较高的强度和硬度适当的塑性和韧性经适当热处理后有较好的综合

金属学与热处理课后习题第十一章-参考答案

第十一章参考答案11-1试述影响材料强度的因素及提高强度的方法答：（1）影响材料强度的因素：化学成分、组织织构、加工工艺、形变温度、应变速率等。

以钢为例，合金元素的加入可能产生固溶强化、沉淀强化、细晶强化，对提高钢材的强度有利。

对于同一化学成分的合金而言，组织结构不同，其力学性能也不相同。

为了提高其强度，可通过改变热处理工艺或加工工艺来实现。

一般情况下，降低形变温度或提高应变速率，合金的强度会增大。

（2）提高材料强度的途径：加工硬化/形变强化、固溶强化、第二相强化（沉淀强化和弥散强化）、细晶强化/晶界强度（较低温度）。

11-2试述影响材料塑性的因素及提高塑性的方法答：（1）影响材料塑性的因素：化学成分、组织织构、加工工艺、形变温度、应变速率等。

杂质元素通常对塑性不利，合金元素的加入一般对提高材料的强度有贡献，在等强温度下，只有晶界强化可以提高强度的同时，提高其韧性，使材料获得细晶组织结构可提高其塑性。

一般而言，形变温度的降低或应变速率的提高对强度有利，而对提高塑性不利。

（2）提高材料塑性的途径：降低材料中杂质的含量、细化晶粒、加入韧化元素、加入细化晶粒元素、提高变形温度、降低应变速率。

11-4试就合金元素与碳的相互作用进行分类，指出1）哪些元素不形成碳化物？2）哪些元素为弱碳化物形成元素，性能特点如何？3）哪些元素为强碳化物形成元素，性能特点如何？4）何谓合金渗碳体，与渗碳体相比，其性能如何？答：1）非碳化物形成元素：Ni、Si、Co、Al、Cu等。

2）Mn为弱碳化物形成元素，除少量可溶于渗碳体中形成合金渗碳体外，几乎都溶于铁素体和奥氏体中。

3）Zr、Nb、V、Ti为强碳化物形成元素，与碳具有极强的亲和力，只要有足够的碳，就形成碳化物，仅在缺少碳的情况下，才以原子状态融入固溶体中。

4）合金元素溶入渗碳体中即为合金渗碳体，它是合金元素溶入渗碳体中并置换部分铁原子而形成的碳化物，合金渗碳体比一般渗碳体稳定，硬度高，可以提高耐磨性。

春季高考金属材料练习题【精品】

金属材料及热处理练习题选择题1.将钢加热到适当温度，保持一定时间后出炉空冷的热处理工艺，称为（）A.退火B.正火C.淬火D.回火2.碳素钢的主要成分是（）A.铁、硫B.铁、磷C.碳、硅D.铁、碳3.用于制作钉、铆钉、垫块及轻负荷的冲压件，应选用（）A.Q195B.45钢C.T12AD.W18Cr4V4.用于制作钻头、锉刀、刮刀等零件应选用（）A.45钢B.T12C.20CrMnD.H905.轴承的滚珠应选用（）A.1Cr18Ni9B.4Cr13C.GCr15D.ZGMn136.柴油机曲轴应选用（）A.HT200B.KTH350-10C.QT600-3D.HT1007.40Cr钢属于（）A.合金调质钢B.合金渗碳钢C.合金弹簧钢D.滚珠轴承钢8.38CrMnAlA钢的平均含碳量（）A.3.8%B.38%C.0.38%D.0.038%9.中温回火主要用于（）A.弹性零件B.硬而耐磨的零件C.具有综合性能的零件D.有塑性要求的零件10.制造机床床身应选用（）A.可锻铸铁B.灰铸铁C.球墨铸铁11.QT400-15是球墨铸铁的牌号，牌号中400表示抗拉强度不低于400N/mm2，15表示（）不小于15%。

A.断后伸长率B.断面收缩率C.疲劳强度12.调质钢的热处理工艺常采用（）A.淬火+低温回火B.淬火+中温回火C.淬火+高温回火13.T10钢刮刀，要求60HRC，应采用（）回火方式。

A.低温B.中温C.高温14.形状复杂，力学性能要求较高，而且难以用压力加工方法成形的机架、箱体等零件，应采用（）来制造。

A.碳素工具钢B.碳素结构钢C.工程用铸钢15.小弹簧选用（）较合适。

A.08F B.65Mn C.4516.下列杂质是碳钢中有益元素的是（）A.Si、MnB.Si、SC.Mn、SD.Mn、P17.含碳量为0.50%的碳钢牌号是（）A.5钢B.50钢C.T5D.T5A18.制造切削速度较高的刀具（车刀、钻头等）和形状复杂，负载较重的成形刀具（铣刀、拉刀等）的材料是（）A.合金工具钢B.高速钢C.硬质合金D.碳素工具钢19.用合金量具钢制成的精度要求特别高的量具，为保证其尺寸的稳定性，其最终热处理为（） A.淬火+低温回火 B.淬火+冷处理 C.淬火+中温回火 D.淬火+高温回火20.对切削速度较高的刀具，要求其要有高的红硬性，即在高温时仍能保持高硬度和高耐磨性，一般高速钢能保持红硬性的温度范围是（）A.300-400℃B.550-620℃C.850-1000℃D.250℃以下21.合金渗碳钢渗碳后，须进行（）处理从而达到表面高硬度，高耐磨性和心部高强度并有足够的韧性。

常用热锻模具钢的钢号、特点与应用

常用热作模具钢的钢号、特点与应用1.外国钢号前面的符号“~”表示相近钢号。

2.ISO-国际标准 JIS-日本标准 KS-韩国标准 ASTM-美国标准UNS-美国标准 EN-欧共体标准 DIN-德国标准 BS-英国标准NF-法国标准ΓOCT-俄罗斯标准 SS-瑞典标准 UNI-意大利标准锻造工艺不当产生的缺陷通常有以下几种1.大晶粒大晶粒通常是由于始锻温度过高和变形程度不足、或终锻温度过高、或变形程度落人临界变形区引起的。

