，用代號Am表示,PSK線用代號Ai表示。

AAl；BACIDCA3

8.鐵碳合金相圖上的共析線是PSK線,共晶線是ECF線

AECF線；BACD線；CPSK

四、判斷題

1.鋼和生鐵都是以鐵碳為主的合金。（對）

2.高爐煉鐵的過程是使氧化鐵還原，獲得純生鐵的過程。（錯）

3.用鎰鐵、硅鐵和鋁粉進行充分脫氧后，可獲得鎮(zhèn)靜鋼。（對）

4.電弧爐主要用于冶煉高質(zhì)量的合金鋼。（對）

5.合金的熔點取決于它的化學(xué)成分。（對）

6.1kg鋼和1kg鋁的體積是相同的。（錯）

7.熱導(dǎo)性差的金屬材料，加熱和冷卻時會產(chǎn)生較大的內(nèi)外溫度差，導(dǎo)致內(nèi)外金屬材料不同

的膨脹或收縮，產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，從而使金屬材料變形，甚至產(chǎn)生開裂。（對）

8.金屬材料的電阻率越大，電導(dǎo)性越好。（錯）

9.所有的金屬材料都具有磁性，能被磁鐵所吸引。（錯）

10.塑性變形能隨載荷的去除而消失。（錯）

11.所有金屬材料在拉伸試驗時都會出現(xiàn)顯著的屈服現(xiàn)象。（錯）

12.作布氏硬度試驗時，當試驗條件相同時;壓痕直徑越小，則材料的硬度越低。（錯）

13.洛氏硬度值是根據(jù)壓頭壓入被測材料的殘余壓痕深度增量來確定的。（對）

14.小能量多次沖擊抗力的大小主要取決于材料的強度高低。（對）

15.純鐵在780℃時為面心立方結(jié)構(gòu)的丫-Fe。（錯）

16.實際金屬的晶體結(jié)構(gòu)不僅是多晶體，而且還存在著多種缺陷。（對）

17.純金屬的結(jié)晶過程是一個恒溫過程。（對）

18.固溶體的晶格仍然保持溶劑的晶格。（對）

19.間隙固溶體只能為有限固溶體，置換固溶體可以是無限固溶體。（對）

20.金屬鑄錠中其柱狀晶粒區(qū)的出現(xiàn)主要是因為金屬鑄錠受垂直于模壁散熱方向的影響。

（對）

21.單晶體在性能上沒有明顯的方向性。（錯）

22.同素異晶轉(zhuǎn)變是一個相變過程，有恒定的轉(zhuǎn)變溫度，發(fā)生晶格類型變化。（對）

23.金屬化合物的特性是硬而脆,萊氏體的性能也是硬而脆,故萊氏體屬于金屬化合物。（錯）

24.滲碳體碳的質(zhì)量分數(shù)是6.69%。（對）

25.Fe-Fe3c相圖中，As溫度是隨著碳的質(zhì)量分數(shù)增加而上升的。（錯）

26.碳溶于a-Fe中所形成的間隙固溶體，稱為奧氏體。（錯）

27.鐵素體在770℃（居里點）有磁性轉(zhuǎn)變，在770℃以下具有鐵磁性，在770℃以上則失去

鐵磁性。（對）

五、簡答題

1.煉鐵的主要原料有哪些？

答：煉鐵的爐料主要是鐵礦石（FesO。、燃料（焦炭）和熔劑（石灰石）。

2.煉鋼的主要原料有哪些？

答：煉鋼是以生鐵（鐵液或生鐵錠）或廢鋼為主要原料，再加入熔劑（石灰石、螢石）、氧

化劑(。2、鐵礦石)和脫氧劑(鋁、硅鐵、銃鐵)等進行冶煉。

3.鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼之間有何差異？

答：鎮(zhèn)靜鋼是脫氧完全的鋼。鋼水冶煉后期用鎰鐵、硅鐵和鋁塊進行充分脫氧，鋼水在鋼

錠模內(nèi)平靜地凝固。這類鋼錠化學(xué)成分均勻，內(nèi)部組織致密，質(zhì)量較高。但由于鋼錠頭部形成

相當深的縮孔，軋制時被切除，鋼材浪費較大。

沸騰鋼是指脫氧不完全的鋼。鋼水在冶煉后期僅用鎰鐵進行不充分的脫氧。鋼水澆入鋼錠

模后，鋼水中的Feo和碳相互作用，脫氧過程仍在進行(FeO+C-Fe+COt),生成的CO氣體，引

起了鋼水沸騰現(xiàn)象。凝固時大部分氣體逸出，少量氣體被封閉在鋼錠內(nèi)部，形成許多小氣泡。

這類鋼錠不產(chǎn)生縮孔，切頭浪費小。但是，鋼的化學(xué)成分不均勻，組織不夠致密，質(zhì)量較差。

4.畫出低碳鋼力一

答：從完整的拉伸試驗和力——伸長曲線可以看出，試樣從開始拉伸到斷裂要經(jīng)過彈性變

形、屈服階段、變形強化階段、縮頸與斷裂。

5.采用布氏硬度試驗測定試樣的硬度值有哪些特點？

答：布氏硬度試驗的特點是試驗時金屬材料表面壓痕大，能在較大范圍內(nèi)反映被測材料的

平均硬度，測得的硬度值比較準確，數(shù)據(jù)重復(fù)性強。但由于其壓痕較大，對金屬表面的損傷較

大，不宜測定太小或太薄的試樣。通常布氏硬度適合于測定有色金屬、灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球

