1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)2012級(jí)工程材料與金屬工藝學(xué)作業(yè)（1）一、已知時(shí)，的晶格常數(shù)為a=0.286nm，的晶格常數(shù)為a=0.359nm，計(jì)算時(shí)體積的變化率。2012級(jí)工程材料與金屬工藝學(xué)作業(yè)（2）一、已知組元A（熔點(diǎn)600）與組元B（熔點(diǎn)500）在液態(tài)時(shí)無限互溶；在固態(tài)300時(shí)A溶于B的最大溶解度為30%，室溫時(shí)為10%，但B不溶于A；在300時(shí)，含40%B的液態(tài)合金發(fā)生共晶反應(yīng)?，F(xiàn)要求（每小題20分）：（1）示意畫出A-B合金相圖；（2）分析含20%A的合金的結(jié)晶過程，并計(jì)算室溫時(shí)的組織

2、組成物的相對(duì)含量；（3）分析含45%A的合金的結(jié)晶過程，并計(jì)算室溫時(shí)的組織組成物的相對(duì)含量；（4）分析含80%A的合金的結(jié)晶過程，并計(jì)算室溫時(shí)的組織組成物的相對(duì)含量；（5）室溫時(shí)組成共晶體的兩個(gè)相的相對(duì)含量。2012級(jí)工程材料與金屬工藝學(xué)作業(yè)（3）1、根據(jù)Fe-Fe3C相圖計(jì)算室溫下珠光體中的鐵素體和滲碳體的相對(duì)含量。（20分）2、根據(jù)Fe-Fe3C相圖計(jì)算室溫下含碳量為0.40%的碳鋼中鐵素體和珠光體的相對(duì)含量。（20分）3、根據(jù)Fe-Fe3C相圖計(jì)算室溫下含碳量為1.0%的碳鋼中珠光體和二次滲碳體的相對(duì)含量。（20分）4、根據(jù)Fe-Fe3C相圖計(jì)算，室溫下碳鋼中二次滲碳體的最大相對(duì)含量。（

3、20分）5、某退火狀態(tài)下的碳鋼，經(jīng)金相分析后發(fā)現(xiàn)其組織為珠光體和二次滲碳體，其中珠光體占93%，問此碳鋼的含碳量大約是多少？（20分）2012級(jí)工程材料與金屬工藝學(xué)作業(yè)（4）圖1圖21、某鋼的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線如圖1所示，確定該鋼按圖中（a）、（b）、（c）、（d）速度冷卻到室溫后得到組織。（20分）2、T12鋼（含碳量為1.2%）加熱到AC1以上30保溫后，按右圖（2）中（a）、（b）、（c）、方法冷卻到室溫，分析各冷卻方法所得到的組織。（20分）3、某鏜床鏜桿，在重載荷下工作，精度要求極高，要求鏜桿表面有極高的硬度，心部有較高的綜合機(jī)械性能，材料選用38CrMoAlA。工藝路線為：鍛造預(yù)備熱

4、處理粗加工最終熱處理1半精加工精加工最終熱處理2。確定工藝路線中各熱處理工序的名稱和作用；指出最終熱處理后的顯微組織。（20分）4、某精密磨床主軸選用20CrMnTi制作，其工藝路線為：下料鍛造熱處理1切削加工熱處理2熱處理3熱處理4噴丸磨削加工。確定上述工藝路線中各熱處理工藝的名稱和作用。（20分）5、用9SiCr鋼制造絲錐，工藝路線為：鍛造預(yù)備熱處理機(jī)加工最終熱處理磨加工。（20分）（1）確定各熱處理工序的名稱及其作用；（2）已知9SiCr的AC1和ACCM分別為800和870，制訂最終熱處理工藝的規(guī)范（加熱溫度、冷卻介質(zhì)）；（3）指出最終熱處理后的大致硬度。2011級(jí)工程材料與金屬工藝學(xué)

5、作業(yè)（3）圖1圖21、某鋼的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線如圖1所示，確定該鋼按圖中（a）、（b）、（c）、（d）速度冷卻到室溫后得到組織。（20分）2、T12鋼（含碳量為1.2%）加熱到AC1以上30保溫后，按右圖（2）中（a）、（b）、（c）、方法冷卻到室溫，分析各冷卻方法所得到的組織。（20分）3、某鏜床鏜桿，在重載荷下工作，精度要求極高，要求鏜桿表面有極高的硬度，心部有較高的綜合機(jī)械性能，材料選用38CrMoAlA。工藝路線為：鍛造預(yù)備熱處理粗加工最終熱處理1半精加工精加工最終熱處理2。確定工藝路線中各熱處理工序的名稱和作用；指出最終熱處理后的顯微組織。（20分）4、某精密磨床主軸選用20CrMnT

6、i制作，其工藝路線為：下料鍛造熱處理1切削加工熱處理2熱處理3熱處理4噴丸磨削加工。確定上述工藝路線中各熱處理工藝的名稱和作用。（20分）5、用9SiCr鋼制造絲錐，工藝路線為：鍛造預(yù)備熱處理機(jī)加工最終熱處理磨加工。（20分）（1）確定各熱處理工序的名稱及其作用；（2）已知9SiCr的AC1和ACCM分別為800和870，制訂最終熱處理工藝的規(guī)范（加熱溫度、冷卻介質(zhì)）；（3）指出最終熱處理后的大致硬度。1.解：由圖可知a速度曲線的得到的組織是M+Ar。b速度曲線得到的組織是B+M+Ar.c速度曲線得到的組織是F+B+M+Ar.d速度曲線的得到的組織是F+P。2.解：水中淬火MFe3Cb分級(jí)淬火

7、MFe3Cc油中淬火MTFe3C3.解：下料鍛造正火粗加工調(diào)制處理半精加精加工滲氮處理注：38CrMoAlA的含碳量為0.35%0.42%屬于亞共析鋼可以采用正火為宜可以改善碳鋼的可加工性，作為預(yù)備熱處理。調(diào)制熱處理得到的組織為回火索氏體其中滲碳體為顆粒狀，作用使其力學(xué)性能優(yōu)良且保持良好的塑性和韌性和獲得均勻的索氏體為滲氮做準(zhǔn)備。滲氮處理，作用提高工件表層硬度、耐磨性耐蝕性和疲勞強(qiáng)度，心部有較高的機(jī)械性能。最終得到的組織為滲氮層、回火索氏體、顆粒狀滲碳體解：下料鍛造正火切削加工滲碳淬火低溫回火噴丸磨削加工 注：正火：調(diào)整硬度便于機(jī)加工，為淬火作準(zhǔn)備。滲碳：提高表面含碳量 。淬火：使表層獲得高碳

8、馬氏體和碳化物，從而達(dá)到硬度 5863HRC，心部獲得低碳馬氏體，具有高的強(qiáng)韌性。 低溫回火：能消除淬火應(yīng)力、提高抗沖能力，防止產(chǎn)生磨削裂紋?；鼗瘃R氏體（1）球化退火、（2）淬火低溫回火注：球化退火為了使珠光體和二次滲碳體都程球狀和顆粒狀分布在鐵素體基體上從而消除或改善片狀狀滲碳體的不利影響。9SiCr的含碳量為0.9%屬于高碳低合金刀具鋼。因?yàn)榻z錐是屬于高硬度高強(qiáng)度和高精密度的零件，0.9%的含碳量不適合用于滲碳和滲氮處理。所以用淬火家低溫回火可以使零件保持高硬度58-64HRC2.0.9%的含碳量淬火的加熱溫度為Ac1以上3050由于晶界二次滲碳體可以阻止A晶粒長大，并且A中含碳量量大會(huì)使

