完整版金属工艺答案

1、作业第六章 钢的热处理一、名词解释1、 钢的热处理一是采用适当的方式对金属材料或工件进行加热、保温和冷却,以获得预期的组织结构与 性能的工艺.2、 等温冷却 转变一工件奥氏体化后,冷却到临界点以下 的某一温度区间 等温保持时,过冷奥氏体发生的 相变.3、 连续冷却转变一工件奥氏体化后,以不同冷速连续冷却时过冷奥氏体发生的相变.4、 马氏体一碳或合金元素在 a Fe中的过饱和固溶体.5、 退火一将工件加热到适当温度,保持一定时间,然后缓慢冷却的热处理工艺.6、正火一工件加热奥氏体化后在空气中冷却的热处理工艺.7、 淬火一工件加热奥氏体化后,以适当方式冷却获得马氏体或和贝氏体组织 的热处理工艺.8

2、、 回火一工件淬硬后, 加热到Ac1以下的某一温度,保持一定时间,然后冷却到室温的热处理工艺.9、外表热处理一为了改变工件外表的组织和性能,仅对其外表进行热处理的工艺.10、 真空热处理一 在低于一个大气压10-110-3Pa的环境中加热的热处理工艺.11、 渗碳一为了提升工件外表碳的质量分数,并在其中形成一定的碳含量梯度 ,将工件在渗碳介质中加 热、保温,使碳原子渗入的化学热处理工艺.12、渗氮一在一定温度下,与一定介质中,使氮原子渗入工件外表的化学热处理工艺.二、填空题1、 整体热处理分为退火、 正火、 淬火 和 回火 等.2、 外表淬火的方法有感应加热 外表淬火、火焰加热 外表淬火、接触

3、电阻加热外表淬火、电解液 外表淬火等.3、 化学热处理包括渗碳 、 渗氮 、 碳氮共渗 和 渗硼 等.4、热处理工艺过程由加热、保温和冷却三个阶段组成.5、 共析钢在等温转变过程中,其高温转变产物有：P珠光体、S索氏体和T托氏体.6、贝氏体分上贝氏体 和下贝氏体 两种.7、淬火方法有：单液 淬火、 双液 淬火、马氏体分级淬火和 贝氏体等温淬火等.8、 常用 的 退火方法有：完全退火、球化退火 和 去应力退火 等.9、 常用的冷却介质有油 、 水 、 空气 等.10、 常见的淬火缺陷有过热与过烧 、 氧化 与脱碳 、 硬度缺乏与软点 、 变形与开裂 等11、感应加热外表淬火,按电流频率的不同,可

4、分为 高频感应加热 、 中频感应加热和 工频感应加热三种.而且 感应加热电流频率越高,淬硬层越小 .12、 按回火温度范围可将回火分为低温 回火、 中温 回火和 高温回火三种.13、化学热处理是由 分解 、 吸收 和 扩散 三个根本过程所组成.14、 根据渗碳时介质的物理状态不同,渗碳方法可分为气体 渗碳、 固体 渗碳和 液体 渗碳三 种.15、 机械制造过程中常用的时效方法主要有：自然 时效、 热 时效、 变形 时效和 振动时效等.三、选择题1、过冷奥氏体是 C温度下存在,尚未转变的奥氏体.A. Ms B.Mf C.A12、 过共析钢的淬火加热温度应选择在A,亚共析钢那么应选择在C.A. A

5、c1+30-50 C B.Accm 以上 C.Ac3+30-50 C3、调质处理就是 C .A.淬火+低温回火 B.淬火+中温回火C.淬火+高温回火4、 化学热处理与其他热处理方法的根本区别是C .A.加热温度 B.组织变化 C.改变外表化学成分5、 零件渗碳后,一般需经C 处理,才能到达外表高硬度和耐磨的目的.A.淬火+彳氐温回火 B.正火 C.调质四、判断题1、 淬火后的钢,随回火温度的增高,其强度和硬度也增高.X 2、 钢的最高淬火硬度,主要取决于钢中奥氏体的碳的质量分数.V3、 钢中碳的质量分数越高,其淬火加热温度越高.x 4、 高碳钢可用正火代替退火,以改善其可加工性.X 5、 钢的

