1、DD. 沖擊韌性B ，作為零件檢D.疲勞強度裂。作業1.1材料的使用性能一、填空題1. 1.金屬材料的性能包括使用性能和工藝性能， 前者包括力學性能和物理、化學性能等。2. 材料主要的工藝性能主要有鑄造性、鍛造 、焊接性、切削加工工藝性、熱處理工藝性等。3. 金屬材料在靜載荷作用下抵抗塑性變形和斷裂 的能力稱為強度。它是通過靜拉伸實驗測定的，用于表 示脆性材料條件屈服強度的符電。4. 屈服點表示的是材料抵抗 塑性變形 的能力; 抗拉強度表示的是材料抵抗 斷裂 的能力;剛度表示的 是材料抵抗彈性變形的能 5. 材料常用的塑性指標有斷后伸長率和斷面收縮率 兩種。其中用 斷面收縮率 表示塑性更接近材

2、 料的真實變形。6. 有一鋼試樣，其直徑為10mm標距長度為50mm,當載荷到達18840N時，試樣產生屈服現象。載荷加到 36110N時，試樣發生縮頸現象， 然后被拉斷，拉斷后標 距長度為 63mm,斷裂處直徑為6.7mm,那么試樣的 (Ts=240MPa d b=460MPa 合=26% ¥ =55.1%。7. 疲勞斷裂分為疲勞裂紋萌生、疲勞裂紋擴宜、斷裂三個階段。8. 工地上，鋼筋在使用之前一般要進行拉伸，其 目的是增加材料的強度，硬度 ，該種強化材料的方法 稱為 變形強化(加工硬化) 。二、是非題(X) 1.材料的性能包含工藝性能和使用性能。工 程材料使用性能的好壞， 直接影

3、響零件或構件的制造方 法和制造本錢。工程材料工藝性能好壞，決定了它的使 用壽命和應用范圍。(V) 2.金屬材料被廣泛應用的主要原因是來源廣 泛、優良的使用性能和工藝性能以及可以通過熱處理使 金屬的性能顯著提高。(X) 3.機器中的零件在工作時，材料強度高的不 會變形，材料強度低的一定會產生變形。(V) 4.對退火低碳鋼進行拉伸試驗，會出現載荷 不增加而試樣繼續伸長的現象，這一現象為屈服。(X) 5.所有的金屬材料均有明顯的屈服現象。改正：脆性材料無明顯屈服現象。(X) 6.屈服點是材料發生屈服時的平均應力。改正：屈服點是材料發生屈服時的最低應力。(V) 7.抗拉強度是材料斷裂前承受的最大應力。

4、(X) 8.材料韌性的主要判據是沖擊吸收功。改正：材料韌性的主要判據是單位面積上的沖擊吸 收功，即沖擊韌度。(V) 9.用布氏硬度測量硬度時，壓頭為硬質合金 球，用符號HBW表示。(V) 10.洛氏硬度適于測試硬質合金、外表淬火 剛及薄片金屬的硬度的測試方法。(V) 11.疲勞斷裂是指在長期使用過程中零件突 然發生的斷裂，在這一過程中零件所受的應力可以遠低 于材料的屈服點。(X) 12.材料硬度越低，其切削加工性能就越好。 說明：適合切削加工的最正確硬度范圍是 200-220HBS。三、選擇題1. 表示金屬材料屈服強度的符號是 _B_A. d e B. d s C. d b D. d -12.

5、 測試淬火齒輪的硬度應選擇C_A. HRA B. HRB C. HRCD. HBS3. 在測量薄片工件的硬度時，常用的硬度測試方法 的表示符號是BA.HB B.HR C.HV D.HS4. 材料在沖擊載荷作用下抵抗破壞的能力稱為A.強度 B.硬度 C.塑性5. 一般工程圖紙上常標注材料的 驗的主要依據。A.強度 B.硬度 C.塑性6. 承受_D_作用的零件，使用時可能出現疲勞斷A.靜拉力B.靜壓力 C.沖擊力 D.交變應力四、簡答題1. 試分析退火低碳鋼常溫靜載拉伸試驗中強化階段曲線形成原因？答：是由于該階段因塑性變形產生加工硬化(變形強化)現象。加工硬化：材料經過塑性變形后，其強度、硬度上

6、升，韌性、塑性下降的現象。赭咅墅畋加賤血軌碩使讎域變酚諭應加應駅2. 常用的測量硬度方法有幾種？其應用范圍如何？答：1)布氏硬度，洛氏硬度和維氏硬度；2)布氏硬度主要用于軟材料的測量，如退火鋼、調質鋼和有色 金屬；洛氏硬度主要用于中硬材料的測量，如淬火鋼、 調質鋼和外表硬層等；維氏硬度主要用于顯微組織中第 二相的測量。作業2.1純金屬的晶體結構與結晶一、填空題1. 常見金屬的晶格類型有 體心立方晶格 、面心 立方晶格 、密排六方晶格 三種。銅為 面心立方晶格 ， 鋅為 密排六方晶格,aFe為 體心立方晶格。2. 每個體心立方晶胞在晶核中實際含有_2_個原子，致密度為0.68。3. 根據幾何形態

7、特征，可將晶體缺陷分為點缺1、線缺陷、面缺陷 三類。其中間隙原子屬于 點 缺陷，位錯屬于 線缺陷，晶界屬于 面缺陷。4. 過冷是結晶的必要條件。金屬實際結晶溫度總是低于理論結晶溫度的現象，稱為過冷現象;冷 卻速度越快，金屬的實際結晶溫度越低。5. 純金屬結晶的過程是一個形核 和 長大 的過程。6實際金屬結晶時，其形核方式有自發形核和非自 _ 發形核兩種，其中，非自發形核又稱為變質處理。7. 生產中常用的細化晶粒的方法有提高冷卻速度、 變質處理、附加振動。二、是非題(X) 1.晶體是指原子呈規那么排列的固態，例如， 純鐵、玻璃等。(X) 2.日常所見的金屬都是單晶體。(V) 3.金屬面心立方晶格

