工程材料与成型工艺基础习题汇编答案--老师版

1、工程材料及成形技术课程习题集班级：_姓名：_学号：_2013年2月5月习题一 工程材料的性能一、名词解释s： b： ： ：E： -1： k： HB： HRC：二、填空题1、材料常用的塑性指标有（ ）和（ ）两种，其中用（ ）表示塑性更接近材料的真实变形。2、检验淬火钢成品的硬度一般用（洛氏硬度HRC），而布氏硬度是用于测定 （较软）材料的硬度。3、零件的表面加工质量对其（ 疲劳 ）性能有很大影响。4、表征材料抵抗冲击载荷能力的性能指标是（ak ），其单位是（ J/cm2 ）。5、在外力作用下，材料抵抗（ 塑性变形 ）和（断裂）的能力称为强度。屈服强度与（ 抗拉强度 ）比值，工程上成为（屈强比）

2、。三、选择题1、在设计拖拉机缸盖螺钉时，应选用的强度指标是（ A ）As bb c-12、有一碳钢支架刚性不足，解决办法是（ C ）A用热处理方法强化 b另选合金钢 c增加截面积3、材料的脆性转化温度应在使用温度（ B ）A以上 b以下 c相等4、在图纸上出现如下硬度技术条件标注，其中哪种是正确的？（ B ）AHB500 bHRC60 cHRC18四、简答题1、下列各种工件应采取何种硬度试验方法来测定其硬度？（写出硬度符号）锉刀： HRC 黄铜轴套：HB供应状态的各种非合金钢钢材： HB 硬质合金刀片：HV耐磨工件的表面硬化层： HV 调质态的机床主轴：HRC铸铁机床床身：HB 铝合金半成品

3、HB2、在机械设计中多用哪两种强度指标？为什么？常用s： b：原因：大多数零件工作中不允许有塑性变形。但从零件不产生断裂的安全考虑，同时也采用抗拉强度。3、设计刚度好的零件，应和什么因素有关？（1）依据弹性模量E选材，选择E大的材料（2）在材料选定后，主要影响因素是零件的横截面积，不能使结构件的横截面积太小。一些横截面积薄弱的零件，要通过加强筋或支撑等来提高刚度。交作业时间：习题二 金属的晶体结构一、名词解释单晶体的各向异性：位错：细晶强化：二、 填空题1、晶体与非晶体的根本区别是（晶体具有固定熔点，原子排列有规律，各向异性）。2、晶体缺陷有（点缺陷：空位/间隙原子）（线缺陷：位错）和（面缺陷

4、：晶界）。3、位错分为两种，一种是（刃型位错），另一种是（螺型位错 ），多于半个原子面是（刃型位错 ）位错所特有的。4、-Fe，-Fe的一个晶胞内的原子数分别为（4）和（2）。三、是非题（正确的画“”，错误的画“×”）1、因为单晶体是各向异性的，所以实际应用的金属材料在各个方向上的性能也是不相同的。（ × ）2、金属多晶体是由许多结晶方向相同的单晶体组成的。（ × ）3、金属理想晶体的强度比实际晶体的强度高。（ ）4、晶体缺陷的共同之处是它们都引起晶格畸变。（ ）5、位错就是原子排列有规则的错排现象。（ ）四、作图题画出体心立方和面心立方晶体中原子排列最密的晶面和

5、晶向，写出它们的晶面和晶向指数。交作业时间：习题三 金属的结晶一、名词解释自发形核：细晶强化：变质处理：二、填空题1、结晶过程是依靠两个密切联系的基本过程来实现的，这两个过程是（ 形核 ）和（核长大 ）。2、在金属学中，通常把金属从液态过渡为固体晶态的转变称为（结晶 ）而把金属从一种固体晶态过渡为另一种固体晶态的转变成为（同素异构转变 ）。3、过冷度是指（实际结晶温度与理论结晶温度的差值 ），其表示符号为（ T=Tm-Tn）。4、过冷是结晶的（ 必要）条件。5、典型铸锭结构的三个晶区分别为（ 表面细晶区 ）（中间柱状晶区）和（中心等轴晶区）。三、是非题（正确的画“”，错误的画“×”1

6、、凡是由液态凝固成固体的过程都是结晶过程。（ × ）2、金属由液态转变为固态的结晶过程，就是由短程有序状态向长程有序状态转变的过程。（ ）3、当晶核长大时，随着过冷度增大，晶核的长大速度增大。但当过冷度很大时，晶核长度速度很快减小。（ ）4、过冷度的大小主要取决于冷却速度和金属的本性。（ ）四、选择题1、金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将（ b ）A越高 b.越低 c.越接近理论结晶温度2、铸造条件下，冷却速度越大，则（ a ）a. 过冷度越大，晶粒越细 b. 过冷度越大，晶粒越粗c. 过冷度越小，晶粒越细3、从液态转变为固态时，为了细化晶粒，可采用（ b ）a. 快速浇注