6、晶粒因过热而粗化时,就有变脆的倾向./6、热应力是指钢件加热和或冷却时,由于不同部位出现温差而导致热胀和或冷缩不均所产生的内应力.E五、简做题1、指出 Ac1、Ac3、Accm; Ar1、Ar3、Arcm 及 A1、A3、Acm之间的关系.答：金属或合金在加热或冷却过程中,发生相变的温度称为相变点或临界点.在铁碳合金状态图中,An A、人平衡条件下的临界点.实际加热时的临界点标注为 Ac1、Ac3、Accmo实际冷却时的临界点标注为 Ar1、Ar3、Acm.2、简述共析钢过冷奥氏体在 A1-Mf温度之间不同温度等温时的转变产物及性能.答：马氏体形成速度很快,但只有当满足冷却速度大于Vc ;同时

7、冷到Ms 共析钢* 220C点时才开始由奥氏体转变成马氏体,马氏体的转变是有一个温度范围的,也就是到Mf 共析钢Q -50 C时,马氏体转变结束.马氏体是碳或合金元素在 a -Fe中的过饱和固溶体,是单相亚稳组织,硬度较高用符号M表示.3、奥氏体、过冷奥氏体与残留奥氏体三者之间有何区别答：奥氏体晶粒细小,那么其转变产物的晶粒也较细小,其性能也较好；反之,转变产物的晶粒那么粗大,其 性能那么较差.将钢加热到临界点以上时,冈形成的奥氏体晶粒都很细小.如果继续升温或延长保温时间, 便会引起奥氏体晶粒长大.生产中常采用以下举措来限制奥氏体晶粒的长大.在共析温度以下存在的奥氏体称为过冷奥氏体,也称亚稳奥

8、氏体,它有较强的相变趋势.采用等温转变可以获得单一的珠光体、索氏体、托氏体、上贝氏体、下贝氏体和马氏体组织.采用连续冷却转变时, 由于连续冷却转变是在一个温度范围内进行,其转变产物往往不是单一的,根据冷却速度的变化,有可能 是P+ S、湃T或T+ M等.淬火后的剩余奥氏体 是不稳定组织,剩余奥氏体分解为低碳马氏体和£碳化物,此组织为回火马氏体.4、完全退火、球化退火与去应力退火在加热标准、组织转变和应用上有何不同答：1完全退火是将工件完全奥氏体化后缓慢冷却,获得接近平衡组织的退火.完全退火后所得到的室 温组织为铁素体和珠光体.完全退火主要用于亚共析钢制作的铸件、锻件、焊件等.2 球化

9、退火是使工件中碳化物球状化而进行的退火,所得到的室温组织为铁素体基体上均匀分布着 球状粒状渗碳体,即球状珠光体组织.球化退火的目的是降低钢材硬度,改善钢材切削加工性,并为淬 火作组织准备.球化退火主要用于过共析钢和共析钢制造的刃具、量具、模具等零件.3去应力退火是为去除工件塑性形变加工、切削加工或焊接加工过程中造成的内应力及铸件内存在 的剩余应力而进行的退火.钢材在去应力退火的加热及冷却过程中无相变发生.去应力退火主要用于消除 钢制工件在切削加工、铸造、锻造、热处理、焊接等过程中产生的剩余应力并稳定其尺寸,钢材在去应力 退火的加热及冷却过程中无相变发生.5、正火和退火有何异同试说明二者的应用有

10、何不同答：正火主要适用于低碳钢,冷却方式为空气冷却；退火主要适用于中碳钢和高碳钢,冷却方式为炉 内冷却.6、 今有经退火后的 45钢,组织为F+P,在700C、760C、840C加热,保温一段时间后水冷,所得到的 组织各是什么答：在700C加热,保温一段时间后水冷,所得到的组织是F+P;在760C加热,保温一段时间后水冷,所得到的组织是F+M在840 C加热,保温一段时间后水冷,所得到的组织是M7、淬火的目的是什么亚共析刚和过共析钢的淬火加热温度应如何选择答：淬火的目的主要是使钢件得到马氏体和贝氏体组织.提升钢的硬度和强度,与适当的回火工艺相 配合,更好地发挥钢材的性能潜力.亚共析钢淬火加热温

11、度为 Ac3以上30 C50 C由于在此温度范围内,可获得全部细小的奥氏体晶粒, 淬火后得到均匀细小的马氏体.假设加热温度过高,那么引起奥氏体晶粒粗大,使钢淬火后的性能变坏；假设加 热温度过低,那么淬火组织中尚有未溶铁素体,使钢淬火后的硬度缺乏.共析钢和过共析钢淬火加热温度为Ac1以上30C50C,此时的组织为奥氏体加渗碳体颗粒,淬火后获得细小马氏体和球状渗碳体,能保证钢淬火后得到高的硬度和耐磨性.如果加热温度超过 Accm将导致渗碳体消失,奥氏体晶粒粗化,淬火后得到粗大针状马氏体,剩余奥氏体量增多,硬度和耐磨性降低,脆 性增大；如果淬火温度过低,可能得到非马氏体组织,那么钢的硬度达不到要求.

