第七章工業(yè)用鋼習(xí)題參考答案

1、第七章 工業(yè)用鋼習(xí)題參考答案一、解釋下列名詞1、非合金鋼(或碳素鋼簡(jiǎn)稱碳鋼)：是指含碳量在0.0218%2.11%之間并含有少量Si、Mn、P、S等雜質(zhì)元素的鐵碳合金。低合金鋼：加入的合金元素總含量小于5%的合金鋼。合金鋼：在碳素鋼的基礎(chǔ)上，特意加入某些合金元素而得到的鋼種。合金元素：為改善鋼的力學(xué)性能或獲得某些特殊性能，有目的地在冶煉過(guò)程中加入的一些化學(xué)元素。2、合金結(jié)構(gòu)鋼：在碳素結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)上，特意加入某些合金元素而得到的結(jié)構(gòu)鋼。合金工具鋼：在碳素工具鋼的基礎(chǔ)上，特意加入某些合金元素而得到的工具鋼。軸承鋼：用來(lái)制造滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈、外圈和滾動(dòng)體的專用鋼。不銹鋼：具有耐大氣、酸、堿、鹽等介質(zhì)腐

2、蝕作用的合金鋼。耐熱鋼：在高溫下具有高的熱化學(xué)穩(wěn)定性和熱強(qiáng)性的特殊性能鋼。3、熱硬性(或稱紅硬性)：鋼在高溫下保持高硬度的能力?；鼗鸱€(wěn)定性：淬火鋼在回火時(shí)抵抗軟化的能力。二次硬化：含W、Mo、V、Cr 等元素的高合金鋼，在回火的冷卻過(guò)程中，殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體 ，淬火鋼的硬度上升的現(xiàn)象。二、填空題1、Ni、Mn、C、N、Cu 等元素能 擴(kuò)大 Fe-Fe3C 相圖的區(qū)，使臨界點(diǎn)A4_上升_，A3_下降_ 。2、W18Cr4V鋼是高速鋼，W的主要作用是提高回火穩(wěn)定性，Cr的主要作用是提高淬透性，V 的主要作用是細(xì)化晶粒，最終熱處理工藝是高溫回火；預(yù)熱的目的是將合金元素全部，高溫淬火的目的是使大量

3、的難溶碳化物溶于奧氏體中，三次回火的目的是減少鋼中的殘余奧氏體。3、含Cr、Mn 的合金結(jié)構(gòu)鋼淬火后在550600回火后，將出現(xiàn)第 二 類回火脆性。4、易切削鋼中常用的附加元素有_P_、_S_、_Pb_、_Ca_，這類元素在鋼中的主要作用是形成夾雜物，降低材料塑性，改善鋼的切削性能。5、對(duì)40Cr 鋼制零件進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理時(shí)，在高溫回火后應(yīng) 水中 冷卻，目的是防止第二類回火脆性。6、以鉛浴等溫處理的冷拉彈簧鋼絲，經(jīng)繞制成彈簧后應(yīng)進(jìn)行去應(yīng)力退火處理，而不需象熱軋彈簧那樣要進(jìn)行 淬火 處理。7、滾動(dòng)軸承鋼預(yù)先熱處理球化退火的目的在于 降低鋼的硬度，以利切削加工，并為零件的最終熱處理作 組織 準(zhǔn)備。8、

4、按化學(xué)成份分類，就含碳量而言，滲碳鋼屬 低碳 鋼，調(diào)質(zhì)鋼屬 中碳 鋼，軸承鋼屬 高碳 鋼。9、以T12 鋼制造的工模具經(jīng)預(yù)先熱處理球化退火后應(yīng)獲得 P+ Fe3C 組織，其組織中的 滲碳體(Fe3C)呈球狀或粒狀。10、高速鋼W18CrV 中合金元素W 的作用是 提高鋼的紅硬性(熱硬性)；Cr 的作用是 提高淬透性；V 的作用是 細(xì)化晶粒。高速鋼的鍛造不僅是為了成型, 而且是為了 改善碳化物 。高速鋼淬火后需經(jīng)550570 三 次回火，回火后其組織由 回火馬氏體(M回)、 細(xì)粒狀碳化物及少量 殘余奧氏體(Ar)構(gòu)成，其性能具有 高硬度、 高耐磨性、 高紅硬性 。11、含W、Mo、V、Cr 等元

