《工程材料》习题

?工程资料?习题?工程资料?习题?工程资料?习题第一份试题1.判断以下说法能否正确：〔1〕钢在奥氏体化后，冷却时形成的组织主要取决于钢的加热温度。错误，钢在奥氏体化后，冷却时形成的组织主要取决于钢的冷却速度。〔2〕低碳钢与高碳钢工件为了便于切削加工，可开初进行球化退火。错误，低碳钢工件为了便于切削加工，开初进行热办理应进行正火〔提升硬度〕或完全退火。而高碳钢工件那么应进行球化退火〔假定网状渗碳体严重那么在球化退火前增添一次正火〕，其目的都是为了将硬度调整到HB200左右并细化晶粒、平均组织、除去网状渗碳体。钢的实质晶粒度主要取决于钢的加热温度。〔3〕过冷奥氏体冷却速度快，钢冷却后的硬度越高错误，钢的硬度主要取决于含碳量。〔4〕钢中合金元素越多，钢淬火后的硬度越高错误，钢的硬度主要取决于含碳量。〔5〕同一钢种在相同加热条件下，水淬比油淬的淬透性好，小件比大件的淬透性好。正确。同一钢种，其C曲线是必定的，所以，冷速快或工件小简单淬成马氏体。〔6〕钢经过淬火后是处于硬脆状态。根本正确，低碳马氏体韧性要好些，而高碳马氏体硬而脆。〔7〕冷却速度越快，马氏体的转变点Ms和Mf越低。正确。〔8〕淬火钢回火后的性能主要取决于回火后的冷却速度。错误，淬火钢回火后的性能主要取决于回火温度。〔9〕钢中的含碳量就等于马氏体的含碳量错误，钢中的含碳量能否等于马氏体的含碳量，要看加热温度。圆满奥氏体化时，钢的含碳量等于奥氏体含碳量，淬火后即为马氏体含碳量。假如是局部奥氏体化，钢的含碳量一局部溶入奥氏体，一局部是未溶碳化物，进而能够减少马氏体因含碳量过高的脆性，也能细化晶粒，此时马氏体含碳量要低于钢的含糖碳量。2、将含碳量为1.2%的两个试件，分别加热到760℃和900℃，保温时间相同，抵达均衡状态后以大于临界冷速的速度迅速冷却至室温。问：〔1〕哪个温度的试件淬火后晶粒粗大。900℃粗大，处于圆满奥氏体化区，关于过共析钢易造成晶粒粗大。2〕哪个温度的试件淬火后未溶碳化物较少。900℃，处于圆满奥氏体化区。3〕哪个温度的试件淬火后马氏体的含碳量好多。900℃，处于圆满奥氏体化区，奥氏体的含碳量即为马氏体含碳量。〔4〕哪个温度的试件淬火后节余奥氏体量多。900℃，奥氏体的含碳量越高，Ms和Mf就越低，节余奥氏体量就越多。5〕哪个试件的淬火温度较为合理，为何？760℃，处于局部奥氏体化区，加热组织为奥氏体+未溶碳化物〔阻截晶粒长大〕，晶粒细小。同时控制了奥氏体含碳量，也就控制了马氏体含碳量，降低了马氏体脆性。淬火组织：马氏体+未溶碳化物+节余奥氏体，保证了强度、硬度。3、将

