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中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院 （一） 解释名词 合金元素 回火稳定性 二次硬化 回火脆性 固溶处理 红硬性 机械工程材料机械工程材料 第八章第八章 合金钢合金钢 中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院 （二） 填空题 1.按钢中合金元素含量，可将合金钢分为 几类。 2.合金元素中，碳化物形成元素有 3.使奥氏体稳定化的元素有 4.促进晶粒长大的合金元素有 5.几乎所有的合金元素（除 外）都使Ms、Mf点 ，因此淬火 后相同碳含量的合金钢比碳钢的 增多，使钢的硬度下降 。 6.一些含有合金元素 的合金钢，容易产生第二类回火脆性 ，为了消除回火脆性可采用回火后快冷和钢中加入适量的Mo、W。 7.合金钢按用途可分为 三类 。 8.合金元素中的非碳化物形成元素有Ni、Co、Cu、Si、Al、N、B。 9.强烈阻止奥氏体晶粒长大的元素有V、Ti、Nb、Zr、Al。 10.除Co外，其它的合金元素都使C曲线向右移动即使钢的临界冷却速 度降低、淬透性提高。 机械工程材料机械工程材料 第八章第八章 合金钢合金钢 低合金钢（10%） W、V、Cr、Mn、Mo、Ti、Zr、Nb。 Mn、Co、Ni、C、N、Cu。 Mn、P、B。 Co、Al 下降 残余奥氏体 Mn、Cr、Ni 合金结构钢、合金工具钢、和特殊性能钢 中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院 （二） 填空题 11、合金钢中最常用来提高淬透性的合金元素有Cr、Ni、Si、Mn 、Mo五种，其中作用最大的是Cr。 12、20是优质碳素钢，可制造冲压件及焊接件；9SiCr是低合金 钢，可制造刃具、模具; 5CrMnMo是热模具钢，可制造热锻模、 热锻模；3Cr2W8V是热模具钢，可制造热压模和压铸模；40MnB 是调质钢，可制造轴、连杆等；CrWMn是低合金刃具钢，可制 造刃具、量具和冲模等。Cr12MoV是冷模具钢，可制造冷切剪刀 、圆锯、切边模等；T12是碳素工具钢，可制造刃具、量具； 16Mn是低合金高强钢（热轧钢），可制造桥梁、船舶等结构件 ；40Cr是调质钢，可制造轴类件、连杆等；ZG15是碳素铸钢， 可制造机座、变速箱壳等；20Cr是低淬透性渗碳钢，可制造小齿 轮、小轴等；60Si2Mn是弹簧钢； GCr15是滚动轴承钢；1Cr17铁 素体不锈钢，可制造化工设备、容器和管道；1Cr13是马氏体型 不锈钢，可制造防锈手术器械及刀具；W18Cr4V是高速钢，可制 造车刀、刨刀及钻头等；1Cr18Ni9是奥氏体不锈钢，可制造耐硝 酸、冷磷酸、有机酸及盐、碱溶液腐蚀设备零件。 机械工程材料机械工程材料 第八章第八章 合金钢合金钢 中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院 （二） 填空题（续） 13、20CrMnTi是中淬透性渗碳钢，Cr，Mn的主要作用是提 高渗透性，Ti的主要作用是防止渗碳晶粒过大。热处理工艺 是渗碳后直接淬火，再低温回火。 14、W18Cr4V是高速钢，含碳量是0.7%0.8%，W的主要作 用是提高红硬性和耐磨性、Cr的主要作用是提高淬透性，V 的主要作用是提高红硬性和耐磨性。热处理工艺是球化退火 、高温油淬火、三次回火，最后组织是回火马氏体+合金碳化 物+残余奥氏体。 15、0Cr18Ni9Ti是低碳奥氏体不锈钢，Cr，Ni和Ti的作用分 别是提高基体的电级电位、获得单相的奥氏体组织、形成碳 化物限制碳的扩散，从而提高耐蚀性、防止晶间腐蚀。 16、金属材料中能有效阻止错位运动的方法有晶粒强化、固 溶强化、位错强化和第二相强化四种，因而马氏体相变和回 火转变是钢中最有效、最经济的强化手段。 机械工程材料机械工程材料 第八章第八章 合金钢合金钢 中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院 （三）是非题 1.所有的合金元素都能提高钢的淬透性。 2.调制钢的合金化主要考虑的提高其红硬性。 3.合金元素对钢的强化效果主要固溶强化。 4.T8钢比T12钢和40钢有更好的淬透性和淬硬性。 5.奥氏体型不锈钢只能采用加工硬化。 6.高速钢需要反复锻造是因为硬度高不易形成。 7.T8与20MnVB相比，淬硬性和淬透性都较低。 8.18-4-1高速钢采用很高温度淬火，其目的是使碳 化物尽可能多的溶入奥氏体中，从而提高钢的红硬 性。 9.奥氏体不锈钢的热处理工艺是淬火后稳定化处理 。 10.所有合金元素均使Ms、Mf下降。 机械工程材料机械工程材料 第八章第八章 合金钢合金钢 （ ） （ ） （ ）（ ） （ ）（ ）（ ） （ ）（ ） （） 中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院 （四）选择正确答案 1.