机械制造工艺基础复习思考题(二)

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1、复习思考题（第四章）1、钢中常存杂质元素有哪些？他们对钢的性能有何影响？碳素钢的主要成分是铁和碳。除此之外，由于炼钢原材料本身存在一定杂质，加上钢在冶炼过程中又不可避免的会带入一些杂质，所以杂质实际上是碳钢的重要组成部分，它们对钢的性能有着一定的影响。碳钢中常有的杂质有锰（Mn）、硅（Si）、硫（S）、磷（P）、氮（N）、氧（O）、氢（H）等。锰、硅的影响硅和锰时炼钢时由硅铁和锰铁脱氧剂带入的，一般认为时有益元素。它们都有很强的脱氧能力，能清除钢中的FeO，降低钢的脆性，改善钢的品质。锰还能和硫化

2、合成MnS，减轻硫的危害，改善钢的热加工性能。在常温下硅、锰大部分溶于铁素体中，实现固溶强化，从而提高钢的强度。硫、磷的影响硫、磷是在炼钢时由矿石和燃料带进的，都是是有害元素。它在铁中的溶解度极小，常以化合物Fes的形式存在，并和铁形成熔点较低的FeS-S二元共晶体分布在晶界处。因此当钢在1000～1200进行热加工时，由于晶界上的低熔点共晶体熔化，从而使钢材沿晶界开裂，这种现象称为热脆或红脆。磷在室温下使钢的塑性和韧性急剧降低、变脆，尤其在低温时更为严重，2、与碳钢相比，合金钢具有哪些特点？在碳

3、钢中加入合家元素后，钢的性能发生许多变化，增加了许多新的特性，例如：合金钢的淬透性（Co除外）好；提高回火抗力，防止回火脆性发生；使钢具有特殊的性能，耐热、抗腐蚀、耐磨性能等；提高强度硬度等性能。3、何谓调质钢？为什么调质钢的含碳量为中碳？合金调质钢中常有哪些合金元素？它们在调质钢中起什么作用？指经调质（淬火+高温回火）后使用的钢，为中碳优质碳素钢与合金结构钢。碳的质量分数过低不易淬硬，回火后不能达到所需的强度；碳的质量分数过高则韧度不足。因此对于调质采用处理的零件常选用含碳量中等的中碳钢。合金调

4、质钢可以添加镍、铬、硅、锰、硼、钼、钨、钒、铝等。其中镍、铬、硅、锰、硼等元素的主要作用是提高合金调质钢的淬透性，同时还有（除硼）显著强化铁素体的作用；钼、钨等元素可以防止调质钢的第二类回火脆性的作用；钒可以细化晶粒；铝可以提高调质钢渗氮强化。4、为什么汽车变速齿轮采用20CrMnTi钢制造，而机床变速齿轮却采用40Cr钢制造？汽车在工作过程中，齿轮受到中等动载荷，同时当汽车启动、换档、制动等时，受到较大的冲击载荷，因此要求齿轮不仅能够承受中等动载荷而且还有足够的韧性承受冲击载荷；同时齿面耐磨。4

5、0Cr制造承受中等载荷和中等速度工作下的零件，如汽车后半轴及机床上齿轮、轴、花键轴等。5、有一φ10mm的杆类零件，受中等交变拉压载荷的作用，要求零件沿截面性能均匀一致，供选材料有16Mn钢、45钢、40Cr钢、T12钢。要求：①选择合适的材料；②编制简明工艺路线；③说明各热处理工序的主要作用；④指出最终组织。①该零件承受中等交变拉压载荷，同时要求零件样截面性能一致，因此选择材料为45钢；②下料→锻造→正火→粗加工→调质(淬火+高温回火)→精磨→成品③正火——消除锻造应力，调整硬度以利于机加工调质

6、(淬火+高温回火)——提高综合力学性能④最终使用状态下的组织心部：回火索氏体；表层：回火马氏体（＋残余奥氏体）。6、为什么合金弹簧钢多用硅、锰作为主要合金元素？为什么采用中温回火？得到什么样的组织？其性能如何？合金弹簧钢加入硅、锰的目的是为了提高钢的渗透性、强化铁素体，提高屈服强度和屈强比。淬火后采用中温回火的目的是为了获得具有高弹性极限和疲劳极限的回火屈氏体。7、说明下列牌号的钢中Cr的作用：20Cr，GCr15，1Cr13，4Cr9Si2。20Cr：铬的作用是提高淬透性；GCr15：铬的作用是

7、增加钢的淬透性，并使钢在热处理后形成细小且均匀的合金渗碳体，以提高耐磨性、韧性、回火稳定性和抗蚀性。1Cr13：铬的作用是在钢的表面形成致密的氧化层，使钢与周围介质隔离，提高抗氧化性和抗腐蚀性能。4Cr9Si2：铬的作用是提高耐磨性和热强性。（马氏体型耐热钢）8、T9钢和9SiCr钢都属于工具钢，它们在使用上有何不同？下列工具应分别用它们中的哪一种：机用丝锥；木工刨刀；钳工锯条；绞刀；钳工量具。T9钢属于高碳工具钢，经热处理后硬度较高，耐磨性、加工性都很好，价格便宜，但其热硬性差；一般用于制造低速

8、或手工工具的材料。例如：木工刨刀、钳工锯条。9SiCr合金工具钢。具有良好的淬透性和回火稳定性，碳化物细小均匀，热硬性较高，适合制造各种较薄的刃具。例如：绞刀、钳工量具。9、为何W18Cr4V钢淬火温度高达1280℃？淬火后为什么要经过三次560℃回火？由于W18Cr4V钢种含有大量的钨、铬、钒的难熔碳化物，其碳化物在1000℃以上的高温下才能分解并充分溶于奥氏体中，因此W18Cr4V钢淬火时加热温度较高，达1280℃。W18Cr4V钢淬火后的回火是为了消除淬火应力、稳定组织、减少