墨鑄鐵及經(jīng)退火、正火、調(diào)質(zhì)處理后的各類鋼材。

6.有一鋼試樣，其原始直徑為10mm,原始標距長度為50mm,當載荷達到18.84kN時試樣產(chǎn)生

屈服現(xiàn)象；載荷加至36.llkN時，試樣產(chǎn)生頸縮現(xiàn)象，然后被拉斷；拉斷后試樣標距長度為73mm,

斷裂處直徑為6.7mm,求試樣的。一°八6§和夕。

解:由題中條件及計算公式得

。產(chǎn)F/S0=18840/(3.14*1074)=240(N/mm2)

2

ob=Fb/S?=36110/(3.14*1074)=460(N/mm)

85=(Li-Lo)/LoX100%=(73-50)/50=46%

2

(p=(So-Si)/SoX100%={(3.14*1074)-(3.14*6.774)}/(3.14*10/4)

=(100-44.89)/100=55.11%

2

答:試樣的。s=240(N/mm)>ab=460(N/mrn?)、6-46%,夕=55.11%。

7.什么是過冷現(xiàn)象和過冷度?過冷度與冷卻速度有什么關(guān)系？

答：金屬在實際結(jié)晶過程中，從液態(tài)必須冷卻到理論結(jié)晶溫度(T。)以下才開始結(jié)晶，這種

現(xiàn)象稱為過冷。理論結(jié)晶溫度T。和實際結(jié)晶溫度「之差稱為過冷度。金屬結(jié)晶時的過冷度

并不是一個恒定值，而是與冷卻速度有關(guān)，冷卻速度越大，過冷度就越大，金屬的實際結(jié)晶溫

度也就越低。

8.金屬的結(jié)晶是怎樣進行的？

答：液態(tài)金屬在達到結(jié)晶溫度時，首先形成一些極細小的微晶體，稱為晶核。隨著時間的

推移，已形成的晶核不斷長大。與此同時，又有新的晶核形成、長大，直至液態(tài)金屬全部凝固。

9.何為金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變？

答：金屬在固態(tài)下由一種晶格轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N晶格的轉(zhuǎn)變過程，稱為同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變或稱同素

異晶轉(zhuǎn)變。

10.與純金屬結(jié)晶過程相比，合金的結(jié)晶過程有何特點？

答：(1)純金屬結(jié)晶是在恒溫下進行，只有一個臨界點(或結(jié)晶溫度)。而合金則絕大多數(shù)是

在一個溫度范圍內(nèi)進行結(jié)晶，結(jié)晶的開始溫度與終止溫度不相同，有兩個臨界點(或結(jié)晶溫度)。

(2)合金在結(jié)晶過程中，在局部范圍內(nèi)相的化學(xué)成分(即濃度)有變化，當結(jié)晶終止后，整

個晶體的平均化學(xué)成分與原合金的化學(xué)成

(3)合金結(jié)晶后不是單相，一般有三種情況：單相固溶體；單相金屬化合物或同時結(jié)晶出兩

相機械混合物(如共晶體)；結(jié)晶開始形成單相固溶體(或單相化合物)，剩余液體又同時結(jié)晶出

兩相機械混合物(如共晶體)。

在柱狀晶粒區(qū)，兩排柱狀晶粒相遇的接合面上存在著脆弱區(qū)，此區(qū)域常有低熔點雜質(zhì)及非

金屬

11.簡述碳的質(zhì)量分數(shù)為0.4%和1.2%

答：對于碳的質(zhì)量分數(shù)為0.4的鐵碳合金，由液態(tài)冷至AC線時，開始結(jié)晶出奧氏體(A)；溫

度下降奧氏體(A)增多，液體減少；溫度降至AE線時，液體消失，液體全部結(jié)晶為奧氏體(A)；

當溫度降至GS線時，從奧氏體中析出鐵素體(F)；降至PSK線時，剩余奧氏體發(fā)生共析轉(zhuǎn)變，生

成珠光體(P);溫度降至PSK線以下時，組織基本無變化，組織為鐵素體和珠光體(F+P)。

對于碳的質(zhì)量分數(shù)為1.2的鐵碳合金，由液態(tài)冷至AC線時，開始結(jié)晶出奧氏體(A)；溫度下

降奧氏體(A)增多，液體減少；溫度降至AE線時，液體消失，液體全部結(jié)晶為奧氏體(A)；當

溫度降至ES線時，從奧氏體中析出二次滲碳體(FesCn)；降至PSK線時，剩余奧氏體發(fā)生共析轉(zhuǎn)

變，生成珠光體(P);溫度降至PSK線以下時，組織基本無變化，組織為鐵素體和珠光體(Fe3cH

+P)o

12.把碳的質(zhì)量分數(shù)為0.45%的鋼和白口鑄鐵都加熱到高溫(1000℃?1200℃),能否進行鍛

造?為什么？

答：把碳的質(zhì)量分數(shù)為0.45%的鋼加熱到高溫(1000C?1200C)時，能進行鍛造。由鐵碳狀

態(tài)圖可知，此時鋼處于奧氏體(A),塑性好，因此，能進行鍛造。

把白口鑄鐵加熱到高溫(1000℃?1200℃)時，不能進行鍛造。第一，白口鑄鐵，塑性差;

