工程材料习题及答案

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1、工程材料作业(3)答案1、判断下列说法是否正确:(1)钢在奥氏体化后,冷却时形成的组织主要取决于钢的加热温度。错误,钢在奥氏体化后,冷却时形成的组织主要取决于钢的冷却速度。(2)低碳钢与高碳钢工件为了便于切削加工,可预先进行球化退火。错误,低碳钢工件为了便于切削加工,预先进行热处理应进行正火(提高硬度)或完全退火。而高碳钢工件则应进行球化退火(若网状渗碳体严重则在球化退火前增加一次正火),其目的都是为了将硬度调整到HB200左右并细化晶粒、均匀组织、消除网状渗碳体。(3)钢的实际晶粒度主要取决于钢在加热后的冷却速度。错误,钢的实际晶粒度主要取决于钢的加热温度。(4)过

2、冷奥氏体冷却速度快,钢冷却后的硬度越高错误,钢的硬度主要取决于含碳量。(5)钢中合金元素越多,钢淬火后的硬度越高错误,钢的硬度主要取决于含碳量。(6)同一钢种在相同加热条件下,水淬比油淬的淬透性好,小件比大件的淬透性好。正确。同一钢种,其C曲线是一定的,因此,冷速快或工件小容易淬成马氏体。(7)钢经过淬火后是处于硬脆状态。基本正确,低碳马氏体韧性要好些,而高碳马氏体硬而脆。(8)冷却速度越快,马氏体的转变点Ms和Mf越低。正确。(9)淬火钢回火后的性能主要取决于回火后的冷却速度。错误,淬火钢回火后的性能主要取决于回火温度。(10)钢中的含碳量就等于马氏体的含碳量错误,

3、钢中的含碳量是否等于马氏体的含碳量,要看加热温度。完全奥氏体化时,钢的含碳量等于奥氏体含碳量,淬火后即为马氏体含碳量。如果是部分奥氏体化,钢的含碳量一部分溶入奥氏体,一部分是未溶碳化物,从而可以减轻马氏体因含碳量过高的脆性,也能细化晶粒,此时马氏体含碳量要低于钢的含糖碳量。2、将含碳量为1.2%的两个试件,分别加热到760℃和900℃,保温时间相同,达到平衡状态后以大于临界冷速的速度快速冷却至室温。问:(1)哪个温度的试件淬火后晶粒粗大。900℃粗大,处于完全奥氏体化区,对于过共析钢易造成晶粒粗大。(2)哪个温度的试件淬火后未溶碳化物较少。900℃,处于完全奥氏体化区

4、。(3)哪个温度的试件淬火后马氏体的含碳量较多。900℃,处于完全奥氏体化区,奥氏体的含碳量即为马氏体含碳量。(4)哪个温度的试件淬火后残余奥氏体量多。900℃,奥氏体的含碳量越高,Ms和Mf就越低,残余奥氏体量就越多。(5)哪个试件的淬火温度较为合理,为什么?760℃,处于部分奥氏体化区,加热组织为奥氏体+未溶碳化物(阻碍晶粒长大),晶粒细小。同时控制了奥氏体含碳量,也就控制了马氏体含碳量,降低了马氏体脆性。淬火组织:马氏体+未溶碳化物+残余奥氏体,保证了强度、硬度。3、将20钢和60钢同时加热到860℃,并保温相同的时间,问那种钢奥氏体晶粒粗大些?20钢和60钢都

5、属于亚共析钢,一般加热时要求完全奥氏体化,加热温度应在A3以上。依据铁碳相图,20钢含碳量低,A3点高,60钢,含碳量高,A3点低,因此,同样加热到860℃,并保温相同的时间,60钢过热度大,晶粒容易粗大。4、指出Ф10mm的45钢经下列温度加热并水冷后获得的组织700℃760℃860℃700℃加热,在A1以下,没有相变,水冷仍为F+P760℃加热,在A1—A3之间,加热组织:F+A,水冷,F+M860℃加热,在A3以上,加热组织A,水冷,M5、指出下列钢件正火的主要目的:20钢齿轮,45钢小轴,T12钢锉刀20钢齿轮:20钢,含碳量低,硬度低,通过正火(空冷)使得珠

6、光体片间距减小即形成索氏体或屈氏体,以提高硬度(HB200左右),满足切削加工的要求。45钢小轴:45钢,含碳量适中,综合机械性能好,因此利用正火,即可作为最终热处理,满足小轴的使用要求。T12钢锉刀:含碳量1.2%,若采用退火会产生网状渗碳体,一般采用正火,利用快冷(空冷),使得渗碳体网析出不完整,再配合球化退火,以彻底消除网状渗碳体。6、指出下列工件淬火及回火温度,并说明回火组织和硬度:(1)45钢小轴(要求综合机械性能)淬火A3以上(860℃),回火600℃(高温回火)。回火组织:s回,HRC25(2)65钢弹簧淬火A3以上(840℃),回火400℃(中温回火)

7、。回火组织:T回,HRC40(3)T8钢锉刀淬火A1以上(780℃),回火200℃(低温回火)。回火组织:M回+未溶碳化物+少量残余奥氏体,HRC60。7、解释索氏体和回火索氏体,马氏体和回火马氏体的主要区别。正火组织:索氏体S:属于细珠光体,其中渗碳体呈片状。回火组织,淬火后高温回火,碳化物从过饱和F中析出,称为回火索氏体S回,呈粒状渗碳体,塑、韧性更好淬火组织:马氏体:过饱和F回火组织:淬火后低温回火,碳化物开始从M中析出,成为M回。保持高硬度,消除内应力,改善脆性。8、45钢调质后的硬度为240HBS,若再进行200℃回火,硬度能否提高?为什么

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