【正文】 工程材料及熱處理復習資料 一、名詞解釋 過冷度、臨界變形量 、淬透性、晶格 、固溶體、鐵素體、合金滲碳體、晶胞、巴氏合金、組元、相圖、球化退火、晶面、滑移、同素異構（晶）轉變、勻晶相圖、相、正火、金屬化合物、細晶強化、固溶強化 、熱處理 、淬硬性、再結晶、晶內偏析 、過冷現(xiàn)象、熱硬性 、 石墨化 、 點缺陷 、 退火 、 變質（ 孕育 ） 鑄鐵 、奧氏體 、 面缺陷 、 回火 、結晶、熱加工、加工硬化、軸承合金、冷加工、變質劑、面缺陷 二、問答題 擬用 T10 制造形狀簡單的車刀，工藝路線為：鍛造 — 熱處理 — 機加工 —熱處理 — 磨加工 ， 試寫出各 熱處 理工序的名稱并指出各熱處理工序的作用。 與冷加工比較，熱加工給金屬件帶來的益處有哪些？ 元素 Si、 C、 N、 Ni、 Mn 在α Fe 中形成哪幾種固溶體 ? 根據(jù) FeFe3C 相圖，說明產(chǎn)生下列現(xiàn)象的原因： （ 1）在室溫下，含碳 % 的鋼其強度比含碳 % 的鋼高； （ 2）綁軋物件一般用鐵絲（鍍鋅低碳鋼絲），而起重機吊重物卻用鋼絲繩（用 60 、 65 、 70 、 75 等鋼制成）； （ 3）鋼適宜于通過壓力加工成形，而鑄鐵適宜于通過鑄造成形。 （ 4）含碳量為 % 的鋼比含碳 量為 % 的鋼硬度高； （ 5）在 1100℃ ，含碳 % 的鋼能進行鍛造，含碳 % 的生鐵不能鍛造； （ 6）鉗工鋸 T8 ， T10,T12 等鋼料時比鋸 10,20 鋼費力，鋸條容易磨鈍 。 為什么細晶粒鋼強度高，塑性，韌性也好？ W18Cr4V 鋼的 Ac1約為 820℃，若以一般工具鋼 Ac1+3050℃常規(guī)方法來確定淬火加熱溫度，在最終熱處理后能否達到高速切削刃具所要求的性能？為什么？ W18Cr4V 鋼刀具在正常淬火后都要進行 560℃三次回火，又是為什么？ 為何單晶體具有各 向異性，而多晶體在一般情況下不顯示出各向異性？ 滑動軸承合金的性能和組織有何要求？ 確定下列鋼件的退火方法，并指出退火目的及退火后的組織： （ 1） ZG310570 鑄造齒輪 （ 2）鍛造過熱 的 60 鋼鍛坯； （ 3）經(jīng)冷軋后的 15 鋼鋼板，要求降低硬度； （ 3 分） （ 4）具有片狀滲碳體的 T12 鋼坯； （ 3 分） 已知 A（熔點 600℃ ）與 B(500℃ ) 在液態(tài)無限互溶；在固態(tài) 300℃ 時A 溶于 B 的最大溶解度為 30% ， 室溫時為 10%， 但 B 不溶于 A；在 300℃ 時，含 40% B 的液態(tài)合金發(fā)生共晶 反應。 現(xiàn)要求： 1） 作出 AB 合金相圖； 2） 確定 80%A 合金室溫下的 相組成物的相對量。 3） 確定 20%A 合金室溫下的 相組成物的相對量 1 常見的金屬晶體結構有哪幾種？α Fe 、γ Fe 、 Al 、 Cu 、 Ni 、 Pb 、 Cr 、 V 、 Mg、 Zn 各屬何種晶體結構？ 1 在制造齒輪時，有時采用噴丸法（即將金屬丸噴射到零件表面上）使齒面得以強化。試分析強化原因。 1 將 162。5mm 的 T8 鋼加熱至 760℃ 并保溫足夠時間，問采用什么樣的冷卻工藝可得到如下組織：珠光體，索氏體，屈氏體，上貝氏體， 下貝氏體，屈氏體 +馬氏體，馬氏體 +少量殘余奧氏體；在 C 曲線上描出工藝曲線示意圖。 1 已知金屬鎢、鐵、鉛、錫的熔點分別為 3380℃ 、 1538℃ 、 327℃ 、 232℃ ，試計算這些金屬的最低再結晶溫度，并分析鎢和鐵在 1100℃ 下的加工、鉛和錫在室溫（ 20℃ ）下的加工各為何種加工？ 1 在鑄造生產(chǎn)中，采用哪些措施控制晶粒大?。吭谏a(chǎn)中如何應用變質處理？ 1 示意畫出平衡態(tài)碳鋼的強度隨鋼的 碳質量分數(shù)變化曲線，并定性解釋該曲線。 