【正文】 長(zhǎng)，發(fā)生塑性變形，橫截面積減小，強(qiáng)度將比保溫前低，所以發(fā)生斷裂。（ 2分） 六、（ 10 分） 七、（ 10 分） 答：冷拉鋼絲繩是利用加工硬化效應(yīng)提高其強(qiáng)度的，在這種狀態(tài)下的鋼絲中晶體缺陷密度增大，強(qiáng)度增加，處于加工硬化狀態(tài)。（ 2分） 熱鍛模具： 5CrMnMo 熱變形模具鋼； C%=%,Cr,Mn,Mo%；淬火＋高溫回火；組織為回火索氏體。（ 2 分） 車刀： W6Mo5Cr4V2 高速鋼； W%=6%,Mo%=5%,Cr%=4%,V%=2%；淬火＋ 560℃ 三次回火；組 織為回火馬氏體＋碳化物。（ 2分） 冷沖壓模具： Cr12MoV 冷變形模具鋼； C%1%,Cr=12%,Mo,V%；淬火＋低溫回火；組織為回火馬氏體。（ 3分） 連桿： 40Cr 調(diào)質(zhì)鋼； C%=%,Cr%；調(diào)質(zhì)處理（淬火＋高溫回火 ）；組織為回火索氏體。（ 2 分） 2． 200℃ 回火后為回火馬氏體；（ 2分） 400℃ 回火后為回火托氏體；（ 2分） 600℃ 回火后為回火索氏體。 淬透性：一種熱處理工藝性能，表示材料在淬火時(shí)獲得淬硬層深度的能力。 鐵素體：碳溶解在 α － Fe中形成的間隙固溶體。（ 10 分） 重慶大學(xué) “ 工程材料 ” 試卷參考答案 一、（ 20 分）每小題 4 分 合金：由兩種或兩種以上金屬元素；或金屬與非金屬元素熔煉、燒結(jié)或通過(guò)其方法由化學(xué)鍵組合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。（ 20 分） T10 65Mn HT300 W6Mo5Cr4V2 GCr15Mo 40Cr 20CrMnTi Cr12MoV 5CrMnMo 六、敘述鑄鐵不同階段石墨化程度與其最終組織的關(guān)系。（ 5 分） 三、鐵碳相圖知識(shí)測(cè)驗(yàn)：（ 25 分） 1．默畫出鐵碳相圖，并標(biāo)注出所有溫度和成分點(diǎn)； 2． 60、 T12 鋼的室溫平衡組織是什么？它們從高溫液態(tài)平衡冷卻到室溫要經(jīng)過(guò)哪些轉(zhuǎn)變？ 3．畫出純鐵、 40 鋼、 T12 鋼的室溫平衡組織，并標(biāo)注其中的組織。 7. 45 鋼正火后滲碳體呈 片 狀，調(diào)質(zhì)處理后滲碳體呈 球 狀。 6. 共析鋼淬火形成 M+A39。 合金結(jié)構(gòu)鋼與碳素結(jié)構(gòu)鋼相比，其突出優(yōu)點(diǎn)是 強(qiáng)度高，淬透性好 。 其中， 片狀 馬氏體硬度高、塑性差 W18Cr4V 鋼的淬火加熱溫度為 1270－ 1280℃ ，回火加熱溫度為 560℃ ，回火次數(shù) 3 次。 （ 4 分） 四、選擇填空（ 20 分）（每空 2 分） 1．合金元素對(duì)奧氏體晶粒長(zhǎng)大的影響是（ d ） （ a）均強(qiáng)烈阻止奧氏體晶粒長(zhǎng)大 （ b）均強(qiáng)烈促進(jìn)奧氏體晶粒長(zhǎng)大 （ c）無(wú)影響 （ d）上述說(shuō)法都不全面 2．適合制造滲碳零件的鋼有（ c）。 （ 2 分） 二、選擇適宜材料并說(shuō)明常用的熱處理方法（ 30 分）（每空 1 分） 三、（ 20 分）車床主軸要求軸頸部位硬度為 HRC54 —58 ， 其余 地 方 為HRC20— 25，其加工路線為： 下料 鍛造 正火 機(jī)加工 調(diào)質(zhì) 機(jī)加工（精） 軸頸表面淬火 低溫回火 磨加工 指出： 主軸應(yīng)用的材料： 45 鋼 （ 4分） 正火的目的和大致熱處理工藝 細(xì)化晶粒，消除應(yīng)力；加 熱到 Ac 3＋ 50℃保溫一段時(shí)間空冷（ 4 分） 調(diào)質(zhì)目的和大致熱處理工藝 強(qiáng)度硬度塑性韌性達(dá)到良好配合 淬火＋高溫回火（ 4 分） 名稱 候選材料 選用材料 熱處理方法 最終組織 機(jī)床床身 T10A, KTZ45006, HT200 HT200 時(shí)效 P＋ F＋ G 片 汽車后橋齒輪 40Cr, 20CrMnTi, 60Si2Mn 20CrMnTi 滲碳＋淬火＋低溫回火 表面 Cm＋ M＋ A’ 心部 F＋ M 滾動(dòng)軸承 GCr15, Cr12, QT6002 GCr15 球化退火＋淬火＋低溫回火 Cm＋ M＋ A’ 銼刀 9SiCr, T12, W18Cr4V T12 球化退火＋淬火＋低溫回火 Cm＋ M＋ A’ 汽車板簧 45, 60Si2Mn, T10 60Si2Mn 淬火＋中溫回火 T 回 鉆頭 W18Cr4V， 65Mn, 20 W18Cr4V 淬火＋低溫回火 Cm＋ M＋ A’ 橋梁 1Cr13, 16Mn, Q195 16Mn, 不熱處理 F＋ P 滑動(dòng)軸承 H70, ZSnSb11Cu6, T8 ZSnSb11Cu6 不熱處理 a+SnSb 耐酸容器 Q235, 1Cr18Ni9Ti, ZGMn13 1Cr18Ni9Ti 固溶處理 A 發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸 QT6003, 45, ZL101 QT6003 等溫淬火＋高溫回火 S 回＋ G 球 表面淬火目的 提高軸頸表面硬度（ 4 分） １． 低溫回火目的和軸頸表面和心部組織。 （ 2 分） ２、 合金強(qiáng)化： 在鋼液中有選擇地加入合金元素，提高材料強(qiáng)度和硬度 （ 2 分） ４、熱處理：鋼 在固態(tài)下通過(guò)加熱、保溫、冷卻改變鋼的組織結(jié)構(gòu)從而獲得所需性能的一種工藝 。 機(jī)械工程材料 A 卷評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) 一、名詞解釋：（１０分） １、 固溶強(qiáng)化： 固溶體溶入溶質(zhì)后強(qiáng)度、硬度提高，塑性韌性下降現(xiàn)象。 （ 2 分） ２、加工硬化： 金屬塑性變形后，強(qiáng)度硬度提高的現(xiàn)象。 （ 2 分） ５、細(xì)晶強(qiáng)化： 通過(guò)細(xì)化晶粒處理，使得金屬?gòu)?qiáng)度提高的方法。去除表面淬火熱應(yīng)力，表面 M＋ A’心部 S 回。 （ a） 16Mn、 1 20Cr、 1Cr1 12Cr2Ni4A （ b） 4 40Cr、 65Mn、 T12 （ c） 1 20Cr、 18Cr2Ni4WA、 20CrMnTi 3．要制造直徑 16mm 的螺栓，要求整個(gè)截面上具有良好的綜合機(jī)械性能，應(yīng)選用（ c ） （ a） 45 鋼經(jīng)正火處理 （ b） 60Si2Mn 經(jīng)淬火和中溫回火 （ c） 40Cr 鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理 4．