5、素的高合金鋼，在回火的冷卻過(guò)程中，殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)?馬氏體 ，淬火鋼的硬度 上升 ，這種現(xiàn)象稱為 二次硬化 。12、簡(jiǎn)述下列合金元素的主要作用： Cr 在40Cr 鋼中主要起 提高淬透性作用；在1Cr13 鋼中主要起 提高耐蝕性作用； Ti 在20CrMnTi 鋼中主要起 細(xì)化晶粒 作用；在1Cr18Ni9Ti 鋼中主要起 提高耐蝕性作用。13、金屬腐蝕一般包括化學(xué) 腐蝕及_電化學(xué)腐蝕，前者受 化學(xué)反應(yīng) 腐蝕，后者受 原電池作用 腐蝕，腐蝕過(guò)程有電流產(chǎn)生。14、根據(jù)組織分類，4Cr13 屬 馬氏體 不銹鋼；Cr17 屬 鐵素體 不銹鋼；0Cr18Ni9Ti屬 奧氏體 不銹鋼。15、提高18-8

6、 型不銹鋼防腐蝕性能的常用熱處理方法有 固溶 處理、 穩(wěn)定化 處理及 去應(yīng)力 處理等三種。16、耐磨鋼ZGMn13 水韌處理后應(yīng)獲得單一的 單一的奧氏體 組織，該組織具有 高沖擊韌性性能，主要用于受 強(qiáng)烈沖擊 磨損的零件。17、二次硬化效應(yīng)產(chǎn)生的原因，一是 回火時(shí)析出碳化物 ，二是 大量的殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。18、紅硬性是指 鋼在高溫下保持高硬度的能力。三、簡(jiǎn)答題1、何謂調(diào)質(zhì)鋼？為什么調(diào)質(zhì)鋼的含碳量均為中碳？合金調(diào)質(zhì)鋼中常含哪些合金元素？它們?cè)谡{(diào)質(zhì)鋼中起什么作用？答：通常把經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后才使用的鋼稱為調(diào)質(zhì)鋼。從碳含量上看，低碳鋼在淬火及低溫回火狀態(tài)雖具有良好的綜合機(jī)械性能，但它的疲勞極限低于

7、中碳鋼，淬透性也不如中碳鋼。高碳鋼雖然強(qiáng)度高，但它的韌性及塑性很低。因此，調(diào)質(zhì)鋼的含碳量均為中碳。合金調(diào)質(zhì)鋼中常含合金元素有鉻、錳、鎳、硅、鉬、鎢、釩、鋁、鈦等。合金調(diào)質(zhì)鋼的主加元素有鉻、錳、鎳、硅等,以增加淬透性。它們?cè)阡撝谐黾哟阃感酝?，還能強(qiáng)化鐵素體,起固溶強(qiáng)化作用。輔加元素有鉬、鎢、釩、鋁、鈦等。鉬、鎢的主要作用是防止或減輕第二類回火脆性，并增加回火穩(wěn)定性；釩、鈦的作用是細(xì)化晶粒；加鋁能加速滲氮過(guò)程。2、W18Cr4V鋼的Ac1約為820，若以一般工具鋼Ac1+30-50常規(guī)方法來(lái)確定淬火加熱溫度，在最終熱處理后能否達(dá)到高速切削刃具所要求的性能？為什么？答：若以一般工具鋼Ac1+30-

