工程材料与成形技术习题答案

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1、工程材料及成形技术课程习题集班级：_姓名：_学号：_2013年2月5月习题一 工程材料的性能一、名词解释s： b： ： ：E： -1： k： HB： HRC：二、填空题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。2、检验淬火钢成品的硬度一般用（洛氏硬度HRC），而布氏硬度是用于测定 （较软）材料的硬度。3、零件的表面加工质量对其（ 疲劳 ）性能有很大影响。4、表征材料抵抗冲击载荷能力的性能指标是（ak ），其单位是（ J/cm2 ）。5、在外力作用下，材料抵抗（ 塑性变形 ）和（断裂）的能力称为强度。屈服强度与（ 抗拉强度 ）比值，工程上成为（屈强比）

2、。三、选择题1、在设计拖拉机缸盖螺钉时，应选用的强度指标是（ A ）As bb c-12、有一碳钢支架刚性不足，解决办法是（ C ）A用热处理方法强化 b另选合金钢 c增加截面积3、材料的脆性转化温度应在使用温度（ B ）A以上 b以下 c相等4、在图纸上出现如下硬度技术条件标注，其中哪种是正确的？（ B ）AHB500 bHRC60 cHRC18四、简答题1、下列各种工件应采取何种硬度试验方法来测定其硬度？（写出硬度符号）锉刀： HRC 黄铜轴套：HB供应状态的各种非合金钢钢材： HB 硬质合金刀片：HV耐磨工件的表面硬化层： HV 调质态的机床主轴：HRC铸铁机床床身：HB 铝合金半成品

3、HB2、在机械设计中多用哪两种强度指标？为什么？常用s： b：原因：大多数零件工作中不允许有塑性变形。但从零件不产生断裂的安全考虑，同时也采用抗拉强度。3、设计刚度好的零件，应和什么因素有关？（1）依据弹性模量E选材，选择E大的材料（2）在材料选定后，主要影响因素是零件的横截面积，不能使结构件的横截面积太小。一些横截面积薄弱的零件，要通过加强筋或支撑等来提高刚度。交作业时间：习题二 金属的晶体结构一、名词解释单晶体的各向异性：位错：细晶强化：二、 填空题1、晶体与非晶体的根本区别是（晶体具有固定熔点，原子排列有规律，各向异性）。2、晶体缺陷有（点缺陷：空位/间隙原子）（线缺陷：位错）和（面缺陷

4、：晶界）。3、位错分为两种，一种是（刃型位错），另一种是（螺型位错 ），多于半个原子面是（刃型位错 ）位错所特有的。4、-Fe，-Fe的一个晶胞内的原子数分别为（4）和（2）。三、是非题（正确的画“”，错误的画“”）1、因为单晶体是各向异性的，所以实际应用的金属材料在各个方向上的性能也是不相同的。（ ）2、金属多晶体是由许多结晶方向相同的单晶体组成的。（ ）3、金属理想晶体的强度比实际晶体的强度高。（ ）4、晶体缺陷的共同之处是它们都引起晶格畸变。（ ）5、位错就是原子排列有规则的错排现象。（ ）四、作图题画出体心立方和面心立方晶体中原子排列最密的晶面和晶向，写出它们的晶面和晶向指数。交作业时

5、间：习题三 金属的结晶一、名词解释自发形核：细晶强化：变质处理：二、填空题1、结晶过程是依靠两个密切联系的基本过程来实现的，这两个过程是（ 形核 ）和（核长大 ）。2、在金属学中，通常把金属从液态过渡为固体晶态的转变称为（结晶 ）而把金属从一种固体晶态过渡为另一种固体晶态的转变成为（同素异构转变 ）。3、过冷度是指（实际结晶温度与理论结晶温度的差值 ），其表示符号为（ T=Tm-Tn）。4、过冷是结晶的（ 必要）条件。5、典型铸锭结构的三个晶区分别为（ 表面细晶区 ）（中间柱状晶区）和（中心等轴晶区）。三、是非题（正确的画“”，错误的画“”1、凡是由液态凝固成固体的过程都是结晶过程。（ ）2、

6、金属由液态转变为固态的结晶过程，就是由短程有序状态向长程有序状态转变的过程。（ ）3、当晶核长大时，随着过冷度增大，晶核的长大速度增大。但当过冷度很大时，晶核长度速度很快减小。（ ）4、过冷度的大小主要取决于冷却速度和金属的本性。（ ）四、选择题1、金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将（ b ）A越高 b.越低 c.越接近理论结晶温度2、铸造条件下，冷却速度越大，则（ a ）a. 过冷度越大，晶粒越细 b. 过冷度越大，晶粒越粗c. 过冷度越小，晶粒越细3、从液态转变为固态时，为了细化晶粒，可采用（ b ）a. 快速浇注 b. 加变质剂 c. 以砂型代替金属型五、简答题1、如果其他条件相

7、同，试比较在下列铸造条件下铸件晶粒大小（a）金属型浇注与砂型浇注：金属型浇注晶粒细小，金属型导热性好，增加了冷速（b）变质处理与不变质处理： 变质处理晶粒细小，增加了晶核数目。（c）铸成薄铸件与铸成厚铸件： 薄铸件晶粒细小，薄铸件冷却速度快（d）浇注时采用震动和不采用震动。 采用振动的晶粒细小，破碎的晶粒增加了晶核。2、试画出纯金属的冷却曲线，分析曲线中出现“平台”原因。平台原因：结晶时释放的结晶潜热补偿了金属向外界的散热，达到平衡。交作业时间：习题四 合金结构和二元合金相图一、 名词解释相：组织：固溶体：金属化合物：枝晶偏析：固溶强化：二、 填空题1、合金的相结构有（固溶体）和（金属化合物）