8、的致密度比體心立方晶 格的致密度高。(X) 4.實際金屬中存在著點、線、面缺陷，從而 使得金屬的強度和硬度均下降。(X) 5.在室溫下，金屬的晶粒越細，那么其強度越 高，塑性越低。(X) 6.液態金屬結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。三、選擇題1. 增加冷卻速度，可使金屬結晶的過冷度_A_。A.提高 B.降低C.不變D.不確定2. 實際生產中，金屬冷卻時旦。A 理論結晶溫度總是低于實際結晶溫度B 理論結晶溫度總是高于實際結晶溫度C 理論結晶溫度總是等于實際結晶溫度D 理論結晶溫度與實際結晶溫度無關四、簡答題1. 實際金屬晶體中存在哪些缺陷，對性能有什么影

9、 響？答：1)點缺陷，線缺陷，面缺陷；2)點缺陷：造成局部晶格畸變，使金屬的電阻率、線缺陷：形成位錯對金屬的機械性能影響很大，位錯極少時，金屬強度很高，位錯密度越大，金屬強度也會提高。 面缺陷：晶界和亞晶界越多，晶粒越細，金屬強度越高，金屬塑變的能力越大，塑性越好。2. 什么是過冷度？影響過冷度的主要因素是什么？ 答：過冷度是指晶體的理論結晶溫度和實際結晶溫度之差。影響過冷度的主要因素是冷卻速度，冷卻速度 越大，過冷度就越大，金屬的實際結晶溫度越底。3. 分析純金屬冷卻曲線中出現 “過冷現象和“平 臺的原因？答：1)純金屬冷卻曲線中出現“過冷現象是由 于理論結晶溫度是指純金屬無限緩慢冷卻的平衡

10、狀態 下的結晶溫度，而實際金屬結晶時存在有一定的冷卻速 度。2)出現“平臺是由于純金屬結晶時會放出“結 晶潛熱，抵消外界對它的冷卻作用。當結晶結束后， 沒有“結晶潛熱放出，純金屬將會以原來的冷卻速度 繼續冷卻下來。4. 何為細晶強化，影響晶粒尺寸的因素是什么，女口 何控制晶粒尺寸？答：細晶強化：晶粒越細小，材料的強度、硬度、韌性、塑性越好，熱處理時變形、開裂傾向也比擬小。晶粒尺寸的影響因素有哪些？晶粒尺寸影響因素：形核率高，長大率低，晶粒細 化過冷度 T提高，N提高、G提高過冷度 T太高，N降低、G降低控制晶粒尺寸的措施 提高過冷度(或冷卻速度) 變質處理一在液態金屬中參加孕育劑或變質劑，增加

11、非自發形核的數量或者阻礙晶粒的長大，以細化晶粒和改善組織。 附加振動，攪拌等屈服強度增加，密度發生變化。次網狀滲碳體，使強度 下降填上升或下降，硬度 上升填作業2.2合金的相結構與結晶一、填空1、合金是指由兩種或兩種以上化學元素組成的具有金屬_特性的物質；鐵碳合金的組元是Fe和Fe3C。2合金的根本相結構有固溶體、金屬化合物、機械混合物 三種；根據溶質原子在溶劑晶格中所占的位置不同，固溶體 可分為間隙固溶體和置換固溶體。3. 金屬在固態下晶格類型隨溫度或壓力變化的特性稱為 同素異構轉變；純鐵在912C以下為 體心立方晶格，在912C-1394 'C為 面心立方晶格，在1394 

12、6;C -1538 'C為 體心立方晶格。4. A 奧氏體是 碳溶于 YFe中形成的間隙固溶體 ，具有 面心立方晶格，在727C時碳的質量分數為 0.77%，在1148 C 時碳的質量分數為 2.11% ,性能特點是強度、硬度不大，塑性 好，變形抗力低。F 鐵素體是碳溶于 aFe中形成的間隙固溶體 ，具有體 心立方晶格，在727C時碳的質量分數為0.0218%，在室溫時碳的質量分數為 0.008% ，性能特點是與純鐵類似，強度、硬度 很低，韌性、塑性很好。5. 珠光體是由 鐵素體F 和滲碳體F&C組成的機械混合物，碳的質量分數為0.77%。6. 亞共析鋼碳的質量分數為0.021

13、8% 0.77%，其室溫組織為F+P ;共析鋼碳的質量分數為 0.77%，其室溫組織為_P_， 過共析鋼碳的質量分數為0.77% 2.11%，其室溫組織為P+Fe3C叢一；亞共晶白口鑄鐵碳的質量分數為2.11% 4.3%，其室溫組織為 P+ Fe3C ii +Ld '共晶白口鑄鐵碳的質量分數為 4.3%，其室溫組織為_Ldl；過共晶白口鑄鐵碳的質量分數為 4.3%6.69%，其室溫組織為 Ld ' + Fe3C_。7. 通過溶入溶質元素，使固溶體強度和硬度提高的現象稱為固溶強化，固溶強化的原因是由于溶質元素的溶入，使固溶體晶格產生畸變，增加了變形抗力，因而導致材料強度、硬度提高

14、。由此可知，平衡結晶獲得的 Wn=40%的Cu-Ni合金比 Ww=20% 的Cu-Ni合金的強度、硬度要 止填高或低。8. 滲碳體Fe3C是一種金屬化合物，碳質量分數為6.69% ，其性能特點是 熔點高，硬度高，脆性大，是鋼中主要的強化相， 即當金屬化合物以細小顆粒狀均勻分布在固溶體基體上時，將使合金的強度、硬度和耐磨性顯著提高，此強化材料的方法稱為彌 散強化。由此可知，在鋼中，隨含碳量增加，滲碳體F&C量增加，鋼的強度、硬度上升填上升或下降，韌性、塑性丄 電填上升或下降，但當碳含量超過0.9%時，因在鋼中形成 上升或下降，韌性、塑性仍然下降。9. 碳的質量分數為0.77%的鐵碳合金稱

