工程材料总结

1、1.固溶强化：通过溶入溶质元素形成固溶体,从而使材料的强度、硬度提高的现象,称为固溶强化。3.1。过冷度一理论结晶温度与实际结晶温度之差2.正火：将钢件加热到Ac或Ac以上30-50，保温适当时间后艺，称为正火。 正火的目的细化晶粒获得比较均匀的组织和性能；对低碳钢可提高硬度，改善切削加工性；对过共析钢可抑制网状渗碳体析出，为球化退火做准备。4.什么叫回火？淬火钢为什么要进行回火处理？答：回火是将淬火钢加热到A1以下某温度保温后再冷却的热处理工艺。消除钢件淬火应力，稳定组织。提高钢的塑性韧性。（1）降低零件脆性，消除或降低内应力；（2）获得所要求的力学性能；（3）稳定尺寸；（4）改善加工性5.

2、什么叫淬火？其主要目的是什么？答：淬火是将钢加热到临界点以上，保温后以大于VK的速度冷却，使奥氏体转变为马氏体的热处理工艺。其目的就是为了获得马氏体，提高钢的力学性能。硬度，强度，耐磨性。6.什么叫退火？其主要目的是什么？答：将钢加热至适当温度保温，然后缓慢冷却（炉冷）的热处理工艺叫做退火。主要目的有：调整硬度，便于切削加工；消除残余内应力，防止在后续加工或热处理中发生变形或开裂；细化晶粒，提高力学性能，或未最终热处理作组织准备。7.球化退火的目的是什么？主要应用在什么场合？答：球化退火的目的在于降低硬度，改善切削加工性能，并为后续热处理作组织准备。主要用于共析钢和过共析钢。8.灰铸铁、球墨铸

3、铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁在组织上的根本区别是什么？四种材料的在组织上的根本区别是铸铁中的石墨的形态不同（形状、大小、数量、分布等），灰铸铁的石墨是片状，球墨铸铁的石墨是球状，可锻铸铁的石墨是团状，蠕墨铸铁的石墨是虫状。9.试述晶粒大小对其机械性能有何影响？如何细化晶粒？答：常温下，晶粒越细，晶界面积越大，因而金属强度、硬度越高，同时塑性、韧性越好。高温下，晶界呈黏滞状态，在外力作用下易产生滑动和迁移，因而细晶粒无益，但晶粒太粗，易产生应力集中。因而高温下晶粒过粗、过细都不好。 提高过冷度；变质处理；振动处理。10.合金元素在钢中的作用答：1、增加固溶强化钢的力学性能。2、增加钢的淬透性，提高钢的

4、力学性能3、提高钢的抗腐蚀性能4、提高钢的高温性能11.提高钢耐蚀性的措施答：加入合金元素，提高钢基体的电极电位，从而提高钢的抗电化学腐蚀能力。加入Mo、Cu等元素，提高钢抗非氧化性酸腐蚀的能力。加入Ti，Nb等元素，消除Cr的晶间偏析，从而减轻了晶问腐蚀倾向。1. 简述石墨形态对铸铁的影响?答：根据铸铁中石墨形态铸铁可分为：(1)灰铸铁它是以片状石墨形式存在。(2)球墨铸铁它是铁液经过球化处理，使石墨呈球状的铸铁。(3)可锻铸铁它是白口铸铁通过可锻化退火使石墨呈团絮状的铸铁灰铸铁的抗拉强度和塑性就越低。球墨铸铁中石墨呈球状使球墨铸铁的抗拉强度、塑性和韧性、疲劳强度不仅高于其它铸铁而且可以与相

5、应组织的铸钢相比。可锻铸铁的石墨呈团絮状，因此它不但比普通灰铸铁具有较高强度，而且有较高的塑性和韧性。2 .请论述石墨对铸铁性能的影响。石墨形状对铸铁机械性能影响起着决定性的作用。因为石墨硬度和强度极低，所以在铸铁中存在的石墨相当于基体中存在的微裂纹或微孔洞，它不仅产生应力集中现象，而且缩减了铸铁的有效承载面积，使得铸铁的强度、硬度、塑性和韧性下降。当石墨形状由片状变为球状时，铸铁强韧性大为提高，即当石墨形状由片状变为蠕虫状、絮状，再变为球状时铸铁机械性能不断提高。另外，由于石墨的存在可提高铸铁的减震性、减磨性和铸造性能等。3. 不锈钢的固溶处理与稳定化处理的目的各是什么？固溶处理：加热到高温

