机械工程材料习题集

14．退火碳钢随w(C)增加，其室温相组成的变化是 A．Fe3C量不断增加 B．Fe3C量不断减少 C Fe3C量不变化 D．Fe3C量先减少后增加

15 要求某钢件淬硬层深度为0．6mm时，应选用的感应加热设备是 A．工频设备 B 超音频设备 C中频设备 D高频设备 16．通常出砂后的铸铁件需要经过 热处理。

A 完全退火 B．去应力退火 C球化退火 D 正火 17．铸钢件因成分不均匀，影响其性能，这时可进行

A．扩散退火 B完全退火 C不完全退火 D 去应力退火 18．正火T8钢与完全退火T8钢相比 A．前者珠光体更细密，故σb要低些 B．前者珠光体更细密，故σb要高些 C 前者珠光体更粗大，故σb要低些 D．前者珠光体更粗大，故σb要高些 19．退火态亚共析钢，随W(C)增加

A．HB、σb减小，δ、αk增加 B．HB、σb减小，δ、αk减小 C．HB、σb增加，δ、αk增加 D．HB、σb增加，δ、αk减小 20．某钢的淬透性为J45/15，其含义是 。

A 15钢的硬度为40HRC B．40钢的硬度为15HRC C 该钢离试样末端15mm处硬度为40HRC ,

D 该钢离试样末端40mm处硬度为15HRC

21．把W(C)相同的两个过共析碳钢试样分别加热到A区和A+Fe3C区后快速淬火，则前者的淬火组织与后者

相比 。

A．残余奥氏体多；硬度高 B 残余奥氏体多，硬度低

C．残余奥氏体少；硬度高 D 残余奥氏体少，硬度低

22 如果因淬火加热温度不当，产生了过热或过烧，那么 。

A 两种都可返修 B 两种都不可返修

C 过热可以返修，过烧只能报废 D 过热只有报废，过烧可以返修

(四) 改错题

1为了消除加工硬化，以便进一步进行加工，常对冷加工后的金属进行完全退火。 2 淬火态钢件韧性差的主要原因在于存在残余奥氏体。

3 低碳钢淬火后，只有经高温回火才可获得较为优良的力学性能。

(五)问答题

1 试比较索氏体、屈氏体、马氏体与回火索氏体、回火屈氏体、回火马氏体它们之间在形成条件、组

织形态与性能上的差别。

2．淬火临界冷却速度VK的大小受哪些因素影响?它与钢的淬透性有何关系? 3．试确定下列钢的淬火温度： 45、65、T8、T10、T12

4．指出φ10mm的45钢经下列温度加热并水冷后所获得的组织： 700C、760C、840C、1100℃

5．45钢在760℃和860℃加热淬火，哪个温度淬火硬度高?为什么? 6．T12钢在760℃和860℃加热淬火，哪个温度淬火硬度高?为什么? 7．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 ②ZG35的铸造齿轮 ③ 锻造过热的60钢锻坯 ④具有片状渗碳体的T12钢坯

8．淬火的目的是什么?为什么亚共析钢的正常淬火温度范围选择为A c3+(30～50)℃；而过共析钢选择

Ac1 +(30～50)℃?

9．常用的淬火冷却介质有哪几种?分别说明它们的冷却特性、优缺点及应用范围。 10．常用的淬火方法有哪几种?说明它们的主要特点及其应用范围。 11．T8钢如图6—2所示，按①、②、③工艺冷却后的转变组织为何物?

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12．某钢的过冷奥氏体等温转变曲线如图6—3所示，试指出该钢在3000℃经不同时间等温后，按(a)、

(b)、(c)线冷却后得到的组织。

13．某钢的连续冷却曲线如图6—4所示，试指出该钢按图中(a)、(b)、(c)、(d)速度冷却后得到的室温

组织。

14．指出下列钢件经淬火及回火后获得的组织和大致的硬度；并写出热处理加热温度。

① 45钢的小轴(要求综合机械性能)； ② 60钢弹簧； ⑧ T12钢锉刀。 15．化学热处理和表面淬火各是用什么方法来提高钢的性能的?

16．车床主轴要求轴颈部位的硬度为(56～58)HRC，其余地方为(20～24)HRC，其加工路线为：锻造一正火一机械加工一轴颈表面淬火一低温回火一磨加工。请指出： ① 主轴应选用何种钢材；

② 正火、表面淬火、低温回火的目的和大致工艺； ③ 轴颈表面处的组织和其余地方的组织。

17．在T7钢、10钢、45钢及65钢中选择合适的钢种制造汽车外壳(冷冲成型)、弹簧、车床主轴及木工

工具。并回答下列问题：

① 采用哪些热处理? 加热温度多少? ② 组织和性能如何?

