1、 工程材料考试复习 试卷 (及答案) -----------------------------------------------------第一章-------------------------------------------------------- 1:注释下列机械性能指标 E、 σb 、 σ-1、 HB、HRC、HRT、 δ 、Ψ、 αK 、KIC。 E : 弹性模量(刚度),它的大小可衡量材料变形的难易程度;刚度大,不易变形,刚度小,容易变形。 E=σp/ ε。 σb :抗拉强度:外力作用下,材料抵
2、抗变形与断裂的能力(单位MPa )。 σp =Pp/S MPa。 σ-1 :光滑对称弯曲疲劳强度,零件在交变载荷下,即使应力低于屈服极限强度,但经过一定循环周次后仍会发生断裂。在某一循环应力作用下,零件永远(长时间)不会断裂,该应力被称为疲劳强度。 (单位MPa )。 HB:布式硬度代号。如200HBW5 /7500 /10 表示用直径为5mm硬质合金钢球作压头,载荷7500N ,加载保持时间10s所测试的布式硬度值,即: HRC:洛式硬度代号。 标尺符号 压头种类 初载N 总载N 表盘刻度 应用范围 HRA 120°金刚石园锥 100 60
3、0 黑色 70~80 HRB Ф1.58mm钢球 100 1000 红色 25~100 HRC 120°金刚石园锥 100 1500 黑色 20~67 HRT:表面硬度代号,主要用于极薄工件与表层测试测试,方法类似洛式硬度(初载与总载较小)。 δ 延伸率; δ =(LK-L0)/L0×100% L0—试样原始长度;LK —试样拉断时长度 Ψ 断面收缩率。 Ψ=(F0-FK)/F0 ×100% F0 —试样原始截面积;FK —试样拉断时截面积。 δ与ψ都是塑性的指标,其值大塑性好,反之塑性差。 αK 冲击韧性:材料抵抗冲
4、击载荷的能力, 测试标准: 夏式: αK(单位J)英、美、日等国家使用。 梅式: αK(单位J/ cm2 ) KIC断裂韧性: Y:系数。 σ:加载应力。 a:裂纹半长。 即零件内部固有长为2a裂纹,载荷为σ时,零件应力强度因子为KI 。当KI大到某值时,零件失稳而断裂此临界应力强度因子被称为断裂韧性KIC 。 5:零件设计时,为什么在图子上常标其硬度值来表示机械性能要求。 解:硬度值具有代表性,它与强度值有一定对应关系,可以间接反映强度值;硬度值还与塑性有联系,一般硬度值大,塑性差,硬度值小,塑性好。 硬度测试
5、简单,一般可以做到无损测试。 --------------------------------------第二章 金属的晶体结构与结晶------------------------------------- 1:名词解释: ⑴:晶体;非晶体;晶格; 晶胞; 晶格常数;致密度;晶面;晶向。 ⑵:单晶体;多晶体。 ⑶:点缺陷;面缺陷;线缺陷。 晶体:原子(或分子)在三维空间中呈规则、周期性重复排列的物质。 非晶体:原子(或分子)在三维空间中呈无规则排列的物质。 晶格:在空间里,把原子或分子抽象成几何节点,再用直线将这些节点连接起来,构成的几何三维格架。 晶胞: 晶体中原子(
