华东理工大学考研工程材料（今年复试考了好几道原题，答案在最后）

2．答：(1)碳在α-Fe和γ-Fe中的最大溶解度分别为：0.0218% 和2.11% (2)发生共析反应.反应前F+A ，反应后 F+P

(3) 完全奥氏体化的温度Ac3以上,加热到Ac1以上，Ac3以下得到的组织是：F+A (4) 空冷：F+S，油冷：T+M，水冷：M 复习题3 一、名词解释

1. 变质处理：在液体金属中加入孕育剂或变质剂，以细化晶粒和改善组织。 2.石墨化：铸铁中碳原子析出并形成石墨的过程。

3.时效：在室温下放置或低温加热时，强度和硬度会明显升高。 二、填空题

1．Q235是 钢，可制造 等。 2．T12是 钢，可制造 等。 3．40Cr是 钢，可制造 等。 4．W18Cr4V是 钢，可制造 等。 5．白铜是指以铜和 为主的合金。

6．黄铜是指以铜和 为主的合金。 7．铝合金时效热处理包括两个阶段，它们是

和 。 8．铝合金按其成分及生产工艺特点，可分为

和 。 三、选择题

1．高速钢淬火、回火后得到的组织是： a.回火M+细粒状碳化物+残余奥氏体

b. 回火S+残余奥氏体 c.回火S+细粒状碳化物 2．GCr15合金钢中，Cr的质量分数为：

a. 15% b. 1.5% c. 0.15% 3.弹簧常用的热处理工艺为：

a. 淬火+低温回火 b. 淬火+中温回火 c. 淬火+高温回火

4.轴类零件为了获得良好的综合机械性能，常用的最终热处理工艺为： a. 淬火+低温回火 b. 淬火+中温回火 c. 淬火+高温回火

5.刃具类零件为了提高表面硬度和耐磨性，常用的最终热处理工艺为： a. 淬火+低温回火 b. 淬火+中温回火 c. 淬火+高温回火

6.下面哪种牌号的钢硫、磷含量最低。

a. Q235A b. Q235B c.Q235C d.Q235D

7.机架和机床床身应选用

a. 白口铸铁 b. 麻口铸铁 c. 灰口铸铁 四、判断题

1．白口铸铁中碳主要以渗碳体的形式存在，灰口铸铁中碳主要以石墨的形式存在。 2．灰口铸铁强度性能不如钢，是因为组织中没有钢的组织。

3．把经过淬火时效的铝合金，迅速加热到(200～300)℃或略高一些的温度，保温(2 ～ 3)min，在清水中冷却，使其恢复到淬火状态，这种工艺称作时效处理。 4. 可以通过球化退火使普通灰口铸铁变成球墨铸铁。 5．ZChPbSb16-16-2是铅基滑动轴承合金。 6．ZChSnSb11-6是滚动轴承合金。 五、问答题

1.试述合金渗碳钢的合金化及热处理特点。

答:合金渗碳钢：碳质量分数一般为0.10%～0.25%；加入提高淬透性的合金元素Cr、Ni、Mn等；加入阻碍奥氏体晶粒长大的元素，主要是加入少量强碳化物形成元素Ti、V、W、Mo等。

热处理：渗碳后直接淬火，再低温回火 。 2.试述合金调质钢的合金化及热处理特点。

答:合金调质钢：碳质量分数一般为0.25%～0.50%；加入提高淬透性的合金元素Cr、Ni、Mn、Si、B等；加入防止第二类回火脆性的元素Mo 、 W 。 热处理：淬火+高温回火 。

3. 试比较下列四个钢号：20CrMnTi、65、T8、40Cr的淬透性和淬硬性，并说明理由。 答:淬透性20CrMnTi>40Cr>T8>65。

原因：淬透性与合金元素含量有关，合金元素含量越高，淬透性越高；对于碳钢而言共析钢的淬透性最好。

淬硬性：T8>65>40Cr>20CrMnTi

原因：淬硬性与碳质量分数有关，碳质量分数越高，淬硬性越高。 4. 已知某零件采用合金钢60Si2Mn制造，试回答以下问题： (1) 该合金钢的种类、合金元素Si、Mn的质量分数和作用。

(2) 该合金钢的用途，常用的热处理工艺和热处理后得到的组织。

.答：(1)种类：合金弹簧钢， 质量分数：W(Si) 2% 、W(Mn)<1.5% ，作用：提高淬透性，提高屈强比。

(2) 用途：制造弹簧； 热处理工艺：淬火+中温回火；最终组织：回火T

5. 已知某零件采用1Cr18Ni9Ti（第5版教材中新牌号为12Cr18Ni9Ti）制造，试回答以下问题：

(1) 该合金钢的种类、用途、合金元素Cr、Ni、Ti的质量分数。 (2) 该合金钢固溶处理后再进行稳定化处理的目的是什么？

5.答：(1) 该合金钢为奥氏体不锈钢，用作管道、医疗器械等。W(Cr)=18% ，W(Ni)=9%，W(Ti)<1.5%

(2)稳定化处理的目的是：将钢加热到850℃-880℃使钢中铬的碳化物完全溶解，而钛的碳化物不溶解。然后缓慢冷却，让溶于奥氏体的碳与钛以碳化钛形式充分析出，碳将不再跟铬形成碳化物，消除晶界贫铬，避免晶间腐蚀的产生。 6．已知某零件采用40CrNiMo制造，试回答以下问题： (1) 该合金钢的碳质量分数、种类和用途。