15、為共析鋼， 當它加 熱到S點727C時會發生 共析轉變，從奧氏體中同時析 岀鐵素體F和滲碳體F&C的機械混合物，稱為珠光體。碳的質量分數為4.3%的鐵碳合金稱為共晶白口鑄鐵，當 它加熱到C點1148C時會發生 共晶 轉變，從 液相 中同時 析出 奧氏體A和 滲碳體FesC的機械混合物，稱為萊氏體。10. 鐵碳合金的室溫顯微組織由 F 或鐵素體和 A 或奧 氏體兩種根本相組成。二、是非題X1.兩種或兩種以上的金屬元素或金屬與非金屬元素融合在一起都可以稱為合金。V 2.置換固溶體可能形成無限固溶體，間隙固溶體只 可能是有限固溶體。V 3.合金中的固溶體一般韌性、塑性較好，常作為基 體組織；

16、而金屬化合物一般具有較高的硬度，常作為強化相。V 4.萊氏體中因為含有大量的滲碳體，因此其性能特 點是硬度高脆性大。V 5.奧氏體是單相組織。V 6.由于白口鑄鐵的室溫組織中含有大量萊氏體，導 致其塑性下降，因此不能鍛造。V 7.室溫時，T8鋼的強度高于T12鋼。X 8.在鐵碳合金中，只有共析成分點的合金結晶時， 才能發生共析轉變，形成共析組織。V 9.共析轉變、共晶轉變都在恒定溫度下進行。V 10.接近共晶成分的合金，一般鑄造性能較好。V 11.鋼的鍛造加熱溫度一般應選在單相奧氏體區。三、選擇題1. 組成合金最根本的、獨立的物質稱為AA、組元 B、合金系 C、相D、組織2. 以下組織中，塑性

17、最好的是 A_。A.鐵素體 B.珠光體 C.滲碳體 D.萊氏體3. 碳的質量分數為0.4%的鋼在室溫下的平衡組織為 _B_。A. P B.F+P C.F D.P+ Fe3C ii4. 要求高硬度和耐磨性的工具，應選用 _C_。A .低碳鋼B.中碳鋼 C.高碳鋼 D.碳素結構鋼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6. 鐵碳合金冷卻時，由于溶解度的變化，從奧氏體中析出的 滲碳體稱為_B_。A .一次滲碳體B.二次滲碳體C.三次滲碳體D.共析滲碳體7. 碳的質量分數為4.3%的鐵碳合金在冷卻到 1148時，同時 結晶岀奧氏體和滲碳體的過程稱為 _B_。A 共析轉變

18、B.共晶轉變C.馬氏體轉變D.奧氏體轉變8、 發生共晶轉變的含碳量的范圍是 _C_ oA、0.77% 4.3%B、2.11%4.3%C、2.11% 6.69% D、4.3%6.69%9、共晶轉變的產物是_D_ oA、奧氏體 B、滲碳體 C、珠光體D、萊氏體10、共析轉變的產物是_C_ oA、奧氏體 B、滲碳體 C、珠光體D、萊氏體11、Wc >4.3% 的鐵稱為 _C_oA、共晶白口鑄鐵 B、亞共晶白口鑄鐵C、過共晶白口鑄鐵 D、共析白口鑄鐵12、鐵碳合金相圖中的 Acm線是_C_ oA、共析轉變線 B、共晶轉變線C、碳在奧氏體中的固溶線D、鐵碳合金在緩慢冷卻時奧氏體轉變為鐵素體的開始線

19、四、簡答題1. 何為變形強化、細晶強化、固溶強化和彌散強化？說明 他們的主要區別。答：變形強化：材料經過塑性變形后其強度、硬度上升， 韌性、塑性下降的現象。細晶強化：晶粒越細小，材料的強度、硬度越高，韌性、塑性越好，熱處理變形、開裂傾向越小。固溶強化：通過融入溶質原子使溶劑晶格產生畸變，使強度、硬度上 升的現象。彌散強化：當金屬化合物以細小顆粒狀均勻分布在固 溶體基體上時，將顯著提高鋼的性能。主要區別：變形強化與固溶強化使鋼的強度、硬度上升， 但同時韌性、塑性下降； 細晶強化與彌散強化那么同時提高鋼的強 度、硬度、韌性和塑性。2 根據Fe Fe3C相圖答復以下問題1600153S14OT130

20、012001W0 10009J23001ZZ7F600goowo%卜+畑Cm-I tMF釗口|J r i iijI|乩 77|2- J Ij_ /i _ J. _，ii J、 2.0£04- 0C. 02181寫岀以下特性點和特性線的含義S 點：共析點；發生共析反響：AT Fp+FqCE 點：碳在 丫 -Fe中的最大溶解度ES線：碳在奧氏體中的溶解度曲線PSK線：共析轉變線；合金成分經過該線時，發生共析反響:at F p+FqC2圖中S點、F點的含碳量和溫度各是多少？答：S點含碳量為0.77%，溫度727oC ；F點含碳量為6.69%，溫度1148°C3指岀在以下條件下鋼的

21、組織 ：碳的質量分數溫度C組織1.0%730A+FeC4.3%1200L4在ESKFCE區域內，由哪些相組成?答：由A和Fe3C組成。5分析含碳量0.6%的亞共析鋼的結晶過程。在Fe Fe3C相圖中碳的質量分數為 0.6%處畫一垂線，分別 與AC AE、GS PSK線相交于1、2、3、4點。合金在AC線以上處于L 或液相，當冷卻到與AC線相交 的1點時，開始從L 或液相中結晶出 A 奧氏體，冷卻到與 AE線相交的2點時結晶完畢。2 3點之間，合金呈全部奧氏體。 3點以下，A 奧氏體中開始析岀 F 鐵素體。冷卻到4點時， 剩余奧氏體發生共析反響，轉變成P 珠光體。該合金的室溫組織由F 鐵素體和