7、b. 加变质剂 c. 以砂型代替金属型五、简答题1、如果其他条件相同，试比较在下列铸造条件下铸件晶粒大小（a）金属型浇注与砂型浇注：金属型浇注晶粒细小，金属型导热性好，增加了冷速（b）变质处理与不变质处理： 变质处理晶粒细小，增加了晶核数目。（c）铸成薄铸件与铸成厚铸件： 薄铸件晶粒细小，薄铸件冷却速度快（d）浇注时采用震动和不采用震动。 采用振动的晶粒细小，破碎的晶粒增加了晶核。2、试画出纯金属的冷却曲线，分析曲线中出现“平台”原因。平台原因：结晶时释放的结晶潜热补偿了金属向外界的散热，达到平衡。交作业时间：习题四 合金结构和二元合金相图一、 名词解释相：组织：固溶体：金属化合物：枝晶偏析：

8、固溶强化：二、 填空题1、合金的相结构有（固溶体）和（金属化合物）两大类，其中前者具有较高的（塑性）性能，适宜做（基本相），后者具有较高的（硬度），适宜做（强化相）。2、能提高金属材料强度和硬度的同时，又不显著降低其塑性和韧性的强化方法称为（ 固溶强化 ）。3、固溶体的强度和硬度比溶剂的强度和硬度（高）。4、固溶体出现枝晶偏析后，可采用（扩散退火）加以消除。5、共晶反应表达式为（L（固定成分的液体）=（恒温）（固定成分+固定成分）同时析出两种固体） 共晶反应的特点是：（ 恒温，析出相为液相，析出物为两种固相且同时析出，称为共晶体，有独特的形貌。液相，固相均有固定的成分）6、具有匀晶型相图的单相

9、固溶体合金（塑性）性能好。7、固溶体的晶体结构取决于（溶剂），金属化合物的晶体结构（与组成它的任何组元都不相同，是一种新相）。三、 是非题（正确的画“”，错误的画“×”）1、在共晶相图中，从液体中析出的相与从相中析出的相，具有相同的晶体结构。（ ）2、一个合金的室温组织为+（+），它是由三相组成。（×）3、杠杆定律只适合于两相区。（ ）4、凡组织组成物都是以单相状态存在于合金中。（×）5、在合金结晶过程中析出的初生晶和二次晶均具有相同的晶体结构，但具有不同的组织形态。（）四、 选择题1、 固溶体的晶体结构与（a）a.溶剂相同 b. 溶质相同 c.与其他晶型相同2、

10、固溶体的性能特点是（C）a. 塑韧性高，强度，硬度低 b. 塑韧性低，强度，硬度高 c.综合性能好3、金属化合物相的性能特点是（C）a. 熔点高，硬度低 b.硬度高，熔点低 c.熔点高，硬度高4、在发生共晶反应时，三相的成分（b）a.相同 b.确定 c.不确定5、在固溶体合金结晶过程中，产生枝晶偏析的原因是由于（d ）a. 液固相线间距很小，冷却缓慢 b. 液固相线间距很小，冷却速度大c. 液固相线间距很大，冷却缓慢 d. 液固相线间距很大，冷却速度大6、二元合金中，铸造性能最好的合金是（b）a. 固溶体合金 b. 共晶合金 c.共析合金 d.包晶合金五、 计算和作图题1、 一个二元共晶反应如

11、下：L（75%B）（15% B）+（95% B）（1） 含50%B的合金凝固后，求：（a） 初晶与共晶体（+）的质量百分数（b） 相与相的质量百分数（2） 若共晶反应后，初晶和（+）共晶各占一半，求该合金的成分。L（75%B）（15% B）+（95% B）（1） 含50%B的合金凝固后，属于亚共晶的成分范围求（a）初晶与共晶体（+）的质量百分数W% = （75-50）/（75-15）% = 25/60% = 42%W（+）% = （100-42）% = 58%（b）相与相的质量百分数W% = （95-50）/（95-15）% = 45/80% = 56%W% = （100-56）% = 44%

12、（2）若共晶反应后，初晶和（+）共晶各占一半，求该合金的成分。该合金属于过共晶，设合金成分为X，W/ W（+）% = 1 = （95-X）/（X-75）% 2X （%）= 170 X% = 85% 2、已知A组元（熔点600）与B组元（熔点500）在液态无限互溶，在300时，含40%B的液态合金发生共晶反应。在固态时，A在B中最大溶解度为30%，室温时为10%，但B在固态和室温时均不溶于A，试作出该A-B合金相图，并分析含20%A，45%A，80%A合金的结晶过程。共晶反应式：L40%B=（300）（A+30%A）（a）20%A 匀晶+二次析出 L L+A（b）45%A，过共晶，匀晶，共晶，二

13、次析出L L+（A+）+A+（A+）（c）80A% ，亚共晶，匀晶，共晶L L+AA+（A+）A+（A+）交作业时间：习题五 铁碳相图一、 名词解释同素异晶转变 珠光体 莱氏体二、 填空题1、珠光体的本质是（ F和Fe3C的呈片层状的机械混合物）。2、Fe3C的本质是（Fe和C组成的一种复杂间隙相化合物）。3、铁素体F的晶体结构为（BCC），奥氏体A的晶体结构为（ FCC）。4、共析成分的铁碳合金室温平衡组织是（P），其组成相为（F+Fe3C）。5、在铁碳合金室温平衡组织中，含Fe3C最多的合金成分为（2.11%C ），含Le最多的合金成分为（ 4.3% ），含Fe3C最多的合金成分为（ 0.