20钢和

60钢同时加热到

860℃,并保温相同的时间

,问那种钢奥氏体晶粒粗大些

?20钢和

60钢都属于亚共析钢，一般加热时要求圆满奥氏体化，

加热温度应在

A3

以上。依照铁碳相图，

20钢含碳量低，

A3

点高，

60钢，含碳量高，

A3

点低，所以，相同加热到860℃,并保温相同的时间,60钢过热度大，晶粒简单粗大。4、指出Ф10mm的45钢经以下温度加热并水冷后获取的组织700℃760℃860℃700℃加热，在A1以下，没有相变，水冷仍为F+P760℃加热，在A1—A3之间，加热组织：F+A，水冷，F+M860℃加热，在A3以上，加热组织A，水冷，M5、指出以下钢件正火的主要目的：20钢齿轮，45钢小轴，T12钢锉刀20钢齿轮：20钢，含碳量低，硬度低，经过正火〔空冷〕使得珠光体片间距减小即形成索氏体或屈氏体，以提升硬度〔HB200左右〕，知足切削加工的要求。45钢小轴：45钢，含碳量适中，综合机械性能好，所以利用正火，即可作为最后热办理，知足小轴的使用要求。T12钢锉刀：含碳量1.2%，假定采纳退火会产生网状渗碳体，一般采纳正火，利用快冷〔空冷〕，使得渗碳体网析出不圆满，再配合球化退火，以完好除去网状渗碳体。6、指出以下工件淬火及回火温度,并说明回火组织和硬度:45钢小轴(要求综合机械性能)淬火A3以上〔860℃〕，回火600℃〔高温回火〕。回火组织：s回，HRC25(2)65钢弹簧淬火A3以上〔840℃〕，回火400℃〔中温回火〕。回火组织：T回，HRC40(3)T8钢锉刀淬火A1以上〔780℃〕，回火200℃〔低温回火〕。回火组织：M回+未溶碳化物+少许节余奥氏体，HRC60。7、解说索氏体和回火索氏体,马氏体和回火马氏体的主要差别。正火组织：索氏体S:属于细珠光体，回火组织,淬火后高温回火,碳化物从过饱和F中析出,此中渗碳体呈片状。称为回火索氏体S回，呈粒状渗碳体，塑、韧性更好淬火组织:马氏体:过饱和F回火组织:淬火后低温回火，碳化物开始从M中析出，成为M回。保持高硬度，除去内应力，改良脆性。8、45钢调质后的硬度为240HBS，假定再进行200℃回火，硬度能否提升?为何?该钢经淬火和低温回火后硬度57HRC，假定再进行高温回火，其硬度能否降低，为何?45钢调质后的硬度为240HBS，假定再进行200℃回火，不可以够提升硬度。由于，回火温度越高，硬度降落越多，而调质工艺就是淬火+高温回火，碳化物已经析出，铁素体答复，硬度已经降落了，不可以够再高升。该钢经淬火和低温回火后硬度57HRC，假定再进行高温回火，硬度能够。由于，回火温度越高，硬度降落越多。该钢经低温回火，组织是回火马氏体，碳化物还未析出，存在过饱和，所以，可连续提升回火温度，使得硬度降低。这也是为何经低温回火办理的碳素工具钢，不可以够使用很高的切削速度的原由。高速切削，摩擦生热，切削温度高于低于回火温度后，就相当于连续回火。9、T12钢经760℃加热后，依照图3-26所示的冷却方式进行冷却。问它们各获取何种组织？并比较它们的硬度。〔图3-26：庞国星教材P70〕冷速1：相当于水冷，组织：马氏体+未溶碳化物+节余奥氏体，硬度：HRC60冷速2：相当于油冷，组织：索氏体+未溶碳化物+马氏体+节余奥氏体，硬度：不平均。冷速3：相当于炉冷，组织：索氏体+未溶碳化物〔二次渗碳体〕硬度：HRC20-30冷速4：同冷速3。已经经过转变达成线，保温时间的延伸，不影响组织，但可能晶粒粗大。10、一根直径为6mm的45钢棒，先经860℃淬火，160℃低温回火后的硬度55HRC，此后从一端加热，使钢棒各点抵达如图3-27，所示温度，问：〔图3-27：庞国星教材P70〕45钢棒，先经860℃淬火，160℃低温回火后的硬度55HRC，组织：回火马氏体〔1〕各点的组织是什么？150℃点：低于160℃，组织不变，回火马氏体550℃点：高于160℃，低于A1线，相当于高温回火，组织：回火索氏体。750℃点：高于A1线，相当于从头加热，局部奥氏体化，组织：奥氏体+铁素体。840℃点：高于A3线，圆满奥氏体化，组织：奥氏体。950℃点：高于A3线，圆满奥氏体化，组织：粗大奥氏体。〔2〕从各点的图示温度缓冷到室温后的组织是什么？150℃点：低于160℃，缓冷到室温后，组织不变，回火马氏体550℃点：高于160℃，低于A1线，相当于高温回火，缓冷到室温后，组织：回火索氏体。750℃点：高于A1线，相当于从头加热，局部奥氏体化，缓冷到室温后，组织：珠光体+铁素体。840℃点：高于A3线，圆满奥氏体化，组织：奥氏体。缓冷到室温后，组织：珠光体+铁素体。950℃点：高于A3线，圆满奥氏体化，组织：粗大奥氏体。缓冷到室温后，组织：珠光体+铁素体。〔3〕从各点的图示温度水冷到室温后的组织是什么？150℃点：低于160℃，水冷到室温后，组织不变，回火马氏体。