工程材料题目及答案.docx

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工程材料题目及答案

1.将同一棒料上切割下来的4块45#试样，同时加热到850°，然后分别在水、油、炉和空气中冷却，说明：

各是何种热处理工艺？

各获得何种组织？

排列一下硬度大小：

答：

（1）水冷：

淬火M

（2）油冷：

淬火M+T

（3）炉冷：

退火P+F

（4）空冷：

正火S+F

硬度

（1）>

（2）>（4）>（3）

2.确定下列钢件的退火方法，并指出退火目的和退火后的组织：

（1）经冷轧后的15号钢板，要求降低硬度。

（2）ZG的铸造齿轮；

（3）锻造过热后的60钢锻坯；

（4）改善T12钢的切削加工性能：

答：

（1）再结晶退火：

目的：

细化晶粒，均匀组织，使变形晶粒重新转变为等轴晶粒，以消除加工硬化，降低了硬度，消除内应力，得到P（等轴）+F

（2）去应力退火：

目的：

消除铸造内应力，得到P+F

3）完全退火：

目的：

细化晶粒，均匀组织，消除内应力，降低了硬度，改善切削加工性，得到P+F

（4）球化退火：

目的：

使片状渗碳体装变为球状渗碳体，降低硬度，均匀组织，改善切削性能，得到粒状P+Fe3C

3.说明直径为10mm的45钢试样分别为下列温度加热：

700°C、760°C、840°C、1100°C。

保温后在水中冷却得到的室温组织

答：

温度

加热后组织

水冷后组织

700°C

P+F

P+F

760°C

A+F

M+F

840°C

A

M

1100°C

A

M

4.两个碳质量分数为1.2%的碳钢薄试样，分别加热到780°C和900°C，保温相同时间奥氏体化后，以大于淬火临界冷却速度的速度冷却至室温。

试分析：

（1）哪个温度加热淬火后马氏体晶粒较粗大？

（2）哪个温度加热淬火后马氏体碳含量较多？

（3）哪个温度加热淬火后残余奥氏体较多？

（4）哪个温度加热淬火后未溶渗碳体较多？

（5）你认为哪个温度加热淬火合适？

为什么？

答：

（1）900°C

（2）900°C（3）900°C（4）780°C（5）780°C，综上所述此温度淬火后得到的均匀细小的M+颗粒状Cm+AR的混合组织，使钢具有最大的硬度和耐磨性。

5.用T10钢制造形状简单的车刀，其工艺路线为：

锻造—热处理—机加工—热处理—磨加工。

（1）写出其中热处理工序的名称及作用。

（2）制定最终热处理（磨加工前的热处理）的工艺规范，并指出车刀在使用状态下的显微组织和大致硬度。

答:

（1）球化退火，作用：

利于切削加工。

得到球状珠光体，均匀组织，细化晶粒，为后面淬火处理作组织准备。

淬火+低温回火，作用：

使零件获得较高的硬度、耐磨性和韧性，消除淬火内应力，稳定组织和尺寸。

（2）工艺规范：

760°C水淬+200°C回火；

显微组织：

M回+Cm，大致硬度：

60HRC.

6.如下图所示，T12钢加热到Ac1以上，用图示

的各种方法冷却

，分析各自得到的组织。

A：

水中淬火M+Fe3C

B：

分级淬火M+Fe3C

C：

油中淬火M+T+Fe3C

D：

等温淬火B下+Fe3C

E：

正火S+Fe3C

F：

完全退火P+Fe3C

G：

等温退火P+Fe3C

7.为改善可加工性，确定下列钢件的预备热处理方法，并指出所得到组织：

（1）20钢钢板

（2）T8钢锯条

（3）具有片状渗碳体的T12钢钢坯

答：

（1）20钢钢板：

正火S+F

（2）T8钢锯条：

球化退火球状P;

（3）具有片状渗碳体的T12钢钢坯：

球化退火球状P+Cm

8.将同一棒料切割下来的4块45钢试样，同时加热到850°C，然后分别在水、油、炉、空气中冷却，是何种热处理工艺？

各获得什么组织？

排列一下硬度的大小顺序。

答：

（1）水冷：

淬火M

（2）油冷：

淬火M+T

（3）炉冷：

退火P+F

（4）空冷：

正火S+F

硬度顺序：

⑴＞⑵＞⑷＞⑶

9.已知A（熔点600°C）与B（500°C）在液态无限互溶;在固态300°C时A溶于B的最大溶解度为30%，室温时为10%，但B不溶于A;在300°C时，含40%B的液态合金发生共晶反映。

现要求：

1）作出A—B合金相图；

2）分析20%A，45%A，80%A等合金的结晶过程，并确定室温下的组织组成物和相组成物的相对量。

（2）20%合金如图①：

合金在1点以上全部为液相，当冷至1点时，开始从液相中析出α固溶体，至2点结束，2~3点之间合金全部由α固溶体所组成，但当合金冷到3点一下，由于固溶体α的浓度超过了它的溶解度限度，于是从固溶体α中析出二次相A。

因此最终显微组织：

α+AⅡ

相组成物：

α、A

A=[（90-80）/90]*100%=11%α=1-A%=89%

45%合金如图②：

合金在1点以上全部为液相，冷至1点时开始从液相中析出α固溶体，此时液相线成分沿线BE变化，固相线成分沿BD线变化，当冷至2点时，液相线成分到达E点，发生共晶反映，形成（A+α）共晶体，合金自2点冷至室温过程中，自中析出二次相AII，因而合金②室温组织：

AII+α+（A+α）相组成物：

A+α

组织：

AII=（90-70）/90*50%=?

%

α=1-（A+α）=50%

A+α=（70-55）/（70-40）*100%=50%

相：

A=（90-55）/90*100%=50%α=1-A%=50%

80%合金如图③：

合金在1点以上全部为液相，冷至1点时开始从液相中析出A，此时液相线成分沿AE线变化，冷至2点时，液相线成分到达点（E），发生共晶反映，形成（A+α）共晶体，

因而合金③的室温组织：

A+（A+α）

相组成物：

A、α

组织：

A=（40-20）/40*100%=50%

A+α=1-A%=50%

相：

A=（90-20）/90*100%=78%

α=1-A%=22%

⏹

⏹

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%，此碳钢的含碳量是多少？