工程材料學(xué)總復(fù)習(xí)題與答案(參考版)
2024-10-24 12:48本頁(yè)面
【正文】 使用性原則，工藝性原則，經(jīng)濟(jì)型原則 。 零件失效的形式有斷裂、過(guò)量變形和表面損傷。二次硬化使鋼具有熱硬性，這對(duì)于工具鋼是非常重要的。 （ 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。 （ 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。C。C 更適合淬火。C 下未溶碳化物較多， （ 3）） 860℃ 下殘余奧氏體量較多。 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。C Accm=830186。C 和 860186。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。 ，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。如拖拉機(jī)、坦克的履帶板、挖掘機(jī)的鏟齒等。 ZG25：含碳量為 %的鑄鋼。 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。 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。 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。 ？并舉例說(shuō)明每一鋼號(hào)的典型用途。 Mn:C 比值不小于 10。 （ 9）、 ZGMnl3：高錳耐磨鋼。使鋼在室溫時(shí)具有單相奧氏體組織。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。熱處理采用淬火＋高溫回火，得到回火索氏體組織。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。熱處理采用淬火 +低溫回火的熱處理工藝。鉬：其主要作用是防止產(chǎn)生第二類回火脆性。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。 （ 6）、 5CrNiMo：熱作模具鋼。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。用來(lái)制造在冷態(tài)下使金屬變形的模具鋼種。淬火后中溫回火，得到回火屈氏體組織。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。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。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。 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。 （ 2 ）、 40MnVB ： 調(diào) 質(zhì)鋼。滲碳鋼的主要熱處理工序一般是在滲碳之后再進(jìn)行淬火和低溫回火。 0 ． 2 ％ 的碳含量保證了滲碳零件的心部具有良好的韌性和塑性， Cr、 Mn、 Ti 等合金元素所起的主要作用是增加鋼的淬透性，提高鋼的心部的強(qiáng)度。 18 、（ 1 ）、 20CrMnTi ： 滲碳鋼。汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)子和葉片，鍋爐過(guò)熱器，高溫工作的螺栓和彈簧，內(nèi)燃機(jī)排氣閥等用鋼都是熱強(qiáng)鋼。抗氧化鋼多用來(lái)制造爐用零件和熱交換器。 提高鋼的氧化性，鋼中通常加入足夠的 Cr, Si, Al 和稀土等元素。為提高其耐腐蝕性常用的熱處理工藝有固溶處理，穩(wěn)定性處理及除應(yīng)力處理。 1與馬氏體不銹鋼相比，奧氏體不銹鋼有何特點(diǎn) ?為提高其耐蝕性可采取什么工藝 ? 1 奧氏體不銹鋼中加入了擴(kuò)大 γ 相區(qū)降低 Ms 點(diǎn)的合金元素（如 Ni），使鋼室溫下具有單相奧氏體組織。必須指出，如果對(duì) Cr12MoV 鋼還要求有良好的熱硬性時(shí)，一般可將淬火溫度適當(dāng)提高至 1115～ 1130℃ ，但會(huì)因組織粗化而使鋼的強(qiáng)度和韌性有所將低。 1用 Crl2MoV 鋼制造冷作摸具時(shí)，應(yīng)如何進(jìn)行熱處理 ? 1 Cr12MoV 鋼類似于高速鋼，也需要反復(fù)的鍛打，把大塊的碳化物擊碎，鍛造后也要進(jìn)行球化退火，以便降低硬度，便于奧氏體加工。 1熱處理工藝為：球化退火（降低硬度，便于切削加工，為最終熱處理做組織準(zhǔn)備） 淬火：其目的是為了保證塊規(guī)具有高的硬度（ 62～ 65HRC），耐磨性何和長(zhǎng)期的尺寸穩(wěn)定性。硬度大于 60HRC。 淬火 +低溫回火：保證最終使用性能（高的硬度和良好的韌性），減小變形（分級(jí)淬火），降低殘余內(nèi)應(yīng)力。試編寫(xiě)加工制造的簡(jiǎn)明工藝路線，說(shuō)明各熱處理工序的作用及板牙在使用狀態(tài)下的組織及大致硬度。 C，保溫 12 小時(shí)出爐空冷。使用組織：回火馬氏體。使用組織：表面為回火馬氏體或鐵素體加索氏體。 C，保溫一段時(shí)間，淬入鹽水中，隨后加熱到 600 回火 小時(shí)出爐空冷。使用組織：回火索氏體。使用組織：鐵素體加索氏體。說(shuō)明各 熱處理工序的目的及使 用狀態(tài)下的組織。使用組織：回火馬氏體。使用組織：淬火馬氏體。使用組織：表層為高碳回火馬氏體 +顆粒碳化物 +少量殘余奧氏體，心部為低碳回火馬氏體 +鐵素體。使用組織為：鐵素體加索氏體。請(qǐng)分別說(shuō)明上述 ① 、 ② 、 ③ 和 ④ 項(xiàng)熱處理工藝的目的及組織。而且，后一次回火還可以消除前一次回火由于殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。因?yàn)榇慊痄撝械臍堄鄪W氏體是在隨后的回火冷卻過(guò)程中才能向馬氏體轉(zhuǎn)變。這就是淬火溫度定在 1280℃ 的原因。 1 W18Cr4V 鋼的淬火加熱溫度應(yīng)如何確定 (A c1 約為 820℃ )?若按常規(guī)方法進(jìn)行淬火加熱能否達(dá)到性能要求 ?為什么 ?淬火后為什么進(jìn)行560℃ 的三次回火？ 1 高的熱硬性主要取決于馬氏體中合金元素的含量，即加熱時(shí)溶于奧氏體中合金元素的量，由于對(duì)高速鋼熱硬性影響最大的兩個(gè)元素 —— W 及 V,在奧氏體中的溶解度只有在 1000℃ 以上時(shí)才有明顯的增加，在1270～ 1280℃ 時(shí)奧氏體中約含有 7～ 8％的鎢， 4％的鉻， 1％的釩。 鋼淬火溫度為什么要選那么高？回火溫度為什么要選 560℃ ？為什么要進(jìn)行三回火？處理完的最后組織是什么？ 答： W18Cr4V 高速工具鋼， 其導(dǎo)熱性較差，淬火加熱時(shí)應(yīng)預(yù)熱兩次，以防止變形和開(kāi)裂， 淬 火時(shí)選 1280℃ ，以使更多的合金元素溶入奧氏體中，達(dá)到淬火后獲得高合金元素含量馬氏體的目的。由于以上原因，在回火時(shí)便出現(xiàn)了硬度回升的 “二次硬化 ”現(xiàn)象。同時(shí)，在此溫度范圍內(nèi)， 一部分碳及合金元素從殘余奧氏體中析出，從而降低了殘余奧氏體中碳及合金元素含量，提高了馬氏體轉(zhuǎn)變溫度。 鋼種 表面組織 心部組織 晶粒大小 性能 原因 20 鋼 回火馬氏體＋滲碳體 F+P 較細(xì)小 外硬內(nèi)韌 20CrMnTi 回火 M＋合金 滲 碳 體 +A F+P（細(xì)）＋低碳回火
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