工程材料试卷及答案

1、什么是金属材料的强度？ 答：指材料抵抗塑性变形或 断裂的能力。 2、什么是材料的塑性？ 答：指在断裂前材料产生永 久变形的能力。 3、材料的强度常用什么指标 来衡量？ 答：用屈服点（σs)和抗拉 强度(σb) 4、材料的塑性用什么指标来 衡量？ 答：用伸长率（δ)和断面收 缩率（ψ)。 5、材料的强度与塑性如何测 定（检验)？ 答：用受测材料按标准制成 拉伸试样，然后将试样装在 拉伸试验机上进行拉伸试验 可测定。 6、什么是材料的硬度？， 答：材料抵抗局部变形特别 是塑性变形、压痕或划痕能 力 7、什么是材料的冲击韧性？ 答：材料抵抗冲击载荷作用 而不破坏的能力。 8、材料的强度如何影响零件 的结构尺寸？ 答：材料的强度（屈服点)越 高，允许的工作应力也越高， 则零件的截面尺寸及自身质 量就可减少 9、材料的强度、硬度、塑性、 韧性如何影响切削力？ 答：它们越高，则切削力越 大。 10、材料塑性、韧性如何影 响加工质量？ 答：它们越高，已加工表面 越粗糙。 11、材料硬度与塑性怎样时， 好切削？ 答 ： 材 料 的 硬 度 为 160~230HB范围内且有足够 的脆性时切削性好。 12、常用的硬度试验法有哪 几种？ 答：三种，分别为布氏、洛 氏与维氏硬度。. 13、淬火钢用什么方法测定 硬度？ 答：用洛氏硬度（HRC) 14、锉刀、锯片硬度约为多 少？ 答： 60~64HRC。 15、45钢调质或淬火的硬度 一般为多少？ 答 ： 调 质 时 一 般 为 200-350HBS或 25-35HRC； 淬火时可达 40-45HRC。 16、材料牌号"45"的含义是 什么？ 答：表示优质碳素结构钢， 其平均含碳量为 0.45%。 17、材料牌号"65Mn"的含义 是什么？ 答：表示较高含锰优质碳素 结构钢，其平均含碳量为 0.65%。 18、材料牌号"T10A"的含义 是什么？ 答：表示高级碳素工具钢， 其平均含碳量为 1.0% 19、材料牌号"40Cr"的含义 是什么？答：表示合金结构 钢，其平均含碳量为 0.40%， 主要合金元素铬的含量小于 1.5%。 20、45钢按材料的质量、用 途或含碳量各属于什么钢？ 答：分别属于优质钢、结构 钢、中碳钢 21、轴类零件常用什么材 料？答：中碳钢（如 45)、中 碳合金钢（如 40Cr等)。 22、箱体类零件常用什么材 料？答：灰铸铁（如 HT200、 HT250等)。 23、齿轮类零件常用什么材 料？ 答：中碳钢（ 如 45 )、中碳 合金钢（如 40Cr )；低碳渗 碳钢（如 20 Cr等) 24、什么叫钢的热处理？ 答：通过钢在固态下的加热、 保温和冷却，使其获得所需 的组织与性能的一种工艺方 法。 25、钢热处理的目的什么？ 答：改善材料的加工工艺性 能；充分发挥钢材的潜力， 提高其使用性能，节约成本， 延长工件的使用寿命 26、钢热处理有主要哪些方 法？ 答：正火、退火、淬火、回 火和表面热处理等。 27、钢材料切削时易粘刀、 工件已加工表面粗糙，这材 料可能存在什么的问题？可 采用什么热处理方法解决？ 答：有可能是材料的硬度太 低而塑性大。用正火热处理 28、切削时刀具磨损快甚至 易断刀，这材料可能存在什 么的问题？可采用什么热处 理方法解决？ 答：有可能是材料的硬度太 高。用退火热处理。 29、零件安排调质处理目的 什么？答：使其获得强度、 硬度、塑性和韧性都较好的 综合力学性能。 30、什么叫调质处理？ 答：淬火加高温回火复合的 热处理工艺 31、什么零件一般要进行调 质处理？ PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 答：轴、齿轮、连杆、轴套 类等零件。 32、什么材料适合调质处 理？ 答：中碳、中碳合金钢。 33、在机械加工工艺过程， 调质处理一般安排在什么位 置？ 