1、第六章 金屬材料一、填空題（在空白處填上正確的內容）1、合金工具鋼的牌號與合金結構鋼的區別僅在于用一位數字來表示鋼中平均含碳量的 ，當含碳量 時，則不予標出。答案：千分之幾、大于或等于 1.0%2、影響鑄鐵石墨化的主要因素是鑄鐵的 和。答案：化學成分、冷卻速度3、黃銅是 合金。答案：銅鋅4、 調質鋼的碳含量為0.250.5 %，主加元素通常為Cr、Si、 輔加元素的作用分別為：Mo W V Ti、B,熱處理原則為。答案：Ni、Mn淬火+高溫回火5、 在機械制造中常用的特殊性能鋼有 鋼、耐熱鋼和 鋼。答案：不銹、耐磨6、 鋁合金按其成分和工藝特點分為形變鋁合金和 。 答案：鑄造鋁合金7、 碳鋼的

2、 可以滿足一般機械和工具的要求，故在機械制造中應用廣泛。 答案：力學性能8、 影響鑄鐵石墨化主要因素是鑄鐵的 和 。答案：化學成分、冷卻速度9、 合金調質鋼的含碳量在 之間，合金調質鋼的典型熱處理工藝是 ，處理后獲得 組織，使零件具有優良的綜合力學性能。答案：0.25%0.5%、調質處理（淬火+高溫回火）、回火索氏體（S回）10、磷在常溫下能溶入鐵素體，使鋼的強度、硬度增加，但塑形和韌性顯著下降，尤其在低溫更為嚴重。這種在低溫時使鋼嚴重變脆的現象叫 。答案：冷脆11、 從不銹鋼合金化原理來看，要提高金屬的抗蝕能力，一方面要盡量使合金 ，另一方面是 。答案：呈單一的均勻的組織、提高合金的電極電位

3、12、 鋁合金按其成分和工藝特點分為形變鋁合金和 。 答案：鑄造鋁合金13、 鑄鐵中的碳和硅是 （促進或阻礙）石墨化的元素，錳是 （促進或阻礙）石墨化的元素。答案：促進、阻礙14、 鋁合金的時效方法可分為 和兩種。答案：人工時效、自然時效15、 鑄鐵中的碳和硅是 （促進或阻礙）石墨的化元素，錳是 （促進或阻礙）石墨化的元素。答案：促進、阻礙16、合金滲碳鋼的含碳量為 之間，以保證零件心部具有足夠的 。答案：0.10%0.25%、塑性和韌性17 、銅與鋅、鎳以外的元素組成的合金統稱為 。答案：青銅18 、工具鋼按其用途，一般可分為 、 和 。答案：刃具鋼、模具鋼、量具鋼19、 不銹鋼是在 和介質

4、中耐腐蝕的鋼。答案：大氣、弱腐蝕20、 合金元素在鋼中的基本作用是強化 ，形成 ，阻礙長大，提高鋼的，提高鋼的 。答案：鐵素體（F）、碳化物、奧氏體晶粒（A晶粒）、淬透性、回火穩定性21、鋁合金經過 或后，其強度可以進一步提高。答案：冷變形 （ 冷加工 ）、熱處理22、 與40鋼相比，40Cr鋼的特點是C曲線（左或右）移，Ms點（上升或下降）。答案：右、下降23、 根據主加元素的不同銅合金分為 、 和三類。答案：黃銅、青銅、白銅24、 普通碳素鋼、優質碳素鋼和高級優質碳素鋼是按 分類，根據鋼中 的含量來劃分的。答案：鋼的質量、有害雜質磷和硫25、 鋁合金經過 和其強度可以進一步提高。答案：冷加