8、两大类，其中前者具有较高的（塑性）性能，适宜做（基本相），后者具有较高的（硬度），适宜做（强化相）。2、能提高金属材料强度和硬度的同时，又不显著降低其塑性和韧性的强化方法称为（ 固溶强化 ）。3、固溶体的强度和硬度比溶剂的强度和硬度（高）。4、固溶体出现枝晶偏析后，可采用（扩散退火）加以消除。5、共晶反应表达式为（L（固定成分的液体）=（恒温）（固定成分+固定成分）同时析出两种固体） 共晶反应的特点是：（ 恒温，析出相为液相，析出物为两种固相且同时析出，称为共晶体，有独特的形貌。液相，固相均有固定的成分）6、具有匀晶型相图的单相固溶体合金（塑性）性能好。7、固溶体的晶体结构取决于（溶剂），金属

9、化合物的晶体结构（与组成它的任何组元都不相同，是一种新相）。三、 是非题（正确的画“”，错误的画“”）1、在共晶相图中，从液体中析出的相与从相中析出的相，具有相同的晶体结构。（ ）2、一个合金的室温组织为+（+），它是由三相组成。（）3、杠杆定律只适合于两相区。（ ）4、凡组织组成物都是以单相状态存在于合金中。（）5、在合金结晶过程中析出的初生晶和二次晶均具有相同的晶体结构，但具有不同的组织形态。（）四、 选择题1、 固溶体的晶体结构与（a）a.溶剂相同 b. 溶质相同 c.与其他晶型相同2、固溶体的性能特点是（C）a. 塑韧性高，强度，硬度低 b. 塑韧性低，强度，硬度高 c.综合性能好3、

10、金属化合物相的性能特点是（C）a. 熔点高，硬度低 b.硬度高，熔点低 c.熔点高，硬度高4、在发生共晶反应时，三相的成分（b）a.相同 b.确定 c.不确定5、在固溶体合金结晶过程中，产生枝晶偏析的原因是由于（d ）a. 液固相线间距很小，冷却缓慢 b. 液固相线间距很小，冷却速度大c. 液固相线间距很大，冷却缓慢 d. 液固相线间距很大，冷却速度大6、二元合金中，铸造性能最好的合金是（b）a. 固溶体合金 b. 共晶合金 c.共析合金 d.包晶合金五、 计算和作图题1、 一个二元共晶反应如下：L（75%B）（15% B）+（95% B）（1） 含50%B的合金凝固后，求：（a） 初晶与共晶

11、体（+）的质量百分数（b） 相与相的质量百分数（2） 若共晶反应后，初晶和（+）共晶各占一半，求该合金的成分。L（75%B）（15% B）+（95% B）（1） 含50%B的合金凝固后，属于亚共晶的成分范围求（a）初晶与共晶体（+）的质量百分数W% = （75-50）/（75-15）% = 25/60% = 42%W（+）% = （100-42）% = 58%（b）相与相的质量百分数W% = （95-50）/（95-15）% = 45/80% = 56%W% = （100-56）% = 44%（2）若共晶反应后，初晶和（+）共晶各占一半，求该合金的成分。该合金属于过共晶，设合金成分为X，W/

12、W（+）% = 1 = （95-X）/（X-75）% 2X （%）= 170 X% = 85% 2、已知A组元（熔点600）与B组元（熔点500）在液态无限互溶，在300时，含40%B的液态合金发生共晶反应。在固态时，A在B中最大溶解度为30%，室温时为10%，但B在固态和室温时均不溶于A，试作出该A-B合金相图，并分析含20%A，45%A，80%A合金的结晶过程。共晶反应式：L40%B=（300）（A+30%A）（a）20%A 匀晶+二次析出 L L+A（b）45%A，过共晶，匀晶，共晶，二次析出L L+（A+）+A+（A+）（c）80A% ，亚共晶，匀晶，共晶L L+AA+（A+）A+（A

13、+）交作业时间：习题五 铁碳相图一、 名词解释同素异晶转变 珠光体 莱氏体二、 填空题1、珠光体的本质是（ F和Fe3C的呈片层状的机械混合物）。2、Fe3C的本质是（Fe和C组成的一种复杂间隙相化合物）。3、铁素体F的晶体结构为（BCC），奥氏体A的晶体结构为（ FCC）。4、共析成分的铁碳合金室温平衡组织是（P），其组成相为（F+Fe3C）。5、在铁碳合金室温平衡组织中，含Fe3C最多的合金成分为（2.11%C ），含Le最多的合金成分为（ 4.3% ），含Fe3C最多的合金成分为（ 0.0218% ）。6、含碳量大于0.77%的铁碳合金从1148冷却至727时，将从奥氏体中析出（ Fe3

14、C），其分布特征为（ 网状）。7、在缓慢冷却条件下，含碳0.8%的钢比含碳1.2%的钢硬度（低），强度（高）。8、在实际生产中，若将钢热锻或热轧时，必须把钢加热到（ 单相A）状态。三、 是非题（正确的画“”，错误的画“”）1、20钢比T12钢的含碳量要高。（ ）2、Fe3C和Fe3C的形态与晶体结构都不相同。（ ）3、在退火状态，45钢比20钢的硬度和强度都高。（ ）4、在铁碳合金平衡结晶过程中，只有成分为4.3%的铁碳合金才发生共晶反应。（ ）。5、在铁碳合金中，只有过共析钢的平衡组织中才有二次渗碳体存在。（）四、 选择题1、 奥氏体是（ a ）a.碳在-Fe中的间隙固溶体 b. 碳在-Fe