14、0218% ）。6、含碳量大于0.77%的铁碳合金从1148冷却至727时，将从奥氏体中析出（ Fe3C），其分布特征为（ 网状）。7、在缓慢冷却条件下，含碳0.8%的钢比含碳1.2%的钢硬度（低），强度（高）。8、在实际生产中，若将钢热锻或热轧时，必须把钢加热到（ 单相A）状态。三、 是非题（正确的画“”，错误的画“×”）1、20钢比T12钢的含碳量要高。（ × ）2、Fe3C和Fe3C的形态与晶体结构都不相同。（ × ）3、在退火状态，45钢比20钢的硬度和强度都高。（ ）4、在铁碳合金平衡结晶过程中，只有成分为4.3%的铁碳合金才发生共晶反应。（ ×

15、; ）。5、在铁碳合金中，只有过共析钢的平衡组织中才有二次渗碳体存在。（×）四、 选择题1、 奥氏体是（ a ）a.碳在-Fe中的间隙固溶体 b. 碳在-Fe中的间隙固溶体c.碳在-Fe铁中的有限固溶体。2、珠光体是一种（ b ）a.单相固溶体 b.两相混合物 c.Fe与C的化合物3、T10钢的平均含碳量为（ b ）a.0.1% b.1.0% c.10%4、铁素体的力学性能（ c ）a.强度高、塑性好、硬度低 b. 强度低、塑性差、硬度低c.强度低、塑性好、硬度低5、下列能进行锻造的铁碳合金是（ a ）a. 亚共析钢 b.共晶白口铁 c.亚共晶白口铁五、依据铁碳相图分析产生下列现象的

16、原因：（1）含碳量为1.0%的钢比含碳量为0.5%的钢硬度高。钢的硬度取决于渗碳体的含量，钢的含碳量越高，渗碳体含量越多，硬度越高。因此，1.0%C的钢渗碳体含量高，硬度高。（2）在室温下，含碳量0.8%的钢的强度比含碳量1.2%的钢高。钢的强度是受钢的组织形态影响的，退火状态的钢，珠光体含量越高，强度越高，0.8%C的钢，100%为珠光体组织，而1.2%C钢则出现了网状渗碳体，强度降低。（3）在1100，含碳为0.4%的钢能进行锻造，而含碳为4.0%的白口铁不能进行锻造。0.4%C的碳钢1100处在单相A区，A是FCC的固溶体，塑性好，适合锻造。而4.0%C的铸铁，1100主要为莱氏体组织，

17、是共晶组织，脆而硬，不适合于锻造这种塑性加工。六、默画铁碳相图，标注重要的温度和成分。标注室温组织。标注锻造、铸造和热处理温度区间。七、杠杆定理计算计算45、T8、T12三种钢，室温下组织组成物和相的相对量？序号钢号平衡组织相计算组织的杠杆计算相的杠杆0145F+PF，Fe3C02T8PF，Fe3C03T12P+ Fe3CF，Fe3C45钢：室温下：组织：F+PW P% = （0.45-0）/（0.77-0）% = 58% WF% = （100-58）%=42%相：F，Fe3CWF% = （6.69-0.45）/（6.69-0）% = 93% WFe3C% = （100-93）%= 7%T8钢

18、：室温下组织：P = 100%相：F，Fe3CWF%= （6.69-0.8）/（6.69-0.02）% = 5.89/6.67% = 88%WFe3C=（100-88）%= 12%T12钢室温下组织：P+ Fe3CWp% = （6.69-1.2）/（6.69-0.77）% = 5.49/5.92% = 93%WFe3C%=（100-93）% = 7%相：F，Fe3CWF%=（6.69-1.2）/（6.69-0）%=5.49/6.69%=82%WFe3C%=（100-82）%=18%（2） 用显微镜观察某亚共析钢，估计其中珠光体含量为80%，则此钢的含碳量为多少？设：钢的含碳量为X%,杠杆设置：

19、WP%=80%=（X-0.02）（0.77-0.02）% X%=62% 应该为60号钢。八、填表（1）钢号类别含碳量应用举例Q235普通结构钢0.1-0.2建筑结构用钢15优质碳素结构钢0.15桥梁，容器罐，水箱45优质碳素结构钢0.45车床主轴65优质碳素结构钢0.65弹簧，裁纸刀T8碳素工具钢0.8手动工具，如手工锯条T12碳素工具钢1.2手动工具，如锉刀填表（2）零件名称选择材料牌号手工锯条T8，碳素工具钢普通螺钉Q235，普通碳素结构钢车床主轴45，优质碳素结构钢交作业时间：习题六 钢的热处理一、 名词解释临界冷却速度 ；过冷奥氏体、残余奥氏体，马氏体，贝氏体、淬透性、淬硬性、调质处理