6、或分子)在三维空间中呈规则、周期性重复排列的规律性,可以从中取出一个具有代表性的基本单元来代表排列形式的特征,这个最基本的几何单元称为晶胞。 晶格常数:晶胞各边尺寸a、b、c(以埃Å 为单位)。 晶胞致密度:晶胞内原子所占体积与晶胞体积之比。 晶面:在晶体中原子(或分子)在三维空间中排列构成许多方位的面。 晶向:通过两个以上原子(分子)中心的直线,表示空间晶格的各种方向。 单晶体:原子(或分子)在三维空间中呈规则、周期性重复排列而成,即晶体内部晶格位向完全一致。 多晶体:由多个晶粒组成的晶体。 点缺陷:晶格空位或间隙原子。 线缺陷:某一些原子偏离平衡位置,这些原子团的一维空间尺
7、寸较大,另外二维空间尺寸较小,这些原子便是金属内部线缺陷(位错线)。 面缺陷:某一些原子偏离平衡位置,这些原子团的一维空间尺寸较小,另外二维空间尺寸较大,这些原子便是金属内部面缺陷(晶界)。 2:常见金属晶体有那几种?每种举三个实例。 解:常见金属晶体有体心立方、面心立方、密排六方三种。 bcc:α-Fe;Cr;V。 Fcc:γ-Fe;Cu;Al。 Hcp:Mg;Zn;Be。 3:为何单晶体具有各向异性,而多晶体在一般情况下不显示出各向异性。 解:由于单晶体内部原子(分子)在三维空间的规则排列,造成不同晶面和晶向原子排列方式与紧密程度不同,从而影响不同晶面和晶向原子之间的结
8、合力大小,导致单晶体性能的各向异性。多晶体由若干晶粒构成,每个晶粒性能表现出各向异性,这若干晶粒的各向异性互相抵消,因而表现出各向同性。 4:晶粒粗细对金属的机械性能有何影响? 解:晶界即面缺陷,原子畸变程度大,该处原子结合性能有大幅度强化。 单位体积中,细晶粒金属晶界面积大,变形或裂纹在金属中运动会遇到更多晶界的阻隔,是此运动变得更不容易了,因而细晶粒金属强度更高。 在细晶粒金属一定变形会被更多晶粒分担,是单个晶粒分担变形会被更小,金属能承受更大变形而不致产生裂纹,因而细晶粒金属塑性更好。 强度与塑性的提高,裂纹和缺陷不易产生与扩展,使金属在断裂前吸收更多的能量,因而细晶粒金属韧性
9、更好。 综上所述,细晶粒金属强度、塑性、韧性均得到提高,细晶强韧化。 5:如果其它条件相同,试比较下列铸造条件下,铸件晶粒大小。 ⑴:砂型铸造与金属型铸造。 ⑵:铸成厚件与铸成薄件。 ⑶:加变质剂与不加变质剂。 ⑷:浇铸时附加震动与不附加震动。 解:⑴:金属型铸造晶粒更细小。 ⑵:铸成薄件晶粒更细小。 ⑶:加变质剂晶粒更细小。 ⑷:浇铸时附加震动晶粒更细小。 ----------------------------------------第三章 二元合金相图------------------------------------------ 1:名词解释:合金、
10、组元、合金系、相、固溶体、金属化合物。 合金:两种或以上金属或金属与非金属组成的具有金属特性的物质。 组元:组成金属最基本的独立物质。 合金系:由相同的几个元素以不同比例配制的一系列成分不同的合金,所构成的合金系统。 相:成份相同,结构相同,并与其他部分有明显界面分开的均匀组成部分。 固溶体:固态下合金中组元如能互相溶解而形成均匀的固相。 金属化合物:由具有相当程度的金属键结合,并具有明显金属特性的化合物。 2:为什么合金比纯金属使用得广泛? 解:纯金属种类有限,性能较差且单一,而合金通过调节合金元素种类、比例,可以得到各种所需材料,满足各种性能要求。 3:试述固溶体强化的原
11、理与应用。 解:固溶体溶质原子以置换、间隙两种方式溶入,间隙原子不论大小,都会引起原有溶剂原子点阵发生畸变;置换原子在性能、尺寸上都不可能与溶剂原子完全一致,当溶质原子取代溶剂原子(置换)时,必然引起周围溶剂原子点阵发生畸变,这必然产生强化作用。 如:钢铁材料中,C间隙固溶于纯Fe所得铁素体(F)性能比纯铁高;Ni固溶于Cu所得α固溶体性能比纯Ni高。 --------------------------------------第四章(1)金属的塑性变形与再结晶--------------------------------- 1:名词解释:滑移;加工硬化;织构;纤维组织。 滑移:晶
