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文檔簡介

1、本次作業(yè)是本門課程本學(xué)期的第 2 次作業(yè),注釋如下:一、單項選擇題 ( 只有一個選項正確,共 15 道小題 )1. 二元合金在發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變時,其相組成是( )。(D) 三相共存)情況下獲2. 實際金屬結(jié)晶時,通過控制晶核形成率 N 和成長率 G 的比值來控制晶粒的大小,在下列( 得粗大的晶粒:(B) N/G 很小時3. 常溫鐵素體是碳溶解在( )中所形成的間隙固溶體。(A) a-Fe4. ( )屬于冶金缺陷。(D) 縮孔5. 鐵素體的機械性能特點是( )(C) 高塑性、低強度6. 共晶成分的鐵碳合金發(fā)生共晶反應(yīng)時,其反應(yīng)式為 ( )。(C) L A+Fe3C7. ( )為共晶體。(A) 萊氏體

2、8. 在 Fe-Fe3C 相圖中, Acm 線也稱為( )。(D) 固溶度線9. 下列鐵碳合金在室溫平衡狀態(tài),( )成分的強度最高。(B) 0.8 10. 鑄鐵的含碳量一般為( )。(C) 2.11 6.69%11. 鋼的含碳量一般為( )。(A) 0.0218 2.11%12. 脆性相以( )析出的危害最大。(A) 網(wǎng)狀13. 熱處理能使鋼的性能發(fā)生變化,其根本原因是( )。(A) 鐵有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變14. 比較以下( )的強度最高。(D) S15. 鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后獲得的組織是 ( )。(C) 回火索氏體二、不定項選擇題 (有不定個選項正確,共 10 道小題 )16. 滲碳體的 機械性 能特點

3、是( ) 不選全或者選錯,不算完成 (C) 高硬度(D) 高脆性17. ( )是碳溶解在 Fe 中形成的間隙固溶體。 不選全或者選錯,不算完成 (A) 鐵素體(B) 奧氏體18. 馬氏體組織有( )形態(tài)。 不選全或者選錯,不算完成 (C) 板條狀(D) 針狀19. 鑄鐵的力學(xué)性能可取決于( )。 不選全或者選錯,不算完成 (A) 基體組織(B) 石墨的形態(tài)(C) 變質(zhì)處理(D) 石墨化程度)。 不選全20. 大多數(shù)合金元素均在不同程度上有細化晶粒的作用,其中細化晶粒作用最為顯著的有( 或者選錯,不算完成 (B) Ti(D) V21. 含有合金元素( )較多的鋼可能是本質(zhì)粗晶鋼。 不選全或者選錯

4、,不算完成 (A) Mn(C) P22. 鋼中常含有的有益元素主要有( )。 不選全或者選錯,不算完成 (A) Mn(D)Si23. 鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后的機械性能( ) 不選全或者選錯,不算完成 (B)強度比正火高(C)塑性比正火更好(D)韌性比正火更好24. 齒輪類零件的主要失效形式有( )。 不選全或者選錯,不算完成 (B)疲勞斷裂(C)過載斷裂(D) 表面損傷25. 選材的主要原則有( )。 不選全或者選錯,不算完成 (A) 使用性能原則(B)工藝性能原則(C)經(jīng)濟性原則(D)環(huán)境與資源原則三、判斷題 (判斷正誤,共 10 道小題 )26. 凡是由液體凝固成固體的過程都是結(jié)晶過程。( ) 正

5、確答案: 說法錯誤27. 非晶體是各向同性的。( )正確答案: 說法正確28. 單晶體和多晶體都表現(xiàn)為各向異性。( )正確答案: 說法錯誤29. 合金中凡成分相同、結(jié)構(gòu)相同,并與其它部分有界面分開的均勻組成部分稱為組織。( ) 正確答案: 說法錯誤30. 固溶體的強度和硬度,比組成固溶體的溶劑金屬的強度和硬度高。( ) 正確答案: 說法正確31. 在平衡結(jié)晶條件下,由于勻晶轉(zhuǎn)變在整個結(jié)晶過程中,固相的成分沿著固相線變化,因此,結(jié)晶完成 后,得到固體的成分是不均勻的。( )正確答案: 說法正確32. 無限固溶體一定是置換固溶體。( )正確答案: 說法正確33. Fe3CI與Fe3C U的形態(tài)和晶

