工才简答题减小版

1.零件设计时图纸上为什么常以其硬度值来表示材料力学性能的要求？ 答：（1）硬度是指材料抵抗局部塑性变形的能力。

（2）硬度试验操作简便，迅速，不会破坏零件，可用于成品件的检测，（3）硬度是一个综合力学性能指数，根据测量的硬度值还可以估计近似的强度值等。

2．说明W Sn =25%的Pb —Sn 合金在下列各温度时有哪些相组成物？有哪些组织组成物？（1）高于300℃； （2）刚冷却至180℃，共晶转变尚未开始； （3）在183℃共晶转变刚完； （4）室温。

答：（1）高于300℃：相：液相，组织为Pb —Sn 溶化物（2）刚冷却至180℃，共晶转变尚未开始：相为液相+α相，组织为Pb —Sn 溶化物+α回溶体（3）在183℃共晶转变刚完：相为α相和β相，组织为（α+β）共晶组织（4）室温：相为α相和β相，组织为α+（α+β）+βII 。

7.将一T12钢小试样分别加热到780ºC 和860ºC ，经保温后以大于V k 的速度冷却至室温，试问：（T12钢A c1=730ºC A ccm =830ºC ）
（1）、哪个温度淬火后晶粒粗大（2）、哪个温度淬火后未溶碳化物较多？（3）、哪个温度淬火后残余奥氏体量较多？（4）、哪个淬火温度合适？为什么？
答：（1）860℃下淬火后晶粒更细。

860℃>830℃，即加热温度大于AC ㎝由于奥氏体晶粒粗大，含碳量提高，使淬火后马氏体晶粒也粗大，且残余奥氏体量增多，使钢的硬度、耐磨性下降，脆性和变形开裂倾向增加。

（2）780ºC 下未溶碳化物较多，（3））860℃下残余奥氏体量较多。

（4）780ºC 更适合淬火。

T12是含碳量为1.2%的碳素工具钢，是过共析钢，其淬火火为A C1+（30～50）ºC 。

850ºC 水冷 850ºC 空冷 760ºC 水冷 720ºC 水冷
45钢 （淬炎）马氏体 （正火）索氏体 回炎索氏体 组织不变
T10钢 马氏体+颗粒碳化物 索氏体 马氏体+残余奥氏体+颗粒碳化物 组织不变
10. 用45钢制造机床齿轮，其工艺路线为：锻造—正火—粗加工—调质—精加工—高频感应加热表面淬火—低温回火—磨加工。

说明各热处理工序的目的及使用状态下的组织。

答：正火：对于低、中碳的亚共析钢而言，正火的目的是调整硬度，便于切削加工，细化晶粒，提高力学性能，为淬火作组织准备，消除残作内应力，防止在后续加热或热处理中发生开裂或形变。

使用组织为：铁素体加索氏体。

调质：提高力学性能，减少或消除淬火内应力，稳定工件尺寸。

使用组织：回火索氏体。

高频感应加热表面淬火：提高表面硬度、强度、耐磨性和搞疲劳极限，获得所需的力学性能，使心部组织具有足够的塑韧性。

使用组织：表面为回火马氏体或铁素体加索氏体。

低温回火：减少或消除淬火内应力，稳定工件尺寸，获得工艺所要的力学性能。

使用组织：回火马氏体。

11．某汽车齿轮选用20CrMnTi 材料制作，其工艺路线如下：
下料——锻造——正火①切削加工——渗碳②淬火③低温回火④喷丸——磨削加工。

请分别说明上述①、②、③和④项热处理工艺的目的及组织。

答：1正火：对于低、中碳的亚共析钢而言，正火的目的是调整硬度，便于切削加工，细化晶粒，提高力学性能，为淬火作组织准备，消除残作内应力，防止在后续加热或热处理中发生开裂或形变。

使用组织为：铁素体加索氏体。

2渗碳：提高工件表面硬度、耐磨性及其疲劳强度，同时保持工件心部良好的韧性和塑性。

使用组织：表层为高碳回火马氏体+颗粒碳化物+少量残余奥氏体，心部为低碳回火马氏体+铁素体。

3淬火：获得马氏体组织，提高工件的硬度，获得相应的力学性能。

使用组织：淬火马氏体。

4低温回火：减少或消除淬火内应力，稳定工件尺寸，获得工艺所要的力学性能。

使用组织：回火马氏体。

12．合金钢与碳钢相比，为什么它的力学性能好？热处理变形小？
答：（1）在钢中加入合金元素，溶于铁素体，起固溶强化作用；合金元素进入渗碳体中，形成合金渗碳体；
（2）几乎所有合金元素都使E 点和S 点左移，在退火状态下，相同含碳量的合金钢组织中的珠光体量比碳钢多，从而使钢的强度和硬度提高。

