【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 單、效率高、成本低、脫碳傾向小，缺點(diǎn)是耐磨性較低、變形較大。55．碳素結(jié)構(gòu)鋼相對(duì)于合金結(jié)構(gòu)鋼而言，優(yōu)點(diǎn)是冶煉、加工簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，缺點(diǎn)淬透性差、缺乏良好的機(jī)械性能。56．所謂’硅鋁明’是指鋁和硅的合金，該合金工件通常是通過(guò)鑄造成形的57．常見(jiàn)的黃銅是指銅和鋅的合金，而青銅的種類較多，主要有錫青銅，鋁青銅等，青銅在大氣，海水中的耐蝕性優(yōu)于黃銅58．純金屬的晶格類型主要有體心立方晶格，面心晶格和密排六方晶格三種59．金屬結(jié)晶的必要條件是一定的過(guò)冷度。60．金屬的塑性變形是在切應(yīng)力作用下，主要通過(guò)滑移來(lái)進(jìn)行的61．金屬中的位錯(cuò)密度越高，則其強(qiáng)度越高，塑性越差。62．純鐵的熔點(diǎn)為1538度，則其再結(jié)晶溫度為997度，而其再結(jié)晶退火溫度為1097度。63．冷加工和熱加工是以金屬的再結(jié)晶溫度區(qū)分的64．所謂’相’是指合金中的晶體結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分相同的組成部分65．合金中的基本相分為固溶體和金屬化合物兩類66．按照溶質(zhì)原子在溶劑中位置的不同，固溶體分為置換固溶體和間隙固溶體。67．固溶體按溶解度大水不同分為有限固溶體和無(wú)限固溶體。68．金屬化合物根據(jù)其形成條件及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為正常價(jià)化合物，電子化合物及間隙化合物三類69．鋼中常見(jiàn)的化合物大多數(shù)屬于正常價(jià)化合物，其共同的性能特點(diǎn)是熔點(diǎn)較高，硬度高，脆性大。70．鐵碳合金的基本相中，塑性最好的是A，強(qiáng)度最高的是P，硬度最高的是Cm。71．珠光體是指F和Cm所形成的兩相組織，其形態(tài)一般是粗片狀。72．二次滲碳體只可能出現(xiàn)于碳含量大于0．77%的鋼中，其形態(tài)是網(wǎng)狀73．灰口鑄造鐵和白口鑄鐵的組織相比較，灰口鑄造鐵中不應(yīng)有滲碳體組織，而白口鑄鐵中沒(méi)有片狀石墨組織74．將45鋼加熱至Ac1溫度時(shí)，所得奧氏體的含碳量為0．44%，繼續(xù)升高溫度，奧氏體的含碳量會(huì)增大。75．鋼的奧氏體晶粒長(zhǎng)大的傾向性與鋼的加熱方法有關(guān)76．將45鋼加熱至Ac1溫度長(zhǎng)時(shí)間保溫后其組織構(gòu)成為F+A，其中F的含碳量為_(kāi)_______%，A的含碳量為_(kāi)_______%77．亞共析鋼的正火溫度為Ac3以上，30—50度，而過(guò)共析鋼的正火溫度為Accm以上30—50度78．鋼淬火后馬氏體組織粗細(xì)主要取決于奧氏體的晶粒大小。79．工具鋼一般都屬于優(yōu)質(zhì)碳鋼，其機(jī)加工前的預(yù)處理工藝為退火，機(jī)加工后的最終熱處理工藝為淬火+低溫回火。80．量具鋼除要求高硬度外，還要求有高耐磨性和高尺寸穩(wěn)定性。81．常用不銹鋼按其組織構(gòu)成分為馬氏體不銹鋼，鐵素體不銹鋼，奧氏體不銹鋼。82．