20、；回火索氏体，索氏体二、 填空题1、在过冷奥氏体等温转变产物中，珠光体与屈氏体的主要相同点是（都是由F和Fe3C组成的机械混合物）不同点是（T的片层间距比P细小，因而T的硬度，强度比珠光体高）。2、马氏体的显微组织形态主要有（板条状）和（针状）两种，其中（板条状）韧性好。3、钢的淬透性越高，则C曲线的位置越（右移），说明临界冷却速度越（小）。4、钢的热处理工艺是由（加热）（保温）（冷却）三阶段组成，一般来讲，它不改变零件的（形状），但改变其（组织与性能）。5、利用铁碳相图确定钢完全退火的正常温度范围是（Ac3以上30-50），它适合于（ 亚共析）钢。6、球化退火的主要目的是（ 使P中的Fe3C

21、球化，降低硬度，便于加工 ），它适合于（高碳钢/过共析）钢。7、钢的正常淬火温度，亚共析钢是（ Ac3以上30-50），过共析钢是（ Ac1以上30-50 ）。8、钢热处理确定其加热温度是依据（ 铁碳相图 ），确定过冷奥氏体转变产物是依据（ C曲线）。9、淬火钢进行回火的目的是（获得所要求的力学性能，消除内应力，稳定组织和尺寸），回火温度愈高，钢的强度、硬度（越低）。10、钢回火转变4大过程是（马氏体的分解）（残余奥氏体的）（回火屈氏体的形成）（渗碳体的聚集长大）。11、索氏体和回火索氏体在形态上的区别是（S中的Fe3C呈片状，而回火S中的Fe3C呈球状 ），在性能上的区别是（在强度，硬度相同

22、时，回火S的塑性和韧性比正火S好）。12、依据铁碳相图，结合实验，45钢和T8钢（原始状态退火状态），按照下表加热处理后，请填写处理后的组织：850加热，水冷850加热，空冷760加热，水冷720加热，水冷45MSF+MP+FT8粗大M+ASM+未溶Fe3C+AP+Fe3C三、 是非题（正确的画“”，错误的画“×”）1、 经加热奥氏体化后，在任何情况下，奥氏体中碳的含量均与钢中碳的含量相等。（× ）2、 马氏体是碳在-Fe中的过饱和固溶体。（ ）3、当把亚共析钢加热到A1A3之间的温度时，将获得F+A的两相组织，在平衡条件下，其中奥氏体的含碳量总是大于钢的含碳量。（ ）4、

23、当共析成分的奥氏体在冷却发生珠光体转变时，温度越低，其转变产物组织越粗。（ × ）5、不论碳含量高低，马氏体硬度都很高，脆性都很大。（ × ）6、在正常热处理条件下，随着含碳量增高，过共析钢的过冷奥氏体越稳定。（×）7、高合金钢既有良好的淬透性，也具有良好的淬硬性。 （ × ）8、经退火后再高温回火，获得回火索氏体组织，具有良好的综合机械性能。（×）9、表面淬火既能改变钢的表面化学成分，也能改善心部的组织和性能。（×）10、为了调整硬度，便于机械加工，低碳钢、中碳钢和低合金钢在锻造后采用正火处理。（ ）四、选择题1、奥氏体向珠光体转变

24、是（ a ）a. 扩散型转变 b.非扩散型转变 c.半扩散型转变2、钢经过调质处理后获得的组织是（ b ）a. 回火马氏体 b.回火索氏体 c.回火屈氏体3、过共析钢的正常淬火温度是（ a ）a.A130-50 b. Acm30-50 c. A330-503、 影响碳钢淬火后残余奥氏体量的主要因素是（ b ）a.钢材本身的含碳量 b. 钢中奥氏体的含碳量 c.钢中碳化物的含量4、 若合金元素能使C曲线右移，钢的淬透性将（ b ）a.降低 b.提高 c.不改变5、 马氏体的硬度取决于（ c ）a.奥氏体的冷却速度 b.奥氏体的转变温度 c.奥氏体的碳含量6、 淬硬性好的钢（ c ）a.奥氏体中合

25、金元素含量高 b.奥氏体中的碳含量低 c.奥氏体中碳含量高7、 对形状复杂，截面变化大的零件进行淬火时，应选用（ a ） a.高淬透性钢 b.中淬透性钢 c.低淬透性钢8、对形状复杂，截面变化大的零件进行淬火时，应选用（ b ） a.水淬 b.油淬 c. 盐水中淬9、直径为10mm的45钢，常规淬火温度是（ b ）a.750 b.850 c. 92010、45钢为了获得回火索氏体，应进行（ b ）a.淬火+低温回火 b.淬火+高温回火 c.等温淬火11、完全退火主要适用于，（ a ）a.亚共析钢 b.过共析钢 c.共析钢12、扩散退火的目的是（a ）a.消除和改善晶内偏析 b. 消除冷塑性变形

26、后的加工硬化 c.降低硬度，以利切削加工13、钢的回火处理是在( c )a.退火以后进行 b.正火以后进行 c.淬火以后进行14、钢的渗碳温度范围是( c )a.600-650 b.800-850 c.900-950 d.1000-105015、过共析钢正火的目的是( c )a.调整硬度，改善切削加工性能 b.细化晶粒，为淬火做准备 c.消除网状二次渗碳体 d.消除内应力，防止淬火变形和开裂16、T12钢正常淬火的组织是( d )a.马氏体+残余奥氏体 b.马氏体+碳化物 c.马氏体 d.马氏体+残余奥氏体+碳化物五、简述题1、低碳钢板硬度低，可否采用淬火方法提高硬度？用什么办法能显著提高其硬

