《 机械工程材料 》复习题答案

《机械工程材料》复习题答案
一：名词解释
1．晶胞：完全反应晶格几何特征的最小单元。

2．固溶体：组元通过溶解形成一种成分和性能均匀的，且结构与组元之一（溶剂）相同的固相。

3．回复：变形后的金属在较低温度进行加热，会发生回复过程。

由于加热温度不高, 只是晶粒内部位错、空位、间隙原子等缺陷通过移动、复合消失而大大减少。

此时光学组织未发生改变。

4．奥氏体的本质晶粒度：奥氏体晶粒长大的倾向性。

钢加热到930℃±10℃、
保温8小时、冷却后测得的晶粒度叫本质晶粒度。

5．淬火临界冷却速度：获得全部马氏体的最小速度。

6．金属间化合物：组元相互作用形成的具有金属特性的化合物。

7．加工硬化：金属经过塑性变形后塑韧性下降，强硬度上升的现象。

8．相：合金中具有同一聚集状态、同一结构、同一性能，并与其它部分有界面相隔的均匀组成部分。

9．淬透性：在规定的条件下，获得淬硬层深度大小的能力。

10．石墨化：铸铁中石墨的形成过程。

11．过冷度：理想结晶温度与实际结晶温度的差值。

12．变质处理：向液体中加入固态元素或化合物作为非均质形核的核心，从而提高了形核率，细化了晶粒。

13．再结晶：当变形金属加热到某一温度，破碎拉长的晶粒长大为等轴晶粒。

4．马氏体：C在α－Fe中形成的过饱和间隙固溶体。

5．球化退火：过共析钢加热到不完全奥氏体化退火，使渗碳体由片状转为球状，提高了塑性和切削加工能力。

1．多晶型性：具有两种或两种以上的晶体结构。

2．合金：一种金属元素同另一种或几种其它元素, 通过熔化或其它方法结合在一起所形成的具有金属特性的物质。

3．回复：变形后金属加热温度比较低，只有点线缺陷的迁移与恢复，加工硬化保留，内应力下降，光学组织未发生改变前的变化。

4．珠光体：共析反应的产物，为铁素体和渗碳体的两相机械混合物。

5．二次硬化：Mo、W、V等含量较高的高合金钢回火时, 在温度(一般为550℃左右) 析出特殊碳化物使硬度达到峰值。

二：填空（共20小题，每空1分，共35分）
1. 绝大多数金属具有体心立方、面心立方、和密排立方三种类型，α－Fe是体心立方类型，其实际原子数为 2 。

2．晶体缺陷有点缺陷、线缺陷、和面缺陷。

3．固溶体按溶质原子在晶格位置分为置换固溶体、间隙固溶体。

4．铸造时常选用接近共晶成分（接近共晶成分、单相固溶体）的合金。

5．金属的塑性变形对金属的组织与性能的影响晶粒沿变形方向拉长，性能趋于
各向异性、晶粒破碎，位错密度增加，产生加工硬化、织构现象的产生。

6．用下述三种方法制成齿轮， C 种方法较为理想。

（A）用厚钢板切出圆饼，再加工成齿轮；
（B）由粗钢棒切下圆饼，再加工成齿轮；
（C）由圆棒锻成圆饼，再加工成齿轮。

7.金属铸件否（能、否）通过再结晶退火来细化晶粒。

8．疲劳断裂的特点有应力低于抗拉极限也会脆断、断口呈粗糙带和光滑带、塑性很好的材料也会脆断。

9．钢中含硫量过高的最大危害是造成热脆。

10．珠光体类型的组织有粗珠光体、索氏体、屈氏体。

11．正火和退火的主要区别是退火获得平衡组织；正火获得珠光体组织。

12. 淬火发生变形和开裂的原因是淬火后造成很大的热应力和组织应力。

13. 甲、乙两厂生产同一批零件，材料均选用45钢，甲厂采用正火，乙厂采用调质，都达到硬度要求。

