金屬材料及熱處理

1、本次作業(yè)是本門課程本學期的第3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 .將鋼加熱到臨界溫度以上或其它一定溫度，保溫一定時問，然后緩慢地冷卻到室溫，這一熱處理工藝稱為()。?(D)?退火2 .對形狀復雜，截面變化大的零件進行淬火時，應選用()。?(A)?高淬透性鋼3 .貝氏體是鋼經(jīng)()處理后獲得的組織。?(A)?等溫淬火4 .鋼的回火處理是在()。?(C)?淬火后進行5 .零件滲碳后，一般需經(jīng)過()才能達到表面硬度高而且耐磨的目的。?(A)?低溫回火6 .鋼經(jīng)表面淬火后，將獲得()。?(D)?一定深度的馬氏體7 .淬硬性好的鋼必須具備()?(B)?高的含碳量8 .完

2、全退火主要適用于()。?(A)?亞共析鋼9 .()主要用于各種彈簧淬火后的處理?(B)?中溫回火10 .T10在鍛后緩冷，隨即又采用正火處理的目的是（?（B）?碎化網(wǎng)狀的二次滲碳體，為球化退火作組織準備11 .擴散退火的主要目的是（）。?（A）?消除和改善晶內(nèi)偏析12 .若合金元素能使過冷奧氏體冷卻C曲線右移，鋼的淬透性將（）。?（B）?提高13 .機械制造中，T10鋼常用來制造（）。?（B）?刀具14 .合金滲碳鋼中的（）合金元素可起到細化晶粒的作用。?（B）?Ti15 .（）熱軋空冷即可使用。?（D）?低合金高強度鋼二、判斷題（判斷正誤，共10道小題）16 .?珠光體是由鐵素體和滲碳體組成

3、的。（）正確答案：說法正確17 .?亞共析鋼室溫下的平衡組織是鐵素體和珠光體。（）正確答案：說法正確18 .?亞共析鋼室溫下的平衡組織是鐵素體和珠光體。（）正確答案：說法正確19 .?過共析鋼室溫下的平衡組織是奧氏體和一次滲碳體。（）正確答案：說法錯誤20 .?白口鑄鐵很硬但幾乎無塑性。（）正確答案：說法正確21 .?室溫平衡狀態(tài)的鐵碳二元合金都是由F、Fe3C兩個基本相組成，含碳量不同，只是這兩個相的數(shù)量、形態(tài)和分布不同而已。（）正確答案：說法正確22 .?鋼的熱處理后的最終性能，主要取決于該鋼的化學成分。（）正確答案：說法錯誤23 .?碳鋼在室溫下的相組成物是鐵素體和滲碳體。（）正確答案：

4、說法正確24 .?鋼的熱處理是通過加熱，保溫和冷卻，以改變鋼的形狀，尺寸，從而改善鋼的性能的一種工藝方法。正確答案：說法錯誤25 .?調(diào)質(zhì)鋼經(jīng)淬火和高溫回火后的組織是回火索氏體。（）正確答案：說法正確三、主觀題（共20道小題）26 .?試述石墨形態(tài)對鑄鐵性能的影響，與鋼相比鑄鐵有哪些優(yōu)缺點？參考答案：答：常用鑄鐵的組織是由鋼的基體組織與石墨組成，由于石墨的強度和韌性極低，石墨相當于鋼基體上的裂紋或空洞，減少基體有效截面積，割裂基體并引起應力集中。常用鑄鐵中的石墨形態(tài)可分為，片狀石墨、球狀石墨、蠕蟲狀石墨和團絮狀石墨，分別對應于灰口鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵和可鍛鑄鐵。其中由于片狀石墨引起嚴重應力

5、集中，灰口鑄鐵的塑性和韌性低、強度不高（經(jīng)變質(zhì)處理后，石墨片細化，強度可提高）；而球狀石墨的作用最輕，引起的應力集中最小，球墨鑄鐵不僅強度提高，塑性和韌性也獲得改善；團絮狀和蠕蟲狀石墨形態(tài)介于片狀和球狀石墨之間，其性能（強度、塑性和韌性）也介于灰口鑄鐵和球墨鑄鐵之問。與鋼相比鑄鐵有良好的吸振性能，良好的耐磨減摩性能，良好的易切削性，較低的缺口敏感性。27 .?試辨析以下金屬材料牌號Q215、08F、T10、ZG25、KT300-06、QT400-18、20Cr、GCr15、60Si2Mn、5CrMnMo、1Cr18Ni9Ti:（1）說明材料的類別；（2）說明牌號中下劃線部分的意義。參考答案：答