(2) 分别说明合金元素Cr、Ni、Mo在该合金钢中的作用。

(3) 该合金钢一般常用的最终热处理工艺、最终的组织与组织的性能。

6答：(1) W(c)=0.4%、合金调质钢、制造轴等 。(2) Cr、Ni：提高淬透性 ，Mo：防止第二类回火脆性。(3) 一般最终热处理：调质处理（淬火+高温回火）。最终组织：回火索氏体。 性能：良好的综合机械性能。 7．说明灰口铸铁的种类和石墨的形态。

答：球墨铸铁—球状,可锻铸铁—团絮状 蠕墨铸铁—蠕虫状,变质铸铁—细片状 普通灰口铸铁—粗片状 8．试述石墨形态对铸铁性能的影响。

答：片状石墨：对基体有割裂作用，引起应力集中，抗拉强度和塑性都低。 球状石墨：应力集中较低，具有很高的强度，又有良好的塑性和韧性。 石墨形状越接近球状对基体的割裂作用越小，引起应力集中越低。 9.什么是石墨化？简述石墨化的三个阶段。

答：(1)石墨化：铸铁中碳原子析出并形成石墨的过程。

(2)第一阶段：铸铁液体结晶出一次石墨（过共晶铸铁）和通过共晶反应形成共晶石墨。 第二阶段：奥氏体沿E′S′线析出二次石墨。 第三阶段：通过共析反应共析出石墨。 10.与钢相比灰口铸铁性能有什么优缺点。 答：缺点：抗拉强度低，塑性差。

优点：切削加工性能优异；铸造性能良好，有很好的耐磨性能、抗振性能；对缺口不敏感。 六、综合题

1. 车床主轴在轴颈部位的硬度为(50~55)HRC，其余地方为(20~24)HRC。工艺路线为：下料→锻造→正火→粗加工→调质→精加工→轴颈表面淬火及低温回火→磨削加工，试回答以下问题：

(1) 从下列牌号中选择一种制造主轴的材料。 10、1Cr18Ni9Ti、T12、40Cr (2) 确定热处理工艺参数（主要是温度）。 (3) 分析组织和性能 。 1.答：(1) 40Cr

(3)组织与性能 原始组织：F+P 正火：组织为：F+S。 调质（淬火+高温回火）：组织为：回火S ,良好的综合机械性能。

表面淬火+低温回火：组织为：表面为回火M,硬度较高，耐磨。心部为回火S ,良好的综合机械性能。

2. 某弹簧的制造工艺路线为：下料→压成型→热处理1→热处理2→喷丸处理。 试回答以下问题：

(1)从下列材料中选择一种作为该零件的材料。 45，T12，65Mn，GCr15 (2)热处理1、热处理2分别是什么？加热温度各是多少?

(3)分别说明热处理1、热处理2后获得的组织和组织的该性能特点。 2.答：(1) 65Mn (2) 热处理1为淬火，Ac3+30～50℃；热处理2为中温回火，350℃～500℃。(3) 淬火后的组织为：M， M硬度高，脆性大；中温回火后的组织为：回火T，回火T具有高的弹性极限和屈服强度。

3.锉刀制造工艺路线为： 热轧钢板下料－锻造柄部－球化退火－机加工－淬火+低温回火。 回答以下问题：

(1)从下列材料中选择一种作为该零件的材料。 10，40Cr，T12，65Mn (2)确定热处理工艺参数。

(3)为什么球化退火加热温度略高于Ac1 ? (4)分析组织。

3.答：(1) T12 (3)加热到略高于Ac1，以便保留较多的未溶碳化物粒子和较大的奥氏体碳浓度分布的不均匀性，促进球状碳化物的形成。若加热温度过高，二次渗碳体易在缓慢冷却中以网状析出。 (4) 组织

原始组织：P +Fe3CⅡ （连续的网状组织）

球化退火后的组织：在铁素体基体上分布着细小均匀的球状渗碳体。 淬火： Fe3C (球状) +M+A’

低温回火： Fe3C (球状) +回火M+A’ 4.汽车变速箱齿轮制造工艺路线为：

下料→锻造→正火→切削加工→渗碳→淬火+低温回火→喷丸→磨削加工。试回答以下问题 (1)从下列材料中选择一种作为该零件的材料。 10，20CrMnTi，T12，1Cr18Ni9Ti (2) 渗碳的目的，渗碳前后表面的碳含量。

(3) 低温回火后该汽车齿轮的表面组织和心部组织各是什么？ (4) 简要说明齿轮类零件的选材。 4.答：(1)20CrMnTi

(2)渗碳：提高表面的碳含量，提高淬硬性； 渗碳前0.2%，渗碳后1.0%