工程材料习题与答案8

中南大学机电工程学院（一）解释名词–合金元素–回火稳定性–二次硬化–回火脆性–固溶处理–红硬性机械工程材料第八章合金钢中南大学机电工程学院（二）填空题–1.按钢中合金元素含量，可将合金钢分为–几类。–2.合金元素中，碳化物形成元素有–3.使奥氏体稳定化的元素有–4.促进晶粒长大的合金元素有–5.几乎所有的合金元素（除外）都使Ms、Mf点，因此淬火后相同碳含量的合金钢比碳钢的增多，使钢的硬度下降。–6.一些含有合金元素的合金钢，容易产生第二类回火脆性，为了消除回火脆性可采用回火后快冷和钢中加入适量的Mo、W。–7.合金钢按用途可分为三类。–8.合金元素中的非碳化物形成元素有Ni、Co、Cu、Si、Al、N、B。–9.强烈阻止奥氏体晶粒长大的元素有V、Ti、Nb、Zr、Al。–10.除Co外，其它的合金元素都使C曲线向右移动即使钢的临界冷却速度降低、淬透性提高。机械工程材料第八章合金钢低合金钢（5%）、中合金钢（5%~10%）和高合金钢（10%）W、V、Cr、Mn、Mo、Ti、Zr、Nb。Mn、Co、Ni、C、N、Cu。Mn、P、B。Co、Al下降残余奥氏体Mn、Cr、Ni合金结构钢、合金工具钢、和特殊性能钢中南大学机电工程学院（二）填空题11、合金钢中最常用来提高淬透性的合金元素有Cr、Ni、Si、Mn、Mo五种，其中作用最大的是Cr。12、20是优质碳素钢，可制造冲压件及焊接件；9SiCr是低合金钢，可制造刃具、模具;5CrMnMo是热模具钢，可制造热锻模、热锻模；3Cr2W8V是热模具钢，可制造热压模和压铸模；40MnB是调质钢，可制造轴、连杆等；CrWMn是低合金刃具钢，可制造刃具、量具和冲模等。Cr12MoV是冷模具钢，可制造冷切剪刀、圆锯、切边模等；T12是碳素工具钢，可制造刃具、量具；16Mn是低合金高强钢（热轧钢），可制造桥梁、船舶等结构件；40Cr是调质钢，可制造轴类件、连杆等；ZG15是碳素铸钢，可制造机座、变速箱壳等；20Cr是低淬透性渗碳钢，可制造小齿轮、小轴等；60Si2Mn是弹簧钢；GCr15是滚动轴承钢；1Cr17铁素体不锈钢，可制造化工设备、容器和管道；1Cr13是马氏体型不锈钢，可制造防锈手术器械及刀具；W18Cr4V是高速钢，可制造车刀、刨刀及钻头等；1Cr18Ni9是奥氏体不锈钢，可制造耐硝酸、冷磷酸、有机酸及盐、碱溶液腐蚀设备零件。机械工程材料第八章合金钢中南大学机电工程学院（二）填空题（续）–13、20CrMnTi是中淬透性渗碳钢，Cr，Mn的主要作用是提高渗透性，Ti的主要作用是防止渗碳晶粒过大。热处理工艺是渗碳后直接淬火，再低温回火。–14、W18Cr4V是高速钢，含碳量是0.7%~0.8%，W的主要作用是提高红硬性和耐磨性、Cr的主要作用是提高淬透性，V的主要作用是提高红硬性和耐磨性。热处理工艺是球化退火、高温油淬火、三次回火，最后组织是回火马氏体+合金碳化物+残余奥氏体。–15、0Cr18Ni9Ti是低碳奥氏体不锈钢，Cr，Ni和Ti的作用分别是提高基体的电级电位、获得单相的奥氏体组织、形成碳化物限制碳的扩散，从而提高耐蚀性、防止晶间腐蚀。–16、金属材料中能有效阻止错位运动的方法有晶粒强化、固溶强化、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钢中最有效、最经济的强化手段。机械工程材料第八章合金钢中南大学机电工程学院（三）是非题–1.所有的合金元素都能提高钢的淬透性。2.调制钢的合金化主要考虑的提高其红硬性。3.合金元素对钢的强化效果主要固溶强化。4.T8钢比T12钢和40钢有更好的淬透性和淬硬性。5.奥氏体型不锈钢只能采用加工硬化。6.高速钢需要反复锻造是因为硬度高不易形成。7.T8与20MnVB相比，淬硬性和淬透性都较低。8.18-4-1高速钢采用很高温度淬火，其目的是使碳化物尽可能多的溶入奥氏体中，从而提高钢的红硬性。9.奥氏体不锈钢的热处理工艺是淬火后稳定化处理。10.所有合金元素均使Ms、Mf下降。机械工程材料第八章合金钢（×）（×）（×）（×）（×）（×）（×）（×）（×）（√）中南大学机电工程学院（四）选择正确答案–1.钢的淬透性主要取决于：a.含碳量；b.冷却介质；c.合金元素。–2.钢的淬硬性主要取决于：a.含碳量；b.冷却介质；c.合金元素。–3.