第二，由鐵碳狀態(tài)圖可知，白口鑄鐵加熱到高溫(1000℃?1200℃)時，發(fā)生了局部熔化現(xiàn)象,

因此，白口鑄鐵不能進行鍛造。

六、課外調(diào)研與觀察

1.觀察你周圍的工具、器皿和機械設(shè)備等，分析其制造材料的性能與使用要求的關(guān)系。

答：首先應(yīng)根據(jù)工具或設(shè)備的使用要求確定性能指標，然后再根據(jù)性能指標在可用的材料

中選擇若干個符合性能指標要求的材料，最后進行綜合評定，最終確定所需材料。

2.通過學(xué)習(xí)與查閱資料，相互探討一下材料的宏觀表現(xiàn)與微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系。

答：材料的宏觀表現(xiàn)與微觀結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系?？梢哉f，材料的微觀結(jié)構(gòu)決定其宏觀性能表

現(xiàn)，如活性碳、石墨、金剛石都是由碳原子組成，但其微觀晶體結(jié)構(gòu)不同，所以表現(xiàn)出的宏觀

性能截然不同。另外，即使是同一材料，其微觀組織不同，也會導(dǎo)致其宏觀性能的不同。

3.你能區(qū)分生活中遇到的鋼件與鑄鐵件嗎?思考一下，有幾種方法可以區(qū)分？

答：可以。有聲音鑒定方法、火花鑒定方法、金相顯微組織分析法、拉伸試驗分析法、化

學(xué)成分分析法、光譜分析法等。

第二單元鋼鐵材料熱處理

綜合訓(xùn)練

一、名詞解釋

1.熱處理

熱處理是采用適當?shù)姆绞綄饘俨牧匣蚬ぜM行加熱、保溫和冷卻以獲得預(yù)期的組織結(jié)構(gòu)

與性能的工藝。

2.等溫轉(zhuǎn)變

等溫轉(zhuǎn)變是指工件奧氏體化后，冷卻到臨界點以下的某一溫度區(qū)間內(nèi)等溫保持時，過冷奧

氏體發(fā)生的相變。

3.連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變

連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變是指工件奧氏體化后以不同冷速連續(xù)冷卻時過冷奧氏體發(fā)生的相變。

4.馬氏體

馬氏體是碳或合金元素在a-Fe中的過飽和固溶體。

5.退火

鋼的退火是將工件加熱到適當溫度，保持一定時間，然后緩慢冷卻的熱處理工藝。

6.正火

正火是指工件加熱奧氏體化后在空氣中冷卻的熱處理工藝。

7.淬火

鋼的淬火是指工件加熱奧氏體化后以適當方式冷卻獲得馬氏體或（和）貝氏體組織的熱處理

工藝。

8.回火

回火是指工件淬硬后，加熱到Ac1以下的某一溫度，保溫一定時間，然后冷卻到室溫的熱處

理工藝。

9.表面熱處理

表面熱處理是為改變工件表面的組織和性能，僅對其表面進行熱處理的工藝。

10.滲碳

為提高工件表層碳的質(zhì)量分數(shù)并在其中形成一定的碳含量梯度，將工件在滲碳介質(zhì)中加熱、

保溫，使碳原子滲入的化學(xué)熱處理工藝稱為滲碳。

11.

在一定溫度下于一定介質(zhì)中，使氮原子滲入工件表層的化學(xué)熱處理工藝稱為滲氮，又稱氮

化。

二、填空題

1.整體熱處理分為退火、正火、淬火和回火

2.根據(jù)加熱方法的不同，表面淬火方法主要有：感應(yīng)加熱表面淬火、火焰加熱表

面淬火、電接觸加熱表面淬火、電解液加熱

3.化學(xué)熱處理方法很多，通常以滲入元素命名，如滲碳、滲氮、碳氮共滲和滲硼等。

4.熱處理工藝過程由加熱、保溫和冷卻

5.共析鋼在等溫轉(zhuǎn)變過程中，其高溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物有：_比_、S和T

6.貝氏體分上貝氏體和下貝氏體

7.淬火方法有：單介質(zhì)淬火、雙介質(zhì)淬火、馬氏體分級淬火和貝氏體等溫

8.常用的退火方法有：完全退火、球化退火和去應(yīng)力退火

9.常用的冷卻介質(zhì)有水、油、空氣

10.感應(yīng)加熱表面淬火，按電流頻率的不同，可分為高頻感應(yīng)加熱表面淬火、中頻感應(yīng)加

熱表面淬火和工頻感應(yīng)加熱表面淬火三種。而且感應(yīng)加熱電流頻率越高，淬硬層越淺

11.按回火溫度范圍可將回火分為」￡溫一回火、中溫回火和高溫

12.化學(xué)熱處理是由分解、吸附和擴散

13.根據(jù)滲碳時介質(zhì)的物理狀態(tài)不同，滲碳方法可分為氣體滲碳、液體滲碳和固體滲

三、選擇題

1.過冷奧氏體是c溫度下存在,尚未轉(zhuǎn)變的奧氏體。

A.Ms；B.Mf；C.A,

2.過共析鋼的淬火加熱溫度應(yīng)選擇在A,亞共析鋼則應(yīng)選擇在C

A.Aci+30℃~50℃；B.Ac.以上；C,Ac3+30℃~50

3.調(diào)質(zhì)處理就是C

A.淬火+低溫回火；B.淬火+中溫回火；C.淬火+

4.化學(xué)熱處理與其他熱處理方法的基本區(qū)別是C

A.加熱溫度；B.組織變化；C.

