工程材料复习

填空题1．钢的CCT曲线如图所示，试分析亚共析钢、共析钢和过共析钢均加热至AC1+30℃~50℃后过冷至300℃时，经不同的冷却路线至室温，试将各自的转变产物填入表中.300300℃(a)(b)(c)AC1FFe3C时间温度表转变产物钢加热温度转变产物(320℃）（a）（b)(c）亚共析钢AC1+30℃~50℃F、M、A’F、B下、M、A残F、B下过共析钢AC1+30℃～50℃M、A残、渗碳体B下、A残、M、渗碳体B下、渗碳体2．渗碳钢的含碳量范围为0。15～0.3,渗碳层的厚度一般为1~3mm,渗碳＋热处理后表层组织是高碳回火马氏体、碳化物、残余奥氏体,硬度大约为58～64HRC,具有高的耐磨性和疲劳性能;心部在淬透时的组织是低碳回火马氏体、硬度约38~45HRC，具有良好的塑韧性；未淬透时组织可能是铁素体、珠光体。硬度约为30HRC。3．弹簧钢的含碳量范围0.5％~0。7%（我记得有百分号)，终热处理淬火+中温淬火,室温组织回火屈氏体.4．合金的基本相有固溶体和金属化合物两种；合金的制取方法通常有粉末烧结法和熔合法两种.5．高分子化合物一般由链节、单体、聚合度、分子量来描述。6．下列钢材经不同热处理后的组织.(1）45钢加热到710℃水中冷却；组织：铁素体(F）、珠光体（P)、三次渗碳体（Fe3CⅢ)；(2）45钢加热到750℃水中冷却;组织：铁素体、马氏体、残余奥氏体；（3）45钢加热到830℃水中冷却；组织：马氏体、残余奥氏体；(4)T12钢加热到750℃水中冷却；组织：马氏体、残余奥氏体、二次渗碳体（我的是渗碳体）；（5）T12钢加热到710℃水中冷却；组织：珠光体、二次渗碳体；(6）T8钢加热到710℃水中冷却。组织:珠光体；马氏体的过饱和度消失时的组织是铁素体、渗碳体8．A—B两元合金系中，室温时组元A有限溶于组元B中，但B不溶于A，则室温时合金的基本相是A相和A溶于B中的固溶体.9．某亚共析钢的连续转变曲线如图所示，试指出按图中（a)(b）（c）（d）速度冷却后的组织分别是a马氏体、残余奥氏体b贝氏体、马氏体、残余奥氏体c铁素体、贝氏体、残余奥氏体、马氏体d铁素体、珠光体。AA→FA→PA→BA→M(a)(b)(c)(d)时间温度AC1简答题试比较正火与退火的区别?答：正火：正火是将钢件加热至单相奥氏体区（AC3、AC1或ACCM以上30~50℃）保温后出炉空冷的热处理工艺。退火：退火是将钢件加热至适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。主要区别：正火的冷却速度稍快,所以得到的组织比退火细，硬度和强度有所提高。简述钢的淬透性表征方法?答:钢的淬透性是指过冷奥氏体形成马氏体而不形成其他组织的能力。其大小用淬透层深度（钢表面至内部马氏体组织占50%处的距离）表示。淬透层越深，淬透性越好。如果淬透层深度达到心部，则表明该工件全部淬透。临界直径法、末端淬火法（我记得）简述材料强化的基本途径？答:固溶强化、形变强化、细晶强化、沉淀强化、合金强化何谓细晶强化？金属凝固过程中细晶强化的方法有哪些？答：通过细化晶粒使材料的强度、硬度、塑性、韧性等都提高的现象。方法:变质处理、孕育处理、振动、超声、搅拌简述CCT曲线的影响因素（我没答案，但我觉得你答非所问)。答:过冷奥氏体连续冷却转变曲线（CCT曲线），连续冷却转变时，过冷奥氏体的转变过程和转变产物取决于冷却速度，与CCT曲线相切的冷却曲线Vk叫做淬火临界冷却速度，它表示钢在淬火时过冷奥氏体全部发生马氏体转变所需的最小冷却速度。简述淬透性与淬硬性的区别？比较T8与T12的淬透性和淬硬性.答:钢的淬透性是指过冷奥氏体形成马氏体而不形成其他组织的能力.钢淬火后所能达到的最高硬度的能力称为淬硬性。T8淬透性好；T12淬硬性好。影响临界冷却速度Vk的因素是什么?答：过冷奥氏体连续冷却转变曲线（CCT曲线)，连续冷却转变时,过冷奥氏体的转变过程和转变产物取决于冷却速度,与CCT曲线相切的冷却曲线Vk叫做淬火临界冷却速度,它表示钢在淬火时过冷奥氏体全部发生马氏体转变所需的最小冷却速度.影响因素:含碳量、合金元素、温度同C曲线（我的答案）比较等温淬火与等温退火的异同？答:等温淬火是在钢件加热保温后，迅速放入温度稍高于M。点的盐浴或碱池中,保温足够时间，使奥氏体转变成下贝氏体后取出空冷。等温回火是指将淬火后的钢件加热至A1线以下某一温度，保温一定时间，然后冷至室温的热处理工艺,得到珠光体.马氏体与回火马氏体的区别是什么？答:钢加热形成的奥氏体后过冷奥氏体快速冷却到Ms温度以下所转变的组织称为马氏体(M)。（C在α-Fe中过饱和间隙固溶体，体心正方，单相组织）在100℃～200℃回火时,马氏体开始分解；马氏体中的碳以ε碳化物（Fe2。4C）的形式析出,使过饱和程度略有减小,这种组织称为回火马氏体(双相组织）。比较退火、正火、淬火和回火的加热温度范围及冷却方式。加热温度冷却方式退火临界温度Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共析钢）以上某一温度大于HYPERLINK”http：///view/2374466。