12、8、回火的目的是什么工件淬火后为什么要及时回火答：回火的目的是消除和减小内应力,稳定组织,调整性能,以获得较好的强度和韧性配合.淬火钢的组 织主要由马氏体和少量剩余奥氏体组成有时还有未溶碳化物,其内部存在很大的内应力,脆性大,韧性低,一般不能直接使用,如不及时消除,将会引起工件的变形,甚至开裂.9、表达常见的三种回火方法所获得的组织、性能及应用.答：低温回火温度范围是在 250C以下.经低温回火后组织为回火马氏体Ml,低温回火后硬度一般为 5862HRG主要用于高碳钢、合金工具钢制造的刃具、量具、冷作模具、滚动轴承及渗碳件、外表淬火件等.中温回火温度范围是在 250C450 C.淬火钢经中温回

13、火后组织为回火托氏体T1,中温回火后硬度一般为3550HRG主要用于处理弹性元件,如各种卷簧、板簧、弹簧钢丝等.高温回火温度范围是在 500C以上.淬火钢经高温回火后组织为回火索氏体S1,回火后硬度一般为200330HBW另外,钢件淬火加高温回火的复合热处理工艺又称为调质处理,它主要用于处理轴类、连 杆、螺栓、齿轮等工件.10、渗碳的目的是什么为什么渗碳后要进行淬火和低温回火答：渗碳的目的是提升工件表层碳的质量分数并在其中形成一定的碳含量梯度.渗碳后的工件都要进行淬 火和低温回火,目的是为了使工件外表获得高的硬度5664HR.、耐磨性和疲劳强度,面心仍保持一定的强度和良好的韧性.11、用低碳钢

14、和中碳钢制造齿轮,为了获得外表具有高地硬度和耐磨性,心部具有一定的强度和韧性,各 需采取怎样的热处理工艺热处理后,组织和性能有何差异答：对于低碳钢制造的齿轮,为了使齿轮获得外表具有高硬度和高耐磨性,其心部具有一定的强度和韧性,需采取渗碳淬火r低温回炽热处理工艺.处理后的组织：表层是回火马氏体高碳,心部是回火马氏体低碳.对于中碳钢制造的齿轮, 为了使齿轮获得外表具有高硬度和高耐磨性,其心部具有一定的强度和韧性,需要采取外表淬火低温回炽热处理工艺.处理后的组织：表层是回火马氏体,心部是铁素体+珠光体.第六章非合金钢一、名词解释1.热脆金属在高温时出现脆裂的现象,称为“热脆.2. 冷脆磷在室温下使钢

15、的塑性和韧性急剧下降,产生低温脆性,这种现象称为冷脆.3. 普通质量非合金钢普通质量非合金钢是指对生产过程中限制质量无特殊规定的一般用途的非合金钢.4. 优质非合金钢优质非合金钢是指除普通质量非合金钢和特殊质量非合金钢以外的非合金钢.5. 特蛛'页星"全H特殊质量非合金钢是指在生产过程中需要特别严格限制质量和性能的非合金钢.、填空题1.钢中所含有害杂质兀素主要是S、P :2.非合金钢按钢中碳的质量分数可分为低碳钢 、中碳钢、高碳钢 三类.3.普通质量非合金钢的质量等级可分为A 、 B、C 、D 四汉4.在非合金钢中按钢的用途可分为碳素结构钢、碳素工具钢两类.5. T12A 钢

16、按用途分类属于碳素工具钢钢,按碳的质量分数分类属于高碳钢 ,按质量分类属于 高级优质碳素工具钢 ：6.45钢按用途分类属于碳素结构钢钢,按主要质量等级分类属于优质非合金i队三、选择题1.08F 牌号中,08表示其平均碳的质量分数为0.08%A.0.08%; B. 0.8%; C. 8%2.普通、优质和特殊质量非合金钢是按dA.主寻员宣斜缭,B.主要性能：C.加特性D.前二者综合3. 在以下三种钢中,65 钢的弹性最好;T12 钢的硬度最高; 20 钢的塑性最好.A. T10; B. 20; C.65：4. 选择制造以下零件的材料：冷冲压件08F;齿轮 45;小弹簧 70:A. 08F; B.