8、50常規(guī)方法來(lái)確定W18Cr4V鋼淬火加熱溫度，在最終熱處理后不能達(dá)到高速切削刃具所要求的性能。因?yàn)槿舭闯Ｒ?guī)方法來(lái)確定淬火加熱溫度，則合金碳化物不易溶解，不能滿足在高速切削時(shí)刀具應(yīng)保持紅硬性、高耐磨性的要求。為使奧氏體得到足夠的合金化，必須加熱到遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于Ac1的溫度，既1280左右。3、合金元素Mn、Cr、W、Mo、V、Ti、Zr、Ni對(duì)鋼的C曲線和MS點(diǎn)有何影響？將引起鋼在熱處理、組織和性能方面的什么變化？答：除Co以外，大多數(shù)合金元素都增加奧氏體的穩(wěn)定性，使C曲線右移。非碳化物形成元素Al、Ni、Si、Cu等不改變C曲線的形狀，只使其右移，碳化物形成元素Mn、Cr、Mo、W等除使C曲線右移

9、外，還將C曲線分裂為珠光體轉(zhuǎn)變的貝氏體轉(zhuǎn)變兩個(gè)C曲線，并在此二曲線之間出現(xiàn)一個(gè)過(guò)冷奧氏體的穩(wěn)定區(qū)。除Co、Al外，其他合金元素均使Ms點(diǎn)降低，殘余奧氏體量增多。由于合金元素的加入降低了共析點(diǎn)的碳含量、使C曲線右移, 從而使退火狀態(tài)組織中的珠光體的比例增大, 使珠光體層片距離減小, 這也使鋼的強(qiáng)度增加, 塑性下降。 由于過(guò)冷奧氏體穩(wěn)定性增大, 合金鋼在正火狀態(tài)下可得到層片距離更小的珠光體, 或貝氏體甚至馬氏體組織, 從而強(qiáng)度大為增加。Mn、Cr、Cu的強(qiáng)化作用較大, 而Si、Al、V、Mo等在一般含量(例如一般結(jié)構(gòu)鋼的實(shí)際含量)下影響很小。合金元素都提高鋼的淬透性, 促進(jìn)馬氏體的形成, 使強(qiáng)度大

10、為增加但焊接性能變壞。4、為什么比較重要的大截面的結(jié)構(gòu)零件如重型運(yùn)輸機(jī)械和礦山機(jī)器的軸類，大型發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子等都必須用合金鋼制造？與碳鋼比較，合金鋼有何優(yōu)點(diǎn)？答： 碳鋼制成的零件尺寸不能太大，否則淬不透，出現(xiàn)內(nèi)外性能不均，對(duì)于一些大型的機(jī)械零件，（要求內(nèi)外性能均勻），就不能采用碳鋼制作，比較重要的大截面的結(jié)構(gòu)零件如重型運(yùn)輸機(jī)械和礦山機(jī)器的軸類，大型發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子等都必須用合金鋼制造。 如上所述合金鋼的淬透性高 合金鋼回火抗力高碳鋼淬火后，只有經(jīng)低溫回火才能保持高硬度，若其回火溫度超過(guò)200，其硬度就顯著下降。即回火抗力差，不能在較高的溫度下保持高硬度，因此對(duì)于要求耐磨，切削速度較高，刃部受熱超過(guò)200

11、的刀具就不能采用碳鋼制作而采用合金鋼來(lái)制作。 合金鋼能滿足一些特殊性能的要求如耐熱性、耐腐蝕性、耐低溫性(低溫下高韌性）。5、有甲、乙兩種鋼，同時(shí)加熱至 1150 ，保溫兩小時(shí)，經(jīng)金相顯微組織檢查，甲鋼奧氏體晶粒度為 3 級(jí)，乙鋼為 6 級(jí)。由此能否得出結(jié)論：甲鋼是本質(zhì)粗晶粒鋼，而乙鋼是本質(zhì)細(xì)晶粒鋼？答：不能。本質(zhì)晶粒度是在930±19,保溫38小時(shí)后測(cè)定的奧氏體晶粒大小。本質(zhì)細(xì)晶粒鋼在加熱到臨界點(diǎn)Acl以上直到930晶粒并未顯著長(zhǎng)大。超過(guò)此溫度后,由于阻止晶粒長(zhǎng)大的難溶質(zhì)點(diǎn)消失,晶粒隨即迅速長(zhǎng)大。1150 超過(guò)930，有可能晶粒隨即迅速長(zhǎng)大，所以不能的出結(jié)論甲鋼是本質(zhì)粗晶粒鋼，而乙