22、P 珠光體組成。6根據相圖，說明以下現象產生的原因： 在1100 °C，WC0.4%碳鋼能進行鍛造，WC4.0僑鐵不能鍛 造。答：碳鋼加熱到高溫時，其主要成分是奧氏體，其塑性， 韌性較好，因而可以鍛造。白口鐵，加熱到高溫時其主要結構是 萊氏體，其塑性，韌性極差，因而不可以鍛造。 鉗工鋸割T10鋼比鋸割20鋼費力，鋸條易磨損。答：T10鋼與10鋼相比含有更多的Fe3C，F&C性能硬而脆， 因此T10鋼具有更高的硬度，易使鋸條磨損。 鋼鉚釘一般用低碳鋼制造，銼刀一般用高碳鋼制作。答：鉚釘需要有一定的韌性和可塑性，低碳鋼韌性、塑性好。銼刀要求硬度和耐磨性，高碳鋼含有更多的FesC,

23、 Fe3C性能硬而脆，因此具有高硬度和耐磨性。 鋼適宜采用壓力加工成形，而鑄鐵只能采用鑄造成形。答：鋼具有良好的塑性，并且經過錘打能使組織結構更細 致緊密，所以適合鍛造。鑄鐵的含碳量高，含有大量FesC,性能極脆，塑性差，不適合鍛造。但高的含碳量使鑄鐵在熔融狀態下有良好的流動性，同時澆鑄溫度低，液-固轉變溫度區間窄，在冷卻時收縮率也較鋼小，所以適合鑄造。 T12鋼比T8鋼的硬度高，但強度反而低。答:這是由于T12鋼中的Fe3G連成網狀，導致晶界強度下 降,而T8鋼中的Fe3Cn呈短桿狀，起第二相強化作用. T8鋼比40鋼的強度、硬度高，塑性、韌性差。答：由于T8的含碳量0.8%C比40鋼0.4

24、%C含碳量高，其(4) M+A答：(1) 爐冷(2) 空冷(3) 油冷(4) 水冷水冷叫 油拎時間對融酗標)鐵素體含量低，滲碳體含量高，因此,T8鋼比40鋼的強度高，硬度 高，而塑性，韌性差.作業3.1鋼的熱處理原理一、填空題1. 熱處理是指采用適當方式對材料或工件在固態 下進行加熱、保溫和冷卻，以獲得預期組織結構， 從而獲得所需性能的工藝方法。思考：加熱、保溫、冷 卻的目的？2. 共析鋼的奧氏體化過程可分為 奧氏體晶界處形 核， 奧氏體長大 ，未溶滲碳體溶解 ，奧氏體均勻化 四個階段。3. 在鋼的熱處理中，所采用的冷卻方式主要有連續冷卻和等溫冷卻，常見的連續冷卻方法有 油冷(或 空冷、爐冷)

25、、水冷等。3. 過冷奧氏體等溫冷卻轉變的產物有 珠光體、 索氏體、托氏體、上貝氏體、下貝氏體 。4. 馬氏體是 碳在aFe中的過飽和固溶體 ，是過冷 奧氏體連續冷卻轉變的產物，其轉變溫度為Ms-Mf ， 為體心正方晶格;馬氏體的組織形態與其碳的質量分數有關，當碳的質量分數大于或等于1.0%時，為 片 狀,當碳的質量分數小于0.2%時，為 板條 狀，馬氏體的硬度主要取決于碳的質量分數，故馬氏體的碳的質量分數越高，其硬度越高(填越高或越低)。5. 板條馬氏體的性能特點是具有良好的強度及 較好的韌性；片狀馬氏體的性能特點是 硬度高而 脆性大 。二、是非題(X)1.馬氏體轉變是在等溫冷卻的條件下進行的

26、。三、選擇題1. 共析鋼奧氏體化后過冷到350 C等溫將得到C。A.馬氏體B.珠光體 C.貝氏體 D.鐵素體2. 貝氏體是由A_組成的復相組織。A.過飽和的鐵素體和滲碳體B. 過飽和的奧氏體和滲碳體 C.過飽和的馬氏體和滲碳體D. 過飽和的珠光體和滲碳體3. 馬氏體臨界冷卻速度指的是獲得A_組織的最小冷卻速度。A.全部馬氏體B.全部鐵素體C.局部馬氏體 D.局部馬氏體和局部鐵素體四、簡答題1. 什么是鋼的奧氏體化？以共析鋼為例說明奧氏 體的形成過程。亞共析鋼和過共析鋼要實現完全奧氏體 化，各應加熱到什么溫度？答：對鋼進行加熱，使其室溫下的組織全部轉變為 奧氏體的過程稱為鋼的奧氏體化。共析鋼奧氏

27、體的形成過程：奧氏體形核t奧氏體長 大t剩余Fe3C溶解t奧氏體均勻化。共析鋼應加熱至Ac3以上；過共析鋼應加熱至 Accm 以上。2. 根據共析鋼過冷奧氏體等溫冷卻曲線(TTT曲線)，分析將共析鋼過冷奧氏體分別置于700 C、620 C、570 C、500 C及300 C等溫轉變時，所得到的組織在結 構上和力學性能上的不同。時間lg T答：700 C等溫將得到珠光體，620 C等溫將得到索 氏體，570 C等溫將得到托氏體，這三種本質上都是珠 光體的層片狀組織，只是隨等溫溫度降低，其層片狀間 距減小，從而強度、硬度、韌性、塑性都得到提高。500 C等溫將得到上貝氏體組織，300 C等溫將得到