12、体的一部分沿着一定晶面和晶向相对于另一部分发生滑动的现象。 加工硬化:对金属进行塑性变形,随着变形程度增加,金属的强度、硬度增加与塑性、韧性下降的现象。 纤维组织:对金属进行塑性变形,随着变形程度增加(50%~70%,使金属两向受力,单向延伸),金属内部晶粒被压成纤维状组织。 2:名词比较: ⑴:再结晶、重结晶与结晶。 ⑵:再结晶晶核长大与再结晶晶粒长大。 ⑶:冷加工与热加工。 解: ⑴:结晶:是液态金属冷却到一定温度时,原子从无序状态转变为有序状态,金属从液态转变为晶体的过程。 再结晶:金属加热到再结晶温度以上,由畸变晶粒通过形核与长大而形成新的无畸变的等轴小晶粒的过程(均为
13、固态,发生于形变金属,没有相变)。 重结晶:固态金属(合金)加热或冷却通过相变点(相变温度)时,从一种晶体结构转变为另一种晶体结构的过程(均为固态,不限于形变金属,有相变)。 ⑵:再结晶晶核长大一般指金属加热到再结晶温度以上,由畸变晶粒通过形核与长大而形成新的无畸变的等轴小晶粒的过程,形成等轴细小晶粒。 再结晶晶粒长大一般指金属再结晶过程完成后继续保温(或升温),晶粒晶界自发移动,使晶粒继续长大,使力学性能下降的过程。 ⑶:热加工:再结晶温度以上的变形加工。 冷加工:再结晶温度以下的变形加工。 3:为什么细晶粒金属不但强度高,而且塑性韧性也好?试用多晶体塑性
14、变形特点加以说明。 解:细晶粒金属不但强度高,而且塑性韧性也好的缘由: ⑴:塑性提高 晶粒小细小,单位体积内晶粒数目多,同样变形量下,变形分散在更多的晶粒内进行;变形更均匀变形,降低裂纹的形成与发展可能性,使塑性提高。 ⑵:提高强度 晶粒细小,单位体积内晶粒数目多,单位体积内晶界面积增加,阻碍变形与裂纹扩展,提高强度。 ⑶:提高韧性 晶粒细小,阻碍裂纹的产生与扩展,使金属在断裂前能吸收更多的能量提高强度,提高韧性。 4:将一根熔点Tm=660℃经形变为70%的冷拔铝长棒插入盛装冰水的水槽中,并维持水温不变,另一端加热至500℃,保温一个小时后,停止加热,待试样完全冷却后
15、试分析铝棒长度方向上的组织和硬度分布情况。 铝再结晶温度T再=0.4 × 660=264 ℃ 如组织分布情况 组织:形变为70%的冷拔铝长棒按题示装置加热,铝棒长度方向上温度分布如组织分布情况 图所示,D区域与C附近区域温度远低于回复温度,保持原始纤维组织不变,B区域温度已达到再结晶温度,组织为细小等轴晶粒, B到A之间区域,随温度增高,呈愈来愈大的等轴晶粒。 性能:再结晶温度(D—B区域,回复与回复温度以前区域)之前,铝长棒机械性能(硬度)没有明显变化(仅有极少数偏离平衡位置原子回到平衡位置或向平衡位置靠近,畸变程度基本未得到缓减,形变强化作用依然存在)。 B区域温度达再结
16、晶区域机械性能(硬度)明显下降(畸变程度得到缓减,形变强化消除)。 B到A之间区域,随温度增高,晶粒长大机械性能(硬度)下降(细晶强韧化,粗晶粒强度韧性下降)。 5:用以下三种方法制成齿轮,那种方法较为理想? ⑴:用厚钢板切成圆饼,再加工成齿轮。 ⑵:由粗棒料切下圆饼,再加工成齿轮。 ⑶:用圆棒热镦成圆饼,再加工成齿轮。 解:第⑶种方法较为理想,经热镦(形变),齿坯内部组织流线与轮廓匹配良好如齿坯内部组织流线 图,流线方向与切应力(冲击力)方向垂直,并与正应力方向一致如齿轮破坏示意图;⑴、 ⑵方法内部组织流线被切断(不连续),且流线方向与切应力(冲击力)方
