工程材料學(xué)總復(fù)習(xí)題與答案-資料下載頁(yè)
2024-10-20 12:48本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】基礎(chǔ)上的組織稱為回火馬氏體。層，從而改變工件表層化學(xué)成分與組織，進(jìn)而改變其性能的熱處理工藝。后進(jìn)行淬火以強(qiáng)化零件表面的熱處理方法。晶粒，熱處理工藝是滲碳后直接淬火，再低溫回火?；鼗?，最后組織是回火馬氏體、細(xì)粒碳化物、少量殘余奧氏體。極電位、獲得奧氏體組織，提高耐蝕性、避免晶間貧鉻和減輕晶間腐蝕。1．調(diào)質(zhì)鋼的合金化主要是考慮提高其紅硬性。氏體中，從而提高鋼的硬性。7．奧氏體不銹鋼的熱處理工藝是淬火后穩(wěn)定化處理。8．20CrMnTi與1Crl8Ni9Ti中的Ti都是起細(xì)化晶粒的作用。1Crl8Ni9Ti，固溶處理；1Crl7，固溶處理。13．預(yù)先熱處理的目的，是為了消除或改善前工序引起的缺陷。金屬材料對(duì)某些加工工藝的適應(yīng)性稱為工藝性能。但在易切削鋼中多加些硫、磷可改善切削加工性，使切屑易斷。在碳鋼中有目的地加入一些合金元素所獲得的鋼種叫合金鋼。
【正文】 回火馬氏體和一定量的細(xì)小碳化物組織。 （ 2 ）、 40MnVB ： 調(diào) 質(zhì)鋼。這類鋼在多種負(fù)荷下工作，受力情況比較復(fù)雜的重要零件，要求具有高強(qiáng)度與良好的塑性及韌性的配合，即具有良好的綜合機(jī)械性能。 0 ． 4 ％的含碳量保證 調(diào)質(zhì)鋼零件獲得良好的綜合機(jī)械性能；合金元素的加入，主要是為了提高鋼的淬透性及保證強(qiáng)度和韌性而加入的。調(diào)質(zhì)鋼經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)熱處理后得到回火索氏體組織。調(diào)質(zhì)鋼零件，通常除了要求有良好的綜合機(jī)械性能外，往往還要求表面有良好的耐磨性。為此，經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)熱處理的零件往往還要進(jìn)行感應(yīng)加熱表面淬火。如果對(duì)表面耐磨性能的要求極高，則需要選用專門的調(diào)質(zhì)鋼進(jìn)行專門的化學(xué)熱處理。 （ 3）、 60Si2Mn ：彈簧鋼。用于通過(guò)彈性變形儲(chǔ)存能量，從而傳遞力和機(jī)械運(yùn)動(dòng)或緩和機(jī)械振動(dòng)與沖擊，如汽車、火車上的各種板簧和螺旋彈簧、儀表彈簧等，要求必須具有高的彈性極限。 ％的含碳量為了保證彈簧的強(qiáng)度要求；合金元素的主要作用是提高鋼的淬透性和回火穩(wěn)定性，強(qiáng)化鐵素體和細(xì)化晶粒，從而有效地改善了彈簧鋼的力學(xué)性能。淬火后中溫回火，得到回火屈氏體組織。 （ 4）、 9Mn2V（ 5）、 Crl2MoV：冷作模具鋼。用來(lái)制造在冷態(tài)下使金屬變形的模具鋼種。為了保證模具經(jīng)過(guò)熱處理后獲得高硬度和高耐磨性，冷作模具鋼 含有比較高的碳量。加入的合金元素，其作用主要是為了提高鋼的淬透性，耐磨性及減少變形等。熱處理采用淬火 +低溫回火的熱處理工藝。 （ 6）、 5CrNiMo：熱作模具鋼。用來(lái)制造在受熱狀態(tài)下對(duì)金屬進(jìn)行變形加工的模具用鋼。