【正文】 符號(hào)、數(shù)字的含義、主要特點(diǎn)及用途： Q235AF、Q235C、Q195B、Q255D、4020R、20G、TT10A、T12A第五章 鋼的熱處理？鋼的熱處理操作有哪些基本類型？試說(shuō)明熱處理同其它工藝過(guò)程的關(guān)系及其在機(jī)械制造中的地位和作用。？對(duì)鋼的性能有何影響？。12．某工廠倉(cāng)庫(kù)積壓了許多碳鋼（退火狀態(tài)），由于鋼材混雜，不知道鋼的化學(xué)成分，現(xiàn)找出其中一根，經(jīng)金相分析后，發(fā)現(xiàn)其組織為珠光體+鐵素體，其中鐵素體占 80% ，問(wèn)此鋼材的含碳量大約是多少？13．對(duì)某退火碳素鋼進(jìn)行金相分析，其組織的相組成物為鐵素體+滲碳體（粒狀），其中滲碳體占 18% ，問(wèn)此碳鋼的含碳量大約是多少？14．對(duì)某退火碳素鋼進(jìn)行金相分析，其組織為珠光體+滲碳體（網(wǎng)狀），其中珠光體占 93% ，問(wèn)此碳鋼的含碳量大約為多少？%C合金在700℃下各個(gè)相及其組分?jǐn)?shù)量和成分。 % 、 % 、 % 、 % 的鐵碳合金從液態(tài)緩冷至室溫時(shí)的結(jié)晶過(guò)程和室溫組織.10．指出下列名詞的主要區(qū)別：1）一次滲碳體、二次滲碳體、三次滲碳體、共晶滲碳體與共析滲碳體；2） 熱脆與冷脆。 FeFe3C 相圖中三個(gè)基本反應(yīng)：包晶反應(yīng),共晶反應(yīng)及共析反應(yīng)，寫(xiě)出反應(yīng)式，標(biāo)出含碳量及溫度。11．有形狀、尺寸相同的兩個(gè) CuNi 合金鑄件，一個(gè)含 90% Ni ，另一個(gè)含 50% Ni,鑄后自然冷卻，問(wèn)哪個(gè)鑄件的偏析較嚴(yán)重？第四章 鐵碳合金1．何謂金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變？試畫(huà)出純鐵的結(jié)晶冷卻曲線和晶體結(jié)構(gòu)變化圖。10．某合金相圖如圖所示。3．下列元素在αFe 中形成哪幾種固溶體?Si、C、N、Ni、Mn4．試述固溶強(qiáng)化、加工強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化的強(qiáng)化原理,并說(shuō)明三者的區(qū)別.5．固溶體和金屬間化合物在結(jié)構(gòu)和性能上有什么主要差別？6. 何謂共晶反應(yīng)、包晶反應(yīng)和共析反應(yīng)?試比較這三種反應(yīng)的異同點(diǎn).7．二元合金相圖表達(dá)了合金的哪些關(guān)系？8．在二元合金相圖中應(yīng)用杠桿定律可以計(jì)算什么？9. 已知A（熔點(diǎn) 600℃）與B(500℃) 在液態(tài)無(wú)限互溶；在固態(tài) 300℃時(shí)A溶于 B 的最大溶解度為 30% ，室溫時(shí)為10%，但B不溶于A；在 300℃時(shí)，含 40% B 的液態(tài)合金發(fā)生共晶反應(yīng)。第三章 合金的結(jié)構(gòu)與二元狀態(tài)圖1．解釋下列名詞合金，組元，相，相圖；固溶體，金屬間化合物，機(jī)械混合物；枝晶偏析，比重偏析；固溶強(qiáng)化，彌散強(qiáng)化。2．產(chǎn)生加工硬化的原因是什么？