铝合金变形程度过大，形成织构；高温合金变形温度过低，形成混合变形组织时也可能引起粗大晶粒晶粒粗大将使锻件的塑性和韧性降低，疲劳性能明显下降，2.晶粒不均匀晶粒不均匀是指锻件某些部位的晶粒特别粗大，某些部位却较小。

产生晶粒不均匀的主要原因是坯料各处的变形不均匀使晶粒破碎程度不一，或局部区域的变形程度落人临界变形区，或高温合金局部加工硬化，或淬火加热时局部晶粒粗大。

耐热钢及高温合金对晶粒不均匀特别敏感。

晶粒不均匀将使锻件的持久性能、疲劳性能明显下降。

3.冷硬现象变形时由于温度偏低或变形速度太快，以及锻后冷却过快，均可能使再结晶引起的软化跟不上变形引起的强化（硬化），从而使热锻后锻件内部仍部分保留冷变形组织。

这种组织的存在提高了锻件的强度和硬度，但降低了塑性和韧性。

严重的冷硬现象可能引起锻裂。

4.裂纹裂纹通常是锻造时存在较大的拉应力、切应力或附加拉应力引起的。

裂纹发生的部位通常是在坯料应力最大、厚度最薄的部位。

如果坯料表面和内部有微裂纹、或坯料内存在组织缺陷，或热加工温度不当使材料塑性降低，或变形速度过快、变形程度过大，超过材料允许的塑性指针等，则在撤粗、拔长、冲孔、扩孔、弯曲和挤压等工序中都可能产生裂纹。

5.龟裂龟裂是在锻件表面呈现较浅的龟状裂纹。

在锻件成形中受拉应力的表面（例如，未充满的凸出部分或受弯曲的部分）最容易产生这种缺陷。

引起龟裂的内因可能是多方面的：①原材料合Cu、Sn等易熔元素过多。

40Cr化学成分40Gr力学性能40Cr调质硬度特性

40Cr化学成分40Gr力学性能40Cr调质硬度特性您好，欢迎来到阿里巴巴商人博客产品产品公司生意经批发直达求购信息资讯论坛商友40Cr化学成分40Gr力学性能40Cr调质硬度特性及用途热处理工艺40Gr(2011/03/21 19：52)40Cr是我国我国GB的标准钢号，40Cr钢是机械制造业使用最广泛的钢之一。

调质处理后具有良好的综合力学性能，良好的低温冲击韧性和低的缺口敏感性。

钢的淬透性良好，水淬时可淬透到Ф28~60mm,油淬时可淬透到Ф15~40mm。

这种钢除调质处理外还适于氰化和高频淬火处理。

切削性能较好，当硬度为HB174~229时，相对切削加工性为60%。

该钢适于制作中型塑料模具。

根据标准GB/T 3077-1999对应国外标准：JIS G4053 ASTM A29/ISO 683-18：1996化学成分SiMnCrNiCU 40Cr0.37~0.440.17~0.370.50~0.800.80~1.10≤0.030≤0.035≤0.035≤0.030试样毛坯尺寸(mm)：25热处理：第一次淬火加热温度(℃)：850；冷却剂：油第二次淬火加热温度(℃)：-回火加热温度(℃)：520；冷却剂：水抗拉强度(σb/MPa)：≧ 980屈服点(σs/MPa)：≧ 785断后伸长率(δ5/%)：≧ 9断面收缩率(ψ/%)：≧ 45冲击吸收功(Aku2/J)：≧ 47布氏硬度(HBS100/3000)(退火或高温回火状态)：≦ 207【参考对应钢号】我国GB的标准钢号是40Cr、德国DIN标准材料编号1.17035/1.7045、德国DIN标准钢号41Cr4/42Gr4、英国EN标准钢号18、英国BS标准钢号41Cr4、法国AFNOR标准钢号42C4、法国NF标准钢号38Cr4/41Cr4、意大利UNI标准钢号41Cr4、比利时NBN标准钢号42Cr4、瑞典SS标准钢号2245、美国AISI/SAE/ASTM标准钢号5140、日本JIS标准钢号SCr440(H)/SCr440、美国AISI/SAE/ASTM标准钢号5140、国际标准化组织ISO标准钢号41Cr4。

机械工程制图复习题及参考答案

复习题1、力学性能定义？包括那些？什么叫金属材料强度？力学性能定义：指材料在不同环境（温度、介质、湿度）下，承受各种外加载荷（拉伸、压缩、弯曲、扭转、冲击、交变应力等）时所表现出的力学特征。