17、70; C. 45：5. 选择制造以下工具所用的材料：木工工具T8A ;铿刀 T12;手锯锯条 T10.A. T8A ; B. T10; C. T12；四、判断题1. T10 钢的碳的质量分数是10% 错2. 高碳钢的质量优于中碳钢,中碳钢的质量优于低碳钢.错3. 碳素工具钢都是优质或高级优质钢.对4. 碳素工具钢的碳的质量分数一般都大于0.7%.对5. 工程用铸造碳钢可用于铸造生产形状复杂而力学性能要求较高的零件.对6. 氢对钢材的危害很大,它使钢材变脆称氢脆,也可使钢材产生微裂纹称白点.对五、简做题1. 为什么在非合金钢中要严格限制硫、磷元素的质量分数而在易切削结构钢中又要适当地提升硫、磷

18、元素的质量分数?答：在非合金钢中严格限制硫、磷元素的质量分数是为了预防钢产生“热脆和“冷脆现象.而在 易切削结构钢中适当地提升硫、磷元素的质量分数是为了提升切削效率,减少刀具磨损,提升零件外表质 量.2. 碳素工具钢中碳的质量分数不同,对其力学性能及应用有何影响答：碳素工具钢随着碳的质量分数的增加,其硬度和耐磨性提升,而韧性下降,其应用场合也分别不同.T7、T8一般用于要求韧性稍高的工具,如冲头、案子、简单模具、木工工具等；T10用于要求中等韧性、高硬度的工具,如手用锯条、丝锥、板牙等,也可用作要求不高的模具；T12具有高的硬度和耐磨性,但韧性低,用于制造量具、铿刀、钻头、刮刀等.第七章低合金

19、钢和合金钢一、名词解释1. 合金元素为了改善钢的某些性能或使之具有某些特殊性能,在炼钢时有意参加的元素,称为合金元素.2. 合金钢含有一种或数种有意添加的合金元素的钢,称为合金钢.3. 耐回火性淬火钢件在回火时对抗软化的水平,称为耐回火性或回火稳定性.4. 二次硬化铁碳合金在一次或屡次回火后提升其硬度的现象称为二次硬化.5. 不锈钢不锈钢是指用来对抗大气腐蚀或能对抗酸、碱、盐等化学介质腐蚀的钢.6. 耐热钢耐热钢是指在高温下不发生氧化,并且有较高热强性的钢.二、填空题1. 低合金钢按主要质量等级分为普通质量低合金钢、优质低合金钢和特殊质量低合金钢.2. 合金钢按主要质量等级可分为优质合金钢和

20、特殊质量合金3. 特殊物理性能钢包括永磁钢、4.机械结构用钢按用途和热处理特点软磁钢钢、,分为_无磁车冈和_合金渗碳钢高电阻钢等&_钢、合金弹簧钢钢、一合金调质和超高强度 钢等.5.不锈钢按其使用时的组织特征分为铁素体型不锈钢、奥氏体型不锈钢、马氏体型不锈钢、 奥氏体-铁素体型不锈 钢和沉淀硬化型不锈钢而类.6.钢的耐热性包括抗氧化 性和 高温热强性两个力7 . 60Si2Mn是合金弹簧钢,它的最终热处理方法是淬火+中温回火8 .高速钢刀具在切削温度达 600 C时,仍能保持高硬度 和 耐磨性 $9. 铭不锈钢为了到达耐腐蚀的目的,其铭的质量分数至少为13% J10. 超高强度钢按化学

