金屬材料及熱處理大作業(yè)

1、- - -金屬材料及熱處理大作業(yè)考試試卷一、問答題選材分析：1）請寫出齒輪類零件的主要性能要求，并據(jù)此從 40Cr、60Si2Mn、T8鋼中為車床齒輪選材。（ 5分） 答：主要性能要求：高彎曲疲勞強(qiáng)度、高接觸疲勞強(qiáng)度和 耐磨性、較高強(qiáng)度及沖擊韌性40Cr可以做為車床齒輪選材2）請設(shè)計相關(guān)熱處理工藝路線并說明最終熱處理工序的作用（ 10分） 答：熱處理工藝路線：正火調(diào)質(zhì)處理（淬火 +高溫回火）（軸頸）表面淬火 +低溫回火最終熱處理工序的作用：調(diào)質(zhì)處理獲得具有良好綜合機(jī)械性能的 S 組織；（軸頸）表面淬火 +低溫回火軸頸表 面獲得 M 以提高耐磨損性。3）指出經(jīng)上述處理后的齒輪的使用態(tài)組織。 （5

2、分）答：40Cr其組織是回火馬氏 體和殘余奧氏體，并殘存一定的淬火應(yīng)力?，F(xiàn)有形狀、 尺寸完全相同的三塊平衡狀態(tài)的鐵碳合金， 它們的碳含量分別為 0.4%、 1.2%和 3.5%，請根據(jù)鐵碳相圖回答下列問題： （ 25.0 分）1）指出上述三種鐵碳合金的類別并寫出其室溫組織； （9分）答：0.4%：亞共析鋼；亞共析鋼的室溫組織中，主要有：鐵素 體、珠光體1.2%：過共析鋼；過共析鋼的室溫組織中，主要有：珠光體、滲碳體3.5% :白口鑄鐵；白口鑄鐵的室溫組織中，主要有：變態(tài) 萊氏體、滲碳體2）上述三種鐵碳合金的室溫組織的形態(tài)特征，并簡述如何通過觀察其金相區(qū)別它們; （10 分）答:som （fp）

3、s且瞅析腫n含輝輒蘇繃如 糊矽 諛析制 組勵tp+c）、磚加似也fjc關(guān)畀鋼伽 白口 mw.申有楓 加馭I麴為（F+P）礁表體少勵20孤珠光齢的為4踰 姒中有Fe3C S 晶畀呈冋鵝抽皿糾有棘糊級施的鼬口椿熱 TOC o 1-5 h z 3）計算第一種合金室溫金相組織中珠光體的含量。（6分） 100%=50.55% 100%=50.55%P%=（0.4-0.0218）/（0.77-0.0218）試辨析以下金屬材料牌號并回答如下問題：（jT4 YlSCr4W Q195（ 22.0 分）1）說明各材料的類別及牌號中下劃線部分的意義。（10分）答：60Si2Mn:合金彈簧鋼，60：含碳量中間值0.6

4、%QT400-17:球墨鑄鐵，17:延伸率17%T10:碳素工具鋼，10:含碳量1.0%W18Cr4V:鎢系高速鋼，18:含鎢量為18%Q195:普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，195 :屈服強(qiáng)度2）請在上述材料中為以下零件選材：車刀、手工鋸條、彈簧；并寫出以上零件的最終 熱處理和使用態(tài)組織。（12分）答：車刀:W18Cr4V最終熱處理:淬火+550-570 （600） C回火三次；使用態(tài)組織 :M +K手工鋸條 : T10最終熱處理 : 淬火加低溫回火 ;使用態(tài)組織 : 淬火組織：馬氏體+碳化物 +殘余奧氏體，回火組織： 回火馬氏體 +碳化物彈簧 :60Si2Mn;最終熱處理：淬火 +中溫回火； 使用態(tài)組織

5、： T試根據(jù)金屬材料的特點(diǎn)回答如下問題： （ 15.0 分）1） 為何細(xì)晶粒鋼強(qiáng)度高，塑性、韌性也好？（ 5分）答：晶界一方面是滑移的主要障礙； 另一方面通過晶界自身變形協(xié) 調(diào)變形以維持相鄰晶粒變形保持連續(xù)；因此導(dǎo)致細(xì)晶強(qiáng)化。晶粒小晶界面積大變形抗力大強(qiáng)度大；晶粒小單位體積晶粒多變形分散相鄰晶粒不同滑移系相互協(xié)調(diào)；晶粒小晶界多不利于裂紋的傳播斷裂前承受較大的塑性變形。因此晶粒細(xì)化強(qiáng)度、硬度提高，塑性、韌性提高；細(xì)晶粒鋼強(qiáng)度高， 塑性、韌性也好。2） 奧氏體晶粒大小受哪些因素影響？（ 5分）加熱溫度和保溫時間； 加熱速度；鋼的化學(xué)成分的影響； 鋼的原始組織的影響3）試說明再結(jié)晶晶粒大小和哪些因素

6、有關(guān)。 （5 分）影舸再結(jié)晶晶粒度的天紊Ii）溫度T A D A 界訐移A 大預(yù)變形度火加鶴盤Si變殆匾寫再館AMtt的關(guān)轟5請分析金屬材料熱處理過程并回答如下問題:（共 預(yù)變形度火加鶴盤Si變殆匾寫再館AMtt的關(guān)轟5請分析金屬材料熱處理過程并回答如下問題:（共 18 分）（18.0 分）1）為什么鋼淬火后回火是鋼最有效的強(qiáng)化手段?10分）答:淬火形成M:固溶強(qiáng)化：過飽和C和Me, 位錯強(qiáng)化：高密度位錯細(xì)晶強(qiáng)化：極細(xì)小、不同取向的馬氏體束回火第二相強(qiáng)化：析出細(xì)小碳化物粒子基本保持了淬火態(tài)的細(xì)小晶粒、 高密度位錯及一定的固溶強(qiáng)化作 用。2）為什么過共析鋼的淬火溫度不選擇在答：ACCM以上？ 8分）如過共析鋼的淬火溫度選擇在 ACCM以上，