15、中的间隙固溶体c.碳在-Fe铁中的有限固溶体。2、珠光体是一种（ b ）a.单相固溶体 b.两相混合物 c.Fe与C的化合物3、T10钢的平均含碳量为（ b ）% b.1.0% c.10%4、铁素体的力学性能（ c ）a.强度高、塑性好、硬度低 b. 强度低、塑性差、硬度低c.强度低、塑性好、硬度低5、下列能进行锻造的铁碳合金是（ a ）a. 亚共析钢 b.共晶白口铁 c.亚共晶白口铁五、依据铁碳相图分析产生下列现象的原因：（1）含碳量为1.0%的钢比含碳量为0.5%的钢硬度高。钢的硬度取决于渗碳体的含量，钢的含碳量越高，渗碳体含量越多，硬度越高。因此，1.0%C的钢渗碳体含量高，硬度高。（2

16、）在室温下，含碳量0.8%的钢的强度比含碳量1.2%的钢高。钢的强度是受钢的组织形态影响的，退火状态的钢，珠光体含量越高，强度越高，0.8%C的钢，100%为珠光体组织，而1.2%C钢则出现了网状渗碳体，强度降低。（3）在1100，含碳为0.4%的钢能进行锻造，而含碳为4.0%的白口铁不能进行锻造。0.4%C的碳钢1100处在单相A区，A是FCC的固溶体，塑性好，适合锻造。而4.0%C的铸铁，1100主要为莱氏体组织，是共晶组织，脆而硬，不适合于锻造这种塑性加工。六、默画铁碳相图，标注重要的温度和成分。标注室温组织。标注锻造、铸造和热处理温度区间。七、杠杆定理计算计算45、T8、T12三种钢，

17、室温下组织组成物和相的相对量？序号钢号平衡组织相计算组织的杠杆计算相的杠杆0145F+PF，Fe3C02T8PF，Fe3C03T12P+ Fe3CF，Fe3C45钢：室温下：组织：F+PW P% = （0.45-0）/（0.77-0）% = 58% WF% = （100-58）%=42%相：F，Fe3CWF% = （6.69-0.45）/（6.69-0）% = 93% WFe3C% = （100-93）%= 7%T8钢：室温下组织：P = 100%相：F，Fe3CWF%= （）/（6.69-0.02）% = 5.89/6.67% = 88%WFe3C=（100-88）%= 12%T12钢室温下

18、组织：P+ Fe3CWp% = （6.69-1.2）/（6.69-0.77）% = 5.49/5.92% = 93%WFe3C%=（100-93）% = 7%相：F，Fe3CWF%=（6.69-1.2）/（6.69-0）%=5.49/6.69%=82%WFe3C%=（100-82）%=18%（2） 用显微镜观察某亚共析钢，估计其中珠光体含量为80%，则此钢的含碳量为多少？设：钢的含碳量为X%,杠杆设置：WP%=80%=（X-0.02）（0.77-0.02）% X%=62% 应该为60号钢。八、填表（1）钢号类别含碳量应用举例Q235普通结构钢建筑结构用钢15优质碳素结构钢0.15桥梁，容器罐，

19、水箱45优质碳素结构钢0.45车床主轴65优质碳素结构钢0.65弹簧，裁纸刀T8碳素工具钢0.8手动工具，如手工锯条T12碳素工具钢1.2手动工具，如锉刀填表（2）零件名称选择材料牌号手工锯条T8，碳素工具钢普通螺钉Q235，普通碳素结构钢车床主轴45，优质碳素结构钢交作业时间：习题六 钢的热处理一、 名词解释临界冷却速度 ；过冷奥氏体、残余奥氏体，马氏体，贝氏体、淬透性、淬硬性、调质处理；回火索氏体，索氏体二、 填空题1、在过冷奥氏体等温转变产物中，珠光体与屈氏体的主要相同点是（都是由F和Fe3C组成的机械混合物）不同点是（T的片层间距比P细小，因而T的硬度，强度比珠光体高）。2、马氏体的显

20、微组织形态主要有（板条状）和（针状）两种，其中（板条状）韧性好。3、钢的淬透性越高，则C曲线的位置越（右移），说明临界冷却速度越（小）。4、钢的热处理工艺是由（加热）（保温）（冷却）三阶段组成，一般来讲，它不改变零件的（形状），但改变其（组织与性能）。5、利用铁碳相图确定钢完全退火的正常温度范围是（Ac3以上30-50），它适合于（ 亚共析）钢。6、球化退火的主要目的是（ 使P中的Fe3C球化，降低硬度，便于加工 ），它适合于（高碳钢/过共析）钢。7、钢的正常淬火温度，亚共析钢是（ Ac3以上30-50），过共析钢是（ Ac1以上30-50 ）。8、钢热处理确定其加热温度是依据（ 铁碳相图 ）

21、，确定过冷奥氏体转变产物是依据（ C曲线）。9、淬火钢进行回火的目的是（获得所要求的力学性能，消除内应力，稳定组织和尺寸），回火温度愈高，钢的强度、硬度（越低）。10、钢回火转变4大过程是（马氏体的分解）（残余奥氏体的）（回火屈氏体的形成）（渗碳体的聚集长大）。11、索氏体和回火索氏体在形态上的区别是（S中的Fe3C呈片状，而回火S中的Fe3C呈球状 ），在性能上的区别是（在强度，硬度相同时，回火S的塑性和韧性比正火S好）。12、依据铁碳相图，结合实验，45钢和T8钢（原始状态退火状态），按照下表加热处理后，请填写处理后的组织：850加热，水冷850加热，空冷760加热，水冷720加热，水冷4