5、工、熱處理26、 一般認為碳鋼中的常存雜質中 和是有益的元素； 和是有害的元素。答案： Si 、 Mn、 S、 P27、 在機器制造中，應用較廣泛的銅合金是 和。答案：黃銅、青銅28、 由于FeS與Fe形成低熔點（985C）的共晶體分布在晶界上，使鋼在高溫（10001200C）下進行壓力加工時 的現象叫做熱脆性。答案：開裂29、 鑄鐵中的石墨呈球狀存在時稱為 鑄鐵。答案：球墨30、 鋁合金不僅可以通過冷變形提高強度，還可以用 來大幅度改善性能。答案：熱處理 二、單項選擇（下列題中選項可能多個正確，但只選擇其中最佳的一項）1、1Cr18Ni9Ti 不銹鋼中合金元素 Ti 的作用是（ ）。A、細化

6、晶粒B 、防止回火脆性C 、防止晶間腐蝕答案： C2、35Si2MnMoV鋼的含錳量是（）。A、0B 、大于 1.5 C 、小于 1.5 答案：C3、1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13屬于（）。A、滲碳鋼B 、彈簧鋼 C 、不銹鋼答案： C4、鋼中（ ）的質量分數的多少是評定鋼質量的主要指標。A、碳B 、硫 C 、錳答案： B5、合金滲碳鋼是 （ ） 。A、 09F B 、 20CrMnTi C 、 Q345答案： B6、 拖拉機履帶、挖掘機鏟齒應采用（）鋼制作。A、 Crl2MoVB 、 9SiCr C 、 ZGMnl3-1答案： C7、大于10m的彈簧，最終熱處理應選用（）。A

7、、完全退火B 、淬火后低溫回火C 、淬火后中溫回火答案： C8、經滲碳處理后， 要求工件表面有高硬度， 高耐磨性， 而中心有很高韌性， 因此應選用 （ ） 來制造工件。A、20鋼B 、45鋼 C 、T8鋼答案： A9、原采用40Cr鋼制作的軸，現因材料短缺，可采用（）鋼代替。A、 65 B 、 T10 C 、 40MnB答案： C10、9SiCr刃具鋼的回火脆性區溫度范圍為（）。A、200240EB 、200250 EC 、250300C答案： B11、 在一定含量內既能顯著強化鐵素體，同時又能提高韌性的合金元素是（ ） 。A、 SB 、 Mn C 、 Ni答案： C12、在下列鋼中屬于調質鋼

8、的有 （ ） 。A、 1Crl3 、 1Crl8Ni9 B 、 9Mn2V、 CrW5 C 、 35CrMn、 40MnVB 答案： C13、1Cr18Ni9Ti不銹鋼中合金元素Ti的作用是（）。A、細化晶粒B 、防止回火脆性C 、防止晶間腐蝕答案： C14、用于制造床身、機座及軸承座等的鑄鐵為（）。A、灰口鑄鐵B 、可鍛鑄鐵C 、球墨鑄鐵答案： A15、 要制造直徑25mr的螺栓，要求整個截面上具有良好的綜合機械性能，應選用（）。A、45鋼經正火處理B 、60Si2Mn經淬火和中溫回火C 、45Cr鋼經調質處理答案：C16、在下列鋼中，屬于中合金鋼的是 ( ) 。 A、20Cr2Ni4A B

9、 、20Cr C 、W18Cr4V 答案： A17、原采用40Cr鋼制作的軸，現因材料短缺，可采用()鋼代替。A、 6514MnMoV B 、 T10CrMn C 、 40MnB答案： C18、1Cr18Ni9Ti不銹鋼中合金元素Ti的作用是()。A、細化晶粒B 、防止回火脆性C 、防止晶間腐蝕答案： C19、 采用 45鋼制作的連桿，要求具有良好的綜合力學性能，應采用()。A、正火B 、淬火、低溫回火C 、調質答案： C20、高速鋼是一種 ( ) 。A、低碳高合金鋼B 、中碳高合金鋼C 、高碳高合金鋼答案： C21、鉗工用的鏨子和鋸條宜采用( )鋼制；A、 20B 、 W18Cr4V C 、

