机械工程材料及热加工工艺试题及答案
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一、名词解释:
1、固溶强化:固溶体溶入溶质后强度、硬度提高,塑性韧性下降现象。
2、加工硬化:金属塑性变形后,强度硬度提高的现象。
2、合金强化:在钢液中有选择地加入合金元素,提高材料强度和硬度
4、热处理:钢在固态下通过加热、保温、冷却改变钢的组织结构从而获得所需性能的一种工艺。5、细晶强化:晶粒尺寸通过细化处理,使得金属强度提高的方法。
二、选择适宜材料并说明常用的热处理方法
三、(20分)车床主轴要求轴颈部位硬度为HRC54—58,其余地方为HRC20—25,其加工路线为:
下料锻造正火机加工调质机加工(精)
轴颈表面淬火低温回火磨加工
指出:1、主轴应用的材料:45钢
2、正火的目的和大致热处理工艺细化晶粒,消除应力;加热到Ac3+50℃保温一段时间空冷
3、调质目的和大致热处理工艺强度硬度塑性韧性达到良好配合淬火+高温回火
4、表面淬火目的提高轴颈表面硬度
5.低温回火目的和轴颈表面和心部组织。去除表面淬火热应力,表面M+A’心部S回
四、选择填空(20分)
1.合金元素对奥氏体晶粒长大的影响是(d)
(a)均强烈阻止奥氏体晶粒长大(b)均强烈促进奥氏体晶粒长大
(c)无影响(d)上述说法都不全面
2.适合制造渗碳零件的钢有(c)。
(a)16Mn、15、20Cr、1Cr13、12Cr2Ni4A (b)45、40Cr、65Mn、T12
(c)15、20Cr、18Cr2Ni4WA、20CrMnTi
3.要制造直径16mm的螺栓,要求整个截面上具有良好的综合机械性能,应选用(c )(a)45钢经正火处理(b)60Si2Mn经淬火和中温回火(c)40Cr钢经调质处理
4.制造手用锯条应当选用(a )
(a)T12钢经淬火和低温回火(b)Cr12Mo钢经淬火和低温回火(c)65钢淬火后中温回火
5.高速钢的红硬性取决于(b )
(a)马氏体的多少(b)淬火加热时溶入奥氏体中的合金元素的量(c)钢中的碳含量6.汽车、拖拉机的齿轮要求表面高耐磨性,中心有良好的强韧性,应选用(c )(a)60钢渗碳淬火后低温回火(b)40Cr淬火后高温回火(c)20CrMnTi渗碳淬火后低温回火
7.65、65Mn、50CrV等属于哪类钢,其热处理特点是(c )
(a)工具钢,淬火+低温回火(b)轴承钢,渗碳+淬火+低温回火(c)弹簧钢,淬火+中温回火
8. 二次硬化属于(d)
(a)固溶强化(b)细晶强化(c)位错强化(d)第二相强化
9. 1Cr18Ni9Ti奥氏体型不锈钢,进行固溶处理的目的是(b)
(a)获得单一的马氏体组织,提高硬度和耐磨性
(b)获得单一的奥氏体组织,提高抗腐蚀性,防止晶间腐蚀(c)降低硬度,便于切削加工
10.推土机铲和坦克履带板受到严重的磨损及强烈冲击,应选择用(b )
(a)20Cr渗碳淬火后低温回火(b)ZGMn13—3经水韧处理(c)W18Cr4V淬火后低温回火
五、填空题(20分)
1、马氏体是碳在a-相中的过饱和固溶体,其形态主要有板条马氏体、片状马氏体。
其中,片状马氏体硬度高、塑性差
2、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次。
3、材料选择的三原则一般原则,工艺性原则,经济性原则。
4、合金结构钢与碳素结构钢相比,其突出优点是强度高,淬透性好。
5. 共析钢过冷奥氏体等温转变曲线三个转变区的转变产物是P B M。
6. 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M回+A’
T回S回。
7. 45钢正火后渗碳体呈片状,调质处理后渗碳体呈球状。
第一章材料的性能
1、解释名词:强度*、塑性*、硬度、冲击韧性*、疲劳极限。*
2、掌握σs、σь、δ、ψ的含义、单位及计算方法。*
3、掌握HBS、HRC、HV、A k、a k、σ1等符号的含义。*
4、为什么相同材料进行拉伸试验时δ5>δ10?