htm”临界冷却速度的冷速快冷正火上临界点（AC3或Acm）以上40～60℃或更高的温度在空气中冷却淬火临界温度Ac3（亚共析钢)或Ac1（过共析钢）以上某一温度以适当速度冷却回火AC1以下的某一温度冷却至室温调质处理与变质处理的区别？答：HYPERLINK”/view/63818.htm”淬火+HYPERLINK”/view/543204。htm"高温回火=调质，调质是淬火加高温回火的双重热处理,其目的是使工件具有良好的综合机械性能.变质处理就是向金属液体中加入一些细小的形核剂（又称为孕育剂或变质剂),使它在金属液中形成大量分散的人工制造的非自发晶核，从而获得细小的铸造晶粒,达到提高材料性能的目的.两者有本质区别。12)填下表：零件名称选用材料预热处理终热处理室温组织汽车换向齿轮20CMnTi（渗C还是N，记不得了)淬火低温回火表面：高碳回火马氏体、碳化物、残余奥氏体心部:低温回火马氏体车用板簧60Si2Mn淬火中温回火回火屈氏体热挤模具5CrMnMo淬火高温回火回火索氏体高速切削用刀W18Cr4V淬火低温回火高碳回火马氏体、碳化物、残余奥氏体炮管PCrNi3MoV淬火高温回火回火索氏体选用材料：20，45，20CMnTi,38CrMoAlA,T12，W18Cr4V，HT250，1Cr18Ni9Ti，1Cr13，4Cr13,40Cr，GCr15,T8，ZL110，QT800-2，16Mn，Cr12，5CrMnMo，60Si2Mn，ZG200-400，ZMn13，35Si2MnMoVA,ZChPbSn5—9，PCrNi3MoV。问答题1。画出铁－碳平衡相图（C:0~6.69％）;标出各点、线的名称;解释三条水平线的含义，写出室温下各成分段的组织,计算45钢、共析钢、T12A钢室温下的相组成物和组织组成物的相对量;分别画出其在室温下的组织形貌图(注意：亚共析钢的三次渗碳体可忽略）14951495℃1148℃HJB线为包晶线：包晶反应L0。53％+δ0。09%→1148℃727℃ECF线为共晶线：共晶反应L4。3％→A2。11%+Fe3727℃PSK线为共析线：共析反应A0。77％→F0。0218％+Fe3C产物为铁素体和渗碳体的共析混合物，称为珠光体，符号P工业纯钢(C%≤0.0218％）铁素体（Q点左边）Q点右边：铁素体、三次渗碳体（老师这样细化的）钢亚共析钢（0.0218％<C％≤0。77%）铁素体、珠光体、三次渗碳体共析钢(C％=0。77％）珠光体过共析钢（0.77％〈C%≤2.11％）珠光体、二次渗碳体白口铸铁亚共晶白口铸铁（2。11％〈C％〈4。3％）珠光体、二次渗碳体、莱氏体共晶白口铸铁（=4。3％）莱氏体过共晶白口铸铁（4。3％〈C％〈6.69％)莱氏体、渗碳体45钢：相中：W铁素体=(6.69-0。45)/（6。69—0.0008）W渗碳体=1-W铁素体组织中:W珠光体=（0.45-0。0218)/（0。77—0.0218）W铁素体=（0。77—0.45）/（0。77-0.0218）*（6。69—0。0218）/(6。69-0。0008)共析钢：见书W珠光体=100％T12钢A:见书W珠光体*(0。77—1.2)=W渗碳体（6.69—1。2）W二次渗碳体=1-W珠光体45钢：（形貌图我记了,但不知怎么画上来）AAB轴颈截面示意图2．有一根拥40Cr钢制的轴，使用过程发现轴颈部位磨损严重，对失效部位进行成分、硬度、金相组织进行分析,结果如表1所示,轴颈截面见其示意图。表1部位成分（％)组织硬度(HRC）A0.40屈氏体+回火马氏体40～44B0。40回火索氏体20~22分析失效原因；答：由表1轴成分正确，但A处组织不合理：A表面有屈氏体，耐磨性下降。原因是冷却过慢造成的。提出解决方案。答：重新加热至单相奥氏区，快速冷却，低温回火得马氏体。若结果如表2所示，则失效的原因又如何？怎样解决？表2部位成分（%)组织硬度（HRC)A0。40铁素体+回火马氏体36~40B0.40回火索氏体20～22答:由表2轴成分正确，但A处组织不合理：A表面有铁素体.这是因为回火时加热温度不够造成的,没有达到Ac3以上；解决方法，重新加热至单相奥氏体,低温回火获得低温马氏体。3．W18Cr4V为何称高速钢，其碳含量是多少？铸件中为何有大量的莱氏体?画出其热处理工艺路线，解释各工艺的作用，能否将三次回火合并为一次?热处理后的组织又是什么？答:0。7～0。8％。由于大量合金元素加入导致E点左移，导致组织中形成共晶莱氏体。热处理路线三次回火一次淬火三次回火一次淬火作用:淬火让合金元素进入奥氏体；能否合并为一次热处理后的组织：回火马氏体、碳化物、残余奥氏体已知直径为60mm的轴，要求心部硬度为30～35HRC,轴颈表面硬度为50～55HRC，现库存45、20CrMnTi、40Cr、40CrNiMo四种钢，问选用哪种钢合理？其工艺路线如何安排?说明各热处理工序的主要目的，写出轴颈表面和心部的组织.工艺路线：下料、锻造、退火（正火）、机加工、淬火+高温回火、颈部表面淬火+低温回火、后续工序。主要目的：退火（正火）去应力、均匀组织淬火+高温回火获得回火索氏