合金元素大多數(shù)都促進(jìn)奧氏體的形成，故合金鋼的淬火優(yōu)于碳鋼。83．不銹鋼的成份特點(diǎn)是碳含量較低和鉻含量高84．碳在鑄鐵中主要以滲碳體和石墨的形式存在85．提高鑄鐵中碳元素和硅元素的含量，有利于其石墨化86．鋼中常見(jiàn)的合金元素按與碳的親合力大小分為合金滲碳體和特殊碳化物兩類87．鋼中常見(jiàn)的合金元素大多數(shù)都促進(jìn)奧氏體晶粒的長(zhǎng)大，當(dāng)溶入奧氏體時(shí)又阻礙過(guò)冷奧氏體的分解，淬火后回火時(shí)推遲馬氏體的分解。88．鋁合金按其成份和工藝特點(diǎn)分為變形鋁合金和鑄造鋁合金兩類。89．LG5表示該材料是高純鋁，LY12表示該材料為鋁銅鎂鋁合金，ZL102表示該材料屬于鑄造鋁合金。90．銅合金中，按主加元素不同分為黃銅，青銅和白銅。91．常用的硬質(zhì)合金主要有三類即鎢鈷類硬質(zhì)合金，鎢鈷鈦類硬質(zhì)合金和通用硬質(zhì)合金，其中韌性最好的是鎢鈷類硬質(zhì)合金。五．簡(jiǎn)答題1．某過(guò)共析鋼工件因終鍛溫度過(guò)高，其組織中出現(xiàn)了網(wǎng)狀滲碳體，對(duì)工件的機(jī)性有何影響？采用何種工藝可將之削除。答：某過(guò)共析鋼工件因終鍛溫度過(guò)高，其組織中出現(xiàn)了網(wǎng)狀滲碳體，將使工件的強(qiáng)度下降，力學(xué)性能變壞。可以采用正火的熱處理方法來(lái)消除。2．某T12鋼工件退火時(shí)，誤當(dāng)作45鋼而進(jìn)行了完全退火，其組織和性能會(huì)發(fā)生什么變化，因該工件切削加工困難，應(yīng)采用什么熱處理工藝來(lái)改善之。答：某T12鋼工件退火時(shí)，誤當(dāng)作45鋼而進(jìn)行了完全退火，其組織中出現(xiàn)了網(wǎng)狀滲碳體，將使工件的強(qiáng)度下降，力學(xué)性能變壞?？梢圆捎谜鸬臒崽幚矸椒▉?lái)消除。3．試說(shuō)明淬火鋼中出現(xiàn)殘余奧氏體的原因是什么，對(duì)其性能有何影響，采用什么工藝能將之消除。答：淬火鋼中出現(xiàn)殘余奧氏體的原因是：馬氏體轉(zhuǎn)變是在一定溫度范圍內(nèi)（MsMf），連續(xù)冷卻的任何停頓和減慢，都增大奧氏體的穩(wěn)定性和殘余奧氏體的量；另外馬氏體形成時(shí)體積膨脹，對(duì)未轉(zhuǎn)變的奧氏體構(gòu)成大的壓應(yīng)力，也使馬氏體轉(zhuǎn)變不能進(jìn)行到底，而總要保留一部分不能轉(zhuǎn)變的（殘余）奧氏體。殘余奧氏體存在馬氏體之間可改善鋼的韌性。采用回火工藝能將之消除。4．試說(shuō)明為什么亞共析鋼必須進(jìn)行完全淬火，而過(guò)共析鋼則只能進(jìn)行不完全淬火。答：亞共析鋼必須在Ac3+3050℃加熱，進(jìn)行完全淬火，并使淬火組織中保留一定數(shù)量的細(xì)小彌散碳化物顆粒，以提高其耐磨性。而過(guò)共析鋼加熱到Ac1+3050℃進(jìn)行不完全淬火，其原因在于：若碳化物完全熔入奧氏體中，馬氏體中將出現(xiàn)過(guò)多的殘余奧氏體，從而會(huì)造成多方面的害處，例如：碳含量過(guò)高，淬火后全部形成片狀馬氏體，脆性增加，且?jiàn)W氏體增加，硬度下降；組織中會(huì)失去硬而耐磨的碳化物顆粒，令耐磨性降低等；而且淬火后會(huì)得到粗針狀馬氏體，顯微裂紋增多，令鋼的脆性增大；同時(shí)會(huì)令淬火應(yīng)力增大，加大工件變形開(kāi)裂傾向。