6、：Q215:普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，215屈服強度08F：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，F(xiàn)沸騰鋼T10:碳素工具鋼，10含碳量1.0%ZG25:25號鑄鋼，ZG鑄鋼KT300-06:可鍛鑄鐵，KT可鍛鑄鐵QT400-18:球墨鑄鐵，400最低抗拉強度20Cr:合金滲碳鋼，20含碳量0.2%GCr坦：滾珠軸承鋼，15Cr含量中間值1.5%60Si2Mn:合金彈簧鋼，60含碳量中間值0.6%5CrMnMo:合金模具鋼，5含碳量中間值0.5%Cr18Ni9Ti:奧氏體不銹鋼，1含碳量中間值0.1%28.?LF21、LY10、LY12、LC4、LD5、ZL105各屬于何種鋁合金？分析它們的性能特點，強化方法及用途（請各舉一

7、例）。參考答案：類別性能特點強化方法用途（一例）LF21人類：及形鋁行金小類：防銹鋁合金強度低、塑性好、易于壓力加工，具有良好的抗腐蝕性能和焊接性能形變強化（/、可熱處理）制造承受低載荷的深拉伸零件、焊接件和在腐蝕介質(zhì)中工作的零件，如航空油箱、油管、冷沖壓件、怫釘及受力小的零件。LY10,LY12人類：及形鋁行金小類：硬鋁合金強度和耐熱性能均好，但耐蝕性不如純鋁和防銹鋁合金。常用包鋁方法提圖硬鋁制品在海洋和潮濕人氣熱處理強化該類合金廣泛應用于各種構(gòu)件和怫釘材料。LY10怫釘用合金，有較高的剪切強度，怫接過程不受熱處理時間的限制，但耐腐性不好。LY12（高強度硬鋁）主要用于飛機結(jié)構(gòu)、怫中的耐蝕性

8、。釘、導彈構(gòu)件、卡車輪轂、螺旋槳元件及其他結(jié)構(gòu)件，LC4人類：及形鋁行金小類：超硬鋁合金強度戢高的鋁合金，比強度更局，缺點是抗蝕性差，抗應力腐蝕性差。熱處理強化用於制造承力構(gòu)件和高載荷零件。用于制作飛機的蒙皮、螺釘、承力構(gòu)件、大梁桁條、隔框和翼肋等。LD5人類：及形鋁行金小類：鍛鋁合金具有良好的熱塑性及耐蝕性。淬火時效后均可提高強度。熱處理強化用於制造形狀復雜和中等強度的鍛件和沖壓件等，主要用于飛機結(jié)構(gòu)件上。ZL105大類：鑄造鋁合金小類：Al-Si合金具有良好的鑄造性能，適于鑄造，但/、適于壓力加工。足夠的強度，而且密度小。熱處理強化用得最廣的鑄造鋁合金，一般用于制作質(zhì)輕、耐蝕、形狀復雜及有

9、一定機械性能的零件。29.?鋁合金淬火和時效的目的是什么?參考答案：答：鋁合金淬火（固溶處理一一加熱后快速冷卻）的目的是為了獲得過飽和的固溶體時效（經(jīng)長時間室溫停留或加熱至100-200C一定時間保溫）后，在母相固溶體的一定晶面上出現(xiàn)一個原子層厚度的銅或其它原子的偏聚區(qū)，偏聚區(qū)邊緣發(fā)生晶格畸變，阻礙位錯運動，因而目的是為了提高合金的強度、硬度。30. ?軸承合金的組織有什么特點？為什么？參考答案：答：軸承合金的組織是在軟基體（硬基體）上分布著硬質(zhì)點（軟質(zhì)點），軟基體（軟質(zhì)點）被磨損而凹陷，保持潤滑油；硬質(zhì)點（硬基體）耐磨而相對凸起，支持軸的壓力并使軸與軸瓦接觸面積減小；從而使軸與軸瓦接觸面積減