加工硬化在金屬加工中有什么利弊？3．劃分冷加工和熱加工的主要條件是什么？ 4．與冷加工比較，熱加工給金屬件帶來(lái)的益處有哪些？5．為什么細(xì)晶粒鋼強(qiáng)度高，塑性，韌性也好？6．金屬經(jīng)冷塑性變形后，組織和性能發(fā)生什么變化？ 7．分析加工硬化對(duì)金屬材料的強(qiáng)化作用？8．已知金屬鎢、鐵、鉛、錫的熔點(diǎn)分別為3380℃、1538℃、327℃、232℃，試計(jì)算這些金屬的最低再結(jié)晶溫度，并分析鎢和鐵在1100℃下的加工、鉛和錫在室溫（20℃）下的加工各為何種加工？9．在制造齒輪時(shí)，有時(shí)采用噴丸法（即將金屬丸噴射到零件表面上）使齒面得以強(qiáng)化?！豆こ滩牧稀窂?fù)習(xí)思考題第一章 金屬的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶1．解釋下列名詞點(diǎn)缺陷，線缺陷，面缺陷，亞晶粒，亞晶界，刃型位錯(cuò)，單晶體，多晶體，過(guò)冷度，自發(fā)形核，非自發(fā)形核，變質(zhì)處理，變質(zhì)劑。2． 常見(jiàn)的金屬晶體結(jié)構(gòu)有哪幾種？αFe 、γ Fe 、Al 、Cu 、Ni 、 Pb 、 Cr 、 V 、Mg、Zn 各屬何種晶體結(jié)構(gòu)？3． 配位數(shù)和致密度可以用來(lái)說(shuō)明哪些問(wèn)題？4． 晶面指數(shù)和晶向指數(shù)有什么不同？5． 實(shí)際晶體中的點(diǎn)缺陷，線缺陷和面缺陷對(duì)金屬性能有何影響？6． 為何單晶體具有各向異性，而多晶體在一般情況下不顯示出各向異性？7． 過(guò)冷度與冷卻速度有何關(guān)系？它對(duì)金屬結(jié)晶過(guò)程有何影響？對(duì)鑄件晶粒大小有何影響？8． 金屬結(jié)晶的基本規(guī)律是什么？晶核的形成率和成長(zhǎng)率受到哪些因素的影響？9． 在鑄造生產(chǎn)中，采用哪些措施控制晶粒大??？在生產(chǎn)中如何應(yīng)用變質(zhì)處理？第二章 金屬的塑性變形與再結(jié)晶1．解釋下列名詞加工硬化、回復(fù)、再結(jié)晶、熱加工、冷加工。試分析強(qiáng)化原因。2．指出下列名詞的主要區(qū)別1）置換固溶體與間隙固溶體；2）相組成物與組織組成物。現(xiàn)要求：1）作出AB 合金相圖；2）分析 20% A,45%A,80%A 等合金的結(jié)晶過(guò)程，并確定室溫下的組織組成物和相組成物的相對(duì)量。1）試標(biāo)注①—④空白區(qū)域中存在相的名稱；2）指出此相圖包括哪幾種轉(zhuǎn)變類型；3）說(shuō)明合金Ⅰ的平衡結(jié)晶過(guò)程及室溫下的顯微組織。2．為什么γFe 和α Fe 的比容不同？一塊質(zhì)量一定的鐵發(fā)生（γFe →αFe ）轉(zhuǎn)變時(shí)，其體積如何變化？（F）,奧氏體（A），滲碳體（Fe3C），珠光體（P）,萊氏體（Ld）？它們的結(jié)構(gòu)、組織形態(tài)、性能等各有何特點(diǎn)？？在生產(chǎn)實(shí)踐中有何指導(dǎo)意義？又有何局限性？ FeFe3C 相圖，指出圖中 S 、C 、J、 H 、E 、P、N 、G 及 GS 、SE 、PQ 、PSK 各點(diǎn)、線的意義，并標(biāo)出各相區(qū)的相組成物和組織組成物。？