22、5MSF+MP+FT8粗大M+ASM+未溶Fe3C+AP+Fe3C三、 是非题（正确的画“”，错误的画“”）1、 经加热奥氏体化后，在任何情况下，奥氏体中碳的含量均与钢中碳的含量相等。（ ）2、 马氏体是碳在-Fe中的过饱和固溶体。（ ）3、当把亚共析钢加热到A1A3之间的温度时，将获得F+A的两相组织，在平衡条件下，其中奥氏体的含碳量总是大于钢的含碳量。（ ）4、当共析成分的奥氏体在冷却发生珠光体转变时，温度越低，其转变产物组织越粗。（ ）5、不论碳含量高低，马氏体硬度都很高，脆性都很大。（ ）6、在正常热处理条件下，随着含碳量增高，过共析钢的过冷奥氏体越稳定。（）7、高合金钢既有良好的淬透

23、性，也具有良好的淬硬性。 （ ）8、经退火后再高温回火，获得回火索氏体组织，具有良好的综合机械性能。（）9、表面淬火既能改变钢的表面化学成分，也能改善心部的组织和性能。（）10、为了调整硬度，便于机械加工，低碳钢、中碳钢和低合金钢在锻造后采用正火处理。（ ）四、选择题1、奥氏体向珠光体转变是（ a ）a. 扩散型转变 b.非扩散型转变 c.半扩散型转变2、钢经过调质处理后获得的组织是（ b ）a. 回火马氏体 b.回火索氏体 c.回火屈氏体3、过共析钢的正常淬火温度是（ a ）a.A130-50 b. Acm30-50 c. A330-503、 影响碳钢淬火后残余奥氏体量的主要因素是（ b ）

24、a.钢材本身的含碳量 b. 钢中奥氏体的含碳量 c.钢中碳化物的含量4、 若合金元素能使C曲线右移，钢的淬透性将（ b ）a.降低 b.提高 c.不改变5、 马氏体的硬度取决于（ c ）a.奥氏体的冷却速度 b.奥氏体的转变温度 c.奥氏体的碳含量6、 淬硬性好的钢（ c ）a.奥氏体中合金元素含量高 b.奥氏体中的碳含量低 c.奥氏体中碳含量高7、 对形状复杂，截面变化大的零件进行淬火时，应选用（ a ） a.高淬透性钢 b.中淬透性钢 c.低淬透性钢8、对形状复杂，截面变化大的零件进行淬火时，应选用（ b ） a.水淬 b.油淬 c. 盐水中淬9、直径为10mm的45钢，常规淬火温度是（

25、b ）a.750 b.850 c. 92010、45钢为了获得回火索氏体，应进行（ b ）a.淬火+低温回火 b.淬火+高温回火 c.等温淬火11、完全退火主要适用于，（ a ）a.亚共析钢 b.过共析钢 c.共析钢12、扩散退火的目的是（a ）a.消除和改善晶内偏析 b. 消除冷塑性变形后的加工硬化 c.降低硬度，以利切削加工13、钢的回火处理是在( c )a.退火以后进行 b.正火以后进行 c.淬火以后进行14、钢的渗碳温度范围是( c )a.600-650 b.800-850 c.900-950 d.1000-105015、过共析钢正火的目的是( c )a.调整硬度，改善切削加工性能 b

26、.细化晶粒，为淬火做准备 c.消除网状二次渗碳体 d.消除内应力，防止淬火变形和开裂16、T12钢正常淬火的组织是( d )a.马氏体+残余奥氏体 b.马氏体+碳化物 c.马氏体 d.马氏体+残余奥氏体+碳化物五、简述题1、低碳钢板硬度低，可否采用淬火方法提高硬度？用什么办法能显著提高其硬度？不能，因为低碳钢的C曲线一般很靠左侧，临界冷却速度要求很高，一般工业条件很难达到。另外，低碳钢含碳量低，获得马氏体强化效果也不明显，因此，一般采用正火，获得索氏体或屈氏体，利用F和Fe3C的片间距减小，来提高硬度。2、20钢材用表面淬火是否合适？为什么？45钢进行渗碳处理是否合适？为什么？20钢材不能采用

27、表面淬火，表面淬火是改善材料表面性能的热处理工艺。表面淬火是在原有钢材综合性能的基础上，将表面淬成马氏体组织。20号钢C曲线一般很靠左侧，临界冷却速度要求很高，一般工业条件很难达到。另外，低碳钢含碳量低，获得马氏体强化效果也不明显。20号钢一般会利用其含碳量低，塑韧性好的特点，将其表面渗碳处理，使得表面为高碳，淬火后获得高碳马氏体，提高强度硬度，保留心部的韧性。45钢一般不进行渗碳处理，因为45钢为中碳，再渗碳提高表面含碳量意义不大，而且心部的韧性也不如20号钢号，因此，45钢一般采用表面淬火工艺。3、确定下列钢件退火方法，并指出退火的目的及其退火后的组织（1）经冷轧后的15钢钢板，要求降低硬

28、度冷轧钢板，存在加工硬化，硬度提高，为了消除加工硬化，采用再结晶退火组织为F+P（2）ZG35钢的铸造齿轮去应力退火，消除铸造应力，组织：F+P（3）锻造过热的60钢锻坯完全退火，细化晶粒，改善力学性能，组织F+P（4）改善T12钢切削加工性能球化退火，使Fe3C球化，降低硬度，组织：球状P4、说明直径10mm的45钢试件在下列温度加热，保温并水冷到室温获得的组织？加热温度水冷室温组织分析700，F+P加热温度低于A1线，组织没有变化760，F+M加热温度在A3-A1之间，属于F+A两相区，水冷后F保留下来，A转变为M850，M加热温度高于A3线，属于正常A化状态，淬火后获得M1100粗大M加