9、A傾向長大，所以9SiCr的淬火溫度為830850。冷卻介質(zhì)：油冷（因?yàn)槭堑秃辖鸬毒咪摚恿撕辖鹪厥桥R界溫度下降了，所以使用油冷可以是熱應(yīng)力減?。┑蜏鼗鼗鸬臏囟葹?00 冷卻介質(zhì)：空冷3.最終熱處理后得到的是組織是回火馬氏體、粒狀合金碳化物及少量的Ar,所以硬度為6065HRC。金屬工藝學(xué)作業(yè)4 1、從所給定的材料中，選定以下零件適用的鋼材，并確定其最終熱處理方法和最終組織：Q235、16Mn、20Cr、20CrMnTi、45、40Cr、38CrMoAlA、60Si2Mn、65Mn、GCr15、T8、T12A、9SiCr、CrMn、W18Cr4V、5CrMnMo、3Cr2W8V、Cr12、C

10、r12MoV、1Cr13、4Cr13、1Cr18Ni9Ti、HT200、QT600-2、ZGMn13。零件名稱適用材料最終熱處理方法最終組織醫(yī)療手術(shù)刀4Cr13淬火低溫回火回火M連桿螺栓40Cr調(diào)制處理回火S滾珠GCr15淬火低溫回火回火T、粒狀碳化物、Ar汽輪機(jī)葉片1Cr13淬火高溫回火回火S。少量的F冷拉絲模Cr12MoV三次硬化法回火M、粒狀的碳化物汽車變速箱齒輪20CrMnTi滲碳淬火低溫回火金屬碳化物、回火T金屬型鑄模3Cr2W8V三次硬化法回火M、粒狀的碳化物氣缸安全彈簧60Si2Mn淬火+中文回火回火T、粒狀碳化物2、某銑床的變速箱主齒輪，要求齒輪整體具有良好的綜合機(jī)械性能，齒面

11、要求耐磨，材料選用40Cr鋼。（共20分） （1）正確選擇熱處理方法并制定簡(jiǎn)明的工藝路線；（10分） （2）指出工藝路線中各熱處理工序的作用；（6分） （3）指出最終熱處理后的顯微組織。（4分） 解:(1)、下料鍛造正火整件粗加工調(diào)質(zhì)處理精加工齒面處高頻淬火低溫回火磨削(2)、正火：消除鍛造應(yīng)力，均勻組織調(diào)整硬度便于機(jī)加工，為淬火作準(zhǔn)備調(diào)質(zhì)處理：使齒輪獲得良好的綜合機(jī)械性能齒面處高頻淬火:齒輪表面得到馬氏體，提高耐磨性能，為回火做準(zhǔn)備低溫回火：獲得回火托氏體，消除淬火應(yīng)力。使齒面處耐磨，強(qiáng)度好硬度高。(3)、中間部分是回火索氏體，齒面處回火托氏體3、某普通機(jī)床主軸，要求整體具有良好的綜合機(jī)械性

12、能，軸頸處要求耐磨，材料選用45鋼。（共20分） （1）正確選擇熱處理方法并制定簡(jiǎn)明的工藝路線；（10分） （2）指出工藝路線中各熱處理工序的作用；（6分） （3）指出最終熱處理后的顯微組織。（4分）解:(1)、下料鍛造正火整件粗加工調(diào)質(zhì)處理精加工軸頸處高頻淬火低溫回火磨削(2)、正火：調(diào)整硬度便于機(jī)加工，為淬火作準(zhǔn)備調(diào)質(zhì)處理：獲得良好的綜合機(jī)械性能軸頸處高頻淬火:使工件表面得到馬氏體，為回火做準(zhǔn)備低溫回火：獲得回火托氏體，消除淬火應(yīng)力。使得軸頸處耐磨，強(qiáng)度好硬度高。(3)、中間部分是回火索氏體，軸頸處回火托氏體4某載重汽車變速箱齒輪要求整體具有高的強(qiáng)韌性，齒面具有高的硬度和耐磨性，用20Cr

13、MnTi制造，其工藝路線為：下料鍛造滲碳預(yù)冷淬火高溫回火機(jī)加工正火噴丸磨齒。分析按此工藝路線生產(chǎn)，各熱處理工藝后的組織和性能變化過程，判斷工藝路線是否正確。（20分） 解；不正確，我的工藝：下料鍛造正火切削加工滲碳淬火低溫回火噴丸磨削加工。正火：調(diào)整硬度便于機(jī)加工，為淬火作準(zhǔn)備。滲碳：提高表面含碳量 。淬火：使表層獲得高碳馬氏體和碳化物，從而達(dá)到硬度 5863HRC，心部獲得低碳馬氏體，具有高的強(qiáng)韌性。 低溫回火：能消除淬火應(yīng)力、提高抗沖能力，防止產(chǎn)生磨削裂紋?；鼗瘃R氏體一、名詞解釋1.奧氏體：碳溶于-Fe中的間隙固溶體，以符號(hào)A表示。2.回復(fù)：當(dāng)加熱溫度不高時(shí)，冷變形金屬的顯微組織無明顯變化

14、，力學(xué)性能也變化不大，但殘余應(yīng)力顯著降低，物理和化學(xué)性能部分地恢復(fù)到變形前的情況，這一階段稱為回復(fù)。3.固溶體：溶質(zhì)原子溶入固態(tài)的溶劑中，并保持溶劑晶格類型而形成的相。4.自然時(shí)效：將鑄件長時(shí)間置于室溫環(huán)境下消除應(yīng)力的時(shí)效處理方法。5.加工硬化：隨著冷變形程度的增加，金屬材料所有強(qiáng)度和硬度指標(biāo)都有所提高，但塑性、韌性有所下降的現(xiàn)象。6.固溶強(qiáng)化：通過溶入溶質(zhì)元素形成固溶體，使金屬材料的強(qiáng)度、硬度升高的現(xiàn)象。7.細(xì)晶強(qiáng)化：通過細(xì)化晶粒而使金屬材料力學(xué)性能提高的方法稱為細(xì)晶強(qiáng)化。8.過冷度：理論結(jié)晶溫度與實(shí)際結(jié)晶溫度的差T。T=T0-Tn.9.淬硬性：指鋼在正常淬火條件下其馬氏體所能達(dá)到的最高硬度

15、。10.淬透性：指鋼在淬火時(shí)能獲得淬硬深度的能力。二、填空題1.石墨為片狀的灰口鑄鐵為 普通灰 鐵，石墨為團(tuán)絮狀的灰口鑄鐵為可鍛鑄鐵，石墨為球狀的灰口鑄鐵為 球墨鑄鐵。其中，球墨鑄鐵的韌性最高，因而可以鍛造。2.工程中常用的特殊性能鋼有不銹鋼、耐磨鋼 、耐熱鋼等。3.金屬的斷裂形式有 延性斷裂和 脆性斷裂兩種。4.金屬元素在鋼中形成的碳化物可分為合金滲碳體、特殊碳化物兩類。5.常見的金屬晶體結(jié)構(gòu)有 體心立方晶核 、 面心立方晶格 和 密排立方晶格 三種。6.常用的回火方法有低溫回火、中溫回火和高溫回火。7.影響石墨化的主要因素有化學(xué)成分 和。8.馬氏體是 碳在-Fe中的過飽和固溶體，其形態(tài)主要

16、有 板狀馬氏體 、 針狀馬氏體。其中， 高碳針狀 馬氏體硬度高、塑性差。9.共析鋼過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線三個(gè)轉(zhuǎn)變區(qū)的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物是 奧氏體、珠光體、 共析滲碳體。10.共析鋼淬火形成M+A后，在低溫、中溫、高溫回火后的產(chǎn)物分別為 M回+A、T回、S回。11.鋼在加熱過程中產(chǎn)生的過熱缺陷可通過 擴(kuò)散退火 熱處理來消除。12實(shí)際金屬中存在 點(diǎn)缺陷 、 線缺陷 和 面缺陷 三類缺陷，位錯(cuò)屬于 線 缺陷。13.金屬結(jié)晶過程中，冷卻速度越大，則過冷度 越大 ，晶粒越呈樹狀長大，材料的強(qiáng)度越 強(qiáng) ，塑性越 差。14.鋼的熱處理工藝由 預(yù)先熱處理、 淬火、 回火3個(gè)階段組成。15.強(qiáng)化金屬材料的基本方法有結(jié)晶強(qiáng)