27、度？不能，因为低碳钢的C曲线一般很靠左侧，临界冷却速度要求很高，一般工业条件很难达到。另外，低碳钢含碳量低，获得马氏体强化效果也不明显，因此，一般采用正火，获得索氏体或屈氏体，利用F和Fe3C的片间距减小，来提高硬度。2、20钢材用表面淬火是否合适？为什么？45钢进行渗碳处理是否合适？为什么？20钢材不能采用表面淬火，表面淬火是改善材料表面性能的热处理工艺。表面淬火是在原有钢材综合性能的基础上，将表面淬成马氏体组织。20号钢C曲线一般很靠左侧，临界冷却速度要求很高，一般工业条件很难达到。另外，低碳钢含碳量低，获得马氏体强化效果也不明显。20号钢一般会利用其含碳量低，塑韧性好的特点，将其表面渗碳

28、处理，使得表面为高碳，淬火后获得高碳马氏体，提高强度硬度，保留心部的韧性。45钢一般不进行渗碳处理，因为45钢为中碳，再渗碳提高表面含碳量意义不大，而且心部的韧性也不如20号钢号，因此，45钢一般采用表面淬火工艺。3、确定下列钢件退火方法，并指出退火的目的及其退火后的组织（1）经冷轧后的15钢钢板，要求降低硬度冷轧钢板，存在加工硬化，硬度提高，为了消除加工硬化，采用再结晶退火组织为F+P（2）ZG35钢的铸造齿轮去应力退火，消除铸造应力，组织：F+P（3）锻造过热的60钢锻坯完全退火，细化晶粒，改善力学性能，组织F+P（4）改善T12钢切削加工性能球化退火，使Fe3C球化，降低硬度，组织：球状

29、P4、说明直径10mm的45钢试件在下列温度加热，保温并水冷到室温获得的组织？加热温度水冷室温组织分析700，F+P加热温度低于A1线，组织没有变化760，F+M加热温度在A3-A1之间，属于F+A两相区，水冷后F保留下来，A转变为M850，M加热温度高于A3线，属于正常A化状态，淬火后获得M1100粗大M加热温度远高于A3，晶粒粗大，淬火后为粗大M5、指出下列钢件正火的主要目的： 20钢齿轮：提高硬度，以利切削加工。45钢小轴：最终热处理，获得屈氏体组织，保证使用性能T12钢锉刀：为彻底消除网状渗碳体，在球化退火前增加一次正火。六、工艺路线改错（1）45钢，小轴，硬度：20-25HRC锻造完

30、全退火粗加工淬火+低温回火精加工改错：错误：淬火+低温回火，轴类零件，要求综合机械性能，硬度20-25HRC应该为淬火+高温回火（调质）（2）65Mn钢，钢板弹簧，硬度：40HRC锻造球化退火粗加工淬火+高温回火精加工改错：错误：（1）球化退火，球化退火适用于高碳钢，弹簧钢（亚共析）应采用完全退火。（2）淬火+高温回火，弹簧类零件，硬度40HRC应该为淬火+中温回火（3）T8钢，手工锯条，硬度：60HRC锻造完全退火粗加工调质处理精加工改错：错误：（1）完全退火，完全退火适用于亚共析钢，T8钢是工具钢（共共析）应采用球化退火。（2）调质处理适合于中碳钢，轴类零件，工具钢应采用淬火+低温回火，以

31、保证高硬度60HRC。（4）20钢，汽车变速齿轮，表面硬度HRC60，心部硬度HRC25锻造完全退火粗加工调质处理表面淬火+低温回火精加工改错：（1）完全退火，20钢应该采用正火，提高硬度，保证切削加工。（2）20钢的汽车变速齿轮，对表面的硬度和心部的韧性要求都很高，应采用渗碳+淬火+低温回火工艺组合。（5）40Cr，汽车半轴，轴颈硬度HRC60，其余部分HEC25锻造球化退火粗加工渗碳，淬火，低温回火精加工改错：（1）球化退火，40Cr钢是中碳合金钢（亚共析）因采用完全退火（2）汽车半轴属于轴类零件，整体硬度要求HEC25，属于调质范围，应采用：整体调质+轴颈部分表面淬火（HRC60）+低温

32、回火工艺组合。交作业时间：习题七 合金钢一、 名词解释回火稳定性 二次硬化 回火脆性 红硬性二、 填空题1、按钢中合金元素的含量，可将合金钢分为（低合金钢5%）（中合金钢 5%-10% ）和（高合金钢10%）三类。2、除了（Co）和（Al）外，几乎所有的合金元素都是钢的Ms和Mf点（降低），因此，淬火后相同含碳量的合金钢比碳钢的（残余奥氏体）增多，使钢的硬度下降。3、合金钢按照用途可分为（合金结构钢）（合金工具钢）和（特殊性能钢）。4、20CrMnTi是（ 合金渗碳钢）钢，Ti的作用是（细化晶粒），Cr和Mn的作用是（提高淬透性），热处理工艺是（正火，渗碳淬火低温回火）。5、W18Cr4V是（