6、體結(jié)構(gòu)均不相同。()正確答案:說法錯誤34. 在Fe Fe3C相圖中,含碳量大于 2.11%的成分在結(jié)晶過程中均會發(fā)生共晶反應(yīng)。()正確答案:說法正確35. 只有共析成分的鐵碳合金才能發(fā)生共析反應(yīng)。()正確答案:說法錯誤四、主觀題(共20道小題)36. 現(xiàn)有形狀、尺寸完全相同的四塊平衡狀態(tài)的鐵碳合金,它們的碳含量分別為0.2%,0.4%, 1.2%,3.5%的合金。根據(jù)你所學(xué)的知識,可有哪些方法區(qū)別它們?參考答案:答:測量四塊合金的硬度,其硬度隨含碳量增加而升高。觀察四塊合金的金相,0.2%和0.4%的合金均為亞共析鋼,其組織為珠光體+鐵素體,珠光體的量隨含碳量增加而增加;1.2%的合金為過共

7、析鋼,其組織為珠光體+二次滲碳體;3.5%的合金為亞共晶白口鐵,其組織為珠光體 +二次滲碳體+低溫萊氏體。觀察四塊合金與砂輪磨出的火花,隨著含碳量的增加,流線數(shù)量和爆花數(shù)量都急劇增多,碳含量超過0.8%以后,增多的趨勢逐漸緩和。37.根據(jù)鐵碳相圖解釋下列現(xiàn)象:含碳量1.0%的鋼比含碳量0.5%的鋼硬度高;在室溫平衡狀態(tài)下,含碳量為0.8%的鋼比含碳量為1.2%的鋼強度高;室溫下萊氏體比珠光體塑性差。參考答案:1)含碳量1.0%的鋼比含碳量0.5%的鋼硬度高;鋼由較軟的鐵素體和較硬的滲碳體組成,隨著含碳量的提高,鋼中滲碳體的量提高,因此硬度提高。2)在室溫平衡狀態(tài)下,含碳量為 0.8%的鋼比含碳

8、量為1.2%的鋼強度高;鋼的強度是典型的對組織敏感的性能指標,細密相間的兩相組織珠光體具有 較高的強度,因此提高珠光體的比例可改善鋼的強度, 而連續(xù)分布在原奧氏體晶 界上的二次滲碳體將降低鋼的強度。0.8%的鋼中珠光體的比例高于1.2%的鋼, 同時1.2%的鋼含有更多的二次滲碳體,故 0.8%的鋼比1.2%的鋼強度高。3)室溫下萊氏體比珠光體塑性差;室溫下萊氏體Fe3C+P,即珠光體分布滲碳體相的基底上,而滲碳體基底的 脆性極大,萊氏體表現(xiàn)為脆性的,幾乎不能塑性變形。38.將含碳量分別為0.2%和0.6%的碳鋼加熱到860 C,保溫相同時間,使奧氏體均勻化,問哪一種鋼奧 氏體晶粒易粗大?為什么

9、?參考答案:0.2%和0.6%的碳鋼加熱到860 C,均為完全奧氏體化,其奧氏體中的含碳 量分別為0.2%和0.6%,由于奧氏體中C% T-晶粒長大T,故含碳量為0.6% 的碳鋼奧氏體晶粒易粗大。參考答案:答:形成條件金相形態(tài)性能特點S正火鐵素體和滲碳體相間分布呈細層S的強度、硬度、片狀韌性、塑性均高于SS淬火+高溫回火細小彌散的滲碳體粒分布在鐵素 體基體(等軸晶)上M淬火低碳M呈板條狀,高碳M呈針狀(竹葉狀)M 保持了 M的高 硬度,同時降低了M的脆性及殘余應(yīng) 力。M 淬火+低溫回火亞穩(wěn)定的 -Fe2.4C碳化物分布于過飽和的a(板條或針狀)上40.試說明淬火鋼回火的必要性。參考答案:答:必

