机械工程材料及热处理答案

机械⼯程材料及热处理答案
《机械⼯程材料及热处理》综合练习
⼀、名词解释：
同素异构转变过冷奥⽒体调质合⾦钢再结晶相图致密度过冷度淬透性淬硬性晶体合⾦相
同素异构转变：随着温度的变化，其晶格形式由⼀种品格转变为另⼀种晶格的现象。

过冷奥⽒体：处于临界点以下的不稳定的将要发⽣分解的奥⽒体称为过冷奥⽒体。

调质：即淬⽕和⾼温回⽕的综合热处理⼯艺。

合⾦钢：钢⾥除铁、碳外，加⼊其他的合⾦元素。

再结晶：在固态⾦属与合⾦内没有相变的结晶过程，也就是使加⼯硬化的⾦属与合⾦不经过相变进⾏软化的过程，叫做再结晶。

相图：采⽤的热⼒学变量不同构成不同的相图。

致密度：晶胞中原⼦本⾝所占的体积百分数，即晶胞中所包含的原⼦体积与晶胞体积的⽐值。

过冷度是：物质(如⾦属、合⾦、晶体)的理论结晶温度与实际给定的结晶现场温度的差值
淬透性：在规定条件下⽤试样淬透层深度和硬度分布来表征的材料特征淬硬性：钢在淬⽕时硬化能⼒，⽤淬成马⽒体可能得到的最⾼硬度表⽰晶体⼤量微观物质单位(原⼦、离⼦、分⼦等)按⼀定规则有序排列的结构合⾦：由两种或两种以上的⾦属与⾦属或⾮⾦属经⼀定⽅法所合成的具有⾦属特性的物质。

相：宏观物理系统所具有的⼀组状态，也通称为物态。

⼆、填空题：
1. 奥⽒体是 C 溶解在 y-Fe 形成的间隙固溶体。

2. 实际⾦属中存在有点、线和⾯三类缺
陷。

3. 选材的三⼤原则材料的使⽤性能、材料的⼯艺性能、材料的经济性
能。

4. 结晶的基本规律：⼀是过冷现象，⼆是结晶基本过程是形核与长
⼤。

5. 最常见的⾦属晶体结构有体⽴晶格、⾯⽴晶格和密排六晶
格。

6. 细化晶粒尺⼨的基本⽅法有细晶强化、增⼤过冷度、变质处理。

7. 塑性变形的⽅式，有两种：⼀是滑移
8. 按含碳量分，碳钢分为三⼤类：低碳钢、中碳钢和⾼碳钢。

9. 常⽤的热处理⼯艺⽅法有退⽕，淬⽕，回⽕和
正⽕。

10.根据测量⽅法不同，常⽤的硬度指标有布⽒硬度，洛⽒硬度
和维⽒硬度。

11.珠光体是铁素体和渗碳体混合在⼀起的机械
混合物。

12.热处理是将钢在固态下采⽤适当的⽅法进⾏加温、保温和并
以⼀定冷却速度冷却⾄室温，以改变钢的组织结构，从⽽获得所需性能的⼀种⼯艺。

13.细化晶粒的措施：细晶强化、增⼤过冷度、变质处理。

三、选择题
1、改善钢材性能的主要途径有 c 。

a．合⾦化 b. 热处理 c. 合⾦化和热处理
2、纯铁在700℃时, 称为 a ，1000℃时, 称为 b 。

a．α-Fe b. γ-Fe c. δ-Fe
3、表⽰材料屈服强度的符号是 b ，表⽰材料抗拉强度的符号是 a 。

a．Rm b.σs c. σ-1
4、退⽕是将⼯件加热到⼀定温度，保温⼀段时间，然后采⽤的冷却⽅式是 c 。

a．随炉冷却 b. 在⽔中冷却 c. 在空⽓中冷却
5、晶体与⾮晶体的区别在于 c 。

a．外形是否规则 b. 是否透明 c. 内部原⼦聚集状态是否规则排列
6、冷却时, ⾦属的实际结晶温度总是 c 。

a．等于理论结晶温度 b. ⾼于理论结晶温度 c. 低于理论结晶温度
7、普通优质和⾼级优质碳钢是按 b 进⾏区分的。

a．⼒学性能的⾼低 b. 杂质S、P含量的多少 c. 杂质Mn、Si含量的多少
8、T10钢中碳的平均含量为 b
a. 10％
b. 1.0 ％
c. 0.1 ％
d. 0.01％
9、通常硬度在 c 范围内的⾦属材料可加⼯性能最好。