5.零件滲碳后，一般需經(jīng)A處理,才能達到表面高硬度和

A.+低溫回火；B.C.

i.淬火后的鋼，隨回火溫度的增高，其強度和硬度也增高。（錯）

2.鋼中碳的質(zhì)量分數(shù)越高，其淬火加熱溫度越高。（錯）

3.高碳鋼可用正火代替退火，以改善其切削加工性。（錯）

4.奧氏體形成后，隨著加熱溫度的升高，保溫時間的延長，奧氏體晶粒將會長大。（對）

5.淬火鋼經(jīng)中溫回火后獲得的組織為回火索氏體（F）。（錯）

五、簡答題

1.指出Aci、Acs、AC?An、An、Ar”及Ai、A3、AM

答：它們之間的關(guān)系是：Ari<Ai<Aci；Ar3VA3VAe3;Arc?<A?<Ac。.。

2.簡述共析鋼過冷奧氏體在Ai?M

答：共析鋼過冷奧氏體在Ai?Mf溫度之間，不同溫度等溫時的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物及性能見下表

轉(zhuǎn)變產(chǎn)物硬度

轉(zhuǎn)變溫度范圍過冷程度轉(zhuǎn)變產(chǎn)物代表符號組織形態(tài)層片間距

（HRC）

A1?650c小珠光體P粗片狀約0.3即1<25

650℃―600℃中索氏體S細片狀0.l~0.3pm25-35

600℃―550℃較大托氏體T極細片狀約0.1即35-40

550℃―350℃大上貝氏體B上羽毛狀-40-45

350℃?此更大下貝氏體B下針葉狀-45-50

-

Ms?Mf最大馬氏體M板條狀40左右

Ms?Mf最大馬氏體M雙凸透鏡狀->55

3.奧氏體、過冷奧氏體與殘余奧氏體三者之間有何區(qū)別?

答：奧氏體存在Ai溫度之上，過冷奧氏體存在Ai溫度之下，殘余奧氏體存在Ms溫度之下。

4.

答：完全退火、球化退火與去應(yīng)力退火在加熱溫度、室溫組織和應(yīng)用的區(qū)別見下表

退火工藝名稱加熱規(guī)范室溫組織工藝應(yīng)用范圍

完全退火在Ac3N上珠光體+鐵素體亞共析鋼

球化退火在Aa之上球狀珠光體共析鋼和過共析鋼

去應(yīng)力退火在Aci之下無組織變化所有鋼材

5.

答：正火主要適用于低碳鋼，冷卻方式為空氣冷卻；退火主要適用中碳鋼和高碳鋼，冷卻

方式為爐內(nèi)冷卻。

6.今有經(jīng)退火后的45鋼，室溫組織為F+P,分別加熱到700℃、760℃>840℃加熱，保溫一

答:在700℃加熱，保溫一段時間后水冷，所得到的組織各是F+P；在760℃加熱，保溫一

段時間后水冷，所得到的組織各是F+M；在840℃加熱，保溫一段時間后水冷，所得到的組織各

是M。

7.

淬火的目的主要是使鋼件得到馬氏體（和貝氏體）組織，提高鋼的硬度和強度，與適當?shù)幕?/p>

火工藝相配合，更好地發(fā)揮鋼材的性能潛力。

亞共析鋼淬火加熱溫度為Acs以上30C?50℃,因為在此溫度范圍內(nèi)，可獲得全部細小的奧

氏體晶粒，淬火后得到均勻細小的馬氏體。若加熱溫度過高，則引起奧氏體晶粒粗大，使鋼淬

火后的性能變壞；若加熱溫度過低，則淬火組織中尚有未溶鐵素體，使鋼淬火后的硬度不足。

共析鋼和過共析鋼淬火加熱溫度為Ac1以上30℃?50℃,此時的組織為奧氏體加滲碳體顆

粒，淬火后獲得細小馬氏體和球狀滲碳體，能保證鋼淬火后得到高的硬度和耐磨性。如果加熱

溫度超過Ac.將導(dǎo)致滲碳體消失，奧氏體晶粒粗化，淬火后得到粗大針狀馬氏體，殘余奧氏體

量增多，硬度和耐磨性降低，脆性增大；如果淬火溫度過低，可能得到非馬氏體組織，則鋼的

回火的目的是消除和減小內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定組織，調(diào)整性能，以獲得較好的強度和韌性配合。

淬火鋼的組織主要由馬氏體和少量殘余奧氏體組成（有時還有未溶碳化物），其內(nèi)部存在很大的

內(nèi)應(yīng)力，脆性大，韌性低，一般不能直接使用，如不及時消除，將會引起工件的變形，甚至開

裂。

9.

答：常見的三種回火方法所獲得的室溫組織、性能及其應(yīng)用見下表

回火工藝室溫組織性能應(yīng)用

低溫回火回火馬氏體高硬度和耐磨性，塑性和韌性低刃具、量具、滾動軸承等

中溫回火回火托氏體硬度適中，彈性高彈性零件等

高溫回火回火索氏體硬度適中，塑性和韌性好軸、連桿、齒輪、螺栓等

10.

