工程材料习题)

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1、第三章、钢的热处理简答题：1.现有低碳钢齿轮和中碳钢齿轮各一只，为了使齿轮表面具有高的硬度和耐磨性，应该选择何种热处理方法？并比较热处理后它们在组织和性能上的差异。【答案】：低碳钢齿轮可采用渗碳、淬火、低温冋火处理。通过渗碳使表面含碳量达到1.0%左右，淬火冋火后，表而是高碳的回火马氏体，硕度高，而心部仍然是低碳的组织，韧性好。屮碳钢齿轮可采用表而淬火低温回火处理。淬火低温回火之后，表面是屮碳回火马氏体，硬度高耐磨。心部仍然是韧性好的原正火或调质状态的组织。与表血淬火处理相比较，渗碳的零件表面破度更高，更耐磨，心部韧性更好，更耐冲击。2

2、.将010mm的T8钢圆片试样加热至780°C并保温，后经五种不同冷却方式分别得到:①P、②S、③T、④B下+M+少量AR、⑤M+少量AR。在C曲线上分别画出其冷却工艺曲线。【答案】：3.直径为10mm的45钢试样在不同热处理条件下得到的硬度如表所示，请将不同热处理条件下的显微组织填入表中的显微组织栏。【答案】：材料热处理工艺WHB显微组织热处理温度冷却方式冋火温度/°c炉冷148F+P空冷196F少量+S45钢860AC水冷538M+A残水冷200515M回水冷400369T回水冷600243S回750/°C水冷422F+M+A残1.

3、T8钢经球化退火后得到什么组织？经淬火后得到什么组织？淬火后分别在200°C、400°C.600°C回火又得到什么组织？【答案】:T8钢经退火后得到球状珠光体。经淬火后得到马氏体+残余奥氏体。淬火后分别在200°C、40（TC、600°C冋火得到冋火马氏体、冋火托氏体、冋火索氏体。2.T8钢的C曲线如图所示，若使该钢在570°C等温不同的时间，按图示1、2、3、4的冷却速度冷至室温，试问各获得什么组织？然后再进行高温回火，又各获得什么组织？【答案】：冷速1冷至室温：马氏体+残余奥氏体；高温回火后：回火索氏体。冷速2冷金室温：细片状珠光体

4、（托氏体）+马氏体+残余奥氏体；高温冋火后：细片状珠光体+冋火索氏体。冷速3冷至室温：细片状珠光体（托氏体）；髙温冋火后：细片状珠光体（托氏体）。冷速4冷至室温：细片状珠光体（托氏体）；高温冋火后：细片状珠光体（托氏体）。第四章结构钢及其选用分析题1.用40Cr钢制造连杆螺栓，试分析：（共15分）1）钢中碳和合金元素的含量及合金元素在钢中的作用（5分）2）画岀最终热处理（淬火回火）的工艺III］线，指岀所获得的组织。（5分）。3）根据工序正确安排生产过程的工艺路线。（5分）精加工下料退火锻造粗加工调质【答案】：1）40Cr的平均含碳量为

5、0.4%,°C珞的含量为0.8〜1.1%。珞在钢中的主要作用是提高淬透性，其次溶入铁素体可使Z强化，且保持较好的韧性。2）最终热处理工艺曲线见图。调质处理后的组织是回火索氏体，硕度为（34〜38）HRCo1.下列零件应分别采用何种预先热处理和最终热处理？为什么？热处理后的组织分别是什么？（1）某机床变速箱齿轮（模数呼3）要求齿面耐磨，心部强度和韧性要求不高，材料选用45钢。（2）机床主轴，要求有良好的综合力学性能，轴颈部分要求耐磨（50〜55HRC）材料选用45钢。【答案】：（1）预先热处理：正火因为心部强度和韧性要求不高，正火处理之后

6、即可达到要求。且正火比调质处理的工艺简单，热处理的变形小，采用正火处理是合理的。正火后的组织是细珠光体+少量铁素体。最终热处理：表面淬火+低温回火因为表面淬火+低温回火后使衣面纽织发生改变，成为回火马氏体，硬度高，耐磨性好，可达到齿而耐磨的目的。（2）预先热处理：正火通过正火可细化晶粒，改善切削加工性。最终热处理：调质处理+轴颈部表面淬火因为机床主轴耍求冇良好的综合力学性能，而调质处理后的冋火索氏体组织综合力学性能。轴颈部表而淬火并低温冋火使获得冋火马氏体组织，硬度髙（可达50〜55HRC）,耐磨。最终热处理后的组织：回火索氏体，轴颈表

7、而是回火马氏体。2.分析20CrMnTi钢得到下列组织的热处理工艺：（1）板条马氏体；（2）片状珠光体+铁素体；（3）细片状珠光体+均匀分布的铁素体；（4）表面的主要组织是片状回火马氏体，心部的主要组织是索氏体+低碳回火马氏体。【答案】:（1）热处理工艺：油冷淬火因为20CrMnTiM低碳合金钢，淬透性好，油冷淬火即可获得板条马氏体。（2）热处理工艺：完全退火因为20CrMnTi属亚共析钢，通过完全退火后可获得接近平衡的组织,即片状珠光体+铁素体。（3）热处理工艺：正火因为细片状珠光体+均匀分布的铁素体组织是在较快的冷速卜获得的，因而采

8、用正火。（4）热处理工艺：渗碳+淬火+低温冋火片状冋火马氏体是高碳马氏体的组织形态，20CrMnTi属低碳钢，通过表而渗碳就可提高表而的含碳量，从而使表而在淬火后得到片状马氏体；片状凹火马氏体和心部的低碳回