工程材料题目与答案

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1、1.将同一棒料上切割下来的4块45#试样，同时加热到850°，然后分别在水、油、炉和空气中冷却，说明：各是何种热处理工艺？各获得何种组织？排列一下硬度大小：答：（1）水冷：淬火M（2）油冷：淬火M+T（3）炉冷：退火P+F（4）空冷：正火S+F硬度（1）>（2）>（4）>（3）2.确定下列钢件的退火方法，并指出退火目的和退火后的组织：（1）经冷轧后的15号钢板，要求降低硬度。（2）ZG的铸造齿轮；（3）锻造过热后的60钢锻坯；（4）改善T12钢的切削加工性能：答：（1）再结晶退火：目的：细化晶粒，均匀组织，使变形晶粒重新转变为等轴晶粒，以消除加工硬化，降低了硬度，消除内应力，得到P(

2、等轴)+F（2）去应力退火：目的：消除铸造内应力，得到P+F3）完全退火：目的：细化晶粒，均匀组织，消除内应力，降低了硬度，改善切削加工性，得到P+F（4）球化退火：目的：使片状渗碳体装变为球状渗碳体，降低硬度，均匀组织，改善切削性能，得到粒状P+Fe3C3.说明直径为10mm的45钢试样分别为下列温度加热：700°C、760°C、840°C、1100°C。保温后在水中冷却得到的室温组织答：温度加热后组织水冷后组织700°CP+FP+F760°CA+FM+F840°CAM1100°CAM4.两个碳质量分数为1.2%的碳钢薄试样，分别加热到780°C和900°C，保温相同时间奥氏体化后

3、，以大于淬火临界冷却速度的速度冷却至室温。试分析：（1）哪个温度加热淬火后马氏体晶粒较粗大？（2）哪个温度加热淬火后马氏体碳含量较多？（3）哪个温度加热淬火后残余奥氏体较多？（4）哪个温度加热淬火后未溶渗碳体较多？（5）你认为哪个温度加热淬火合适？为什么？答：（1）900°C（2）900°C（3）900°C（4）780°C（5）780°C，综上所述此温度淬火后得到的均匀细小的M+颗粒状Cm+AR的混合组织，使钢具有最大的硬度和耐磨性。5.用T10钢制造形状简单的车刀，其工艺路线为：锻造—热处理—机加工—热处理—磨加工。（1）写出其中热处理工序的名称及作用。（2）制定最终热处理（磨加工

4、前的热处理）的工艺规范，并指出车刀在使用状态下的显微组织和大致硬度。答:(1)球化退火，作用：利于切削加工。得到球状珠光体，均匀组织，细化晶粒，为后面淬火处理作组织准备。淬火+低温回火，作用：使零件获得较高的硬度、耐磨性和韧性，消除淬火内应力，稳定组织和尺寸。（2）工艺规范：760°C水淬+200°C回火；显微组织：M回+Cm，大致硬度：60HRC.6.如下图所示，T12钢加热到Ac1以上，用图示的各种方法冷却，分析各自得到的组织。A：水中淬火M+Fe3CB：分级淬火M+Fe3CC：油中淬火M+T+Fe3CD：等温淬火B下+Fe3CE：正火S+Fe3CF：完全退火P+Fe3CG：等温

5、退火P+Fe3C7.为改善可加工性，确定下列钢件的预备热处理方法，并指出所得到组织：（1）20钢钢板（2）T8钢锯条（3）具有片状渗碳体的T12钢钢坯答：（1）20钢钢板：正火S+F（2）T8钢锯条：球化退火球状P;（3）具有片状渗碳体的T12钢钢坯：球化退火球状P+Cm8.将同一棒料切割下来的4块45钢试样，同时加热到850°C，然后分别在水、油、炉、空气中冷却，是何种热处理工艺？各获得什么组织？排列一下硬度的大小顺序。答：（1）水冷：淬火M（2）油冷：淬火M+T（3）炉冷：退火P+F（4）空冷：正火S+F硬度顺序：⑴＞⑵＞⑷＞⑶9.已知A（熔点600°C）与B(500°C)在液态

6、无限互溶;在固态300°C时A溶于B的最大溶解度为30%，室温时为10%，但B不溶于A;在300°C时，含40%B的液态合金发生共晶反映。现要求：1)作出A—B合金相图；2)分析20%A，45%A，80%A等合金的结晶过程，并确定室温下的组织组成物和相组成物的相对量。（2）20%合金如图①：合金在1点以上全部为液相，当冷至1点时，开始从液相中析出α固溶体，至2点结束，2~3点之间合金全部由α固溶体所组成，但当合金冷到3点一下，由于固溶体α的浓度超过了它的溶解度限度，于是从固溶体α中析出二次相A。因此最终显微组织：α+AⅡ相组成物：α、AA=[(90-80)/90]*100%=11%α

7、=1-A%=89%45%合金如图②：合金在1点以上全部为液相，冷至1点时开始从液相中析出α固溶体，此时液相线成分沿线BE变化，固相线成分沿BD线变化，当冷至2点时，液相线成分到达E点，发生共晶反映，形成（A+α）共晶体，合金自2点冷至室温过程中，自中析出二次相AII，因而合金②室温组织：AII+α+（A+α）相组成物：A+α组织：AII=（90-70）/90*50%=?%α=1-(A+α)=50%A+α=（70-55）/（70-40）*100%=50%相：