33、高速钢）钢，含碳量是（0.8-1.5%），W的主要作用（保证红硬性），Cr的主要作用是（提高淬透性，耐磨性），V的主要作用是（细化晶粒，提高耐磨性）。热处理工艺是（正火，球化退火，淬火三次回火），最终组织是（回火马氏体，碳化物，少量残余奥氏体，）。6、金属材料中能有效阻碍位错运动的方法有（细晶强化）（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）转变是工业上钢材强化最有效，最经济的手段。8、 钢的淬透性主要却决于（钢的C曲线位置），钢的淬硬性主要取决于（钢的含碳量）。三、是非题1、调质钢的合金化主要是考虑提高其红硬性。（×）2、合金元素对钢的强化效果主要是固

34、溶强化。（×）3、T8钢比T12钢和40钢有更好的淬透性和淬硬性。（×）4、高速钢反复锻造是为了打碎鱼骨状共晶莱氏体，使其均匀分布在基体中。（）5、18-4-1高速钢采用很高的淬火温度，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。（）四、选择题1、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（c）a. 45钢，正火处理 b. 60Si2Mn ，淬火中温回火 c. 40Cr，调质处理2、制造手工锯条，应选用（c）a. Cr12Mo,淬火，低温回火 b. 65Mn ，淬火中温回火 c. T8，淬火，低温回火3、汽车，拖拉机的齿轮，要求表

35、面高耐磨，中心良好的强韧性，应选用（ b ）a. 20钢，表面淬火，低温回火 b. 20CrMnTi， 渗碳淬火低温回火 c. 40Cr，调质处理4、下列钢种中，采用球化退火为预先热处理的是（d）a. 40Cr b. 60Si2Mn c. 16Mn d.GCr155、60Si2Mn的热处理工艺是（b）a. 淬火，低温回火 b. 淬火中温回火 c. 淬火高温回火6、GCr15钢中Cr的平均含量是（c）a. 15% b.1.5% c.没有表示出来7、二次硬化属于（d ）a. 固溶强化 b.位错强化 c.细晶强化 d.第二相强化交作业时间：习题八 铸铁一、 名词解释石墨化 变质（孕育）处理 球化处理

36、 石墨化退火二、 填空题1、白口铸铁中碳主要以（Fe3C渗碳体）形式存在，灰口铸铁中碳主要以（ G石墨）形式存在。2、普通灰铸铁，可锻铸铁、球墨铸铁及蠕墨铸铁中石墨的形态分别为（片）状，（团絮）状（球状）状和（ 蠕虫）状。3、铸铁的基体有（F+P）（P）和（F）三种。4、QT500-5牌号中，QT表示（球墨铸铁），数字500表示（抗拉强度大于500Mpa），数字5表示（延伸率为5%）。5、HT250是（灰口铸铁），250表示（最小抗拉强度大于250Mpa）。6、促进石墨化的元素有（C）和（Si ），阻碍石墨化的元素有（S）和（Mn）。7、铸铁的石墨化过程分为（液相到共晶阶段）（共晶到共析阶段之

37、间）和（共析阶段）三个阶段。8、可锻铸铁的生产方法是先获得（共晶白口铸铁），然后进行（石墨化退火）。9、生产孕育（变质）铸铁选用（含硅75%的硅铁）作为孕育剂。10、生产球墨铸铁选用（镁或稀土镁合金）作为球化剂。11、灰口铸铁的力学性能主要却决于（石墨形态）。12、机架和机床床身应选用（灰口）铸铁。13、影响石墨化的主要因素是（化学成分）和（冷却速度）。14、球墨铸铁的强度、塑性和韧性均较普通灰铸铁高，这是因为（ 球状石墨对基体的割裂作用最小，应力集中小 ）三、 是非题1、铸铁可以经过热处理改变基体组织和石墨形态。 （ × ）2、可锻铸铁在高温时可以进行锻造加工。 （ ×

38、）3、可以通过球化退火使普通灰铸铁变成球墨铸铁。 （×）4、球墨铸铁可以通过调质处理和等温淬火工艺提高其力学性能。 （）5、采用热处理方法，可以使灰铸铁的片状石墨细化，从而提高力学性能。 （ ×）6、铸铁可以通过再结晶退火使晶粒细化，从而提高力学性能。（ × ）7、灰铸铁的减震性能好。 （ ）四、 选择题1、 铸铁石墨化过程的第一、第二和第三阶段完全进行，其显微组织为（ a） a. F+G b.F+P+G c. P+G2、铸铁石墨化过程的第一、第二完全进行，第三阶段部分进行，其显微组织为（b） a. F+G b.F+P+G c. P+G3、铸铁石墨化过程的第一、第

39、二完全进行，第三阶段未进行，其显微组织为（c.） a. F+G b.F+P+G c. P+G4、提高灰铸铁的耐磨性，应采用（c） a. 整体淬火 b.渗碳处理 c.表面淬火5、普通灰铸铁的力学性能主要取决于（b） a. 基体组织 b.石墨的大小和分布 c.石墨化程度6、现有下列铸铁，请按照用途选材a. QT600-2 b. HT250 c. KTH350-10（1） 机床床身 （b） （2）汽车前后桥壳 （c ） （3）柴油机曲轴 （a.）7、灰口铸铁制造的磨床床身薄壁处出现白口组织，造成切削加工困难，解决办法是（c）a.改用球墨铸铁 b.正火处理 c.软化退火 d.等温淬火交作业时间：习题九