答：工件粗加工后，半精加 工前。 34、什么零件需要进行淬火、 回火处理？ 答：要求高硬度与高耐磨的 零件。如刀具、量具、工具 等。 35、、在机械加工工艺过程， 淬火、回火处理一般安排在 什么位置？ 答：工件半精加工后，精加 工前。 36、淬火处理的目的是什 么？ 答：强化金属，使零件获得 高硬度与高耐磨。 37、什么零件需要进行表面 热处理？ 答：要求其表面有高硬度与 高耐磨而心部有足够强度与 韧性零件。（如齿轮的齿面 等) 38、轴类零件一般需要哪些 热处理？ 答：调质、表面淬火等热处 理工序。 39、齿轮类零件一般需要哪 些热处理？ 答：调质、表面淬火、渗碳 等热处理工序。 40、箱体类零件一般需要哪 些热处理？ 答：有自然时效或人工时效 等热处理，目的是消除铸造 或加工中产生的内应力。 41、含碳量对钢的性能有什 么影响？ 答：随着含碳量的增加，钢 的强度、硬度提高，而塑性、 韧性下降。 42、钢按含碳量来分，可分 哪三类？ 答：可分低碳、中碳、高碳 钢 。 43、低碳钢主要性能与用途 是什么？ 答：它塑性好，但强度低， 主要用来作冷冲压件、焊接 件等要求塑性好而强度不高 零件。 44、中碳钢的主要性能与用 途是什么？ 答：经调质后具较高强度， 又具较好的塑性和韧性。主 要用来制造齿轮、轴类、连 杆、套筒等零件 45、什么叫碳钢？ 答 ： 是 含 碳 量 在 0.0218%~2.11%的铁碳合金。 46、什么叫合金钢？ 答：在碳钢的基础，为改善 其性能，在冶炼时有目的地 加入一种或数种的合金元素 的钢。 47、写出纯铁的同素异构转 变式。 判断题 1、在相同的回火温度下，合 金钢比同样含碳量的碳素钢 具有更高的硬度（ √) 2、低合金钢是指含碳量低于 0.25%的合金钢。（ × ) 3、3Cr2W8V 钢的平均含碳 量为 0.3%，所以它是合金结 构钢。（× ) 4、合金钢只有经过热处理， 才能显著提高其力学性能。 （√ ) 5、GCr15钢是滚动轴承钢， 但又可制造量具、刀具和冷 冲模具等。（√ ) 6、不锈钢中含碳量越高，其 耐腐蚀性越好。（ × ) 7、滚动轴承钢是高碳钢。 （√ ) 8、合金渗碳钢都是低碳钢。 （√ ) 9、淬火加热高温回火处理称 为调质处理 .处理后具有综 合机械性能好的特点。（√ ) 10、钢中合金元素含量越多, 则淬火后钢的硬度越高。 （ × ) 11、材料的屈服点越低，则 允许的工作应力越高。（× ) 12、一般说来，晶粒越粗大， 金属的力学性能就越差。 （√ ) 13、碳在γ-Fe中的溶解度比 在α -Fe 中的溶解度大。 （ √ ) 14、奥氏体向铁素体的转变 是铁发生同素异构转变的结 果。（ √) 15、锰、硅在碳钢中都是有 益元素，适当地增加其含量， 能提高钢的强度。(√ ) 16、在相同的回火温度下， 合金钢比同样含碳量的碳素 钢具有更高的硬度。(√ ) 17、硬质合金中，碳化物含 量越高，钴含量越低，则其 强度及韧性越高。(× ) 18、渗碳后，由于工件表面 含碳量提高，所以不需要淬 火即可获得高硬度和高耐磨 性。（× ) 19、钢材锻造的温度范围必 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 须选择在 Fe-Fe C 相图的单 相奥氏体区域。（ √ ) 20、碳素工具钢都是优质或 高级优质钢。（ √ ) 简答及应用题： 1、生产中细化晶粒的常用方 法有哪几种？为什么要细化 晶粒 答：生产中常用的细化晶粒 方法有增加过冷度、变质处 理和振动处理三种，因为细 晶 粒的金属具有较高的强度和 韧性，所以要细化晶粒。 2、什么是退火？退火的目的 有哪些？ 2、答：是将钢加热到适当温 度，保持一定时间，然后缓 慢冷却（一般随炉冷却)的热 处理工艺。退火的目的是： （1)降低钢的硬度，提高塑 性，以利于切削加 工及冷变形加工。