0801 材料
力。裂的能抗塑性变形和断指钢在高温和应力长期作用下抵1）热强性： 有：的途径2）提高
热强性 理。、热处、弥散相强化、强化基体强化晶界 方？什么地化钢？常用在14、何谓抗氧 。钢强度的力且具有一定在高温下有较好的抗氧化能1）抗氧化钢: 。炉罐等底板、料架、广泛用于工业炉的构件、炉2）量大却得到氏体，而缓冷磨钢在淬火时得到全部奥什15、为么高Mn耐 ？马氏体的钢中碳化物全部溶于奥氏体中，快冷时，碳化物来加热到奥氏体状态，“水韧处理”，曲线C不及析出，得到具有良好韧性的具有过饱和碳的单相奥氏体。缓冷时，碳化物析出， 右移，得到大量马氏体特些获得这特点？如何么特点？为什么会有这些16、高锰耐磨钢有些什 点？ 的很高硬化而具有冲重磨损条件下能发生击1）在强烈冲击和严 。能力耐磨入溶充分状态，使K经水韧处理（加热到A2）因其铸态组织为：A+K。组A单相饱和C的有具良好韧性的具有过A中，然后用水急冷），得到 。织，时作用大的压力到剧烈的冲击或较制3）耐磨机理：当高Mn钢零件受。相变力诱发M化，同时还发生应的表面层会迅速产生较大程度加工硬 态。原始A状，而内部仍然为得而使表面层的硬度和耐磨性到提高从 么？求是什钢低温用的性能要17、低温用钢分几类？ 体钢，奥氏锰钢，低碳镍钢钢类：低碳 度；转变温性，低的韧脆有下足够的强度；较高的低温韧低温 。耐蚀性性能；较好的和良好的焊接性能冷塑性成形 钢高强度第7章 超 么味这什比强度高意强1 何谓比度，比强度是材料的强度（断开时单位面积所受的力）除以其表观密度。优质的结构材料应具有较高的比强度，才能尽量以较小的截面满足强度要求，同时可以大幅度减小结构体本身的自重。比强度越高表明达到相应强度所用的材料质量越轻。 2 各类超高强度钢是在那些钢上发展起来的？各有什么优缺点
1）低合金超高强度钢 在调质钢基础上发展起来的。成本低廉，生产工艺简单，抗拉强度高，淬透性高但是塑性、韧性比较低，缺口敏感度大，有较大的脱碳倾向，热处理后变形较大，焊接性差。
2）二次硬化超高合金钢 在热变形磨具钢基础上发展的。高淬透性，热处理后残余应力小，较高的比强度和抗热疲劳性，耐热性好。在较高温使用时，仍能保持高的抗拉强度和屈服强度。缺点是塑韧性，焊接性，冷变形性较差。
3）马氏体时效钢 在Fe-Ni基合金上发展的。高强度，高硬度，高淬透性，塑性、韧性也比较好但高的合金度和生产工艺严格，钢的成本很高。
4）沉淀硬化超高合金钢 由不锈钢发展起来。较高的抗拉强度和良好的耐腐蚀性，强度、韧度合理配合。但化学成分和热处理温度的控制范围很窄，热处理工艺复杂，性能波动大。 第8章 铸铁
- 17 - 0801 材料
？是铸铁1、什么硅为-实际上是以铁-碳铸铁是指含碳量大于2.14%或组织中具有共晶组织的
铁碳合金。 主的多元合金。 ？是什么的主要区别在成分、组织和性能上2、铸铁和碳钢相比， 含量高、P、成分： CSi含量高，S （不同形状）石墨；铸铁中有共晶组织钢的基体 +组织： 但具有优良的减震性、减摩性以及切削加;性能：铸铁的力学性能不如钢，特别塑、韧性 工性能、优良的铸造性能、低的缺口敏感性。 ？广泛墨铸铁应用3、为什么铸铁中球 ：特点有以下几个 因为其性能主要