17、化、形變強(qiáng)化 、固溶強(qiáng)化和相變強(qiáng)化 。16.亞共析鋼的淬火溫度為 Ac3 +(3050)，過共析鋼的淬火溫度為 Ac1+(3050) 。17HT250是 灰 鑄鐵，數(shù)字250表示 抗拉強(qiáng)度為250MPa 。18.純鐵的多晶型轉(zhuǎn)變是 當(dāng)外部條件（如溫度壓強(qiáng)）改變時(shí)，金屬內(nèi)部一種晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成另一種晶體結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象。19.面心立方晶胞中實(shí)際原子數(shù)為4。20.在立方晶格中，如果晶面指數(shù)和晶面指數(shù)的數(shù)值相同時(shí)，那么該晶面與晶向間存在著 互相垂直關(guān)系。21.過冷度與冷卻速度的關(guān)系是冷卻速度越大，過冷度越大。22.固溶體按溶質(zhì)原子的晶格中位置可分為 置換固溶體、間隙固溶體。23.金屬單晶體滑移的特點(diǎn)是滑移只

18、能在切應(yīng)力下發(fā)生、滑移總是沿原子密度最大的晶面和晶向進(jìn)行、滑移時(shí)必伴隨著晶體向外力方向轉(zhuǎn)動(dòng)。24.常見的普通熱處理有退火、正火、淬火、回火。25.貝氏體類型的組織有 鐵素體、 滲碳體或碳化物。26.鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后獲得的組織是回火索氏體+少量鐵素體。27.合金工具鋼是指用于制造各種刀具、冷熱變形模具和量具用鋼的總和。28.材料滲碳的目的是為了得到較高的零件表層硬度與耐磨性 。29.45鋼按用途分類屬于碳素結(jié)構(gòu)鋼。30碳鋼中的有益元素是Mn、Si，碳鋼中的有害雜質(zhì)是P、S三、選擇題1.馬氏體組織有兩種形態(tài)（ ）A板條、樹狀； B. 板條、針狀； C. 樹狀、針狀； D. 索狀、樹狀2.實(shí)際生產(chǎn)中，

19、金屬冷卻時(shí)（ ）A理論結(jié)晶溫度總是低于實(shí)際結(jié)晶溫度；B 理論結(jié)晶溫度總是等于實(shí)際結(jié)晶溫度；C理論結(jié)晶溫度總是大于實(shí)際結(jié)晶溫度；D 實(shí)際結(jié)晶溫度和理論結(jié)晶溫度沒有關(guān)系3.零件滲碳后，一般需經(jīng)過（ ）才能達(dá)到表面硬度高而且耐磨的目的。A 淬火+低溫回火；B 正火； C 調(diào)質(zhì)； D 淬火+高溫回火4.C曲線右移使淬火臨界冷卻速度（ ），淬透性（ ）。A 減小、增大； B 減小、減??； C 增大、 減?。?D 增大、增大5.機(jī)械制造中，T10鋼常用來制造（ ）A 容器； B 刀具； C 軸承； D 齒輪6.鋼經(jīng)表面淬火后將獲得（ ）A 一定深度的馬氏體； B 全部馬氏體； C 下貝氏體； D 上貝氏體

20、7.GCr15SiMn鋼的含鉻量（ ）A 15% B 1.5% C 0.15% D 0.015%8.黃銅是以（ ）為主加元素的銅合金。A鉛 B 鐵 C 錫 D 鋅9.在Fe-Fe3C圖中，奧氏體冷卻到ES線時(shí)開始析出（ ）A 鐵素體 B 珠光體 C 二次滲碳體 D 萊氏體10.從金屬學(xué)的觀點(diǎn)來看，冷加工和熱加工是以（ ）溫度為界限區(qū)分的。A 結(jié)晶 B 再結(jié)晶 C 相變 D 2511.拉伸試驗(yàn)，試樣拉斷前能承受的最大拉應(yīng)力為材料的（ ）A 屈服點(diǎn) B 抗拉強(qiáng)度 C 彈性極性 D 剛度12.位錯(cuò)是一種（ ）A 線缺陷 B 點(diǎn)缺陷 C 面缺陷 D 不確定13.晶體中原子一定規(guī)則排列的空間幾何圖形為（

21、 ）A 晶粒 B 晶格 C 晶界 D 晶相14.從灰鑄鐵的牌號(hào)可看出它的（ ）指標(biāo)A 硬度 B 韌性 C 塑性 D 強(qiáng)度15.合金元素對(duì)奧氏體晶粒長大的影響是( )A 均強(qiáng)烈阻止奧氏體晶粒長大；B 均強(qiáng)烈促進(jìn)奧氏體晶粒長大；C 無影響 D 上述說法都不全面16.適合制造滲碳零件的鋼有（ ）A 16Mn、15、20Cr、1Cr13、12Cr2Ni4A B 45、40Cr、65Mn、T12C 15、20Cr、18Cr2Ni4WA、20CrMnTi17.金屬多晶體的晶粒越細(xì)小，則其（ ）A強(qiáng)度越高，塑性越好 B 強(qiáng)度越高，塑性越差C 強(qiáng)度越低，塑性越好 D 強(qiáng)度越低，塑性越差18.二元合金中，鑄造性

22、能最好的是（ ）A 固溶體合金 B 共晶合金 C 共析合金 D 包晶成分的合金19.馬氏體與回火馬氏體（ ）A 形態(tài)相同 B 形態(tài)不同 C 組織結(jié)構(gòu)相同 D 組織結(jié)構(gòu)不同20.阻止石墨化的元素有（ ）A 硅 B 磷 C 硫21.碳以片狀石墨形式存在的鑄鐵是（ ）A 灰鑄鐵 B 白口鑄鐵 C 球墨鑄鐵22.在鐵碳合金的基本組成相中，屬于金屬化合物的是（ ）A 鐵素體 B 滲碳體 C 奧氏體23.下列物質(zhì)屬于晶體的是（ ）A松香 B水晶 C石蠟24.下列情況屬于相變過程的是（ ）A液態(tài)金屬的結(jié)晶 B 晶粒長大 C 冷變形金屬的再結(jié)晶四、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述奧氏體晶粒對(duì)鋼在室溫下組織和性能的影響。奧氏體晶

23、粒的大小將影響隨后冷卻過程中發(fā)生的轉(zhuǎn)變及轉(zhuǎn)變所得的組織與性能。當(dāng)奧氏體晶粒細(xì)小，冷卻后轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織也細(xì)小，其強(qiáng)度與韌性都較高，韌脆性轉(zhuǎn)變溫度較低。所以，為了獲得細(xì)晶粒奧氏體，有必要了解奧氏體晶粒在其形成后的長大過程及控制方法。鋼在奧氏體化時(shí)所得到的晶粒。此時(shí)的晶粒尺寸稱為奧氏體晶粒度。分為有起始晶粒、實(shí)際晶粒和本質(zhì)晶粒3種。熱時(shí)所得到的奧氏體實(shí)際晶粒的大小，對(duì)冷卻后鋼的組織和性能有很大的影響。一般地說，粗大的奧氏體實(shí)際晶粒往往導(dǎo)致冷卻后獲得粗大的組織，而粗大的組織又往往相應(yīng)地具有較低的塑性和韌性。就沖擊韌性而言，普通碳鋼和低合金鋼的奧氏體晶粒度每細(xì)化一級(jí)，沖擊韌性值能提高19.639.2J/