6、使碳化物全部溶入奥氏体，再快速冷却，从而抑制第二相的析出，形成过饱和固溶体，以获得单相奥氏体组织，以避免晶间腐蚀。稳定化处理是加入Ti使Ti与C形成TiC。加热温度高于(Fe，Cr)4C的熔点，而低于TiC的熔点，缓慢冷却，使奥氏体的碳完全稳定在TiC，从而彻底避免了晶间腐蚀。4. 为什么一般的机器支架，机床的床身常用灰口铸铁制造？铸铁的铸造性能良好。具有良好的切削加工性能。具有优良的减磨性。具有优良的消震性。具有低的缺口敏感性。1. 请制定下列工件的热处理工艺、并说明各种热处理的目的1)用20CrNi4A钢制作的齿轮。处理工艺：正火机加工渗碳淬火低温回火，正火的目的是适当提高钢的硬度，改善钢

7、的切直性能淬火的目的是获得高硬度和高耐磨性够马氏体低温回火目的是消除淬火应力，降低钢的脆性2)用40MnB钢制作的连杆处理工艺：热加工退火(正火)机加工淬火高温回火退火(正火)的目的是消除热加工带来的组织缺陷淬火的目的是获得硬度和强度高的马氏体。高温回火目的是获得综合的机械性能。3)用9siCr钢制作的钻头：处理工艺：球化退火机加工，淬火，低温回火球化退火目的是使网状FeC球化，降低硬度淬火的目的是获得高硬度和高耐磨性的马氏体。低温回火目的是消除淬火应力，降低钢的脆性。4)用60si2Mn钢制作的热成形弹簧处理工艺：热成形一淬火中温回火淬火的硬度和强度高的马氏体。中温回火目的是获得高的弹性极限

8、和疲劳极限。1、20CrNi4A：平均含C量为0.20%，Cr<1.5%，平均含Ni量为4%的高级优质合金渗碳钢，用于比较重要的齿轮、轴和凸轮的制作。2、40 CrNiMoA：平均含C量为0.40%，Cr、Ni、Mo<1.5%的高级优质合金调质钢，用于比较重要的齿轮、轴和连杆的制作3、60Si2Mn：平均含C量为0.60%，平均含Si量为2.0%，Mn<1.5%的合金弹簧钢4、GCr15siMn：含C量大于1.0%平均含Cr量为1.5%，Si、Mn<1.5%的滚动轴承钢，用于轴承内圆，外围和滚动体的制作5、ZGMn13：含C量大于1.0%，平均含Mn量为13%的铸造高锰

9、钢，用于坦克、拖拉机的履带板，铲车斗齿等的制作。6、1Cr18Ni9Ti：平均含C量为0.10%，平均含Cr量为18%，平均含Ni量为9%，Ti<1.5%的不锈钢，用于医疗设备，螺栓，螺帽，汽轮机叶片等的制作。7、 ZPbSb10Sn6：平均含Sb量为10%，平均含Sn量为6%的铅基滑动轴承合金，用于滑动轴承的制线1、20cr：平均含碳量为0.20%的合金渗碳钢，用于比较重要的齿轮、轴和凸轮的制作2、38CrMoAlA:平均含碳量为0.38%的高级优质合金调质钢，用于比较重要的齿轮、轴和连杆的制作3、5CrMnMo：平均含碳量为0.5%的热作模具钢，用于制作热锻模，压铸模、热挤压模等。4

10、、W18Cr4V：含C量为0.70.8%的高速钢)用于钻头、铣刀等刀具的制作5、ZGMn13：含碳量大于1.0%的铸造高锰钢，用于坦克、拖拉机的履带板，铲车斗齿等的制作。6、2Cr17：平均含碳量为0.20%的钢，用于化工设备，食品加工设备等。7、60Si2CrVA：平均含C量为0.60%的高级优质合金弹簧钢。用于重要的板簧、压簧、拉簧的制作。齿轮:20 CrMnTi渗碳钢；c%=0.2%CrMn，T<1.5%；渗碳+淬火+低温回火；组织为回火马氏体。连杆:40cr调质钢：C%=0.4%，C7<1.5%；调质处理(淬火+高温回火)；组织为回火索氏体。弹簧:65Mn弹簧钢；C%=0.