29、热温度远高于A3，晶粒粗大，淬火后为粗大M5、指出下列钢件正火的主要目的： 20钢齿轮：提高硬度，以利切削加工。45钢小轴：最终热处理，获得屈氏体组织，保证使用性能T12钢锉刀：为彻底消除网状渗碳体，在球化退火前增加一次正火。六、工艺路线改错（1）45钢，小轴，硬度：20-25HRC锻造完全退火粗加工淬火+低温回火精加工改错：错误：淬火+低温回火，轴类零件，要求综合机械性能，硬度20-25HRC应该为淬火+高温回火（调质）（2）65Mn钢，钢板弹簧，硬度：40HRC锻造球化退火粗加工淬火+高温回火精加工改错：错误：（1）球化退火，球化退火适用于高碳钢，弹簧钢（亚共析）应采用完全退火。（2）淬火

30、+高温回火，弹簧类零件，硬度40HRC应该为淬火+中温回火（3）T8钢，手工锯条，硬度：60HRC锻造完全退火粗加工调质处理精加工改错：错误：（1）完全退火，完全退火适用于亚共析钢，T8钢是工具钢（共共析）应采用球化退火。（2）调质处理适合于中碳钢，轴类零件，工具钢应采用淬火+低温回火，以保证高硬度60HRC。（4）20钢，汽车变速齿轮，表面硬度HRC60，心部硬度HRC25锻造完全退火粗加工调质处理表面淬火+低温回火精加工改错：（1）完全退火，20钢应该采用正火，提高硬度，保证切削加工。（2）20钢的汽车变速齿轮，对表面的硬度和心部的韧性要求都很高，应采用渗碳+淬火+低温回火工艺组合。（5）

31、40Cr，汽车半轴，轴颈硬度HRC60，其余部分HEC25锻造球化退火粗加工渗碳，淬火，低温回火精加工改错：（1）球化退火，40Cr钢是中碳合金钢（亚共析）因采用完全退火（2）汽车半轴属于轴类零件，整体硬度要求HEC25，属于调质范围，应采用：整体调质+轴颈部分表面淬火（HRC60）+低温回火工艺组合。交作业时间：习题七 合金钢一、 名词解释回火稳定性 二次硬化 回火脆性 红硬性二、 填空题1、按钢中合金元素的含量，可将合金钢分为（低合金钢5%）（中合金钢 5%-10% ）和（高合金钢10%）三类。2、除了（Co）和（Al）外，几乎所有的合金元素都是钢的Ms和Mf点（降低），因此，淬火后相同含

32、碳量的合金钢比碳钢的（残余奥氏体）增多，使钢的硬度下降。3、合金钢按照用途可分为（合金结构钢）（合金工具钢）和（特殊性能钢）。4、20CrMnTi是（ 合金渗碳钢）钢，Ti的作用是（细化晶粒），Cr和Mn的作用是（提高淬透性），热处理工艺是（正火，渗碳淬火低温回火）。5、W18Cr4V是（高速钢）钢，含碳量是（0.8-1.5%），W的主要作用（保证红硬性），Cr的主要作用是（提高淬透性，耐磨性），V的主要作用是（细化晶粒，提高耐磨性）。热处理工艺是（正火，球化退火，淬火三次回火），最终组织是（回火马氏体，碳化物，少量残余奥氏体，）。6、金属材料中能有效阻碍位错运动的方法有（细晶强化）（固溶强化

33、）（位错强化）和（第二相强化）四种，因而（马氏体）相变和（回火）转变是工业上钢材强化最有效，最经济的手段。8、 钢的淬透性主要却决于（钢的C曲线位置），钢的淬硬性主要取决于（钢的含碳量）。三、是非题1、调质钢的合金化主要是考虑提高其红硬性。（）2、合金元素对钢的强化效果主要是固溶强化。（）3、T8钢比T12钢和40钢有更好的淬透性和淬硬性。（）4、高速钢反复锻造是为了打碎鱼骨状共晶莱氏体，使其均匀分布在基体中。（）5、18-4-1高速钢采用很高的淬火温度，其目的是使碳化物尽可能多的溶入奥氏体中，从而提高钢的红硬性。（）四、选择题1、要制造直径25mm的螺栓，要求整个截面上具有良好的综合机械性能

34、，应选用（c）a. 45钢，正火处理 b. 60Si2Mn ，淬火中温回火 c. 40Cr，调质处理2、制造手工锯条，应选用（c）a. Cr12Mo,淬火，低温回火 b. 65Mn ，淬火中温回火 c. T8，淬火，低温回火3、汽车，拖拉机的齿轮，要求表面高耐磨，中心良好的强韧性，应选用（ b ）a. 20钢，表面淬火，低温回火 b. 20CrMnTi， 渗碳淬火低温回火 c. 40Cr，调质处理4、下列钢种中，采用球化退火为预先热处理的是（d）a. 40Cr b. 60Si2Mn c. 16Mn d.GCr155、60Si2Mn的热处理工艺是（b）a. 淬火，低温回火 b. 淬火中温回火 c

35、. 淬火高温回火6、GCr15钢中Cr的平均含量是（c）a. 15% b.1.5% c.没有表示出来7、二次硬化属于（d ）a. 固溶强化 b.位错强化 c.细晶强化 d.第二相强化交作业时间：习题八 铸铁一、 名词解释石墨化 变质（孕育）处理 球化处理 石墨化退火二、 填空题1、白口铸铁中碳主要以（Fe3C渗碳体）形式存在，灰口铸铁中碳主要以（ G石墨）形式存在。2、普通灰铸铁，可锻铸铁、球墨铸铁及蠕墨铸铁中石墨的形态分别为（片）状，（团絮）状（球状）状和（ 蠕虫）状。3、铸铁的基体有（F+P）（P）和（F）三种。4、QT500-5牌号中，QT表示（球墨铸铁），数字500表示（抗拉强度大于5