（2)细化晶 粒，均匀钢的组织及成分。 改善钢的性能或为以后的热 处理作准备。（3)消除钢中的 残余内应力，防止变形和开 裂。 3、试说明随着钢 中碳含量的增加，其室温平 衡组织的变化规律；其力学 性能变化的规律；即当碳含 量≤1％ 时，随碳含量的增加钢的强 度、硬度、塑性、韧性变化 的规律；当碳含量≥1％时， 随碳含 量的增加，钢的强度、硬度 变化的规律，其原因是什 么。、随着钢中碳含量的增 加， 其室温平衡组织的变化规律 为 P+F →P →P+Fe3CⅡ , 其力学性能变化的规律为： 当碳含量 ≤1％时，随碳含量的增加 ， 钢的强度、硬度提高 ，塑性、 韧性下降 ；当碳含量≥1％ 时， 随碳含量的增加 ，钢的强度 降低、而硬度 提高，其原因 是由于钢中的网状 Fe3CⅡ 量增多 的缘故所致 4、从仓库找出一根积压的钢 材，经金相分析后发现其组 织为珠光体加铁素 体，其中铁素体占 80℅，问 此钢材的含碳量大约是多 少? 4、从仓库找出一根积压的钢 材，经金相分析后发现其组 织为珠光体加铁素体，其中 铁素体占 80℅，问此钢材的 含碳量大约是多少? 解 ： 因 为 80%(Wc-0)=20%(0.77-Wc) 所以Wc= 答：该钢材的含碳量为 15% （为 15钢 5、对某碳钢进行 金相分析，发现其组织为珠 光体+网状渗碳体， 其中珠光体占 93℅。问此钢 含碳大约是多少 ? 因为 93%(Wc-0.77)=7%(6.69-Wc) 93% 7% 0.77 6.69 所以 Wc=1.18%（为 T12钢) 答：该钢材的含碳量为 1.18%（为 T12钢) 6、 有一批 Wc=0.45℅的碳 钢齿轮，其制造工艺为：圆 钢下料→锻造→退火→车削 加工→淬 火→回火→铣齿→表面淬 火。说明各热处理工序的名 称和作用。 6、答：(1)退火：完 全退火；降低 HBS，提高切 削加工性能，细化晶粒，均 匀组织。(2)淬火+回火：调 质； 提高综合性能。(3)齿面淬火： 表面淬火；提高 HRC和耐磨 性。 7、用 T12钢制造锉刀，工艺 路线如下：锻造--热处理--机 加工--热处理--精加工。试写 出各热处理工序的名称及其 作用。 7、答：（1)在锻造后机加工 前进行球化退火；作用在于 降低硬度，改善切削加工性， 并为以后淬火作好准备。（2) 在机加工后精加工前进行淬 火、低温回火；目的是通过 淬火提高材料的硬度和耐磨 性，通过低温回火降低材料 中残余应力和脆性，保持钢 在淬火后所得到的高硬度和 耐磨性。 8、 某柴油机凸轮轴，要求 凸轮表 面有高的硬度(HRC>50),而 心 部 具 有 良 好 的 韧 性 (Ak>40J).原来用 Wc=0.45℅ 的碳钢调质，再 在凸轮表面进行高频淬火， 最后低温回火。现因库存钢 材用完，拟用 Wc=0.15℅的 碳钢代替。 试说明：(1)原 Wc=0.45℅钢 的各热处理工序的作用。(2) 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?(3) PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 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? 8、 答：(1) 调质：提高心部 综合力学性能；高 频淬火+低温回火：提高 HRC、耐磨性，降低脆性， 保证要求的硬度值。(2) 不 能。因 为含碳量为 0.15℅淬不硬， 表面硬度不足，耐磨性不够。 (3) 渗碳+淬火+低温回火 上 篇:机械工程材料 1 下篇:世 界上唯独骗不了的 ， 是自 己的心。 一、填空题（共 30分，每空 1分） 1．F 和 A 分 别 是 碳 在 α-Fe 、 γ-Fe 中所形 成的间隙固溶体。 2．液态金属结晶时常用的细化 晶粒的方法有 增加 过冷度 、 加变质剂 、 增加液体的流动 。 