17、向一致,并与正应力方向垂直。 -------------------------------------------- 第四章 (2) 铁碳合金------------------------------------- 1:画出Fe-Fe3C相图,并标出各区域组织,写出相图中三个恒温转变式。指出三个恒温转变产物中,哪一个产物是固溶体,哪些产物是两相混合物。 Fe-Fe3C二元合金相图(组织、相区) 1、共析转变:转变产物为两相混合物 A 0. 77% ←→(727℃)F 0.0218%+ Fe3C(珠光体P ) 2、共晶转变:转变产物为两相混合物 L 4. 3% ←→(11
18、48℃)A 2.11%+ Fe3C(莱氏体Le ) 3、包晶转变:转变产物为固溶体 L 0.53% + δ 0.09% ←→(1495℃)A 0.17% 2:分析WC=0.55%铁碳合金结晶过程画出冷却曲线示意图,并标出各温度阶段的转变式。计算室温平衡组织中各组织组成物的相对量。画出室温显微组织示意图,标出其中组织组成物名称。 ⑴:分析WC=0.55%铁碳合金结晶过程,并写出各温度阶段的转变式: 分析:从Fe-Fe3C相图可看出 A:1-2点,液态冷却,没有相变。 L 0.55% → Lˊ 0.55% B:2-3点,从液体中 析出奥氏体A , L 0.55% → A≤ 0
19、55%+Lˊ≥ 0.55% C:至3点,全部液体转化为 奥氏体A 。 L 0.55% → A 0.55% D: 3-4点,含碳量为0.55%的奥氏体冷却。 E: 4-5点,从奥氏体A中 析出先铁素体F先。 A 0.55% → A ˊ≥ 0.55% + F先≤ 0.0218% F: 5点,剩余奥氏体A(含碳量为0.77% )发生共析反应,生成铁素体F与渗碳体(P)。 A 0.77% ←→(恒温) F 0.0218% +Fe3C 6.69%(共析) G:5-6点,从铁素体析出三次渗碳体Fe3CⅢ , F先+ F共析—F ˊ+ Fe3CⅢ H:6点(室温) 室温组织为亚共析钢
20、 F+P((F先+ F共析) 0.0008% + Fe3CⅢ 6.69% + Fe3C 6.69%(共析) )。 ⑵:画出冷却曲线示意图 ⑶:计算室温平衡组织中各组织组成物的相对量。 解:如上述结晶过程分析,去掉中间过程有: L(A) 0.6% ←→ F 0.0008% +P 0.77% 3:已知甲钢中珠光体为75%,铁素体为25%;乙钢中珠光体为92%,二次渗碳体为8%。 ⑴:甲、乙钢的含碳量是多少? ⑵:指出甲、乙各属哪类钢? 解:⑴:由于钢铁材料中各组织密度接近,因而可得结论珠光体P占总质量的75%,铁素体F占总质量的25%。并设总质量为1单位。 室温
21、珠光体P含碳量为0.77%。 室温铁素体F含碳量为0.0008%。 室温珠光体P含碳量为0.77%。 室温铁素体F含碳量为0.0008%。 所以珠光体P绝对含碳量=1×75%×0.77%=0.005775单位 铁素体F绝对含碳量=1×25%×0.0008%=0.000002单位 该碳素结构钢总绝对含碳量 =0.005775 +0.000002 =0.005777单位≈0.0058单位 该碳素结构钢含碳百分比=(0.0058/1)*100%=0.58% 其钢号是60钢 同理 室温珠光体P含碳量为0.77%。 室温二次渗碳体为8%含碳量为6.69%。 珠光体P绝对含碳
