发布时间 : 星期六 文章机械工程材料_专升本习题集答案(1)更新完毕开始阅读
答：基本相有液相L高温铁素体相δ、铁素体相α、奥氏体相γ和渗碳体相Fe3C
室温下的基本相是 2.试分析含碳量为0.6%。铁碳含金从液态冷却到室温时的结晶过程。 答： 3.试分析含碳量为1.2%铁碳合金从液体冷却到室温时的结晶过程。
答：合金在1～2点转变为 ? , 到 3 点, 开始析出Fe3C。从奥氏体中析出的Fe3C称二次渗碳体, 用Fe3CⅡ表示,其沿晶界呈网状分布。温度下降, Fe3CⅡ量增加。到4点， ? 成分沿ES线变化到S点，余下的? 转变为P。P53
4.结合Fe-Fe3C相图指出A1、A3和Acm代表哪个线段，并说明该线段表示的意思。 答：A1为PSK水平线，即共析线，在该线温度（727℃）下发生共析转变
A3为GS线，即γ?α固溶体转变线 Acm为ES线，即碳在γ-Fe中的固溶线 5.简述碳钢中碳含量变化对机械性能的影响。
答：亚共析钢随含碳量增加，P 量增加，钢的强度、硬度升高, 塑性、韧性下降.
0.77%C时, 组织为100% P, 钢的性能即P的性能。
＞0.9%C，Fe3CⅡ为晶界连续网状，强度下降, 但硬度仍上升。 ＞2.11%C，组织中有以Fe3C为基的Le’,合金太脆 6.写出铁碳相图上共晶和共析反应式及反应产物的名称。
答：共晶:L4.3→γ
共析：γ
0.77
2.11
＋Fe3C,产物为奥氏体和渗碳体的机械混合物，即莱氏体。
0.0218
→α+Fe3C,产物为铁素体和渗碳体的机械混合物，即珠光体。
7.在Fe—Fe3C相图上空白处填写上组织。 8.简述Fe—Fe3C相图应用是在哪些方面？
答：铁碳合金相图是研究铁碳合金最基本的工具，是研究碳钢和铸铁成分、温度、组织及性能之间
关系的理论基础，是制定热加工、热处理、冶炼和铸造工艺的依据。 第5章 钢的热处理 一、 选择题
1.加热是钢进行热处理的第一步，其目的是使钢获得（B ）。
A．均匀的基体组织 B．均匀的A体组织 C．均匀的P体组织 D．均匀的M体组织 2.下列温度属于钢的高、中、低温回火温度范围的分别为（A ）（D ）（B ）。 A．500℃ B．200℃ C．400℃ D．350℃
3.碳钢的淬火工艺是将其工件加热到一定温度，保温一段时间，然后采用的冷却方式是（D ）。 A．随炉冷却 B．在风中冷却 C．在空气中冷却 D．在水中冷却
4.正火是将工件加热到一定温度，保温一段时间，然后采用的冷却方式是（C ）。 A．随炉冷却 B．在油中冷却 C．在空气中冷却 D．在水中冷却 5.完全退火主要用于（A ）。
A．亚共析钢 B．共析钢 C．过共析钢 D．所有钢种 6.共析钢在奥氏体的连续冷却转变产物中，不可能出现的组织是（ C）。 A．P B．S C．B D．M
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7.退火是将工件加热到一定温度，保温一段时间，然后采用的冷却方式是（A ）。 A．随炉冷却 B．在油中冷却 C．在空气中冷却 D．在水中冷却 二、是非题
1. 完全退火是将工件加热到Acm以上30～50℃，保温一定的时间后，随炉缓慢冷却的一种热处理工艺。√
2. 合金元素溶于奥氏体后，均能增加过冷奥氏体的稳定性。×
3. 渗氮处理是将活性氮原子渗入工件表层，然后再进行淬火和低温回火的一种热处理方法。× 4. 马氏体转变温度区的位置主要与钢的化学成分有关，而与冷却速度无关。× 三、填空题
1. 共析钢中奥氏体形成的四个阶段是：（ 奥氏体晶核形成 ），（ 奥氏体晶核长大 ），残余Fe3C溶解，奥氏体均匀化。
2. 化学热处理的基本过程，均由以下三个阶段组成，即（介质分解 ），（工件表面的吸收 ），活性原子继续向工件内部扩散。