力学性能包括：弹性指标、硬度指标、强度指标、塑性指标、韧性指标、疲劳性能、断裂韧度。

金属材料强度：指金属材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力。

主要指标可分为抗拉（最基本强度指标）、抗压、抗弯、抗扭和抗剪强度。

2、什么叫钢的热处理？过冷度？冷脆？热脆？钢的热处理：是指将钢在固态下加热、保温和冷却，以改变钢的组织结构，获得所需要性能的一种工艺。

（热处理就是将固态金属或合金采用适当的方式进行加热、保温和冷却以获得所需组织结构的工艺。

）（钢在固定下采用适当方式进行加热、保温、并以一定的冷却速度冷却到室温, 改变钢的组织从而改变其性能的一种工艺方法, 称为钢的热处理。

）过冷度：指在一定压力下冷凝水的温度低于相应压力下饱和温度的差值。

（熔融金属平衡状态下的相变温度与实际相变温度的差值。

）（纯金属的过冷度等于其熔点与实际结晶温度的差值，合金的过冷度等于其相图中液相线温度与实际结晶温度的差值。

）冷脆：材料在低温条件下的极小塑变脆断。

大多发生在体心立方和密排六方晶体结构。

有些金属，温度越低，变是越脆，同样一个工件不易变弯，而容易断裂，人们管这种现象叫冷脆。

“热脆：当钢在1100~1200度进行热加工时，分布于晶界的低熔点的共晶体熔化而导致开裂，这就是通常所说的S的“热脆”现象。

3、根据溶质原子在溶剂晶格中分布情况的不同，可将固溶体分哪几种？按溶质原子与溶剂原子的相对分布可分为：无序固溶体和有序固溶体。

固溶体分为三种：替代式固溶体、填隙式固溶体和缺位式固溶。

4、工程中常用的特殊性能钢有那些？工程中常用的特殊性能钢有：不锈钢、耐热钢、耐磨钢等。

5、加热是钢进行热处理的第一步，其目的是？目的是：使钢获得奥氏体组织。

6、衡量金属材料塑性好坏的指标有那些？塑性指标：是体现钢材塑造形变的数据体系指标。

工程材料复试卷库判断题

工程材料复习题库判断题1、合金渗碳钢经最终热处理后的组织全部是回火马氏体。

(×)2、热加工与冷加工的主要区别在于是否有加工强化现象产生。

(×)3、铸铁是含碳量小于2.11%的铁碳合金。

(×)4、二元共晶相图是指合金两组元在液态和固态均能无限互溶所构成的相图。

(×)5、感应加热表面淬火一般只改变钢件表面层的组织，而不改变心部组织。

(√)6、一个合金的室温组织为α+β11 +(α+β)，则它由三相组成。

(×)7、将金属加热到再结晶温度以上时，金属将发生回复、再结晶及晶粒长大等变化。

(√)8、金属在塑性变形后产生的纤维组织能使金属具有各向异性。

(√)9、碳钢的塑性和强度都随着含碳量的增加而降低。

(×)10、金属的再结晶转变，也要经历形核与晶核长大的过程。

(√)11、单晶体具有各向同性，多晶体具有各向异性。

( × )12、物质从液体状态转变为固体状态的过程称为结晶。

( √ )13、共晶转变是在恒温下进行的。

( √ )14、铁素体是碳溶解在γ-Fe中所形成的间隙固溶体。

( × )15、热处理选用的钢一般为本质细晶粒钢。

( √ )16、热处理的加热，其目的是使钢件获得表层和心部温度均匀一致。

( × )17、弹簧在热处理后再进行喷丸处理，目的是在表面形成残余压应力。

( √ )18、熔点为232℃的锡在室温下的塑性变形是冷加工。

( × )19、金属结晶时，冷却速度愈大，则结晶后金属的晶粒愈粗大。

( x )20、无论单晶体结构还是多晶体结构的金属都表现为各向同性。

(×)21、起优先和主导作用的形核方式往往是：非自发形核。

(∨)22、机床床身、导轨宜选用合金钢。

(×)23、共晶转变是在恒温下进行的。

(∨)24、只有C=0.77%的铁碳合金从高温缓冷到727℃时才会发生共析转变。

(×)25、高碳钢硬度比低碳钢高，而塑性、韧性比低碳钢低。

凿岩机钎尾选材、热处理工艺设计及分析

凿岩机钎尾选材、热处理工艺设计及分析金属材料工程10060127 XXX 杨瑞成教授隋然助教摘要钎尾在工作时直接承受凿岩机高频冲击和强力扭转，钎尾应具有足够的强度和韧性，高的表面强度和耐磨性以及高的疲劳抗力和一定的耐腐蚀性能，心部具有良好的韧性。

35SiMnMoV常用钎尾的热处理工艺流程为：锻造坯料—去应力退火—机械加工—渗碳—淬火—低温回火—校直—抛丸—精磨。

钎尾常见的缺陷是：表面硬度低、钎尾畸变过量、渗碳层深度不足、表面脱碳等，应该有相应的对策进行补救。

关键词：凿岩机；钎尾；35SiMnMoV；热处理；一、凿岩机凿岩机，利用钢钎的冲击和旋转作用在岩石上钻凿孔眼的石料开采机械。

主要用于开采石料或拆除废弃建筑物。

凿岩机有分风动式、电动式、内燃式和液压式四类。

液压凿岩机在金属矿山、煤矿岩巷、化工采矿、水电涵洞、铁路和公路掘进工程中使用非常广泛！液压凿岩机主要有冲击机构、回转机构、供水排水机构和防尘系统等多部分组成[3]。

二、钎尾的选材液压凿岩机的工作压力一般均在20MPa左右，有的可高达25MPa，每分钟冲击次数达到3000~4000次。

钎尾是螺纹连接凿岩钎具的重要组成部分，在工作时直接承受凿岩机高频冲击和强力扭转，将凿岩机活塞运动的冲击功从钎尾尾端传递到钎杆和钎头，进行凿岩作业，同时在凿岩机转动套的带动下传递扭矩，使整个钎具的系统转动。

钎尾内孔还受到快速流水的冲刷和矿水的腐蚀。

因而钎尾应具有足够的强度和韧性，高的表面强度和耐磨性以及高的疲劳抗力和一定的耐腐蚀性能，心部具有良好的韧性；能够承受凿岩机高频冲击和强力扭转；抵抗流水的冲刷和矿水的腐蚀[2]。

钎尾材料一般选用碳素钢或合金钢。

（一）碳素钢碳素钢的性能主要取决于含碳量。

按含碳量可以把碳钢分为低碳钢，中碳钢和高碳钢。

含碳量增加，钢的强度、硬度升高，塑性、韧性和可焊性降低。

低碳钢在使用前一般不经热处理，碳含量在0.15％以上的经渗碳或氰化处理，用于要求表层温度高、耐磨性好的轴、轴套、链轮等零件。

热处理综合实验指导书.docx

昆明理工大学热处理综合实验指导书材料科学与工程学院实验中心2011年10月26日第一节概述热处理综合实验是对学生热处理棊础知识与综合技能的全面锻炼与考察，木实验要求学牛以常见机械零件为对象，对零件的工作坏境进行分析，并在实验室所能捉供试样的钢种范围内（Q235,20, 45, 40Cr, T8, T10钢）进行选材，再根据材料的基本性质设计相应的热处理工艺，以相同材质的试样进行热处理实验，实验完毕后测试锁度，以对实验效果进行判断。