碳： ％ C，保證一定的強(qiáng)度、硬度和耐磨性；鉻：主要是提高淬透性，并能提高回火穩(wěn)定性，形成的合金碳化物還能提高耐磨性，并使鋼具有熱硬性；鎳：鎳與鉻共同作用能顯著提高淬透性，鎳固溶于鐵素體中，在強(qiáng)化鐵素體的同時(shí)還增加鋼的韌性。錳：在提高淬透性方面不亞于鎳，但 Mn 固溶于鐵素體中，在強(qiáng)化鐵素體的 同時(shí)使鋼的韌性有所降低。鉬：其主要作用是防止產(chǎn)生第二類回火脆性。另外鉬也有細(xì)化晶粒，增加淬透性，提高回火穩(wěn)定性等作用。熱處理采用淬火 +低溫回火的熱處理工藝。 （ 7）、 1Crl3：馬氏體型不銹鋼。用于要求韌性較高與受沖擊載荷下的耐腐蝕的結(jié)構(gòu)鋼零件。鉻：能在陽(yáng)極區(qū)表面上形成一層富 Cr 的氧化物保護(hù)膜，這層氧化膜會(huì)阻礙陽(yáng)極區(qū)域的電化學(xué)反應(yīng)，并能增加鋼的電極電位而使其電化學(xué)腐蝕過(guò)程減緩，從而使含鉻不銹鋼獲得一定的耐蝕性。熱處理采用淬火＋高溫回火，得到回火索氏體組織。 （ 8）、 1Cr18Ni9Ti：奧氏體型不銹 鋼。含碳量很低，屬于超低碳范圍，這是因?yàn)楹剂吭龈邔?duì)耐蝕性是不利的。合金元素鉻主要產(chǎn)生鈍化膜，阻礙陽(yáng)極電化學(xué)腐蝕反應(yīng)，增加鋼的耐蝕性；含約 9％ Ni 主要作用是擴(kuò)大 γ 區(qū)并降低 Ms 點(diǎn) (降低至室溫以下 )。使鋼在室溫時(shí)具有單相奧氏體組織。熱處理：固溶處理，讓所有碳化物全部溶于奧氏體，然后水淬快速冷卻，不讓奧氏體在冷卻過(guò)程中有碳化物析出或發(fā)生相變，在室溫下獲得單相的奧氏體組織，提高耐蝕性。 （ 9）、 ZGMnl3：高錳耐磨鋼。用于制造有強(qiáng)烈摩擦或撞擊時(shí)的抗磨損的工件。 Mn:C 比值不小于 10。為了使高錳鋼全部獲得奧氏體 組織須進(jìn)行 “水韌處理 ”。 ？并舉例說(shuō)明每一鋼號(hào)的典型用途。 Q235， 20， 45， T8A， 40Cr， GCr15， 60Si2Mn , W18Cr4V , ZG25， HT200 答： Q235 為含碳量低的屈服強(qiáng)度為 235 的碳素結(jié)構(gòu)鋼，主要用于結(jié)構(gòu)件、鋼板、螺栓、螺母、鉚釘?shù)? 20 為含碳量為 %的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，強(qiáng)度、硬度低，韌性塑性好，主要用來(lái)做沖壓件、鍛造件、焊接件、和滲碳件，用做齒輪、銷釘、小軸、螺母等。 45：為含碳量為 %的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼綜合力學(xué)性能好，主要用于制 造齒輪軸件，如曲軸，傳動(dòng)軸，連桿。 T8A：含碳量為 %左右的優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼 .其承受沖擊、韌性較好，硬度適當(dāng)，可用作扁鏟、手鉗、大錘、木工工肯等。 GCr15：為含碳量為 %左右 的滾動(dòng)軸承鋼， 典型熱處理工藝為淬火 +低溫回火，主要用 于 各種滾動(dòng)體，軸承套，模具，精密量具等。 