28、下貝氏體組織。貝氏體是滲碳體分布在過飽和的鐵素體 基體上的兩相混合物，上貝氏體鐵素體較寬，強度和韌 性都很低，沒有實用價值；下貝氏體中鐵素體片細小， 無方向性，碳的過飽和度大，碳化物分布均勻，所以硬 度高，韌性好。3. 根據共析鋼過冷奧氏體連續冷卻曲線(CCT曲線)，說明為了獲得以下組織，應采用何種冷卻方法？ 并在所CCT曲線上繪出其冷卻曲線。(1) P (2) S (3) T+M+A作業3.2鋼的整體熱處理一、填空題1. 退火的主要目的是降低硬度，改善切削加工性能、消除殘 余應力、細化晶粒、為最終熱處理做好準備。2. 正火的冷卻方式是空冷，對于低碳鋼正火的目的是提高硬 度改善切削加工性能，

29、對于過共析鋼正火的主要目的是消除網狀 二次滲碳體。3. 球化退火加熱溫度為 Ac1以上1O'C -20C,得到不完全(填 完全或不完全)奧氏體，主要適用于共析鋼和過共析鋼。4. 為了去除工作中由于塑性變形加工，切削加工或焊接等造成的和鑄件內存剩余應力而進行退火叫去應力退火_。5. 完全退火的加熱溫度為Ac3以上30-50C ;球化退火的加熱溫度為 Ac1以上10 C -20 C ;正火加熱溫度為Ac3或Accm 以上 30-50Co6. 調質處理是指淬火加高溫回火的熱處理工藝，鋼件經調 質處理后，可以獲得良好的綜合力學性能。7. 淬火前，假設鋼中存在網狀滲碳體，應先進行正火，再進行 球

30、化退火 的方法予以消除，否那么會增大鋼的淬透性8. 淬火的目的是為了獲得馬氏體，亞共析鋼的淬火加熱溫度為Ac3以上30-50 C,共析鋼和過共析鋼的淬火加熱溫度為Ac1以上30-50 Co淬火后獲得馬氏體量的多少與淬透性(填淬透性 或淬硬性)有關，淬火后馬氏體的性能與淬硬性(填淬透性或淬 硬性)有關。9. 常見的淬火缺陷有變形和開裂、氧化和脫碳、過熱和過 燒、硬度缺乏和軟點。10. 淬火鋼回火的目的是減少和消除內應力；降低脆性，提 高韌性和塑性；穩定組織。11. 低溫回火的溫度是150-250 C,回火后組織為回火馬氏 體,其目的是減小淬火應力和脆性， 保持淬火后的高硬度和耐磨 性。主要用于刃

31、具、量具、模具、滾動軸承以及滲碳、外表淬火的零件。溫回火的溫度是 350-500 C,回火后組織為回火托氏體， 其目的是獲得高的彈性極限、屈服點和較好的韌性。主要用于各種彈簧、鍛模。高溫回火的溫度是 500-650 C,回火后組織為回火索氏體， 其目的是弓用于各種承受復雜載荷的重要構件。二、是非題(X) 1.退火與正火的目的大致相同，他們的主要區別是保溫時間的長短。(X) 2.淬透性好的鋼，淬火后硬度一定很高。三、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組織C.均勻的珠光體組織 D.均勻的馬氏體組織2. 為了改善碳素工具鋼的切削加工性，應采

32、用_B_作為預備熱處理。A.完全退火B.球化退火C.再結晶退火D.去應力退火3. 為改善低碳鋼的切削加工性，應采用_A_ oA.正火B.球化退火C.完全退火D.去應力退火4. 過共析鋼正火的加熱溫度為C oA.Ac3 以上 30-50 C B.Ac1 以上 30-50 CC.Accm 以上 30-50 C D.Ac1 以下5. 用T12鋼制造的銼刀，為到達其高硬度和高耐磨性的要 求，應采用C_ oA.調質處理B. 淬火+中溫回火 C. 淬火+低溫回火D.淬火+退火6. 鋼在加熱時，由于加熱溫度過高或時間過長，引起奧氏體晶粒粗大的現象叫做邑oA.脫碳 B.過熱 C.氧化 D.過燒7. 淬火鋼在3

33、00C左右回火時，韌性出現下降的現象叫 C o A.熱脆性 B.冷脆性 C.第一類回火脆性 D.第二類回火脆性8. 以下是外表熱處理的是B oA、淬火 B、外表淬火 、滲碳 D、滲氮9. 完全退火邑oA、不能用于亞共析鋼B、不能用于過亞共析鋼C、二者皆可 D、二者皆不可10. 雙介質淬火法適用的鋼材是D oA、低碳鋼B、中碳鋼C、合金乍廠D高碳工具鋼11. 為保證較好的綜合力學性能，對軸、絲杠、齒輪、連桿等重要零件，一般采用的熱處理方式是_D_oA、淬火B、正火 C、退火D、調質12. 淬火鋼回火后的沖擊韌度是隨著回火溫度的提高而A_oA 提高B、降低C、不變 D、先提高后降低四、簡答題1.

34、對過共析鋼進行淬火處理，其合理的加熱溫度范圍是什 么，為什么？答：Ac1+ (20-30 C)使淬火組織中保存一定數量的細小彌散的碳化物顆粒，以 提高耐磨性。溫度過高使奧氏體粗大，溫度過低組織不發生轉變， 達不到熱處理目的。2. 用原為平衡狀態的 45鋼制成4個10mnX 10mm的試樣， 分別進行如下熱處理，試分別定性地比擬試樣所得硬度的大小， 并完成表中內容。試樣加熱 溫度加熱組織冷卻方式冷卻后組 織硬度比擬1710CF+P水冷F+P試樣3試樣4,試樣3試樣2,試樣2試樣12750 CF+A水冷F+M+A3840 CA水冷M+A4840 CA油冷M+T+A3. 以下鋼件應采用什么退火方法，

