工程材料及热处理复习资料

工程材料及热处理复习资料 一、名词解释 过冷度、临界变形量 、淬透性、晶格 、固溶体、铁素体、合金渗碳体、晶胞、 巴氏合金、组元、相图、球化退火、晶面、滑移、同素异构（晶）转变、匀晶相 图、相、正火、金属化合物、细晶强化、固溶强化、热处理 、淬硬性、再结晶、 晶内偏析 、过冷现象、热硬性 、石墨化、点缺陷、退火、变质（孕育）铸铁、 奥氏体、面缺陷、回火、结晶、热加工、加工硬化、轴承合金、冷加工、变质剂、 面缺陷 二、问答题 1、拟用 T10 制造形状简单的车刀，工艺路线为：锻造—热处理—机加工— 热处理—磨加工，试写出各热处理工序的名称并指出各热处理工序的作用。 2、与冷加工比较，热加工给金属件带来的益处有哪些？ 3、元素 Si、C、N、Ni、Mn 在α-Fe 中形成哪几种固溶体? 4、根据 Fe-Fe 3C 相图，说明产生下列现象的原因： （1）在室温下，含碳 0.8% 的钢其强度比含碳 1.2% 的钢高； （2） 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） ； （3）钢适宜于通过压力加工成形，而铸铁适宜于通过铸造成形。 （4）含碳量为 1.0% 的钢比含碳量为 0.5% 的钢硬度高； （5）在 1100℃，含碳 0.4% 的钢能进行锻造，含碳 4.0% 的生铁不能锻 造； （6） 钳工锯 T8 ， T10,T12 等钢料时比锯 10,20 钢费力， 锯条容易磨钝。 5、为什么细晶粒钢强度高，塑性，韧性也好？ 6、W18Cr4V 钢的 A c1 约为 820℃，若以一般工具钢 A c1+30-50℃常规方法来确 定淬火加热温度，在最终热处理后能否达到高速切削刃具所要求的性能？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？ 7、为何单晶体具有各向异性，而多晶体在一般情况下不显示出各向异性？ 8、滑动轴承合金的性能和组织有何要求？ 9、确定下列钢件的退火方法，并指出退火目的及退火后的组织： （1）ZG310-570 铸造齿轮 （2）锻造过热的 60 钢锻坯； （3）经冷轧后的 15 钢钢板，要求降低硬度； （3 分） （4）具有片状渗碳体的 T12 钢坯； （3 分） 10、已知 A（熔点 600℃）与 B(500℃) 在液态无限互溶；在固态 300℃时 A 溶于 B 的最大溶解度为 30% ，室温时为 10%，但 B 不溶于 A；在 300℃时， 含 40% B 的液态合金发生共晶反应。现要求： 1）作出 A-B 合金相图； 2）确定 80%A 合金室温下的相组成物的相对量。 3）确定 20%A 合金室温下的相组成物的相对量 11、 常见的金属晶体结构有哪几种？α -Fe 、 γ - Fe 、 Al 、 Cu 、 Ni 、 Pb 、 Cr 、 V 、Mg、Zn 各属何种晶体结构？ 12、在制造齿轮时，有时采用喷丸法（即将金属丸喷射到零件表面上）使 齿面得以强化。试分析强化原因。 13、将¢5mm 的 T8 钢加热至 760℃并保温足够时间，问采用什么样的冷却工 艺可得到如下组织：珠光体，索氏体，屈氏体，上贝氏体，下贝氏体，屈氏体+ 马氏体，马氏体+少量残余奥氏体；在 C 曲线上描出工艺曲线示意图。 14、 已知金属钨、 铁、铅、 锡的熔点分别为 3380℃、 1538℃、327℃、232℃， 试计算这些金属的最低再结晶温度，并分析钨和铁在 1100℃下的加工、铅和锡 在室温（20℃）下的加工各为何种加工？ 