36、00Mpa），数字5表示（延伸率为5%）。5、HT250是（灰口铸铁），250表示（最小抗拉强度大于250Mpa）。6、促进石墨化的元素有（C）和（Si ），阻碍石墨化的元素有（S）和（Mn）。7、铸铁的石墨化过程分为（液相到共晶阶段）（共晶到共析阶段之间）和（共析阶段）三个阶段。8、可锻铸铁的生产方法是先获得（共晶白口铸铁），然后进行（石墨化退火）。9、生产孕育（变质）铸铁选用（含硅75%的硅铁）作为孕育剂。10、生产球墨铸铁选用（镁或稀土镁合金）作为球化剂。11、灰口铸铁的力学性能主要却决于（石墨形态）。12、机架和机床床身应选用（灰口）铸铁。13、影响石墨化的主要因素是（化学成分）和（冷

37、却速度）。14、球墨铸铁的强度、塑性和韧性均较普通灰铸铁高，这是因为（ 球状石墨对基体的割裂作用最小，应力集中小 ）三、 是非题1、铸铁可以经过热处理改变基体组织和石墨形态。 （ ）2、可锻铸铁在高温时可以进行锻造加工。 （ ）3、可以通过球化退火使普通灰铸铁变成球墨铸铁。 （）4、球墨铸铁可以通过调质处理和等温淬火工艺提高其力学性能。 （）5、采用热处理方法，可以使灰铸铁的片状石墨细化，从而提高力学性能。 （ ）6、铸铁可以通过再结晶退火使晶粒细化，从而提高力学性能。（ ）7、灰铸铁的减震性能好。 （ ）四、 选择题1、 铸铁石墨化过程的第一、第二和第三阶段完全进行，其显微组织为（ a） a

38、. F+G b.F+P+G c. P+G2、铸铁石墨化过程的第一、第二完全进行，第三阶段部分进行，其显微组织为（b） a. F+G b.F+P+G c. P+G3、铸铁石墨化过程的第一、第二完全进行，第三阶段未进行，其显微组织为（c.） a. F+G b.F+P+G c. P+G4、提高灰铸铁的耐磨性，应采用（c） a. 整体淬火 b.渗碳处理 c.表面淬火5、普通灰铸铁的力学性能主要取决于（b） a. 基体组织 b.石墨的大小和分布 c.石墨化程度6、现有下列铸铁，请按照用途选材a. QT600-2 b. HT250 c. KTH350-10（1） 机床床身 （b） （2）汽车前后桥壳 （c

39、 ） （3）柴油机曲轴 （a.）7、灰口铸铁制造的磨床床身薄壁处出现白口组织，造成切削加工困难，解决办法是（c）a.改用球墨铸铁 b.正火处理 c.软化退火 d.等温淬火交作业时间：习题九 有色金属及其合金一、 名词解释固溶处理 时效硬化 铸造铝合金 巴氏合金二、 选择题1、 ZChSnSb8-4是（c.） a.铸造铝合金 b.铸造黄铜 c.滑动轴承合金 d.铸造青铜2、5A06（LF6）的（c.） a.铸造性能好 b.强度高 c.耐蚀性好 d.时效强化效果好3、对于可热处理强化的铝合金，其热处理工艺为（d）a.淬火+低温回火 b.完全退火 c.水韧处理 d.固溶+时效三、 是非题1、铝合金都

40、可以通过热处理予以强化。 （）2、 ZChSnSb8-4是在软基体上分布硬颗粒的滑动轴承合金。（）3、 若铝合金的晶粒粗大，可以重新加热予以细化。 （ ）交作业时间：习题十 选材综合练习一、 填空题1、尺寸较大（分度圆直径d400-600mm），形状复杂而不能锻造的齿轮可采用（铸钢）制造；在无润滑条件下工作的低速无冲击齿轮可用（ 铸铁 ）制造；要求表面硬，心部强韧的重载齿轮必须用（渗碳钢）制造。2、对承载不大，要求传递精度较高的机床齿轮，通常选用（调质）钢，经（调质，表面淬火低温回火）热处理制造。而对要求表面硬度高，耐磨性好，心部强韧性好的重载齿轮，则通常选用（渗碳钢）钢，经（正火，渗碳淬火低

41、温回火）热处理制造。 3、连杆螺栓工作条件繁重，要求较高的强度和较高的冲击韧性，应选用（ 40Cr，调质）钢。4、木工刀具应选用（碳素工具）钢，进行（淬火低温回火）热处理。二、改错题1、载重汽车变速箱齿轮选用20CrMnTi钢制造，其工艺路线： 下料铸造渗碳，淬火，低温回火机加工退火喷丸磨齿改错：铸造：重要机械零件采用锻造制造毛坯退火：低碳钢采用正火提高硬度。正火位置应该在锻造后，渗碳淬火低温回火之前。2、C618机床变速箱齿轮选用45钢制造，其工艺路线： 下料锻造正火粗加工调质精加工渗碳，淬火精磨改错：正火：可采用完全退火渗碳，淬火：调质钢应采用表面淬火+低温回火3、指出下列零件在选材和制定

42、热处理技术条件中的错误，并提出改正意见（1）表面耐磨的凸轮，材料用45钢，热处理：淬火+低温回火，50-60HRC选材应为渗碳钢，20，20Cr，经渗碳淬火低温回火后可达到硬度要求。（2）300mm，要求良好综合机械性能的传动轴，材料选用40Cr，热处理调质，硬度40-45HRC300mm传动轴，尺寸较大，40Cr是低淬透性钢，应选用高淬透性钢，调质后硬度高了，应为HRC25左右（3） 弹簧15mm，材料45钢，热处理淬火，中温回火，50-55HRC弹簧：应选用弹簧钢，65Mn，60Si2Mn（4）转速低，表面耐磨及心部要求不高的齿轮，选用45钢，热处理：渗碳，淬火，低温回火，58-62HRC