甲、乙两厂产品的组织各是铁素体＋珠光体、回火索氏体。

14．40Cr，GCr15，20CrMo，60Si2Mn中适合制造轴类零件的钢为 40Cr 。

15．齿轮氮化后否（能、否）进行切削加工。

16．用T12钢制造车刀，在切削加工前进行的预备热处理为正火、
球化退火。

17．量具钢加工工艺中，在切削加工之后淬火处理之前可能的热处理工序为调质（退火、调质、回火）。

18．耐磨钢的耐磨原理是加工硬化。

19．灰口铸铁铸件薄壁处出现白口组织，造成切削加工困难采取的热处理措施为高温退火。

20．在牌号HT100、KT30-6、QT40-7中属于球墨铸铁的是QT40-7。

21．纯铁的多晶型转变是α-Fe→γ-Fe→δ-Fe 。

22．面心立方晶胞中实际原子数为 4 。

23．在立方晶格中，如果晶面指数和晶向指数的数值相同时，那么该晶面与晶向间存在着晶面与晶向相互垂直关系。

24．过冷度与冷却速度的关系为冷却速度越大过冷度越大。

25．固溶体按溶质原子在晶格中位置可分为间隙固溶体、置换固溶体。

26．金属单晶体滑移的特点是滑移只能在切应力下发生、滑移总是沿原子密度最大的晶面和晶向进行、滑移时必伴随着晶体向外力方向转动。

27．热加工对金属组织和性能的影响有消除金属铸态组织的缺陷、改变内部夹杂物的形态与分布。

28．金属磨损的方式有粘着磨损、磨粒磨损、腐蚀磨损。

29．常见的普通热处理有退火、正火、淬火、回火。

30．贝氏体类型的组织有上贝氏体、下贝氏体。

31．钢获得马氏体的条件是奥氏体化、冷却速度大于临界冷却速度。

32．钢经调质处理后获得的组织是回火索氏体。

33．合金元素Cr、Mo、V对C曲线的影响C曲线右移并变为双C形。

34．40Cr，GCr15，20CrMo，60Si2Mn中适合制造弹簧零件的钢为 60Si2Mn 。

35．渗碳钢二次淬火（直接淬火，一次淬火，二次淬火）后性能最好。

36．金属腐蚀失效形式有化学腐蚀、电化学腐蚀。

37．W18Cr4V中W的主要作用是细化晶粒、阻碍马氏体分解、二次硬化，Cr 的主要作用是提高淬透性，V的主要作用是提高耐磨性、细化晶粒、二次硬化。

38．为了消除奥氏体不锈钢的晶间腐蚀采取的措施有固溶处理、稳定化处理。

39．影响铸铁石墨化的因素是化学成分和冷却速度。

41. 常用测定硬度的方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度测试法。

42. 金属材料的力学性能主要包括强度、硬度、弹性、塑性等；强度的主要判据有屈服强度和抗拉强度，强度和塑性可以用拉伸试验来测定；压入法测量方法简便、不破坏试样，并且能综合反映其它性能，在生产中最常用。

43. 铁碳合金在室温下平衡组织组成物的基本相是铁素体和渗碳体，随着碳的质量分数的增加，渗碳体相的相对量增多，铁素体相的相对量却减少。

44. 珠光体是一种复相组织，它由铁素体和渗碳体按一定比例组成。

珠光体用符号P表示。

45. 铁碳合金中，共析钢的w
=0.77%,室温平衡组织为珠光体；亚共析钢的
c
=0.0218%-0.77%，室温平衡组织为铁素体和珠光体；过共析钢的w
c
w
=0.77%-2.11%,室温平衡组织为珠光体和二次渗碳体。

