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正文內(nèi)容

機(jī)械工程材料復(fù)習(xí)題(編輯修改稿)

2024-11-30 12:11 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 進(jìn)行退火處理的目的是什么? (1)降低鋼的硬度以便于進(jìn)行切削加工; (2)消除 殘余 應(yīng)力, 以穩(wěn)定鋼件尺寸,并 防止 其 變形和開(kāi)裂; (3)使化學(xué)成分均勻, 細(xì)化晶粒,改善組織,提高 鋼的 力學(xué)性能。 (4)改善組織,為最終熱處理作好組織準(zhǔn)備 淬火鋼中的殘余奧氏體對(duì)工件性能有何影響?如何防止? 殘余奧氏體降低鋼的硬度和耐磨性;工件使用 過(guò)程中,由于殘余奧氏體發(fā)生轉(zhuǎn)變,使工件尺寸發(fā)生變化,從而降低工件的尺寸精度。 將淬火工件冷卻到室溫后,隨即放到零下溫度的冷卻介質(zhì)中冷卻,即進(jìn)行冷處理; 回火處理。 為什么亞共析鋼經(jīng)正火后,可獲得比退火高的強(qiáng)度和硬度。 亞共析鋼退火后的組織為大量的 F+少量 P,而亞共析鋼經(jīng)正火后的組織是數(shù)量較多且細(xì)小的珠光體組織。由于珠光體的強(qiáng)度和硬度比鐵素體高,因此亞共析鋼正火后可獲得比退火 高的強(qiáng)度和硬度。 亞共析鋼、過(guò)共析鋼正火加熱溫度范圍是什么?低碳鋼切削加工前和高碳鋼球化退火前正火的目的是什么? 亞共析鋼正 火加熱溫度: Ac3+50~ 70℃。 過(guò)共析鋼正火加熱溫度: Accm+50~ 70℃。 低碳鋼切削加工前正火目的:增加珠光體含量,使鋼的硬度提高,便于切削加工。 高碳鋼球化退火前正火目的:消除過(guò)共析鋼中的網(wǎng)狀二次滲碳體。 1亞共析鋼的淬火加熱溫度是什么?加熱溫度過(guò)高或過(guò)低會(huì)產(chǎn)生哪些問(wèn)題? 加熱溫度為 AC3+( 30~ 70)℃ 加熱溫度過(guò)高: A 晶粒粗化,使淬火后 M 組織粗大;且氧化脫碳嚴(yán)重。 加熱溫度過(guò)低:淬火組織中將有 F,使淬火硬度下降。 1共析鋼淬火加熱溫度范圍是什么?如加熱溫度過(guò)高會(huì)產(chǎn)生哪些 有害影響? 應(yīng)為 727 +( 30~ 70)℃。如加熱溫度過(guò)高,有下列危害: ( 1)、奧氏體晶粒粗化,淬火后 M 粗大,脆性增大。 ( 2)、氧化、脫碳傾向增大,表面質(zhì)量降低。 ( 3)、淬火應(yīng)力大,工件變形、裂紋傾向增大。 1 過(guò)共析鋼淬火加熱溫度范圍是什么?如加熱溫度過(guò)高會(huì)產(chǎn)生哪些有害影響? 應(yīng)為 Ac1 +( 30~ 70)℃。 如加熱溫度過(guò)高,超過(guò) Acm,有下列危害: ( 1)、 Fe3C 完全溶入奧氏體,使奧氏體含碳量增加, Ms 降低。淬火后殘余奧氏體量增加,降低鋼的硬度和耐磨性。 ( 2)、奧氏體晶粒粗化,淬火后 M 粗大,脆性增大。 ( 3)、氧化、脫碳傾向增大,鋼的表面質(zhì)量降低。 ( 4)、淬火應(yīng)力大,增加了工件變形、裂紋的傾向。 1 水作為淬火介質(zhì)有何優(yōu)缺點(diǎn)? 水作為淬火介質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)是具有較強(qiáng)的冷卻能力,價(jià)格低廉。 其主要缺點(diǎn)是: ①在需要快冷的 650~ 500℃范圍內(nèi)(碳鋼過(guò)冷奧氏體最不穩(wěn)定區(qū)域),它的冷卻能力低; ②在 300~ 200℃需要慢冷時(shí),它的冷卻能力太強(qiáng),易使零件產(chǎn)生變形,甚至開(kāi)裂; ③水溫對(duì)水的冷卻能力影響大。 