答：滲碳的目的是提高工件表層碳的質(zhì)量分數(shù)并在其中形成一定的碳含量梯度。滲碳后的

工件，都要進行淬火和低溫回火，目的是為了使工件表面獲得高的硬度（56?64HRC）、耐磨性和

疲勞強度，而心部仍保持一定的強度和良好的韌性。

11.用低碳鋼（20鋼）和中碳鋼（45鋼）制造齒輪，為了獲得表面具有高硬度和高耐磨性，

心部具有一定的強度和韌性，各需采取怎樣的熱處理工藝？

答：對于低碳鋼制造的齒輪，為了使齒輪獲得表面具有高硬度和高耐磨性，其心部具有一

定的強度和韌性，需采取滲碳一淬火一低溫回火熱處理工藝。

對于中碳鋼制造的齒輪，為了使齒輪獲得表面具有高硬度和高耐磨性，其心部具有一定的

強度和韌性，需采取表面淬火一低溫回火熱處理工藝。

六、課外討論題

通過相互交流和討論，談?wù)劅崽幚碓谌粘Ｉ詈蜕a(chǎn)中的應(yīng)用，必要時可通過生活用品和

生產(chǎn)中的實際零件為實例，對其材質(zhì)、熱處理工藝及其所需性能進行綜合分析，以提高自己對

實際問題的分析能力，并加深對所學(xué)知識的理解。

第三單元鋼鐵材料

綜合訓(xùn)練

一、名詞解釋

1.熱脆

金屬在高溫時出現(xiàn)脆裂的現(xiàn)象，稱為“熱脆”。

2.冷脆

磷在室溫下使鋼的塑性和韌性急劇下降，產(chǎn)生低溫脆性，這種現(xiàn)象稱為冷脆。

3.普通質(zhì)量非合金鋼

普通質(zhì)量非合金鋼是指對生產(chǎn)過程中控制質(zhì)量無特殊規(guī)定的一般用途的非合金鋼。

4.優(yōu)質(zhì)非合金鋼

優(yōu)質(zhì)非合金鋼是指除普通質(zhì)量非合金鋼和特殊質(zhì)量非合金鋼以外的非合金鋼。

5.

特殊質(zhì)量非合金鋼是指在生產(chǎn)過程中需要特別嚴格控制質(zhì)量和性能的非合金鋼。

6.合金元素

為了改善鋼的某些性能或使之具有某些特殊性能，在煉鋼時有意加入的元素，稱為合金元

素。

7.合金鋼

含有一種或數(shù)種有意添加的合金元素的鋼，稱為合金鋼。

8.耐回火性

淬火鋼件在回火時抵抗軟化的能力，稱為耐回火性（或回火穩(wěn)定性）。

9.二次硬化

鐵碳合金在一次或多次回火后提高其硬度的現(xiàn)象稱為二次硬化。

10.不銹鋼

不銹鋼是指用來抵抗大氣腐蝕或能抵抗酸、堿、鹽等化學(xué)介質(zhì)腐蝕的鋼。

11.耐熱鋼

耐熱鋼是指在高溫下不發(fā)生氧化，并且有較高熱強性的鋼。

12.白口鑄鐵

碳主要以游離碳化鐵形式出現(xiàn)的鑄鐵，斷口呈銀白色，故稱為白口鑄鐵。

13.可鍛鑄鐵

白口鑄鐵通過石墨化或氧化脫碳退火處理，改變其金相組織或成分而獲得的有較高韌性和

塑性的鑄鐵，稱為可鍛鑄鐵。

14.灰鑄鐵

碳主要以片狀石墨形式析出的鑄鐵，斷口呈灰色，故稱為灰鑄鐵。

15.球墨鑄鐵

鐵液經(jīng)過球化處理而不是在凝固后經(jīng)過熱處理，使石墨大部分或全部呈球狀，有時少量為

團絮狀的鑄鐵，稱為球墨鑄鐵。

16.蠕墨鑄鐵

金相組織中石墨形態(tài)主要為蠕蟲狀的鑄鐵，故稱蠕墨鑄鐵。

17.合金鑄鐵

常規(guī)元素硅、鎰高于普通鑄鐵規(guī)定含量或含有其他合金元素，具有較高力學(xué)性能或某種特

殊性能的鑄鐵,稱為合金鑄鐵。

二、填空題

1.鋼中所含有害雜質(zhì)元素主要是S、P

2.非合金鋼按鋼中碳的質(zhì)量分數(shù)可分為低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼三類。

3.普通質(zhì)量非合金鋼的質(zhì)量等級可分為」_、B、C、D

4.在非合金鋼中按鋼的用途可分為碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼

5.T12A鋼按用途分類屬于碳素工具鋼鋼,按碳的質(zhì)量分數(shù)分類屬于高碳鋼，按

質(zhì)量分類屬于高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼

6.45鋼按用途分類屬于碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼,按主要質(zhì)量等級分類屬于優(yōu)質(zhì)非合金車岡。