何謂白口鐵？?jī)烧叩某煞纸M織和性能有何差別？、共析鋼和過(guò)共析鋼的組織有何特點(diǎn)和異同點(diǎn)。11．根據(jù) FeFe3C 相圖，計(jì)算：1）室溫下，含碳 % 的鋼中珠光體和鐵素體各占多少；2）室溫下，含碳 % 的鋼中珠光體和二次滲碳體各占多少；3）鐵碳合金中，二次滲碳體和三次滲碳體的最大百分含量。16．根據(jù) FeFe3C 相圖，說(shuō)明產(chǎn)生下列現(xiàn)象的原因：1）含碳量為 % 的鋼比含碳量為 % 的鋼硬度高；2）在室溫下，含碳 % 的鋼其強(qiáng)度比含碳 % 的鋼高；3）在 1100℃，含碳 % 的鋼能進(jìn)行鍛造，含碳 % 的生鐵不能鍛造；4）綁軋物件一般用鐵絲（鍍鋅低碳鋼絲），而起重機(jī)吊重物卻用鋼絲繩（用 60 、 65 、 70 、 75 等鋼制成）；5）鉗工鋸 T8 ， T10,T12 等鋼料時(shí)比鋸 10,20 鋼費(fèi)力，鋸條容易磨鈍；6）鋼適宜于通過(guò)壓力加工成形，而鑄鐵適宜于通過(guò)鑄造成形。、中碳鋼及高碳鋼是如何根據(jù)含碳量劃分的？分別舉例說(shuō)明他們的用途？20．下列零件或工具用何種碳鋼制造：手鋸鋸條、普通螺釘、車床主軸。：1）奧氏體的起始晶粒度、實(shí)際晶粒度、本質(zhì)晶粒度；2）珠光體、索氏體、屈氏體、貝氏體、馬氏體；3）奧氏體、過(guò)冷奧氏體、殘余奧氏體；4）退火、正火、淬火、回火、冷處理、時(shí)效處理（尺寸穩(wěn)定處理）；5）淬火臨界冷卻速度（Vk），淬透性,淬硬性；6）再結(jié)晶、重結(jié)晶；7）調(diào)質(zhì)處理、變質(zhì)處理。？本質(zhì)細(xì)晶粒鋼的奧氏體晶粒是否一定比本質(zhì)粗晶粒鋼的細(xì)？？它們?cè)谛纬蓷l件、組織形態(tài)和性能方面有何特點(diǎn)？？它們?cè)谛纬蓷l件、組織形態(tài)和性能方面有何特點(diǎn)？？它們?cè)谛纬蓷l件、晶體結(jié)構(gòu)、組織形態(tài)、性能有何特點(diǎn)？馬氏體的硬度與含碳量關(guān)系如何？？試?yán)L出奧氏體這兩種冷卻方式的示意圖。 Vk 的大小受哪些因素影響？它與鋼的淬透性有何關(guān)系？162。13．退火的主要目的是什么？生產(chǎn)上常用的退火操作有哪幾種？指出退火操作的應(yīng)用范圍。擬采用以下幾種退火工藝；（1）緩慢加熱至700℃，保溫足夠時(shí)間，隨爐冷卻至室溫；（2）緩慢加熱至840℃，保溫足夠時(shí)間，隨爐冷卻至室溫；（3）緩慢加熱至1100℃，保溫足夠時(shí)間，隨爐冷卻至室溫； 問(wèn)上述三種工藝各得到何種組織？若要得到大小均勻的細(xì)小晶粒，選何種工藝最合適？19. 淬火的目的是什么？亞共析碳鋼及過(guò)共析碳鋼淬火加熱溫度應(yīng)如何選擇？試從獲得的組織及性能等方面加以說(shuō)明。（Φ10mm）經(jīng)下列溫度加熱、保溫并在水中冷卻得到的室溫組織：700℃，760℃，840℃，1100℃。試問(wèn)：（1）哪個(gè)溫度加熱淬火后馬氏體晶粒較粗大？（2）哪個(gè)溫度加熱淬火后馬氏體含碳量較多？（3）哪個(gè)溫度加熱淬火后殘余奧氏體較多？（4）哪個(gè)溫度加熱淬火后未溶碳化物較少？（5）你認(rèn)為哪個(gè)溫度加熱淬火后合適？為什么？，并說(shuō)明其回火后獲得的組織和大致的硬度：（1）45鋼小軸（要求綜合機(jī)械性能）；（2）60鋼彈簧；（3）T12鋼銼刀。？