【導讀】在實際中常采用下列哪些措施來獲得細小晶粒。（三）機床主軸可由：A、45#鋼，調質+表面淬火+低溫回火；

　　

【正文】 答案： 1— 1）， 3）， 4）； 2— 1）、 2）； 3— 1）、 3）、 4），或 3）； 4— 2）； 5— 1）、 2）、 5）； 6— 1）、2）、 5）； 7— 1）、 4）； 8— 2）； 92）； 10— 1）、 2）、 3）、 4）； 11— 1）、 2）、 5）； 12— 1）、2）、 3）； 13— 2）； 14— 1）、 2）、 4）； 15— 1）、 4）、 5）。 二、填空題 （每 空 分，共 32 分 ） 答案： （一） 1— A； 2— A； 3— A； 4B； 5— A。 （二） 1— C, A, D, E； 2— a, c, b； 3C； 4— M 回 +A’ , B 下 , P, A； 5— A、 B、 C、 D；6— B、 C、 E。 （三） 1— C、 E, C； 2— A、 C, A； 3— B、 C、 E, B； 4— C、 D,D； 5— E,E。 （四） 材料牌號 材料種類 大致成分 主要強化手段 性能特點 應用場合 Q235 普通結構鋼 C≤ % （少量的Mn,V,Si,等） 冷塑變 塑性好，強硬度低 型材，板材，管材等 40MnB 合金調質鋼 C=% Mn＜ % B＜ % 調質 綜合力學性能較好 較 重 要的 軸類、輪類等 1Cr18Ni9Ti 不銹耐熱鋼 C≤ % Cr=18% Ni=9% Ti＜ % 固溶處理 耐蝕，耐熱，無磁性，塑性加工和焊接性較好等。 在化工設備、裝飾等行業(yè)應用廣泛 Cr12MoV 冷作模鋼 C≥ 1% Mo=5% Cr=4% V=2% 淬火 +回火 硬度高，耐磨性好 各種冷作模的工作部分 ZL101 鑄造鋁硅合金 Si=7% Mg=% （余量為鋁） T4 或 T5 質輕，有一定強度，塑性低，耐蝕，優(yōu)良的鑄造性和切削加工性等 形狀復雜的輕質零件 POM 熱塑性塑料 聚甲醛 綜合性能好，化 學 穩(wěn)定 性高，易成形等；阻燃性、耐候性較差 閥件、泵、水槽等管件，做一些機械零件以代替金屬材料 CR 氯?。ê铣桑┫鹉z 氯與丁二烯聚合 硫化 耐磨，耐熱，耐油，耐蝕等；價格較高 電線 電纜的包皮，膠管、輸送帶等 17 三、簡答題 （ 共 18 分） 什么是復合材料？它如何分類？碳纖維復合材料的特點及應用如何？ （ 9 分） 答： 1） 復合材料為兩種或兩種以上物理和化學性質不同的物質組合而成的一種多相固體材料。 （ 1 分） 2）分類： 按基體分類： 強調基體稱“基復合材料”，如樹脂基（主要為合成樹脂和橡膠）復合材料、金屬基（主要為鋁、鎂、鈦及其合金）復合材料、陶瓷基復合材料等 。 （ 1 分） 按 增強材料 分： 稱“增強復合材料”，如碳纖維增強復合材料、玻璃纖維增強復合材料等；同時強調基體和增強材料時稱“ 復合材料”，如碳纖維 環(huán)氧樹脂復合材料、不飽和聚酯樹脂 玻璃纖維層壓復合材料；強調增強相形態(tài)時則有纖維增強復合材料、 晶須增強復合材料、 顆粒增強復合材料、疊層復合材料等 。 （ 2 分） 按用途分類則有結構復合材料、功能復合材料、結構 / 功能一體化復合材料等。 （ 1分） 3） 碳纖維復合材料的特點 及應用： 比強度、比剛度高，線膨脹系數(shù)小，耐摩擦，磨損性和自潤滑性好，耐蝕、耐熱等；（ 2分） 在航空、宇航、原子能等工業(yè)中用于亞齊吉葉片、發(fā)動機殼體、軸瓦、機翼等。 （ 2 分） 闡 述相和組織的概念并總結成分、組 織對鋼力學性能的影響規(guī)律。 （ 9 分） 答： 材料中具有同一化學成分、同一結構和聚集狀態(tài)，并具有界面分隔的各個均勻組成部分稱為相（ 2 分）；在金相顯微鏡下看到的材料各相數(shù)量、形態(tài)、大小、分布的微觀體貌及其他現(xiàn)象 稱 為微觀組織簡稱組織。（ 2 分） 隨著鋼中含碳量（ C%）的增加，其組織中滲碳體相（ Fe3C）的量增加，鐵素體（ F)量減少，鋼的 強 硬度增加、塑韌性下降， 但 鋼的強度在含碳量超過 1%后迅速下降。（ 5 分） 簡述 改善材料性能的主要方法 和常用工藝 ？ （ 9 分） 答： 控制金屬材料的凝固（結晶），如：細化晶粒，定向凝固等 ；（ 分） 整體熱處理工藝，如：退火，正火，淬火 +回火等；（ 分） 表面改性，如：表面淬火，化學熱處理，表面形變，表面涂覆等；（ 分） 金屬材料的合金化，如：合金鋼，鋁合金等；（ 分） 金屬材料的塑性變形，如：冷變形，熱變形等；（ 分） 聚合物的物理改性和化學改性，如：加填料，共聚，縮聚，交聯(lián)等。（ 分） 四、 現(xiàn)用 20CrMnTi 制造汽車的變速齒輪，其加工工藝路線如下：下料 → 鍛造 →（ ）→ 粗加工、半精加工 →（ ）→（ ）→精磨。 試解答 下列提 問： （ 17 分） 1 將熱處理工藝 及其他工藝 ： 正火 ， 滲碳淬火、低溫回火 ， 噴丸 填入上述括號內(nèi)； （ 4分） 1 粗加工前 熱處理工藝的主要目的是什么？ （ 4 分） 1 機加工 后的 熱處理工藝起什么作用？ （ 4 分） 18 1 在使用狀態(tài)下，該 齒輪 的截面組織是什么？性能任何？ （ 5 分） 答： 正火， 滲碳淬火、低溫回火 ， 噴丸 。 機加工前的 正火處理對鍛造齒輪毛坯是必須的熱處理工序，可以使同批坯料具有相同硬度，便于切削 加工，使組織均勻，消除鍛造應力。正火處理是后續(xù)處理的預先熱 處理。 機加工后的 滲碳淬火、低溫回火 ： 滲碳 的目的是使鋼件表層達到含碳量要求，為淬火做成分準備；淬火是為了得到馬氏體，使工件表層達到硬度要求；為了消除淬火應力和工件脆性，淬火后應進行低溫回火。 表層為高碳回火馬氏體 +碳化物 +少量的殘余奧氏體；硬度為 58~62HRC，耐磨性好，較高的疲勞強度。 心部為索氏體 +鐵素體；有較高的強度和足夠的韌性。 五 、 下圖為一機械的傳動軸，要求硬度為 220~250 HBS，有較好的強韌性，試解答所列問題： （ 18 分） 為該 傳動軸 選擇合適的材料牌號； （ 3 分） 給出該 軸的 制造加工工藝路線； （ 5 分） 工藝路線中熱處理工藝的目的是什么？ （ 5 分） 該 軸 在使用狀態(tài)下，其 截面 組織及性能任何。 （ 5 分） 答： 選用 45 號鋼 。 加工 工 藝路線：下料 → 鍛造 →調質→機 加工 （→ 磨削 ） 。 熱處理工藝 調質 的目的是 使齒輪具有較高的綜合機械性能，提高 軸 心部的強度和韌性，使 軸 能夠 承受較大的彎曲應力和沖擊應力。調質后軸組織為回 火索氏體。 該 軸 在使用狀態(tài)下，其 截面 組織 為 回 火索氏體 ；硬度為 220~250 HBS，具有較高綜合機械性能 。