1固溶體和金屬間化合物在結構和性能上有什么主要差別？ 1何謂調質鋼？為 什么調質鋼的含碳量均為中碳？ 1 寫出 碳質量分數(shù)為 %的碳鋼室溫時的相組成物和組織組成物，并計算各相組成物和組織組成物的質量分數(shù)。（ 10 分） 何謂碳鋼中的鐵素體、滲碳體、珠光體？他們的力學性能各有何特點？ 2某型號柴油機的凸輪軸，要求凸輪表面有高的硬度（硬度 50 HRC），而心部具有良好的韌性（ Ak40J），原采用 45 鋼調質處理再在凸輪表面進行高頻淬火，最后低溫回火，現(xiàn)因工廠庫存的 45 鋼已用完，只剩 15鋼，擬用 15 鋼代替。試說明： （ 1）原 45 鋼各熱處理工序的作用； （ 2）改用 15 鋼后 ，應按原熱處理工序進行能否滿足性能要求？ （ 3）改用 15 鋼后，為達到所要求的性能，在心部強度足夠的前提下采用何種熱處理工藝？ 2為什么比較重要的大截面的結構零件如重型運輸機械和礦山機器的軸類，大 型發(fā)電機轉子等都必須用合金鋼制造？與碳鋼比較，合金鋼有何優(yōu)點？ 2硬質合金有何主要特性？ 2灰口鑄鐵為什么不進行淬火和回火，而球墨鑄鐵可以進行這類熱處理？ 2普通灰鑄鐵薄壁處常有一高硬度層，機加工困難，說明原因及消除辦法。 2 選擇下列零件的熱處理方法，并編寫簡明的工藝路線（各零件均選用鍛造 毛坯，并且鋼材具有足夠的淬透性）： （ 1）某汽車變速箱齒輪，要求齒面耐磨，心部強度和韌性要求較高，材料選用 20CrMnTi 鋼； （ 2）某機床主軸，要求有良好的綜合機械性能，軸徑部分要求耐磨（ HRC 5055），材料選用 45 鋼； （ 3）鏜床鏜桿，在重載荷下工作，精度要求極高，并在滑動軸承中運轉。要求鏜桿表面有極高的硬度，心部有較高的綜合機械性能，材料選用38CrMoALA。 2回火的目的是什么？常用的回火操作有哪幾種？指出各種回火操作得到的組織、性能。 2 簡述 FeFe3C 相圖中 二 個基本反應 ：共晶反應及共析反應，寫出反應式，標出含碳量及溫度。 2為了改善碳素工具鋼的切削加工性，應采用下面哪種預備熱處理？為什么？（ 1）完全退火（ 2）球化退火（ 3）再結晶退火 與冷加工比較，熱加工給金屬件帶來的益處有哪些？ 3馬氏體組織形態(tài)分哪兩種？馬氏體的本質是什么？這兩種馬氏體的性能特點如何？為什么高碳馬氏體硬而脆？ 3晶體在結晶時，晶核形成種類有哪幾種？什么是變質處理？ 3機床主軸選用 45 鋼制造，其工藝路線一般為：備料→ 鍛造→ 正火→ 機械粗加工→ 調質→ 機械半精加工→局部淬 火（軸頸、錐體） +低溫回火→粗磨→花鍵高頻淬火 +低溫回火→ 精磨。請寫出其中每一種熱處理（四種）后材料的組織及熱處理的作用或目的。 3 寫出 碳質量分數(shù)為 %的 白口鑄鐵在室溫時 的相組成物 和組織組成物 ，并計算 其相組成物和組織組成物的相對含量。 3合金結構鋼與碳素結構鋼相比為什么力學性能較好？熱處理變形??？ 3鎢在室溫下變形是屬于熱變形還是冷變形？其組織和性能會有何種變化？ 3馬氏體組織形態(tài)分哪兩種？馬氏體的本質是什么？這兩種馬氏體的性能特點如何？為什么高碳馬氏體硬而脆？ 3某一小齒輪選 用 20CrMnTi 鋼制造，其工藝路線一般為：備料→ 鍛造→ 正火→ 機械粗加工→ 滲碳→ 淬火→低溫回火→噴丸→ 磨削加工。請寫出其中每一種熱處理后的組織（滲碳后的組織不需寫，只需寫出其它三種）及作用。 3 寫出 碳質量分數(shù)為 %的 碳鋼在室溫時 的相組成物 和組織組成物 ，并計算 其相組成物和組織組成物的相對含量。 與工具鋼相比，硬質合金的優(yōu)點有哪些？ 4在制造長的精密絲桿時，常在半精加工后將其吊掛起來，并用木錘沿全長輕擊 幾遍，再吊掛５～７天，然后再精加工，試解釋這樣做的目的和原因。 4 寫出 碳質量分數(shù)為 %的 白口鑄鐵在共晶反應（ 1148℃）剛剛完畢 時的相組成物，并計算 其相組成物的相對含量。 