【工程材料】习题集答案解析

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1、第一份试题1.判断下列说法是否正确：（1）钢在奥氏体化后，冷却时形成的组织主要取决于钢的加热温度。错误，钢在奥氏体化后，冷却时形成的组织主要取决于钢的冷却速度。（2）低碳钢与高碳钢工件为了便于切削加工，可预先进行球化退火。错误，低碳钢工件为了便于切削加工，预先进行热处理应进行正火（提高硬度）或完全退火。而高碳钢工件则应进行球化退火（若网状渗碳体严重则在球化退火前增加一次正火），其目的都是为了将硬度调整到HB200左右并细化晶粒、均匀组织、消除网状渗碳体。钢的实际晶粒度主要取决于钢的加热温度。（3）过冷奥氏体冷却

2、速度快，钢冷却后的硬度越高错误，钢的硬度主要取决于含碳量。（4）钢中合金元素越多，钢淬火后的硬度越高错误，钢的硬度主要取决于含碳量。（5）同一钢种在相同加热条件下，水淬比油淬的淬透性好，小件比大件的淬透性好。正确。同一钢种，其C曲线是一定的，因此，冷速快或工件小容易淬成马氏体。（6）钢经过淬火后是处于硬脆状态。基本正确，低碳马氏体韧性要好些，而高碳马氏体硬而脆。（7）冷却速度越快，马氏体的转变点Ms和Mf越低。正确。（8）淬火钢回火后的性能主要取决于回火后的冷却速度。错误，淬火钢回火后的性能主要取决于回火温度。

3、（9）钢中的含碳量就等于马氏体的含碳量错误，钢中的含碳量是否等于马氏体的含碳量，要看加热温度。完全奥氏体化时，钢的含碳量等于奥氏体含碳量，淬火后即为马氏体含碳量。如果是部分奥氏体化，钢的含碳量一部分溶入奥氏体，一部分是未溶碳化物，从而可以减轻马氏体因含碳量过高的脆性，也能细化晶粒，此时马氏体含碳量要低于钢的含糖碳量。2、将含碳量为1.2%的两个试件，分别加热到760℃和900℃，保温时间相同，达到平衡状态后以大于临界冷速的速度快速冷却至室温。问：（1）哪个温度的试件淬火后晶粒粗大。900℃粗大，处于完全奥氏体化

4、区，对于过共析钢易造成晶粒粗大。（2）哪个温度的试件淬火后未溶碳化物较少。900℃，处于完全奥氏体化区。（3）哪个温度的试件淬火后马氏体的含碳量较多。900℃，处于完全奥氏体化区，奥氏体的含碳量即为马氏体含碳量。（4）哪个温度的试件淬火后残余奥氏体量多。900℃，奥氏体的含碳量越高，Ms和Mf就越低，残余奥氏体量就越多。（5）哪个试件的淬火温度较为合理，为什么？760℃，处于部分奥氏体化区，加热组织为奥氏体+未溶碳化物（阻碍晶粒长大），晶粒细小。同时控制了奥氏体含碳量，也就控制了马氏体含碳量，降低了马氏体脆性。

5、淬火组织：马氏体+未溶碳化物+残余奥氏体，保证了强度、硬度。3、将20钢和60钢同时加热到860℃,并保温相同的时间,问那种钢奥氏体晶粒粗大些?20钢和60钢都属于亚共析钢，一般加热时要求完全奥氏体化，加热温度应在A3以上。依据铁碳相图，20钢含碳量低，A3点高，60钢，含碳量高，A3点低，因此，同样加热到860℃,并保温相同的时间,60钢过热度大，晶粒容易粗大。4、指出Ф10mm的45钢经下列温度加热并水冷后获得的组织700℃760℃860℃700℃加热，在A1以下，没有相变，水冷仍为F+P760℃加热，在A

6、1—A3之间，加热组织：F+A，水冷，F+M860℃加热，在A3以上，加热组织A，水冷，M5、指出下列钢件正火的主要目的：20钢齿轮，45钢小轴，T12钢锉刀20钢齿轮：20钢，含碳量低，硬度低，通过正火（空冷）使得珠光体片间距减小即形成索氏体或屈氏体，以提高硬度（HB200左右），满足切削加工的要求。45钢小轴：45钢，含碳量适中，综合机械性能好，因此利用正火，即可作为最终热处理，满足小轴的使用要求。T12钢锉刀：含碳量1.2%，若采用退火会产生网状渗碳体，一般采用正火，利用快冷（空冷），使得渗碳体网析出不完

7、整，再配合球化退火，以彻底消除网状渗碳体。6、指出下列工件淬火及回火温度,并说明回火组织和硬度:(1)45钢小轴(要求综合机械性能)淬火A3以上（860℃），回火600℃（高温回火）。回火组织：s回，HRC25(2)65钢弹簧淬火A3以上（840℃），回火400℃（中温回火）。回火组织：T回，HRC40(3)T8钢锉刀淬火A1以上（780℃），回火200℃（低温回火）。回火组织：M回+未溶碳化物+少量残余奥氏体，HRC60。7、解释索氏体和回火索氏体,马氏体和回火马氏体的主要区别。正火组织：索氏体S:属于细珠光

8、体，其中渗碳体呈片状。回火组织,淬火后高温回火,碳化物从过饱和F中析出,称为回火索氏体S回，呈粒状渗碳体，塑、韧性更好淬火组织:马氏体:过饱和F回火组织:淬火后低温回火，碳化物开始从M中析出，成为M回。保持高硬度，消除内应力，改善脆性。8、45钢调质后的硬度为240HBS，若再进行200℃回火，硬度能否提高?为什么?该钢经淬火和低温回火后硬度57HRC，若再进行高温回火，其硬度可否降低