24、cm，同時(shí)冷脆轉(zhuǎn)化溫度可降低10以上。因此，在熱處理時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制奧氏體晶粒大小，以獲得良好的綜合性能。2.簡(jiǎn)述回火的目的。提高組織穩(wěn)定性，獲得工件所需組織和性能。消除內(nèi)應(yīng)力，以便改善工件的使用性能并穩(wěn)定工件幾何尺寸。消除或減小淬火內(nèi)應(yīng)力。調(diào)整鋼鐵的力學(xué)性能以滿足使用要求。3.簡(jiǎn)述碳鋼中的鐵素體、滲碳體、珠光體，它們的力學(xué)性能各有什么特點(diǎn)？鐵素體：強(qiáng)度、硬度不高，但具有良好的塑性和韌性。滲碳體：不會(huì)發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，但有磁性轉(zhuǎn)變，它在230一下具有弱鐵磁性，而在230以上則失去鐵磁性，硬度很高，二塑性和韌性幾乎為零，脆性極大。珠光體：其力學(xué)性能介于鐵素體與滲碳體之間，決定于珠光體片層間距，即一層

25、鐵素體與一層滲碳體厚度和的平均值。預(yù)備熱處理：球化退火工藝，或正火處理；作用是形成球化組織，降低材料硬度及內(nèi)應(yīng)力，便于切削加工，同時(shí)為隨后的熱處理做準(zhǔn)備。最終熱處理：一般為淬火低溫回火；也可采用下貝氏體等溫淬火工藝，以達(dá)到工具最終的性能要求。5.寫出下列牌號(hào)數(shù)字及文字的含義。Q390-A、ZG200-400、Y12、QT400-15、QSn4-3.例如：HT100：表示灰鑄鐵，其最低抗拉強(qiáng)度為100MPa。Q390-A：表示低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼，其屈服強(qiáng)度為：390 MPa，A，表示A級(jí)質(zhì)量。ZG200-400：表示鑄造碳鋼，其最低屈服強(qiáng)度為200 MPa，最低抗拉強(qiáng)度為400 MPa。Y12：

26、表示易切削結(jié)構(gòu)鋼，其平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.12%。QT400-15：表示球墨鑄鐵，其表示最低抗拉強(qiáng)度為400M MPa，最小伸長率為15%。QSn4-3：表示錫青銅，含錫4%，含鋅3%，余量為銅。6.用20CrMnTi制造汽車變速箱齒輪，要求齒面硬度HRC58-60，中心硬度HRC30-45，試寫出加工工藝路線，并說明各熱處理的作用目的。加工工藝路線為：下料鍛造正火機(jī)械粗加工滲碳+淬火+低溫回火噴丸磨齒正火處理可使同批毛坯具有相同的硬度（便于切削加工），并使組織細(xì)化，均勻；滲碳后表面含碳量提高，保證淬火后得到高的硬度，提高耐磨性和接觸疲勞強(qiáng)度；噴丸處理是提高齒輪表層的壓力使表層材料強(qiáng)化，提高抗

27、疲勞能力。7. 鐵碳合金中基本相是那些？其機(jī)械性能如何？答：鐵素體、奧氏體、滲碳體。鐵素體：強(qiáng)度、硬度不高，但具有良好的塑性和韌性。奧氏體：硬度較低而塑性較高，易于鍛壓成型的固溶體，不具有鐵磁性。滲碳體：不會(huì)發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，但有磁性轉(zhuǎn)變，它在230一下具有弱鐵磁性，而在230以上則失去鐵磁性，硬度很高，二塑性和韌性幾乎為零，脆性極大。8.車床主軸要求軸頸硬度為HRC54-58，其余地方為HRC20-25，其加工路線為：指出：1.主軸應(yīng)用的材料 45號(hào)鋼2.正火的目的和大致熱處理工藝3.調(diào)質(zhì)目的和大致熱處理工藝4.表面淬火目的5.低溫回火目的和軸頸表面和心部組織。加工工藝路線為：下料鍛造正火機(jī)

28、械粗加工調(diào)質(zhì)精加工高頻感應(yīng)淬火+低溫回火精磨正火處理可使同批毛坯具有相同的硬度（便于切削加工），并使組織細(xì)化，均勻，消除殘留應(yīng)力調(diào)質(zhì)處理的目的是使零件的心部具有足夠的強(qiáng)度和韌性，以承受彎曲、扭曲及沖擊載荷，并為表面熱處理作準(zhǔn)備高頻感應(yīng)淬火的目的是提高齒表面的硬度，耐磨性和疲勞強(qiáng)度，以抵抗齒表面的磨損和疲勞破壞低溫回火的目的是在保持齒表面高硬度和高耐磨性的條件下消除淬火內(nèi)應(yīng)力，防止磨削加工時(shí)產(chǎn)生裂紋9.什么是鋼的熱處理？常用熱處理方法有哪些？答：把金屬和合金加熱到給定溫度并保持一段時(shí)間，然后用選定的速度和方法使之冷卻，以得到所需要的顯微組織和性能的操作工藝，稱之為熱處理。常見熱處理的形式很多，如

29、：退火、正火、淬火、回火、調(diào)質(zhì)、時(shí)效；此外還有滲碳、滲氮、離子氮化、高頻淬火、表面法蘭、真空光亮處理等等。10.共析鋼加熱到相變點(diǎn)以上，用下圖的冷卻曲線冷卻，各應(yīng)得到什么組織？序號(hào)室溫組織熱處理方法a馬氏體直接淬火（單液淬火）b馬氏體分級(jí)淬火c托氏體+馬氏體單液淬火（油）d下貝氏體等溫淬火e索氏體或托氏體正火f珠光體完全退火g珠光體等溫退火a. 直接（單液淬火） +b. 馬氏體分級(jí)淬火 馬氏體+殘余奧氏體c. 未淬透 +貝氏體+馬氏體d. 下貝氏體e. 屈氏體f. 退火 索氏體g. 珠光體11.為什么細(xì)晶粒鋼強(qiáng)度高，塑性、韌性也好？主要是因?yàn)榫Я＜?xì)化之后，與粗晶粒相比，晶粒取向更為均勻，從而避

30、免了過早出現(xiàn)應(yīng)力集中引起的開裂，提高了韌性12.什么是金屬的力學(xué)性能，金屬的力學(xué)性能主要包括哪些方面？金屬的力學(xué)性能是指金屬材料抵抗各種外加載荷的能力，其中包括：彈性和剛度、強(qiáng)度、塑性、硬度、沖擊韌度、斷裂韌度及疲勞強(qiáng)度等，它們是衡量材料性能極其重要的指標(biāo)。13.畫出簡(jiǎn)化的鐵碳相圖，指出各相區(qū)的組織成分，指出圖中S、C、E、G點(diǎn)及GS、SE、ECF、PSK線的含義。（15分）S 共析點(diǎn)C 共晶點(diǎn)E 碳在中的最大溶解度G 和同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變點(diǎn)GS 合金冷卻時(shí)，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體的開始線SE 碳在奧氏體中的溶解度曲線ECF 共晶線PSK 共析14.根據(jù)Fe-Fe3C平衡相圖，分析含碳1.0%的碳鋼的平