40、 有色金属及其合金一、 名词解释固溶处理 时效硬化 铸造铝合金 巴氏合金二、 选择题1、 ZChSnSb8-4是（c.） a.铸造铝合金 b.铸造黄铜 c.滑动轴承合金 d.铸造青铜2、5A06（LF6）的（c.） a.铸造性能好 b.强度高 c.耐蚀性好 d.时效强化效果好3、对于可热处理强化的铝合金，其热处理工艺为（d）a.淬火+低温回火 b.完全退火 c.水韧处理 d.固溶+时效三、 是非题1、铝合金都可以通过热处理予以强化。 （×）2、 ZChSnSb8-4是在软基体上分布硬颗粒的滑动轴承合金。（）3、 若铝合金的晶粒粗大，可以重新加热予以细化。 （ × ）交作业时

41、间：习题十 选材综合练习一、 填空题1、尺寸较大（分度圆直径d400-600mm），形状复杂而不能锻造的齿轮可采用（铸钢）制造；在无润滑条件下工作的低速无冲击齿轮可用（ 铸铁 ）制造；要求表面硬，心部强韧的重载齿轮必须用（渗碳钢）制造。2、对承载不大，要求传递精度较高的机床齿轮，通常选用（调质）钢，经（调质，表面淬火低温回火）热处理制造。而对要求表面硬度高，耐磨性好，心部强韧性好的重载齿轮，则通常选用（渗碳钢）钢，经（正火，渗碳淬火低温回火）热处理制造。 3、连杆螺栓工作条件繁重，要求较高的强度和较高的冲击韧性，应选用（ 40Cr，调质）钢。4、木工刀具应选用（碳素工具）钢，进行（淬火低温回火

42、）热处理。二、改错题1、载重汽车变速箱齿轮选用20CrMnTi钢制造，其工艺路线： 下料铸造渗碳，淬火，低温回火机加工退火喷丸磨齿改错：铸造：重要机械零件采用锻造制造毛坯退火：低碳钢采用正火提高硬度。正火位置应该在锻造后，渗碳淬火低温回火之前。2、C618机床变速箱齿轮选用45钢制造，其工艺路线： 下料锻造正火粗加工调质精加工渗碳，淬火精磨改错：正火：可采用完全退火渗碳，淬火：调质钢应采用表面淬火+低温回火3、指出下列零件在选材和制定热处理技术条件中的错误，并提出改正意见（1）表面耐磨的凸轮，材料用45钢，热处理：淬火+低温回火，50-60HRC选材应为渗碳钢，20，20Cr，经渗碳淬火低温回

43、火后可达到硬度要求。（2）300mm，要求良好综合机械性能的传动轴，材料选用40Cr，热处理调质，硬度40-45HRC300mm传动轴，尺寸较大，40Cr是低淬透性钢，应选用高淬透性钢，调质后硬度高了，应为HRC25左右（3） 弹簧15mm，材料45钢，热处理淬火，中温回火，50-55HRC弹簧：应选用弹簧钢，65Mn，60Si2Mn（4）转速低，表面耐磨及心部要求不高的齿轮，选用45钢，热处理：渗碳，淬火，低温回火，58-62HRC。45钢不适合渗碳，可改为：20钢，渗碳淬火低温回火，但因为转速低，表面耐磨及心部要求不高的齿轮，可采用45钢，正火（5）要求拉杆70mm，截面性能均匀，心部b9

44、00Mpa，材料选用40Cr，热处理调质，200-300HB40Cr淬透性不足，应选用40CrMnMo高淬透性钢。三、选择题1、C618机床变速箱齿轮工作转速较高，性能要求：齿面硬度50-55HRC，齿心部硬度要求22-25HRC，整体强度b=760-800Mpa，整体韧性k=40-60J/cm2，应选用（ b）钢，经（c）热处理。a.20CrMnTi b. 45 c. 调质，表面淬火，低温回火 d.渗碳，淬火，低温回火2、大功率内燃机曲轴选用（ b），中吨位汽车曲轴选用（d），C620机床主轴选用（a），精密镗床主轴应选用（c）。a.45 b. 球墨铸铁 c.38CrMoAl d.合金球墨铸

45、铁3、高精度磨床主轴38CrMoAl制造，在其加工工艺路线上，填上热处理工序名称锻造（ d ）粗加工（ a ）精加工（ b ）粗磨加工（ c ）精磨加工a.调质 b. 氮化 c. 消除应力 d. 退火4、现有下列钢号Q235，W18Cr4V，5CrNiMo，60Si2Mn，ZGMn13，Q345（16Mn），1Cr13，20CrMnTi，9SiCr，1Cr18Ni9Ti，T12，40Cr，GCr15，Cr12MoV，请按照用途选择钢号：（1）制造机床齿轮，应选用：40Cr（2）制造汽车板簧，应选用：60Si2Mn（3）制造滚动轴承，应选用：GCr15（4）制造高速车刀，应选用：W18Cr4V（