43、。45钢不适合渗碳，可改为：20钢，渗碳淬火低温回火，但因为转速低，表面耐磨及心部要求不高的齿轮，可采用45钢，正火（5）要求拉杆70mm，截面性能均匀，心部b900Mpa，材料选用40Cr，热处理调质，200-300HB40Cr淬透性不足，应选用40CrMnMo高淬透性钢。三、选择题1、C618机床变速箱齿轮工作转速较高，性能要求：齿面硬度50-55HRC，齿心部硬度要求22-25HRC，整体强度b=760-800Mpa，整体韧性k=40-60J/cm2，应选用（ b）钢，经（c）热处理。a.20CrMnTi b. 45 c. 调质，表面淬火，低温回火 d.渗碳，淬火，低温回火2、大功率内燃

44、机曲轴选用（ b），中吨位汽车曲轴选用（d），C620机床主轴选用（a），精密镗床主轴应选用（c）。a.45 b. 球墨铸铁 c.38CrMoAl d.合金球墨铸铁3、高精度磨床主轴38CrMoAl制造，在其加工工艺路线上，填上热处理工序名称锻造（ d ）粗加工（ a ）精加工（ b ）粗磨加工（ c ）精磨加工a.调质 b. 氮化 c. 消除应力 d. 退火4、现有下列钢号Q235，W18Cr4V，5CrNiMo，60Si2Mn，ZGMn13，Q345（16Mn），1Cr13，20CrMnTi，9SiCr，1Cr18Ni9Ti，T12，40Cr，GCr15，Cr12MoV，请按照用途选择钢号

45、：（1）制造机床齿轮，应选用：40Cr（2）制造汽车板簧，应选用：60Si2Mn（3）制造滚动轴承，应选用：GCr15（4）制造高速车刀，应选用：W18Cr4V（5）制造桥梁，应选用：Q345（16Mn）（6）制造大尺寸冷模具，应选用：Cr12MoV（7）制造耐酸容器，应选用：1Cr18Ni9Ti（8）制造锉刀，应选用：T12四、简述题1、一尺寸为30mm250mm的轴，选用30钢制造，经表面高频淬火（水冷）和低温回火，要求摩擦部分表面硬度达50-55HRC，。但实际使用过程中发现，摩擦部分严重磨损。试分析原因，并提出解决办法。但实际使用过程中发现，摩擦部分严重磨损，说明硬度达不到，原因，钢含

46、碳量偏低，应该为45钢。2、某工厂用T10钢制造钻头，给一批铸铁件打10mm的深孔，但打几个孔后钻头很快磨损。据检验，钻头本身的材质，热处理，金相组织和硬度都合格。试分析原因，并提出解决办法。T10钢制造钻头，给一批铸铁件打10mm的深孔，但打几个孔后钻头很快磨损。说明T10钢红硬性差，而铸铁的导热性差，造成钻头硬度很快下降。应选用红硬性较高的钢如9SiCr或W18Cr4V等。3、有一用45钢制作的轴，最终热处理为淬火（水淬）和低温回火，使用过程中摩擦部分严重磨损，在其表面取样进行金相分析，其组织为不规则白色区域和黑色区域，依据显微硬度分析，白色区域为HB80，黑色区域为630HBW。试分析原

47、因，并提出解决办法。使用过程中摩擦部分严重磨损，说明硬度不足。依据显微硬度分析，白色区域为HB80，这是铁素体。黑色区域为630HBW，这是马氏体。淬火组织出现F，说明淬火加热温度不足，应该在A3线以上加热淬火。4、有一45钢制造的变速箱齿轮，其加工工艺为：下料锻造退火粗加工调质精加工高频表面淬火，低温回火磨加工请说明各热处理工艺的目的。退火：细化晶粒，均匀组织调质：获得良好的综合机械性能高频表面淬火：表面获得马氏体，提高表面硬度低温回火：获得回火马氏体，降低脆性。5、用15钢制作一要求耐磨的小轴（20mm），其加工工艺为：下料锻造正火粗加工渗碳，淬火，低温回火磨加工请说明各热处理工艺的目的。

48、正火：提高硬度，便于切削加工。均匀组织渗碳：提高表面含碳量使表面成为高碳钢淬火：表面获得马氏体+碳化物+A组织，提高强度，耐磨性低温回火：获得回火马氏体，降低脆性。交作业时间：习题十一 铸 造一、 名词解释逐层凝固 糊状凝固 顺序凝固 同时凝固二、 填空题1、常用的特种铸造方法有（熔模铸造）（金属型铸造）（压力铸造）（低压铸造）和（离心铸造）。2、铸件的凝固方式是按（凝固区域宽度大小）来划分的，有（逐层凝固）（中间凝固）和（糊状凝固）三种方式。纯金属和共晶合金易按照（逐层凝固 ）方式凝固。3、铸造合金在凝固过程中的收缩分为三个阶段，其中（液态收缩和凝固收缩）是铸件产生缩孔和缩松的根本原因，而（

49、固态收缩）收缩是产生铸件变形，裂纹的根本原因。4、铸钢铸造性能差的原因主要是（熔点高）（流动性差）和（收缩大）。5、影响合金流动性的内因是（液态合金的化学成分），外因是（液态合金的导热系数）和（黏度和液态合金的温度）。6、铸造生产的优点是（成型方便）（适应性强）和（成本低）。缺点是（铸件力学性能低）（铸件质量不稳定）和（废品率高）。三、 是非题1、铸造热应力最终的结论是薄壁或表层受拉应力。 （）2、铸件的主要加工面和重要的工作面浇注时应朝上。 （）3、冒口的作用是保证铸件同时冷却。 （）4、铸件上宽大的水平面浇注时应朝下。 （）5、铸铁的流动性比铸钢好。 （）6、含碳4.3%的白口铸铁的铸造性