18．现需制造一汽车传动齿轮，要求表面具有高的硬度、耐磨性和高的接触疲劳强度，心部具有良好韧

性，应采用如下哪种材料及工艺：① T10钢经淬火+低温回火；② 45钢经调质处理；③ 用低碳合金结构钢20CrMnTi经渗碳+淬火+低温回火。

19．某零件的金相组织是在黑色针状马氏体的基体上分布着有少量球状的渗碳体，问此零件是经过了什

么热处理工序?为什么?

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20．一根直径为6mm的45钢圆棒，先经840℃加热淬火，硬度为55HRC(未回火)，然后从一端加热，依

靠热传导使45钢圆棒上各点达到如图6—5所示温度。试问： ①各点处的组织是什么?

②各点处自图示各温度缓冷至室温时各点处的组织是什么?各点处自图示各温度水淬快冷至室温时

各点处的组织又是什么?

21．柴油机的曲轴是一个关键性部件，轴颈部分要求具有高的韧性、高的耐磨性和高的疲劳抗力，你认为

经过何种热处理能满足这些要求。

22．生产热轧低碳钢板，有时因W(C)偏低强度不够而不合标准，为了提高强度，可在热轧后采用吹风甚至

喷雾冷却。试解释其原因。

23．某厂铆铝铆钉的铆枪的窝子原采用T8钢制造，要求工作部分硬度(52～56)HRC，尾部硬度(40～45)HRC

热处理工艺是：整体在800℃盐炉中加热，水淬油冷，整体在280℃回火，然后尾部在630℃铅炉中回火。在工作时，窝子边缘部分经常崩刃，掉碴而报废，寿命很低。后改用20Cr钢制造，热处理工艺为：加热温度为920℃在盐水中淬火，160℃回火。整体硬度在5HRC左右。使用寿命比T8钢提高了几十倍。试分析寿命提高的原因。

(六)作图题

1．在共析钢过冷奥氏体等温转变图上，画出常用淬火方法的冷却曲线示意图。

(七)思考题

1．什么是回火脆性?回火脆性产生的原因是什么?如何防止? 2．可控气氛热处理的分类和特点。

第十章 合金钢

(一)填空题

1．决定钢的性能最主要的元素是 。

2．硫存在钢中，会使钢产生 ，磷存在钢中会使钢产生 。 3．碳钢中的有益元素是 、 ，碳钢中的有害杂质是 。

4．碳钢按质量分为 、 、 三类，它们的主要区别在于钢中 、 杂质的含量不同。 5．碳钢按w(C)分为 、 、 三类，其w(C)分别为 、 、 。 6．钢按用途分为 、 、 。 7．20钢属 钢，其w (C)为 。 8．45钢属 钢，其w (C)为 。 9．T8钢属 钢，其w (C)为 。

10．根据合金元素在钢中与碳的相互作用，合金元素可分为 和 两大类。

11．按钢中合金元素含量将合金钢分为 钢、 钢、 钢, 其合金元素含量分别

为 、 、 。

12．合金钢按用途分类可分为 钢、 钢、 钢。

13．除 元素以外，其它所有的合金元素都使C曲线往 移动，使钢的临界冷却速度 ，

提高了钢的 性。

14．形成强碳化物的合金元素有 、 、 、 。 15．扩大奥氏体区域的合金元素有 、 、 、 。 16．扩大铁素体区域的合金元素有 、 、 、 。

17．除 、 元素以外，几乎所有的合金元素都能阻止奥氏体晶粒长大，起到细化晶粒的作用。 18．几乎所有的合金元素除 、 以外，都使Ms和Mf 点。因此，钢淬火后在相同w(C)下合金

钢比碳钢组织的 增多，从而使钢的硬度 。

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19．对钢回火脆性敏感的元素是 、 、 ；为了消除回火脆性可采用

和 。

20．合金结构钢按用途可分四类，它们的w(C)有一个大致范围。在0．25％一0．55％之间的为 ，在

0．45％～0．9％之间的为 ，在0．95％一1．15％之间的为 ，在0．15％～0.3％之间的为 。 21．合金钢中提高淬透性的常用合金元素为 、 、 、 、 ，其中作用最强烈的是 ，