3. 加热是钢进行热处理的第一 步 ， 其 目 的 是 使 钢 获 得 奥氏体 组织。 4．在 Fe-Fe3C相图中，钢与铸铁 分 界 点 的 含 碳 量 为 2.11% 。 5．完全退火主要用于 亚共析 钢，其加热温度为： Ac3 +（30～ 50）℃ 。 6． 1Cr18Ni9Ti 是 不锈 钢，其碳的质量分数是 0.1% 。 7. QT600-03中的“600”的含义 是： σb≥600MPa 。 8．T8MnA是 碳素工具 钢， 其中“A”的含义是 高级优 质 。 9．40Cr 是 合金结构 钢，其 Cr 的主要作用是 提高淬透 性、强化铁素体 。 10．调质件应选 中碳 成 分的钢，渗碳件应选 低碳 成分的钢。 11．化学热处理的基本过程包 括： 化学介质分解出渗入元素 的活性原子 ， 活性原子被工件表面吸 附 ， 原子由表层向内扩散 形成渗层 。 12．按冷却方式的不同，淬火可 分为单介质淬火、 双介质淬 火 、 等温淬火 、 分 级淬火 等。 13． 60 钢（Ac1≈727℃，Ac3 ≈766℃）退火小试样经 700 ℃、 740 ℃、800 ℃加 热保温，并在水中冷却得到 的组织分别是： P+F ， F+M+Ar ， M+Ar 。 14．金属的冷加工与热加工是按 再结晶 温度来划分的。 15．制造形状简单、小型、耐磨 性要求较高的热固性塑料模具 应选用 T10 钢， 而制造形状复杂的大、中型 精密塑料模具应选用 3Cr2Mo 钢。（请从 45、 T10、3Cr2Mo、Q235A中选择） 二．判断题（共 10分， Y、碳钢在室温下的相组成 物是铁素体和渗碳体。 1． N、铁碳合金平衡结晶时，只 有成分为 0.77%的共析钢才 能发生共析反应。 2． N、在 1100℃，含碳 0.4%的 钢不能进行锻造，含碳 4.0% 的铸铁能进行锻造。 3． Y 细晶强化能同时提高钢的 强度和韧性。 4． N 碳的质量分数对碳钢力学 性能的影响是：随着钢中碳 的质量分数的增加，硬度、 强度增加，塑性、韧性也随 着增加。 5． Y、固溶强化是指因形成固溶 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 体而引起的合金强度、硬度 升高的现象。 6． Y、淬火临界冷却速度是钢抑 制非马氏体转变的最小冷却 速度。 7． N、可锻铸铁具有一定的塑 性，可以进行锻造加工。 8． N、高速钢铸造后需要反复锻 造是因为硬度高不易成形。 10．Y、同一钢种，在相同的加 热条件下，水冷比油冷的淬透性 好，小件比大件的淬透性好。 A1．金属材料在外力作用下抵抗 变形和断裂的能力叫： a. 强度 b. 硬度 c. 塑性 B2．晶体中的位错是一种： a. 点缺陷 b. 线缺陷 c. 面缺陷 B3．实际金属结晶时，形核和晶 体长大的方式主要是： a. 平面长大 b. 树 枝状长大 c. 两者都不对 A4．在铁碳合金平衡组织中，塑 性最好的是： a. F b. A c. P C5．加工硬化使金属： a. 强度降低、塑性升高 b. 强度增大、塑性升高 c. 强度 增大、塑性降低 C6．下列钢淬透性高低排列顺序 正确的是： a.T8＞45＞20CrMnTi＞20 b. 20CrMnTi＞20＞45＞T8 c. 20CrMnTi＞T8＞45＞20 B7．钢在淬火后获得M组织的粗 细主要取决于： a. A的本质晶粒度 b. A 的实际晶粒度 c. A的起始晶 粒度 B8．珠光体是一种： a. 单相固溶体 b. 两 相混合物 c. Fe与 C 的混合 物 C9．高速钢的红硬性取决于： a. 钢的碳含量 b. 马氏体的 多少 c. 淬火加热时溶于奥氏 体中的合金元素的量 A10．绑扎物件宜选用 a.低碳钢 b.中碳 钢 c.高碳钢 A11．灰铸铁的石墨形态是 a. 片状 b. 团絮 状 c. 