c
46. 铁碳合金结晶过程中，从液体中析出的渗碳体称为一次渗碳体；从奥氏体中析出的渗碳体称为二次渗碳体；从铁素体中析出的渗碳体称为三次渗碳体。

47. 低碳钢的碳质量分数范围是：Wc≤0.25%、中碳钢：Wc=0.25%-0.6%、高碳钢：Wc>0.6%。

48. 金属的晶粒越细，强度、硬度越高，塑性、韧性越好。

实际生产中可通过增加过冷度、变质处理和附加振动来细化晶粒。

49. 常用金属中，γ-Fe、Al、Cu 等金属具有面心立方晶格，α-Fe具有体心立方晶格。

50. 金属的结晶是在过冷的情况下结晶的,冷却速度越快,过冷度越大，金属结晶后的晶粒越细小,力学性能越好。

51. 钢的热处理工艺是由（加热）、（保温）和（冷却）三个步骤组成的；热处理基本不改变钢件的（形状和尺寸），只能改变钢件的（结构组织）和（力学性能）。

52. 完全退火适用于（亚共析碳）钢，其加热温度为（Ac3以上30-50°C），冷却速度（缓慢），得到（铁素体和珠光体）组织。

53. 球化退火又称为（均匀化）退火，其加热温度在（Ac1）＋20-30℃，保温后（随炉缓慢）冷却，获得（球状珠光体）组织；这种退火常用于高碳工具钢等。

54. 中碳钢淬火后，再经低温回火后的组织为（回火马氏体），经中温回火后的组织为（回火托氏体），经高温回火后的组织为（回火索氏体）；淬火高温回火后具有（综合力学）性能。

55. 钢的高温回火的温度范围在（500-650°C），回火后的组织为（回火索氏体）。

这里开始！！！
56. 按化学成份分类，就含碳量而言，渗碳钢属低碳钢, 调质钢属中碳钢, 滚动轴承钢属高碳钢。

57. 高速钢W18Cr4V 中合金元素W 的作用是提高钢的红硬性和回火稳定性； Cr 的作用是提高钢的淬透性；V 的作用是与C形成稳定的VC，具有极高的硬度和耐磨性。

高速钢的锻造不仅是为了成型, 而且是为了使莱氏体中呈粗大鱼骨状的共晶合金碳化物均匀分布在基体上。

高速钢淬火后需经560℃三次回火，回火后其组织由隐针马氏体、粒状碳化物及少量残余奥氏体构成，其性能具有高硬
度、高强度、高耐磨性。

58. 按用途分，合金钢可分为（合金结构）钢、（合金工具）钢、（特殊性能）钢。

59. 40Cr钢中铬的平均含量约为（Wcr<0.2%），GCr9钢中铬的平均含量约为（0.9%）。

60. 与铸钢相比，普通灰口铸铁具有以下优异的使用性能：（铸造性能）、（减震性）和（切削加工性），但是（塑性和韧性）差。

61. 可锻铸铁的生产过程是首先铸成（白口）铸件，然后再经过（石墨化退火或氧化脱碳），使其组织中的（渗碳体）转变成为（团絮状石墨）。

62.（化学成分）和（冷却速度）是影响铸铁石墨化的主要因素。

63. 球墨铸铁是通过浇铸前向铁水中加入一定量的（球化剂）进行球化处理，并加入少量的（碳和硅）促使石墨化，在浇铸后直接获得球状石墨结晶的铸铁。

64. 填出下列力学性能指标的符号：屈服强度σs，洛氏硬度Ｃ标尺HRC，冲击韧性a k。

（ak）
65. 碳素钢除铁、碳外，还常有锰、硅、硫、磷等杂质元素，其中锰是有益元素，硫、磷是有害元素。

66. 内部原子杂乱排列的物质叫做非晶体，内部原子规则排列的物质叫晶体，一般固态金属都属于晶体。

67. QT400-15表示名称为铁素体球墨铸铁的材料，其中两组数字分别表示和断面伸长率，其石墨形态为球状。

68. 自由锻的基本工序有镦粗、拔长、冲孔、扩孔、弯曲、扭转、错移和切割等。

69. 在亚共析碳钢中，钢的力学性能随含碳量的增加其强度提高而塑性下降，这是由于平衡组织中珠光体增多而铁素体减少的缘故。

70.马氏体是碳在α-Fe过饱和固溶体，其形态主要有板条状、针片状。

其中，针片状马氏体硬度高、塑性差。

72、W18Cr4V钢的淬火加热温度为1270－1280℃，回火加热温度为560℃，回火次数3 ，
W的主要作用提高红硬性，Cr的主要作用提高淬透性，V的主要作用提高硬度和韧性。