22、量=1*92%*0.77%=0.07084单位 室温二次渗碳体为8%含碳量为6.69%。 该碳素结构钢总绝对含碳量= 0.07084 + 0.005352 =0.012436单位≈0.012单位。 该碳素结构钢含碳百分比=(0.012/1)*100%=1.2% 其钢号是T12钢 4:根据铁碳合金含碳量、组织、性能的关系解释下列现象。 ⑴:WC=1%的钢比WC=0.5%的钢硬度高(平衡状态下); ⑵:在室温状态下WC=0.8%的钢比WC=1.2%的钢强度高; ⑶:变态莱氏体的塑性比珠光体差。 ⑷:绑扎物件的铁丝(镀锌低碳钢丝)用低碳钢。(WC<0.25%的钢)制造,而起重机吊重物
23、的钢绳却用WC=0.6~0.75%的钢制造。 解:⑴: WC=0.5%的钢组织为(F+P); WC=1%的钢组织为(P+Fe3CⅡ), P硬度远高于F,Fe3CⅡ对强度不利,但不影响硬度。Fe3C作为强化相与F形成双相组织,对提高硬度作用巨大。 ⑵:在室温状态下WC=0.8%的钢比WC=1.2%的钢强度高; 在室温状态下WC=0.8%的钢组织为珠光体(P),WC=1.2%的钢组织为(P+Fe3CⅡ),后者钢组织中有较多脆性相Fe3CⅡ,且呈网状分布于晶界,使基体的连续性受到割裂,使强度降低。 ⑶:变态莱氏体的塑性比珠光体差。 解:变态莱氏体组织为Le′(P+ Fe3C
24、 , Fe3C(Fe3CⅡ + Fe3C )含量较多,基体受到Fe3CⅡ的割裂作用,F对太多的Fe3C的包容作用不完全,是脆性相,所以塑性比珠光体差。 ⑷:绑扎物件的铁丝(镀锌低碳钢丝)用低碳钢。(WC<0.25%的钢)制造,而起重机 解:绑扎物件的铁丝(镀锌低碳钢丝)用低碳钢(WC<0.25%的钢)制造,塑性良好,但强度不足;而WC=0.6~0.75%的钢丝强度远高于低碳钢丝,起重机吊重物的钢绳,需要的是抗拉强度性能优良,对钢绳的塑性要求不是太高(弯曲半径不需太小);绑扎物件的铁丝需要一定抗拉强度性能,但更要求有良好的塑性(弯曲半径较小)。 5:在Fe-Fe3C二元合金相图中,
25、A1、A3、Acm指的是哪三根线的温度,表示何种物理意义? 解:在Fe-Fe3C二元合金相图中PSK线便是A1线; GS线便是A3线; ES线便是Acm线。 A1线的物理意义:A 0.77% ←→(727℃恒温)P 0.77% 即奥氏体与珠光体平衡转变线(共析线)。 A3线的物理意义:A ←→ F先即奥氏体与铁素体平衡转变线(先铁素体析出线)。 Acm线的物理意义:A ←→ Fe3CⅡ即奥氏体与二次渗碳体平衡转变线(二次渗碳体析出线)。 ---------------------------------第五章 钢的热处理--------------------- 共析钢C曲线和冷却
26、曲线 图中各点的组织: 1:(A+P) 2:(P) 3:(P) 4:(A) 5:(P) 6:(P) 7:( A+P ) 8:(P) 9:(P) 10:( A+P ) 11:( A+P ) 12:( P +M + A残)13:(A) 14:( M + A残 ) 15:(A) 16:( M + A残 ) 17:(A+ B下) 18:( B下+ M + A残 ) 1 9:( B下) 20:( B下) 奥氏体化后各冷却方式的热处理工艺名