球状 C12．下列零件与构件中选材不 正确的是： a.机床床身用 HT150 b.桥梁 用 16Mn c.热作模具用 Cr12MoV A13．不同成分的钢应采用不同 的热处理工艺调整其硬度，以便 于切削加工性能。 一般低碳钢 宜采用： a.正火 b.完全退火 c. 球化退火 B14．制造汽车板簧应采用： a. T12，淬火+低温回火 b. 65Mn，淬火+中温回火 c. 45钢， 淬火+高温回火 A15．下列说法错误的是： a. 调质处理是淬火+中 温回火。 b. 40Cr钢一种常用的合 金结构钢，具有良好的综合力学 性能好。 c. 灰口铸铁可通过表 面淬火，提高其表面的硬度和耐 磨性。 四．综合分析题（共 25分） 1．（4 分）某钢的连续冷却转变 曲线如图所示，指出该钢按图中 (a)、(b)、(c)、(d)速度冷却后得 到的室温组织。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 2．（5 分）淬火钢为什么要进行 回火处理？ 答：淬火钢的组织是：M+Ar， 属亚稳组织，硬度高脆性大，同 时淬火钢具有较大的内应力，直 接使用易造成工件的变形或开 裂。回火的目的：1。减少或消 除内应力，降低钢的脆性；2。 使M+Ar分解，稳定组织 ；3。 获得所需力学性能。 3．（6分）试为下列工具选材， 并确定热处理方式。 （1）手用锯条；（2） 板牙；（3）高速车刀。 备选材料： T12、 40Cr、9SiCr、 65Mn、W18Cr4V 、 GCr15、Cr12MoV。 答： （1） 手用锯条： T12， 球化 退火 → 淬火 + 低温回 火 （2） 板牙：9SiCr， 球化退火 → 淬火 + 低温回火 （3） 高速车刀：W18Cr4V，退 火（完全退火或等温退 火）→ 高温淬火 + 560 ℃三次回火 4．（10分）选材设计一个车床 主轴。该主轴受交变弯曲和扭转 的复合应力，载荷和转速均不 高，冲击载荷也不大，轴颈部要 求耐磨。请选材并设计热处理工 序。需说明各热处理工序的作 用，画出工艺曲线，并指出热处 理后的组织。（备选材料 45、T8、 20CrMnTi） 答：材料选择：45热处理工艺曲 线： 热处理工序的作用、热处理后的 组织： 1) 正火（或完全退火）：消除 锻造应力、调整硬度、细 化晶粒；组织：S+F 2) 调质（淬火+高温回火）： 使钢获得综合性能好；组 织：S 回 3) 表面淬火+低温回火：提高 表面硬度和耐磨性；组织： 表面M 回 心部 S 回 答： (a)：M+Ar (b)：B+M+Ar (c)：F+B+M+Ar (d)：F+P PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 五．（共 20分）根据 Fe—Fe3C 亚稳平衡相图回答问题： 1．填写各相区组织（4分） 1) 填空 45钢在平衡结晶过 程中冷却到共析温 度时发生共析反 应，A、F、Fe3C 的 碳含量分别为： 0.77% ， 0.02% ， 6.69% 。 2) （每空 1分） GS、ES、PSK线的 代 号 分 别 是 ： A3 ， Acc m ， A1 。 3）（每空 2分） 铁碳合金的共析反应式为： ——。铁碳合金的共晶反应式 为： （6分）分析 40钢从液态缓冷至 室温的平衡结晶过程，绘出室温 平衡组织示意图（标明组织组 分），并用杠杆定律计算其室温 平衡组织组织相对量。 答： 结晶过程： L →δ+L → L+A→A→ A+F→ P+F 室温平衡组织示意图： 室温平衡组织组织相 对量： CFeAL E ℃ C 3 1148 +¾¾ ®¬ CFeFA P ℃ S 3 727 +¾¾ ®¬ P PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 一、填空题（共 30分，每空 1分） 3．