工程材料复习题

复习题
•填空、是否判断、选择、名词解释
•简答题
–铁碳合金中基本相是那些？其机
械性能如何？
–两个相同尺寸的T12钢试样A、B，
A加热到780℃，B加热到860℃，
保温相同时间，以大于Vk的同一
冷却速度冷至室温。

（Ac1=730℃,Accm=820℃）
•（1）哪个试样马氏体中碳
含量较高，为什么？
•（2）哪个试样中残余奥氏体量较多，为什么？
•（3）哪个试样中末溶碳化物较多，为什么？
•（4）哪个淬火加热温度较合适，为什么？
–调质处理后的40钢齿轮，经高频感应加热后的温度T分布如下图所示。

试分析高频感应加热水淬后，轮齿由表面到中心各区（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）的组织。

–将4块相同的45钢试样，同时加热到850℃，然后分别在水、油、炉、空气中冷却，说明：各是何种热处理工艺？各获得什么组织？排列一下硬度的
大小顺序。

–如下图所示，T12钢加热到Ac1
以上，用图示的各种方法冷却，
分析各自得到的组织。

–试画出亚共析钢、共析钢、过
共析钢的平衡组织示意图，并
用箭头标明其中的各组织。

–写出相图的三个基本转变的反应式
–分别用线和箭头表示出（110）、（111）和[100]、[110]、[111]。

–T8钢经淬火后得到什么组织？经退火后得到什么组织？T8钢淬火后分别在200℃、400℃、600℃回火又得到什么组织？
–对合金调质钢，常加入Cr、Si、Mn、Ni等主加元素，并可加入Mo、W、V、Ti、B等辅加元素。

其主要作用是什么？
–为什么在砂轮上磨削经热处理的W18Cr4V或9CrSi.、T12A等制成的工具时，要经常用水冷却，而磨硬质合金制成的刃具时，却不用水冷却。

–金属的晶粒大小对力学性能有何影响，控制金属晶粒大小的方法有哪些？
–采用原材料为退火态的30钢制造直径为 10mm的小轴，经下列温度加热、保温在水中冷却后，得到的室温组织分别是什么？（30钢：AC1 = 732℃，AC3 = 813℃）
–1、根据Fe-Fe3C相图，分析20钢从液态至室温的平衡结晶过程。

2、计算20钢室温组织组成物的相对重量。

3、计算20钢室温下相组成物的相对重量。

–光学显微镜下观察某碳钢（退火状态）的金相样品，分析发现其组织为18%F 和82%P。

–1、利用杠杆定律计算此钢材的碳含量。

2、画出此碳钢的显微组织示意图，用箭头标出其组织组成物。

识图题
–标出图中给定的晶面指数与晶向指数
–DEFG晶面：
–ACJ晶面：
–BI晶向：
–绘图表示立方晶胞中（101）、晶面和[110]、
[101]晶向。

–分别画出亚共析钢、共析钢、过共析钢的平衡组织示意图，并用箭头标明其中的各组织。

–请标出Fe—Fe3C相图中指定相区的组织组成物。

–（1）；（2）；
–（3）；（4）；
–（5）；（6）；
–（7）；（8）；
–（9）；（10）。

–
–下图为某钢的连续冷却转变曲线及不同冷
速的冷却曲线，请分别写出各冷却
速度下的室温组织。

1、V1：2、V2：3、V3：
4、V4：
•将φ5mm的T8钢加热至780︒C并保温足够时间，请分别写出按图中所示V1～V7的不同冷却速度冷却后，可得到的室温组织。

–V1：
–V2：
–V3：
–V4：
–V5：
–V6：
–V7：
•计算题
–根据Fe-Fe3C相图计算，室温下
含碳量分别为0.2％和1.2％的钢中组织组成物的相对量。

–某钢的退火硬度为HB158，试运用杠杆定律推算该钢的含碳量。

（已知F、P 和Fe3C的硬度分别为HB80、HB200和HB800）
–某碳钢，相组成物中，F％＝90％。

•求：（1）C％＝？属哪种钢？（2）组织组成物的百分比？
–结合Fe-Fe3C相图，说明铁素体、奥氏体的最大溶解度（含碳量）；计算含
碳量为 1.1%、1.4%的合金室温平衡组织中二次渗碳体的相对量，并说明钢
的含碳量一般不超过1.4%的原因。