46、5）制造桥梁，应选用：Q345（16Mn）（6）制造大尺寸冷模具，应选用：Cr12MoV（7）制造耐酸容器，应选用：1Cr18Ni9Ti（8）制造锉刀，应选用：T12四、简述题1、一尺寸为30mm×250mm的轴，选用30钢制造，经表面高频淬火（水冷）和低温回火，要求摩擦部分表面硬度达50-55HRC，。但实际使用过程中发现，摩擦部分严重磨损。试分析原因，并提出解决办法。但实际使用过程中发现，摩擦部分严重磨损，说明硬度达不到，原因，钢含碳量偏低，应该为45钢。2、某工厂用T10钢制造钻头，给一批铸铁件打10mm的深孔，但打几个孔后钻头很快磨损。据检验，钻头本身的材质，热处理，金相组织

47、和硬度都合格。试分析原因，并提出解决办法。T10钢制造钻头，给一批铸铁件打10mm的深孔，但打几个孔后钻头很快磨损。说明T10钢红硬性差，而铸铁的导热性差，造成钻头硬度很快下降。应选用红硬性较高的钢如9SiCr或W18Cr4V等。3、有一用45钢制作的轴，最终热处理为淬火（水淬）和低温回火，使用过程中摩擦部分严重磨损，在其表面取样进行金相分析，其组织为不规则白色区域和黑色区域，依据显微硬度分析，白色区域为HB80，黑色区域为630HBW。试分析原因，并提出解决办法。使用过程中摩擦部分严重磨损，说明硬度不足。依据显微硬度分析，白色区域为HB80，这是铁素体。黑色区域为630HBW，这是马氏体。淬

48、火组织出现F，说明淬火加热温度不足，应该在A3线以上加热淬火。4、有一45钢制造的变速箱齿轮，其加工工艺为：下料锻造退火粗加工调质精加工高频表面淬火，低温回火磨加工请说明各热处理工艺的目的。退火：细化晶粒，均匀组织调质：获得良好的综合机械性能高频表面淬火：表面获得马氏体，提高表面硬度低温回火：获得回火马氏体，降低脆性。5、用15钢制作一要求耐磨的小轴（20mm），其加工工艺为：下料锻造正火粗加工渗碳，淬火，低温回火磨加工请说明各热处理工艺的目的。正火：提高硬度，便于切削加工。均匀组织渗碳：提高表面含碳量使表面成为高碳钢淬火：表面获得马氏体+碳化物+A组织，提高强度，耐磨性低温回火：获得回火马氏

49、体，降低脆性。交作业时间：习题十一 铸 造一、 名词解释逐层凝固 糊状凝固 顺序凝固 同时凝固二、 填空题1、常用的特种铸造方法有（熔模铸造）（金属型铸造）（压力铸造）（低压铸造）和（离心铸造）。2、铸件的凝固方式是按（凝固区域宽度大小）来划分的，有（逐层凝固）（中间凝固）和（糊状凝固）三种方式。纯金属和共晶合金易按照（逐层凝固 ）方式凝固。3、铸造合金在凝固过程中的收缩分为三个阶段，其中（液态收缩和凝固收缩）是铸件产生缩孔和缩松的根本原因，而（固态收缩）收缩是产生铸件变形，裂纹的根本原因。4、铸钢铸造性能差的原因主要是（熔点高）（流动性差）和（收缩大）。5、影响合金流动性的内因是（液态合金的

50、化学成分），外因是（液态合金的导热系数）和（黏度和液态合金的温度）。6、铸造生产的优点是（成型方便）（适应性强）和（成本低）。缺点是（铸件力学性能低）（铸件质量不稳定）和（废品率高）。三、 是非题1、铸造热应力最终的结论是薄壁或表层受拉应力。 （×）2、铸件的主要加工面和重要的工作面浇注时应朝上。 （×）3、冒口的作用是保证铸件同时冷却。 （×）4、铸件上宽大的水平面浇注时应朝下。 （）5、铸铁的流动性比铸钢好。 （）6、含碳4.3%的白口铸铁的铸造性能不如45钢好。 （×）7、铸造生产特别适合制造受拉力较大或受力复杂零件的毛坯。 （×）8、收

51、缩较小的灰铸铁件可以采用顺序凝固原则来减小或消除铸造内应力（×）9、相同的铸件在金属型铸造时，合金的浇注温度应比砂型铸造时低。 （×）10、压铸由于熔融金属是在高压下快速充型，合金的流动性很强。 （）11、铸件的分型面应尽量使重要的加工面和加工基准面在同一砂箱内，以保证铸件精度。（）12、由于压力铸造具有质量好，效率高，效益好的优点，目前大量应用于黑色金属铸造。（×）13、熔模铸造所得铸件的尺寸精度高，而表面光洁度较低。 （×）14、金属型铸造主要用于形状复杂的高熔点难切削的合金铸件生产。 （×）四、选择题（b.熔模铸造）1、形状复杂的高熔点难切削合金精密铸件的铸造应采用：a.金属型铸造 b.熔模