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，应选用：–a.45钢经正火处理；b.60Si2Mn钢经淬火和中温回火；–c.40Cr钢经调制处理。–4.制造手用锯条应选用：–a.T12钢经淬火和低温回火；b.Cr12Mo钢经淬火和低温回火；–c.65钢经淬火后中温回火。–5.高速钢的红硬性主要取决于：–a.马氏体的多少；b.淬火加热时溶于奥氏体中的合金元素含量；–c.钢中的碳含量。–6.汽车、拖拉机的齿轮要求表面高耐磨性，中心有良好的强韧性，–应选用：–a.20钢渗碳后低温回火；b.40Cr淬火后高温回火；温表–c.20CrMnTi渗碳淬火后低温回火。机械工程材料第八章合金钢√√√√√√中南大学机电工程学院（四）选择正确答案（续）–7.托垃圾和坦克履带板受到严重的磨损及强烈的冲击，应用：–a.20Cr渗碳淬火后低温回火；b.Mn13经水韧处理；–c.W18Cr4V淬火后低温回火。–8.60Si2Mn钢的热处理工艺是：–a.淬火和低温回火；b.淬火和中文回火；c.再结晶退火。–9.热锻模应选用：a.Cr12MoV淬火和低温回火；–b.5CrNiMo调质处理；c.40Cr调质处理。–10.GCr15钢中Cr的平均含量为：–a.15%；b.1.5%；c.没有表示出来。–11.二次硬化属于：a.固溶强化；b.结晶强化；c.位错强化；–d.第二相强化。–12.欲制一耐酸容器，选用的材料和相应的热处理工艺为：–a.W18Cr4V，固溶处理；b.1Cr18Ni9稳定化处理；–c.1Cr18Ni9,固溶处理。–13.0Cr18Ni9钢固溶处理的目的是：a.增加塑性；b.提高强度；–c.提高耐蚀性。机械工程材料第八章合金钢√√√√√√√中南大学机电工程学院（五）综合分析题——略–1.试述固溶强化、加工硬化和弥散强化的强化原理，并说明三者的区别。2.合金元素是提高钢的回火稳定性的原因何在？3.什么是钢的回火脆性？下列几中钢中，那类钢的回火脆性严重，如何避免：45、40Cr、35SiMn、40CrNiMo。4.为什么说得到马氏体随后回火处理是钢中最经济而又最有效的强韧化方法？5.解释下列现象：a.在相同含碳量下，除了含镍、锰的合金钢外，大多数合金钢的热处理温度都比碳钢高；b.含碳量相同时，含碳化物形成元素的合金钢比碳钢具有较高的回火稳定性；c.含碳量〉=0.4%，含铬量12%的铬钢属于过共析钢，而含碳1.0%，含铬12%的钢属于莱氏体钢；d.高速钢在热锻或热轧后，经空冷获得马氏体组织；e.在相同含碳量下，合金钢的淬火变形和开裂现象不易产生；f.调质钢在回火后需快冷至室温；g.高速钢需高温淬火喝多促回火。机械工程材料第八章合金钢中南大学机电工程学院（五）综合分析题（续）–6.从资源情况分析我国合金结构钢的合金化方案的特点。7.为什么低合金高强钢用锰作为主要的合金元素？8.试述渗碳钢和调质钢的合金化及处理特点。9.有两种高强螺栓，一种直径为10mm，另一种直径为30mm，都要求有较高的综合机械性能：80,6。试问应选择什么材料及热处理工艺？10．为什么合金弹簧钢以硅为重要的合金元素？为什么要进行中温回火？机械工程材料第八章合金钢中南大学机电工程学院（五）综合分析题（续）–11．轴承钢为什么要用铬钢？为什么对非金属夹杂限制特别严格。12．简述高碳钢的成分、热处理和性能特点，并分析合金元素的作用。13．W18Cr4V钢的约为820℃，若以一般工具钢+30-50℃的常见方法来确定其淬火加热温度，最终热处理后能否达到高速切削刀具所要求的性能？为什么？其实际淬火温度是多少？W18Cr4V钢刀具在正常淬火后都要进行560℃三次回火，这又是为什么？14．不锈钢的固溶处理与稳定化处理的目的各是什么？15．试分析20CrMnTi钢和1Cr18Ni9Ti钢中Ti的作用。机械工程材料第八章合金钢中南大学机电工程学院–（五）综合分析题（续）16．试分析珠光体、马氏体和奥氏体耐热钢提高强度的主要手段。17．试分析合金元素Cr在40Cr,GCr15,CrWMn,1Cr18Ni9Ti,4Cr9Si2等钢中的作用。18．试就下列四个钢号：20CrMnTi,65,T8,40Cr讨论如下问题：a.在各种加热温度相同的情况下，比较其淬透性和淬硬性，并说明理由；b.各种钢的用途，热处理工艺，最终的组织。19．试画出经正常淬火后的W18Cr4V钢在回火时的回火温度与硬度的关系曲线。20．硬质合金有何特点？指出硬质合金YG8、YT15的类别、成分和用途。机械工程材料第八章合金钢