31、衡結(jié)晶過程，并寫出其室溫組織。（10分）平衡結(jié)晶過程：?jiǎn)蜗嘁后w的冷卻，勻晶反應(yīng)L相中析出相（奧氏體A），單相固溶體的冷卻，相中析出二次滲碳體，剩余相發(fā)生共析反應(yīng)生成珠光體P室溫組織：P+二次滲碳體機(jī)械工程材料試題一、名詞解釋： 35分調(diào)質(zhì) :對(duì)鋼材作淬火+高溫回火處理，稱為調(diào)質(zhì)處理。 碳素鋼:含碳量2.11%的鐵碳合金。SPCD: 表示沖壓用冷軋?zhí)妓劁摫“寮颁搸?，相?dāng)于中國08Al（13237）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。二、填空題：120分按腐蝕過程特點(diǎn)，金屬腐蝕可分為 化學(xué)腐蝕 _和電化學(xué)腐蝕_。2常用力學(xué)性能判據(jù)有_強(qiáng)度_、_韌性_、_延展性_和_彈性模量_。3.鋼中的硫元素引起熱脆，磷元素引起冷脆

32、，氫元素引起白點(diǎn)，氮元素引起蘭脆。4.鋁合金的強(qiáng)化除了熱處理強(qiáng)化外，還可以進(jìn)行固溶時(shí)效強(qiáng)化。5.鋼在加熱過程中產(chǎn)生的過熱缺陷可以通過回火熱處理來消除。6常用的高分子材料有_塑料_、_橡膠_和_合成纖維_。7鑄造鋁合金分為_鋁銅合金_、_鋁鎂合金_、_鋁硅合金_和_鋁鋅合金。8合金工具鋼是指用于制造各種_刃具_(dá)、_模具_(dá)和_量具_(dá)用鋼的總合。9材料滲碳的目的是為了得到_較高的零件表層硬度與耐磨性_。1045鋼按用途分類屬于_碳素結(jié)構(gòu)鋼_。三、判斷題： 120分1.( )鋼的淬透性主要取決于冷卻速度。2. ( )實(shí)際的金屬晶體都呈各向異性。3. ( )加工硬化、固溶強(qiáng)化均使材料強(qiáng)度、硬度顯著提高，

33、塑性、韌性明顯降低，故可認(rèn)為它們有相同的強(qiáng)化機(jī)理。4. ( )金屬材料、陶瓷材料和高分子材料的本質(zhì)區(qū)別在于它們的化學(xué)鍵不同。5. ( )材料的強(qiáng)度、硬度越高，其塑性、韌性越差。6. ( )調(diào)質(zhì)和正火兩種熱處理工藝所獲得的組織分別為回火索氏體和索氏體，它們的區(qū)別在于碳化物的形態(tài)差異。7. ()鋁合金人工時(shí)效比自然時(shí)效所獲得的硬度高，且效率也高，因此多數(shù)情況下采用人工時(shí)效。8( )硬質(zhì)合金可用做刀具材料，模具材料和量具材料。9( )在熱處理中變形和開裂都是不可避免的。10( )球墨鑄鐵是鑄鐵中力學(xué)性能最好的。四、問答題 5945分1、什么是金屬的力學(xué)性能？金屬的力學(xué)性能主要包括哪些方面？ 材料在一

34、定溫度條件和外力作用下，抵抗變形和斷裂的能力稱為材料的力學(xué)性能。材料的常規(guī)力學(xué)性能指標(biāo)主要包括強(qiáng)度、硬度、塑性和韌性等。2、什么是鋼的熱處理？常用熱處理方法有哪幾種？ 通過對(duì)鋼件作一定條件的加熱、保溫和冷卻，從而改變整體或表層的組織，獲得所需的性能。常用熱處理方法有：退火、正火、淬火和回火。3、鋼按化學(xué)成分可分為哪幾類？ 鋼按化學(xué)成分可分為碳素鋼和合金鋼兩大類。其中，碳素鋼按含碳量的多少分低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼；合金鋼按合金元素種類分錳鋼、鉻鋼、硼鋼、鉻鎳鋼、硅錳鋼，按合金元素含量的多少分低合金鋼、中合金鋼、高合金鋼。4、灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵、蠕墨鑄鐵在組織上的根本區(qū)別是什么？ 四種材料

35、的在組織上的根本區(qū)別是鑄鐵中的石墨的形態(tài)不同（形狀、大小、數(shù)量、分布等），灰鑄鐵的石墨是片狀，球墨鑄鐵的石墨是球狀，可鍛鑄鐵的石墨是團(tuán)狀，蠕墨鑄鐵的石墨是蟲狀。5、硬質(zhì)合金的主要組成是什么？常用硬質(zhì)合金分哪幾類？各有何主要應(yīng)用？ 硬質(zhì)合金的主要組成是難熔金屬碳化物和粘結(jié)金屬。常用硬質(zhì)合金分為鎢鈷類硬質(zhì)合金(代號(hào)YG)和鎢鈷鈦類硬質(zhì)合金(代號(hào)YT) 兩種。YG合金多用于加工產(chǎn)生斷續(xù)切屑的的脆性材料(如鑄鐵)，YT合金多用于加工產(chǎn)生連續(xù)切屑的韌性材料，特別是高速切削鋼件。 工程材料試題一、名詞解釋題（每題3分，共30分）1、金屬化合物；與組成元素晶體結(jié)構(gòu)均不相同的固相2、固溶強(qiáng)化；隨溶質(zhì)含量增加，

36、固溶體的強(qiáng)度、硬度提高，塑性、韌性下降的現(xiàn)象。3、 鐵素體；碳在a-Fe中的固溶體4、加工硬化；隨冷塑性變形量增加，金屬的強(qiáng)度、硬度提高，塑性、韌性下降的現(xiàn)象。5、球化退火；將工件加熱到Ac1以上3050攝氏度保溫一定時(shí)間后隨爐緩慢冷卻至600攝氏度后出爐空冷。6、金屬鍵；金屬離子與自由電子之間的較強(qiáng)作用就叫做金屬鍵。7、再結(jié)晶；冷變形組織在加熱時(shí)重新徹底改組的過程.8、枝晶偏析；在一個(gè)枝晶范圍內(nèi)或一個(gè)晶粒范圍內(nèi)成分不均勻的現(xiàn)象。 9、正火；是將工件加熱至Ac3或Accm以上3050,保溫一段時(shí)間后,從爐中取出在空氣中冷卻的金屬熱處理工藝。 10、固溶體。合金在固態(tài)時(shí)組元間會(huì)相互溶解，形成一種

37、在某一組元晶格中包含有其他組元的新相，這種新相稱為固溶體二、簡(jiǎn)答題（每題8分，共48分）1、金屬結(jié)晶的基本規(guī)律是什么？晶核的形成率和成長率受到哪些因素的影響？P16l 結(jié)晶的基本過程晶核形成與晶核長大結(jié)晶時(shí)的冷卻速度（即過冷度）隨著過冷度的增大，晶核的形成率和成長率都增大，但形成率的增長比成長率的增長快，同時(shí)液體金屬中難熔雜質(zhì)以及振動(dòng)和攪拌的方法也會(huì)增大形核率2、手鋸鋸條、普通螺釘、車床主軸分別用何種碳鋼制造？手鋸鋸條：它要求有較高的硬度和耐磨性，因此用碳素工具鋼制造。如T9,T9A,T10,T10A,T11,T11A普通螺釘：它要保證有一定的機(jī)械性能，用普通碳素結(jié)構(gòu)鋼制造，如Q195,Q21

38、5,Q235車床主軸：它要求有較高的綜合機(jī)械性能，用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，如30，35，40，45，503、金屬經(jīng)冷塑性變形后，組織和性能發(fā)生什么變化？1晶粒沿變形方向拉長，性能趨于各向異性，如縱向的強(qiáng)度和塑性遠(yuǎn)大于橫向等。2晶粒破碎，位錯(cuò)密度增加，產(chǎn)生加工硬化，即隨著變形量的增加，強(qiáng)度和硬度顯著提高，而塑性和韌性下降，3織構(gòu)現(xiàn)象的產(chǎn)生，即隨著變形的發(fā)生不僅金屬中晶粒會(huì)被破碎拉長，而且各晶粒的晶格位向也會(huì)沿著變形的方向同時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)果金屬中每個(gè)晶粒的晶格位向趨于大體一致，產(chǎn)生織構(gòu)現(xiàn)象，4冷壓力加工過程中由于材料各部分的變形不均勻或晶粒內(nèi)各部分和各晶粒間的變形不均勻，金屬內(nèi)部會(huì)形成殘余的內(nèi)應(yīng)力，

