机械工程材料课后习题参考答案

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正火:将工件加热到Ac3或Accm以上30~80℃,保温后从炉中取出在空气中

冷却。

淬火:将钢件加热到Ac3或Ac1以上30~50℃,保温一定时间,然后快速冷

却(一般为油冷或水冷),从而得马氏体的一种操作。

回火:将淬火钢重新加热到A1点以下的某一温度,保温一定时间后,冷却

到室温的一种操作。

冷处理:把冷到室温的淬火钢继续放到深冷剂中冷却,以减少残余奥氏体

的操作。

时效处理:为使二次淬火层的组织稳定,在110~150℃经过6~36小时的人

工时效处理,以使组织稳定。

5)淬火临界冷却速度(Vk),淬透性,淬硬性;

答:淬火临界冷却速度(Vk):淬火时获得全部马氏体组织的最小冷却速度。

淬透性:钢在淬火后获得淬硬层深度大小的能力。 淬硬性:钢在淬火后获得马氏体的最高硬度。 6)再结晶、重结晶;

答:再结晶:金属材料加热到较高的温度时,原子具有较大的活动能力,

使晶粒的外形开始变化。从破碎拉长的晶粒变成新的等轴晶粒。和变形前的晶粒形状相似,晶格类型相同,把这一阶段称为“再结晶”。

重结晶:由于温度变化,引起晶体重新形核、长大,发生晶体结构的

改变,称为重结晶。

7)调质处理、变质处理。

答:调质处理:淬火后的高温回火。

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变质处理:在液态金属结晶前,特意加入某些难熔固态颗粒,造成大

量可以成为非自发晶核的固态质点,使结晶时的晶核数目大大增加,从而提高了形核率,细化晶粒。

3.指出 A1、A3、Acm; AC1、AC3、 Accm ; Ar1、Ar3、Arcm 各临界点的意义。 答:A1:共析转变线,含碳量在0.02~6.69%的铁碳合金冷却到727℃时都有

共析转变发生,形成P。

A3:奥氏体析出铁素体的开始线。 Acm:碳在奥氏体中的溶解度曲线。

AC1:实际加热时的共析转变线。

AC3:实际加热时奥氏体析出铁素体的开始线。 Acm:实际加热时碳在奥氏体中的溶解度曲线。 Ar1:实际冷却时的共析转变线。

Ar3:实际冷却时奥氏体析出铁素体的开始线。 Arcm:实际冷却时碳在奥氏体中的溶解度曲线。

4.何谓本质细晶粒钢?本质细晶粒钢的奥氏体晶粒是否一定比本质粗晶粒钢

的细?

答:(1)本质细晶粒钢:加热到临界点以上直到930℃,随温度升高,晶粒

长大速度很缓慢,称本质细晶粒钢。

(2)不一定。本质晶粒度只代表钢在加热时奥氏体晶粒长大倾向的大小。

本质粗晶粒钢在较低加热温度下可获得细晶粒,而本质细晶粒钢若在较高温度下加热也会得到粗晶粒。

5.珠光体类型组织有哪几种?它们在形成条件、组织形态和性能方面有何特点?

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答:(1)三种。分别是珠光体、索氏体和屈氏体。

(2)珠光体是过冷奥氏体在550℃以上等温停留时发生转变,它是由铁素

体和渗碳体组成的片层相间的组织。索氏体是在650~600℃温度范围内形成层片较细的珠光体。屈氏体是在600~550℃温度范围内形成片层极细的珠光体。珠光体片间距愈小,相界面积愈大,强化作用愈大,因而强度和硬度升高,同时,由于此时渗碳体片较薄,易随铁素体一起变形而不脆断,因此细片珠光体又具有较好的韧性和塑性。

6.贝氏体类型组织有哪几种?它们在形成条件、组织形态和性能方面有何特点?

答:(1)两种。上贝氏体和下贝氏体。

(2)上贝氏体的形成温度在600~350℃。在显微镜下呈羽毛状,它是由

许多互相平行的过饱和铁素体片和分布在片间的断续细小的渗碳体组成的混合物。其硬度较高,可达HRC40~45,但由于其铁素体片较粗,因此塑性和韧性较差。下贝氏体的形成温度在350℃~Ms,下贝氏体在光学显微镜下呈黑色针叶状,在电镜下观察是由针叶状的铁素体和分布在其上的极为细小的渗碳体粒子组成的。下贝氏体具有高强度、高硬度、高塑性、高韧性,即具有良好的综合机械性能。

7.马氏体组织有哪几种基本类型?它们在形成条件、晶体结构、组织形态、性能有何特点?马氏体的硬度与含碳量关系如何? 答:(1)两种,板条马氏体和片状马氏体。

(2)奥氏体转变后,所产生的M的形态取决于奥氏体中的含碳量,含碳量

<0.6%的为板条马氏体;含碳量在0.6—1.0%之间为板条和针状混合

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的马氏体;含碳量大于1.0%的为针状马氏体。低碳马氏体的晶体结构为体心立方。随含碳量增加,逐渐从体心立方向体心正方转变。含碳量较高的钢的晶体结构一般出现体心正方。低碳马氏体强而韧,而高碳马氏体硬而脆。这是因为低碳马氏体中含碳量较低,过饱和度较小,晶格畸变也较小,故具有良好的综合机械性能。随含碳量增加,马氏体的过饱和度增加,使塑性变形阻力增加,因而引起硬化和强化。当含碳量很高时,尽管马氏体的硬度和强度很高,但由于过饱和度太大,引起严重的晶格畸变和较大的内应力,致使高碳马氏体针叶内产生许多微裂纹,因而塑性和韧性显著降低。 (3)随着含碳量的增加,钢的硬度增加。

8.何谓等温冷却及连续冷却?试绘出奥氏体这两种冷却方式的示意图。 答:等温冷却:把奥氏体迅速冷却到Ar1以下某一温度保温,待其分解转变完

成后,再冷至室温的一种冷却转变方式。

连续冷却:在一定冷却速度下,过冷奥氏体在一个温度范围内所发生的转

变。

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