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答：目的是改变钢的组织结构，从而获得所需要的性能。
根据加热、冷却方式及钢组织性能变化特点的不同，可分为下面几类： ⑴普通热处理。退火、正火、淬火和回火。 ⑵表面热处理。表面淬火和化学热处理。
⑶其他热处理。真空热处理、形变热处理、控制气氛热处理、激光热处理等。 根据零件生产过程中所处的位置和作用，又可分为预备热处理与最终热处理。 4.简述过冷奥氏体等温转变组织的名称及其性能。
答：随过冷度不同，过冷奥氏体将发生3种类型转变，即珠光体转变、贝氏体转变和马氏体转变。⑴珠光体转变根据片层厚薄不同可细分为珠光体、索氏体和托氏体。片间距越小，钢的强度、硬度越高，同时塑性和韧性略有改善。
⑵贝氏体转变根据组织形态不同，分为上贝氏体和下贝氏体。上贝氏体强度与塑性都较低，而下贝氏体除了强度和硬度较高外，塑性、韧性也较好，即具有良好的综合力学性能。
⑶马氏体根据组织形态可分为板条状和针状两大类，高硬度是马氏体性能的主要特点，含碳量增加硬度也提高。 5.氮化处理与渗碳处理相比有哪些特点。 答：与渗碳相比，渗氮的特点是：
①渗氮件表面硬度高（1000～2000HV）,耐磨性高，具有高的热硬性。 ②渗氮件疲劳硬度高。 ③渗氮件变形小。 ④渗氮件耐蚀性好。
6.什么叫退火？其主要目的是什么？
答：将钢加热至适当温度保温，然后缓慢冷却（炉冷）的热处理工艺叫做退火。
其主要目的有：①调整硬度，便于切削加工；②消除残余内应力，防止在后续加工或热处理中发生变形或开裂；③细化晶粒，提高力学性能，或未最终热处理作组织准备。 7.什么叫回火？淬火钢为什么要进行回火处理？
答：回火是将淬火钢加热到A1以下某温度保温后再冷却的热处理工艺。 为避免淬火件在放置过程中发生变形或开裂，钢件经淬火后应及时进行回火。 8.什么叫淬火？其主要目的是什么？
答：淬火是将钢加热到临界点以上，保温后以大于VK的速度冷却，使奥氏体转变为马氏体的热处理工艺。 其目的就是为了获得马氏体，提高钢的力学性能。
9.淬火钢采用低温或高温回火各获得什么组织？其主要应用在什么场合？
答：获得回火马氏体或回火索氏体。低温回火主要用于处理各种工具、模具、轴承及经渗碳和表面淬火的工件；高温回火可用于各种重要结构件如连杆、轴、齿轮等的处理，也可作为某些要求较高的精密零件、量具等的预备热处理。
10.指出过共析钢淬火加热温度的范围，并说明其理由。
答：温度范围是Ac1＋(30～60）℃。过共析钢由于退火前经过球化退火，因此淬火后组织为细马氏体加颗粒状渗碳体和少量残余奥氏体。分散分布的颗粒状渗碳体对提高钢的硬度和耐磨性有利。如果将过共析钢加热到Ａｃｍ以上，则由于奥氏体晶粒粗大、含碳量提高，使淬火后马氏体晶粒也粗大，且残余奥氏体量增多，这使钢的硬度、耐磨性下降，脆性和变形开裂倾向增加。
11.球化退火的目的是什么？主要应用在什么场合？ 下载后可编辑复制
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答：球化退火的目的在于降低硬度，改善切削加工性能，并为后续热处理作组织准备。 主要用于共析钢和过共析钢。
12.用10钢制作一要求耐磨的小轴(直径为20 mm),其工艺路线为:下料---锻造---正火---机加工---渗碳---淬火---低温回火---磨加工。说明各热处理工序的目的及使用状态下的组织。
答：正火是为了调整工件硬度，便于切削加工，同时可以细化晶粒，为淬火作准备，还可以消除残余内应力； 渗碳可以提高工件表面硬度、耐磨性及疲劳强度，同时可以保持心部良好的韧性和塑性； 淬火是为了提高钢的力学性能；
低温回火则可以保持淬火后高硬度、高耐磨性的同时，降低内应力，提高韧性。
第6章 工业用钢 一、选择题
1. 欲要提高18－8型铬镍不锈钢的强度，主要是通过（B ）。
A．时效强化方法 B．固溶强化方法 C．冷加工硬化方法 D．马氏体强化方法 2.20CrMnTi钢根据其组织和机械性能，在工业上主要作为一种（ A）使用。 A．合金渗碳钢 B．合金弹簧钢 C．合金调质钢 D．滚动轴承钢
3.大多数合金元素均在不同程度上有细化晶粒的作用，其中细化晶粒作用最为显著的有（C ）。 A．Mn,P B．Mn,Ti C．Ti,V D．V,P