其含量约为 。

22．机器上的传动件和连接件，在工作过程中要承受 、 、 、 等四种变形，并经受强

烈 。

23．调质钢w(C)范围 ，加入Cr、Mn等元素是为了提高 ，加入W、Mo是为了 。 24．40Cr钢属 钢，其w(C)为 ，w(Cr)为 ，可制造 零件。 25．16Mn钢属 钢，其w(C)为 ，w(Mn)为 ，可用在 方面。 26．工具钢按用途可分 、 和 。

27．工具钢按合金元素含量可分为 、 和 三类。

28 在轴承钢标准中，除对偏析、疏松和表面脱碳等作明确规定外，特别对 和 作了严格规定。 29．我国常用的铬轴承钢的w(C)范围为 ，w(Cr)范围为 。 30．弹簧在机器中的作用是 和 。

31．调质钢中加入钒(如40MnVB)，钒是强 形成元素，起到 的作用，所形成的 熔点

高，能起到 的作用。

32．在合金调质钢所属硅锰钢中，硅在钢中全部溶入固溶体， 效果显著。中碳锰钢加入硅后，

可显著 钢的临界冷却速度， 淬透性与 稳定性，特别是σs/σb (屈强比)。 33．常用的渗碳钢有 、 、 、 。

34．常用的调质钢有 、 、 、 ；用于制造 。

35．高速钢需要进行反复锻造的目的是 ，W18Cr4V钢采用(1270—1300)℃高温淬火的目的是 ，

淬火后在(550—570) ℃回火后出现硬度升高的原因是 ，经三次回火后的显微组织是 。 36．20CrMnTi是 钢，Cr、Mn主要作用是 ，Ti主要作用是 。

(二)判断题

1优质碳素结构钢用两位数字表示其平均w(c)，以0．01％为单位，如45表示0．45％C的钢 ( ) 2 碳素工具钢用代号“T”及后面的数字来编号，数字表示钢中平均w(C)，以0．1％为单位，如T8表示平均W(C)为0．8 ％。 ( )

3 碳素工具钢经热处理后有良好的硬度和耐磨性，但红硬性不高，故只宜作手动工具等。 4 碳素结构钢的淬透性较好，而回火稳定性较差。( ) 5 合金调质钢的综合机械性能高于碳素调质钢。( )

6 在钢中加入多种合金元素比加入单一元素的效果好些，因而合金钢将向合金元素多元少量的方向发展。( )

7 碳钢中具有共析成分的钢，较之于亚共析钢和过共析钢有更好的淬透性。 ( ) 9 调质钢加入合金元素主要是考虑提高钢的红硬性。( ) 10 高速钢需要反复锻造是因为硬度高不易成型。 ( ) 11 奥氏体型不锈钢不能进行淬火强化。 ( )

12 T12与20CrMnTi相比较，淬透性和淬硬性都较低。 ( )

13 T8钢T12钢淬火温度相同，那么它们淬火后的残余奥氏体量也是一样的。 ( ) 14 不论钢的含碳量高低，其淬火马氏体的硬度高而脆性都很大。 ( ) 15 钢中合金元素含量越多，则淬火后钢的硬度越高。 ( )

16 汽车拖拉机的齿轮要求表面高硬度、高耐磨；中心有良好的强韧性，应选用40Cr钢，经淬火＋高温

回火处理。 ( )

17 所有的合金元素都能提高钢的淬透性。 ( ) 18 滚动轴承钢（GCr15）其w(Cr)为15％。 ( ) 19 调质处理的主要目的是提高钢的塑性。 ( ) 20．调质结构钢多为过共析钢。 ( )

21．65Mn是弹簧钢，45Mn是碳素调质钢。 ( )

22．钢号为3W4Cr2VA的钨铬钒钢，是一种高合金结构钢。 ( ) 23．弹簧工作时的最大应力出现在它的表面上。 ( )

24．对于受弯曲或扭转变形的轴类调质零件，也必须淬透。 ( ) 25．提高弹簧表面质量的处理方法之一，是喷丸处理。 ( ) 26．有高温回火脆性的钢，回火后采用油冷或水冷。 ( ) 27．含锰和含硼的合金调质钢过热倾向较小。 ( )

28多数合金元素都使C曲线往右移，但必须使合金元素溶入奥氏体后方有这样的作用。 ( ) 29．硬质合金具有很高的硬度和红硬性，作刀具时钨钴类合金适用于切削韧（塑）性材料，钨钴钛类合金适用于切削脆性材料。 ( )

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