5．高碳高合金鋼工件淬火時(shí)極易開(kāi)裂，采取什么措施可有效防止其開(kāi)裂？答：（1）合理設(shè)計(jì)零件結(jié)構(gòu)；（2）淬火前進(jìn)行退火或正火，以細(xì)化晶粒并使組織均勻化，減少淬火產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力；（3）淬火加熱時(shí)嚴(yán)格控制加熱溫度，防止過(guò)熱使奧氏體晶粒粗化，同時(shí)也可減少淬火時(shí)的熱應(yīng)力；（4）采用適當(dāng)?shù)睦鋮s方法；（5）淬火后及時(shí)回火，以消除應(yīng)力，提高工件的韌性。6．確定下列工件的退火工藝，并說(shuō)明其原因：(1)冷軋15鋼鋼板要求降低硬度．(2)正火態(tài)的T12鋼鋼坯要求改善其切削加工性．(3)鍛造過(guò)熱的60鋼鍛坯要求細(xì)化晶粒。答：（1）完全退火；（2）球化退火；（3）等溫退火。7．某40MnB鋼主軸，要求整體有足夠的韌性，表面要求有較高的硬度和耐磨性，采用何種熱處理工藝可滿足要求？簡(jiǎn)述理由。答：采用正火、調(diào)質(zhì)（預(yù)備熱處理），以及淬火+低溫回火（最終熱處理）。（1）正火：主要為了消除毛坯的鍛造應(yīng)力，降低硬度以改善切削加工性，同時(shí)也均勻組織，細(xì)化晶粒，為以后的熱處理做組織準(zhǔn)備。（2）調(diào)質(zhì)：主要使主軸具有高的綜合力學(xué)性能。（3）淬火+低溫回火：提高表面的硬度和耐磨性，而心部具有足夠的韌性，其中低溫回火的作用是消除淬火應(yīng)力及減少脆性。8．金屬晶粒大小對(duì)金屬的性能有何影響？說(shuō)明鑄造時(shí)細(xì)化晶粒的方法及其原理。答：金屬晶粒越細(xì)，金屬的強(qiáng)度越高，塑性和韌性也越好，反之力學(xué)性能越差。鑄造時(shí)細(xì)化晶粒的方法有：（1）增加過(guò)冷度：當(dāng)過(guò)冷度增大時(shí)，液態(tài)金屬的結(jié)晶能力增強(qiáng)，形核率可大大增加，而長(zhǎng)大速度增加較少，因而可使晶粒細(xì)化。（2）變質(zhì)處理：在液態(tài)金屬結(jié)晶前，加入一些細(xì)小的變質(zhì)劑，使金屬結(jié)晶時(shí)形核率N增加，因而可使晶粒細(xì)化。（3）振動(dòng)處理：在金屬結(jié)晶時(shí)，對(duì)液態(tài)金屬附加機(jī)械振動(dòng)、超聲波振動(dòng)或電磁振動(dòng)等措施使已生長(zhǎng)的晶粒因破碎而細(xì)化，同時(shí)破碎的晶粒尖端也起凈核作用，增加了形核率，使晶粒細(xì)化。9．T12鋼工件經(jīng)正常淬火后其表面硬度比60鋼低的原因是什么？如何進(jìn)一步提高其硬度？答：原因是：淬火加熱溫度過(guò)低、保溫時(shí)間不足、冷卻速度過(guò)低、工件表面脫碳或預(yù)先熱處理不當(dāng)?shù)?。進(jìn)一步提高其硬度的方法是將工件退火或正火后重新進(jìn)行淬火。10．畫出FeFe3C相圖，注明各相區(qū)的相名稱，指出奧氏體和鐵素體的溶解度曲線。答：書P16圖1．2．16。奧氏體和鐵素體的溶解度曲線分別是：ES線、PQ線。11．示意畫出鋼的C曲線，并在C曲線上畫出等溫淬火和分級(jí)淬火的冷卻工藝曲線。答：書P40圖1．3．11。12．比較20鋼和T10鋼的退火，正火，淬火組織的異同。