实验步骤1、确定要制造的典型零件或工程构件，如：轴类、齿轮类、滚动轴承类、弹簧类、紧固件、曲轴、连杆、工具、模具零件、铸件等。

画出零件草图。

2、根据所要制造零件的服役条件（工作状态）,选择其材料（在Q23520, 45, 40Cr, T8, T10等几种钢中來确定）查阅所选材料的化学成分、热处理临界温度。

3、画出该零件的热处理工艺曲线，标明热处理技术要求。

第二节零件的选材本实验室可提供的材料有Q235, 20, 45, 40Cr, T8, T10,各种材料的基本性能与适用范围如卜：1、Q235, 20 钢Q235和20钢都属于碳素结构钢，其强度较低，很少淬火，无回火脆性。

冷变形塑性高、—•般供弯曲、压延、弯边和锤拱等加工，切削加工性、冷拔或正火状态较退火状态好、一般用于制造受力不人而韧性要求高的零件，如杠杆轴，变速箱变速叉，齿伦，重型机械拉杆，钩坏等。

Q235和20钢因为含碳量较低，淬火后表面硬度值也不是太高，在36011BS〜4001IBS范围内。

所用的热处理一般选用化学热处理，像渗碳淬火等，一般不会肓接淬火，20钢渗碳淬火回火后的硕度在43HRC〜48HRC Z间。

2、45 钢45号钢也属于碳素结构钢，其含碳量高于20钢，硬度不高，易切削加工。

45钢调质处理后具有良好的综合机械性能，广泛应用于各种重耍的结构零件，特別是那些在交变负荷卜工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。

机械制造基础复习题

特别说明：本复习题主要供同学们进一步学习本课程知识时使用，与考试题没有必然联系。

1．一紧固螺钉在使用过程中发生塑性变形，是因为螺钉以下哪个力学性能指标不足造成的？（A）A、屈服强度B、冲击韧性C、塑性D、刚性2．将钢材划分为低碳钢、中碳钢和高碳钢的标准是什么。

各有何用途？按钢中碳含量的多少划分，具体为：(1) 低碳钢wc≤％：焊接性和冷冲压工艺性好，可用来制造各种标准件、轴套、容器等。

也可通过适当热处理（渗碳、淬火、回火）制成表面高硬度、心部有较高韧度和强度的耐磨损耐冲击的零件。

如齿轮、凸轮、销轴摩擦片、水泥钉等。

(2) 中碳钢％＜wc≤％：通过适当热处理（调质、表面淬火等）可获得良好的综合力学性能的机件及表面耐磨、心部韧性好的零件。

如传动轴、发动机连杆、机床齿轮等。

(3) 高碳钢wc＞％：经适当热处理后可获得高的强度和屈强比，以及足够的韧性和耐磨性。

可用于制造小线径的弹簧、重钢轨、轧辊、铁锹、钢丝绳等。

3．指出材料牌号45、Q235、20、T10A、65Mn、ZG200-400的含义。

答：(1) 45：含碳量平均为%的优质碳素结构钢；(2) Q235是普通碳素结构钢，其屈服点不低于235Mpa；(3) 20是含碳量平均为%的优质碳素结构钢；(4) T10A是含碳量平均为1%的高级优质碳素工具钢；(5) 65Mn是含碳量平均为%，含锰量较高的优质碳素结构钢；(6) ZG200-400是屈服点不低于200MPa、抗拉强度不低于400MPa的工程用铸钢。

4．指出材料牌号20Cr、16Mn、20CrMnTi、40Cr、60Si2-Mn、GCrl5是什么钢？并说明牌号中字母和数宇的含义。

答：(1) 20Cr是合金渗碳钢，碳的平均含量为%，铬的含量小于%；(2) 16Mn是普通低合金结构钢，碳的平均含量为%，锰的含量小于%；(3) 20CrMnTi是合金渗碳钢，碳的平均含量为％，合金元素铬、锰、钛的含量均小于%；(4) 40Cr是合金调质钢，碳的平均含量为%，铬的含量小于%；(5) 60Si2Mn是合金弹簧钢，碳的平均含量为%，含硅量平均为2%，锰的含量小于%；(6) GCr15是滚动轴承钢，含碳量在%~%范围内，铬的含量平均为%。

20crmnmo热处理工艺及硬度

20crmnmo热处理工艺及硬度20CrMnMo是一种低合金高强度钢，具有优异的机械性能和热处理可塑性。

热处理工艺对于该钢的性能提升至关重要。

本文将从热处理工艺和硬度两个方面探讨20CrMnMo钢的特点及其处理方法。

一、热处理工艺热处理是通过对金属材料进行加热和冷却过程的控制，改变其组织和性能的方法。

对于20CrMnMo钢，常用的热处理工艺包括退火、正火、淬火和回火。

1. 退火退火是通过将材料加热到一定温度，然后缓慢冷却，以消除应力和改善材料的塑性和韧性。

对于20CrMnMo钢，常用的退火工艺是将材料加热到850~880℃，保温1~2小时后，以慢速冷却至室温。

2. 正火正火是通过将材料加热到一定温度，保温一段时间后，以适当速度冷却，以获得较高的硬度和强度。

对于20CrMnMo钢，常用的正火工艺是将材料加热到850~880℃，保温1~2小时后，以水冷或油冷。

3. 淬火淬火是通过将材料加热到临界温度以上，然后迅速冷却，使材料获得高硬度和高强度。

对于20CrMnMo钢，常用的淬火工艺是将材料加热到840~860℃，保温10~30分钟后，迅速冷却至室温。

4. 回火回火是通过将淬火后的材料加热到一定温度，保温一段时间后，以适当速度冷却，以获得一定硬度和韧性的平衡。

对于20CrMnMo 钢，常用的回火工艺是将材料加热到200~500℃，保温时间根据要求决定，然后以适当速度冷却。

二、硬度硬度是材料抵抗外力侵入的能力，是评价材料抗压、抗切削和抗磨损性能的重要指标。

对于20CrMnMo钢，经过适当的热处理工艺后，其硬度会有所提高。

经退火处理后的20CrMnMo钢，硬度一般在HB200左右，具有较好的塑性和韧性，适用于一些对材料韧性要求较高的场合。

经正火处理后的20CrMnMo钢，硬度会有所提高，一般可达到HB250~300，具有较高的强度和硬度，适用于一些对材料强度要求较高的场合。

经淬火处理后的20CrMnMo钢，硬度会大幅提高，一般可达到HRC50~60，具有优异的强度和硬度，适用于一些对材料耐磨、耐冲击和承载能力要求较高的场合。

机械工程材料(第二版)习题答案(王章忠)

