工程材料简答题最终稿.doc

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1、1、画出Fe-Fe3C相图，注明各相区的相名称,指出奥氏体和铁素体的溶解度曲线。相图参见书本，奥氏体和铁素体的溶解度曲线分别是：ES线、PQ线。舲抽删擴勰影响?答：K金属晶粒越细，金属的强度越高，塑性和韧性也越好，反之力学性能越差。2、铸造时细化晶粒的方法有：（1）增加过冷度：当过冷度增大时，液态金属的结晶能力增强，形核率可大大增加，而长大速度增加较少，因而可使晶粒细化。（2）变质处理：在液态金属结晶前，加入一些细小的变质剂，使金属结晶时形核率N增加，因而可使晶粒细化。（3）振动处理：在金属结晶

2、时，对液态金属附加机械振动、超声波振动或电磁振动等措施使已生长的晶粒因破碎而细化，同时破碎的品粒尖端也起净核作用，增加了形核率，使品粒细化。3、高速钢的热处理工艺比较复杂，试回答下列问题：1）淬火加热时，为什么要预热？2）高速钢W6Mo5Cr4V2的Aci在800°C左右，但淬火加热温度在1200-1240°C,淬火加热温度为什么这样高？3）竜速钢回火工艺一般为560°C左右，并且进行三次，为什么？4）淬火冷却时常用分级淬火，分级淬火目的是什么？答案要点:I）高速钢合金量高，特别是W,钢导热性很

3、差。预热可减少工件加热过程中的变形开裂倾向；缩短高温保温时间，减少氧化脱碳；可13准确地控制炉温稳定性。2）因为高速钢中碳化物比较稳定，必须在高温下才能溶解。而高速钢淬火目的是获得高合金度的马氏体，在I火时才能产生有效的二次硬化效果。3）由于高速钢中高合金度马氏体的回火稳定性非常好，在560°C左右回火，才能弥散析出特殊碳化物，产生硬化。同时在560°C左右回火，使材料的组织和性能达到了最佳状态。一次回火使大部分的残留奥氏体发生了马氏体转变，二次回火使第一次回火时产生的淬火马氏体回火，并且使残留

4、奥氏体更多地转变为马氏体，三次回火可将残留奥氏体控制在合适的量，并且使内应力消除得更彻底。4）分级淬火目的：降低热应力和组织应力，尽可能地减小工件的变形与开裂。4、简要分析球墨铸铁的强度和塑韧性都要比灰口铸铁好的原因。答案要点：灰铁：G形态为片状，易应力集中，产生裂纹，且G割裂基体严重，使材料有效承载面积大为减小。而球铁：G形态为球状，基体是连续的，，相对而言，割裂基体的作用小，基体可利用率可达70-90%；且球状G应力集中倾向也大为减小。因此钢的热处理强化手段在球铁中基本都能采用，所以其强度和

5、塑韧性都要比灰口铸铁好。5、试总结Si兀素在合金中的作用，并简要说明原因。答案要点：1)f6丨可切削性〜固溶强化效果显著；2)f低温回火稳定性〜抑制&K形核长大及转变；3)f抗氧化性〜形成致密的氧化物；4)t淬透性〜阻止K形核长大，使、'C〃线右移，高C时作用较大;5)f淬火温度一F形成元素，tAt；6)t脱C、石墨化倾向-Sit碳活度，含Si钢脱C倾向大。6、某一用45钢制造的零件，其加工路线如下：备料一锻造一正火f粗机械加工f调质f精机械加工f高频感应加热淬火+低温回火一磨削，请说明各热处理

6、工序的目的及热处理后的组织。答：正火目的:消除锻造应力,改善切削加工性,同时均匀组织，细化晶粒，为后续热处理作组织准备。组织：晶粒均匀细小的F和S。调质目的:提高塑性、韧性，使零件获得较好的综合力学性能。组织：S回。高频感应加热淬火目的:提高工件表面的硬度和耐磨性,而心部仍保持良好的塑性和韧性。低温回火目的:降低内应力和脆性。表层组织:M回，心部组织：S回。7、某汽车齿轮选用20CrMnTi材料制作，其工艺路线如下：下料——锻造——正火①切削加工——渗碳②淬火③低温回火④喷丸——磨削加工。请分别

7、说明上述①、②、③和④项热处理工艺的目的及组织。答：1正火：对于低、屮碳的亚共析钢而言，正火的目的是调整硬度,便于切削加工，细化晶粒，提高力学性能，为淬火作组织准备，消除残作内应力，防止在后续加热或热处理中发生开裂或形变。使用组织为：铁素体加索氏体。2渗碳：提高工件表面硬度、耐磨性及其疲劳强度，同时保持工件心部良好的韧性和塑性。使用组织：表层为高碳回火马氏体+颗粒碳化物+少量残余奥氏体，心部为低碳冋火马氏体+铁素体。3淬火：获得马氏体组织，捉高工件的硬度，获得相应的力学性能。使用组织：淬火马氏体

8、。4低温回火：减少或消除淬火内应力，稳定工件尺寸，获得工艺所要的力学性能。使用组织：回火马氏体。、合金钢与碳钢相比，为什么它的力学性能好？热处理变形小?答：(1)在钢屮加入合金元索，溶于铁索体，起固溶强化作用；合金元素进入渗碳体中，形成合金渗碳体；（2）儿乎所有合金元素都使E点和S点左移，在退火状态下，相同含碳量的合金钢组织中的珠光体量比碳钢多，从而使钢的强度和硬度提高。（3）除Co外，凡溶入奥氏体的合金元索均使C曲线右移，淬透性的提高，这有利于减少零件的淬火变形和开裂倾向。（4）除Co、Al夕