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工程材料与热加工考试复习题

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随着钢中含碳量的增加,塑性、韧性下降,硬度增加。当含碳量小于0.9%时,含碳量增加,钢的强度增加。而当含碳量大于0.9%时,渗碳体以网状分布于晶界或以粗大片状存在,使得强度随之下降。 6、M有何特征?它的硬度取决于什么因素?低碳M有何特征? M是碳在α-Fe中的过饱和固溶体。 它的硬度主要取决于M的含碳量,含碳越高,M的强度、硬度越高。 低碳M是板条状M,它具有良好的塑性和韧性,较高的断裂韧度和较低的韧脆转变温度。 7、进行退火处理的目的是什么? (1)降低钢的硬度以便于进行切削加工; (2)消除残余应力,以稳定钢件尺寸,并防止其变形和开裂; (3)使化学成分均匀,细化晶粒,改善组织,提高钢的力学性能。 (4)改善组织,为最终热处理作好组织准备 8、淬火钢中的残余奥氏体对工件性能有何影响?如何防止? 残余奥氏体降低钢的硬度和耐磨性;工件使用过程中,由于残余奥氏体发生转变,使工件尺寸发生变化,从而降低工件的尺寸精度。 将淬火工件冷却到室温后,随即放到零下温度的冷却介质中冷却,即进行冷处理; 回火处理。 9、为什么亚共析钢经正火后,可获得比退火高的强度和硬度。 亚共析钢退火后的组织为大量的F+少量P,而亚共析钢经正火后的组织是数量较多且细小的珠光体组织。由于珠光体的强度和硬度比铁素体高,因此亚共析钢正火后可获得比退火 高的强度和硬度。 10、亚共析钢、过共析钢正火加热温度范围是什么?低碳钢切削加工前和高碳钢球化退火前正火的目的是什么? 亚共析钢正火加热温度:Ac3+50~70℃。 过共析钢正火加热温度:Accm+50~70℃。 低碳钢切削加工前正火目的:增加珠光体含量,使钢的硬度提高,便于切削加工。 高碳钢球化退火前正火目的:消除过共析钢中的网状二次渗碳体。 11、亚共析钢的淬火加热温度是什么?加热温度过高或过低会产生哪些问题? 加热温度为AC3+(30~70)℃ 加热温度过高:A晶粒粗化,使淬火后M组织粗大;且氧化脱碳严重。 加热温度过低:淬火组织中将有F,使淬火硬度下降。 12、共析钢淬火加热温度范围是什么?如加热温度过高会产生哪些有害影响? 应为727 +(30~70)℃。如加热温度过高,有下列危害: (1)、奥氏体晶粒粗化,淬火后M粗大,脆性增大。 (2)、氧化、脱碳倾向增大,表面质量降低。 (3)、淬火应力大,工件变形、裂纹倾向增大。 13、过共析钢淬火加热温度范围是什么?如加热温度过高会产生哪些有害影响? 应为Ac1 +(30~70)℃。 如加热温度过高,超过Acm,有下列危害: (1)、Fe3C完全溶入奥氏体,使奥氏体含碳量增加,Ms降低。淬火后残余奥氏体量增加,降低钢的硬度和耐磨性。 (2)、奥氏体晶粒粗化,淬火后M粗大,脆性增大。 (3)、氧化、脱碳倾向增大,钢的表面质量降低。 (4)、淬火应力大,增加了工件变形、裂纹的倾向。 14、水作为淬火介质有何优缺点? 水作为淬火介质的优点是具有较强的冷却能力,价格低廉。 其主要缺点是: ①在需要快冷的650~500℃范围内(碳钢过冷奥氏体最不稳定区域),它的冷却能力低; ②在300~200℃需要慢冷时,它的冷却能力太强,易使零件产生变形,甚至开裂; ③水温对水的冷却能力影响大。 15、为什么通常碳钢在水中淬火,而合金钢在油中淬火?若合金钢在水中淬火会怎样? 碳钢件淬火时难以使马氏体转变充分,而水的冷却能力强,使钢易于获得马氏体。 合金钢淬透较好,在油中冷却能获得马氏体。 合金刚导热能力差,若在水中淬火,会使工件产生裂纹和变形。 16、淬火钢进行回火的目的是什么? 得到所需要的组织与性能 通过适当回火可改变淬火组织,调整和改善钢的性能。 稳定工件尺寸 回火使不稳定的淬火组织转变为稳定组织。 消除或减少淬火内应力 17、钢经淬火后为何一定要回火?钢的性能与回火温度有何关系? 钢经淬火后回火有如下目的:(1)获得工件所需的组织和性能 (2)稳定组织,稳定工件尺寸 (3)消除、减少淬火应力 随着回火温度的提高,钢的强度指标(σb、σs)和硬度逐渐下降,塑性指标(Ψ、δ)与韧性指标逐渐提高。而回火温度在300~400℃附近,弹性极限出现峰值。 18、什么是钢的回火脆性?如何避免? 随着回火温度的升高,通常强度、硬度下降,而塑性、韧性提高。但某些温度范围内回火,钢的韧性不但没有提高,反而显著下降,这种脆化现象称回火脆性。 300℃左右回火产生的回火脆性是第一类回火脆性,它是不可逆的。一般不在此温度范围内回火。 含有Cr、Ni、Mn等合金元素的合金钢,在450~650℃回火或经更高温度回火后缓慢冷却通过该温度区间时,产生第二类回火脆性。它是可逆的。防止办法:尽量减少钢中杂质元素含量;加入W或Mo等能抑制晶界偏析的元素;对中小件,可通过回火后快冷来抑制回火脆性。 19、为什么高频淬火零件的表面硬度、耐磨性及疲劳强度均高于一般淬火? 由于高频感应加热速度快、时间短,使得加热后所获得的A晶粒细小而均匀,淬火后可在表层获得极细的马氏体或隐针马氏体,因而表面硬度、耐磨性高于一般淬火。 一般淬火工件的表面存在残余拉应力,而高频淬火后工件表层存在残余压应力。残余压应力能抵消在变动载荷作用下产生的拉应力,因此高频淬火零件的疲劳强度均高于一般 淬火。 四、工艺分析题 4、汽车半轴要求具有良好的强韧性,且杆部、花键处硬度要求≥52HRC。现选用40Cr钢制造,其工艺路线如下:下料(棒料)→锻造毛坯→热处理①→校直→粗加工→热处理②→精加工→热处理③、④→磨削。指出其工艺过程路线中应选用的热处理方法及目的,并说明杆部、花键处的最终热处理组织。 热处理①:正火。其目的为:消除锻造应力;调整锻后的硬度,改善切削性能;细化晶粒,为淬火作好组织准备。 热处理②:调质。其目的为:获得良好的强韧性,即良好的综合力学性能。 热处理③:表面淬火。其目的是:获得M,提高杆部、花键处表面硬度。 热处理③:低温回火。其目的为:消除表面淬火应力及脆性,得到

工程材料与热加工考试复习题

随着钢中含碳量的增加,塑性、韧性下降,硬度增加。当含碳量小于0.9%时,含碳量增加,钢的强度增加。而当含碳量大于0.9%时,渗碳体以网状分布于晶界或以粗大片状存在,使得强度随之下降。6、M有何特征?它的硬度取决于什么因素?低碳M有何特征?M是碳在α-Fe中的过饱和固溶体。它的硬度主要取决于M的含碳量,含碳越高,M的强度、硬度越高。低碳M是板条状M,它具有良好的塑性和韧性,较高的断裂韧
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