答：间隙固溶体的晶体结构与组成合金的一个金属组元的结构相同，它是溶质原子进入金属溶剂晶格的间隙时形成的固溶体，如：F和A，形成间隙固溶体可以提高金属的强度和硬度，起到固溶强化的作用。间隙化合物的晶体结构与组元的结构不同，间隙化合物是由H、B、C、N等原子半径较小的非金属元素（以X表示）与过渡族金属元素（以M表示）结合，且半径比rX/rM＞0.59时形成的晶体结构很复杂的化合物，如Fe3C,间隙化合物硬而脆，塑性差。
3－7 为什么铸造合金常选用接近共晶成分的合金？为什么要进行压力加工的合金常选用单相固溶体成分的合金？
答：共晶成分的合金熔点低，凝固温度区间最小，流动性好，适于铸造。单相固溶体成分的合金强度均匀，塑性好，便于压力加工。
3－8 为什么钢锭希望减少柱状晶区，而铜锭、铝锭往往希望扩大柱状晶区？
答：在柱状晶区，柱状晶粒彼此间的界面比较平直，气泡缩孔很小，组织比较致密。但当沿不同方向生长的两组柱状晶相遇时，会形成柱晶间界。柱晶间界是杂质、气泡、缩孔较密集地区，是铸锭的脆弱结合面，故钢锭应减少柱状晶区，以避免在热轧时开裂。对塑性好的铜锭、铝锭不会因热轧而开裂，故往往希望扩大柱状晶区。
2－4已知铜的原子直径为2.56 ，求其晶格常数，并计算1mm3铜中的原子数。
答： a = a= × = × =3.62
原子数＝4×晶胞数＝4× ＝8.4×1019个
2－6 总结说明实际金属晶体材料的内部结构特点。
1－11 一般认为铝、铜合金的耐蚀性优于普通钢铁材料，试分析在潮湿性环境下铝与铜的接触面上发生腐蚀现象的原因。
答：潮湿环境下铝与铜的接触面上会发生电化学腐蚀，因为这时铝与铜的接触面因电极电位不同存在着电极电位差而发生电化学腐蚀。
第二章作业

工程材料与热处理第5章作业题参考答案

1.奥氏体晶粒大小与哪些因素有关？为什么说奥氏体晶粒大小直接影响冷却后钢的组织和性能？奥氏体晶粒大小是影响使用性能的重要指标，主要有下列因素影响奥氏体晶粒大小。

（1）加热温度和保温时间。

加热温度越高，保温时间越长，奥氏体晶粒越粗大。

（2）加热速度。

加热速度越快，过热度越大，奥氏体的实际形成温度越高，形核率和长大速度的比值增大，则奥氏体的起始晶粒越细小，但快速加热时，保温时间不能过长，否则晶粒反而更加粗大。

（3）钢的化学成分。

在一定含碳量范围内，随着奥氏体中含碳量的增加，碳在奥氏体中的扩散速度及铁的自扩散速度增大，晶粒长大倾向增加，但当含碳量超过一定限度后，碳能以未溶碳化物的形式存在，阻碍奥氏体晶粒长大，使奥氏体晶粒长大倾向减小。

（4）钢的原始组织。

钢的原始组织越细，碳化物弥散速度越大，奥氏体的起始晶粒越细小，相同的加热条件下奥氏体晶粒越细小。

传统多晶金属材料的强度与晶粒尺寸的关系符合Hall-Petch关系，即σs=σ0+kd-1/2，其中σ0和k是细晶强化常数，σs是屈服强度，d是平均晶粒直径。

显然，晶粒尺寸与强度成反比关系，晶粒越细小，强度越高。

然而常温下金属材料的晶粒是和奥氏体晶粒度相关的，通俗地说常温下的晶粒度遗传了奥氏体晶粒度。

所以奥氏体晶粒度大小对钢冷却后的组织和性能有很大影响。

奥氏体晶粒度越细小，冷却后的组织转变产物的也越细小，其强度也越高，此外塑性，韧性也较好。

2．过冷奥氏体在不同的温度等温转变时，可得到哪些转变产物？试列表比较它们的组织和性能。

3.共析钢过冷奥氏体在不同温度的等温过程中，为什么550℃的孕育期最短，转变速度最快？因为过冷奥氏体的稳定性同时由两个因素控制：一个是旧与新相之间的自由能差ΔG；另一个是原子的扩散系数D。

等温温度越低，过冷度越大，自由能差ΔG也越大，则加快过冷奥氏体的转变速度；但原子扩散系数却随等温温度降低而减小，从而减慢过冷奥氏体的转变速度。

高温时，自由能差ΔG起主导作用；低温时，原子扩散系数起主导作用。

大学《热处理》试题及答案(二)