550℃点：高于160℃，低于A1线，相当于高温回火，水冷到室温后，组织：回火索氏体。750℃点：高于A1线，相当于从头加热，局部奥氏体化，水冷到室温后，组织：马氏体+铁素体。840℃点：高于A3线，圆满奥氏体化，组织：奥氏体。水冷到室温后，组织：马氏体950℃点：高于A3线，圆满奥氏体化，组织：粗大奥氏体。水冷到室温后，组织：粗大马氏体11、解说T12和20CrMnTi钢的淬硬性和淬透性之差别。钢的淬硬性取决于钢的含碳量〔马氏体含碳量〕，T12：含碳量1.2%,20CrMnTi钢含碳量0.2%，所以，T12钢的淬硬性高，即淬火后获取马氏体的最高硬度高。钢的淬透性取决于C曲线的地点〔过冷奥氏体区的大小，C越靠右边越好〕，20CrMnTi是合金钢，合金元素使得C曲线显然右移，所以易于淬成马氏体，淬透性好。12、选择以下部件的热办理方法，并编写简洁的工艺路线〔各部件均采纳锻造毛坯，且钢材拥有足够淬透性〕〔1〕某汽车变速齿轮，要求齿面耐磨，心部强韧，资料采纳20钢。锻造→正火→机加工→渗碳，淬火，低温回火→精加工〔2〕某机床变速齿轮，要求齿面耐磨，心部强韧要求不高，采纳45钢锻造→圆满退火→机加工→整体调质〔淬火+高温回火〕→齿面高频表面淬火，低温回火→精加工〔磨齿〕〔3〕某车床主轴，要求优秀的综合机械性能，轴颈局部要求耐磨其硬度HRC50—55，其他局部硬度为HRC20—25，请选材，并选择热办理方法，简洁的工艺路线。选择45钢，锻造→圆满退火→机加工→轴整体调质→轴颈局部高频表面淬火，低温回火→精加工〔磨削〕13、用T12钢制造锉刀和用45钢制造较重要的螺栓，工艺路线均为：锻造——热办理——机加工——热办理——精加工。对两工件：1〕说明预备的工艺方法和作用2〕拟定最后热办理的工艺标准〔加热温度、冷却介质〕，并指出最后热办理的显微组织和大概硬度。T12钢制造锉刀：锻造——球化退火——机加工——淬火+低温回火——精加工。球化退火：除去网状渗碳体，细化晶粒，便于切削加工。淬火〔760℃〕+低温回火〔200℃〕，水冷，回火马氏体，HRC60。45钢制造较重要的螺栓:锻造——圆满退火——机加工——淬火+高温回火——精加工。圆满退火：细化晶粒、平均组织，便于切削加工。淬火〔860℃〕+低温回火〔600℃〕，水冷，回火索氏体，HRC20-25。第二份试题一、名词解说：⒈调质:对钢材作淬火+高温回火办理，称为调质办理。⒉碳素钢:含碳量≤2.11%的铁碳合金。⒊SPCD:表示冲压用冷轧碳素钢薄板及钢带，相当于中国08Al〔13237〕优秀碳素构造钢。二、填空题：⒈按腐化过程特色，金属腐化可分为化学腐化_和电化学腐化___。2．常使劲学性能判占有_强度____、__韧性_、_延展性_和_弹性模量_。3.钢中的＿硫＿＿元素惹起热脆，＿磷＿＿元素惹起冷脆，＿氢＿＿元素惹起白点，＿氮＿＿元素惹起兰脆。4.铝合金的加强除了热办理加强外，还能够够进行＿固溶时效＿加强。钢在加热过程中产生的过热缺点能够经过＿＿＿回火＿＿＿热处理来除去。6．常用的高分子资料有_塑料_、_橡胶__和_合成纤维__。7．锻造铝合金分为_铝铜合金_、_铝镁合金_、_铝硅合金_和_铝锌合金。8．合金工具钢是指用于制造各样__刃具___、__模具__和__量具_用钢的总合。9．资料渗碳的目的是为了获取__较高的部件表层硬度与耐磨性_。10．45钢按用途分类属于___碳素构造钢_______。三、判断题：(×)钢的淬透性主要取决于冷却速度。(√)实质的金属晶体都呈各向异性。(×)加工硬化、固溶加强均使资料强度、硬度显然提升，塑性、韧性显然降低，故能够为它们有相同的加强机理。(√)金属资料、陶瓷资料和高分子资料的实质差别在于它们的化学键不一样样。(√)资料的强度、硬度越高，其塑性、韧性越差。(√)调质和正火两种热办理工艺所获取的组织分别为回火索氏体和索氏体，它们的差别在于碳化物的形态差别。(×)铝合金人工时效比自然时效所获取的硬度高，且效率也高，所以多半状况下采纳人工时效。8．(×)硬质合金可用做刀具资料，模具资料和量具资料。9．(×)在热办理中变形和开裂都是不可以防备的。10．(√)球墨铸铁是铸铁中力学性能最好的。四、问答题1、什么是金属的力学性能？金属的力学性能主要包含哪些方面？资料在必定温度条件和外力作用下，抵挡变形和断裂的能力称为资料的力学性能。资料的常例力学性能指标主要包含强度、硬度、塑性和韧性等。2、什么是钢的热办理？常用热办理方法有哪几种？经过对钢件作必定条件的加热、保平和冷却，进而改变整体或表层的组织，获取所需的性能。常用热办理方法有：退火、正火、淬火和回火。3、钢按化学成分可分为哪几类？钢按化学成分可分为碳素钢和合金钢两大类。此中，碳素钢按含碳量的多少分低碳钢、中碳钢、高碳钢；合金钢按合金元素种类分锰钢、铬钢、硼钢、铬镍钢、硅锰钢，按合金元素含量的多少分低合金钢、中合金钢、高合金钢。4