•分析计算题
–根据Fe-Fe3C相图，分析35钢从液态至室温的平衡结晶过程。

–计算35钢室温组织组成物的相对重量。

–计算35钢室温下相组成物的相对重量。

•根据Fe-Fe3C相图，计算铁碳合金中二次渗碳体和三次渗碳体的最大百分含量。

•金相分析某退火碳素钢，其组织为珠光体和网状渗碳体，其中渗碳体大约占5％。

–利用杠杆定律计算此钢材的碳含量。

–画出此碳钢的显微组织示意图，用箭头标出其组织组成物。

•根据Fe-Fe3C相图，分析T10钢从液态至室温的平衡结晶过程；计算T10钢室温组织组成物的相对重量；计算T10钢室温下相组成物的相对重量。

•光学显微镜下观察某碳钢（退火状态）的金相样品，分析发现其组织为20%F和80%P，利用杠杆定律计算此钢材的碳含量。

•综合题
–1、填表：根据下列材料将表格补充完整
2、某柴油机凸轮轴，要求凸轮表面有高的硬度,而心部具有良好的韧性。

1）、材料采用Wc=0.45℅的碳钢：
（1）请给出其加工工艺路线，
（2）分别说明其中热处理工序的作用。

2）、现因库存钢材用完，拟用Wc=0.15℅的碳钢代替：
（1）改用Wc=0.15℅钢后，仍按原热处理工序进行，能否满足性能要求?为什么?
（2）改用Wc=0.15℅钢后，采用何种热处理工艺能达到所要求的性能?
•3、车床主轴要求轴颈部位的硬度为56～58HRC.其余地方为20～24HRC，其加工工艺路线如下：锻造→正火→机加工→轴颈表面淬火→低温回火→磨加工。

请说明：（1）主轴应采用何种材料；
（2）正火的目的和大致处理工艺；
（3）表面淬火的目的和大致处理工艺；
（4）低温回火的目的和大致处理工艺；
（5）轴颈表面的组织和其余地方的组织。

•4、用20CrMnTi制造汽车变速箱齿轮，要求齿面硬度HRC58～60，中心硬度HRC30～45，试写出加工工艺路线，并说明各热处理的作用目的。

•5、要制造连杆、热锻模具、弹簧、冷冲压模具、滚动轴承、车刀、锉刀、机床床身等零件，试从下列牌号中分别选出合适的材料并叙述所选材料的名称、含碳量、热处理工艺和零件制成后的最终组织。

T10 65Mn HT300 W6Mo5Cr4V2 GCr15Mo 40Cr
•6、某工厂计划生产载重汽车钢板弹簧、圆盘铣刀和滚动轴承的滚珠，仓库现有钢材为Q235、20CrMnTi、60Si2Mn、40Cr、9SiCr、W18Cr4V、GCr15、HT350、KT350-10等，请正确合理选用材料并指出其各自的最终热处理工序名称。

•7、用20CrMnTi制造汽车变速箱齿轮，要求齿面硬度HRC58～60，中心硬度HRC30～45，其工艺路线为：下料→锻造→①→切削加工→②→③→④→喷丸→磨削加工。

•（1）说明上述①、②、③和④热处理工序的名称
•（2）说明上述①、②、③和④热处理工序的作用
•8、现有下列钢号，请分别写出碳及合金元素的平均成分，并分别写出各自的最终热处理工序名称。

•35CrMo；CrWMn；65Mn；GCr9SiMn；20Cr2Ni4；T10；55Si2Mn；37CrN4；
T12A；30CrMnSi；9Mn2V；20Cr2Ni4A；18Cr2Ni4W
•9、要求生产载重汽车变速箱齿轮、滚动轴承的滚针和盘形铣刀，仓库现有钢材为65Mn、Q235、20CrMnTi、40Cr、GCr15、T10A、W18Cr4V、、HT350、KT350-10、T12等，请正确地选用材料并指出各自的最终热处理工序名称。

•某工厂计划生产载重汽车钢板弹簧、圆盘铣刀、机床变速箱齿轮和滚动轴承的滚珠，仓库现有钢材为Q235、20CrMnTi、60Si2Mn、45、9SiCr、W18Cr4V、GCr15、HT350、KT350-10、20Cr2Ni4A、HT350等，请正确合理选用材料并指出其各自的最终热处理工序名称。

•10、仓库中有45钢和20CrMnTi钢，它们都可以用来制造齿轮，为了满足齿轮的使用要求，问各应进行何种热处理？并比较它们经热处理后在组织和性能上的不同。

•11、用T10钢制造形状简单的车刀，其工艺路线为：锻造→热处理（1）→机加工→热处理（2）→磨削加工。

写出其中热处理工序的名称及作用。

•12、甲、乙两厂生产同一种零件．均选用45钢，硬度要求220～250HBS。

甲厂采用正火，乙厂采用调质处理，均能达到硬度要求，试分析甲、乙两厂产品的组织和性能差别。

•13、现有5种钢材，其牌号为20、Q235、ZG15、45、65Mn、T8、T10、T12，欲做渗碳件、小弹簧、变速箱体，螺母、手锯条、齿轮、锉刀、手锤，试选用适当的钢材。

•14、采用W18Cr4V钢制造盘形齿轮铣刀，工艺路线为：
•锻造→热处理①→机加工→热处理②→磨削加工；1、热处理①和热处理②工序的名称是什么？2、各热处理工序在铣刀加工过程中起什么作用？
•15、下列典型牌号材料的(1)名称，(2)含碳量，(3)用途，(4)加工工艺路线中的热处理工艺名称、热处理目的及得到的组织
•Q235、20CrMnTi、20Cr2Ni4A、45、60Si2Mn、GCr15、T8、T12、9SiCr、W18Cr4V、HT350、KT350-10。