a．250-300HB b. 90-180HB c. 170-250HB
10、65Mn是 c ，W18Cr4V是 b
a．不锈钢 b. ⾼速钢 c. 弹簧钢
11 9SiCr钢中Cr的平均含量为 b
a. 1.5％
b. ⼩于1.5 ％
c. ⼤于1.5 ％
d. 1％
12、马⽒体的硬度主要取决于 c 。

a．过冷奥⽒体的冷却速度 b. 过冷奥⽒体的转变温度 c. 马⽒体的含碳量13、Q345-AF是 c 。

a．碳素结构钢 b. 碳素⼯具钢 c. 低合⾦结构钢
四、计算题
1、T12钢室温下的组织组成物是什么？
T12钢室温下由⼆次渗碳体和珠光体组成。

2、利⽤杠杆定律，计算室温下T12钢组织组成物的相对质量百分⽐？
按照杠杆定律，列式⼦如下
WP=（6.69-1.2）/(6.69-0.77)=5.49/5.92=0.92736486≈0.927=92.7% WFe3Cii=1-WP=0.073=7.3%
即含碳量为1.2%的铁碳合⾦，其组织组成物是由92.7%的珠光体+7.3%的⼆次渗碳体组成。

五、问答题
1、捆扎物体⼀般⽤08F钢丝，⽽吊车、起重机的吊绳⼀般要采⽤65钢的钢丝，为什
么？
08铁丝为低碳钢，塑性好，易成型，故常⽤来捆扎物体。

65 钢属于中⾼碳钢，含碳量为0.65%，有⼀定强度，也有⾜够的塑韧性。

⽽起重机吊绳要求具有⾼强度和⾼塑韧性配合，65钢能满⾜这中要求。

2 在进⾏热轧和锻造时, 通常将钢材加热到1000-1200℃
变成完全奥⽒体组织，⾯⼼⽴⽅结构，塑型好，易轧制和锻造成型
3简述共析钢中奥⽒体形成的四个阶段？
奥⽒体晶核的形成，奥⽒体晶核长⼤，残余渗碳体溶解，奥⽒体成分均匀化。

4、滚动轴承可选⽤GCr15，其加⼯⼯艺路线如下：
下料→锻造→正⽕→球化退⽕→磨削加⼯→淬⽕→低温回⽕→冷处理→磨加⼯→时效处理→检验。

说明下列⼯序（正⽕、球化退⽕、淬⽕、低温回⽕、冷处理、时效处理）的⽬的。

正⽕：消除⽹状渗碳体
球化退⽕：降低硬度，提⾼塑性，改善切削加⼯性能和⼒学性能，获得均匀组织，改善热处理⼯艺性能，为淬⽕组织准备。

淬⽕：获得马⽒体，提⾼钢的⼒学性能。

低温回⽕：获得回⽕马⽒体+颗粒状碳化物+少量残余奥⽒体。

保持⾼硬度同时消除淬⽕应⼒。

冷处理：减少残余奥⽒体量，稳定尺⼨。

时效处理：进⼀步消除应⼒，稳定组织和尺⼨。

六、综合题
1 现有⼀批材料，请为下列零件选择合适的材料，写在相应零件名称后⾯。

60Si2Mn； GCr15；1Cr18Ni9Ti；T12；W18Cr4V
1)⾼速切削⼑具：W18Cr4V
2)汽车板弹簧：60Si2Mn
3)耐酸容器：1Cr18Ni9Ti
4)滚动轴承：GCr15
5)锉⼑ T12
2现有⼀批材料，请为下列零件选择最合适的材料，写在相应零件名称后⾯，并且写出其热处理和性能特点。

Q235；45；60Si2Mn； GCr15；4Cr13；T10；5CrNiMo；ZGMn13；9SiCr； W18Cr4V；
1)螺母：Q235 热轧空冷
2)汽车板弹簧：60Si2Mn 淬⽕+中温回⽕
3)医⽤镊⼦：4Cr13 淬⽕+低温回⽕
4)滚动轴承：GCr15 淬⽕+低温回⽕
5)⼿⼯⼯具：T10 淬⽕+低温回⽕
6)⾼速切削⼑具：W18Cr4V 淬⽕+三次⾼温回⽕
7)传动轴：45 调质
8)丝锥：9SiCr 淬⽕+低温回⽕
9)热锻模：5CrNiMo 调质
10)铁路道岔：ZGMn13 ⽔韧处理
七、画图题
1.请默写铁碳相图
2.请默写共析钢C曲线。