35、并說明退火的目的。(1) 亞共析鋼(Wc=0.35 % )鑄造齒輪：去應力退火；消除應 力。(2) 鍛造后產生過熱組織(晶粒粗大)的亞共析鋼(Wc=0.6 % ) 鍛造毛坯：完全退火；細化晶粒。(3) 具有片狀滲碳體的鋼坯(Wc=1.2 % ):球化退火；使Fe3C 球化，降低 HBS,提高切削加工性。4. Wc=1.2%的過共析鋼正火的目的是什么？如何選擇加熱溫度？答：消除網狀Fe3G,為球化退作組織準備，提高力學性能；A；cm+30 50 Co5. 鋸條、車床主軸和汽車板簧各應進行哪些熱處理工藝？試分析其原因。答：鋸條：淬火和低溫回火。因為鋸條屬于高碳鋼工具類 型的鋼，只有通過淬火和低溫回

36、火才能保證鋼具有較高硬度和耐 磨性，即保證了其使用性能要求。車床主軸：淬火和高溫回火調制處理。軸在使用中要求有一定的強度和硬度同時又有 好的塑性和韌性，通過調制處理可以到達獲得優良綜合力學性能 目的。汽車彈簧：淬火 +中溫回火。通過該熱處理可使板簧具 有高的彈性極限和屈服極限值，同時還具有較好的韌性。作業3.3鋼的外表熱處理/熱處理工藝設計一、填空題1. 僅對工件表層進行淬火的工藝稱為外表淬火；表面淬火目的是 使表層獲得馬氏體組織，而心部仍為原 始組織。常用的有感應加熱外表淬火 和火焰加熱表 面淬火兩種。2. 化學熱處理的根本過程，均由以下三個階段組成，即：分解得到活性原子，活性原子被工件表層

37、吸收， 活性原子從表層向心部擴散。二、是非題X1.外表熱處理就是改變鋼材外表的化學成分，從而改變鋼材外表的性能。X 2.T12鋼工件可經滲碳處理后外表可得到很 高的硬度及良好的耐磨性。三、選擇題1. 滲碳鋼件常采用的熱處理工藝是厶。A、淬火加低溫回火B、淬火加中溫回火C、淬火加高溫回火D、不用再進行熱處理2 為了減小淬火內應力和降低脆性，外表淬火后 一般要_B_。A、正火B、低溫回火 C中溫回火 D、高溫回火3 目前工業上應用最廣泛的是氣體滲氮法。它是在滲氮罐中進行加熱時，不斷通人空氣介質_B_。A、氮氣 B、氨氣 C、一氧化碳 D、二氧化碳4 滲氮后的鋼材常采用的熱處理工藝是_D_。A、淬火

38、加低溫回火B、淬火加中溫回火C 、淬火加高溫回火D、不用再進行熱處理四、簡答題1. 有一 20鋼Wc=0.20% 制軸，直徑為 35mm經 滲碳、淬火和低溫回火后，軸的表層和心部各為什么組織？答：滲碳空冷后表層組織：S+Fe3C心部組織：F+P 淬火回火后一次淬火發表層組織：回火馬氏體 +剩余奧氏體；心部組織：F+P。2. 機床齒輪，要求齒外表硬度5863HRC心部要求高的強度和韌性，硬度為3438HRC1該齒輪選用20CrMnTi制造，初步擬定零件的加 工工藝路線如下，指出在加工路線中預先熱處理和最終 熱處理應采用什么方法。下料t鍛造t正火 t粗加工t半精加工t滲碳+淬火+低溫回火T磨削加工

39、2說明熱處理工序的作用正火：提高硬度，改善切削加工性能；細化晶粒； 消除應力；為最終熱處理作組織準備。滲碳：提高齒輪表層碳的質量分數，保證滲碳層深度。淬火：使齒面到達所要求的高硬度和高耐磨性，而心部具有較高的強度和足夠的韌性。低溫回火：減少淬火應力和脆性。4.1鋼鐵中的元素及其作用一、填空題1硫元素使鋼產生 熱脆性，磷元素使鋼產生 冷 脆性 。2. 合金元素中，除 Ni、Co外，提高奧氏體化溫度， 使合金鋼的加熱溫度提高，保溫時間增長；除Mn、P外，阻止奧氏體晶粒長大；除CO外，使奧氏體等溫轉變圖右移，即使鋼的臨界冷卻速度降低透性提高；_ 除Co、Al外，使Ms、Mf點下降，使剩余奧氏體量增

40、多。二、判斷題V 1.鋼中合金元素的質量分數越高，其淬透性 越好。V 2.般情況下，鋼中的雜質Si、Mn是有益元素，S和P是有害元素。X 3.鋼中含有大量的硫元素可以使鋼產生冷脆 性。V 4.在同一溫度回火時，合金鋼的強度、硬度 要比非合金鋼高。三、選擇題1.鋼的質量指的是鋼中_A_元素含量的多少。A. S 和 P B. C 和 Si C. Si 和 Mn D. Cr和V四、簡答題1.鋼中常存元素有哪些？他們對鋼的性能有何影 響？答：1硫S一種有害元素。以FeS形式存在熔點只有989C, 使鋼材在熱加工時容易開裂，產生 熱脆現象。硫含量 高還使材料的斷裂韌性降低。2 磷P也是一種有害元素。磷能

41、全部溶于鐵素體中，使強 度和硬度增加，會導致塑性和沖擊韌性的顯著降低。在 低溫變脆，產生“冷脆現象。在某些特殊用途鋼中， 如含磷的銅鋼，可以提高在大氣中的耐蝕性。3 錳Mn一種有益的元素。錳是煉鋼時作為脫氧劑和合金元 素參加鋼中的。由于錳可以和硫形成高熔點 1600 C 的 硫化錳，能減輕硫的有害作用，并能提高鋼的強度和硬 度，是低合金鋼中的常見元素。4硅Si一種有益的元素。作為脫氧劑和合金元素參加鋼中 的。能使鋼的強度、硬度、彈性提高，而塑性、韌性降 低。硅作為合金元素，可以提高鋼的耐蝕性和耐熱性， 但過量的硅會惡化鋼的熱加工工藝性能。2. 請比擬T12鋼、20CrMnTi鋼、40Cr鋼的淬