12、鋼是本質(zhì)細(xì)晶粒鋼。6、某型號(hào)柴油機(jī)的凸輪軸，要求凸輪表面有高的硬度（HRC>50），而心部具有良好的韌性（Ak>40J），原采用45鋼調(diào)質(zhì)處理再在凸輪表面進(jìn)行高頻淬火，最后低溫回火，現(xiàn)因工廠庫(kù)存的45鋼已用完，只剩15鋼，擬用15鋼代替。試說(shuō)明： 原45鋼各熱處理工序的作用； 改用15鋼后，應(yīng)按原熱處理工序進(jìn)行能否滿足性能要求？為什么？ 改用15鋼后，為達(dá)到所要求的性能，在心部強(qiáng)度足夠的前提下采用何種熱處理工藝？答： 正火處理可細(xì)化組織，調(diào)整硬度，改善切削加工性；調(diào)質(zhì)處理可獲得高的綜合機(jī)械性能和疲勞強(qiáng)度；局部表面淬火及低溫回火可獲得局部高硬度和耐磨性。 不能。改用15鋼后按原熱處理

13、工序會(huì)造成心部較軟，表面硬，會(huì)造成表面脫落。 滲碳。7、選擇下列零件的熱處理方法，并編寫簡(jiǎn)明的工藝路線（各零件均選用鍛造毛坯，并且鋼材具有足夠的淬透性）： 某機(jī)床變速箱齒輪（模數(shù)m=4），要求齒面耐磨，心部強(qiáng)度和韌性要求不高，材料選用45鋼； 某機(jī)床主軸，要求有良好的綜合機(jī)械性能，軸徑部分要求耐磨（5055HRC），材料選用45鋼； 鏜床鏜桿，在重載荷下工作，精度要求極高，并在滑動(dòng)軸承中運(yùn)轉(zhuǎn)，要求鏜桿表面有極高的硬度，心部有較高的綜合機(jī)械性能，材料選用38CrMoALA。答： 下料鍛造正火粗加工精加工局部表面淬火+低溫回火精磨成品 下料鍛造正火粗加工調(diào)質(zhì)精加工局部表面淬火+低溫回火精磨成品 下

14、料鍛造退火粗加工調(diào)質(zhì)精加工氮化研磨成品8、擬用T10制造形狀簡(jiǎn)單的車刀，工藝路線為：鍛造熱處理機(jī)加工熱處理磨加工 試寫出各熱處理工序的名稱并指出各熱處理工序的作用； 指出最終熱處理后的顯微組織及大致硬度； 制定最終熱處理工藝規(guī)定（溫度、冷卻介質(zhì)）答： 工藝路線為：鍛造球化退火機(jī)加工淬火后低溫回火磨加工。球化退火處理使碳化物球化，消除應(yīng)力，調(diào)整硬度，改善切削加工性，為淬火做組織準(zhǔn)備組織；淬火及低溫回火可獲得高硬度和耐磨性以及去除內(nèi)應(yīng)力。 終熱處理后的顯微組織為回火馬氏體，大致的硬度60HRC。 T10車刀的淬火溫度為780左右，冷卻介質(zhì)為水；回火溫度為150250。9、車床主軸要求軸頸部位的硬度