中南大学《热处理》试题及答案（二）问答题1、过冷度与冷却速度有何关系？它对金属结晶过程有何影响？对铸件晶粒大小有何影响？答：①冷却速度越大，则过冷度也越大。

②随着冷却速度的增大，则晶体内形核率和长大速度都加快，加速结晶过程的进行，但当冷速达到一定值以后则结晶过程将减慢，因为这时原子的扩散能力减弱。

③过冷度增大，ΔF大，结晶驱动力大，形核率和长大速度都大，且N的增加比G增加得快，提高了N 与G的比值，晶粒变细，但过冷度过大，对晶粒细化不利，结晶发生困难。

2、下列零件或工具用何种碳钢制造：手锯锯条、普通螺钉、车床主轴。

答：手锯锯条：它要求有较高的硬度和耐磨性，因此用碳素工具钢制造，如T9、T9A、T10、T10A、T11、T11A。

普通螺钉：它要保证有一定的机械性能，用普通碳素结构钢制造，如Q195、Q215、Q235。

车床主轴：它要求有较高的综合机械性能，用优质碳素结构钢，如30、35、40、45、50。

3、何谓钢的热处理？钢的热处理操作有哪些基本类型？试说明热处理同其它工艺过程的关系及其在机械制造中的地位和作用。

答：（1）为了改变钢材内部的组织结构，以满足对零件的加工性能和使用性能的要求所施加的一种综合的热加工工艺过程。

（2）热处理包括普通热处理和表面热处理；普通热处理里面包括退火、正火、淬火和回火，表面热处理包括表面淬火和化学热处理，表面淬火包括火焰加热表面淬火和感应加热表面淬火，化学热处理包括渗碳、渗氮和碳氮共渗等。

（3）热处理是机器零件加工工艺过程中的重要工序。

一个毛坯件经过预备热处理，然后进行切削加工，再经过最终热处理，经过精加工，最后装配成为零件。

热处理在机械制造中具有重要的地位和作用，适当的热处理可以显著提高钢的机械性能，延长机器零件的使用寿命。

热处理工艺不但可以强化金属材料、充分挖掘材料潜力、降低结构重量、节省材料和能源，而且能够提高机械产品质量、大幅度延长机器零件的使用寿命，做到一个顶几个、顶十几个。

现代工程材料习题与思考题-答案

第一部分习题与思考题1、名词解释：抗拉强度（σb）：材料在受力过程中，所能承受的最大载荷F b时所对应的应力值。

（P13）屈服强度：表示材料开始发生明显塑性变形的抗力。

（P13）刚度:材料对弹性变形的抵抗能力。

（P13）疲劳强度：当应力低于一定值时试样可以经受无限周期循环而不破坏，此应力值称为材料的疲劳极限（亦称疲劳强度）。

（P22）冲击韧性：指材料在冲击载荷下吸收塑性变形功和断裂功的能力。

（P19）断裂韧性：表征材料抵抗裂纹失稳扩展的能力。

（P20）2、设计刚度好的零件，应根据何种指标选择材料？材料的弹性模量E愈大，则材料的塑性愈差。

这种说法是否正确？为什么？3、如图所示的四种不同材料的应力—应变曲线，试比较这四种材料的抗拉强度、屈服强度（或屈服点）、刚度和塑性。

并指出屈服强度的确定方法。

（不一定对……仅供参考）对于屈服现象明显的材料，屈服强度就是屈服点的应力（屈服值）；对于屈服现象不明显的材料，是与应力-应变的直线关系的极限偏差达到规定值（通常为0.2%的塑性形变）时的应力。

4、常用的硬度测试方法有几种？这些方法测出的硬度值能否进行比较？（P18）硬度的表示方法主要有：布氏硬度；洛氏硬度；维氏硬度和显微硬度；莫氏硬度；锉刀硬度。

由于各种硬度的实验条件不同，故相互间无理论换算关系，但通过实践发现在一定条件下存在某种粗略的经验换算关系。

如在200~600HBS(HBW)内，HRC≈1/10HBS(HBW)；在小于450HBS 时，HBS≈HV。

5、下列几种工件应该采用何种硬度试验法测定其硬度？（不一定对……仅供参考）（1）锉刀：锉刀硬度。

（2）黄铜轴套：布氏硬度。

（3）供应状态的各种碳钢钢材：布氏硬度、洛氏硬度。

（ 4）硬质合金刀片：洛氏硬度。

（5）耐磨工件的表面硬化层：维氏硬度。

第三部分习题与思考题1 、解释下列名词奥氏体的起始晶粒度：在加热转变中，新形成并刚好相互接触时的奥氏体晶粒的大小。

（P296）实际晶粒度：随着加热温度的升高和保温时间的延长，其晶粒将不断长大，长大到钢开始冷却时的奥氏体晶粒称为实际晶粒，其大小称为实际晶粒度。

2022-2023年一级造价师《建设工程技术与计量(安装)》预测试题1(答案解析)

2022-2023年一级造价师《建设工程技术与计量（安装）》预测试题（答案解析）全文为Word可编辑，若为PDF皆为盗版，请谨慎购买！第壹卷一.综合考点题库(共50题)1.为获得较高的力学性能（高强度、弹性极限和较高的韧性），对于重要钢结构零件经热处理后其强度较高，且塑性、韧性更显著超过正火处理。

此种热处理工艺为（）。

A.低温回火B.中温回火C.高温回火D.完全退火正确答案：C本题解析：2021教材P85本题考查的是焊接热处理。

高温回火将钢件加热到500～700℃回火，即调质处理，因此可获得较高的力学性能，如高强度、弹性极限和较高的韧性。

主要用于重要结构零件。

钢经调质处理后不仅强度较高，而且塑性、韧性更显著超过正火处理的情况。

2.在高中效过滤器中，当滤料为无纺布时，其结构形式通常多为（）。

A.板式B.袋式C.折叠式D.卷绕式正确答案：B本题解析：高中效过滤器能较好地去除1. 0μm以上的灰尘粒子，可做净化空调系统的中间过滤器和一般送风系统的末端过滤器，其滤料为无纺布或丙纶滤布，结构形式多为袋式，滤料多为一次性使用。