4.除（A ）元素外，其它合金元素溶于奥氏体后，均能增加过冷奥氏体的稳定性。 A．Co B．Cr C．Mn D．Ti 5.优质钢的含硫量应控制在下列（ C）范围内。
A．0.06％～0.05％ B．0.05％～0.035％C．0.035％～0.02％ D．0.02％～0.015％ 6.优质钢的含磷量应控制在下列（ C）范围内。
A．0.055％～0.045％ B．0.045％～0.035％ C．0.035％～0.03％ D．0.03％～0.02％ 三、填空题
1.高速工具钢经高温淬火加多次回火后，具有很高的（强度、硬度）和较好的（ 塑性、韧性）。
2.不锈钢按其金相显微组织不同，常用的有以下三类：（ 马氏体不锈钢），（铁素体不锈钢），奥氏体型不锈钢。 五、简答题
1.指出下列牌号是哪种钢？其含碳量约多少？ 20、9siCr、40Cr、5CrMnMo
牌号 20 9siCr 40Cr 5CrMnMo 2.试说明下列合金钢的名称及其主要用途。 W18Cr4V、5CrNiMo
牌号 W18Cr4V 下载后可编辑复制
名称 高速工具钢 用途 用于制造高速切削工具 类型 碳素结构钢 合金工具钢 低淬性调质钢 模具钢 含碳量 0.2% 0.9% 0.4% 0.5% 文档经典 5CrNiMo
3.指出下列牌号是哪类钢？其含碳量约多少？ T9A、GCr15、30、20Cr
牌号 T9A GCr15 30 20Cr 4.合金元素在钢中主要作用有哪些？ 1、对钢中基本相的影响：
A、溶于铁素体，起固化作用（Si、Mn的固溶强化效果最明显）
B、形成碳化物（合金元素与碳的亲和力从小到大的顺序为：Zr、Ti、Nb、V、W、Mo、Cr、Mn、Fe）。 2、对铁碳相图的影响：
A、对奥氏体相区的影响（扩大奥氏体相区的元素：Ni、Co、Mn、N等，缩小奥氏体相区的元素:Cr、Mo、Si、Ti、W、Al等）
B、对S点和E点位置的影响（几乎所有合金元素都使S点和E点左移，使这两点的含碳量下降）。 3、对钢中相变过程的影响：
A、对钢加热时奥氏体化过程的影响：对形成速度的影响（除Ni、Co外的大多数合金元素都减缓钢的奥氏体化过程）；对晶粒长大倾向的影响（Mn、P促进奥氏体长大）
B、对钢冷却时过冷奥氏体转变过程的影响：对C曲线和淬透性德尔影响（除Co外凡溶于奥氏体的合金元素均使C曲线右移，淬透性提高）；对Ms、Mf点的影响（除Co、Al外所有溶于奥氏体的合金元素都使这两点下降，使钢在淬火后的残余奥氏体量增加）
C、对淬火钢回火转变过程的影响：提高耐火性;产生二次硬化；防止第二类回火脆性（W、Mo）。 5.试说明下列牌号的名称。
1Cr18Ni9、2Cr13、ZGMn13-1、4Cr9si12
牌号 1Cr18Ni9 2Cr13 ZGMn13-1 4Cr9si12
第13章 零部件的失效与选材 填空题
1 零部件失效的主要方式有（ ）（ ）（ ）（ ）等。 2 造成零部件失效的原因主要有（ ）（ ）（ ）（ ）等。 3 零部件选材的基本原则是（ ）（ ）（ ）。 二、选择题 下载后可编辑复制
名称 奥氏体不锈钢 马氏体不锈钢 高锰钢 马氏体耐热钢 类型 高级优质碳素工具钢 滚动轴承钢 碳素结构钢 渗碳钢 含碳量 0.9% 0.95～1.05% 0.3% 0.2% 热锻模钢 用于大型热锻模 文档经典
1 现有下列材料：Q235、42CrMo、T8、W18Cr4V、HT200、60Si2Mn、20CrMnTi、ZG45 请按用途选材：
机床床身（ ）、汽车板弹簧（ ）、承受重载、大冲击载荷的机动车传动齿轮（ ）、高速切削刀具（ ）大功率柴油机曲轴（大截面、传动大扭矩、大冲击、轴颈处要耐磨）（ ）。 2 机械零部件约80%以上的断裂失效是由（ ）。 A. 疲劳引起B. 磨损引起C. 超载引起D. 蠕变引起
一、名词解释（共15 分，每小题 3 分） 1、加工硬化： 2、淬透性 3、热硬性 4、变质处理 5、同素异构转变
二、填空题（共 20 分，每空格0.5 分）
1、材料常用的塑性指标有 和 两种，其中用 表示塑性更接近材料的真实变形，在拉伸曲线上可以确定的塑性指标是 。
2、金属的结晶过程主要由 和 两个基本过程组成。
3、常温下，金属单晶体的塑性变形方式为 和 两种。其中主要的变形方式是 。 4、二元合金的杠杆定律中，杠杆的端点是所求的 的成分，杠杆的支点是 的成分。 5、F的晶体结构是 ，A的晶体结构是 。 6、工业用钢按质量分为 钢、 钢、 钢。