21、成分和强韧化机制分类,可分为低合金超高强度钢、二次硬化型超高强度钢、马氏体时效钢和超高强度不锈钢四类.11. 常用的低温钢主要有 低碳镒钢、镣钢及奥氏体不锈 钢.三、选择题1 .合金渗碳钢渗碳后必须进行A 处声后/T琵使用.A.淬火加低温回火；B.淬火加中温回火；C.淬火扣高温回火°2. 卜戈-在制业|吴耐磨钢 B ;合金弹簧钢 A ;合金模具钢 C ;不锈钢 D .A.60Si2MnA; B.ZGMn13-1 ; C.Cr12MoV ; D.2Cr13 :3. 为"传件I湎迷礼机床主轴C ;汽车、拖拉机变速齿轮D ;板弹簧 E ;滚动轴承B ;贮酸槽 A ;坦克履带 F

22、:A.1Cr18Ni9 ; B.GCr15 ; C.40Cr ; D.20CrMnTi ; E.60Si2MnA ; F.ZGMn13-3 .4. 为卜冽工具I湎迷朴高精度丝锥B ;热锻模 E ;冷冲模 A ;医用手术刀片 C ;麻花钻头A.Cr12MoVA ; B.CrWMn； C.7Cr17 ; D.W18Cr4V ; E.5CrNiMo :四、判断题1. 大局部低合金钢和合金钢的淬透性比非合金钢好.对2.3Cr2W8V 钢一般用来制造冷作模具.错3. GCr15 钢是滚动轴承钢,其铭的质量分数是15% 错4. Cr12MoVA 钢是不锈钢.错5.40Cr钢是最常用的合金调质钢.对6. 无

23、磁钢是指在电磁场作用下,不引起磁感或不被磁化的钢.对7. 低温钢是指用于制作工作温度在 0C以下的零件和结构件的钢种.对五、简做题1.与非合金钢相比,合金钢有哪些优点答：合金钢的力学性能比非合金钢好,主要是由于合金元素提升了钢的淬透性和耐回火性,以及细化了奥氏体晶粒,使铁素体固溶强化效果增强.此外,某些合金钢具有良好的耐腐蚀性、抗氧化性、热硬性、耐磨性等特殊性能.但合金钢的优点大多要通过热处理才能发挥出来.2. 合金元素在钢中以什么形式存在对钢的性能有哪些影响答：合金元素在钢中以合金铁素体和合金碳化物形式存在.它们提升了合金钢的强度、硬度和耐磨性.3. 一般来讲,相同碳的质量分数的合金钢比非合

24、金钢淬火加热温度高、保温时间长,这是什么原因答：合金钢的奥氏体形成过程,根本上与非合金钢相同,也包括奥氏体的形核、长大、碳化物的溶解和奥氏体的均匀化.在奥氏体形成过程中,除Fe、C原子扩散外,还有合金元素原子的扩散.由于合金元素的扩散速度较慢,且大多数合金元素除Ni、C莅卜均减慢碳的扩散速度；加之合金碳化物比较稳定,不易溶入奥氏体中,因此,在不同程度上减缓了奥氏体的形成过程.所以,为了获得均匀的奥氏体,大多数 合金钢需加热到更高的温度,并保温更长的时间.4. 说明以下牌号属何类钢 其数字和符号各表示什么 20Cr 9CrSi 60Si2Mn GCr15 1Cr13 Cr12答：20Cr是合金渗

25、碳钢, W=0.2%, Wr=1%9CrSi 是合金工具钢,W=0.9%, WCr=1% Wi=1%60Si2Mn 是合金弹簧钢,W=0.6%, Wi=2% WMn=1%GCr15 是滚动轴承钢,W=0.951.15% , Wr=1.5%;1Cr13 是不锈钢,W=0.1%, Wr=13%Cr12 是合金工具钢, W4 1.0%, Wr=12%.5. 试列表比较合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢、滚动轴承钢碳的质量分数、典型牌号、常用最 缨熟处珏、主要性能及用I途.答：合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢、滚动轴承钢碳的质量分数、典型牌号、常用最终热处理、 主要性能及用途见下表分类碳的质里 分数典型牌号常用最终 热处理主要性能用途合金渗碳 钢W=0.2% 左右20CrMnTi淬火+低温回 火外表硬、耐磨齿轮、小轴、阀嘴、 销合金调质 钢W=0.4% 左右40Cr淬火+高温回 火综合性能好齿轮、连杆、轴合金弹簧钢W=0.7% 左右60Si2Mn淬火+中温回 火弹性高弹性零件滚动轴承 钢W=1.0% 左右GCr15淬火+低温回 火硬、耐磨、疲另 强度局滚动轴承、量具、模 具6.高速钢有何性能特点回火后为什么硬度会增加答：高速钢