机械工程材料及热处理答案.pdf

《机械工程材料及热处理》综合练习 一、名词解释： 同素异构转变 过冷奥氏体 调质 合金钢 再结晶 相图 致密度 过冷度 淬透性 淬硬性 晶体 合金 相 同素异构转变： 随着温度的变化，其晶格形式由一种品格转变为另一种晶格的现象 过冷奥氏体：处于临界点以下的不稳定的将要发生分解的奥氏体称为过冷奥氏体 调质：即淬火和高温回火的综合热处理工艺 合金钢：钢里除铁、碳外，加入其他的合金元素 再结晶：在固态金属与合金内没有相变的结晶过程，也就是使加工硬化的金属与合金不经过相变进行软化的过程，叫做再结晶 相图：采用的热力学变量不同构成不同的相图 致密度：晶胞中原子本身所占的体积百分数，即晶胞中所包含的原子体积与晶胞体积的比值 过冷度是：物质(如金属、合金、晶体)的理论结晶温度与实际给定的结晶现场温度的差值 淬透性：在规定条件下用试样淬透层深度和硬度分布来表征的材料特征 淬硬性：钢在淬火时硬化能力，用淬成马氏体可能得到的最高硬度表示 晶体大量微观物质单位(原子、离子、分子等)按一定规则有序排列的结构 合金：由两种或两种以上的金属与金属或非金属经一定方法所合成的具有金属特性的物质 相：宏观物理系统所具有的一组状态，也通称为物态。

二、填空题： 1. 奥氏体是 C 溶解 在 y-Fe 形成的间隙固溶体 2. 实际金属中存在有 点 、 线 和 面 三类缺陷 3. 选材的三大原则 材料的使用性能 、 材料的工艺性能 、 材料的经济性能 4. 结晶的基本规律：一是 过冷现象 ，二是 结晶基本过程是形核与长大 5. 最常见的金属晶体结构有 体立晶格 、 面立晶格 和 密排六晶格 6. 细化晶粒尺寸的基本方法有 细晶强化 、 增大过冷度 、 变质处理 7. 塑性变形的方式，有两种：一是 滑移 ，二是 孪生 8. 按含碳量分，碳钢分为三大类： 低碳钢 、 中碳钢 和 高碳钢 9. 常用的热处理工艺方法有 退火 ， 淬火 ， 回火 和  正火 。

10. 根据测量方法不同，常用的硬度指标有 布氏硬度 ， 洛氏硬度 和 维氏硬度 11. 珠光体是 铁素体 和 渗碳体 混合在一起的机械混合物 12. 热处理是将钢在固态下 采用适当的方法进行加温 、 保温 和 并以一定冷却速度冷却至室温 ，以改变钢的组织结构，从而获得所需性能的一种工艺 13. 细化晶粒的措施： 细晶强化 、 增大过冷度 、 变质处理 三、选择题 1、改善钢材性能的主要途径有 c a．合金化 b. 热处理 c. 合金化和热处理 2、纯铁在 700℃时, 称为 a ，1000℃时, 称为 b a．α-Fe b. γ-Fe c. δ-Fe 3、表示材料屈服强度的符号是 b ，表示材料抗拉强度的符号是 a a．Rm b.σs c. σ-1 4、退火是将工件加热到一定温度，保温一段时间，然后采用的冷却方式是 c 。

a．随炉冷却 b. 在水中冷却 c. 在空气中冷却 5、晶体与非晶体的区别在于 c a．外形是否规则 b. 是否透明 c. 内部原子聚集状态是否规则排列 6、冷却时, 金属的实际结晶温度总是 c a．等于理论结晶温度 b. 高于理论结晶温度 c. 低于理论结晶温度 7、普通优质和高级优质碳钢是按 b 进行区分的 a．力学性能的高低 b. 杂质 S、P 含量的多少 c. 杂质 Mn、Si 含量的多少 8、T10 钢中碳的平均含量为 b a. 10％ b. 1.0 ％ c. 0.1 ％ d. 0.01％ 9、通常硬度在 c 范围内的金属材料可加工性能最好 a．250-300HB b. 90-180HB c. 170-250HB  10、65Mn 是 c ，W18Cr4V 是 b a．不锈钢 b. 高速钢 c. 弹簧钢 11 9SiCr 钢中 Cr 的平均含量为 b a. 1.5％ b. 小于 1.5 ％ c. 大于 1.5 ％ d. 1％ 12、马氏体的硬度主要取决于 c 。