15、為5658HRC，其余處為2024HRC，其加工工藝路線為：鍛造正火機(jī)加工軸頸表面淬火+低溫回火磨加工，請(qǐng)指出：(1)主軸應(yīng)選用何種材料?(2)正火、表面淬火及低溫回火的目的和大致工藝；(3)軸頸表面處的組織和其余部位的組織。答： 選用40Cr調(diào)質(zhì)鋼 正火的目的：改善鍛造組織，消除缺陷，細(xì)化晶粒；調(diào)整硬度、便于切削加工。 正火工藝：淬火溫度850°C空冷 表面淬火+低溫回火的目的：獲得回火M組織，提高耐磨性能。 表面淬火+低溫回火工藝：淬火溫度850°C油冷，回火溫度170°C 軸頸表面處的組織為回火M。其余部位的組織為索氏體S。10、現(xiàn)有低碳鋼和中碳鋼齒輪各一個(gè)

16、，為了使齒面具有高的硬度和耐磨性，試問(wèn)各進(jìn)行何種熱處理?并比較它們經(jīng)熱處理后在組織和性能上有何不同?答：低碳鋼進(jìn)行的熱處理工藝：滲碳直接淬火+低溫回火 表面組織為：回火M+碳化物 中碳鋼進(jìn)行的熱處理工藝：調(diào)質(zhì)處理+表面淬火+低溫回火 組織為：回火M11、請(qǐng)為下列鋼號(hào)選擇合適的用途及最終熱處理：20、45、65Mn、T12A、20CrMnTi、40Cr、Q235、Q345、HT300、KTH350-10、QT600-3、Y40Mn、Crl2MoV、GCrl5、ZGMnl3-4、9SiCr、3Crl3、5CrNiMo、W18Cr4V、1 Crl8Ni9Ti、60Si2Mn。供選用實(shí)例：機(jī)床床身、縫

17、紉機(jī)零件、柴油機(jī)曲軸、汽車差速器殼、坦克履帶、機(jī)床主軸、銼刀、機(jī)車齒輪、汽車傳動(dòng)軸、橋梁、絲錐、銑刀、小型彈簧、冷沖壓件、汽車板簧、滾動(dòng)軸承的滾動(dòng)體、鋼筋、螺紋搓絲板、熱鍛模、加熱爐管、醫(yī)療器械。解答： 20鋼： 制作冷沖壓件 無(wú)需熱處理45鋼： 制作機(jī)床主軸 最終熱處理：淬火+高溫回火65Mn鋼： 制作小型彈簧 最終熱處理：淬火+中溫回火T12A鋼： 制作銼刀 最終熱處理：淬火+低溫回火20CrMnTi鋼：制作機(jī)車齒輪 最終熱處理：滲碳直接淬火+低溫回火40Cr鋼： 制作汽車傳動(dòng)軸 最終熱處理：淬火+高溫回火Q235鋼： 制作鋼筋 無(wú)需熱處理Q345鋼： 制作橋梁 無(wú)需熱處理HT300鑄鐵：

18、 制作機(jī)床床身 無(wú)需熱處理KTH350-10鑄鐵：制作汽車差速器殼 無(wú)需熱處理QT600-3鑄鐵：制作柴油機(jī)曲軸 調(diào)質(zhì)處理Y40Mn鋼Crl2MoV鋼：制作螺紋搓絲板 最終熱處理：一次硬化法 淬火+低溫回火二次硬化法 淬火+高溫回火GCrl5鋼：制作滾動(dòng)軸承的滾動(dòng)體 最終熱處理：淬火+低溫回火ZGMnl3-4鑄鋼：制作坦克履帶 最終熱處理：水韌處理(1100°C水淬) 9SiCr鋼：制作絲錐 最終熱處理：淬火+低溫回火3Crl3鋼：制作醫(yī)療器械 最終熱處理：淬火+低溫回火5CrNiMo鋼：制作熱鍛模 最終熱處理：淬火+高溫回火W18Cr4V鋼：制作銑刀 最終熱處理：淬火+三次高溫回火