3.输送能力大，运转费用低，常用来完成大量繁重散装固体及具有磨琢性物料的输送任务的输送机类型为（）。

A.鳞板输送机B.刮板输送机C.螺旋输送机D.振动输送机正确答案：A本题解析：本题考查的是固体输送设备。

鱗板输送机输送能力大，运转费用低，常用来完成大量繁重散装固体及具有磨琢性物料的输送任务。

4.风机运转时应符合相关规范要求，下面表述正确的有（）。

A.风机试运转时，以电动机带动的风机均应经一次启动立即停止运转的试验B.风机启动后，转速不得在临界转速附近停留C.风机运转中轴承的进油温度应高于40℃D.风机的润滑油冷却系统中的冷却水压力必须低于油压正确答案：A、B、D本题解析：2021教材P145本题考查的是风机。

选项C错误，风机运转中轴承的进油温度一般不应高于40℃。

5.基带传输不需要调制、解调，设备花费少，传输距离一般不超过（）km。

40钢经此热处理后的室温组织为

文章标题：40钢经热处理后的组织结构分析与性能评估在金属材料学中，40钢是一种常见的工程结构钢，具有优异的强度和耐磨性，被广泛应用于机械制造、汽车制造、船舶建造等领域。

而通过热处理后的40钢，在室温下的组织结构如何变化，对于其性能以及适用范围具有至关重要的影响。

1. 初探40钢的基本组织40钢是一种具有较高碳含量的合金钢，主要由铁、碳和少量的合金元素组成。

在未经热处理时，40钢的组织一般呈现为珠光体和少量的铁素体混合组织。

珠光体具有较高的硬度和强度，是40钢优良性能的关键之一。

2. 热处理对40钢组织的影响当40钢经过热处理后，其组织结构将发生明显的变化。

在热处理过程中，先将40钢加热至一定温度，然后进行保温一段时间，最后通过适当的冷却过程使得材料的组织结构发生改变。

正是通过这样的热处理工艺，40钢的机械性能才得以得到提高。

3. 室温组织的变化经过适当热处理后的40钢，在室温下的组织将发生重大变化。

普遍情况下，珠光体将逐渐变细，甚至部分转变为马氏体组织。

这种马氏体组织具有较高的强度和硬度，能够提高40钢的耐磨性和强度。

4. 性能评估热处理后，40钢在室温下的组织结构发生变化，对其性能产生了显著影响。

硬度、强度、韧性等机械性能都得到了提高，使得40钢更适用于承受高强度和耐磨性要求的工程应用中。

总结回顾：通过对40钢经热处理后在室温下的组织结构进行分析，我们可以清楚地认识到热处理对40钢性能的重要影响。

室温下的组织结构变化，不仅提高了40钢的硬度和耐磨性，也增强了其强度和韧性。

在工程实践中，我们需要充分考虑40钢的热处理工艺，以获得更优异的性能表现。

个人观点和理解：40钢经热处理后在室温下的组织结构变化，展现了金属材料学中热处理工艺的重要意义。

这种精细的组织调控，不仅提高了40钢的性能，也使得其在工程领域中具有了更广泛的应用前景。

我们应该不断深化对材料组织结构与性能之间关系的研究，为工程材料的设计和应用提供更多的科学依据。

结构钢的热处理工艺组织与性能之间的关系

湘潭大学
1、淬火温度-碳钢
亚共析钢
淬火温度为Ac3+30-50℃ 预备热处理组织为退火或正火组织
湘潭大学
• 亚共析钢淬火组织： • 0.5%C时为M • 0.5%C时为M+A’。
45钢(含0.45%C)正常淬火组织
65MnV钢(0.65%C) 淬火组织
湘潭大学
共析钢
• 淬火温度为Ac1+30-50℃；淬火组织为M+A’
时出现的脆性。
• 这种回火脆性是不可逆的，只要在此温度范围内回火就会出现脆性，目前尚无有效消除办法
湘潭大学
第二类回火脆性
• 又称可逆回火脆性。是指淬火钢在500-650℃范围内回火后缓冷时出现的脆性. 回火后快冷不出现，是可逆的。
防止办法： ⑴ 回火后快冷。 ⑵ 加入合金元素W (约1%)、 Mo(约0.5%)。该法更适用于大截面的零部件
广泛用于各种结构件如轴、齿轮等热处理。也可作为要求较高精密件、量具等预备热处理。
淬火加高温回火的热处理称作调质处理，简称调质
湘潭大学
试试验验方方法与法步与骤步骤
• 1、将20钢、45钢、T11钢分别在920℃、880℃、 860℃加热，保温20分钟，并分别在10%盐水、水、和油中淬火；
• 2、观察淬火后式样的组织并测其洛氏硬度； • 3、将各个试样分别在180℃、350℃、560℃回火半
个小时；
• 4、观察回火组织并测其洛氏硬度。
湘潭大学
实验报告要求
• 1、写明实验目的、实验原理及试验方法 • 2、根据性能测定和组织观察，能够选定适当的淬火
回火工艺得到所需要的力学性能 • 3、分析不同的回火温度对结构钢组织和性能的影响