10、小保證近乎理想的摩擦條件和極低的摩擦系數(shù)。31. ?試依據(jù)軸類零件的工作條件和失效形式，分析該類零件主要要求哪些性能參考答案：工作條件（傳動）？失效形式？性能要求？卜父扭轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)彎曲應力？疲勞斷裂？較圖疲力抗力油頸摩擦？磨損？軸頸耐磨性沖擊？過載或沖擊斷裂？較圖強度與較好切、塑性配合32.?試說明哪些鋼材適用于軸類零件的選材要求，并指出其熱處理工藝參考答案：由度,荷中擊善損？鋼種類別？熱處理工藝?大？中碳鋼？調(diào)質(zhì)處理（淬火+高溫回火）+表面淬火+低溫回火？合金調(diào)質(zhì)鋼？合金滲碳鋼？調(diào)質(zhì)處理（淬火+高溫回火）+表面淬火+低溫回火滲碳+淬火+低溫回火？33.?試依據(jù)齒輪類零件的工作條件和失效形式，分

11、析該類零件主要要求哪些性能。參考答案：工作條件？失效形式？性能要求？齒根父變彎曲應力?疲勞斷裂？局彎曲疲勞強度？齒面接觸壓應力、滑動摩擦？表面損傷？局接觸疲勞強度和耐磨性？輪齒沖擊、應力？過載及形、斷裂？較圖強度及沖擊韌性？34.?試說明哪些鋼材適用于齒輪類零件的選材要求，并指出其熱處理工藝參考答案：速度、載中擊大鋼種類別？熱處理工藝?中碳鋼？調(diào)質(zhì)處理（淬火+高溫回火）+表面淬火+低溫回火？合金調(diào)質(zhì)鋼？調(diào)質(zhì)處理（淬火+高溫回火）+表面淬火+低溫回火？合金滲碳鋼？滲碳+淬火+低溫回火？35.?已知某內(nèi)燃機主動牽引齒輪由20CrMnTi制造，請（1）設計熱處理工藝路線，（2）分析使用態(tài)組織參考答案

12、：答：1）900-950C滲碳一820850c油淬一180-200C低溫回火2）使用態(tài)組織：心部一一M（低碳）；表面一一M'（高碳）+A'+K36. ?已知某小轎車半軸由40Cr制造，請設計熱處理工藝路線并指出最終熱處理工序的作用。參考答案：答：熱處理工藝路線：正火一一調(diào)質(zhì)處理（淬火+高溫回火）一一（軸頸）表面淬火+低溫回火最終熱處理工序的作用：調(diào)質(zhì)處理一一獲得具有良好綜合機械性能的S'組織；（軸頸）表面淬火+最溫回火軸頸表面獲得M以提高耐磨損性。37. ?請在45、65、T8鋼中為某機床主軸選材，并（1）設計最終熱處理工序并說明其作用，（2）指出使用態(tài)組織。參考答案：

13、答：選材45最終熱處理工序：調(diào)質(zhì)處理（淬火+高溫回火）一一（軸頸）表面淬火+低溫回火最終熱處理工序的作用：調(diào)質(zhì)處理一一獲得具有良好綜合機械性能的S'組織；（軸頸）表面淬火+高溫回火軸頸表面獲得M'以提高耐磨損性。使用態(tài)組織：S'+表面M'38. ?在20Cr、9SiCr、GCr15中選擇一種鋼材制作汽車變速箱齒輪（高速中載受沖擊），并寫出熱處理工藝路線，說明各熱處理工序的作用。參考答案：高：選才¥20Cr工藝路線：900-950C滲碳-820850c油淬-180-200C低溫回火各熱處理工序的作用：滲碳一一表面高碳而心部維持低碳成分；淬火+低溫回火心部形成低碳M'具有較好強韌性；表面形成M'（高碳）+A'+K具有高硬度、耐磨損。39. ?結(jié)構(gòu)材料：參考答案：以力學性能為主要性能要求的工程材料。40. ?功能材料：參考答案：以物理、化學性能為主要性能要求的工程材料。41. ?剛度：參考答案：材料在受力時，抵抗彈性變形的能力。42.