19、1 Crl8Ni9Ti鋼：制作加熱爐管 最終熱處理：固溶處理(9201150°C水冷)60Si2Mn鋼：制作汽車板簧 最終熱處理：淬火+中溫回火12、表面淬火的目的是什么？常用的表面淬火方法有哪幾種？比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用范圍。并說(shuō)明表面淬火前應(yīng)采用何種預(yù)先熱處理。答：表面淬火的目的是使工件表層得到強(qiáng)化，使它具有較高的強(qiáng)度，硬度，耐磨性及疲勞極限，而心部為了能承受沖擊載荷的作用，仍應(yīng)保持足夠的塑性與韌性。常用的表面淬火方法有： 感應(yīng)加熱表面淬火； 火焰加熱表面淬火。感應(yīng)加熱表面淬火是把工件放入有空心銅管繞成的感應(yīng)器（線圈）內(nèi)，當(dāng)線圈通入交變電流后，立即產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，在工件內(nèi)形成“渦流

20、”，表層迅速被加熱到淬火溫度時(shí)而心部仍接近室溫，在立即噴水冷卻后，就達(dá)到表面淬火的目的。火焰加熱表面淬火是以高溫火焰為熱源的一種表面淬火法。將工件快速加熱到淬火溫度，在隨后噴水冷卻后，獲得所需的表層硬度和淬硬層硬度。感應(yīng)加熱表面淬火與火焰加熱淬火相比較有如下特點(diǎn): 感應(yīng)加熱速度極快,只要幾秒到幾十秒的時(shí)間就可以把工件加熱至淬火溫度,:而且淬火加熱溫度高(AC3以上80150)。 因加熱時(shí)間短,奧氏體晶粒細(xì)小而均勻,淬火后可在表面層獲得極細(xì)馬氏體,使工件表面層較一般淬火硬度高23HRC,且脆性較低。 感應(yīng)加熱表面淬火后,淬硬層中存在很大殘余壓應(yīng)力,有效地提高了工件的疲勞強(qiáng),且變形小,不易氧化與脫

21、碳。 生產(chǎn)率高,便于機(jī)械化、自動(dòng)化,適宜于大批量生產(chǎn)。但感應(yīng)加熱設(shè)備比火焰加熱淬火費(fèi)用較貴,維修調(diào)整比較困難,形狀復(fù)雜的線圈不易制造表面淬火前應(yīng)采用退火或正火預(yù)先熱處理。13、化學(xué)熱處理包括哪幾個(gè)基本過(guò)程？常用的化學(xué)熱處理方法有哪幾種？答：化學(xué)熱處理是把鋼制工件放置于某種介質(zhì)中，通過(guò)加熱和保溫，使化學(xué)介質(zhì)中某些元素滲入到工件表層，從而改變表層的化學(xué)成分，使心部與表層具有不同的組織與機(jī)械性能。化學(xué)熱處理的過(guò)程： 分解：化學(xué)介質(zhì)要首先分解出具有活性的原子； 吸收：工件表面吸收活性原子而形成固溶體或化合物； 擴(kuò)散：被工件吸收的活性原子，從表面想內(nèi)擴(kuò)散形成一定厚度的擴(kuò)散層。常用的化學(xué)熱處理方法有：滲碳

22、、氮化、碳氮共滲、氮碳共滲。14、試說(shuō)明表面淬火、滲碳、氮化熱處理工藝在用鋼、性能、應(yīng)用范圍等方面的差別。答：表面淬火一般適用于中碳鋼（0.40.5%C）和中碳低合金鋼（40Cr、40MnB等），也可用于高碳工具鋼，低合金工具鋼（如T8、9Mn2V、GCr15等）。以及球墨鑄鐵等。它是利用快速加熱使鋼件表面奧氏體化，而中心尚處于較低溫度即迅速予以冷卻，表層被淬硬為馬氏體，而中心仍保持原來(lái)的退火、正火或調(diào)質(zhì)狀態(tài)的組織。應(yīng)用范圍：（1）高頻感應(yīng)加熱表面淬火應(yīng)用于中小模數(shù)齒輪、小型軸的表面淬火。（2）中頻感應(yīng)加熱表面淬火主要用于承受較大載荷和磨損的零件,例如大模數(shù)齒輪、尺寸較大的曲軸和凸輪軸等。(3