27、称: 3:退火。 6:等温退火。 9:正火。 12:不完全淬火。 14:淬火。 20:等温淬火 比较各冷却速度下产物硬度的高低: 3:(P)与 6:(P)< 9:(P)<12:( P +M + A残)< 20:( B下)< 16:( M + A残 )与14:( M + A残 ) ------------------------------------------------------------------------------- 2:比较下列组织与性能: ⑴:粒状珠光体与片状珠光体。 ⑵:上贝氏体B上与下贝氏体B下。 ⑶:板条状马氏体M板与片状马氏体
28、M片。 ⑷:索氏体S与回火索氏体S回。 解: 粒状珠光体渗碳体呈球粒状,片状珠光体渗碳体呈片状;粒状珠光体强度、硬度低于片状珠光体,但塑性优于片状珠光体。 ⑵:上贝氏体B上与下贝氏体B下。 组织:B上显微组织呈羽毛状, Fe 3C(白色)以不连续短杆状分布于近似平行的密集F条间, F条内部位错密度大,过饱和固溶碳; B下显微组织呈针状(黑色),针状铁素体内分布着细小ε碳化物(ε -Fe 3C白色)与铁素体长轴约成55°角, F条内部位错密度大,过饱和固溶碳。 性能:B上的硬度较大(与T 接近)但强度、韧性塑性远低于T(碳化物比T 粗大),没有实用价值。B下硬度、强度接近于马氏体,
29、且有良好的韧性与塑性,机械性能匹配良好。 ⑶:板条状马氏体M板与片状马氏体M片。 组织 索氏体S渗碳体呈片状,回火索氏体S回渗碳体呈球粒状 性能 S强度、硬度优于珠光体(退火), S回强度、硬度与退火珠光体相当,但韧、塑性较好,综合机械性能良好。 3:列表说明完全退火、正火、淬火、回火: ⑴:含义; ⑵:目的;⑶:加热温度范围; ⑷:冷却特点。 热处理名称 含义 完全退火: 将亚共析钢加热到Ac3以上20-50℃,经过一定时间保温后,缓慢冷却至500 ℃ 后出炉空冷,以获得接近平衡组织的一种热处理工艺。如碳素钢与退火分类图-
30、1 :1线 正火: 将钢加热到Ac3(亚共析钢)或Ac1 (过共析钢)以上30-50℃,经过一定时间保温后,然后在空气中冷却,以获得珠光体组织的一种热处理工艺。如正火图。 淬火:将钢加热到Ac3 (亚共析钢)或A c1 (过共析钢)以上一定温度,保温后快速冷却,以获得马氏体或下贝氏体的一种热处理工艺方法。 如共析钢过冷奥氏体连续转变曲线-3 图:曲线1 回火:将淬火钢加热A c1 以下一定温度,保温后以适当方式冷却的一种热处理工艺方法。 完全退火 正火 淬火 回火 加热温度范围 Ac3以上20-50℃ Ac3(亚共析钢)或Ac1 (共析、过共析钢)以上30-5
31、0℃, Ac3(亚共析钢)或Ac1 (共析、过共析钢)以上30-50℃, 低温150~250℃ 中温350~500℃ 高温500~650℃ 冷却特点 缓冷(随炉冷却) 较快冷(空气中冷却) 激冷(水、盐水中冷却) 较快冷(空气中冷却) 4:某45钢小工件,原始组织为珠光体与铁素体(Ac1724℃Ac3780℃)若采用不同的加热温度: ⑴:700 ℃ ; ⑵: 760 ℃ ;⑶: 840 ℃ 。加热后投入水中激冷,试比较冷却后的组织与硬度。 ⑴ 700 ℃ ⑵ 760 ℃ ⑶ 840 ℃ 组织 原始 F+P F+A A 热处理后 F+P
32、 F+M+A残 M+A残 硬度 一般 较硬 最硬 5:根据下列零件的性能要求及技术条件,试选择热处理工艺方法。 ⑴:用45钢制作某机床主轴,轴颈部分和轴承接触要求表面耐磨HRC52~56,硬化层深1mm。 解:锻造→正火→粗加工→调质→机加工(半精)→高频表面淬火 →低温回火→磨削 ⑵ :用45钢制作直径为18mm的某传动轴,要求有良好的综合机械性能,HRC22~25,回火索氏体组织。 解:下料→正火→机加工(粗)→调质→机加工(精) ⑶:用20CrMnTi钢制作某汽车传动齿轮,要求表面高硬度。 解:下料→锻造→正火→机加工(粗)→铣齿→渗碳→淬火+低温回火→磨齿