7.鋼中非金屬夾雜物主要有：氧化物、硫化物、硅化物、氮化物等。

8.低合金鋼按主要質(zhì)量等級分為普通質(zhì)量低合金鋼、優(yōu)質(zhì)低合金鋼和特殊質(zhì)量低合金鋼。

9.合金鋼按主要質(zhì)量等級可分為優(yōu)質(zhì)合金鋼和特殊質(zhì)量合金

10.特殊物理性能鋼包括迷磁鋼、軟磁鋼鋼、無磁鋼和高電阻

11.機械結(jié)構(gòu)用鋼按用途和熱處理特點，分為合金滲碳鋼鋼、合金調(diào)質(zhì)鋼、合金彈簧鋼

和超高強度

12.不銹鋼按其使用時的組織特征分為鐵素體型不銹鋼、奧氏體型不銹鋼、馬氏

體型不銹鋼、奧氏體-鐵素體型不銹鋼和沉淀硬化型不銹

13.鋼的耐熱性包括抗氧化性和高溫?zé)釓?/p>

14.60Si2Mn是合金彈簧鋼,它的最終熱處理方法是淬火+中溫回火

15.高速鋼刀具在切削溫度達600℃時，仍能保持高硬度和耐磨性

16.銘不銹鋼為了達到耐腐蝕的目的，其銘的質(zhì)量分數(shù)至少為13%

17.超高強度鋼按化學(xué)成分和強韌化機制分類，可分為低合金超高強度鋼、二次硬化型超

高強度鋼、馬氏體時效鋼和超高強度不銹鋼四類。

18.常用的低溫鋼主要有低碳籥鋼、銀鋼及奧氏體不銹鋼。

19.根據(jù)鑄鐵中碳的存在形式，鑄鐵分為白口鑄鐵、灰口鑄鐵、可鍛鑄鐵、球

墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵、麻口鑄鐵

20.可鍛鑄鐵是由一定成分的白口鑄鐵經(jīng)高溫長時間退火，使Fe3c分解獲得團絮狀

21.常用的合金鑄鐵有抗磨鑄鐵、耐熱鑄鐵及耐腐蝕

三、選擇題

L08F牌號中，08表示其平均碳的質(zhì)量分數(shù)為0.08%

A.0.08%；B.0.8%；C.8%

2.普通、優(yōu)質(zhì)和特殊質(zhì)量非合金鋼是按D

A.B.C.D.

3.在下列三種鋼中，65鋼的彈性最好;T12鋼的硬度最高；20鋼的塑

性最好。

A.T10；B.20；C.65

4.選擇制造下列零件的材料：冷沖壓件08F；齒輪45；小彈簧70

A.08F鋼；B.70鋼；C.45鋼

5.選擇制造下列工具所用的材料:木工工具T8A；一刀T12；手鋸鋸條T10。

A.T8A鋼；B.T10鋼；C.T12鋼

6.合金滲碳鋼滲碳后必須進行A

A.淬火加低溫回火；B.淬火加中溫回火；C.

7.__________________

耐磨鋼B；合金彈簧鋼A；合金模具鋼C；不銹鋼D。

A.60Si2MnA；B.ZGMnl3-l；C.Crl2MoV；D.2Crl3

8.

機床主軸用C；汽車、拖拉機變速齒輪用D；板彈簧用E；滾動軸承

用B；貯酸槽用A；坦克履帶用F

A.lCrl8Ni9鋼;B.GCrl5鋼;C.40c鋼r；D.20CrMnTi鋼；E.60Si2MnA鋼;F.ZGMnl3-3鋼。

9.

高精度絲錐用B；熱鍛模用E；冷沖模用A；醫(yī)用手術(shù)刀片用

C；麻花鉆頭用D

A.Crl2MoVA鋼；B.CrWMn鋼；C.7017鋼；D.W18Cr4V鋼；E.5CrNiMo

10.為提高灰鑄鐵的表面硬度和耐磨性，采用A

ABC

11.球墨鑄鐵經(jīng)可獲得鐵素體基體組織；經(jīng)C可獲得下貝氏體基體組織。

ABC

12.

機床床身用D；汽車后橋外殼用C；柴油機曲軸用B；排氣管用A。

ARuT340；BT700-2；CKTH330—10；DHT300o

13.為下列零件正確選材：

軋輻C；爐底板B；耐酸泵C。

A.STSillCu2CrR：B.RTCrl6；C.

四、判斷題

1.T10鋼的碳的質(zhì)量分數(shù)是10%。（錯）

2.高碳鋼的質(zhì)量優(yōu)于中碳鋼，中碳鋼的質(zhì)量優(yōu)于低碳鋼。（錯）

3.碳素工具鋼都是優(yōu)質(zhì)或高級優(yōu)質(zhì)鋼。（對）

4.碳素工具鋼的碳的質(zhì)量分數(shù)一般都大于0.7%。（對）

5.工程用鑄造碳鋼可用于鑄造生產(chǎn)形狀復(fù)雜而力學(xué)性能要求較高的零件。（對）

6.氫對鋼材的危害很大，它使鋼材變脆（稱氫脆），也可使鋼材產(chǎn)生微裂紋（稱白點）。（對）

7.大部分低合金鋼和合金鋼的淬透性比非合金鋼好。（對）

8.3Cr2W8V鋼一般用來制造冷作模具。（錯）

9.GCrl5鋼是滾動軸承鋼，其格的質(zhì)量分數(shù)是15%。（錯）

10.Crl2MoVA鋼是不銹鋼。（錯）

11.40Cr鋼是最常用的合金調(diào)質(zhì)鋼。（對）

12.無磁鋼是指在電磁場作用下，不引起磁感或不被磁化的鋼。（對）

13.低溫鋼是指用于制作工作溫度在以下的零件和結(jié)構(gòu)件的鋼種。（對）

14.熱處理可以改變灰鑄鐵的基體組織，但不能改變石墨的形狀、大小和分布情況。（對）

15.可鍛鑄鐵比灰鑄鐵的塑性好，因此，可以進行鍛壓加工。（錯）

16.厚壁鑄鐵件的表面硬度總比其內(nèi)部高。（對）

17.可鍛鑄鐵一般只適用于薄壁小型鑄件。（對）

18.白口鑄鐵件的硬度適中，易于進行切削加工。（錯）

五、簡答題

1.為什么在非合金鋼中要嚴格控制硫、磷元素的質(zhì)量分數(shù)?而在易切削結(jié)構(gòu)鋼中又要適當?shù)?/p>

提高硫、磷元素的質(zhì)量分數(shù)？

答：在非合金鋼中嚴格控制硫、磷元素的質(zhì)量分數(shù)是為了防止鋼產(chǎn)生“熱脆”和“冷脆”現(xiàn)象。

而在易切削結(jié)構(gòu)鋼中適當?shù)靥岣吡?、磷元素的質(zhì)量分數(shù)是為了提高切削效率，減少刀具磨損，

提高零件表面質(zhì)量。

2.碳素工具鋼中碳的質(zhì)量分數(shù)不同，對其力學(xué)性能及應(yīng)用有何影響？

答：碳素工具鋼隨著碳的質(zhì)量分數(shù)的增加，其硬度和耐磨性提高，而韌性下降，其應(yīng)用場

合也分別不同。T7、T8一般用于要求韌性稍高的工具，如沖頭、塞子、簡單模具、木工工具等;