答：退火：20鋼：奧氏體T10鋼：珠光體正火：20鋼：奧氏體T10鋼：珠光體淬火：20鋼：馬氏體T10鋼：馬氏體13．現(xiàn)有下列零件及可供選擇的材料，給各零件選擇合適的材料，并選擇合適的最終熱處理方法(或使用狀態(tài))．零件名稱：自行車架，連桿螺栓，車廂板簧，滑動(dòng)軸承，變速齒輪，機(jī)床床身，柴油機(jī)曲軸。可選材料：60Si2Mn，ZQSn663，QT6002，T12A，40Cr，HT200，16Mn，20CrMnTi。答：自行車架：16Mn焊接連桿螺栓：40Cr最終熱處理方法：調(diào)質(zhì)；車廂板簧：60Si2Mn最終熱處理方法：淬火+中溫回火；滑動(dòng)軸承：ZQSn663使用狀態(tài)：鑄造；變速齒輪：20CrMnTi最終熱處理方法：滲碳后淬火、低溫回火；機(jī)床床身：HT200最終熱處理方法：去應(yīng)力退火；柴油機(jī)曲軸：QT6002最終熱處理方法：等溫淬火。14．有一傳動(dòng)軸(最大直徑φ20mm)受中等交變拉壓載荷作用要求沿截面性能均勻一致，(1)選擇合適的材料，(2)編制簡(jiǎn)明工藝路線，(3)說(shuō)明各熱處理工藝的主要作用：(4)指出最終組織?？晒┻x擇材料：16Mn，20CrMnTi，45，40Cr，40CrNiMo，T12，”6”，”5”答：（1）選用20CrMnTi（2）簡(jiǎn)明工藝路線：備料→鍛造→正火→機(jī)械加工→滲碳→淬火、低溫回火→機(jī)械加工。（3）熱處理工藝的主要作用如下：正火：主要為了消除毛坯的鍛造應(yīng)力，降低硬度以改善切削加工性，同時(shí)也均勻組織，細(xì)化晶粒，為以后的熱處理做組織準(zhǔn)備。滲碳：為了保證傳動(dòng)軸表層的含碳量及滲碳層深度的要求。淬火+低溫回火：提高表面的硬度和耐磨性，而心部具有足夠的韌性，其中低溫回火的作用是消除淬火應(yīng)力及減少脆性。15．常見(jiàn)的合金結(jié)構(gòu)鋼有哪些？寫出其牌號(hào)，說(shuō)明其一般使用時(shí)的熱處理狀態(tài)(即最終熱處理)和用途。答：常見(jiàn)的合金結(jié)構(gòu)鋼有：（1）低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼：其中Q345是最常用的低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼，一般不進(jìn)行熱處理，廣泛用于制造橋梁、船舶、車輛、鍋爐、壓力容器、起重機(jī)械等鋼結(jié)構(gòu)件。（2）合金滲碳鋼：20CrMnTi是最常用的合金滲碳鋼，一般是滲碳后淬火、低溫回火，用來(lái)工作中承受較強(qiáng)烈的沖擊作用和磨損條件下的滲碳零件。（3）合金調(diào)質(zhì)鋼：40Cr是最常用的合金調(diào)質(zhì)鋼，其熱處理工藝是調(diào)質(zhì)，用來(lái)制造一些受力復(fù)雜的重要零件，如機(jī)床的主軸等。（4）合金彈簧鋼：常用的合金彈簧鋼的牌號(hào)有60Si2Mn、60Si2CrVA和50CrVA，熱成形彈簧鋼進(jìn)行淬火、中溫回火，冷成形彈簧鋼只需進(jìn)行依次去應(yīng)力退火，合金彈簧鋼主要用語(yǔ)制造各種彈性元件，如制作汽車的減震板彈簧等。（5）滾動(dòng)軸承鋼：目前應(yīng)用最多的有：GCr15主要用于中小型滾動(dòng)軸承；GCr15SiMn主要用于較大的滾動(dòng)軸承，滾動(dòng)軸承鋼的熱處理包括預(yù)備熱處理（球化退火）和最終熱處理（淬火+低溫回火）。