10、 T12答案： C22、制造屈服極限要求較高的螺旋彈簧應選用 ( ) 。A 65鋼B 、Q23密岡C 、30鋼答案： A三、是非題(判斷下列說法正確與否，正確用V錯誤用x表示)1、 硫對鋼的性能有良好的影響，是一種有益元素。( ) 答案： ( x )2、W18Cr4是鎢系高速鋼的代表；其 W為18% Wr為4%, W小于1.5 %(均為質量分數) ( )答案： ( V)3、 碳素結構鋼和低合金高強度結構鋼主要用于制作機械零件。( ) 答案： ( x )4、合金彈簧鋼的含碳量一般在 0.45%0.70%之間。 ( ) 答案： ( V)5、GCr9中鉻的質量分數為9% ()答案： ( x )&am

11、p; 65Mr鋼的質量優于65鋼，45鋼的質量優于20鋼。()答案： ( x )7、碳素工具鋼的含碳量都在 0.7%以上，而且都是優質和高級優質鋼。 ()答案： ( V)8、 球墨鑄鐵常常需要進行熱處理，獲得不同的組織，以滿足不同的使用要求。( ) 答案： ( V)9、純鋁的導電、導熱性僅次于鐵。 ( )答案：(X )10、銅與錫以外的元素組成的合金統稱為青銅。 ( )答案： ( X )11、灰口鑄鐵的組織由金屬基體和石墨組成的。 ( )答案：(V)12、特殊黃銅是不含鋅的黃銅。 ( )答案： ( X )13、球磨機襯板、鐵道道岔等高錳鋼零件，都是用壓力加工或切削加工而成的。( )答案： (

12、X )14、碳素工具鋼一般都是過共析鋼，這類鋼必須經過熱處理后使用。( )答案： ( V)15、可鍛鑄鐵生產過程包括澆鑄灰口鑄鐵件，然后進行長時間高溫石墨化退火。( )答案： ( X )16、滾動軸承鋼GCrl5勺含鉻量為1.5%。()答案： ( V)17、鋼中勺硅、 錳都能溶入鐵素體， 對鋼有強化作用， 故硅、錳在鋼中是有益元素。 ( ) 答案： ( V)18、鋼中勺硅、 錳都能溶入鐵素體， 對鋼有強化作用， 故硅、錳在鋼中是有益元素。 ( ) 答案： ( V)19、 合金彈簧鋼熱成型彈簧后，應進行淬火和低溫回火，得到回火馬氏體組織。( ) 答案： ( X )20、W18C4是鎢系高速鋼的代

13、表；其VW為18% WC為4%, W小于1.5 % (均為質量分數) ( )答案： ( V)21 、黃銅是銅鋅合金,青銅是銅鎳合金。 ( )答案： ( X )22、 影響鑄鐵石墨化主要因素是鑄鐵的化學成分和冷卻速度。( ) 答案： ( V)23、鉻鎳不銹鋼含碳量低、含鎳量高,目的是使鋼具有良好淬透性,塑性、焊接性及低溫 韌性。 ( )答案： ( X )24、鑄鐵中的碳以石墨形式析出的過程稱為石墨化。()答案： ( V)25、 除黑色金屬以外的其他金屬稱為有色金屬。()答案： ( V)26、 1Cr18Ni9Ti比1Cr18Ni9不銹鋼的耐晶間腐蝕性好。() 答案： ( V)27、鑄鐵中的碳和硅

14、是阻止石墨化的因素。()答案： ( X )28、高速鋼是一種高碳高合金鋼。()答案：（V） 四、問答題（回答下列問題，有計算時應列出公式、算式及計算步驟）1、什么是鋼的回火穩定性？為什么在相同含碳量情況下，含碳化合物形成元素的合金鋼 具有較高的回火穩定性？答案：淬火鋼回火時，抵抗硬度下降的能力稱為回火穩定性（1分）。在相同含碳量情況下，含碳化合物形成元素的合金鋼具有較高的回火穩定性，這是由于碳 化物形成元素與碳的親和力大（ 1分），從而影響了回火過程中碳原子的擴散（ 1分），致 使馬氏體分解困難（ 1分）。另外，合金元素的原子擴散能力差（ 1分），形成合金滲碳體或特殊碳化物穩定性高，不 宜聚集