39、這在一般情況下都是不利的，會(huì)引起零件尺寸不穩(wěn)定。4、固溶體和金屬間化合物在結(jié)構(gòu)和性能上有什么主要差別？在結(jié)構(gòu)上：固溶體的晶體結(jié)構(gòu)與溶劑的結(jié)構(gòu)相同，而金屬間化合物的晶體結(jié)構(gòu)不同于組成它的任一組元，它是以分子式來表示其組成。在性能上：形成固溶體和金屬件化合物都能強(qiáng)化合金，但固溶體的強(qiáng)度，硬度比金屬間化合物低，塑性，韌性比金屬間化合物好，也就是固溶體有更好的綜合機(jī)械性能。5、實(shí)際晶體中的點(diǎn)缺陷，線缺陷和面缺陷對(duì)金屬性能有何影響？如果金屬中無晶體缺陷時(shí)，通過理論計(jì)算具有極高的強(qiáng)度，隨著晶體中缺陷的增加，金屬的強(qiáng)度迅速下降，當(dāng)缺陷增加到一定值后，金屬的強(qiáng)度又隨晶體缺陷的增加而增加。因此，無論點(diǎn)缺陷，線缺

40、陷和面缺陷都會(huì)造成晶格畸變，從而使晶體強(qiáng)度增加。同時(shí)晶體缺陷的存在還會(huì)增加金屬的電阻，降低金屬的抗腐蝕性能。6、比較退火的狀態(tài)下的45鋼、T8鋼、T12鋼的硬度、強(qiáng)度和塑性的高低，簡(jiǎn)述原因。三、綜合分析題（共22分）1、（12分）有兩個(gè)含碳量為1.2%的碳鋼薄試樣，分別加熱到780和860并保溫相同時(shí)間，使之達(dá)到平衡狀態(tài)，然后以大于VK的冷卻速度至室溫。試問：（1）哪個(gè)溫度加熱淬火后馬氏體晶粒較粗大？因?yàn)?60攝氏度加熱溫度高，加熱時(shí)形成的奧氏體晶粒粗大，冷卻后得到的馬氏體晶粒叫粗大（2）哪個(gè)溫度加熱淬火后馬氏體含碳量較多？因?yàn)榧訜釡囟?60已經(jīng)超過了Accm，此時(shí)碳化物全部溶于奧氏體中，奧氏

41、體中含碳量增加，而奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變是非擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變，所以冷卻后馬氏體含碳量較多。（3）哪個(gè)溫度加熱淬火后殘余奧氏體較多？因?yàn)榧訜釡囟?60已經(jīng)超過了Accm，此時(shí)碳化物全部溶于奧氏體中，使奧氏體中含碳量增加，降低鋼的Ms和Mf點(diǎn)，卒火后殘余奧氏體增多。（4）哪個(gè)溫度加熱淬火后未溶碳化物較少？因?yàn)榧訜釡囟?60已經(jīng)超過了Accm，此時(shí)碳化物全部溶于奧氏體中，因?yàn)榧訜嶙浠鸷笪慈芴蓟镙^少（5）你認(rèn)為哪個(gè)溫度加熱淬火后合適？為什么？780加熱卒火后合適。因?yàn)楹剂繛?.2%的碳鋼屬于過共析鋼，過共析碳鋼卒火加熱溫度Ac1+(30_50攝氏度)，而780在這個(gè)溫度范圍內(nèi)，這時(shí)卒火后的組織為均勻而細(xì)小的

42、馬氏體和顆粒狀滲碳體及殘余奧氏體的混合組織，使鋼具有高的強(qiáng)度，硬度和耐磨性，而且也具有較高的韌性。2、（10分）說明45鋼試樣（10mm）經(jīng)下列溫度加熱、保溫并在水中冷卻得到的室溫組織：700，760，840，1100。700：因?yàn)樗鼪]有達(dá)到相變溫度，因此沒有發(fā)生相變，組織為鐵素體和珠光體。760：它的加熱溫度在Ac1_Ac3之間，因此組織為鐵素體，馬氏體和少量殘余奧氏體。840：它的加熱溫度在Ac3以上，加熱時(shí)全部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，冷卻后的組織為馬氏體和少量殘余奧氏體。1100：因?yàn)樗募訜釡囟冗^高，加熱時(shí)奧氏體晶粒粗化，卒火后得到粗片狀馬氏體和少量殘余奧氏體齒輪：20CrMnTi滲碳鋼；C%=

43、0.2%,Cr,Mn,Ti1.5%；滲碳淬火低溫回火；組織為回火馬氏體。（3分） 連桿：40Cr調(diào)質(zhì)鋼；C%=0.4%,Cr1.5%；調(diào)質(zhì)處理（淬火高溫回火）；組織為回火索氏體。（2分） 彈簧：65Mn彈簧鋼；C%=0.65%,Mn1%,Cr=12%,Mo,V1.5%；淬火低溫回火；組織為回火馬氏體。（2分） 滾動(dòng)軸承：GCr15Mo軸承鋼；C%1%,Cr=1.5%,Mo1.5%；球化退火淬火低溫回火；組織為回火馬氏體。（2分） 車刀：W6Mo5Cr4V2高速鋼；W%=6%,Mo%=5%,Cr%=4%,V%=2%；淬火560三次回火；組織為回火馬氏體碳化物。（3分） 銼刀：T10碳素工具鋼；C

44、%1%；淬火低溫回火；組織為回火馬氏體碳化物。（2分） 熱鍛模具：5CrMnMo熱變形模具鋼；C%=0.5%,Cr,Mn,Mo1.5%；淬火高溫回火；組織為回火索氏體。（2分） 機(jī)床床身：HT300灰口鐵；無需熱處理。（2分）2007年本科工程材料試題標(biāo)準(zhǔn)答案一、分析題 （分析下列材料強(qiáng)化方法的主要機(jī)理）（25分） 1、細(xì)晶強(qiáng)化： 金屬組織中晶界大量增加 2、彌散強(qiáng)化： 金屬組織中第二相細(xì)小均勻分布 3、固溶強(qiáng)化：固溶體的晶格畸變 4、二次硬化：包括二次淬火（過冷奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體）和二次相析出（過冷奧氏體和馬氏體中析出彌散碳化物）使得材料回火后硬度提高。 5、加工硬化：位錯(cuò)數(shù)量急劇增加使得材

45、料強(qiáng)度硬度提高 二、填空題(25分)馬氏體是碳在-Fe過飽和固溶體，其形態(tài)主要有板條狀、針片狀 。其中， 針片狀馬氏體硬度高、塑性差。2、W18Cr4V鋼的淬火加熱溫度為12701280 ，回火加熱溫度為560 ，回火次數(shù)3 ，W的主要作用 提高紅硬性 ，Cr的主要作用提高淬透性 ，V的主要作用提高硬度和韌性。3、材料選擇的三個(gè)主要原則使用性原則， 工藝性原則，經(jīng)濟(jì)性原則。4、合金結(jié)構(gòu)鋼與碳素結(jié)構(gòu)鋼相比，其突出優(yōu)點(diǎn)是淬透性好，強(qiáng)度高 。5. 在工程圖學(xué)中,零件的力學(xué)性能通常用硬度表示。HBS測(cè)量范圍是450HBS ，HBW測(cè)量范圍是650HBW ，HRC測(cè)量范圍是 2067HRC 。 6. 共