常用的回火操作有哪幾種？指出各種回火操作得到的組織、性能及其應(yīng)用范圍。？常用的表面淬火方法有哪幾種？比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用范圍。？常用的化學(xué)熱處理方法有哪幾種？，并說(shuō)明其技術(shù)條件的標(biāo)注方法。、滲碳、氮化熱處理工藝在用鋼、性能、應(yīng)用范圍等方面的差別。，要求凸輪表面有高的硬度（HRC50），而心部具有良好的韌性（Ak40J），原采用45鋼調(diào)質(zhì)處理再在凸輪表面進(jìn)行高頻淬火，最后低溫回火，現(xiàn)因工廠庫(kù)存的45鋼已用完，只剩15鋼，擬用15鋼代替。由此能否得出結(jié)論：甲鋼是本質(zhì)粗晶粒鋼，而乙鋼是本質(zhì)細(xì)晶粒鋼？ Ti ， Zr ， V ， Nb, W 等合金元素的鋼都是本質(zhì)細(xì)晶粒鋼？奧氏體晶粒大小對(duì)轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的機(jī)械性能有何影響？？與鋼的珠光體相變及貝氏體相變比較，馬氏體相變有何特點(diǎn)？ C 曲線各個(gè)區(qū),各條線的物理意義，并指出影響 C 曲線形狀和位置的主要因素。？為什么調(diào)質(zhì)鋼的含碳量均為中碳？合金調(diào)質(zhì)鋼中常含哪些合金元素？它們?cè)谡{(diào)質(zhì)鋼中起什么作用？℃，若以一般工具鋼Ac1+3050℃常規(guī)方法來(lái)確定淬火加熱溫度，在最終熱處理后能否達(dá)到高速切削刃具所要求的性能？為什么？W18Cr4V鋼刀具在正常淬火后都要進(jìn)行560℃三次回火，又是為什么？第七章 鑄 鐵1. 白口鑄鐵、灰口鑄鐵和鋼，這三者的成分、組織和性能有何主要區(qū)別？2. 化學(xué)成分和冷卻速度對(duì)鑄鐵石墨化和基體組織有何影響？3. 試述石墨形態(tài)對(duì)鑄鐵性能的影響。答：點(diǎn)缺陷：原子排列不規(guī)則的區(qū)域在空間三個(gè)方向尺寸都很小，主要指空位間隙原子、置換原子等。如位錯(cuò)。如晶界和亞晶界。亞晶界：兩相鄰亞晶粒間的邊界稱為亞晶界?；撇糠峙c未滑移部分的交界線即為位錯(cuò)線。單晶體：如果一塊晶體，其內(nèi)部的晶格位向完全一致，則稱這塊晶體為單晶體。過(guò)冷度：實(shí)際結(jié)晶溫度與理論結(jié)晶溫度之差稱為過(guò)冷度。非自發(fā)形核：是液態(tài)金屬依附在一些未溶顆粒表面所形成的晶核。變質(zhì)劑：在澆注前所加入的難熔雜質(zhì)稱為變質(zhì)劑。晶體中配位數(shù)和致密度越大，則晶體中原子排列越緊密。，線缺陷和面缺陷對(duì)金屬性能有何影響？答：如果金屬中無(wú)晶體缺陷時(shí)，通過(guò)理論計(jì)算具有極高的強(qiáng)度，隨著晶體中缺陷的增加，金屬的強(qiáng)度迅速下降，當(dāng)缺陷增加到一定值后，金屬的強(qiáng)度又隨晶體缺陷的增加而增加。同時(shí)晶體缺陷的存在還會(huì)增加金屬的電阻，降低金屬的抗腐蝕性能。？它對(duì)金屬結(jié)晶過(guò)程有何影響？對(duì)鑄件晶粒大小有何影響？答：①冷卻速度越大，則過(guò)冷度也越大。