1為什么通常碳鋼在水中淬火,而合金鋼在油中淬火?若合金鋼在水中淬火會(huì)怎樣? 碳鋼件淬 火時(shí)難以使馬氏體轉(zhuǎn)變充分,而水的冷卻能力強(qiáng),使鋼易于獲得馬氏體。 合金鋼淬透較好,在油中冷卻能獲得馬氏體。 合金剛導(dǎo)熱能力差,若在水中淬火,會(huì)使工件產(chǎn)生裂紋和變形。 1淬火鋼進(jìn)行回火的目的是什么? 得到所需要的組織與性能 通過(guò)適當(dāng)回火可改變淬火組織,調(diào)整和改善鋼的性能。 穩(wěn)定工件尺寸 回火使不穩(wěn)定的淬火組織轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定組織。 消除或減少淬火內(nèi)應(yīng)力 1 鋼經(jīng)淬火后為何一定要回火?鋼的性能與回火溫度有何關(guān)系? 鋼經(jīng)淬火后回火有如下目的: (1)獲得工件所需的組織和性能 (2)穩(wěn) 定組織,穩(wěn)定工件尺寸 (3)消除、減少淬火應(yīng)力 隨著回火溫度的提高,鋼的強(qiáng)度指標(biāo) (σ b、σ s)和硬度逐漸下降 ,塑性指標(biāo)(Ψ、δ)與韌性指標(biāo)逐漸提高。而回火溫度在 300~ 400℃附近,彈性極限出現(xiàn)峰值。 1 什么是鋼的回火脆性?如何避免? 隨著回火溫度的升高,通常強(qiáng)度、硬度下降,而塑性、韌性提高。但某些溫度范圍內(nèi)回火,鋼的韌性不但沒(méi)有提高,反而顯著下降,這種脆化現(xiàn)象稱(chēng)回火脆性。 300℃左右回火產(chǎn)生的回火脆性是第一類(lèi)回火脆性,它是不可逆的。一般不在此溫度范圍內(nèi)回火。 含有 Cr、 Ni、 Mn 等合 金元素的合金鋼,在 450~ 650℃回火或經(jīng)更高溫度回火后緩慢冷卻通過(guò)該溫度區(qū)間時(shí),產(chǎn)生第二類(lèi)回火脆性。它是可逆的。防止辦法:盡量減少鋼中雜質(zhì)元素含量;加入 W 或 Mo 等能抑制晶界偏析的元素;對(duì)中小件,可通過(guò)回火后快冷來(lái)抑制回火脆性。 1 為什么高頻淬火零件的表面硬度、耐磨性及疲勞強(qiáng)度均高于一般淬火? 由于高頻感應(yīng)加熱速度快、時(shí)間短,使得加熱后所獲得的 A 晶粒細(xì)小而均勻,淬火后可在表層獲得極細(xì)的馬氏體或隱針馬氏體,因而表面硬度、耐磨性高于一般淬火。 一般淬火工件的表面存在殘余拉應(yīng)力,而高頻淬火后工件表層存在殘余壓 應(yīng)力。殘余壓應(yīng)力能抵消在變動(dòng)載荷作用下產(chǎn)生的拉應(yīng)力,因此高頻淬火零件的疲勞強(qiáng)度均高于一般 淬火。 四、工藝分析題 汽車(chē)半軸 要求具有良好的強(qiáng)韌性,且桿部、花鍵處硬度要求≥ 52HRC?,F(xiàn)選用 40Cr 鋼制造,其工藝路線(xiàn)如下:下料(棒料)→鍛造毛坯→熱處理①→校直→粗加工→熱處理②→精加工→熱處理③、④→磨削。指出其工藝過(guò)程路線(xiàn)中應(yīng)選用的熱處理 方法 及目的,并說(shuō)明桿部、花鍵處的最終熱處理組織。 熱處理①:正火。其目的為:消除鍛造應(yīng)力; 調(diào)整鍛后的硬度, 改善切削性能; 細(xì)化晶粒,為淬火作好組織準(zhǔn)備 。 熱處理②: 調(diào)質(zhì)。其 目的為:獲得良好的強(qiáng)韌性,即良好的綜合力學(xué)性能。 熱處理③ : 表面 淬火 。其目的是: 獲得 M, 提高桿部、花鍵處表面硬度。 熱處理③:低溫回火。其目的為:消除 表面 淬火應(yīng)力及脆性,得到高的硬度和耐磨性 表層為回火 M,心部為索氏體( S) 一般精度的 GCr15滾動(dòng)軸承套圈,硬度 6065HRC。 (1)壓力加工成形后、切削加工之前應(yīng)進(jìn)行什么預(yù)備熱處理?其作用是什么? (2)該零件應(yīng)采用何種最終熱處理?有何作用? P162 ( 1)球化退火 降低硬度,球化 Fe3C,以利于切削,并為淬火作好組織準(zhǔn)備。 ( 2) 淬火 +低溫退火 淬火:獲得高硬度 M 低溫退火:去除脆性、應(yīng)力,穩(wěn)定組織。 用 W18Cr4V W6Mo5Cr4V2Al 鋼制造 銑刀 ,其加工工藝路線(xiàn)為:下料→鍛造毛坯→熱處理①→機(jī)械加工→ 去應(yīng)力退火 →熱處理②、③→磨削。 請(qǐng)指出其工藝過(guò)程路線(xiàn)中熱處理 方法 、目的及組織。 熱處理①為 球化退火:消除鍛造應(yīng)力;降低硬度,利于切削加工;為淬火作 組織準(zhǔn)備。 組織: S+粒狀碳化物 熱處理②為 淬火:獲得 M。 組織: M+未溶細(xì)粒狀碳化物 +大量殘余 A 熱處理③為 高溫回火(多次): 消除淬火內(nèi)應(yīng)力,降低淬火鋼脆性;減少殘余 A 含量;具有二次硬化作用,提高熱硬性。 最終組織:回火 M+粒狀合金碳化物 +少量殘余 A 機(jī)床床頭箱傳動(dòng)齒輪, 45 鋼,模鍛制坯。要求齒部表面硬度 52~ 56HRC,齒輪心部應(yīng)具有良好的綜合機(jī)械性能。其工藝路線(xiàn)為:下料→鍛造→熱處理①→機(jī)械粗加工→熱處理②→機(jī)械精加工→ 齒部表面 熱處理③ +低溫回火→精磨。 指出熱處理①、②、③的名稱(chēng)及作用 熱處理①:正火。消除鍛造應(yīng)力; 調(diào)整鍛后的硬度, 改善切削加工性能 。 細(xì)化晶粒,為淬火作好組織準(zhǔn)備 。 組織: S 熱處理②:調(diào)質(zhì)(或淬火加 高溫回火)。獲得良好的綜合機(jī)械性能。組織:回火 S 熱處理③:齒部表面淬火。獲得 M。 1用 20CrMnTi 鋼制造汽車(chē)齒輪,要求齒面硬度為 58~ 62HRC,心部硬度為 35~ 40HRC。其工藝路線(xiàn)為: 下料→鍛造→熱處理①→機(jī)械加工→熱處理②、③、 ④ →噴丸→磨削 ( 1)指出熱處理①、②、③、 ④ 的名稱(chēng)及作用 ( 2)齒輪表層和心部的最終組織是什么? P263 用 20CrMnTi 鋼制造汽車(chē)變速箱齒輪,齒輪要求強(qiáng)韌性好,齒面硬度要求 62~ 64HRC,心部硬度為 35~ 40HRC。 其工藝路線(xiàn)如下:下料→鍛造→熱處理 ①→切削加工→熱處理②、③、④→磨削。指出其工藝過(guò)程路線(xiàn)中應(yīng)選用的熱處理 方法 及目的,并說(shuō)明齒輪的最終熱處理組織。 熱處理①為正火。其目的為:消除鍛造應(yīng)力, 調(diào)整鍛后的硬度, 改善切削加工性能; 組 織: S+少量 F 熱處理②為滲碳。其目的為:使低碳鋼件表面得到高碳。 熱處理③為淬火。其目的為:獲得表面高硬度、高耐磨性;而心部仍保持一定強(qiáng)度及 較高的塑性、韌性。 表層組織: M + 碳化物 + 殘余 A。 心部組織:低碳 M +鐵素體 熱處理 ④ 為 低溫回火。其目的為:消除表面淬火內(nèi)應(yīng)力和脆性 ,得到高的硬度 。 表層最終組織 : 針狀回火 M + 粒狀碳化物 + 少量殘余 A。 心部最終組織: 回火低碳 M + 鐵素體。 1 普通車(chē)床主軸要求具有良好的強(qiáng)韌性,軸頸處硬度要求 48~ 52HRC。現(xiàn)選用 45 鋼制造,其工藝路線(xiàn)如下:下料→鍛造→熱處理①→粗切削加工→熱處理②→精切削加工→軸頸熱 處理③、④→磨削 指出其工藝過(guò)程路線(xiàn)中應(yīng)選用的熱處理 方法 及目的,并說(shuō)明軸頸處的最終熱處理組織。 P265 熱處理①:正火 。 其目的為: 消除鍛造應(yīng)力; 調(diào)整鍛后的硬度, 改善切削加工性能。 