16Mn是 低合金结构 钢， 其 碳 的 质 量 分 数 是 0.16% 。 4．Q235A 是 碳素结构 钢， 其中“A”的含义是 质量等 级为 A 。 5．HT200中的“200”的含义是： σb≥200MPa 。 6．GCr15是 滚动轴承 钢， 其 Cr 的 质 量 分 数 是 1.5% 。 7．α-Fe和 γ-Fe的晶格结构分别 是： 体心立方 、 面 心立方 。 6．按几何形式，实际金属中的 晶体缺陷分为： 点缺陷 ， 线缺陷 ， 面缺陷 。 7. 马氏体（M）是碳溶于 α-Fe 所形成的 过饱和间隙 固 溶体。 8．球化退火主要用于 过共析 钢，其加热温度为： Ac1+20～ 30℃ 。 9．T12钢（Ac1≈730℃，Accm≈ 820℃）退火小试样经 700 ℃、 780 ℃、860 ℃加 热保温，并在水中冷却得到 的 组 织 分 别 是 ： P+F ， Fe3C+M+Ar ， M+Ar 。 10．为强化表面，渗碳件应选 低碳 钢，表面淬火应选 中碳 钢。 11．渗碳钢在渗碳后缓慢冷却， 由表面向心部的组织分布依次 为： P+网状 Fe3CⅡ ， P ， P+F 。 12．冷变形后的金属进行加热时 将发生 回复和再结 晶 。 13．过共析钢淬火加热温度越 高，淬火后马氏体中含碳量越 高 ， 残 余 奥 氏 体 的 量 越 多 。 14．M的显微组织形态有 板条 状和片状 两种，其中 板条状 的韧性较好。 15．为了改善碳素工具钢的切削 加工性，常采用的热处理是： 球化退火 。 二．判断题（共 10分， 每小题 1分） 9． 钢的热处理是通过加热，保 温和冷却，以改变钢的形状、 尺寸，从而改善钢的性能的 一种工艺方法。N 10． 室温时，晶粒度级别越 高，则金属的强度、塑性愈 好。Y 11． 锻轧时应将钢加热到 单相的奥氏体区进行。Y 12． 调质处理是淬火+中温 回火。N 13． 固溶体的强度比溶剂 的强度低。N 14． 珠光体、索氏体、屈氏 体都是铁素体和渗碳体组成 的机械混合物。Y 15． 淬火临界冷却速度是 钢获得马氏体的最小冷却速 度。N 16． 灰口铸铁可通过表面 淬火，提高其表面的硬度和 耐磨性。Y 17． 高速钢淬火加热温度 高是为了使合金元素充分溶 解到奥氏体中。Y 10．Cr12、1Cr13、 1Cr17 都是 不锈钢。Y 三．单项选择题（15分，每 小题 1分） PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 1．材料在外力作用下产生永久 塑性变形而不断裂的能力叫：C a. 强度 b. 硬度 c. 塑性 2．加热是钢进行热处理的第一 步，其目的是使钢获得：A a. A b. M c. P 3．金属铸造时，为细化晶粒， 可采用：C a. 快速浇注 b. 以砂 型代替金属型 c. 采取机械 振动 4．下列组织中，强度最好的是： C a. F b. A c. P 5．消除加工硬化常用的热处理 工艺是：B a. 调质 b. 再结晶 退火 c. 扩散退火 6．下列钢淬硬性高低排列正确 的是：A a. T12＞T8＞60＞40Cr b. 40Cr＞T12＞T8＞60 c. 40Cr ＞60＞T8＞T12 7．钢在淬火后获得 M组织的粗 细主要取决于：B a. A的本质晶粒度 b. A的实际晶粒度 c. A的起始 晶粒度 8．碳钢的淬火工艺是将其加热 奥氏体化，然后采用的冷却方式 是：C a. 随炉冷却 b. 在 空气中冷却 c. 在水中冷却 9．40Cr中 Cr主要作用是：B a.增加硬度和耐磨性 b.提 高钢的淬透性和基体强度 c. 提高钢的红硬性 10．金属化合物的性能特点是： A a. 熔点高、硬度高 b. 熔点高、硬度低 c. 熔点低、 硬度低 11．可锻铸铁的石墨形态是 B a. 片状 b. 团絮 状 c. 球状 12．