33、 或下料→锻造→正火→机加工(粗)→铣齿→渗碳→去碳机械加工→淬火+低温回火 或选用40Cr:热处理工艺方法如下 下料→锻造→正火→机加工(粗)→机加工(精)→高频表面淬火+低温回火(→拉花键孔)→磨齿 ⑷ :用38CrMoTiAl钢制作某高精度镗床镗杆,要求表面高硬度大于800HV。 解:下料→锻造→退火→机加工(粗)→调质→机加工(半精)→低温退火→精车→低温退火→磨削→磁力探伤→氮化→磁力探伤→半精磨→油煮定性(140~160℃、18 ~20h)→精磨→油煮定性→超精磨→油煮定性→研配 ⑸:用65Mn钢制作直径为5mm的某弹簧,要求高弹性(HRC38~40),回火屈氏体组织。
34、 根据性能需要特点,有如下三种工艺可选择: 下料→冷拔(三次、变形量达50%)→加热(Ac3以上)+铅浴等温( 450~550℃ )→冷拔至尺寸(多次)→冷卷成型→去应力退火( 200~300℃ )→→→→ 或选用右边工艺方法: 下料→→冷拔至尺寸(多次)→淬火(油) +中温回火→冷卷成型→去应力回火 或选用右边工艺方法: 下料→冷拔至尺寸(多次)→退火→冷卷成型→淬火+中温回火 6:画出共析钢C曲线与CCT曲线,为获得下列组织(试用图示并说明应采用什么冷却方式?) ⑴:S+P。 ⑵:T+M。 ⑶:全部B下。 ⑷:M+AR。 ⑸: B下+ M+AR。
35、 7:试确定下列材料制造的工件,热处理加热温度、冷却方式或介质,并说明确定的原因, 退火。 ⑴: 45钢正火。 (注: 45钢的Ac1=724℃,Ac3=780℃; ) 解:加热温度:T=850℃ 冷却介质 空气 原因: 加热温度保证充分奥氏体化(晶粒又不致粗化);空气中冷却速度适中能获得较细珠光体组织。 ⑵:45钢某齿轮淬火。(注: 45钢的Ac1=724℃,Ac3=780℃ ) 解:高频表面加热: 表面T>850℃,心部T接近室温 冷却介质 喷水 原因:加热温度保证表面充分奥氏体化(晶粒又不致粗化),心部保持原始组织;喷水冷却速度大能获得隐晶马
36、氏体组织。 ⑶: T10钢某冲头球化退火。(注: T10钢的Ac1=730℃;) 解:加热温度: T=760℃; 冷却介质:随炉冷却, 500℃ 出炉冷却。 原因:在此加热温度使珠光体奥氏体化时片状渗碳体发生不完全溶解而断开,成为细小渗碳体分布于奥氏体基体上,此细小渗碳体便是球状渗碳体晶核;随炉冷却,便于消除应力与珠光体的形成。 ⑷: T10钢某冲头淬火。 (注: T10钢的Ac1=730℃) 解:加热温度T=760℃ 冷却介质 水 原因:在此加热温度使珠光体奥氏体化时片状渗碳体未完全溶解于奥氏体,奥氏体含碳量低,避免Ms、Mf下降,减少A残 ,提高淬火组织(M+ A残 )性能。水作为冷却介质是为了快冷获得马氏体组织。 ⑸: 40Cr某轴淬火。(注: 40Cr钢的Ac1=743℃,Ac3=782℃) 解:加热温度T=890℃ 冷却介质 油 原因: 加热温度较碳钢高是因为合金钢中合金元素化合物与合金碳化物十分稳定,不易溶解于奥氏体,即奥氏体化需要较高温度。油作为冷却介质是因为合金钢C曲线靠右,即奥氏体更稳定,一般不易产生高温转变(扩散型、半扩散型转变),在较慢冷却速度冷却也能获得马氏体组织。