組 織: S 熱處理②:調(diào)質(zhì)(或淬火加高溫回火)。 其目的為:獲得良好的強(qiáng) 韌性。 組 織: S 熱處理③: 高頻表面淬火 。獲得 M, 提高軸頸表面硬度 。 熱處理④:低溫回火。其目的為:消除表面淬火內(nèi)應(yīng)力和脆性。 軸頸處的最終熱處理組織:表層為回火 M,心部為索氏體( S)。 1用 T10 鋼制造形狀簡(jiǎn)單的車(chē)刀,其工藝路線(xiàn)為:鍛造 — 熱處理① — 機(jī)加工 — 熱處理②、③ —磨削加工。 寫(xiě)出其中熱處理工序的名稱(chēng)及作用及最終組織。 熱處理①:球化退火:消除鍛造應(yīng)力,降低硬度,改善切削性能,并為淬火作組織準(zhǔn)備。組織:球狀 P 熱處理②:淬火:為獲得高的硬度 組織: M+粒狀碳化物 +殘余 A 熱處理③:低溫回 火:為穩(wěn)定組織,降低脆性,消除淬火應(yīng)力。 組織:回火馬氏體 +細(xì)粒滲碳體 +少量殘余奧氏體 最終組織:回火馬氏體 +細(xì)粒滲碳體 +少量殘余奧氏體。 1 用 T10A鋼制造小尺寸手工絲錐,刃部硬度要求 59~ 62HRC,柄部硬度要求 30~ 45HRC。 其工藝路線(xiàn)如下:下料→熱處理①→切削加工→熱處理②、③→柄部熱處理④→切削加工 指出其工藝過(guò)程路線(xiàn)中應(yīng)選用的熱處理 方法 及目的,并說(shuō)明刃部、柄部的最終熱處理組織。 熱處理①:球化退火。其目的為:降低硬度,改善切削性能,并為淬火作組織準(zhǔn)備。 組 織: 球狀 P 熱處理②:淬火。其目的為:獲得 M。 組織: M + 碳化物 + 殘余 A。 熱處理③:低溫回火。其目的為:消除淬火應(yīng)力及脆性,得到高的硬度和耐磨性 組織: 針狀回火 M + 粒狀碳化物 + 少量殘余 A。 熱處理 ④ 為高溫回火。其目的為:保證 柄部 具有良好的綜合機(jī)械性能 組織:回火 S 1 用 T10A 鋼制造鉆頭,硬度要求為 59~ 62HRC,其工藝流程為:鍛造 →預(yù)先熱處理→切削加工→淬火 +低溫回火→精加工。該鋼經(jīng)檢驗(yàn),證明鍛造后組織有網(wǎng)狀碳化物。 (1)指出其工藝過(guò)程路線(xiàn)中預(yù) 先熱處理 方法 及作用。 (2)指出鉆頭制成后的最終組織。 (1).預(yù)先熱處理:正火 +球化退火 正火作用:消除 網(wǎng)狀碳化物。 正火組織: P 球化退火作用:獲得 球狀珠光體組織,改善切削加工性能,并為淬火作組織準(zhǔn)備。 組 織: 球狀 P (2)最終組織為回火馬氏體。 回火 M+粒狀碳化物 +少量殘余 A ,分別填入備選材料種類(lèi)前的括號(hào)中。 材料 種類(lèi): ( D )碳素結(jié)構(gòu)鋼 ( A )可鍛鑄鐵 ( B ) 冷作模具鋼: ( F )合金彈簧鋼 ( E )不銹鋼 ( C )合金調(diào)質(zhì)鋼 ,分別填入備選材料種類(lèi)前的括號(hào)中 A、 KTH30006 B、 40Cr C、 Q235 D、 ZG200400 E、 60Si2Mn F、 Cr12MoV 材料種類(lèi): ( B )合金調(diào)質(zhì)鋼 ( D )碳素鑄鋼 ( F )冷作模具鋼 ( C )碳素結(jié)構(gòu)鋼 ( A )可鍛鑄鐵 ( E )合金彈簧鋼 ,分別填入備選材料種類(lèi)前的括號(hào)中 A. Q195 F. 20CrMnTi、 20Cr 材料種類(lèi): ( C )鑄造鋁合金 ( F )合金滲碳鋼 ( A )碳素結(jié)構(gòu)鋼 ( B )合金調(diào)質(zhì)鋼 ( E )合金刃具鋼 ( D )耐磨鋼 4. 將下列各材料牌號(hào)前的字母,分
點(diǎn)擊復(fù)制文檔內(nèi)容
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