；强比特别是屈近于钢的弹性模量，和1）高的抗拉强度接 ；韧性的塑形和铁素体时，具有良好2）基体为 ；铸钢性能优于3）铸造 ；碳钢磨性优于4）耐 好；加工性能5）所达到球墨铸
铁体组织，从而保证6）能通过合金化和热处理改变其基 能。的力学性要求 理。示与热处、铸铁的牌号表4 a）度MP字：表示抗拉强 1）灰铸铁：HT+R（数 渗。多元共面淬火④低温① 去应力退火②G化退火③表
）长率%（最低断后伸铁2）球墨铸：QT+R-A
；化退火力退火；②G①去应 ；④正火表面退火；③感应加热 。热处理理；⑦化学⑤等温淬火；⑥调质处 RT+铸铁：Ru 3）蠕墨 AR-KTZ+R铁：KTH+-A或 4）可锻铸 金及合有色金属第9章 类分？合金如何1、铝分为：特点， 据成分和加工工艺 根铸造铝合金、变形铝合金 不能热处理强化的铝合金
能热处理强化的铝合金 2、铝合金热处理强化和钢淬火强化的主要区别是什么？ 铝合金热处理强化包括固溶处理与时效处理。
特点：淬火时得到单相的过饱和α固溶体但不发生同素异构转变。铝合金固溶处理后强度硬度提高不明显，但塑性显著提高。
3、以Al-Cu合金为例，说明铝合金时效的基本过程。
形成铜原子富集区;铜原子富集区有序化;形成过渡相θ＇；形成稳定相θ。 4、什么叫回归现象？
自然失效后的Al合金，在200~250℃短时保温后水淬急冷，可使力学性能及物理性能恢复到淬火态的数值。这种现象。 5、什么是时效？
- 18 - 材料0801
将淬火后铝合金在室温或低温加热下保温一段时间，随时间延长其强度、硬度显著升高而塑性降低的现象。
6、简述铝硅系铸造铝合金的特点。
流动性最好，比重轻，铸造收缩率小;焊接性、耐蚀性优良,致密度较小。
共晶组织中硅晶体呈粗针状或片状，有少量块状初生硅。常用变质处理改变共晶硅的形态。塑性较低，需要细化组织。 7、铝合金的牌号表示。
1）纯铝 压力加工牌号用1XXX。1代表纯铝，第一个X为原始纯铝，否则为原始纯铝改型情况
铸造产品用Z+铝元素化学符号+铝的最低百分含量
2）变形铝合金用2XXX-8XXX。第一位数字依次表示以Cu，Si，Mn，Mg,Mg-Si,Zn及其它元素为主要合金元素的铝合金组别。第二位字母若为A表示原始合金其他字母表示原始合金改型。后两位表示顺序号
3)铸造铝合金用ZAL+主要合金元素的化学符号和平均百分数含量 8、黄铜是什么合金？加入的锌含量对合金性能有什么影响？ 黄铜是以锌为主要元素的铜合金。
随锌含量增加，黄铜的导电，导热性及密度下降，线膨胀系数提高。
当小于32％Zn时，Zn完全溶解于α固溶体中，其固溶强化作用。黄铜强度，塑性随锌增加而增加，直到30％Zn，黄铜延伸率达到最大值。当超过32％Zn时，合金组织中出现β'相，塑性下降，强度继续上升。在45％强度达到最大。在增加锌含量，脆性增加，强度下降 8、锡青铜是什么合金？锡青铜有何用途？为什么它的铸造性能差？
1）以锡为主要加入元素的铜合金。
2）主要用于制造弹性元件、耐磨零件、抗磁及耐蚀零件，如弹簧、轴承、齿轮、涡轮、垫圈等。蒸汽锅炉，海船的铸件
3）易产生枝晶偏析，而且晶内还存在着硬而脆的δ相 10、试述 H62 黄铜和 H68 黄铜在组织和性能上的区别。
H62：（α+β）双相黄铜，有良好的力学性能，热态下塑性良好，冷态下塑性也可以，可切削性好，易焊接，耐蚀，但易产生腐蚀破裂。