③過(guò)冷度增大，ΔF大，結(jié)晶驅(qū)動(dòng)力大，形核率和長(zhǎng)大速度都大，且N的增加比G增加得快，提高了N與G的比值，晶粒變細(xì)，但過(guò)冷度過(guò)大，對(duì)晶粒細(xì)化不利，結(jié)晶發(fā)生困難。②受到過(guò)冷度的影響，隨著過(guò)冷度的增大，晶核的形成率和成長(zhǎng)率都增大，但形成率的增長(zhǎng)比成長(zhǎng)率的增長(zhǎng)快；同時(shí)外來(lái)難熔雜質(zhì)以及振動(dòng)和攪拌的方法也會(huì)增大形核率。②變質(zhì)處理：在液態(tài)金屬結(jié)晶前，特意加入某些難熔固態(tài)顆粒，造成大量可以成為非自發(fā)晶核的固態(tài)質(zhì)點(diǎn)，使結(jié)晶時(shí)的晶核數(shù)目大大增加，從而提高了形核率，細(xì)化晶粒。第二章 金屬的塑性變形與再結(jié)晶1．解釋下列名詞：加工硬化、回復(fù)、再結(jié)晶、熱加工、冷加工?；貜?fù)：為了消除金屬的加工硬化現(xiàn)象，將變形金屬加熱到某一溫度，以使其組織和性能發(fā)生變化。此階段為回復(fù)階段。從破碎拉長(zhǎng)的晶粒變成新的等軸晶粒。熱加工：將金屬加熱到再結(jié)晶溫度以上一定溫度進(jìn)行壓力加工。2．產(chǎn)生加工硬化的原因是什么？加工硬化在金屬加工中有什么利弊？答：①隨著變形的增加，晶粒逐漸被拉長(zhǎng)，直至破碎，這樣使各晶粒都破碎成細(xì)碎的亞晶粒，變形愈大，晶粒破碎的程度愈大，這樣使位錯(cuò)密度顯著增加；同時(shí)細(xì)碎的亞晶粒也隨著晶粒的拉長(zhǎng)而被拉長(zhǎng)。②金屬的加工硬化現(xiàn)象會(huì)給金屬的進(jìn)一步加工帶來(lái)困難，如鋼板在冷軋過(guò)程中會(huì)越軋?jiān)接?，以致最后軋不?dòng)。加工硬化也是某些壓力加工工藝能夠?qū)崿F(xiàn)的重要因素。3．劃分冷加工和熱加工的主要條件是什么？答：主要是再結(jié)晶溫度。4．與冷加工比較，熱加工給金屬件帶來(lái)的益處有哪些？答：（1）通過(guò)熱加工，可使鑄態(tài)金屬中的氣孔焊合，從而使其致密度得以提高。（3）通過(guò)熱加工，可使鑄態(tài)金屬中的枝晶偏析和非金屬夾雜分布發(fā)生改變，使它們沿著變形的方向細(xì)碎拉長(zhǎng)，形成熱壓力加工“纖維組織”（流線），使縱向的強(qiáng)度、塑性和韌性顯著大于橫向。5．為什么細(xì)晶粒鋼強(qiáng)度高，塑性，韌性也好？答：晶界是阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的，而各晶粒位向不同，互相約束，也阻礙晶粒的變形。因此，金屬的晶粒愈細(xì)強(qiáng)度愈高。因此，塑性，韌性也越好。 7．分析加工硬化對(duì)金屬材料的強(qiáng)化作用？答：隨著塑性變形的進(jìn)行，位錯(cuò)密度不斷增加，因此位錯(cuò)在運(yùn)動(dòng)時(shí)的相互交割、位錯(cuò)纏結(jié)加劇，使位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻力增大，引起變形抗力的增加。8．已知金屬鎢、鐵、鉛、錫的熔點(diǎn)分別為3380℃、1538℃、327℃、232℃，試計(jì)算這些金屬的最低再結(jié)晶溫度，并分析鎢和鐵在1100℃下的加工、鉛和錫在室溫（20℃）下的加工各為何種加工？答：T再=；鎢T再=[*（338