3. 马氏体是碳在（ α-Fe ）中的（过饱和溶液 ）组织。
4. 在钢的热处理中，奥氏体的形成过程是由（ 加热 ）和（ 保温 ）两个基本过程来完成的。
5. 钢的中温回火的温度范围在（350～500 ℃ ），回火后的组织为（回火托氏体 ）。 6. 钢的低温回火的温度范围在（ 150～250 ℃ ），回火后的组织为（回火马氏体 ）。 7. 在钢的回火时，随着回火温度的升高，淬火钢的组织转变可以归纳为以下四个阶段：马氏体的分解，残余奥氏体的转变，（ 铁素体中析出 Fe3C ），（铁素体多边形化 ）。
8. 钢的高温回火的温度范围在（ 500～ 650℃ ），回火后的组织为（ 回火索氏体 ）。 9. 常见钢的退火种类有：完全退火，（等温退火 ）和（ 球化退火 ）。
10. 根据共析钢的C曲线，过冷奥氏体在A1线以下转变的产物类型有（P型组织 ），（S型组织 ）和马氏体型组织。
11. 材料在一定的淬火剂中能被淬透的（ 淬硬层深度越大 ）越大，表示（ 淬透性 ）越好。 四、改正题
1. 临界冷却速度是指过冷奥氏体向马氏体转变的最快的冷却速度。 最小 2. 弹簧经淬火和中温回火后的组织是回火索氏体。 回火托氏体
3. 低碳钢和某些低碳合金钢，经球化退火后能适当提高硬度，改善切削加工。 降低 4. 完全退火主要应用于过共析钢。 亚共析钢
5. 去应力退火是将工件加热到Ac3线以上ˇ，保温后缓慢地冷却下来地热处理工艺。 30～50℃ 6. 减低硬度的球化退火主要适用于亚共析钢。 共析钢和过共析钢
7. 在生产中，习惯把淬火和高温回火相结合的热处理方法称为预备热处理。 调制处理 8. 除钴之外，其它合金元素溶于奥氏体后，均能增加过冷奥氏体的稳定性，使C曲线左移。右移 9. 马氏体硬度主要取决于马氏体中的合金含量。 含碳量 10.晶粒度是用来表示晶粒可承受最高温度的一种尺度。
11.钢的热处理后的最终性能，主要取决于该钢的化学成分。 组织结构
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12.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。 组织结构
13.热处理的加热，其目的是使钢件获得表层和心部温度均匀一致。 奥氏体成分 14.过共析钢完全退火后能消除网状渗碳体。 球化退火 15.淬火钢随着ˇ回火温度的升高，钢的硬度值显著降低，这种现象称为回火脆性。 某些范围内 冲击韧性
16.调质钢经淬火和高温回火后的组织是回火马氏体。 回火索氏体 17.马氏体转变的Ms和Mf温度线，随奥氏体含碳量增加而上升。 下降 五、简答题
1.指出下列工件正火的主要作用及正火后的组织。 （1）20CrMnTi制造传动齿轮 （2）T12钢制造铣刀
答：⑴调整硬度，便于切削加工；细化晶粒，为淬火作准备；消除残余内应力。正火后组织为F和S.⑵正火是为了消除网状二次渗碳体，为球化退火做组织准备，同时正火可增加珠光体量并细化晶粒，提高强度、硬度和塑性，并作为最终热处理。正火后组织为索氏体。
2.用45钢制造主轴，其加工工艺的路线为：下料——锻造——退火——粗加工——调质处理 试问：（1）调质处理的作用。（2）调质处理加热温度范围。
答：⑴调制处理可以使材料具有良好的综合力学性能，在保持较高强度的同时，具有良好的塑性和韧性。⑵500～650℃
3.热处理的目是什么？有哪些基本类型？
答：目的是改变钢的组织结构，从而获得所需要的性能。
根据加热、冷却方式及钢组织性能变化特点的不同，可分为下面几类： ⑴普通热处理。退火、正火、淬火和回火。 ⑵表面热处理。表面淬火和化学热处理。
⑶其他热处理。真空热处理、形变热处理、控制气氛热处理、激光热处理等。 根据零件生产过程中所处的位置和作用，又可分为预备热处理与最终热处理。 4.简述过冷奥氏体等温转变组织的名称及其性能。