10、要性一一淬火組織的問題:a. 消除淬火應(yīng)力,降低脆性b. 穩(wěn)定工件尺寸,由于 M,殘余A不穩(wěn)定c.獲得要求的強度、硬度、塑性、韌性。41. 為什么鋼淬火后回火是鋼最有效的強化手段?參考答案:答:淬火形成M:固溶強化:過飽和C和Me ,位錯強化:高密度位錯細晶強化:極細小、不同取向的馬氏體束回火第二相強化:析出細小碳化物粒子基本保持了淬火態(tài)的細小晶粒、高密度位錯及一定的固溶強化作用42. 確定下列鋼件的退火方法及退火后的組織1)經(jīng)冷軋后的15鋼鋼板。要求降低硬度2)65鋼切削加工前3)改善T12鋼的切削加工性能4)ZG35的鑄造齒輪鑄造后存在枝晶偏析F+P參考答案:答:1)再結(jié)晶退火,退火后的組

11、織2 )完全退火,退火后的組織一一F+P3 )球化退火,退火后的組織一一球狀滲碳體分布于鐵素體基體上4 )擴散退火,退火后的組織一一F+P43. 指出下列工件的回火溫度,并說明回火后的組織1)45鋼軸2)60鋼彈簧3)T12鋼銼刀參考答案:答:1) 560600 C,回火后的組織 S2)350-500 C,回火后的組織 T3)150-250 C,回火后的組織 M 44. 寫出下列零件的最終熱處理方式及其組織:(1)60Si2Mn彈簧;(2)高速鋼車刀。參考答案:答:60Si2Mn 彈簧高速鋼車刀最終熱處理方式(各3分)淬火+中溫回火淬火 +550-570(600 )C回火三次最終組織(各2分)

12、TM +K45.試說明表面淬火、滲碳、氮化處理在適用鋼種、性能、應(yīng)用等方面的差別 參考答案:答:適用鋼種性能特點應(yīng)用表面淬火通過快速加熱,使剛件表面很快到淬火 的溫度,在熱量來不及穿到中碳鋼、合金調(diào)質(zhì)鋼獲得高硬度,高耐磨 性的表面,而心部仍 然保持的良好韌性。機床主軸,齒輪,發(fā)動機的曲軸等工件心部就立即冷卻,實現(xiàn) 局部淬火。滲碳處理使低碳鋼的工件具有高碳鋼的表面層, 再經(jīng)過淬火和低溫回火,使 工件的表面層具有高硬度 和耐磨性,而工件的中心部 分仍然保持著低碳鋼的韌 性和塑性。低碳鋼、合金滲碳鋼更咼的表面硬度、咼 的耐磨性和疲勞強度,并保持心部有低碳 鋼淬火后的強韌性, 使工件能承受沖擊載 荷。

13、飛機、汽車 和拖拉機等 的機械零件,如齒輪、 軸、凸輪軸 等。氮化處理指在一定溫度(一般在AC1 )以下,使 活性氮原子滲入工件表面 的化學(xué)熱處理工藝。氮化溫 度低、變形小。中碳鋼、合金調(diào)質(zhì)鋼優(yōu)異的耐磨性、耐疲 勞性、耐蝕性及耐高 溫。鉆頭、螺絲 攻、擠壓模、 壓鑄模、鍛 壓機用鍛造 模、螺桿、 連桿、曲軸、 吸氣及排氣 活門及齒輪 凸輪等46.鋼的回火脆性有哪幾類?其發(fā)生是否可逆?如何避免? 參考答案:答:回火脆性是指淬火鋼回火后出現(xiàn)韌性下降的現(xiàn)象?;鼗鸫嘈钥煞譃榈谝活惢鼗鸫嘈?250400 C)和第二類回火脆性(450650 C)。第一類回火脆性與碳化物片沿 M晶界析出有關(guān),具有不可逆性,