73、材料选择的三个主要原则使用性原则，工艺性原则，经济性原则。

74、合金结构钢与碳素结构钢相比，其突出优点是淬透性好，强度高。

75. 在工程图学中,零件的力学性能通常用硬度表示。

HBS测量范围是≤450HBS ，HBW测量范围是≤650HBW ，HRC测量范围是20－67HRC 。

76. 共析钢淬火形成M+A'后，在低温、中温、高温回火后的产物分别为回火马氏体，
回火托氏体，回火索氏体。

77. 钢在淬火时，钢的淬硬性取决于碳的质量分数，转钢的淬透性取决于合金元素的含量。

78. 45钢正火后渗碳体呈片状，调质处理后渗碳体呈粒状。

81、共晶转变和共析转变的产物都属于两相混合物。

82、塑性变形后的金属经加热将发生回复、再结晶、晶粒长大的
变化。

83、共析钢的含碳量为0.77％。

84、Q235钢的含义是为屈服点数值（屈服强度）为235MPa的碳素结构钢。

85、单晶体塑性变形中滑移的实质是在切应力作用下，位错沿滑移面的运
动。

86、体心立方晶格的致密度为 68％。

87、根据钢的成分、退火的工艺与目的不同，退火常分为完全退火
、等温退火、
均匀化退火、球化退火、去应力退火等几种。

88、钢在奥氏体化后，冷却的方式通常有等温冷却和连续冷却两种。

89、在铁碳合金的室温平衡组织中，强度最高的合金含碳量约为0.9 %。

90、工具钢按用途可分为刃具钢钢、模具钢钢、量具
钢钢。

三：填图（共2小题，第一题10分，第二题5分）
C相图中指出A、B、C、D各是什么相区？写出共析反应式并指1．在Fe－Fe
3
出45、T8、T12钢的室温组织。

1．解：A：γ、B：L＋γ、C：α＋γ、D：γ+二次渗碳体
+Fe3C
共析反应式：γS→α
P
45钢的室温组织: α＋P
T8钢的室温组织：P
T12钢的室温组织：P＋二次Fe3C
2．T12钢加热到Ac1以上，用下图的各种方法冷却，分析其所得到的组织。

解：
a —— M + A′+ Fe3CⅡ
b ——B下 + M +A′+ Fe3CⅡ
c —— B下 + Fe3CⅡ
3、共析钢加热到相变点以上，用下图的冷却曲线冷却，各应得到什么组织？
解：a —— M + A′；b —— M + A′；c —— T + M + A′
d —— B下；
e —— S ；
f —— P ；
g —— P ；
四：问答题
1、钢加热时奥氏体的形成过程。

2、.简述奥氏体晶粒对钢在室温下组织和性能的影响。

3、合金分为哪两种结构，各有何特点
4、低温回火，中温回火的温度范围及回火后的组织，高温回火后的组织。

5、渗碳和表面淬火分别靠什么方法来提高钢的性能？
6、常见铸铁有哪几种?其组织有何特点？
7、退火的目的是什么？
8、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？
9、回火的目的是什么？
10淬火的目的是什么？
11、现有20钢直轴和45钢凸轮轴各一根，为使轴具有高硬度和耐磨性，各应进行何种热处理，最终获得何种组织？
12、什么是淬透性？淬硬性与淬透层有什么关系？
13、正火的目的是什么？
14、金属的晶粒大小对其力学性能有何影响？如何控制液态金属的结晶过程，以
获得细小晶粒？
15、简述晶体的结晶过程？
16、生产中细化晶粒的常用方法有哪几种？为什么要细化晶粒？
17、Fe3CⅢ、Fe3CII、Fe3CI分别是从什么相中的过剩碳析出的。

18、实际晶体存在那些缺陷，对性能有哪些影响？
19、铁碳合金的基本相和基本组织有哪几类。

20.影响金属结晶过程的主要因素是什么？
答：晶核形核率和长大率
21.何谓金属的同素异构转变？并以纯铁来说明。

答：有些物质在固态下其晶格类型会随温度变化而发生变化，这种现象称为同素异构转变。

纯铁在固态下的冷却过程中有两次晶体结构变化：δ-Fe ⇌γ-Fe ⇌α-Fe δ-Fe、γ-Fe、α-Fe是铁在不同温度下的同素异构体，其中δ-Fe和α-Fe 都是体心立方晶格，分别存在于熔点到1394℃之间及912℃以下，γ-Fe是面心立方晶格，存在于1394℃到912℃之间。