60Si2Mn：含碳量為 %左右、含 Si 為 2%左右、含 Mn 為 %左右的彈簧鋼，主要用于汽車、拖拉機(jī)、機(jī)車的板簧、螺旋彈簧、汽缸安全閥簧、等。 W18Cr4V：含 W 量為 18%左右、含 Cr 量為 4%左右含 V 量小于 %的高速工具 鋼。主要用于高速切削車刀、鉆頭、銑刀、板牙、絲錐、等。 ZG25：含碳量為 %的鑄鋼。主要用承受嚴(yán)重磨損又承受強(qiáng)烈沖擊的零件。如拖拉機(jī)、坦克的履帶板、挖掘機(jī)的鏟齒等。 HT200 最低搞拉強(qiáng)度為 200MPa 的灰鐵。 ，用碳素工具鋼制鉆木材的 φ10 的鉆頭，你認(rèn)為合適嗎？說(shuō)明理由 . 答：不合理。挫刀是手用工具，其工作時(shí)的溫度不高，速度不快，力學(xué)性能要求不高，用碳素工具鋼就可以。而鉆頭是高速運(yùn)轉(zhuǎn)的工具 ,要求有高的熱應(yīng)性與硬度、耐磨性 ,要用低合金工具鋼或高速工具鋼。 一 T12 鋼小試樣分別加熱到 780186。C 和 860186。C，經(jīng)保溫后以大于 Vk 的速度冷卻至室溫，試問(wèn)：（ T12 鋼 Ac1=730186。C Accm=830186。C） （ 1）、哪個(gè)溫度淬火后晶粒粗大？ （ 2）、哪個(gè)溫度淬火后未溶碳化物較多？ （ 3）、哪個(gè)溫度淬火后殘余奧氏體量較多？ （ 4）、哪個(gè)淬火溫度合適？為什么？ 答：（ 1） 860℃ 下淬火后晶粒更細(xì)。 860℃830℃ ，即加熱溫度大于 AC ㎝由于奧氏體晶粒粗大，含碳量提高，使淬火后馬氏體晶粒也粗大，且殘余奧氏體量增多，使鋼的硬度、耐磨性下降，脆性和變形開(kāi)裂傾向增加。 （ 2） 780186。C 下未溶碳化物較多， （ 3）） 860℃ 下殘余奧氏體量較多。 （ 4） 780186。C 更適合淬火。 T12 是含碳量為 %的碳素工具鋼，是過(guò)共析鋼，其淬火火為 AC1+（ 30～ 50） 186。C。 12．合金鋼與碳鋼相比，為什么它的力學(xué)性能好？熱處理變形??？ 答：（ 1）在鋼中加入合金元素，溶于鐵素體，起固溶強(qiáng)化作用；合金元素進(jìn)入滲碳體中，形成合金滲碳體； （ 2）幾乎所有合金元素都使 E 點(diǎn)和 S 點(diǎn)左移，在退火狀態(tài)下，相同含碳量的合金鋼組織中的珠光體量比碳鋼多，從而使鋼的強(qiáng)度和硬度提高。 （ 3）除 Co 外，凡溶入奧氏體的合金元素均使 C 曲線右移，淬透性的提高，這有利于減少零件的淬火變形和開(kāi)裂傾向。 （ 4）除 Co、 Al 外，所有溶于奧氏體的合金元素都使 Ms、 Mf 點(diǎn)下降，使鋼在淬火后的殘余奧氏體量增加。 （ 5）合金鋼的回火溫度比相同含碳量的碳鋼高，有利于消除內(nèi)應(yīng)力，有效的防止了工件開(kāi)裂與變形。 （ 6）含有高 W、 Mo、 Cr、 V 等元素的鋼在淬火后回火加熱時(shí)，產(chǎn)生二次硬化。二次硬化使鋼具有熱硬性，這對(duì)于工具鋼是非常重要的。 （ 7） — 在鋼中加入 W、 Mo 可防止第二類回火脆性。 零件失效的形式有斷裂、過(guò)量變形和表面損傷。 機(jī)械零件選材的原則是材料 應(yīng)滿足相應(yīng)的力學(xué)性能指標(biāo)、應(yīng)有良好的工藝性能、經(jīng)濟(jì)性。 使用性原則，工藝性原則，經(jīng)濟(jì)型原則
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