11、65%Mn<1.5%；淬火+中温回火；组织为回火托氏体。冷冲压模具：Cr12MoV冷变形模具C%>1%Cr=12%Mo，V<1.5%；淬火+低温回火；组织为回火马氏体。滚动轴承：Gcr15Mo轴承钢：C%=1%，Cr=1.5%Mo<1.5%；球化退火+淬火+低温回火；组织为回火马氏体。车刀：W6Mo5cr4V2高速钢：W%=6%Mo%=5%Cr%=4%V%=2%；淬火+560三次回火；组织为回火马氏体+碳化物。锉刀：T10碳素工具钢：C%=1%：淬火+低温回火；组织为回火马氏体+碳化物。热锻模具:5 CrMnMo热变形模具钢；C%=0.5%CrMn，Mo<1.5%

12、；淬火+高温回火；组织为回火索氏体。机床床身：HT300灰口铁；无需热处理。下面材料所属类别，常用热处理工艺和应用实例(15分)材料排号 类别 典型热处理工艺 应用举例QT600 球墨铸铁 等温淬火十高温回火 曲轴，齿轮箱1Cr18Ni9Ti 不锈 固溶处理 耐蚀罐体，炉条5CrMnMo 热作模具钢 淬火+中温回火 热锻模 热挤压模65Mn 碳素钢 淬火+中温回火 弹簧，发条GCr15 滚动轴承钢 淬火+低温回火 滚珠 套圈1.指出下列工件正火的主要作用及正火后的组织。（1）20CrMnTi制造传动齿轮 （2）T12钢制造铣刀 （3）20钢齿轮（4）45钢小轴答：调整硬度，便于切削加工；细化晶

13、粒，为淬火作准备；消除残余内应力。正火后组织为F和S. 正火是为了消除网状二次渗碳体，为球化退火做组织准备，同时正火可增加珠光体量并细化晶粒，提高强度、硬度和塑性，并作为最终热处理。正火后组织为索氏体。 （3）20号钢（GBT699）类别属于低碳钢，低碳钢正火后可得到较细的片状珠光体，由于所得铁素体晶粒较细，钢的韧性较好，保证较好的力学性能组合，提高综合力学性能，对要求不高的零件用正火代替退火工艺是比较经济的。2.用10钢制作一要求耐磨的小轴(直径为20 mm),其工艺路线为:下料-锻造-正火-机加工-渗碳-淬火-低温回火-磨加工。说明各热处理工序的目的及使用状态下的组织。答：正火是为了调整工

14、件硬度，便于切削加工，同时可以细化晶粒，为淬火作准备，还可以消除残余内应力；渗碳可以提高工件表面硬度、耐磨性及疲劳强度，同时可以保持心部良好的韧性和塑性；淬火是为了提高钢的力学性能；低温回火则可以保持淬火后高硬度、高耐磨性的同时，降低内应力，提高韧性。45钢1.车床变速箱传动齿轮，锻造，正火，机械粗加工，调质处理，机械精加工，高频感应淬火与低温回火，磨削 正火使同批毛坯具有相同的硬度，便于切削加工，并使组织细化均匀，消除残留应力调质处理的目的是使零件的心部具有足够的强度和韧性，以承受弯曲，扭曲及冲击载荷，并为表面热处理作准备。高频感应淬火的目的是提高齿表面的硬度，耐磨性和疲劳强度，以抵抗齿表面

15、的磨损和疲劳破坏。低温回火的目的是在保持齿表面高硬度和高耐磨性的条件下消除淬火内应力，防止磨削加工时产生裂纹。2.锻造，预备热处理，切削加工，最终热处理，精加工，装配预备热处理：完全退火，细化晶粒，消除内应力，降低硬度，提高塑性。最终热处理：淬火+高温回火，获得良好的综合机械性能。3.用45钢制造主轴，其加工工艺的路线为：下料锻造退火粗加工调质处理。 试问：（1）调质处理的作用。（2）调质处理加热温度范围。答：调制处理可以使材料具有良好的综合力学性能，在保持较高强度的同时，具有良好的塑性和韧性。5006504. 车床主轴要求轴颈部位硬度为54-58HRC，其余地方为20-25HRC，其加工路线为: 下料一锻造正火机加工调质机加工(精