46、析鋼淬火形成M+A后，在低溫、中溫、高溫回火后的產(chǎn)物分別為 回火馬氏體 ，回火托氏體 ，回火索氏體 。7. 鋼在淬火時(shí)，鋼的淬硬性取決于 碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù) ，轉(zhuǎn)鋼的淬透性取決于合金元素的含量 。8. 45鋼正火后滲碳體呈片狀，調(diào)質(zhì)處理后滲碳體呈 粒狀。三、簡(jiǎn)答題（10分） 由T12材料制成的絲錐，硬度要求為HRC6064。生產(chǎn)中混入了Q235鋼料，如果按T12鋼進(jìn)行淬火低溫回火處理，問其中Q235鋼制成的絲錐的性能能否達(dá)到要求？為什么？ 不能達(dá)到要求。 Q235屬于普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)很低，一般在0、10、17C，按照T12淬火溫度淬火（760780），鋼中只有少量珠光體轉(zhuǎn)變成馬氏體，大量

47、鐵素體未發(fā)生轉(zhuǎn)變。因此淬火后的硬度很低，不能使用。四、下面材料所屬類別，常用熱處理工藝和應(yīng)用實(shí)例(15分)材料排號(hào) 類別 典型熱處理工藝 應(yīng)用舉例QT600 球墨鑄鐵 等溫淬火 高溫回火 曲軸 ，齒輪箱 1Cr18Ni9Ti 不銹鋼 固溶處理 耐蝕罐體，爐條5CrMnMo 熱作模具鋼 淬火中溫回火 熱鍛模 熱擠壓模 65Mn 碳素鋼 淬火中溫回火 彈簧 發(fā)條 GCr15 滾動(dòng)軸承鋼 淬火低溫回火 滾珠 套圈 五、分析題（25分）車床主軸要求軸頸部位硬度為5458HRC，其余地方為2025HRC，其加工路線為： 下料 鍛造 正火 機(jī)加工 調(diào)質(zhì) 機(jī)加工（精） 軸頸表面淬火 低溫回火 磨加工指出：1

48、、主軸應(yīng)用的材料：45鋼 2、正火的目的，去除應(yīng)力，細(xì)化晶粒 3、調(diào)質(zhì)目的和大致熱處理工藝 獲得回火索氏體，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性良好配合。 加熱 820840，保溫一段時(shí)間，淬入鹽水中，隨后加熱到600回火11、5小 時(shí)出爐空冷。 4、表面淬火目的 提高軸頸表面硬度，提高耐磨性。 5、低溫回火目的及工藝 消除主軸高頻淬火應(yīng)力和脆性。 一般再回火爐中加熱到150180，保溫12小時(shí)出爐空冷。工程材料試題答案 （15分）名詞解釋（每小題3分）過冷度 2.正火 3.奧氏體 4.熱加工 5.調(diào)質(zhì)處理答案：1.過冷度 理論結(jié)晶溫度與實(shí)際結(jié)晶溫度之差正火 將鋼件加熱到Ac3或Accm以上30-50，

49、保溫適當(dāng)時(shí)間后在靜止的空氣中冷卻的熱處理工藝，稱為正火。奧氏體 碳固溶于-Fe中形成的間隙固溶體稱為奧氏體，用或A表示。熱加工 高于再結(jié)晶溫度的塑性變形。調(diào)質(zhì)處理 將淬火加高溫回火相結(jié)合的熱處理稱為調(diào)質(zhì)處理。對(duì)于上述名詞解釋,如學(xué)生用自己的語言回答,考慮其對(duì)概念或名詞含義理解程度酌情給分。利用鐵碳相圖回答下列問題（15分）寫出Fe-Fe3C相圖上-區(qū)的組織組成物，標(biāo)明A，E，C，S，P，K各點(diǎn)的含碳量。區(qū)：_F+P_ 區(qū)：_P_區(qū)： P+Fe3C_區(qū)：P+ Fe3C+Ld 區(qū)：_ Ld_區(qū)：_Fe3C+LdA點(diǎn)：_0_ E點(diǎn)：_2.14%_ C點(diǎn)：_4.3%_S點(diǎn)：_0.8%_ P點(diǎn)：_0.0

50、2%_ K點(diǎn)：_6.69%_ 計(jì)算室溫下含碳0.6%的鋼中珠光體和鐵素體各占多少？說明含碳量1.0%的鋼比含碳量為0.5%的鋼的硬度高。答：(1) 空格中斜體部分為答案。（6分，每空格0.5分）（2）（5分）由杠桿定律得：室溫下含碳0.6%的鋼中珠光體為：（0.6-0.02）/（0.8-0.02）*100%=74.4室溫下含碳0.6%的鋼中鐵素體為：100%-74.4%=25.6%（3）含碳量1.0%的鋼中含有硬度高的滲碳體，而含碳量為0.5%的含有較硬度較低的鐵素體，故含碳量1.0%的鋼比含碳量為0.5%的鋼的硬度高。（4分）三、簡(jiǎn)答（24分）（每小題4分）1.在鑄造生產(chǎn)中，采用哪些措施獲得

51、細(xì)晶粒組織？2.說明實(shí)際金屬晶體缺陷種類及特征。 3.石墨的形態(tài)對(duì)鑄鐵都有哪些影響？4.常見的熱處理方法有哪些？5.什么是鋁合金的固溶處理和時(shí)效處理。6.回火的目的是什么，常用的回火操作有哪幾種？ 答案：1.在鑄造生產(chǎn)中，采用哪些措施獲得細(xì)晶粒組織？答：(1) 增加過冷度（2）進(jìn)行變質(zhì)處理 (3) 附加振動(dòng)2.說明實(shí)際金屬晶體缺陷種類及特征。答：根據(jù)晶體缺陷的幾何尺寸大小可分為三類：點(diǎn)缺陷，線缺陷，面缺陷。點(diǎn)缺陷的主要類型有空位和間隙原子。晶體中的線缺陷就是位錯(cuò)。面缺陷包括晶界、亞晶界和孿晶界。簡(jiǎn)述石墨形態(tài)對(duì)鑄鐵的影響？答：根據(jù)鑄鐵中石墨形態(tài),鑄鐵可分為: (1)灰鑄鐵它是以片狀石墨形式存在。

52、(2)球墨鑄鐵它是鐵液經(jīng)過球化處理,使石墨呈球狀的鑄鐵。(3)可鍛鑄鐵它是白口鑄鐵通過可鍛化退火,使石墨呈團(tuán)絮狀的鑄鐵灰鑄鐵的抗拉強(qiáng)度和塑性就越低。球墨鑄鐵中石墨呈球狀使球墨鑄鐵的抗拉強(qiáng)度、塑性和韌性、疲勞強(qiáng)度不僅高于其它鑄鐵,而且可以與相應(yīng)組織的鑄鋼相比?？慑戣T鐵的石墨呈團(tuán)絮狀，因此它不但比普通灰鑄鐵具有較高強(qiáng)度，而且有較高的塑性和韌性。4.常見的熱處理方法有哪些？答：退火、正火、淬火、回火、表面熱處理、化學(xué)熱處理。5.什么是鋁合金的固溶處理和時(shí)效處理。答：當(dāng)鋁合金加熱到相區(qū),保溫后在水中快冷,其強(qiáng)度和硬度并沒有明顯升高,而塑性卻得到改善,這種熱處理稱為固溶處理。固溶處理后鋁合金的強(qiáng)度和硬度