钢的淬透性主要取决于：a.含碳量；b.冷却介质；c.合金元素 。 2.钢的淬硬性主要取决于：a.含碳量；b.冷却介质；c.合金元素 。 3.要制造直径25mm的螺栓，要求整个截面上具有良好的综合机 械性能，应选用： a. 45钢经正火处理； b. 60Si2Mn钢经淬火和中温回火； c. 40Cr钢经调制处理。 4.制造手用锯条应选用： a. T12钢经淬火和低温回火； b. Cr12Mo钢经淬火和低温回火 ； c. 65钢经淬火后中温回火。 5.高速钢的红硬性主要取决于： a.马氏体的多少；b.淬火加热时溶于奥氏体中的合金元素含量 ； c.钢中的碳含量。 6.汽车、拖拉机的齿轮要求表面高耐磨性，中心有良好的强韧性 ， 应选用： a. 20钢渗碳后低温回火； b. 40Cr淬火后高温回火；温表 c. 20CrMnTi渗碳淬火后低温回火。 机械工程材料机械工程材料 第八章第八章 合金钢合金钢 中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院 （四）选择正确答案（续） 7. 托垃圾和坦克履带板受到严重的磨损及强烈的冲击，应用 ： a. 20Cr渗碳淬火后低温回火；b. Mn13经水韧处理； c. W18Cr4V淬火后低温回火。 8. 60Si2Mn钢的热处理工艺是： a. 淬火和低温回火；b. 淬火和中文回火；c. 再结晶退火 。 9. 热锻模应选用：a.Cr12MoV淬火和低温回火； b. 5CrNiMo调 质处理； c.40Cr调质处理。 10. GCr15钢中Cr的平均含量为： a. 15%； b. 1.5%； c. 没有表示出来。 11. 二次硬化属于：a.固溶强化；b.结晶强化；c.位错强化； d. 第二相强化。 12. 欲制一耐酸容器，选用的材料和相应的热处理工艺为： a. W18Cr4V，固溶处理； b. 1Cr18Ni9稳定化处理； c. 1Cr18Ni9,固溶处理。 13. 0Cr18Ni9钢固溶处理的目的是：a. 增加塑性；b. 提高强度 ； c. 提高耐蚀性。 机械工程材料机械工程材料 第八章第八章 合金钢合金钢 中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院 （五）综合分析题略 1.试述固溶强化、加工硬化和弥散强化的强化原理，并说明三者的 区别。 2.合金元素是提高钢的回火稳定性的原因何在？ 3.什么是钢的回火脆性？下列几中钢中，那类钢的回火脆性严重， 如何避免：45、40Cr、35SiMn、40CrNiMo。 4.为什么说得到马氏体随后回火处理是钢中最经济而又最有效的强 韧化方法？ 5.解释下列现象： a.在相同含碳量下，除了含镍、锰的合金钢外，大多数合金钢的热 处理温度都比碳钢高； b.含碳量相同时，含碳化物形成元素的合金钢比碳钢具有较高的回 火稳定性； c.含碳量=0.4%，含铬量12%的铬钢属于过共析钢，而含碳1.0% ，含铬12%的钢属于莱氏体钢； d.高速钢在热锻或热轧后，经空冷获得马氏体组织； e.在相同含碳量下，合金钢的淬火变形和开裂现象不易产生； f.调质钢在回火后需快冷至室温； g.高速钢需高温淬火喝多促回火。 机械工程材料机械工程材料 第八章第八章 合金钢合金钢 中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院 （五）综合分析题（续） 6.从资源情况分析我国合金结构钢的合金化方案的 特点。 7.为什么低合金高强钢用锰作为主要的合金元素？ 8.试述渗碳钢和调质钢的合金化及处理特点。 9.有两种高强螺栓，一种直径为10mm，另一种直 径为30mm，都要求有较高的综合机械性能：80,6 。试问应选择什么材料及热处理工艺？ 10为什么合金弹簧钢以硅为重要的合金元素？为 什么要进行中温回火？ 机械工程材料机械工程材料 第八章第八章 合金钢合金钢 中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院 （五）综合分析题（续） 11轴承钢为什么要用铬钢？为什么对非金属夹杂 限制特别严格。 12简述高碳钢的成分、热处理和性能特点，并分 析合金元素的作用。 13W18 Cr4V钢的约为820，若以一般工具钢 +30-50的常见方法来确定其淬火加热温度，最终 热处理后能否达到高速切削刀具所要求的性能？为 什么？其实际淬火温度是多少？W18 Cr4V钢刀具 在正常淬火后都要进行560三次回火，这又是为 什么？ 14不锈钢的固溶处理与稳定化处理的目的各是什 么？ 15试分析20CrMnTi钢和1Cr18Ni9Ti钢中Ti的作用 。 机械工程材料机械工程材料 第八章第八章 合金钢合金钢 中南大学机电工程学院中南大学机电工程学院 （五）综合分析题（续） 16试分析珠光体、马氏体和奥氏体耐热钢提高强 度的主要手段。 17试分析合金元素Cr在 40Cr,GCr15,CrWMn,1Cr18Ni9Ti,4Cr9Si2等钢中的