22.试述晶粒大小对其机械性能有何影响？
答：常温下，晶粒越细，晶界面积越大，因而金属强度、硬度越高，同时塑性、韧性越好。

高温下，晶界呈黏滞状态，在外力作用下易产生滑动和迁移，因而细晶粒无益，但晶粒太粗，易产生应力集中。

因而高温下晶粒过粗、过细都不好。

24.试述金属中固溶体与金属化合物的机械性能有何特点。

答：固溶体的强度、硬度高，塑性、韧性低；金属化合物具有较高的熔点、硬度和较大的脆性。

25.合金中固溶体和金属化合物的晶体结构有何不同？
1. 如果其他条件相同，试比较在下列铸造条件下铸件晶粒的大小：
（1）金属模浇注与砂模浇注；
（2）变质处理与不变质处理；
（3）铸成薄件与铸成厚件；
（4）浇注时采用震动与不采用震动。

1.解：金属模浇注比砂模浇注铸件晶粒细；变质处理比不变质处理晶粒细；
铸成薄件比铸成厚件铸件晶粒细；浇注时采用震动比不采用震动晶粒细。

26．计算含碳量为 0.4 % 的亚共折钢在室温下组织组成物的相对重量。

2．解：组织组成物：F % =（0.77 - 0.4）/（0.77–0.0218）×100 % ≈ 49 %
P % = 1 - F % ≈ 1 - 49 % = 51 %
27．现要求用20钢采取渗碳方法制造齿轮，其加工路线为：锻造→预备热处理→切削加工→最终热处理→喷丸→精磨。

试写出各热处理工艺名称，并解释其目
的和所获得的显微组织。

3．解：预备热处理：正火，提高硬度改善切削加工性能。

组织为铁素体＋珠光体。

最终热处理：渗碳＋淬火＋低温回火，获得表面硬，心部韧的特性。

组织表层：回火马氏体＋碳化物＋残余奥氏体。

心部：低C的回火马氏体。

28．W18Cr4V钢的Ac1约为820℃，若以一般工具钢 Ac1+ 30～50℃的常规方法来确定其淬火加热温度，最终热处理后能否达到高速切削工具所要求的性能？为什么？其实际淬火温度是多少？ W18Cr4V钢刀具在正常淬火后为什么要进行560℃三次回火？
4．解：若以Ac1+ 30～50℃确定其淬火加热温度，合金元素不能充分溶入A，热硬性不能有效提高，所以不能达到高速切削工具所要求的性能。

实际淬火温度是1270～1280℃。

进行560℃三次回火的目的是，减少残余A的含量，提高硬度。

29．试分析合金元素Cr在40 Cr、1Cr13和1Cr18Ni9Ti中的作用。

5．解：Cr在40Cr作用：提高淬透性；Cr在1Cr13作用：提高α的电极电位，
形成氧化物保护膜，以获得马氏体不锈钢；Cr在1Cr18Ni9Ti作用：形成氧化物保护膜，提高获得奥氏体不锈钢的耐化学腐蚀性。

30．试就下列四个钢号： 20CrMnTi，65，T8，40Cr 在加热温度相同的情况下，比较其淬透性和淬硬性，并说明理由。

6．解：淬透性：通常合金含量高则淬透性好，碳钢中共析钢淬透性最好。

31．试述石墨形态对铸铁性能的影响。

7．解：按石墨形态可将铸铁分为灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁。

灰铸铁石墨呈片状，机械性能不高；可锻铸铁石墨呈团絮状，机械性能比灰铸铁高；球墨铸铁石墨呈球状，机械性能高，通过热处理可提高强度，在一定条件下可代替钢。

32. 金相观察测得，某种碳钢在室温组织中珠光体占70%，试问这种钢的含碳量是多少？
解：
(1) 假定该碳钢为亚共析钢，则
C % = F% × 0.0218% + P% × 0.77%
=（1 - 70%）× 0.0218% + 70% × 0.77% ≈ 0.54 %
(2) 假定该碳钢为过共析钢，则
C % = Fe3C% × 6.69% + P%×0.77%
=（1 - 70%）× 6.69% + 70% × 0.77% ≈ 2.55% ＞ 2.11%
显然，(2)不符题意。