42、透性 和淬硬性上下？并說明理由。答：淬透性由高到低： 20CrMnTi、40Cr、T12 ;淬 透性是鋼淬火后獲得馬氏體的能力，合金元素種類越 多、質量分數越高，淬透性越好。淬硬性由高到低：T12、40Cr、20CrMnTi ;淬硬性 是鋼淬火獲得馬氏體的最大硬度，含碳量越高，淬硬性 越好。3 .解釋以下現象： 相同含碳量情況下，除含Ni和Mn的合金鋼外， 多數合金鋼的熱處理溫度都比碳鋼高。答：合金鋼中含有大量的合金元素，大多數合金元素均減緩奧氏體化的過程。V、Ti、Mo、W、Cr等合金元素形成的合金碳化物，有的要達1050才溶解，即使溶解了也難以擴散。所以，為了得到比擬均勻的、含有 足夠數量

43、合金元素的奧氏體，充分發揮合金元素的有益作用，合金鋼在熱處理時需要提高加熱溫度和延長保溫 時間。 在相同含碳量情況下，含碳化物形成元素的合 金鋼比碳鋼具有較高的回火穩定性。答：大多數合金元素尤其是碳化物形成元素融 入馬氏體，對原子擴散起阻礙作用，因而在回火過程中 馬氏體不易分解，碳化物不易析出，也不易長大，使合 金鋼與飛合金鋼在相同硬度的情況下，回火溫度更高， 回火時間更長，即具有更高的回火穩定性。 含碳0.40%，含鉻12%的鉻鋼屬于過共析鋼， 而含碳1.5%，含鉻12%的鋼屬于萊氏體鋼。答：合金元素含鉻的質量分數為12%時，使S點左移至碳的質量分數大約為0.40%處，E點右移至碳的質量分數

44、大約為1.5%處，因此碳的質量分數大于 0.40%的 鋼中就出現了過共析組鋼的組織，碳的質量分數為1.5% 的鋼中就出現了萊氏體組織。 高速鋼在熱鍛或熱軋后，經空冷獲得馬氏體組 織。答：高速工具鋼中參加的多種合金元素融入奧氏體 后，使奧氏體穩定性增加，從而使奧氏體等溫轉變曲線A.合金滲碳鋼B.合金調質鋼位置右移，使鋼的馬氏體臨界冷卻速度降低到空冷的速 度，所以空冷即可獲得馬氏體組織。制造BC.合金彈簧鋼D.合金工具鋼6. 高速鋼W18Cr4V 進行鍛造的目的是 A。A.打碎粗大的魚骨狀碳化物B.獲得纖維組織C.到達所要求的形狀D.提高硬度7. 高速鋼W18Cr4V 的淬火加熱溫度高1260 &

45、#176;C1280C，目的是AA.使大量的合金碳化物充分溶入奧氏體中B提高鋼的硬度D.改善鋼的韌性DoB.降低淬火應力D.以上答案都正確4.2工業用鋼一、填空題1. W18Cr4V鋼是高速工具鋼, W的主要作用是造成二次硬化，Cr的主要作用是提高淬透性，V的主要作用是形成硬度極高 的細小碳化物，最終熱處理工藝是淬火+三次回火；預熱的目的是減少熱應力，高溫淬火的目的是使大量難溶合金碳化物充分溶 入奧氏體中,三次回火的目的是產生二次硬化，消除剩余奧氏體，將前一次回火過程中形成的馬氏體轉變成回火馬氏體。2. 合金滲碳鋼中碳的質量分數為 0.1%0.25%，目的是保證淬火后零件心部有足夠的塑性和韌性

46、，參加 Cr、Mn等元素的作 用是可強化鐵素體和提高淬透性，參加 Ti、W、V等元素的作用 是可形成細小難溶的碳化物，阻礙晶粒長大。合金滲碳鋼的最終熱處理是滲碳、淬火和低溫回火。3. 滾動軸承鋼中碳的質量分數為0.95%1.15%，目的是獲得高強度、高硬度及高耐磨性，鉻元素的質量分數為 0.4%1.65%，目的是提高淬透性， 形成細小均勻分布的合金滲碳 體Fe、Cr 3C,以提高接觸疲勞強度和耐磨性。滾動軸承鋼進 行球化退火的目的是降低硬度，以利于切削加工，獲得均勻分布的細粒珠光體，為最終熱處理做好組織準備。滾動軸承鋼的性能特點是具有高而均勻的硬度和耐磨性，高的彈性極限和一定的沖擊韌度,足夠的

47、淬透性和耐腐蝕能力以及高的接觸疲勞強度和抗壓強度。二、選擇題1. 現需要制造一直徑 25mm在連桿，要求整個截面上具有良好的綜合力學性能，應采用A。A. 40Cr鋼調質B.45鋼正火C. 60Si2Mn剛淬火+中溫回火D. 20Cr滲碳+淬火+低溫回火。2. 欲制作一耐酸容器，選用材料及相應熱處理工藝應為C oA. W18Cr4V 固溶處理B.1Cr18Ni9Ti穩定化處理C.1Cr18Ni9Ti固溶處理D.1Cr17固溶處理3. 中碳鋼的碳的質量分數范圍是 CoA.0.77%2021%B.0.0218%2.11%C.0.25%0.6%D.0.6%2.11%4. 淬火彈簧鋼絲冷卷成形后，應進行