T10用于要求中等韌性、高硬度的工具，如手用鋸條、絲錐、板牙等，也可用作要求不高的模具;

T12具有高的硬度和耐磨性，但韌性低，用于制造量具、鏗刀、鉆頭、刮刀等。

3.合金元素在鋼中以什么形式存在?對鋼的性能有哪些影響？

答：合金元素在鋼中以合金鐵素體和合金碳化物形式存在。它們提高了合金鋼的強度、硬

度和耐磨性。

4.一般來講，相同碳的質(zhì)量分數(shù)的合金鋼比非合金鋼淬火加熱溫度高、保溫時間長，這是

什么原因？

答：合金鋼的奧氏體形成過程，基本上與非合金鋼相同，也包括奧氏體的形核、長大、碳

化物的溶解和奧氏體的均勻化。在奧氏體形成過程中，除Fe、C原子擴散外，還有合金元素原子

的擴散。由于合金元素的擴散速度較慢，且大多數(shù)合金元素(除Ni、Co外)均減慢碳的擴散速度;

加之合金碳化物比較穩(wěn)定，不易溶入奧氏體中，因此，在不同程度上減緩了奧氏體的形成過程。

所以，為了獲得均勻的奧氏體，大多數(shù)合金鋼需加熱到更高的溫度，并保溫更長的時間。

5.說明下列牌號屬何類鋼?其數(shù)字和符號各表示什么？

20Cr9CrSi60Si2MnGCrl5lCrl3Crl2

答：20Cr是合金滲碳鋼，Wc=0.2%,WCr=l%；

9CrSi是合金工具鋼，Wc=0.9%,WCr=l%,WSi=l%；

60Si2Mn是合金彈簧鋼，Wc=0.6%,WSi=2%,WMn=l%；

GCrl5是滾動軸承鋼，Wc=0.95~1.15%,WCr=l.5%；

lCrl3是不銹鋼，Wc=0.1%,WCr=13%；

Crl2是合金工具鋼，Wc^l.0%,WCr=12%.

