机械工程材料作业及思考题大全

作业及思考题思考题1.什么是强度？什么是硬度？硬度与耐磨性关系如何？2.实际晶体中存在哪些晶体缺陷？它们对金属性能有什么影响？3.试比较下列铸造条件下(其它条件相同),铸件晶粒的大小。金属模浇注与砂模浇注；铸成薄壁件与铸成厚壁件；高温浇注与低温浇注；浇注时采用振动与不采用振动；4.什么是热处理？有哪些常用的热处理方法？5.什么是晶粒度？晶粒大小对力学性能的影响如何？6.根据铁碳相图，说明下列现象的原因：铁碳合金是如何分类的？为什么钢铁材料能够通过热处理改变其组织和性能？含碳量Wc为1.0%的钢比含碳量Wc为0.5%的钢硬度高。在室温下Wc为0.8%的钢其强度比Wc为1.2%的钢高。莱氏体的塑性比珠光体的塑性差。在1100℃，Wc为0.4%的钢能进行锻造，Wc为4.0%的白口铁不能锻造。绑轧物件一般用铁丝（镀锌低碳钢丝），而起重机吊重物却用钢丝绳（用60、65、70、75等钢制成）。7.什么是加工硬化？8.简述共析钢加热时的奥氏体化过程，并说明钢热处理时奥氏体化的目的。9.什么是奥氏体起始晶粒度、实际晶粒度、本质晶粒度？10.分析过冷奥氏体各等温冷却转变产物的组织与性能？珠光体转变贝氏体转变马氏体转变11.什么是淬火临界冷却速度？12.两个碳质量分数为1.2％的碳钢薄试样，分别加热到780℃和900℃，保温相同时间奥氏体化后，以大于淬火临界冷却速度的速度冷却至室温。试分析：哪个温度加热淬火后马氏体晶粒较粗大？哪个温度加热淬火后马氏体碳含量较多？哪个温度加热淬火后残余奥氏体较多？哪个温度加热淬火后未溶渗碳体较多？你认为哪个温度加热淬火合适？为什么？13.正火与退火的主要区别是什么？生产中应如何选择？14.应如何根据钢的成分选择不同的热处理工艺来调整其切削加工性能？15.什么是回火？为什么钢经淬火之后必须立即回火？碳钢常用的回火工艺有几种，说明它们的回火温度范围、回火后的组织和大致硬度。16.说明常用的淬火方法及适用范围，淬火后得到的组织是什么？17.何谓调质钢？为什么调质钢的含碳量均为中碳？合金调质钢中常含哪些合金元素？它们在调质钢中起什么作用？18.什么是表面淬火？表面淬火适合选用那些材料？19.化学热处理包括哪三个基本过程？20.钢中常存元素有哪些？其作用是什么？21.为什么比较重要的结构零件必须用合金钢制造？与碳钢比较，合金钢有何优缺点？22.W18Cr4V钢淬火加热温度高，为什么？W18Cr4V钢刀具在正常淬火后都要进行560℃三次回火，又是为什么？23.机床的机身、床脚和箱体为什么宜采用灰铸铁制造？能否用钢板焊接制造？试就两者的实用性和经济性作简要的比较。关于相图Fe—Fe3C亚稳平衡相图如图，要求：

填写各相区组织指出GS、ES、PSK线的代号，并说明其含义说明S、C点的意义、成分及温度，并写出共析、共晶反应式绘出钢的室温平衡组织示意图，能用杠杆定律计算平衡组织的相对量。

相图的应用指出下列钢号的种类及成份(或性能)：Q235A·F

Q390E

16Mn09MnNb

20Mn

45

65Mn

40Cr

T8MnA

T12

5CrMnMo

Cr12MoV

12CrMoV

GCr151Cr18Ni9Ti

GCr9SiMn

W18Cr4V8、共析钢加热奥氏体化后，欲获得下列组织应采取怎样冷

却工艺，试用冷却曲线画在TTT曲线上。（P、S、T、B上、B下、T+M+Ar、B下+M+Ar、M+Ar)第六章作业ST+M+ArB下M+ArPTB上B下+M+Ar10、某钢的过冷奥氏体等温转变曲线如图6-19所示，指出图中各点处的组织11、某钢的连续冷却转变曲线如图6-20所示，指出该钢按图中(a)、(b)、(c)、(d)速度冷却后得到的室温组织。图6-20图6-19第七章作业3、指出下列零件的锻造毛坯进行正火的主要目的及正火后的显微组织20钢齿轮45钢小轴T12钢锉刀消除锻造应力；提高硬度便于切削加工；F+S消除锻造应力；细化晶粒、均匀组织、为淬火做准备；调整硬度便于切削加工；F+S消除锻造应力；消除网状二次渗碳体，提高塑性；S第七章作业10、指出下列零件淬火后应采取何种回火，并说明回火后的组织和大致硬度45钢机床主轴65Mn钢弹簧T10钢手锯条高温回火，S回，200～330HBS中温回火，T回，35～50HRC低温回火，M回，58～64HRC第七章作业11、比较45钢分别加热到700℃、750℃、840℃水冷后硬度值的高低，并说明原因。硬度由低到高：