材料成型基礎(chǔ)習(xí)題集一. 解釋名詞開(kāi)放式澆注系統(tǒng)：內(nèi)澆口的總截面積大于直澆口的截面積的澆注系統(tǒng)。合金在直澆口中不停留而直接進(jìn)入鑄型的澆注系統(tǒng)。該澆注系統(tǒng)流動(dòng)性好，但缺乏擋渣作用。封閉式澆注系統(tǒng)：內(nèi)澆口的總截面積小于直澆口的截面積的澆注系統(tǒng)。直澆口被合金灌滿而使渣漂浮在上部，具有較好的擋渣作用，但影響合金的流動(dòng)性。順序凝固原則：通過(guò)合理設(shè)置冒口和冷鐵，使鑄件實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)離冒口的部位先凝固，冒口最后凝固的凝固方式。同時(shí)凝固原則：通過(guò)設(shè)置冷鐵和補(bǔ)貼使鑄件各部分能夠在同一時(shí)間凝固的凝固方式。孕育處理：在澆注前往鐵水中投加少量硅鐵、硅鈣合金等作孕育劑，使鐵水內(nèi)產(chǎn)生大量均勻分布的晶核，使石墨片及基體組織得到細(xì)化。可鍛鑄鐵：是白口鑄鐵通過(guò)石墨化退火，使?jié)B碳體分解而獲得團(tuán)絮狀石墨的鑄鐵。冒口：是在鑄型內(nèi)儲(chǔ)存供補(bǔ)縮鑄件用熔融金屬的空腔。熔模鑄造：用易熔材料如蠟料制成模樣，在模樣上包覆若干層耐火涂料，制成型殼，熔出模樣后經(jīng)高溫焙燒，然后進(jìn)行澆注的鑄造方法。離心鑄造：使熔融金屬澆入繞水平軸、傾斜軸或立軸旋轉(zhuǎn)的鑄型，在慣性力的作用下，凝固成形的鑄件軸線與旋轉(zhuǎn)鑄型軸線重合的鑄造方法。鍛造比：即鍛造時(shí)變形程度的一種表示方法，通常用變形前后的截面比、長(zhǎng)度比或高度比來(lái)表示。胎模鍛造：是在自由鍛設(shè)備上使用可移動(dòng)模具生產(chǎn)模鍛件的一種鍛造方法。拉深系數(shù)：指板料拉深時(shí)的變形程度，用m=d/D表示，其中d為拉深后的工件直徑，D為坯料直徑。熔合比：熔化焊時(shí)，母材加上填充金屬一起形成焊縫，母材占焊縫的比例叫熔合比。焊縫成形系數(shù)：熔焊時(shí)，在單道焊縫橫截面上焊縫寬度（B）與焊縫計(jì)算厚度（H）的比值（φ=B／H）。氬弧焊：是以氬氣作為保護(hù)氣體的氣體保護(hù)電弧焊。電渣焊：是利用電流通過(guò)液體熔渣產(chǎn)生的電阻熱做為熱源，將工件和填充金屬熔合成焊縫的垂直位置的焊接方法。點(diǎn)焊：是利用柱狀電極在兩塊搭接工件接觸面之間形成焊點(diǎn)而將工件焊在一起的焊接方法。冷裂紋敏感系數(shù)：依據(jù)鋼材板厚、焊縫含氫量等重要因素對(duì)焊接熱影響區(qū)淬硬性的影響程度。二. 判斷正誤垂直安放的型芯都要有上下型芯頭．（√）熔模鑄造不需要分型面．（√）型芯烘干的目的主要是為了提高其強(qiáng)度．（√）確定鑄件的澆注位置的重要原則是使其重要受力面朝上．（╳）改正：確定鑄件的澆注位置的重要原則是使其重要受力面朝下。鋼的碳含量越高，其焊接性能越好．（╳）改正：鋼的碳含量越高，其焊接性能越差。增加焊接結(jié)構(gòu)的剛性，可減少焊接應(yīng)力．（√）鑄件的所有表面都應(yīng)留有加工余量。（╳）改正：鑄件的所有表面不一定應(yīng)留有加工余量。凝固溫度范圍大的合金，鑄造時(shí)鑄件中容易產(chǎn)生縮松．（√）凝固溫度范圍越大的合金，其流動(dòng)性越好．（╳）改正：凝固溫度范圍越大的合金，其流動(dòng)性越差。鍛造加熱時(shí)