15、在铸造生产中，采用哪些措施控制晶粒大小？在生产中如何应用变质 处理？ 16、 示意画出平衡态碳钢的强度随钢的碳质量分数变化曲线，并定性解释该 曲线。 17、固溶体和金属间化合物在结构和性能上有什么主要差别？ 18、何谓调质钢？为什么调质钢的含碳量均为中碳？ 19、写出碳质量分数为1.2%的碳钢室温时的相组成物和组织组成物，并计算 各相组成物和组织组成物的质量分数。 （10 分） 20、 何谓碳钢中的铁素体、 渗碳体、珠光体？他们的力学性能各有何特点？ 21、某型号柴油机的凸轮轴，要求凸轮表面有高的硬度（硬度50 HRC） ，而 心部具有良好的韧性（Ak40J） ， 原采用 45 钢调质处理再在凸轮表面进行高频淬 火，最后低温回火，现因工厂库存的45 钢已用完，只剩15 钢，拟用15 钢代替。 试说明： （1）原 45 钢各热处理工序的作用； （2）改用 15 钢后，应按原热处理工序进行能否满足性能要求？ （3）改用 15 钢后，为达到所要求的性能，在心部强度足够的前提下采用何 种热处理工艺？ 22、为什么比较重要的大截面的结构零件如重型运输机械和矿山机器的轴 类，大型发电机转子等都必须用合金钢制造？与碳钢比较，合金钢有何优点？ 23、硬质合金有何主要特性？ 24、 灰口铸铁为什么不进行淬火和回火， 而球墨铸铁可以进行这类热处理？ 25、普通灰铸铁薄壁处常有一高硬度层，机加工困难，说明原因及消除办 法。 26、选择下列零件的热处理方法，并编写简明的工艺路线（各零件均选用 锻造毛坯，并且钢材具有足够的淬透性） ： （1）某汽车变速箱齿轮，要求齿面耐磨，心部强度和韧性要求较高，材料 选用 20CrMnTi 钢； （2）某机床主轴，要求有良好的综合机械性能，轴径部分要求耐磨（HRC 50-55） ，材料选用 45 钢； （3）镗床镗杆，在重载荷下工作，精度要求极高，并在滑动轴承中运转， 。 要求镗杆表面有极高的硬度，心部有较高的综合机械性能，材料选用 38CrMoALA。 27、 回火的目的是什么？常用的回火操作有哪几种？指出各种回火操作得到 的组织、性能。 28、简述 Fe-Fe3C 相图中二个基本反应：共晶反应及共析反应，写出反应 式，标出含碳量及温度。 29、 为了改善碳素工具钢的切削加工性， 应采用下面哪种预备热处理？为什 么？（1）完全退火（2）球化退火（3）再结晶退火 30、与冷加工比较，热加工给金属件带来的益处有哪些？ 31、 、马氏体组织形态分哪两种？马氏体的本质是什么？这两种马氏体的性 能特点如何？为什么高碳马氏体硬而脆？ 32、晶体在结晶时，晶核形成种类有哪几种？什么是变质处理？ 33、机床主轴选用 45 钢制造，其工艺路线一般为：备料→ 锻造→ 正火→ 机械粗加工→ 调质→机械半精加工→局部淬火（轴颈、锥体）+低温回火→粗 磨→花键高频淬火+低温回火→ 精磨。请写出其中每一种热处理（四种）后材料 的组织及热处理的作用或目的。 34、 写出碳质量分数为 5.5%的白口铸铁在室温时的相组成物和组织组成物， 并计算其相组成物和组织组成物的相对含量。 35、合金结构钢与碳素结构钢相比为什么力学性能较好？热处理变形小？ 36、钨在室温下变形是属于热变形还是冷变形？其组织和性能会有何种变 化？ 37、 马氏体组织形态分哪两种？马氏体的本质是什么？这两种马氏体的性能 特点如何？为什么高碳马氏体硬而脆？ 38、某一小齿轮选用 20CrMnTi 钢制造，其工艺路线一般为：备料→ 锻造 → 正火→ 机械粗加工→ 渗碳→淬火→低温回火→喷丸→ 磨削加工。 请写出 其中每一种