700℃＜750℃＜840℃F+PF+AAF+PF+M+ArM+Ar700750840加热后：水冷后：45钢：Ac1≈724℃，Ac3≈780℃第八章作业9、根据下列零件的性能要求及技术条件选择热处理工艺方法，写出简明的工艺路线，并指出在使用状态下的显微组织。某45钢机床主轴，要求有良好的综合机械性能，轴颈部分要求耐磨（50HRC～55HRC）。用20CrMnTi制作汽车传动齿轮，要求表面高硬度、高耐磨性（58HRC～63HRC）。锻造→正火→粗加工→调质→精加工

→高频感应加热淬火+低温回火→磨削锻造→正火→粗加工→渗碳→淬火+低温回火→喷丸→磨齿整体S回表面M回M回第十四章现有下列牌号的钢材：40Cr、20、45、

65Mn、16Mn、60Si2Mn、GCr15、20CrMnTi、

T8、T12、HT150、QT600-03、Q235A、W18Cr4V试从中分别选出制造汽车齿轮、连杆、机床主轴、自行车弹簧、汽车板簧、滚动轴承、手工锯条、锤子、车刀（铣刀）、普通焊管、车床床身、桥梁等零件的合适材料，并制定热处理工艺；说明所选材料的种类（按用途）、热处理工艺的目的及热处理后的组织。试卷一某厂仓库有20钢、45钢、T12钢和白口铸铁，大小和形状都一样，根据所学知识，可用哪些简单方法把它们迅速区分开？请说明理由。60钢经正常淬火后得到什么组织？经退火后得到什么组织？淬火后分别在200℃、400℃、600℃回火又得到什么组织？用一根冷拉钢丝绳吊装一大型工件进入热处理炉，并随工件一起加热到1000℃保温，当出炉后再次吊装工件时，钢丝绳发生断裂，试分析其原因。试卷二简述化学热处理的基本过程。什么是晶粒度？晶粒大小对金属的性能有何影响？指出下列各钢的种类,并指明有下划线的数字和符号的含义

。①40Cr②1Cr18Ni9Ti③GCr15

④T12A

⑤QT600-03⑥9SiCr共析钢加热奥氏体化后，欲获得下列组织

应采用怎样的冷却工艺？请用冷却曲线画

在TTT曲线上，并指出其热处理工艺的名称。

（P、S、T+M+Ar、B下、M+Ar)试为下列零件选材，并选择热处理工艺。

（1）连杆；

（2）手工锯条；（3）自行车座簧；（4）铣刀

备选材料：45、T8、T12、65Mn、20CrMnTi、9SiCr、

W18Cr4V、GCr15、Cr12MoV分别用20钢和45钢制造齿轮各一个，要求齿面具有高的硬度和耐磨性，问应采用何种热处理工艺？热处理的目的是什么？热处理后在组织和性能上有什么不同？试卷二试卷三试为下列工具选材，并确定热处理方式.

（1）锉刀；

（2）丝锥；

（3）滚动轴承；4）自行车座簧

备选材料：45、T8、T12、40Cr、9SiCr、65Mn、W18Cr4V、GCr15、Cr12MoV某一用45钢制造的零件，其加工路线如下：

锻造→正火→粗加工→调质→精加工

→高频感应加热淬火→低温回火→磨削说明各热处理工序作用。制定热处理工艺参数并画出工艺曲线指出其在使用状态下的显微组织。试卷四根据Fe-Fe3C相图，分析下列现象：

（1）

wC＝1.2％的钢比wC＝0.8％的钢强度低；

（2）加热到1100℃，wC＝0.4％的钢能进行锻造，

wC＝4％的铸铁不能锻造；某钢的过冷奥氏体等温转变曲线如图所示，指出图中各点处的组织试为下列零件选材，并选择热处理工艺。

（1）手工锯条；（2）自行车座位弹簧；（3）连杆；（4）车刀

备选材料：20、T8、T12、40Cr、9SiCr、

65Mn、W18Cr4V、

GCr15、Cr12MoV根据下列零件的性能要求及技术条件选择热处理工艺方法，画出工艺曲线，并指出其在使用状态下的显微组织。。

（1）用45钢制作的某机床主轴，要求该轴有良好的综合机械性能，其轴颈部分和轴承接触要求耐磨（52～56HRC）

（2）用20CrMnTi制作的汽车传动齿轮，要求表面高硬度、高耐磨性（58～63HRC）试卷五比较异同：①S回和S②热脆和冷脆试为下列零件选材，并选择热处理工艺（1）汽车齿轮；（2）机床主轴；（3）滚动轴承；（4）铣刀备选材料：45、T8、65Mn、20CrMnTi、9SiCr、W18Cr4V、GCr15、Cr12MoV用T12钢制造一形状简单的工具，锻后发现有严重的网状Fe3CⅡ

同时硬度较高，不便于下一道切削加工工序，该工具最后要求硬度大于60HRC。要求：（1）设计热处理工序，并说明其作用。

（2）制定热处理工艺参数并画出工艺曲线，指出其在使用状态下的显微组织。试卷五某钢的连续冷却转变曲线如图所示，指出该钢按图中(a)、(b)、(c)、(d