6.耐磨鋼常用牌號有哪些？它們?yōu)槭裁淳哂辛己玫哪湍バ院土己玫捻g性？并舉例說明其用

常用的耐磨鋼牌號有ZGMnl3-l、ZGMnl3-2,ZGMnl3-3、ZGMnl3-4等。

耐磨鋼水韌處理后，其韌性與塑性好，硬度低(180?220HBS),它在較大的壓應(yīng)力或沖擊力

的作用下，由于表面層的塑性變形，迅速產(chǎn)生冷變形強化，同時伴隨有形變馬氏體轉(zhuǎn)變，使表

面硬度急劇提高到52?56HRC。耐磨鋼常用于制造坦克和拖拉機履帶板、球磨機襯板、挖掘機鏟

齒、破碎機牙板、鐵路道岔等。

7.試列表比較合金滲碳鋼、合金調(diào)質(zhì)鋼、合金彈簧鋼、滾動軸承鋼的典型牌號、常用最終

答：合金滲碳鋼、合金調(diào)質(zhì)鋼、合金彈簧鋼、滾動軸承鋼碳的質(zhì)量分數(shù)、典型牌號、常用

最終熱處理、主要性能及用途見下表

碳的質(zhì)量常用最終

分類典型牌號主要性能用途

分數(shù)熱處理

合金滲碳鋼Wc=0.2%左右20CrMnTi淬火+低溫回火表面硬、耐磨齒輪、小軸、閥嘴、銷

合金調(diào)質(zhì)鋼Wc=0.4%左右40Cr淬火+高溫回火綜合性能好齒輪、連桿、軸

合金彈簧鋼Wc=0.7%左右60Si2Mn淬火+中溫回火彈性高彈性零件

硬、耐磨、疲勞強

滾動軸承鋼Wc=l.0%左右GCrl5淬火+低溫回火滾動軸承、量具、模具

度高

8.不銹鋼和耐熱鋼有何性能特點？

答：不銹鋼的化學(xué)成分特點是信和鍥的質(zhì)量分數(shù)高，一般論》13%,這樣不銹鋼中的鋁在氧

化介質(zhì)中能形成一層致密的具有保護作用的C&03薄膜，覆蓋住整個不銹鋼表面，防止不銹鋼被

不斷地氧化和腐蝕。

在耐熱鋼中主要含有銘、硅、鋁等合金元素。這些元素在高溫下與氧作用，在鋼表面形成

一層致密的高熔點氧化膜(62。3、A120S>Si02),能有效地保護鋼在高溫下不被氧化。另外，加

入Mo、W、Ti等元素是為了阻礙晶粒長大，提高耐熱鋼的高溫?zé)釓娦浴?/p>

9.影響鑄鐵石墨化的因素有哪些？

答：影響鑄鐵石墨化的因素較多，其中化學(xué)成分和冷卻速度是影響石墨化的主要因素。在

化學(xué)成分中碳和硅是強烈促進石墨化的元素。鑄鐵中碳和硅的質(zhì)量分數(shù)越大就愈容易石墨化；

冷卻速度是影響石墨化過程的工藝因素。若冷卻速度較快，碳原子來不及充分擴散，石墨化難

以充分進行，則容易產(chǎn)生白口鑄鐵組織；若冷卻速度緩慢，碳原子有時間充分擴散，有利于石

墨化過程充分進行，則容易獲得灰鑄鐵組織。

10.球墨鑄鐵是如何獲得的?它與相同鋼基體的灰鑄鐵相比，其突出的性能特點是什么？

答：球墨鑄鐵是由普通灰鑄鐵熔化的鐵液，經(jīng)過球化處理得到的。球化處理的方法是在鐵

液出爐后，澆注前加入一定量的球化劑(稀土鎂合金等)和等量的孕育劑，使石墨呈球狀析出。

它與相同鋼基體的灰鑄鐵相比，其突出的性能特點是強度高和塑性好

11.下列牌號各表示什么鑄鐵?牌號中的數(shù)字表示什么意義？

①HT250②QT400—15③KTH370—12?KTZ550—04⑤RuT300@RTSi5RE

2

答：①HT250表示灰鑄鐵，CTb^250(N/mm)；

②QT400—15表示球墨鑄鐵，CTb^400(N/nnn2),5^15%；

③KTH370—12表示黑心可鍛鑄鐵，CTb^370(N/mm2),5^12%；

④KTZ550—04表示珠光體可鍛鑄鐵，CTb^550(N/mm2),6^4%；

⑤RuT300表示蠕墨鑄鐵，CTb^300(N/mm2)o

⑥RTSi5RE表示耐腐蝕鑄鐵，含稀土元素，WSI=5%o

12.常用鑄鐵有哪幾種類型的基體組織?為什么會出現(xiàn)這些不同的基體組織？

答：常用鑄鐵有F、F+P、P三種類型的基體組織。出現(xiàn)這三種基體組織的原因是由于冷卻速

度快慢造成的。冷卻快時出現(xiàn)P類型的基體組織，冷卻慢時出現(xiàn)F類型的基體組織，冷卻不快不

慢時出現(xiàn)F+P類型的基體組織。

六、課外調(diào)研

1.查閱有關(guān)資料，了解一下各種非合金鋼的應(yīng)用和實際價格。

2.了解非合金鋼、低合金鋼與合金鋼在生活和機械制造中的應(yīng)用情況價格差別。

3.觀察鑄鐵在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用及生產(chǎn)方法,分析鑄鐵在機械設(shè)備制造中的地位和作用。

第四單元非鐵金屬及其合金

綜合訓(xùn)練

一、名詞解釋

1.時效

淬火后合金的性能隨時間而發(fā)生顯著變化的現(xiàn)象，稱為時效。

2.黃銅

黃銅是指以銅為基體金屬，由銅和鋅組成的合金。

3.白銅

白銅是指以鎮(zhèn)為主加元素的銅合金。

4.青銅

青銅是指除黃銅和白銅以外的銅合金。

5.滑動軸承合金

滑動軸承合金是用于制造滑動軸承軸瓦及其內(nèi)襯的鑄造合金。

6.普通黃銅

普通黃銅是由銅鋅組成的銅合金。

7.特殊黃銅

在銅鋅合金中再加入其它元素所形成的銅合金，稱為特殊黃銅。

8.硬質(zhì)合金

硬質(zhì)合金是指由作為主要組元的一種或幾種難熔金屬碳化物和金屬粘結(jié)劑相組成的燒結(jié)

材料。

二、填空題

1.普通黃銅是由銅、鋅元素組成的銅合金,在普通黃銅中再加入其它元素所形成

的銅合金，稱為特殊黃銅。

2.純鋁具有密度小、熔點低、良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性,在大氣中具

有良好的耐腐蝕

3.形變鋁合金可分為防銹鋁合金、硬鋁合金、超硬鋁合金和鍛鋁合金。

4.錫基滑動軸承合金是以錫為基礎(chǔ)，加入睇、銅

5.普通黃銅當鋅的質(zhì)量分數(shù)小于39%時，稱為黃銅，由于其塑性好，適宜3?加

工；當鋅的質(zhì)量分數(shù)大于39%時，稱為雙相黃銅,強度高，熱態(tài)下塑性較好，故適于熱變

形

6.鈦也有同素異構(gòu)現(xiàn)象,882℃以下為密排六方晶格,稱為a-Ti鈦;882℃以上為

體心立方晶格,稱為BTi

7.鑄造鋁合金有：A「Si系、Al-Cu系、A「Mg系和Al-Zn

8.按照合金的化學(xué)成分，銅合金可分為黃銅、白銅和青

9.鈦合金按其使用組織狀態(tài)的不同，可分為：a型鈦合金、B型鈦合金和a+B型鈦合

金。其中a中型

10.常用的滑動軸承合金有：■基滑動軸承合金、耳基滑動軸承合金、銅基滑動軸承

合金、篁基滑動軸承合金等。

11.按化學(xué)成分和性能特點的不同，硬質(zhì)合金通常分為鴇鉆類硬質(zhì)合金、鴇鉆鈦類硬質(zhì)

合金、萬能類硬質(zhì)合金。

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