7、钢的热处理工艺由____ 、___ __ 、____ _ 三个阶段所组成。
8、除 元素外，其它所有的合金元素都使C曲线向 移动，使钢的临界冷却速度 、淬透性 。 钢，可制造 。
10、铸造状态下，灰口铸铁的基体有 、 和 三种。 11、玻璃钢是________和________组成的复合材料。
12、铜合金按其合金化系列可分为 、 和 三类 13、零件失效的三种基本类型是 、 和 。 四、选择题（共 15 分，每小题 1 分）
1、在作疲劳试验时，试样承受的载荷为（ ）。
(a) 静载荷 (b) 冲击载荷 (c) 交变载荷 2、金属化合物的性能特点是（ ）。 （a）熔点低、硬度低 (b)硬度高、熔点低 (c) 硬度高、熔点高 (d)硬度低、熔点低 3、能使单晶体产生塑性变形的应力为（ ）。 （a）正应力； (b)切应力 ； (c)复合应力
4、在发生L→α+β共晶反应时，三相的成分（ ）。 下载后可编辑复制
9、60Si2Mn是 钢，可制造 ；GCr15是 钢，可制造 ；9SiCr是
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（a）相同 (b)均确定 (c)均不确定 (d)L确定，其他不确定 5、45钢在室温下，铁素体组织物在整个合金中占的百分数为（ ）。
(a)(c)6.69?0.45?100%
6.69?0.02180.77?0.45?100%
0.77?0.0218(b)(d)0.45?0.0218?100%
6.69?0.02180.45?0.0218?100%
0.77?0.0218
6、钢的质量等级的分类是按钢的（ ）区分的。
（a） 力学性能 ；（b） 钢的含碳量 ； (c) 杂质S、P的含量； (d) 有益的Mn、Si的含量 7、奥氏体向珠光体的转变属于：（ ）
（a）．扩散型转变； （b）． 非扩散型转变； （c）．半扩散型转变。 8、过冷奥氏体是指冷却到 温度下，尚未转变的奥氏体。
（a）．Mf （b）． Ms （c）．A1 （d）．A3 9、制造钳工用手用锯条应当选用（ ）。
(a) T12钢经淬火和低温回火 (b)Cr12Mo钢经淬火和低温回火 (c)65钢淬火后中温回火 10、HMn58-2是（ ）的牌号，它表示含（ ）量为58%，而含（ ）量为2%。
(a) 普通黄铜 (b)特殊黄铜 (c)无锡青铜 (d)Mn （e）Cu (f)Zn
11、塑料的使用温度应为（A ）
（a）
12、电炉炉丝与电源线的接线座应用（ D ）材料最合适。
(a)
绝缘胶木； (b)有机玻璃； (c)20钢； (d)陶瓷
13、发动机气阀选用（ C ）。
(a) 40Cr； (b)1Cr18Ni9Ti； (c)4Cr9Si2； (d)Cr12MoV 14、适合制作变速箱齿轮的钢是（ C ）。
（a）．W18Cr4V；（b）Gr15；（c）20CrMnTi；（d）4Cr13 15、化学热处理与其他热处理方法的根本区别是（ C ）。
（a）加热温度 （b）组织变化 （c）钢成分变化 （d）性能变化 五、简答题（共 25 分）
1、有一碳钢制支架刚度不足，有人要用热处理方法；有人要另选合金钢；有人要改变零件载面形状解决。哪种方法合理？为什么？（5分）
1、（5分）答：改变零件载面形状的方法合理。用热处理方法和另选合金钢都不合理（2分），因为零件的刚度取
决于二个方面：一是材料的弹性模量，另一个是零件的载面形状，而材料的弹性模量是相对稳定的力学性能指标外（即这一指标对材料的组织状态不敏感），用热处理方法无法改变，对于同一合金系当成分改变时，材料的弹性模量也不变化。（3分）
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。（5分） （5分）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（2分），形成一定厚度的加工硬化层，使齿面的强度、硬度升高。（3分）
3、分析钳工锯 T8 ， T10,T12 等钢料时比锯 10,20 钢费力，锯条容易磨钝的原因。（5分）
（5分）答：T8 ， T10,T12属于碳素工具钢，含碳量为0.8%，1.0%，1.2%，钢中渗碳体含量高，钢的硬度较高；下载后可编辑复制
机械工程材料试题及答案