H68：α单相黄铜，有极好的塑性和较高的强度，能承受冷热加工，可切削加工性好。 11、铜合金的牌号表示。 普通黄铜H+铜含量。
铸造黄铜Z+铜元素符号+主加元素符号及含量+其他元素符号及含量。 特殊黄铜H+主加元素符号+铜及主加元素含量+其他元素含量。 青铜：Q+主符及含量+其他元素及含量。 白铜：B+Ni（+Me）。
12、镁合金主要有哪些合金系列？其性能特点是什么？ 按成型工艺及变形镁合金和铸造镁合金。 依据是否含锆，又分含锆不含锆两类 ⑴ 比强度、比刚度高。 ⑵ 弹性模量较低。 ⑶ 良好的减振性。
⑷ 切削加工性优良，切削速度高于其他金属。 ⑸ 铸造性优良，所有铸造工艺都可采用。
- 19 - 材料0801
13、简述钛合金分类及其性能特点。
α钛合金（TA）：高温性能好，组织稳定，焊接性好，是常用耐热钛合金，但常温强度低，塑性不高。
β钛合金（TB）：合金塑性加工性好，合金浓度适当时，通过热处理可获得高的常温力学性能，是发展高强度钛合金的基础，但组织不够稳定，冶炼工艺复杂。
α+β钛合金（TC）：可热处理强化，常温强度高，中温的耐热性也不错，但组织不够稳定，焊接性差。
14、钛合金的牌号表示。
α钛合金 TA+顺序号 。 β钛合金 TB+顺序号 。 α+β钛合金 TC+顺序号。 15、滑动轴承合金主要有哪几种？什么是巴氏合金？ 锡基，铅基，铝基，铜基，铁基等轴承合金 锡基和铅基轴承合金又称为巴氏合金，熔点较低。 第10章 零件的选材与热处理
1、要制造精密镗床的主轴，主轴要求良好的强韧性，请选择合适的钢种，说明选材依据，并指出其工艺过程路线中应选用何种热处理工艺？其目的是什么？。
工艺路线：下料→锻造→退火→粗加工→热处理①→精加工→粗磨→热处理②→精磨。 1）氮化钢，38CrMoAl。
依据：镗床在工作时载荷不大，有摩擦但比较轻，同时也受到交变的疲劳应力。这类零件重要的
要求是保持高的精度，因此用氮化钢进行渗氮处理，可达到其性能要求。 2）①调质——获得良好的综合力学性能，具有强韧性。 ②氮化处理——提高表面耐磨性、表面强度，及表面精度。
2、大尺寸汽车钢板弹簧，在汽车行驶过程中承受各种应力的作用，其性能要求较高。 工艺路线为：下料→热成型→热处理①、②→表面强化。 ⑴． 选择合适的汽车钢板弹簧材料，说明选材依据。
——60Si2Mn（合金弹簧钢）：汽车板弹簧工作时承受各种应力的作用，其性能要求较高，又是大尺寸，而60Si2Mn弹簧钢是应用广泛的硅锰弹簧钢，强度、弹性和淬透性较高，适用。碳素弹簧钢淬透性差。
⑵．指出其工艺过程路线中应采用的热处理工艺及其目的和零件制成后的最终组织。 ——①淬火：提高工件的硬度、强度和耐磨性（力学性能）；
②中温回火：获得较高的弹性极限和屈服强度，同时改善塑性和韧性。 最终组织为：回火托氏体。
⑶．要提高板簧疲劳寿命，在板簧生产工艺流程中应采取何种表面强化手段，为什么？ ——喷丸：因为喷丸可以提高表面质量并形成表面残余压应力从而提高其疲劳性能。
- 20 - 材料0801
3、高速钢麻花钻头，用W18Cr4V/ W6Mo5Cr4V2钢制造，硬度要求HRC63，对红硬性要求较高。（温度取上限）
⑴．制定此钻头最终热处理工艺，并分析说明。