420mod经热处理后屈服强度

1. 420mod不锈钢的介绍420mod是一种热处理后的马氏体不锈钢，通常用于制造刀片、剪切器具和医疗器械等产品。

其较高的含碳量和铬含量使其具有优异的耐磨性、耐腐蚀性和机械性能。

420mod不锈钢具有出色的加工性能，同时具有一定的磁性和磁性导热性。

在适当的热处理条件下，可以获得理想的强度和硬度。

2. 420mod不锈钢的热处理工艺对于420mod不锈钢的热处理工艺，主要包括回火和固溶处理两个步骤。

固溶处理主要是将420mod不锈钢加热至较高温度，通常在950°C至1050°C之间，并保持一定时间，以使碳元素和铬元素均匀分布在晶粒中。

回火处理则是在固溶处理后对钢材进行适当冷却后再进行加热处理，使其达到理想的硬度和韧性。

回火处理的温度和时间可以根据具体的产品要求进行调整，常规的回火温度为180°C至200°C，时间为2至3小时。

3. 420mod不锈钢热处理后的屈服强度特性经过适当的热处理，420mod不锈钢可以获得较高的屈服强度。

原料的化学成分和热处理工艺的影响将直接影响到屈服强度的表现。

通常情况下，热处理后的420mod不锈钢的屈服强度在750MPa至1000MPa之间，优于许多其他不锈钢材料。

这种高屈服强度使得420mod不锈钢在制造高负荷工作环境下使用的零部件时具有更好的耐久性和可靠性。

4. 420mod不锈钢热处理后的应用领域热处理后的420mod不锈钢广泛应用于制造刀具、医疗器械、石油化工设备、化工设备、机械零部件等领域。

由于其高屈服强度和优异的耐磨性，420mod不锈钢在制造高端工业刀具和手术器械时广受青睐。

其耐腐蚀性使得其成为适合在恶劣环境中使用的理想材料，例如海洋工程设备、食品加工设备等领域。

5. 420mod不锈钢热处理后的发展趋势随着工业制造技术的不断发展和创新，420mod不锈钢热处理工艺也将不断优化和完善。

透过改进原料的配方和热处理工艺的手段，预期能够获得更高的屈服强度和硬度，以满足更加苛刻的使用要求。

回火索氏体是碳钢调质处理最终获得的组织

回火索氏体是碳钢调质处理最终获得的组织。

而贝氏体是回火索氏体的一种，又分上贝氏体和下贝氏体。

特点是机构强度高，冲击韧性好，有较佳的综合机械性能。

金相组织上，贝氏体呈板条状。

贝氏体是在珠光体转变温度以下、马氏体转变温度以上的温围内由过冷奥氏体转变而成。

它是由铁素体和碳化物组成的机械混合物，但铁素体的是奥氏体通过晶格切变形成的。

贝氏体分为上贝氏体和下贝氏体。

中、高碳钢上贝氏体在光学显微镜下的典型特征呈羽毛状。

下贝氏体在光学显微镜下呈黑色针状。

回火索氏体是片状马氏体在500-600度回火得到的多边形铁素体和粗粒渗碳体的机械混合物，在光学显微镜下渗碳体呈颗粒状。

回火索氏体的定义及组织特征。

回火索氏体(tempered martensite)是马氏体于回火时形成的, 在在光学金相显微镜下放大500~600倍以上才能分辨出来，其为铁素体基体内分布着碳化物(包括渗碳体)球粒的复合组织。

它也是马氏体的一种回火组织，是铁素体与粒状碳化物的混合物。

此时的铁素体已基本无碳的过饱和度，碳化物也为稳定型碳化物。

常温下是一种平衡组织。

定义：回火就是将淬火后的钢重新加热到Ai以下的某一温度，保温一段时间，然后置于空气或水中冷却的热处理方法。

_、回火的目的1.降低淬火钢的脆性和内应力，防止变形或开裂。

2.调整和稳定淬火钢的结晶组织以保证工件不再发生形状和尺寸的改变。

3.获得不同需要的机械性能，通过适当的回火来获得所要求的强度、硬度和韧性，以满足各种工件的不同使用要求，淬火钢经回火后，其硬度随回火温度的升高而降低，回火，一般也是热处理的最后一道工序。

二、回火时组织与性能的变化淬火钢中的马氏体及残余奥氏体都是不稳定的组织，具有向稳定组织转变的自发倾向。

随回火温度的升高，钢的组织也相应发生以下四个阶段的转变：第一阶段：马氏体的分解(100〜250) C第二阶段：残余奥氏体的转变(200〜300) C第三阶段：渗碳体的形成(250〜400) C第四阶段：渗碳体的聚集长大和a相再结晶(400 C以上)性能的变化：即随着回火温度升高，强度、硬度下降，而塑性、韧性上升，如图所示。

机械工程材料作业整理

作业一1.何谓失效？零件的失效方式有哪些？失效：在使用过程中因零件的外部形状尺寸和内部结构发生变化而失去原有的设计功能，使其低效工作或无法工作或提前退役的现象称为失效。

失效方式：（1）过量变形失效：a、过量弹性变形b、过量塑性变形（2）断裂失效：a、韧性断裂b、脆性断裂c、低应力断裂d、疲劳断裂e、蠕变断裂f、介质加速断裂（3）表面损伤失效：a、磨损失效b、腐蚀失效c、表面接触疲劳（4）物理性能降级：电磁、热等性能衰减2. 静载性能指标有哪些？它们分别与那种失效形式关联？1、刚度和强度指标刚度：弹性模量强度：比例极限，弹性极限，屈服强度，抗拉强度，断裂强度2、弹性和塑形指标弹性：弹性能塑形：断后伸长率，断面收缩率3、硬度指标失效形式强度：断裂、塑性变形塑性：塑性变形刚度：过量弹性变形硬度：磨损韧性和疲劳强度：断裂3. 过量弹性变形、过量塑性变形而失效的原因是什么？如何预防？失效的责任主要在于设计者的考虑不周、计算错误或选材不当，故防止措施主要应从设计方面考虑。

过量弹性变形产生变形的主要原因是材料刚度不够。

预防途径：1．选择合适的材料或结构2．确定适当的匹配尺寸3．采用减少变形影响的转接件，比如在系统中采用软管等柔性构件，可显着减少弹性变形的有害影响。

过量塑性变形产生变形的主要原因是材料的弹性极限，屈服强度不够。

预防途径：1．降低实际应力：降低工作应力；减少残余应力；降低应力集中。

2．提高材料的屈服强度：通过合金化、热处理等方法。

4. 何谓冲击韧性？如何根据冲击韧性来判断材料的低温脆性倾向？冲击韧性是指材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力，即反映材料承受外来冲击负荷而不断裂的抵抗能力。

冲击韧性指标的实际意义在于揭示材料的变脆倾向。

材料的冲击吸收功随温度降低而降低，当温度低于韧脆转变温度时，材料由韧性状态变为脆性状态的现象，称为低温脆性。

从试样结果看（参见沈莲《机械工程材料》第三版P10图1-4）冲击韧性高的材料的低温脆性倾向小。