所以，该碳钢为含碳量 0.54 % 的亚共析钢。

33．为什么细晶粒钢强度高，塑性、韧性也好？
解：晶粒越细晶界面积越大，每个晶粒周围具有不同位向的晶粒越多，因而对位错移动的阻力也越大，晶粒强度越高。

同时晶粒越细，变形分散程度越高，局部应力集中现象减少，塑韧性越好。

34.试述固溶强化、加工硬化和弥散强化的强化原理。

解：固溶强化：溶质溶入溶剂晶格使溶剂晶格畸变，位错移动受阻从而强化了材料。

加工硬化：金属经过塑性变形，使位错密度上升，位错与位错相遇造成位错割阶和位错缠绕，阻碍了位错的运动，使金属强硬度上升。

弥散强化：金属间化合物颗粒弥散分布在固溶体基体上，对位错运动起阻碍和钉扎的作用，使其硬度、强度上升，耐磨性提高。

35.用T10钢制造形状简单的车刀，其加工路线为：锻造→预备热处理→切削加工→最终热处理→磨加工。

试写出各热处理工艺名称及作用。

解：预备热处理：正火＋球化退火。

正火抑制网状渗碳体析出为球化退火做准备。

球化退火使碳化物由片状转变为球状，改善切削加工性能。

最终热处理：不完全淬火＋低温回火。

获得细小的回火马氏体和粒状碳化物具有很高的硬度和耐磨性。

36．指出下列工件回火后获得的组织。

（1）45钢小轴（要求综合机械性能好）；
（2）60钢弹簧；
（3）T12钢锉刀。

解：回火后获得的组织：45钢小轴为回火索氏体，60钢弹簧为回火屈氏体，T12钢锉刀为回火马氏体和粒状碳化物。

37．1Cr13和Cr12钢的含铬量差不多，但1Cr13属于不锈钢，而Cr12钢为何不能作为不锈钢使用？
．解：Cr能提高铁素体的电极电位使电化学反应不易进行，但铁素体的电极电位变化随含Cr量的增加不是渐变的，而是突变的。

只有Cr的含量超过12%，铁素体的电极电位才有大幅提高，所以1Cr13属于不锈钢，而Cr12钢不能作为不锈钢使用。

38.出现下列不正常现象时，应采取什么有效措施予以防止或改善？
39.晶粒大小对金属性能有何影响？如何细化晶粒？
．解：晶粒越细，强度、硬度、塑性和韧性越大。

细化晶粒采取提高过冷度、变质处理、振动处理。

40.什么是热处理？常见的热处理方法有几种？其目的是什么？
解：把固态金属材料通过一定的加热，保温和冷却以获得所需组织、结构和性能的工艺称热处理。

常见的热处理方法有退火、正火、淬火和回火。

退火的目的：降低钢的硬度，提高塑性；细化晶粒，消除因铸、锻、焊引起的组织缺陷，均匀钢的组织和成分；消除钢中的内应力，以防止变形和开裂。

正火的目的：细化晶粒，获得比较均匀的组织和性能；对低碳钢可提高硬度，改善切削加工性；对过共析钢可抑制网状渗碳体析出为球化退火作准备。

淬火的目
的：使钢件获得所需的马氏体组织，提高工件的硬度，强度和耐磨性。

回火的目的：主要是消除钢件在淬火时所产生的应力；稳定组织，使工件尺寸和性能稳定；提高钢的塑韧性。

41.淬火钢回火时，组织发生哪几个阶段的变化？
解：马氏体分解；残余奥氏体转变；碳化物转变；碳化物聚集长大及α回复与
再结晶。

42已知某轴的材料为45钢，其生产工艺路线为：
下料→锻造→预备热处理→切削加工→最终热处理→精加工→装配
请说明各道热处理工序的名称及作用。

5．解：预备热处理：完全退火，作用是细化晶粒，消除内应力，降低硬度，
提高塑性。

最终热处理：淬火＋高温回火，作用是获得良好的综合机械性能。

43. 正火和退火的主要区别是什么？。

44. 为什么一般机器的支架、机床的床身常用灰口铸铁制造？
解：铸铁的铸造性能良好。

铸铁具有良好的切削加工性能。

铸铁具有优良的减磨性。

铸铁具有优良的消震性。

铸铁具有低的缺口敏感性。

所以一般机器的支架、机床的床身常用灰口铸铁制造
45.结合Fe-Fe3C相图指出A1、A3和Acm代表哪个线段，并说明该线段表示的意思。

答：A1为PSK水平线，即共析线，在该线温度（727℃）下发生共析转变A3为GS线，即γ⇄α固溶体转变线
Acm为ES线，即碳在γ-Fe中的固溶线
46.简述碳钢中碳含量变化对机械性能的影响。