23、)工頻感應(yīng)加熱表面淬火工頻感應(yīng)加熱主要用于大直徑鋼材穿透加熱和要求淬硬深度深的大直徑零件,例如火車車輪、軋轆等的表面淬火。滲碳鋼都是含0.150.25%的低碳鋼和低碳合金鋼,如20、20Cr、20CrMnTi、20SiMnVB等。滲碳層深度一般都在0.52.5mm。鋼滲碳后表面層的碳量可達(dá)到0.81.1%C范圍。滲碳件滲碳后緩冷到室溫的組織接近于鐵碳相圖所反映的平衡組織，從表層到心部依次是過(guò)共析組織，共析組織，亞共析過(guò)渡層，心部原始組織。滲碳主要用于表面受嚴(yán)重磨損，并在較大的沖載荷下工作的零件（受較大接觸應(yīng)力）如齒輪、軸類、套角等。氮化用鋼通常是含Al、Cr、Mo等合金元素的鋼，如38CrMo

24、AlA是一種比較典型的氮化鋼，此外還有35CrMo、18CrNiW等也經(jīng)常作為氮化鋼。與滲碳相比、氮化工件具有以下特點(diǎn)： 氮化前需經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，以便使心部組織具有較高的強(qiáng)度和韌性。 表面硬度可達(dá)HRC6572，具有較高的耐磨性。 氮化表面形成致密氮化物組成的連續(xù)薄膜，具有一定的耐腐蝕性。 氮化處理溫度低，滲氮后不需再進(jìn)行其它熱處理。氮化處理適用于耐磨性和精度都要求較高的零件或要求抗熱、抗蝕的耐磨件。如：發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸、排氣閥、高精度傳動(dòng)齒輪等。15、要制造齒輪、連桿、熱鍛模具、彈簧、冷沖壓模具、滾動(dòng)軸承、車刀、銼刀、機(jī)床床身等零件，試從下列牌號(hào)中分別選出合適的材料并敘述所選材料的名稱、成分、熱處理

25、工藝和零件制成后的最終組織。T10 65Mn HT300 W6Mo5Cr4V2 GCr15Mo 40Cr 20CrMnTi Cr12MoV 5CrMnMo答：齒輪：20CrMnTi滲碳鋼；C%=0.2%,Cr,Mn,Ti<1.5%；滲碳淬火低溫回火；組織為回火馬氏體。連桿：40Cr調(diào)質(zhì)鋼；C%=0.4%,Cr<1.5%；調(diào)質(zhì)處理（淬火高溫回火）；組織為回火索氏體。彈簧：65Mn彈簧鋼；C%=0.65%,Mn<1.5%；淬火中溫回火；組織為回火托氏體。冷沖壓模具：Cr12MoV冷變形模具鋼；C%>1%,Cr=12%,Mo,V<1.5%；淬火低溫回火；組織為回火馬氏體

26、。滾動(dòng)軸承：GCr15Mo軸承鋼；C%1%,Cr=1.5%,Mo<1.5%；球化退火淬火低溫回火；組織為回火馬氏體。車刀：W6Mo5Cr4V2高速鋼；W%=6%,Mo%=5%,Cr%=4%,V%=2%；淬火560三次回火；組織為回火馬氏體碳化物。銼刀：T10碳素工具鋼；C%1%；淬火低溫回火；組織為回火馬氏體碳化物。熱鍛模具：5CrMnMo熱變形模具鋼；C%=0.5%,Cr,Mn,Mo<1.5%；淬火高溫回火；組織為回火索氏體。機(jī)床床身：HT300灰口鐵；無(wú)需熱處理。16、淬火鋼為什么要進(jìn)行回火處理？ 答：淬火鋼不經(jīng)回火一般不能直接使用。回火是為了降低脆性，減少或消除內(nèi)應(yīng)力，防止工