50、能不如45钢好。 （）7、铸造生产特别适合制造受拉力较大或受力复杂零件的毛坯。 （）8、收缩较小的灰铸铁件可以采用顺序凝固原则来减小或消除铸造内应力（）9、相同的铸件在金属型铸造时，合金的浇注温度应比砂型铸造时低。 （）10、压铸由于熔融金属是在高压下快速充型，合金的流动性很强。 （）11、铸件的分型面应尽量使重要的加工面和加工基准面在同一砂箱内，以保证铸件精度。（）12、由于压力铸造具有质量好，效率高，效益好的优点，目前大量应用于黑色金属铸造。（）13、熔模铸造所得铸件的尺寸精度高，而表面光洁度较低。 （）14、金属型铸造主要用于形状复杂的高熔点难切削的合金铸件生产。 （）四、选择题（b.熔

51、模铸造）1、形状复杂的高熔点难切削合金精密铸件的铸造应采用：a.金属型铸造 b.熔模铸造 c.压力铸造（b. 补偿液态金属，排气及集渣）2、铸造时冒口的主要作用是：a. 增加局部冷却能力 b. 补偿液态金属，排气及集渣 c. 提高流动性（ b. 4.3%C）3、下列易产生集中缩孔的合金成份是：a. 0.77%C b. 4.3%C c. 球墨铸铁（b. 压力铸造）4、下列哪种铸造方法生产的铸件不用热处理，也不适合在高温下使用，a. 金属型铸造 b. 压力铸造 c. 熔模铸造（b. 同时凝固 ）5、为了消除铸造热应力，在铸造工艺上应保证：a. 顺序凝固 b. 同时凝固 c. 逐层凝固（ c. 能适

52、合各种铸造合金）6、在各种铸造方法中，砂型铸造对铸造合金种类的要求是a. 以碳钢，合金钢为主 b. 以黑色金属和铜合金为主 c. 能适合各种铸造合金（ c. 灰铸铁 ）7、由于（ ）在结晶过程中收缩率小，不容易产生缩孔，缩松以及开裂等缺陷，所以应用比较广泛。a. 可锻铸铁 b. 球墨铸铁 c. 灰铸铁（ a. 抗压强度高）8、灰口铸铁适合于制造床身，机架，底座，导轨等结构，除了铸造性和切削性良好外，还因为（ ）。a. 抗压强度高 b. 抗拉强度高 c. 冲击韧性好（ c. 铸件材料的收缩量+机械加工余量）9、制造模样时，模样的尺寸应比零件大一个（ ）a. 铸件材料的收缩量 b. 机械加工余量

53、c. 铸件材料的收缩量+机械加工余量（ a. 车床上的进刀手轮）10、下列零件适合铸造生产的是：a. 车床上的进刀手轮 b. 螺栓 c. 自行车中轴（ b. 朝下）11、普通车床浇注时，导轨面应（ ）a. 朝上 b. 朝下 c. 朝侧面（ a. 提高浇注温度）12、为了提高合金的流动性，生产中常采用的方法是：a. 提高浇注温度 b. 加大出气口 c. 延长浇注时间（ b. 粘砂严重）13、浇注温度过高，铸件会产生（ ）a. 冷隔 b. 粘砂严重 c. 夹杂物（ b. 有色金属 ）14、金属型铸造主要适合于浇注的材料是：a. 铸铁 b. 有色金属 c. 铸钢五、下列铸件在大批量生产时，采用什么铸

54、造方法为最佳？零件名称铸造方法零件名称铸造方法铝活塞金属型铸造 气缸套离心铸造汽车喇叭压力铸造 缝纫机头砂型铸造汽轮机叶片熔模铸造车床床身砂型铸造大模数齿轮滚刀熔模铸造带轮及飞轮砂型铸造大口径铸铁管离心铸造发动机缸体压铸交作业时间：习题十二 锻造一、 名词解释加工硬化（冷变形强化），锻造流线，可锻性二、 填空题1、冲压的基本工序包括（变形）和（分离）两大类。2、锻压的实质是（利用金属在固态下的塑性成形），所以只有（塑性好的）材料适合于锻造。3、模型锻造的基本方法包括（锤上模锻）和（其他设备上模锻）锻造。4、热变形是指（再结晶）温度以上的变形。5、金属的锻造性能决定于金属的（塑性）和变形的（变形

55、抗力）。6、锻造时，金属允许加热到的最高温度称为（始锻温度），停止锻造的温度成为（终锻温度 ）。7、自由锻造设备由（空气锤）（空气蒸汽锤）和（水压机）三大类。8、锻压加工方法的主要优点是（力学性能高，节约金属，生产效率高，适应性广）主要缺点是（工件的结构工艺性要求高，尺寸精度低，设备投资大）。9、冲孔和落料的加工方法相同，只是作用不同，落料冲下部分是（成品），冲孔被冲下的部分是（废品）。10、金属在加热时，可能产生的缺陷是（过热）（过烧）和（氧化）等。11、冲裁时板料分离的过程分为（弹性变形）（塑性变形）和（断裂分离）三个阶段。12、20号钢的锻造性能比T10钢（好 ），原因是（20号钢的塑性好，变形抗力小 ）。三、 是非题1、锻压可用于生产形状复杂，尤其是内腔复杂的零件毛坯。 （）2、拉深模和落料模的边缘都应该是锋利的刃口。 （）3、可锻铸铁零件可以采用自由锻的方法生产。 （）4、金属塑性成形中作用在金属坯料上的外力主要是压力和拉力。 （）5、汽车外壳、仪表、电器及日用品的生产主要采用薄板的冲压成形 。（）6、自由锻件的精度较模型锻件的高。 （）7、碳钢比合金钢容易出现锻造缺陷。 （）8、模锻件的侧面，即平行于锤击方向的表面应有斜度。