分析：高速钢含有较多碳化物，且较稳定，因此淬火加热温度较高，应为Ac1+400℃，宜采用上限温度。为减少变形和开裂，淬火冷却一般采用600℃左右分级淬火。6-5-4-2钢一般进行550℃保温1h的三次回火处理，采用550℃回火是因为在此温度回火二次硬化效果最佳。
⑵．为进一步提高钻头的使用寿命，可进行哪些表面理？ 表面化学热处理：蒸气处理、硫氮共渗，硫氮硼多元共渗； 表面气相沉积：渡TiC、TiN或复合薄膜。
⑶．6-5-4-2钢的淬火组织是什么？回火组织是什么？ 淬火组织：M+K+大量残余奥氏体； 回火组织：回火M+K+少量残余奥氏体。
⑸．有一批钻头淬火后发现不合格，需要返修，再重新加热淬火，试问这样做行吗？为什么？ 不行。因为会产生荼状断口。
（温度取下限）
4、6-5-4-2钢刀具，硬度要求HRC61-64，对强韧性要求较高。 ⑴．钢中合金元素的主要作用是什么？ W、Mo：获得红硬性；
Cr：保证钢淬透性，改善抗氧化能力、切削能力。 V：↑红硬性、硬度和耐磨性，细化晶粒，↓过热敏感性。 ⑵．制定此刀具的最终热处理工艺，并分析说明。 淬火+高温回火。（温度取下限）
5、要制造普通机床主轴，要求良好的强韧性，轴颈处硬度要求48～52HRC，请选择合适的钢种，说明选材依据，并指出其工艺过程路线中应采用的热处理工艺及其目的是什么。
工艺路线为：下料→锻造→正火→机加工→热处理①→机加工→轴颈热处理②、③→精加工。 1）45钢。依据：普通机床主轴承受弯扭复合交变载荷，转速中
- 21 - 材料0801
等并承受一定的冲击载荷，承受的载荷不高，故45钢即可满足。 2）①调质处理：获得良好的强韧性； ②表面淬火：提高轴颈表面强度；
③低温回火：消除表面淬火内应力和脆性。
6、某厂采用φ60mm的钢棒料模锻生产一重型载货汽车连杆：
工艺路线为：下料→锻造→热处理①→喷丸→硬度及表面检验→矫正→精压→探伤→机加工。 ⑴．试选择合适的连杆材料，说明选材依据。
调质钢，35CrMo。依据：连杆在工作中受交变的拉、压、弯曲应力，主要失效为疲劳，故要求良好的综合力学性能，故采用调质钢制造，因为是重载，故选用合金结构钢35CrMo。
⑵．指出其工艺过程路线中应选用何种热处理工艺？目的是？ ①调质处理：获得良好的综合力学性能，获得良好的强韧性。
⑶．试选择合适的该模锻工具（即锻模）材料，简述锻模的主要工作条件。
5Cr06NiMo，热锤锻模钢。模具是在反复受热和冷却条件下工作.模具受热时间越长，受热程度就越严重。许多模具还受到较大冲击力。工作条件苛刻。
7、某厂库房现有一批供应状态的45钢和T12钢原材料发生混料：
⑴．有哪些方法可以区分鉴别两者？你认为何种方法在生产车间最为简便？ 看金相、打硬度、看火花。看火花最简单，但要有经验。
⑵．若将T12钢按45钢的热处理工艺进行淬火处理，其组织和性能如何？ 在Acm以下，晶粒粗大。在Acm上，残余奥氏体多，晶粒粗大，没有碳化物
⑶．T12钢锻造时，锻后缓慢冷却，锻件会出现何种缺陷？能否消除？若能，请提出消除措施。 晶粒粗大，出现网状渗碳体。可消除，正火+球化退火。
8、现有两根轴，一根为20钢，直径为15mm，经920℃渗碳后直接水淬及180℃回火，表面硬度
金属材料学 题库 2