制造手用鋸條應(yīng)當(dāng)選用（ a ） （ a） T12 鋼經(jīng)淬火和低溫回火 （ b） Cr12Mo 鋼經(jīng)淬火和低溫回火 （ c） 65 鋼淬火后中溫回火 5．高速鋼的紅硬性取決于（ b ） （ a）馬氏體的多少 （ b）淬火加熱時(shí)溶入奧氏體中的合金元素的量 （ c）鋼中的碳含量 6．汽車、拖拉機(jī)的齒輪要求表面高耐磨性，中心有良好的強(qiáng)韌性，應(yīng)選用（ c ） （ a） 60 鋼滲碳淬火后低溫回火 （ b） 40Cr 淬火后高溫回火 （ c） 20CrMnTi 滲碳淬火后低溫回火 7． 6 65Mn、 50CrV等屬于哪類鋼，其熱處理特點(diǎn)是（ c ） （ a）工具鋼，淬火 +低溫回火 （ b）軸承 鋼，滲碳 +淬火 +低溫回火 （ c）彈簧鋼，淬火 +中溫回火 8. 二次硬化屬于（ d） （ a）固溶強(qiáng)化 （ b）細(xì)晶強(qiáng)化 （ c）位錯(cuò)強(qiáng)化 （ d）第二相強(qiáng)化 9. 1Cr18Ni9Ti 奧氏體型不銹鋼，進(jìn)行固溶處理的目的是（ b） （ a） 獲得單一的馬氏體組織，提高硬度和耐磨性 （ b） 獲得單一的奧氏體組織，提高抗腐蝕性，防止晶間腐蝕 （ c）降低硬度，便于切削加工 １０ .推土機(jī)鏟和坦克履帶板受到嚴(yán)重的磨損及強(qiáng)烈沖擊，應(yīng)選擇用（ b ） （ a） 20Cr 滲碳淬火后低溫回火 （ b） ZGMn13— 3 經(jīng)水韌處理 （ c） W18Cr4V 淬火后低溫回火 五、填空題 (20 分 ) （每空 1 分） 馬氏體是 碳在 a相中的過(guò)飽和 固溶體，其形態(tài)主要有 板條馬氏體 、 片狀馬氏體。 材料選擇的三原則 一般原則 ， 工藝性原則 ， 經(jīng)濟(jì)性原則 。 5. 共析鋼過(guò)冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線三個(gè)轉(zhuǎn)變區(qū)的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物是 P B M。后，在低溫、中溫、高溫回火后的產(chǎn)物分別為 M 回＋ A’ T 回 S 回 。 一、名詞解釋：（ 20 分） 合金 同 素異晶轉(zhuǎn)變 鐵素體 再結(jié)晶 淬透性 二、試計(jì)算面心立方（ FCC）晶體的晶格致密度。 四、鋼的熱處理知識(shí)測(cè)驗(yàn)：（ 10 分） 1． T8 鋼經(jīng)淬火后得到什么組織？經(jīng)退火后得到什么組織？ 2． T8 鋼淬火后分別在 200℃ 、 400℃ 、 600℃ 回火又得到什么組織？ 五、要制造齒輪、連桿、熱鍛模具、彈簧、冷沖壓模具、滾動(dòng)軸承、車刀、銼刀、機(jī)床床身等零件，試從下列牌號(hào)中分別選出合適的材料并敘述所選材料的名稱、成分、熱處理工藝和零件制成后的最終組織。（ 10 分） 七、用一根冷拉鋼絲繩吊裝一大型工件進(jìn)入熱處理爐，并隨工件一起加熱到 1000℃ 保溫，當(dāng)出爐后再次吊裝工件時(shí)，鋼絲繩發(fā)生斷裂 ，試分析其原因。 