答：随过冷度不同，过冷奥氏体将发生3种类型转变，即珠光体转变、贝氏体转变和马氏体转变。⑴珠光体转变根据片层厚薄不同可细分为珠光体、索氏体和托氏体。片间距越小，钢的强度、硬度越高，同时塑性和韧性略有改善。
⑵贝氏体转变根据组织形态不同，分为上贝氏体和下贝氏体。上贝氏体强度与塑性都较低，而下贝氏体除了强度和硬度较高外，塑性、韧性也较好，即具有良好的综合力学性能。
⑶马氏体根据组织形态可分为板条状和针状两大类，高硬度是马氏体性能的主要特点，含碳量增加硬度也提高。
5.氮化处理与渗碳处理相比有哪些特点。 答：与渗碳相比，渗氮的特点是：
①渗氮件表面硬度高（1000～2000HV）,耐磨性高，具有高的热硬性。 ②渗氮件疲劳硬度高。 ③渗氮件变形小。
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④渗氮件耐蚀性好。
6.什么叫退火？其主要目的是什么？
答：将钢加热至适当温度保温，然后缓慢冷却（炉冷）的热处理工艺叫做退火。
其主要目的有：①调整硬度，便于切削加工；②消除残余内应力，防止在后续加工或热处理中发生变形或开裂；③细化晶粒，提高力学性能，或未最终热处理作组织准备。 7.什么叫回火？淬火钢为什么要进行回火处理？
答：回火是将淬火钢加热到A1以下某温度保温后再冷却的热处理工艺。 为避免淬火件在放置过程中发生变形或开裂，钢件经淬火后应及时进行回火。 8.什么叫淬火？其主要目的是什么？
答：淬火是将钢加热到临界点以上，保温后以大于VK的速度冷却，使奥氏体转变为马氏体的热处理工艺。
其目的就是为了获得马氏体，提高钢的力学性能。
9.淬火钢采用低温或高温回火各获得什么组织？其主要应用在什么场合？
答：获得回火马氏体或回火索氏体。低温回火主要用于处理各种工具、模具、轴承及经渗碳和表面淬火的工件；高温回火可用于各种重要结构件如连杆、轴、齿轮等的处理，也可作为某些要求较高的精密零件、量具等的预备热处理。
10.指出过共析钢淬火加热温度的范围，并说明其理由。
答：温度范围是Ac1＋(30～60）℃。过共析钢由于退火前经过球化退火，因此淬火后组织为细马氏体加颗粒状渗碳体和少量残余奥氏体。分散分布的颗粒状渗碳体对提高钢的硬度和耐磨性有利。如果将过共析钢加热到Ａｃｍ以上，则由于奥氏体晶粒粗大、含碳量提高，使淬火后马氏体晶粒也粗大，且残余奥氏体量增多，这使钢的硬度、耐磨性下降，脆性和变形开裂倾向增加。 11.球化退火的目的是什么？主要应用在什么场合？
答：球化退火的目的在于降低硬度，改善切削加工性能，并为后续热处理作组织准备。 主要用于共析钢和过共析钢。
12.用10钢制作一要求耐磨的小轴(直径为20 mm),其工艺路线为:下料---锻造---正火---机加工---渗碳---淬火---低温回火---磨加工。说明各热处理工序的目的及使用状态下的组织。 答：正火是为了调整工件硬度，便于切削加工，同时可以细化晶粒，为淬火作准备，还可以消除残余内应力；
渗碳可以提高工件表面硬度、耐磨性及疲劳强度，同时可以保持心部良好的韧性和塑性； 淬火是为了提高钢的力学性能；
低温回火则可以保持淬火后高硬度、高耐磨性的同时，降低内应力，提高韧性。 第6章 工业用钢 一、选择题
1. 欲要提高18－8型铬镍不锈钢的强度，主要是通过（B ）。
A．时效强化方法 B．固溶强化方法 C．冷加工硬化方法 D．马氏体强化方法 2.20CrMnTi钢根据其组织和机械性能，在工业上主要作为一种（ A）使用。 A．合金渗碳钢 B．合金弹簧钢 C．合金调质钢 D．滚动轴承钢
3.大多数合金元素均在不同程度上有细化晶粒的作用，其中细化晶粒作用最为显著的有（C ）。
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