15、長大，從而提高了回火穩定性（ 1分）。2、指出下列牌號金屬材料的種類：Q215A ； 25SiMnMoA； 0Cr18Ni9Ti ； T9A；W18Cr4V；QT400-18 。答案：Q215A普通碳素結構鋼（1分）；25SiMnMoA :裝甲鋼（合金調質鋼）（1分）； 0Cr18Ni9Ti :不銹鋼（1 分）;T9A:碳素工具鋼（1 分）；W18Cr4V高速鋼（1 分）;QT400-18: 球墨鑄鐵（ 1 分）。3、簡述鑄鐵的特點。答案:生產成本低廉（ 1 分）；鑄造性能好（ 1 分）；良好的切削性能（ 1 分）；良好的耐 磨性能和消震性能（ 1 分）；缺口敏感性低（ 1 分）；強度、塑性、

16、韌性較差（ 1 分）。4、請說明 38CrSi 中各符號的含義及平均含量。答案: 38為平均含碳量（ 1分），平均含碳量為 0.38%（1分）；Cr、Si表示該鋼含合金元素Cr和Si（ 1分）；其平均含量都為1%（ 1分） 5、有色金屬及其合金與鋼的一般強化方法的主要不同是什么？答案:一般鋼經淬火獲得馬氏體（ 1分）或下貝氏體強化（ 1分）；有色金屬及合金大多采用固溶處理加時效強化（ 1 分）或冷加工硬化（ 1 分）6、為什么在相同含碳量情況下，含碳化合物形成元素的合金鋼具有較高的回火抗力？ 答案:由于碳化物形成元素與碳的親和力大（ 0.5 分），從而影響了回火過程中碳原子的 擴散（ 0.5

17、分），致使馬氏體分解困難（ 1 分）。另外，合金元素的原子擴散能力差 （ 0.5 分），形成合金滲碳體或特殊碳化物穩定性高（ 0.5分），不宜聚集長大，從而提高了回火抗力（ 1分）。7、指出下列牌號金屬材料的種類:38CrMoAlA； 65Mn； T11A； GCr15； HT100； 0Cr19Ni9。答案：38CrMoAIA調質鋼（1分）；65Mn：彈簧鋼（1分）；T 11A:碳素工具鋼（1分）； GCr15:滾動軸承鋼（1分）；HT100灰口鑄鐵（1分）；0Cr19Ni9:不銹鋼（1分）。8、通常所說的“普通鋼”、“優質鋼”、“高級優質鋼”其含義是什么？ 答案：主要指鋼中所含雜質磷、硫的

18、質量分數不同（ 1.5 分）普通鋼：w 0.045%, w（S） < 0.05%;（ 1.5 分）優質鋼：w（P） < 0.035%, w（S） < 0.035%;（ 1.5 分） 高級優質鋼： w（P） w0.025%, w（S） w0.025%。 （1.5分）9、試分析ZGMn 1的合金化原理，指出其熱處理、組織、性能特點及應用場合。答案：1.合金化原理：ZGMn 1中的主要合金元素是13%M（0.5分），其作用是擴大奧氏體 區（0.5分），降低皿$點（0.5分）。2. 熱處理特點：使ZGMn1經水韌處理后獲得單一奧氏體組織（1.5分）。3. 性能特點：該組織硬度低（ 0

19、.5分），具有良好的抗沖擊能力（ 0.5分），并在外力作用 下，通過加工硬化而具有高的硬度和耐磨性（ 0.5分）。4. 適合制造坦克履帶板和主動輪齒輪圈、挖掘斗和推土鏟等零件。（ 1.5分）10、指出下列牌號金屬材料的種類：3Cr2W8V; 08F; 55Si2Mn; 38CrMoAl ; 4Cr13; GCr15。答案：3Cr2W8V合金工具鋼（1分）；08F：普通碳素結構鋼；（1分）；55Si2Mn：合金 彈簧鋼；（1分）；38CrMoAI:調質鋼（1分）；4Cr13:不銹鋼（1分）；GCr15:軸承鋼（ 1 分）。11、合金元素提高淬透性的原因是什么？常用以提高淬透性的元素有哪些？答案：

20、提高淬透性的原因：使C曲線右移（1分），淬火臨界冷卻速度降低（1分）。常用元素：Cr（0.5分）、Ni （0.5分）、Mn（0.5分）、Si（0.5分）等。12、指出下列牌號金屬材料的種類：15， 40Cr， 60Si2， ZGMn1，3 QT400-18， 1Cr17。答案：15:碳素滲碳鋼（1分）；40Cr:合金調質鋼（1分）；60Si2 :合金彈簧鋼（1分）；ZGMn 13鑄鋼（1分）；QT400-18:球墨鑄鐵（1分）；1Cr17:不銹鋼（1分）。13、 為什么含碳量0.4%，含鉻量12%勺鉻鋼屬于過共析鋼，而含碳量1.0%,含鉻12%勺鋼 屬于萊氏體鋼。答案：合金元素的加入使共析點S

21、和共晶點E的含碳量下降（2分），使得合金鋼平衡組織 發生變化（1分），作為強碳化物元素Cr，這一作用更為明顯（1分）。14、指出下列牌號金屬材料的種類：20Mn2； 35CrMo； GCr15； Cr12； 1Cr13； H70。答案：20Mn2滲碳鋼（1分）；35CrMo調質鋼（1分）；GCr15軸承鋼（1分）；Cr12: 工具鋼（1分）; 1Cr13:不銹鋼（1分）；H70:黃銅（1分）。15、合金鋼與碳鋼相比，為什么它的力學性能好？ 答案：合金鋼中的合金元素能溶入基體中起固溶強化作用（ 1分），只要加入量適當并不 降低鋼的韌性（1分）；除了 Co和Al以外其它合金元素均使C曲線右移（1分

22、），可使合金 鋼淬火時臨界冷卻速度變小（ 1分），提高淬透性（ 1分），從而使力學性能在整個截面上 較為均勻（尤其是屈服極限和沖擊韌性）（ 1分）。因此合金鋼的力學性能好。16、指出下列牌號金屬材料的種類：40MnB； 15CrMn； 65； 9SiCr ； 1 Cr1 8Ni9 ； LF5。答案：40MnB調質鋼（1分）；15CrMn滲碳鋼（1分）；65:彈簧鋼（1分）；9SiCr : 工具鋼（1分）；1Cr18Ni9 :不銹鋼（1分）；LF5:防銹鋁合金（1分）。17、按鋼的化學成分， 可將鋼分為碳鋼和合金鋼兩大類。 請問什么是碳鋼？什么是合金鋼？答案:含碳量小于 2.11%的鐵碳合金稱為碳鋼；（ 2分） 在碳鋼的基礎上，為了某種目的特意加入一定量合金元素的鋼稱為合金鋼。（2分）18、合金元素提高淬透性的原因是什么？常用以提高淬透性的元素有哪些？答案：提高淬透性的原因：使C曲線右移（1分），淬火臨界冷卻速度降低（1分）。常用元素：Cr（0.5分）、Ni （0.5分）、Mn（0.5分）、Si（0.5分）等。五、綜合分析題（根據題目給出內容，用所掌握知識綜合分析下列各題）1、現欲制配一根直徑為25毫米的重要軸（軸長100毫米），其硬度要求為HB302- 255,請 說明下