53、隨時(shí)間而發(fā)生顯著提高的現(xiàn)象,稱為時(shí)效處理。6.回火的目的是什么，常用的回火操作有哪幾種？答：回火的目的：1 獲得工件所需的組織。2 穩(wěn)定尺寸。3消除淬火內(nèi)應(yīng)力?；鼗鸬姆N類：低溫回火；中溫回火；高溫回火對(duì)于上述簡(jiǎn)答,如學(xué)生用自己的語言回答,考慮其對(duì)含義理解程度酌情給分。四、指出下列金屬材料的類別（12分） （每空格0.5分）(1)H68黃銅(2)W18Cr4V 高速鋼(3)Q235-A.F普通碳鋼(4)1Cr18Ni9Ti不銹鋼(5)GCr15滾動(dòng)軸承鋼(6)QT600-02球墨鑄鐵(7)45優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼(8)HT200灰口鑄鐵(9)55Si2Mn合金彈簧鋼(10)KTH350-06可鍛鑄鐵(

54、11)T10A優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼(12)40Cr合金調(diào)質(zhì)鋼(13)20優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼(14)ChSnSb11-6軸承合金(15)Q235C普通碳鋼(16)QSn4-3錫青銅(17)QAl7鋁青銅(17)08優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼(19)T12碳素工具鋼(20)Y30易切削鋼(21)HT150灰口鑄鐵(22)35優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼(23)16Mn低合金結(jié)構(gòu)鋼(24)20Cr合金滲碳鋼答案：表格中斜體部分為答案, 上述填空如果按大類回答酌情給分。五、綜合應(yīng)用題（14分）（每小題7分）(1) 某機(jī)床主軸選用45鋼鍛造毛坯,要求有良好的綜合機(jī)械性能且軸徑部分要耐磨(HRC 50-55),試為其編寫簡(jiǎn)明的工藝路線，并說

55、明各熱處理工序的作用。(2) 一批45鋼小軸因組織不均勻，需采用退火處理。擬采用以下幾種退火工藝：緩慢加熱至700，經(jīng)長時(shí)間保溫后隨爐冷至室溫；緩慢加熱至840，經(jīng)長時(shí)間保溫后隨爐冷至室溫；緩慢加熱至1100，經(jīng)長時(shí)間保溫后隨爐冷至室溫； 試說明上述三種工藝會(huì)導(dǎo)致小軸組織發(fā)生何變化？若要得到大小均勻的細(xì)小晶粒，選何種工藝最合適？答案：主軸的工藝路線：下料鍛造正火粗加工調(diào)質(zhì)半精、精加工表面淬火、低溫回火精加工。正火處理是為了得到合適的硬度，以便機(jī)械加工，同時(shí)為調(diào)質(zhì)處理做好組織準(zhǔn)備。調(diào)質(zhì)處理是為了使主軸得到高的綜合機(jī)械性能和疲勞強(qiáng)度，為了更好地發(fā)揮調(diào)質(zhì)效果，將它安排在粗加工后進(jìn)行。表面淬火是為了使

56、軸徑部分得到所需硬度，以保證裝配精度和不易磨損。(2) 緩慢加熱至700，經(jīng)長時(shí)間保溫后隨爐冷至室溫，小軸的組織無變化。緩慢加熱至840，經(jīng)長時(shí)間保溫后隨爐冷至室溫，小軸的晶粒得到細(xì)化且比較均勻。緩慢加熱至1100，經(jīng)長時(shí)間保溫后隨爐冷至室溫，由于加熱溫度高、加熱時(shí)間長，會(huì)使奧氏體晶粒粗化。所以，為了要得到大小均勻的細(xì)小晶粒，選用第二種方法，即緩慢加熱至840，經(jīng)長時(shí)間保溫后隨爐冷至室溫。2007 2008 學(xué)年第2學(xué)期工程材料課程期末考試試卷（A卷）答案本試卷共 六 道大題，滿分100 分。填空題（本大題20分，每空1分） 1、共晶轉(zhuǎn)變和共析轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物都屬于 兩 相混合物。2、塑性變形后的金

57、屬經(jīng)加熱將發(fā)生回復(fù)、 再結(jié)晶 、晶粒長大的變化。3、共析鋼的含碳量為 0.77 。4、Q235鋼的含義是為屈服點(diǎn)數(shù)值（屈服強(qiáng)度）為235MPa的碳素結(jié)構(gòu)鋼 。5、單晶體塑性變形中滑移的實(shí)質(zhì)是 在切應(yīng)力作用下，位錯(cuò)沿滑移面的運(yùn)動(dòng) 。6、體心立方晶格的致密度為 68 。7、根據(jù)鋼的成分、退火的工藝與目的不同，退火常分為 完全退火 、 等溫退火 、均勻化退火 、 球化退火 、去應(yīng)力退火 等幾種。8、鋼在奧氏體化后，冷卻的方式通常有 等溫冷卻 和 連續(xù)冷卻 兩種。9、在鐵碳合金的室溫平衡組織中，強(qiáng)度最高的合金含碳量約為 0.9 %。10、工具鋼按用途可分為 刃具鋼 鋼、 模具鋼 鋼、 量具鋼 鋼。11

58、、常用測(cè)定硬度的方法有 布氏硬度 、 洛氏硬度 和 維氏硬度 測(cè)試法。二、判斷題（本大題10分，每小題1分） （在括號(hào)里正確的劃“”，錯(cuò)誤的劃“”）1、單晶體具有各向同性，多晶體具有各向異性。 （ ）2、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。 （ ）3、共晶轉(zhuǎn)變是在恒溫下進(jìn)行的。 （ ）4、鐵素體是碳溶解在-Fe中所形成的間隙固溶體。 （ ）5、熱處理選用的鋼一般為本質(zhì)細(xì)晶粒鋼。 （ ）6、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。 （ ） 7、彈簧在熱處理后再進(jìn)行噴丸處理，目的是在表面形成殘余壓應(yīng)力。 （ ）8、熔點(diǎn)為232的錫在室溫下的塑性變形是冷加工。 （ ）9、金屬

59、結(jié)晶時(shí)，冷卻速度愈大，則結(jié)晶后金屬的晶粒愈粗大。 （ ） 10、鑄鐵經(jīng)過熱處理，改變了基體和石墨形態(tài)，從而提高了性能。 （ ）三、單選題（本大題20分，每小題1分） （不選、錯(cuò)選或多選答案者，該小題不得分) 1、在晶體缺陷中，屬于面缺陷的有 。 （） 間隙原子 位錯(cuò) 晶界 2、建立相圖時(shí)采用的冷卻速度應(yīng)為 。 （） 快速 中速 極緩慢3、在發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變L+時(shí)，L、三相的成分為 。 （） 相同 確定不變 不斷變化4、對(duì)板料進(jìn)行多次拉伸時(shí)，為了消除形變強(qiáng)化，中途應(yīng)進(jìn)行 。 （） 完全退火 再結(jié)晶退火 正火 5、正火是將工件加熱到一定溫度，保溫一段時(shí)間，然后采用的冷卻方式是 。 （）隨爐冷卻 在油中

60、冷卻 在空氣中冷卻 6、合金固溶強(qiáng)化的基本原因是 。 （）晶粒變細(xì) 晶格發(fā)生畸變 晶格類型發(fā)生了改變7、大多數(shù)合金元素均在不同程度上有細(xì)化晶粒的作用，其中細(xì)化晶粒作用最為顯著的有 。 （） Mn,P Mn,Ti Ti,V8、分級(jí)淬火的目的是 。 （） 使工件在介質(zhì)停留期間完成組織轉(zhuǎn)變 使工件內(nèi)外溫差較為均勻并減小工件與介質(zhì)間的溫差 使奧氏體成分趨于均勻9、一個(gè)合金的室溫組織為+二次+(+)，它由 組成。 （)二相 三相 四相10、制造普通螺母的鋼應(yīng)選用 。 （） Q235 65Mn T1211、滲碳體的性能特點(diǎn)是 。 （） 強(qiáng)度和硬度不高，塑性良好 硬度高，極脆，塑性幾乎等于零 強(qiáng)度較高，硬度