答：亚共析钢随含碳量增加，P 量增加，钢的强度、硬度升高, 塑性、韧性下降.
0.77%C时, 组织为100% P, 钢的性能即P的性能。

＞0.9%C，Fe3CⅡ为晶界连续网状，强度下降, 但硬度仍上升。

＞2.11%C，组织中有以Fe3C为基的Le’,合金太脆
47.写出铁碳相图上共晶和共析反应式及反应产物的名称。

答：共晶:L
4.3→γ
2.11
＋Fe
3
C,产物为奥氏体和渗碳体的机械混合物，即莱氏体。

共析：γ
0.77→α
0.0218
+Fe
3
C,产物为铁素体和渗碳体的机械混合物，即珠光体。

48.简述Fe—Fe3C相图应用是在哪些方面？
答：铁碳合金相图是研究铁碳合金最基本的工具，是研究碳钢和铸铁成分、温度、组织及性能之间关系的理论基础，是制定热加工、热处理、冶炼和铸造工艺的依据。

51.指出下列工件正火的主要作用及正火后的组织。

（1）20CrMnTi制造传动齿轮（2）T12钢制造铣刀
答：⑴调整硬度，便于切削加工；细化晶粒，为淬火作准备；消除残余内应力。

正火后组织为F和S.⑵正火是为了消除网状二次渗碳体，为球化退火做组织准备，同时正火可增加珠光体量并细化晶粒，提高强度、硬度和塑性，并作为最终热处理。

正火后组织为索氏体。

52.用45钢制造主轴，其加工工艺的路线为：下料——锻造——退火——粗加工——调质处理
试问：（1）调质处理的作用。

（2）调质处理加热温度范围。

答：⑴调制处理可以使材料具有良好的综合力学性能，在保持较高强度的同时，具有良好的塑性和韧性。

⑵500～650℃
53.热处理的目是什么？有哪些基本类型？
答：目的是改变钢的组织结构，从而获得所需要的性能。

根据加热、冷却方式及钢组织性能变化特点的不同，可分为下面几类：
⑴普通热处理。

退火、正火、淬火和回火。

⑵表面热处理。

表面淬火和化学热处理。

⑶其他热处理。

真空热处理、形变热处理、控制气氛热处理、激光热处理等。

根据零件生产过程中所处的位置和作用，又可分为预备热处理与最终热处理。

54.简述过冷奥氏体等温转变组织的名称及其性能。

答：随过冷度不同，过冷奥氏体将发生3种类型转变，即珠光体转变、贝氏体转变和马氏体转变。

⑴珠光体转变根据片层厚薄不同可细分为珠光体、索氏体和托氏体。

片间距越小，钢的强度、硬度越高，同时塑性和韧性略有改善。

⑵贝氏体转变根据组织形态不同，分为上贝氏体和下贝氏体。

上贝氏体强度与塑性都较低，而下贝氏体除了强度和硬度较高外，塑性、韧性也较好，即具有良好的综合力学性能。

⑶马氏体根据组织形态可分为板条状和针状两大类，高硬度是马氏体性能的主要特点，含碳量增加硬度也提高。

55.氮化处理与渗碳处理相比有哪些特点。

答：与渗碳相比，渗氮的特点是：
①渗氮件表面硬度高（1000～2000HV）,耐磨性高，具有高的热硬性。

②渗氮件疲劳硬度高。

③渗氮件变形小。

④渗氮件耐蚀性好。

56.什么叫退火？其主要目的是什么？
答：将钢加热至适当温度保温，然后缓慢冷却（炉冷）的热处理工艺叫做退火。

其主要目的有：①调整硬度，便于切削加工；②消除残余内应力，防止在后续加工或热处理中发生变形或开裂；③细化晶粒，提高力学性能，或未最终热处理作组织准备。

57.什么叫回火？淬火钢为什么要进行回火处理？
答：回火是将淬火钢加热到A
以下某温度保温后再冷却的热处理工艺。

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为避免淬火件在放置过程中发生变形或开裂，钢件经淬火后应及时进行回火。