48、CoA.完全退火B.去應力退火C.淬火、中溫回火D.淬火、高溫回火5. 對于綜合力學性能好的軸、齒輪等重要的零件，應選擇C.使奧氏體的晶粒長大8. 高速鋼淬火后進行屢次回火的作用是A.減少剩余奧氏體的量C.提高強度和韌性9. 高速鋼淬火、回火后的組織是AA.回火馬氏體、合金碳化物及少量的剩余奧氏體B. 回火索氏體、合金碳化物及少量的剩余奧氏體C. 回火托氏體、合金碳化物及少量的剩余奧氏體D. 回火馬氏體10. 為獲得良好的耐腐蝕性，不銹鋼中的碳的質量分數應盡A.高B.低C.中等D.大于合金元素11. 在T8鋼中，碳的質量分數是 B oA.8%B.0.8%C.0.08%D.不能確定12. 一般，

49、碳素結構鋼都是 A oA.普通質量鋼B.優質鋼C.高級優質鋼D.特級優質鋼13. 在 ZG200 400 中，“200 表示的是 A °A.抗拉強度B.斷后伸長率C.斷面收縮率D.屈服點三、簡答題1. 合金鋼與碳鋼相比，具有哪些特點？答：碳鋼的淬透性低碳鋼制成的零件尺寸不能太大，否那么淬不透，岀現內外性 能不均，對于一些大型的機械零件，要求內外性能均勻，就不 能采用碳鋼制作，如發電機轉子，汽輪機葉片，汽車、拖拉機的 連桿螺栓等?；鼗鹂沽Σ钐间摯慊鸷螅挥薪浀蜏鼗鼗鸩拍鼙３指哂捕?，假設其回火 溫度超過200C，其硬度就顯著下降。即回火抗力差，不能在較 高的溫度下保持高硬度，因此對于要求

50、耐磨，切削速度較高，刃 部受熱超過200C的刀具就不能采用碳鋼制作。碳鋼不能滿足一些特殊性能的要求如耐熱性、耐腐蝕性、耐低溫性低溫下高韌性為了彌補碳鋼的缺乏，滿足上述條件的要求，目前工業上 廣泛開展和使用了合金鋼材料。2. 拖拉機的變速齒輪，材料為 20CrMnTi，要求齒面硬度 58-64HRC，分析說明采用什么熱處理工藝才能到達這一要求？答：20CrMnTi含碳量低，為0.20%，是合金滲碳鋼，要達到齒面硬度要求，必須先滲碳，后淬火+低溫回火。3. 有一10mm的桿類零件，受中等交變拉伸載荷作用，要求零件沿截面性能均勻一致，供選擇的材料有：Q345 16Mn 、45、40Cr、T12。要求

51、：1選擇適宜的材料；2編制簡明工藝 路線；3說明各熱處理工序的主要作用；4 指岀最終組織。答：1選擇45;2 工藝路線：下料T鍛造T正火T粗加工T調質T半精加 工T精加工3 正火：提高硬度，改善切削加工性能；消除應力；細化 晶粒；為最終熱處理作組織準備。調質：獲得強度、硬度、韌性和塑性均較好的綜合力學性 能。4最終組織：回火索氏體。4. 高速工具鋼淬火后為什么需要進行三次以上回火？在560 C回火是否是調質處理？答：W18C4V鋼在550s570°C回火時可以產生二次硬化， 提高硬度，屢次回火還可以消除大量的剩余奧氏體，將前一次回火過程中形成的馬氏體轉變成回火馬氏體，降低應力，提高強

52、韌性。高速鋼淬火回火后的組織是回火馬氏體、合金碳化物及少量的參與奧氏體，在560C回火不屬于調質，因為調質組織中有回 火索氏體。5. 說明以下牌號屬于何種金屬材料？其中的數字和符號的含意及其主要用途各是什么 ？T8 20CrMnTi ZGMn13-2 40Cr GCr15 60Si2Mn W18Cr4V 1Cr18Ni9Ti 1Cr13 Cr12MoV 5CrMnMo 38CrMoAI 9CrSi Cr12 60 鋼 CrWMn W6Mo5Cr4V 2 65Mn HT150KTH300-06KTZ450-06QT400-18 RuT260T8:碳的平均質量分數為 0.8%的優質碳素工具鋼。20

53、CrMnTi:碳的平均質量分數為 0.2%，Cr、Mn、Ti的平均 質量分數均小于等于1.5%的合金結構鋼。ZGMn13-2:錳的平均質量分數為 13%勺高猛耐磨鋼。40Cr:碳的平均質量分數為 0.4%,Cr平均質量分數小于等于 1.5%的合金結構鋼。GCr15:表示3 cr # 1.5%的滾動軸承鋼。60Si2Mn:碳的平均質量分數為 0.6%, Si的平均質量分數為 2% Mn的平均質量分數小于等于 1.5%的合金結構鋼。W18Cr4V: 3 歸 18% 3 cr = 4% 3 v< 1.5%的高速鋼。 1Cr18Ni9Ti: 3 c=0.1%、3 cr=18%、3 Ni=9%、3

54、 tW 1.5%的不銹 鋼。1Cr13 : 3C=0.1%、3 Cr=13%的不銹鋼。Cr12MoV : 3 c> 1%、3 cr=12%、3 m。< 1.5%、3 后 1.5% 的合金工具鋼。5CrMnMo : 3 c=0.5%、Cr、Mn、Mo的平均質量分數均小 于等于1.5%的合金工具鋼。38CrMoAI : 3 c=0.38%、Cr、Mo、Al的平均質量分數均小 于等于1.5%的合金結構鋼。9CrSi:碳的平均質量分數為 0.9%, Si、Cr的平均質量分數都 小于等于1.5%的合金工具鋼。Cr12： 3C>0.6%、3 cr=12%的合金工具鋼。60鋼：3 c=0.6%的優質碳素結構鋼。CrWMn:碳的平均質量分數大于等于1%，Cr、W、Mn的平均質量分數都小于等于 1.5%的合金工具鋼。W6Mo5Cr4V2 : 3 w=6%、3 mo=5%、3 cr=4%、3 v=2% 的 高速鋼。65Mn : 3產0.65%，并含有較