三 、填空 三種典型的金屬晶體結構形式有 。 常見的金屬鑄錠組織呈現(xiàn)三層不同外形的晶粒，分別為 。 金屬冷塑性變形時的殘余內應力按作用范圍可分為 三類。 鋼中常存的雜質元素 有 。 按含碳量的不同，碳鋼分為 三類。 鋼的淬火方法有 等幾種。 金屬材料表面的腐蝕可分為 兩類。 按碳存在的形式，鑄鐵可分為 等幾類。 經(jīng)冷軋后的 15 鋼板要求降低硬度，應采用 退火，退火后的組織是 。 按石墨存在的形態(tài)，鑄鐵可分為 等幾類。 1共析碳鋼的奧氏體形成過程包括 四個連續(xù)的階段。 1鋼的退火方法有 等幾種。 1除鈷外，所有合金元素都不同程度 鋼的淬透性，使 C 曲線 移。 1珠光體類型的組織，根據(jù)片間距大小不同，可分為 、 、 。 1合金中相結構 （晶體結構）的基本類型有 二種。 1室溫時，鐵碳合金中的相結構有 二 種。 1金屬的晶體缺陷按幾何形態(tài)特征分為以下三類 。 1金屬晶體的結晶過程是 不斷形成和長大。 1冷塑性變形金屬在加熱時，其組織變化可分為 三個階段。 鐵碳合金相圖中的共析反應式是 。 2按含碳量的不同，碳鋼分為 三類。 2共析鋼奧氏體化后 ,進行等溫轉變時 ,可得到 三種 等溫轉變產(chǎn)物。 2按碳鋼的質量等級， 碳鋼分為 三類。 2淬火缺陷有 等幾種。 2感應加熱表面淬火根據(jù)選用的頻率不同分為 等幾種。 2銅合金分為 三類。 2符號dHRCJ表示 。 2回火種類有 等三種。 2鋁合金的強化手段主要是 。 金屬鑄造時 ,細化晶粒的主要途徑有 、 、 。 3從金屬學觀點看，熱加工與冷加工的區(qū)別是以 為界。 3根據(jù) Fe— Fe3C 相圖，鐵碳二元合金可分為 三大類材料。 3純金屬常見的晶體結構有面心 結構，體心 結構和密排 結構。金屬中常見的點缺陷為 ，線缺陷為 ，面缺陷為 ；工程實踐中，通常采用 晶體缺陷數(shù)量的方法強化金屬 3 石墨為片狀的灰口鑄鐵稱為 鑄鐵，石墨為團絮狀的灰口鑄鐵稱為 （ 鑄鐵，石墨為球狀的灰口鑄鐵稱為 鑄鐵。其中， 鑄鐵的韌性最 ，因而可以鍛造。 3 鋁合金可分為 二大類。 3 鐵素體的 強度高于純鐵，是由于發(fā)生了 強化；孕育鑄鐵的強度高于普通灰口鑄鐵，是由于發(fā)生了 強化；冷變形鋼絲的強度高于退火態(tài)鋼絲，是由于發(fā)生了 強化。 3 滑動軸承材料的顯微組織特征是： 粒子分布在軟 中，或 粒子分布在硬 中，前者的承載能力 于后者。 3α－ Fe、 Cr、 V 屬于 晶格；γ－ Fe 、 Al、 Cu、 Ni、 Pb 屬于 晶格； Mg、 Zn 屬于 晶格。 3變形鋁合金按照其主要性能特點分為 等 。 四、選擇題 Ni在 1Cr18Ni9Ti 鋼中的主要作用是 A、 提高淬透性； B、 固溶強化； C、 擴大 FeFe3C 相圖中的 γ 相區(qū)； D、 細化晶粒 W18Cr4V 鋼鍛造后，在機械加工之前應進行 A、 完全退火； B、 球化退火； C、 去應力退火； D、 再結晶退火 下列材料中，最適合制造機床床身的是 A、 40 鋼； B、 ]T12 鋼； C、 HT300； D、 KTH30006 只能使晶體產(chǎn)生彈性變形和斷裂。 A、正應變 B、切應 力 C、正應力 D、切應變 影響馬氏體硬度的主要因素是 。 A、合金元素的含量 B、冷卻速度 C、冷卻方法 D、奧氏體中的含碳量 40 鋼鋼錠在 1000℃左右軋制，有時會發(fā)生開裂，最可能的原因是 A、 溫度過低； B、 溫度過高； C、 鋼錠含磷量過高； D、 鋼錠含硫量過高 下列碳鋼中，淬透性最高的是 A、 20 鋼； B、 40 鋼； C、 T8 鋼； D、 T12 鋼 下列材料中，最適合制造汽車板彈簧的是 A、 60Si2Mn； B、 5CrNi