a．过冷奥氏体的冷却速度 b. 过冷奥氏体的转变温度 c. 马氏体的含碳量 13、Q345-AF 是 c a．碳素结构钢 b. 碳素工具钢 c. 低合金结构钢 四、计算题 1、T12 钢室温下的组织组成物是什么？ T12 钢室温下由二次渗碳体和珠光体组成 2、利用杠杆定律，计算室温下 T12 钢组织组成物的相对质量百分比？ 按照杠杆定律，列式子如下 WP=（6.69-1.2）/(6.69-0.77)=5.49/5.92=0.92736486 ≈0.927=92.7% WFe3Cii=1-WP=0.073=7.3% 即含碳量为 1.2%的铁碳合金， 其组织组成物是由 92.7%的珠光体+7.3%的二次渗碳体组成 五、问答题 1、捆扎物体一般用 08F 钢丝，而吊车、起重机的吊绳一般要采用 65 钢的钢丝，为什么？ 08 铁丝为低碳钢，塑性好，易成型，故常用来捆扎物体65 钢属于中高碳钢，含碳量为 0.65%，有一定强度，也有足够的塑韧性而起重机吊绳要求具有高强度和高塑韧性配合，65 钢能满足这中要求 2 在进行热轧和锻造时, 通常将钢材加热到 1000-1200℃ 变成完全奥氏体组织，面心立方结构，塑型好，易轧制和锻造成型 3 简述共析钢中奥氏体形成的四个阶段？ 奥氏体晶核的形成，奥氏体晶核长大，残余渗碳体溶解，奥氏体成分均匀化。

4、滚动轴承可选用 GCr15，其加工工艺路线如下：  下料→锻造→正火→ 球化退火→ 磨削加工→淬火→低温回火→冷处理→磨加工→时效处理→检验说明下列工序（正火、球化退火、淬火、低温回火、冷处理、时效处理）的目的 正火：消除网状渗碳体 球化退火：降低硬度，提高塑性，改善切削加工性能和力学性能，获得均匀组织，改善热处理工艺性能，为淬火组织准备 淬火：获得马氏体，提高钢的力学性能 低温回火：获得回火马氏体+颗粒状碳化物+少量残余奥氏体保持高硬度同时消除淬火应力 冷处理：减少残余奥氏体量，稳定尺寸 时效处理：进一步消除应力，稳定组织和尺寸 六、综合题 1 现有一批材料，请为下列零件选择合适的材料，写在相应零件名称后面 60Si2Mn； GCr15；1Cr18Ni9Ti；T12；W18Cr4V 1) 高速切削刀具：W18Cr4V 2) 汽车板弹簧：60Si2Mn 3) 耐酸容器：1Cr18Ni9Ti 4) 滚动轴承：GCr15 5) 锉刀 T12 2 现有一批材料，请为下列零件选择最合适的材料，写在相应零件名称后面，并且写出其热处理和性能特点 Q235；45；60Si2Mn； GCr15；4Cr13；T10；5CrNiMo；ZGMn13；9SiCr； W18Cr4V； 1) 螺母：Q235 热轧空冷 2) 汽车板弹簧：60Si2Mn 淬火+中温回火 3) 医用镊子：4Cr13 淬火+低温回火 4) 滚动轴承：GCr15 淬火+低温回火 5) 手工工具：T10 淬火+低温回火 6) 高速切削刀具：W18Cr4V 淬火+三次高温回火 7) 传动轴：45 调质 8) 丝锥：9SiCr 淬火+低温回火 9) 热锻模：5CrNiMo 调质 10) 铁路道岔：ZGMn13 水韧处理 七、画图题  1.请默写铁碳相图 2.请默写共析钢 C 曲线。