5、课本P35~36,习题1、3、4、
6、13*。
第二章碳钢
1、解释名词:晶体与非晶体*、晶格与晶胞、晶粒、晶界、合金、相、组织、固溶体*、固溶
强化、结晶、同素异构转变*、相图、杠杆定律、铁素体*、奥氏体*、渗碳体、珠光体*、莱氏体*、冷加工*、热加工、回复、再结晶*、加工硬化*。
2、常见的金属晶格类型有哪三种?*
3、固溶体有哪几种*?它们有何特性?*
4、实际金属的晶体缺陷有哪些?它们对晶体的性能有何影响?
5、什么叫过冷度*?影响过冷度大小的因素是什么?*
6、晶粒大小对金属的性能有什么影响*?细化晶粒的方法有哪两种?*
7、共晶转变与共析转变有何异同?它们的产物是什么?
8、默写铁—渗碳体相图,说明A、C、D、E、G、S、P、Q点和GS、SE、PQ、ECF、PSK
线的意义。
9、默写出铁—渗碳体相图中各相区的相组成物和组织组成物。*
10、掌握各种典型的铁碳合金(工业纯铁、亚共析钢、共析钢、过共析钢、亚共晶白口铁、
共晶白口铁、过共晶白口铁)的结晶过程及其室温组织*。会用杠杆定律求各组织的相对量。
*
11、课本P76~77,习题6*、7*、10、11、16。
第三章钢的热处理
1、解释名词:热处理*、退火*、正火、淬火*、回火*、过冷奥氏体*、残余奥氏体、马氏体*、
淬透性*、淬硬性*、调质处理*。
2、马氏体转变有何特点?其组织形态有哪几种*?它们的特性如何*?
3、熟悉共析钢的奥氏体等温转变曲线(C曲线),以及等温转变的组织和性能,并能用该曲
线说明奥氏体连续冷却转变产物和性能。*
4、钢的淬火目的是什么?淬火方法有哪几种*?淬火温度是如何选择的*?
5、有两个大小相同的T12钢件,分别加热至780°C和860°C保温后以大于临界冷却速度
冷至室温,问:*
(1)淬火后哪个工件的马氏体晶粒较粗大?哪个马氏体的今碳量较多?
(2)淬火后哪个工件的残余奥氏体较多?
(3)淬火后哪个工件的未溶碳化物较多?
(4)哪个温度淬火合适?为什么?
6、何谓表面淬火?有哪几种常用方法?
7、何谓渗碳、氮化*?它们的目的是什么*?
8、课本P103,习题7、8、12、14。
第四章合金钢
1、什么叫合金钢?常用的合金元素有哪些?有哪几方面的基本作用?
2、掌握钢的几种分类方法,按碳含量、合金元素含量、质量、用途是怎样分类的。*
3、解释名词:回火稳定性、回火脆性、二次硬化、红硬性*。
4、指出下列牌号中,哪些是结构钢(分出碳素结构钢、低合金高强度结构钢、渗碳钢、调质
钢、弹簧钢、滚珠轴承钢)*?哪些是工具钢(分出碳素工具钢、髙炭低合金工具钢、高速钢、冷模具钢、热模具钢)*?哪些是特殊性能钢(分出不锈钢、耐热钢、耐磨钢)*?并指出各种钢的大致成分和常用来做什么零件或构件*。
Q235A*,Q390A*,20Cr,45*,40Cr*,60Si2Mn*,GCr15*,T8,9SiCr*,W18Cr4V*,9Mn2V,5CrNiMo,Cr12MoV,4Cr13,0Cr19Ni9*,4Cr9Si2,ZGMn13。
5、课本P147,习题4、8。
第五章铸铁
1、何谓铸铁*?铸铁如何分类*?与钢相比在化学成分、组织和性能方面有何特点?
2、影响石墨化的因素是什么?作用如何?
3、灰铸铁哪些性能优于钢?为什么?