下列零件与构件中选材不正 确的是：C a. 建筑钢筋用 Q235A b. 汽车板簧用 65Mn c. 热 作模具用 W18Cr4V 13．制造机床床身应采用：A a. HT150 b. Cr12MoV c. Q235C 14．制造形状简单、小型、耐磨 性要求较高的热固性塑料模具 应选用:B a. 45 b. T10 c. 3Cr2Mo 15．二次硬化属于：C a. 固溶强化 b. 细晶强化 c. 第二相强化 四．综合分析题（25分） 1．（5分）将Φ5mm的 T8钢加热 至 760℃并保温后经不同冷却方 式得到： P、S、B 下、T＋M＋ Ar、M＋Ar，请在 C曲线上绘出 工艺曲线示意图。 答案： ① P ② S ③ B 下 ④ T＋M＋Ar ⑤ M＋Ar PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 2．（4 分）为什么亚共析碳钢的 正常淬火加热温度为 Ac3 +（30～ 50）℃，而共析和过共析碳钢的 正常淬火加热温度为 Ac1 +（30～ 50）℃？ 答： 亚共析碳钢在 Ac3 +（30～ 50）℃加热，可以获得均匀细小 的 A晶粒，淬火后可以得到性能 良好的隐晶 M。 过共析碳钢在 Ac1 +（30～ 50）℃加热，得到的是 A和粒状 Fe3C，淬火后为 晶粒细小的 M+粒状 Fe3C，可保证 钢具有较高的硬度和耐磨性、降 低钢的过热敏感性，防止工件变 形开裂。 3．（6 分）试为下列零件选材， 并确定热处理方式。 （1）锉刀；（2）自行 车座簧；（3）连杆。 备选材料： T10、 40Cr、9SiCr、 65Mn、W18Cr4V 、 GCr15、Cr12MoV。 答： 锉刀：T10，球化退火 → 淬 火 + 低温回火 自行车座簧： 65Mn， 淬火 + 中温回火 连杆：40Cr，淬火 + 高温 回火 4．（10分）有 Q235AF 、65 、 20CrMnTi、60Si2Mn、T12等钢材， 请选择一种钢材制作汽车变速 箱齿轮（高速重载受冲击），并 设计热处理工序，说明各热处理 工序的作用并画出工艺曲线，指 出使用状态组织。 答： 材料选择：20CrMnTi 热处理工序：正火 → （机 加工）→ 渗碳 → 淬火 + 低温 回火 热处理工序的作用： 4) 正火：消除锻造应 力、调整硬度便于 加工； 5) 渗碳：提高表面含 碳量，以便强化表 面； 6) 淬火+低温回火： 提高表面硬度和 耐磨性，并使心部 具有较好的韧性。 使用状态组织：表面—— （高碳）回火M+K+Ar 心部 — — （低碳）回火M 或 回火M+F （淬不透时） PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 五．根据 Fe—Fe3C亚稳平衡 相图回答问题： 填写各相区组织（4分） 2．填空：（10分） 3) T12 钢在平衡结晶 过程中冷却到共析 温度发生共析反应 时，A、F、Fe3C 的 碳含量分别为： 0.77% ， 0.02% ， 6.69% 。 4) A1、A3和 Acm 线的 位置分别是： PSK 线 ， GS线 ， ES线 。 3） S为 共析 点， 其 反 应 式 为 ： 。 C 为 共晶 点， 其 反 应 式 为 ： 。 3．（6 分）分析 T12 钢从 液态缓冷至室温的平衡 结晶过程，绘出室温平 衡组织示意图（标明组 织组分），并用杠杆定律 计算其室温平衡组织组 织相对量。 答： 结晶过程： L →L+A →A→ A+ Fe3CⅡ → P+ Fe3CⅡ 室 温平衡组织 示意图： 室温平衡组织组织相 对量： CFeAL E ℃ C 3 1148 +¾¾ ®¬ CFeFA P ℃ S 3 727 +¾¾ ®¬ P PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn