工程材料复习题附带答案

工程材料

一、判断题

1.金属铸件不可通过再结晶退火来细化晶粒。（X ）

2.细晶强化可以提高金属的强度降低其韧性。（X）

3.凡由液体凝固成固体的过程都是结晶。（X ）

4.共析钢加热为奥氏体后，冷却时所形成的组织主要取决于钢的加热温度。（X）

5.奥氏体不锈钢不能淬火强化。（√）

6.Ti，V， Zr等元素主要是提高钢的淬透性。（X ）

7.铸铁都是硬而脆的。（X）

8.T12与20CrMTi相比，淬透性与淬硬性都较高。（X）

9．拖拉机齿轮，用45钢调质以获得心部韧性，再表面淬火以获得表面的耐磨性。（X） 10.某弹簧，用60钢制造，淬火＋中温回火。（√）

11.热加工后的显微组织是纤维组织。（X）

12.金属结晶时，冷速愈大，则晶粒愈细。（√）

13.当冷却速度非常缓慢时，不要过冷也可以结晶。（X）

14.钢的实际晶粒度取决于钢的加热温度。（√）

15.合金元素不能提高钢的回火稳定性。（ X）

16.高速钢淬火后硬度较其它工具钢高，故能高速切削。（X）

17.铸铁经热处理改变了其基体和石墨形态，从而改变了性能。（X）

18.要求表面耐磨的凸轮，用45钢淬火、回火HRC60～63。（X）

19.直径30mm，要求良好综合机械性能的传动轴，用40Cr调质HBS220～250。（√） 20.可锻铸铁可以锻造。（ X）

21.冷热加工的差别是产不产生加工硬化。（X）

22.高碳钢为便于机加工，采用球化退火；低碳钢为便于机加工也常进行球化退火。（正火）（X）

26.除Mn、P外，合金元素一般都是阻碍奥化体晶粒长大。（√）

28.传动轴（直径100mm，心部σb>500Mpa）选用45钢，调质HBS220～250。（√）

29.直径5mm的塞规，用于大批量生产，检验零件内孔，选用Ｔ7钢，淬火、回火HRC62～64。（X ） HRC56～62

二、填空题：

1.下列符号代表什么具体钢种或合金

W18Cr4V（高速钢） GCr9 （滚动轴承钢） ZGMn13（耐磨钢） T8（碳素工具钢） Cr12MoV（冷作模具钢） 1Cr18Ni8Ti（不锈钢）。

3.刨床上刨削灰铸铁零件，刨刀应选用（钨钴）类硬质合金，车床上车削不锈钢件时，车刀应选（通用）类硬质合金。

4.灰铸铁铸件薄壁处出现白口组织，难以切削加工，应采取（高温石墨化退火）措施予以改善。

5.其它条件相同时，在下列铸造条件下，哪种情况下的铸件晶粒细小。

铸件薄件与铸成厚件（铸件薄件）高温浇注与低温浇注（低温浇注）金属模浇注与砂型浇注（金属浇注）；浇注时采用振动与不采用振动（振动）。

取（人工时效）措施予以防止；灰铸铁件若铸后出现白口组织，应采取（高温石墨化退火）措施予以消除。

8.在车床上车削钢制零件，车刀应采用（钨钴钛）类硬质合金；批量很大的硅钢片冲模，应选用（钢洁）类硬质合金。

9.下列符号代表什么具体钢种或合金。

T8（碳素工具钢） GCr15（滚动轴承钢） CrWMn（冷作模具钢） 1Cr18Ni9Ti （不锈钢）20CrMnTi（不锈钢）08F （优质碳素结构钢）。

10.铸铁的强度主要取决于（石墨形态），用（改变石墨形态）方法可提高强度；铸铁的硬度取决于（金属基体），用（热处理）方法可提高硬度。

三、名词解释

1．冷加工 : 通常指金属的切削加工

2.亚共析钢：含碳量在0.0218—0.77%之间的结构钢

3.淬硬性：指钢在淬火时硬化能力，用淬成马氏体可能得到的最高硬度

表示

4.双重铁碳状态图：

5.过烧：烧结温度过高或烧结时间过长使产品最终性能变坏的烧结

6.马氏体：是黑色金属材料的一种组织名称。马氏体（M）是碳溶于α-Fe

的过饱和的固溶体，是奥氏体通过无扩散型相变转变成的亚稳定相。

7.加工硬化：金属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度和硬度升高，而塑

性和韧性降低的现象

8.二次淬火：

9.淬透性：在规定条件下，决定钢材淬硬深度和硬度分布的特性。即钢淬

火时得到淬硬层深度大小的能力，它表示钢接受淬火的能力

10.调质：钢件淬火及高温回火的复合热处理工艺

11.热加工：金属铸造、热扎、锻造、焊接和金属热处理等工艺的总称叫热

加工。

12.共析钢：具有共析成分含0.77％碳的碳素钢。

13.回火马氏体：淬火马氏体回火时，碳已经部分地从固溶体中析出并形成了

过渡碳化物的基体组织。

16.相：一合金系统中的这样一种物质部分，它具有相同的物理和化学性能并

与该系统的其余部分以界面分开。

17.二次硬化：铁碳合金在一次或多次回火后提高了硬度的现象。

18.黄铜：以锌为主要合金元素的铜基合金。

20.过热：金属或合金在热处理加热时，由于温度过高，晶粒长得很大，以

致性能显著降低的现象

四、问答题1．绘简化的铁碳合金状态图，填出各区域的组织。

2.直径为10mm的共析钢小试样加热到相变点A1以上30℃，用图示的冷却曲线进行冷却，分析其所得组织，说明各属于什么热处理方法？

答：

3．手用丝锥，选用T12A钢，其加工工艺路线为：下料→球化退火→机械加

工→淬火→低温回火→柄部600℃硝盐炉中回火→防锈处理。试说明各热处理工序的作用. 答：球化退火：改善切削加工性能。淬火低温回火：得到马氏体。柄部600℃硝盐炉中回火：得到回火索氏体

4．指出下列零件在选材和制定热处理技术条件中的错误，并提出改进意见。

1.表面耐磨的凸轮材料用45钢，热处理技术条件为淬火+回火、HRC60～63

2.转速低、表面耐磨及心部强度要求不高的齿轮，材料用45钢，热处理技术条件为渗碳+淬火、HRC58～62

答（1）HRC 54-58℃ (2)、铸铁正火

5．亚共析钢和过共析钢淬火加热温度应如何选择？

30-50℃，临界温度以下

6.对9Mn2V钢制精密淬硬丝杆进行热处理工艺分析，指出其热处理的主要目的。

（5分）已知：①技术要求：较高硬度（约HRC56）及耐磨性、低变形和高的尺寸稳定性；

②工艺路线安排如下：锻造→球化退火→切割金相试样检查→毛坯较直→粗车→消除应力退火→精车成光杆→整体淬火→热校直→回火→冷处理→清理，喷砂，检验→人工时效→半精磨→人工时效→精磨至达到全部尺寸要求。

球化退火：改善切削加工性能

消除应力退火：消除应力

整体淬火：得到淬火马氏体

回火：得到回火马氏体

人工时效：消除内应力

人工时效：消除半精磨内应力

7.何谓石墨化？石墨化过程可以分成哪几个阶段？

答：铸铁的石墨化是铸铁中C原子析出和形成石墨的过程。铸铁的石墨化过程可分为三个阶段：第一阶段，即液相亚共晶结晶阶段。中间阶段，即共晶转变亚共折转变之间阶段。第二阶段，即共析转变阶段

8. 某工厂用T10钢制造钻头，给一批铸铁件打φ10mm的深孔，但打了几个

孔后，钻头即很快磨损。据检验，钻头的材质、热处理、金相组织和硬度都合格。分析失效的原因，提出解决问答的方案。

(1)、用冷却液

(2)、换刀，用红硬性更好的材料制成的刀

9.分析45，T8，T12钢从1200℃极其缓慢冷却到室温的组织转变过程。

45钢：A→A+F→（727℃）P+F T8:A→(727℃)P

T12：A→A+Fe3CⅡ→(727℃)P+Fe3CⅡ

10.试绘共析钢连续冷却和等温冷却转变曲线，并用Ｃ曲线定性说明连续冷

却时的转变情况。

11.某工厂用CrWMn钢制造高精度块规，其工艺路线如下：锻造→球化退火

→机械粗加工→调质→机械精加工→淬火→冷处理→低温回火并人工时效→精磨→人工时效→研磨。试说明各热处理工序的作用。

球化退火：改善切削加工性能调质：得到回火索氏体，减小变形

淬火：得到马氏体低温回火并人工时效：得到回火马氏体，消除淬火内应力人工时效：消除精磨内应力

12.齿轮在下列情况下，宜选用何种材料制造？（5分）

1.当齿轮尺寸较大（d分>400～600mm）,而齿坯形状较复杂，不宜锻造时；

2.能够在缺乏润滑油条件下工作的低速无冲击的齿轮；

3.当齿轮承受较大的载荷，要求坚硬的齿面和强韧的齿心时。

答1)、铸铁或铸钢铸造

2)、灰口铸铁铸造 3)、渗碳钢淬火

13. 已知A(熔点600℃)与B（熔点500℃）在液态无限互溶；在固态300℃

时A在B中有最大的溶解度，W A为30%，室温时W A为10%。但B不熔于A，在300℃时B的质量分数为40%的液态合金发生共晶反应。（1）试作出A—B合金状态图；（2）试分析W B为20%合金的结晶过程。

1.

2. （2）20%A合金如图①：

合金在1点以上全部为液相，当冷至1点时，开始从液相中析出α固溶体，至2点结束，2～3点之间合金全部由α固溶体所组成，但当合金冷到3点以下，由于固溶

体α的浓度超过了它的溶解度限度，于是从固溶体α中析出二次相A，因此最终显

微组织：α+A

Ⅱ

相组成物:α+A

A=（90-80/90）*100%=11% α=1-A%=89%

14.为什么较重要的大截面的结构零件，如重型运输机械和矿山机器的轴类，大型发电机转子等都必需用合金钢制造？与碳钢相比，合金钢有何优缺点？

为保证淬透性

优点：淬透性好，强度高

缺点：贵

15.已知一轴尺寸为φ30×200mm，要求摩擦部分表面硬度为50～55HRC，现用30钢制作，经高频表面淬火（水冷）和低温回火，使用过程中发现摩擦部分严重磨损，试分析失效原因，如何解决？

失效原因：C含量不够，耐磨性不足

解决：选用45钢