工程材料习题和练习 - 图文

35．用原为平衡状态的45钢制成四只Φ10×10的试样，分别进行如下热处理，试分别定性地比较试样1与2、2与3、3与4所得硬度的大小，并说明原因： 试样1加热至710℃，水中速冷； 试样2加热至750℃，水中速冷； 试样3加热至840℃，水中速冷； 试样4加热至840℃，油中冷却。

36．两块含碳量均为0.80％的钢片均加热至723℃以上，分别以不同方式冷却。钢片的冷却曲线及该种钢材的“C”曲线如题1-37图所示。试问图中①、②、③、④点各是什么组织？ 定性地比较②、④点组织的硬度大小。

727 700 温度（℃） 600 500 400 300 200 100 0 Mz 1 10 ④ 2 341010 10 时间（秒） Ms ③ 钢片2 ②

钢片1 A1 ① 题1-37图

37．试从以下几方面比较钢的退火、正火和调质处理： （1）加热温度和冷却方法； （2）处理后的性能； （3）适用范围。

38．马氏体的晶体结构和机械性能有何特征？它的硬度取决于什么因素？低碳马氏体有何特征？

39．钢获得马氏体组织的条件是什么？马氏体相变、珠光体相变各有何特征？ 40．指出下列名词的主要区别：

（1）奥氏体、过冷奥氏体及残余奥氏体； （2）淬硬性与淬透性； （3）等温冷却与连续冷却； （4）调质处理与变质处理。

41．钢经淬火后，为什么一般都要及时进行回火？回火后钢的机械性能为什么主要是决定于回火温度而不是冷却速度？

42．回火是钢经淬火后必需的后续工序，但在生产种出现下列情况应作何解释：

（1）有些表面淬火的零件，加热至淬火温度后置入水中，冷却较短时间后取出，不再经回火

处理，即可使用。

（2）凿子热处理时，只将距刃口长约30mm一段加热至樱红色（780～800℃），然后将距刃口长约5～7mm一段淬入水中，待露出水面的已加热部分呈现暗褐色后将凿子取离水面，在空气中停留短时间，待刃口呈紫色后再将凿子投入水中。经这样处理后的凿子在使用时不会崩刃。

43．一把由T12钢制成的平锉刀，厚5mm，经780℃淬火和160℃回火后，硬度为65HRC左右。现将其一端浸入水中，另一端用火焰加热至950℃，持续15分钟后各点温度如题1-44图所示，此时立即将锉刀投入水中。试指出图中各指定点在冷却后所得的组织，并定性地比较各点晶粒的粗细。

950℃ 1 2 780℃ 3 700℃ 4 600℃ 20℃ 5

题1-44图

44．某齿轮要求齿面耐磨，而心部具有一定的韧性，拟采用下列材料和热处理工艺： （1）45钢调质；

（2）45钢高频淬火、低温回火； （3）T8整体淬火、中温回火； （4）20钢渗碳淬火、低温回火。

试从所达到的机械性能、热处理工艺的简繁、成本高低等几方面加以比较。

45．某厂用T10A钢制造冷作模具，经淬火及低温回火后使用；用45钢制造齿轮，经调质后使用。由于材料混杂。错用45钢制成模具，而用T10A钢制成齿轮。这样，经热处理后使用会产生什么结果？

46．确定下列钢件的退火方法，并指出退火目的及退火后的组织： （1）经冷轧后的15钢钢板，要求降低硬度，以便再进一步冷轧； （2）铸钢齿轮坯；

（3）具有网状渗碳体组织的T12钢。

47．试从以下几方面比较钢的表面淬火、渗碳和渗氮处理： （1）目的；

（2）适用的钢材；

（3）热处理后的性能特点； （4）适用范围。

48．有两根Φ18×200的轴，一根用20钢经920℃渗碳后直接淬火（水）及180℃回火，硬度为58～62HRC；另一根用20CrMnTi钢亦经920℃渗碳后直接淬火，（油），并经－80℃冰冷处理后再进行180℃回火，硬度为60～64HRC。问这根轴的表层和心部的组织（包括晶粒粗细）及其性能（综合机械性能和耐磨性）有何区别？

49．钢件在何种载荷条件和性能要求时，需选用淬透性较高的钢材？

50．题1-31图所示为一直径Φ5mm、含碳量为0.45％并具有平衡组织的钢棒，一端浸入20℃的水中，另一端用火焰加热至1000℃，持续数分钟后，棒上各点温度如下表所示。若待各点组织达到平衡状态后再缓冷至室温，试把各点所得到的组织（并用括号注明晶粒粗细）分别列入下表：

指定点代号 加热时达到的温度（℃） 加热到上述温度时的平衡组织 缓冷至室温后的组织 1 1000 2 830 3 740 4 680 5 400 6 20 1000℃ 1 2 3 4 5 20℃ 6

题1-31图

51．下表所列材料，原来都是粗晶粒。现加热到表中所指定的温度并保温1小时使其温度均匀后缓冷至室温。其晶粒比原来的晶粒是变粗了还是变细了？将结论写入下表：

温度（℃） 材料 600 830 920 45钢 纯铜

[提示：纯铜熔点为1083℃，无同素异构变化。]

第七章 工业用钢

思考题及习题

7.1 解释名词

红硬性

7.2 填空题

1．按钢中合金元素含量，可将合金钢分为( )、( )和( )几类。

2．合金钢中常用来提高淬透性的合金元素有( )五种，其中作用最大的是( )。 3．20 是( )钢，可制造( )。 4．9SiCr 是( )钢，可制造( )。 5．5CrMnMo 是( )钢，可制造( )。 6．Cr12MoV 是( )钢，可制造( )。 7．T12 是( )钢，可制造( )。 8．16Mn 是( )钢，可制造( )。 9．40Cr 是( )钢，可制造( )。 10．60Si2Mn 是( )钢。

11．GCr15 是( )钢，1Cr17 是( )。 12．lCr13 是( )钢，可制造( )。

13．20CrMnTi 是( )钢，Cr、Mn 的主要作用是( )，Ti 的主要作用是( )，热处理工艺是( )。

14．W18Cr4V 是( )钢，碳质量分数是( )，W 的主要作用是( )，Cr 的主要作用是( )，V 的主要作用是( )。热处理工艺是( )，最后组织是( )。 15．OCr18Ni9Ti 是( )钢，Cr、Ni 和 Ti 的作用分别是( )、( )和( )。

7.3 是非题

1．调质钢的合金化主要是考虑提高其红硬性。( )

2．T8 钢比 T12 和 40 钢有更好的淬透性和淬硬性。( ) 3．奥氏体型不锈钢可采用加工硬化提高强度。( ) 4．高速钢需要反复锻造是因为硬度高不易成形。( )

5．T8 钢与 20MnVB 相比，淬硬性和淬透性都较低。( )

6．18-4-1 高速钢采用很高温度淬火，其目的是使碳化物尽可能多地溶入奥氏体中，从而提高钢的红硬性。( )

7．奥氏体不锈钢的热处理工艺是淬火后低温回火处理。( )

7.4 综合分析题

1． 下列牌号各是什么钢？它们的成分、热处理、性能各如何？举例说明如何使用。

Q235A、15、45、65、T8、T12、12Cr2Ni4A、30CrMnSi、50CrV、30CrMnSiNi2A、5CrMnMo、Cr12MoV、65Mn、GCr9、9SiCr、W18Cr4V、38CrMoAlA、3Cr2W8V。