14、與回火后 的冷卻速度無關(guān)。因此只能避免在此溫度回火。第二類回火脆性與P等元素在原A晶界偏聚有關(guān),具有可逆性,與回火后的 冷卻速度有關(guān),回火保溫后,緩冷出現(xiàn),快冷不出現(xiàn),出現(xiàn)脆化后可重新加 熱后快冷消除。因此可提高鋼材的純度(;P等雜質(zhì)元素含量);加入適量的Mo、W等有益的合金元素;采用回火后快冷的方法。47.為什么過共析鋼的淬火溫度不選擇在ACCM以上?參考答案:答:如過共析鋼的淬火溫度選擇在 Accm以上,(1 )淬火溫度過高A粗大 M粗大,從而一力學(xué)性能一淬火應(yīng)力T-變形,開裂T; (2) A中C% T- M中C% T-殘余a T-M脆性T、HRC J、耐磨性J。因此過共析鋼的 淬火溫度不

15、選擇在 AccM 以上。48. 試分析金屬的主要強化機制。參考答案:答:( 1 )固溶強化:溶質(zhì)原子 - 晶格畸度 - 與位錯相互作用 - 阻礙位錯運 動-強化。( 2)細晶強化:晶界 - 阻礙位錯運動 - 強化( 3 )位錯強化:位錯 - 增殖并相互作用 - 阻礙位錯運動 - 強化( 4 )第二相強化:第二相粒子 - 阻礙位錯運動 - 強化49. 合金元素對鋼的等溫轉(zhuǎn)變“ C”曲線有哪些影響?又是如何影響淬透性的?參考答案:答:“ C”曲線位置:除Co以外的合金元素均使“ C”曲線右移,因此提高 淬透性。 “C”曲線形狀:碳化物形成元素(Mn,Cr,Mo,W,V,Nb,Zr,Ti)使“C”曲

16、線上下分離成兩個 C 形 M轉(zhuǎn)變臨界溫度:除Co、Al以外的合金元素均使M轉(zhuǎn)變臨界溫度下降。50. 合金元素對鋼的回火轉(zhuǎn)變有哪些影響?參考答案:答:(1)提高回火穩(wěn)定性: V、 Si、 Mo 、 W、 Ni、 Mn 、 Co; (2)產(chǎn)生二次 硬化:沉淀硬化: V、 Mo、 W、 Cr (Ni、 Co 協(xié)同);(3)影響回火脆性: (第 二類回火脆性 450-600oC 高溫,與 P 有關(guān)):增大第二類回火脆性: Mn 、 Cr、 Ni ,消除第二類回火脆性: Mo(0.5%) 、 W(1%)51. 為何要向不銹鋼中加入大量的 Cr 和 Ni ?參考答案:答:加入Cr: T電極電位含量12.5

17、%電極電位躍升(如馬氏體不銹鋼);形成單相F Cr量12.7% 一單相F(如鐵素體不銹鋼);加入Ni :形成單相A (如奧氏體不銹鋼)52. 手工鋸條、普通螺釘、機床主軸分別用何種碳鋼制造?參考答案:答:手工鋸條一一T12 ;普通螺釘一一Q235 ;機床主軸一一4553. 試對比滲碳鋼和調(diào)質(zhì)鋼的合金化和熱處理特點參考答案:答:合金化特點熱處理特點滲碳鋼 低 C: 0.1% 0.25% 加入提咼淬透性兀素:Cr, Ni, Mn , B 加入Mo、W、V、Nb、Ti等阻礙A晶粒長大和形成k (碳化物)提咼耐磨性 Ni增加滲層塑、韌性正火一一滲碳一一淬火低溫回火調(diào)質(zhì)鋼 中C: 0.25%0.50% ,以0.4左右為主 主:加入提高淬透性元素Cr,Ni,Mn,Si,B 輔:加入Mo,W消除回火脆性正火一一淬火一一高溫回火(表面淬火)54.簡述高速鋼的熱處理和性能特點,并說明合金元素的作用 參考答案:答:高速鋼的性能特點:高硬度:HRC 60 ;高耐磨性;高熱硬性;足夠塑性和韌性??考尤氲暮辖鹪氐淖饔脕肀WC:高C:0.7 %1.5% T

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