习工程材料题课.ppt

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1、习题课一、计算题1.杠杆定律用于计算合金中的相和组织（1）以45钢和T10钢为例计算室温组织和相的相对量6.67%（2）对某退火碳素钢进行金相分析，其组织的相组成物为铁素体+渗碳体（粒状），其中渗碳体占18%，问此碳钢的含碳量大约是多少？答：WFe3C=18%=(WC-0.02)/(6.69-0.02)*100%WC=1.22%（3）对某退火碳素钢进行金相分析，其组织为珠光体+渗碳体（网状），其中珠光体占93%，问此碳钢的含碳量大约为多少？2.金属材料强度和硬度的换算参见：P9低碳钢：σb=3.53HBS高碳钢：σb=3.33HBS合金调制钢：σb=3.19HBS灰铸

2、铁：σb=0.98HBS已知铁素体硬度为80HB，渗碳体硬度为800HB试求退火态15钢和25钢的硬度及抗拉强度。先根据杠杆定律计算钢中铁素体和渗碳体的相对含量，然后用下式计算其硬度：HB(15钢)=F%×80+Cm%×8003.已知金属钨、铁、铅、锡的熔点分别为3380℃、1538℃、327℃、232℃，试计算这些金属的最低再结晶温度，并分析钨和铁在1100℃下的加工、铅和锡在室温（20℃）下的加工各为何种加工？答：T再=0.4T熔；钨T再=[0.4*（3380+273）]-273=1188.2℃;铁T再=[0.4*（1538+273）]-273=451.4℃;铅T再=

3、[0.4*（327+273）]-273=-33℃;锡T再=[0.4*（232+273）]-273=-71℃.由于钨T再为1188.2℃＞1100℃，因此属于热加工；铁T再为451.4℃＜1100℃，因此属于冷加工；铅T再为-33℃＜20℃，属于冷加工；锡T再为-71＜20℃，属于冷加工。二、分析题1.指出下列零件的锻造毛坯进行正火的主要目的及正火后的显微组织：（1）20钢齿轮（2）45钢小轴（3）T12钢锉刀答：（1）目的：细化晶粒，均匀组织，消除内应力，提高硬度，改善切削加工性。组织：晶粒均匀细小的大量铁素体和少量索氏体。（2）目的：细化晶粒，均匀组织，消除内应力。组

4、织：晶粒均匀细小的铁素体和索氏体。（3）目的：细化晶粒，均匀组织，消除网状Fe3C，为球化退火做组织准备，消除内应力。组织：索氏体和球状渗碳体。2.在制造齿轮时，有时采用喷丸法（即将金属丸喷射到零件表面上）使齿面得以强化。试分析强化原因。答：高速金属丸喷射到零件表面上，使工件表面层产生塑性变形，形成一定厚度的加工硬化层，使齿面的强度、硬度升高。3.某载重汽车发动机的汽缸盖螺栓，原选用40Cr钢调质处理，硬度为33～35HRC，后改用15MnVB钢880℃油淬、200℃低温回火，硬度为38～41HRC，提高使用寿命1.5倍，试分析原因。（见教材P11）汽车发动机的汽缸盖螺栓

5、主要承受多冲抗力，要求材料具备一定强度的同时，还要求有适当的塑性，由于40Cr钢含碳量高，其塑性并不好，故改用15MnVB钢880℃油淬、200℃低温回火，既有较高的强度（多元素固溶强化及提高了淬透性），适当的硬度，也由于碳低具有良好的塑性。故提高了寿命。三、选材1.有20CrMnTi、38CrMoAl、T12、45，40Cr等四种钢材，请选择一种钢材制作汽车变速箱齿轮（高速中载受冲击），并写出工艺路线，说明各热处理工序的作用。下料—锻造—退火—粗加工—渗碳—淬火+低回—精加工2.拟用T10A钢制造铣刀,其工艺过程如下:下料→锻造→热处理1→机加工→热处理2→精加工。请写

6、出各热处理工序的名称和作用热处理1：球化退火。降低锻造应力，降低硬度便于切削加工，得到球状珠光体组织，为最终热处理做好组织准备。热处理2：淬火+低回。得到M组织。3．选择下列零件的热处理方法，并编写简明的工艺路线（各零件均选用锻造毛坯，并且钢材具有足够的淬透性）：（1）某机床变速箱齿轮（模数m=4），要求齿面耐磨，心部强度和韧性要求不高，材料选用45钢；（2）某机床主轴，要求有良好的综合机械性能，轴径部分要求耐磨（HRC50-55），材料选用45钢；（3）镗床镗杆，在重载荷下工作，精度要求极高，并在滑动轴承中运转，要求镗杆表面有极高的硬度，心部有较高的综合机械性

7、能，材料选用38CrMoALA。答：（1）下料→锻造→正火→粗加工→精加工→局部表面淬火+低温回火→精磨→成品（2）下料→锻造→正火→粗加工→调质→精加工→局部表面淬火+低温回火→精磨→成品（3）下料→锻造→退火→粗加工→调质→精加工→氮化→研磨→成品