（3）除Co 外，凡溶入奥氏体的合金元素均使C 曲线右移，淬透性的提高，这有利于减少零件的淬火变形和开裂倾向。

（4）除Co 、Al 外，所有溶于奥氏体的合金元素都使Ms 、Mf 点下降，使钢在淬火后的残余奥氏体量增加。

（5）合金钢的回火温度比相同含碳量的碳钢高，有利于消除内应力，有效的防止了工件开裂与变形。

（6）含有高W 、Mo 、Cr 、V 等元素的钢在淬火后回火加热时，产生二次硬化。

二次硬化使钢具有热硬性，这对于工具钢是非常重要的。

（7）—在钢中加入W 、Mo 可防止第二类回火脆性。

13．按刃具钢的工作条件，其性能要求是什么？
答：高硬度、高耐磨性、高热应性、足够的韧性。

14.有人提出用高速钢制锉刀，用碳素工具钢制钻木材的φ10的钻头，你认为合适吗？说明理由.
答：不合理。

挫刀是手用工具，其工作时的温度不高，速度不快，力学性能要求不高，用碳素工具钢就可以。

而钻头是高速运转的工具,要求有高的热应性与硬度、耐磨性,要用低合金工具钢或高速工具钢。

15.画出W18Cr4V 钢的淬火、回火工艺曲线，并标明温度；淬火温度为什么要选那么高？回火温度为什么要选560℃？为什么要进行三回火？处理完的最后组织是什么？
答：W18Cr4V 高速工具钢，其导热性较差，淬火加热时应预热两次，以防止变形和开裂，常委会火时选1280℃，以使更多的合金元素溶入奥氏体中，达到淬火后获得高合金元素含量马氏体的目的。

回火时要进行三次，主要目的是减少残余奥氏体量，稳定组织，并产生二次硬化。

16.说出下列钢号的含义？并举例说明每一钢号的典型用途。

Q235，20，45，T8A ，40Cr ，GCr15， 60Si2Mn , W18Cr4V , ZG25，HT200
答：Q235为含碳量低的屈服强度为235的碳素结构钢，主要用于结构件、钢板、螺栓、螺母、铆钉等
20为含碳量为0.2%的优质碳素结构钢，，强度、硬度低，韧性塑性好，主要用来做冲压件、锻造件、焊接件、和渗碳件，用做齿轮、销钉、小轴、螺母等。

45：为含碳量为0.45%的优质碳素结构钢综合力学性能好，主要用于制造齿轮轴件，如曲轴，传动轴，连杆。

T8A ：含碳量为0.8%左右的优质碳素工具钢.其承受冲击、韧性较好，硬度适当，可用作扁铲、手钳、大锤、木工工肯等。

GCr15：为含碳量为1.5%左右、含Cr 量为1.5%左右的滚动轴承钢，主要用天各种滚动体，壁厚≤12㎜，外径≤250㎜的轴承套，模具，精密量具等。

60Si2Mn ：含碳量为0.6%左右、含Si 为2%左右、含Mn 为1.5%左右的弹簧钢，主要用于汽车、拖拉机、机车的板簧、螺旋弹簧、汽缸安全阀簧、等。

W18Cr4V ：含W 量为18%左右、含Cr 量为4%左右含V 量小于1.5%的高速工具钢。

主要用于高速切削车刀、钻头、铣刀、板牙、丝锥、等。

ZG25：含碳量为0.25%的铸钢。

主要用承受严重磨损又承受强烈冲击的零件。

如拖拉机、坦克的履带板、挖掘机的铲齿等。

HT200最低搞拉强度为200MPa 的灰铁。

18．1）C618机床变速箱齿轮工作转速较高，性能要求：齿的表面硬度50～56HRC,齿心部硬度22～25HRC ，整体强度σb =760～800Mpa ，整体韧性a k =40～60J/cm 2,应选下列哪种钢，并进行
何种热处理？35、45、20CrMnTi 、T12、W18Cr4V2）从上述材料中，选择制造手工丝锥的合适钢种，并制订工艺流程。

答：1）选用20CrMnTi 能达到力学司长能要求。

下料→锻造→正火→机加工→渗碳→淬火+低温回火→磨削。

2）选用T12就可以，下料→锻造→球化退火→机加工→淬火+低温回火 某厂仓库有20钢、45钢、T12钢和白口铸铁，大小和形状都一样，根据所学知识，可用哪些简单方法把它们迅速区分开？请说明理由。

（5分）
答：方法一：硬度测试。

硬度值大小顺序是：白口铸铁>T12钢>45钢>20钢。

因为铁碳合金的硬度随含碳量的增加而升高；四种铁碳合金的含碳量是：白口铸铁（大于2.11%C ） > T12钢（1.2%C ）>45钢（0.45%）>20钢（0.2%C ）。

方法二：分别制备四种材料的金相试样，在金相显微镜上进行显微组织观察。

亚共析钢组织为（F ＋P ），且亚共析钢中随含碳量增加铁素体减少，珠光体增多；过共析钢组织为（P ＋Fe3C Ⅱ），且当Wc>0.9％时，Fe3C Ⅱ沿晶界呈网状分布；白口铸铁的组织中有莱氏体。

所以，组织为（F ＋P ）而铁素体少的为20钢、珠光体多的为45钢；组织中有Fe3C
Ⅱ沿晶界呈网状分布的T12钢，有莱氏体组织存在的是白口铸铁。

2． 60钢经正常淬火后得到什么组织？经退火后得到什么组织？60钢淬火后分别在200℃、400℃、600℃回火又得到什么组织？（5分）
答：60钢淬火后组织为马氏体；退火组织为珠光体＋铁素体；（200℃回火后组织为回火马氏体；400℃回火后为回火屈氏体；600℃回火后为回火索氏体。

用一根冷拉钢丝绳吊装一大型工件进入热处理炉，并随工件一起加热到1000℃保温，当出炉后再次吊装工件时，钢丝绳发生断裂，试分析其原因。

答：冷拉钢丝绳是利用加工硬化效应提高其强度的，在这种状态下的钢丝中晶体缺陷密度增大，强度增加，处于加工硬化状态。

在1000℃时保温，钢丝将发生回复、再结晶和晶粒长大过程，组织和结构恢复到软化状态。

在这一系列变化中，冷拉钢丝的加工硬化效果将消失，强度下降，在再次起吊时，钢丝将被拉长，发生塑性变形，横截面积减小，强度将比保温前低，所以发生断裂。