27、件變形和開(kāi)裂；獲得工藝所要求的力學(xué)性能；穩(wěn)定工件尺寸；對(duì)某些高淬透性的合金鋼，高溫回火可降低硬度，以利切削加工。17、 選材設(shè)計(jì)一個(gè)車床主軸。要求：該主軸受交變彎曲和扭轉(zhuǎn)的復(fù)合應(yīng)力，載荷和轉(zhuǎn)速均不高，沖擊載荷也不大，請(qǐng)選材（45鋼、T8、20CrMnTi）并設(shè)計(jì)熱處理工序。答：選擇45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。加工路線為：正火調(diào)質(zhì)高頻淬火及低溫回火 18、識(shí)別下列各鋼的種類,并指明有下劃線的數(shù)字和符號(hào)的含義：65Mn 1Cr18Ni9Ti GCr15 T10 20CrMnTi9SiCr W18Cr4V ZG15答：65Mn彈簧鋼，1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼 碳含量<0.1%，9%的鎳， GC

28、r15 滾動(dòng)軸承鋼 1.5%鉻T10 碳素工具鋼 ，T工具（英文）20CrMnTi合金滲碳鋼0.2%的碳, 9SiCr 低合金刃具鋼0.9的碳， W18Cr4V 高速鋼 18%鎢 ZG15 鑄鋼ZG鑄鋼（拼音）19、將5mm的T8鋼加熱至760并保溫，后經(jīng)不同冷卻方式得到：P、S、B下、B下M少量殘余A、M少量殘余A。在C曲線上描寫工藝曲線示意圖。答：退火（或隨爐冷）時(shí)獲得P，正火（或空冷）時(shí)獲得S，等溫淬火獲得B下；等溫淬火B(yǎng)下轉(zhuǎn)變未完成，隨后淬入水中獲得B下M少量殘余A，淬火（水冷）獲得M少量殘余A。圖(略)20、有Q235AF 、65 ,20CrMnTi,60Si2Mn,T12,ZG45

29、,W18Cr4V等鋼材，請(qǐng)選擇一種鋼材制作汽車變速箱齒輪（高速重載受沖擊），并寫出工藝路線，說(shuō)明各熱處理工序的作用。答：選20CrMnTi加工路線：下料鍛造正火機(jī)械加工滲碳淬火低溫回火 噴丸磨齒 正火為預(yù)備熱處理為進(jìn)一步機(jī)械加工和熱處理作組織上的準(zhǔn)備。 滲碳、淬火、低溫回火為最終熱處理，為得到表硬（高碳M）里韌（低碳M）的組織性能特點(diǎn)。 四、選擇題1、現(xiàn)需要制造直徑25mm的連桿，要求整個(gè)截面上具有良好的綜合力學(xué)性能，應(yīng)采用( A )。A、40Cr鋼調(diào)質(zhì) B、45鋼正火C、60Si2Mn鋼淬火+中溫回火 D、20Cr滲碳+淬火+低溫回火。2、欲制作耐酸容器，選用材料及相應(yīng)熱處理工藝應(yīng)為( C )。A、W18Cr4V固溶處理 B、1Crl8Ni9Ti穩(wěn)定化處理C、1Crl8Ni9Ti固溶處理 D、1Crl7固溶處理3、制造銼刀、模具時(shí)，應(yīng)選用的材料及熱處理工藝是( B )A、45鋼，淬火+高溫回火 B、T12鋼，淬火+低溫回火C、T8鋼，淬火+高溫回火 D、T12鋼，淬火4、機(jī)床主軸要求具有良好的綜合力學(xué)性能，制造時(shí)，應(yīng)選用的材料及熱處