同素異晶轉(zhuǎn)變：在固態(tài)下，同一種元素由一種晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N晶體結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變。 再結(jié)晶：冷變形金屬在加熱時(shí)其組織和性能都恢復(fù)到變形前的軟化狀態(tài)的過(guò)程。 二、（ 5 分） 三、（ 25 分） 1．（ 7分 2． 3．（每個(gè)圖 2分） 四、（ 10 分） 1． 答： 淬火后組織為馬氏體；（ 2 分） 退火后組織為珠光體。（ 2分） 五、（ 20 分） 答： 齒輪： 20CrMnTi 滲碳鋼； C%=%,Cr,Mn,Ti%；滲碳＋淬火＋低溫回火；組織為回火馬氏體。（ 2 分） 彈簧： 65Mn 彈簧鋼； C%=%,Mn%；淬火＋中溫回火；組織為回火托氏體。（ 2分） 滾動(dòng)軸承： GCr15Mo 軸承鋼； C%＝ 1%,Cr=%,Mo%；球化退火＋淬火＋低溫回火；組織為回火馬氏體。（ 3 分） 銼刀： T10 碳素工具鋼； C%＝ 1%；淬火＋低溫回火；組織為回火馬氏體＋碳化物。（ 2分） 機(jī)床床身： HT300 灰口鐵；無(wú)需熱處理。在 1000℃ 時(shí)保溫，鋼絲將發(fā)生回復(fù)、再結(jié)晶和晶粒長(zhǎng)大過(guò)程 ，組織和結(jié)構(gòu)恢復(fù)到軟化狀態(tài)。 習(xí)題 1 一、名詞解釋 滑移、孿生、加工硬化、滑移系、形變織構(gòu)、回復(fù)、再結(jié)晶、二次再結(jié)晶、熱加工 二、填空題 1．常溫下，金屬單晶體的塑性變形方式為（ ）和（ ）兩種。 3．在金屬學(xué)中，冷加工和熱加工的界限是以（ ）來(lái)劃分的．因此 Cu（熔點(diǎn)為 1084℃ ）在室溫下變 形加工稱為（ ）加工， Sn（熔點(diǎn)為 232℃ ）在室溫的變形加工稱為（ ）加工。 5．再結(jié)晶后晶粒度的大小取決于（ ）、（ ）、和（ ）。 7．強(qiáng)化金屬材料的基本方法有（ ）、（ ）、（ ）和（ ）。當(dāng)加熱到較高溫度，晶粒內(nèi)部晶格畸變（ ），金屬的位錯(cuò)密度（ ），使變形的晶粒逐步變成（等軸晶粒），這一過(guò)程稱為（ ）。 3．用冷拔紫銅管進(jìn)行冷彎，加工成輸油管，為避免冷彎時(shí)開裂，應(yīng)采用什么措施？為什么？ 4．已知 W、 Fe、 Cu 的熔點(diǎn)（見(jiàn)教材），說(shuō)明鎢在 1000℃ 、鐵在 800℃ 、銅在 600℃ 時(shí)的加工變形是處于什么加工狀態(tài)。 （ 2）用粗鋼棒切下圓 餅再加工成齒輪。 6．說(shuō)明下列現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。 （ 2）晶界處滑落的阻力最大。 7．簡(jiǎn)述加熱溫度對(duì)低碳鋼的冷塑性變形的組織和性能的影響。（ ） 2．因?yàn)轶w心立方晶格與面心立方 晶格具有相同數(shù)量的滑移系，所以兩種晶體的塑性變形能力完全相同。（ ） 4．滑移變形不會(huì)引起金屬晶體結(jié)構(gòu)的變化。（ ） 6．為了保持冷變形金屬的強(qiáng)度和硬度，應(yīng)采用再結(jié)晶退火。（ ） 8．孿生變形所需的切應(yīng)力要比滑移變形時(shí)所需的小得多。 （ a）強(qiáng)度下降，塑性提高