发布时间 : 星期一 文章工程材料及机械制造基础习题答案（doc 33页）更新完毕开始阅读3402de93443610661ed9ad51f01dc281e53a568c
6、正火与退火的主要区别是什么？如何选用？
正火的冷却速度比退火稍快，过冷度稍大。组织较细，强度、硬度较高。 选用：（1） 从切削加工性方面考虑，低碳钢用正火提高硬度，而高碳钢用退火降低硬度，以便于切削加工。（2）从使用性能上考虑，对零件性能要求不高，可用正火作为最终热处理；当零件形状复杂、厚薄不均时，采用退火；对中、低碳钢，正火比退火力学性能好。（3）从经济上考虑，正火冷却不占用设备，操作简便，生产周期短，能耗少，故在可能条件下，应优先考虑正火处理。 7、淬火的目的是什么？常用的淬火方法有哪几种？
淬火目的：提高钢的强度、硬度和耐磨性。方法有：单液淬火 、双液淬火 、分级淬火 、等温淬火 等。
8、为什么要进行表面淬火？常用的淬火方法有哪些？各用在什么场合？ 为使零件表面具有高的硬度和耐磨性。分为感应加热淬火和火焰淬火。感应加热淬火适宜大批量生产，火焰淬火适宜单件或小批量生产的大型零件和需要局部表面淬火的零件。
9、淬透性与淬硬深度、淬硬性有哪些区别？影响淬透性的因素有哪些？ 淬透性指钢在淬火时获得M的能力，在规定的淬火条件下决定着钢材淬硬深度和硬度分布。而淬硬深度虽然取决于钢的淬透性，但规定条件改变，淬硬深度改变。淬硬性是指钢在淬火时所获得的最高硬度，反映钢材在淬火时的硬化能力取决于M的碳的质量分数。影响淬透性的因素有钢材的化学成分和A化条件（临界冷却速度）。 10、回火的目的是什么？常用的回火操作有哪些？试指出各种回火操作得到的组织、性能及运用范围？ 回火的目的：（1）降低脆性；（2）消除或减少内应力，防止变形和开裂；（3）获得工件所要求的使用性能 ；（4）稳定组织；
低温回火：150 ～ 250 ℃。回火马氏体。高硬耐磨。刃具，轴承，冷作磨具等。 中温回火：350 ～ 500 ℃。回火屈氏体。高的屈服极限，弹性极限和韧性。弹簧，热作磨具。
高温回火 （调质处理） ：500 ～ 650 ℃。回火索氏体。较好的综合机械性能。连杆，轴，齿轮等。
11、什么是调质？调质的主要目的是什么？钢在调质后是什么组织？
调质：淬火后高温回火。目的：使钢得到综合的力学性能。调质后的组织为索氏体。
12、指出下列工件的淬火及回火温度，并说明回火后获得的组织及其大致硬度。 （1）45钢小轴（要求综合性能） 淬火温度Ac3以上30~50℃，回火温度500~650℃，回火后获得的组织为索氏体，硬度大致为25~30HRC。 （2）60弹簧钢
淬火温度Ac3以上30~50℃，回火温度250~500℃，回火后获得的组织为贝氏体，硬度大致为40~50HRC。 （3）T12锉刀
淬火温度Ac1以上30~50℃，回火温度150~250℃，回火后获得的组织为马氏体，硬度大致为62~65HRC。 13、化学热处理的基本过程是什么？常用的化学热处理方法有哪些？其目的是什么？
过程：奖工件放在一定的活性介质中加热，保温，使介质中的活性原子渗入工件的表层，从而改变表层的化学成分、组织和性能。常用的化学热处理方法有渗碳、渗氮和碳氮共渗。目的是使工件心部有足够的强度和韧性，而表面具有高的硬度和耐磨性；提高工件的疲劳强度和表面耐蚀性、耐热性等。 14、渗碳、渗氮的目的是什么？试述其应用范围。
渗碳的目的：提高工件表面的硬度、耐磨性和疲劳强度等。多用于低碳钢和低碳合金钢制成的齿轮、活塞销、轴类零件等重要零件。
渗氮的目的：提高工件表面的硬度、耐磨性、耐蚀性和疲劳强度等。常用于在交变应力下工作的各种结构件。
15、机床摩擦片用于传动或主轴刹车，要求耐磨性好。选用15钢渗碳后淬火，要求渗碳层0.4~0.5mm，淬火后硬度为40~45HRC。加工工艺路线如下，试说明其中各热处理工序的目的。
下料→机加工→先渗碳后淬火及回火→机加工→回火
渗碳后淬火提高表面的硬度和耐磨性；第一次回火得到回火索氏体，得到所需的力学性能；；第二次回火消除加工硬化和残余应力并使摩擦片定型。 16、金属的氧化处理、磷化处理和钝化处理的目的是什么？试述他们在工业上的实际运用情况。
氧化处理目的是：防止金属腐蚀及机械磨损，装饰产品；消除内应力。用于精密仪器、仪表、工具、模具。
磷化处理目的是：使金属表面的吸附性、耐蚀性及减摩性得到改善。用于钢铁制品油漆层的底层、冷加工过程中的减摩及零件的防锈。
钝化处理的目的是：提高金属表面耐蚀性及装饰效果。用于电镀层的处理工艺。 17、电火花表面强化和喷丸表面强化的目的和基本原理是什么？
电火花表面强化 的目的：使金属表面物理和化学性能得到改善。基本原理：在电极与工件间接上电源，由于振动器的作用使电极与工件间的放电间隙频繁变化，电极与工件间不断产生火花放电，从而使使电机电极的材料黏结、覆盖在工件上，在工件表面形成强化层。
喷丸表面强化的目的：提高材料的屈服强度及抗疲劳性能。基本原理：将大量高运动的弹丸喷射到工件表面，使其表面产生强烈的塑性变形和压应力从而获得一定厚度的强化层表面》
18、离子注入的基本原理是什么？试说明离子注入的应用情况。
基本原理：将工件放入离子注入机中，在几十至几百千伏的电压下，把所需元素的离子注入到工件表面。应用情况：提高工件的使用寿命、降低磨损速度和耐蚀能力。
第四章 钢铁材料及其用途（P53）
1、碳钢按质量和用途可分为几类？试举例说明。
按钢中含碳量分为：低碳钢、中碳钢和高碳钢，低碳钢Wc≤0.25％，中碳钢Wc在0.25％～0.6％之间，高碳钢Wc≥0.6％。
按钢的质量分为：普通碳素钢，Ws≤0.055％ ，Wp≤0.045％；优质碳素钢，Ws≤0.040％ Wp≤0.040％；高级优质碳素钢，Ws≤0.030％，Wp≤0.035％。 按用途可分为：碳素结构钢和碳素工具钢 ，碳素结构钢如15、25、40等，碳素工具如T7、T8等，碳的质量分数一般在0.60%以上。
2、分析说明优质碳素结构钢中，为什么碳的质量分数的差异会造成较大的性能差异？
优质碳素结构钢由F、P、组成，而这两种组元力学性能差异很大，随碳的质量分数的增加F减少，P增加，导致性能的差异。
3、合金钢中经常加入的合金元素有哪些？这些合金元素对钢的力学性能和热处理工艺有何影响？
合金钢中经常加入的合金元素有锰、硅、铬、镍、钼、钨、钒、钛、硼、磷和稀土等。这些合金元素对钢的力学性能的作用：1）固溶强化铁素体；2）第二相强化；3）细晶强化。对钢的热处理工艺的作用：1）提高钢的淬透性；2）提高钢的回火稳定性；3）使钢获得特殊性能。
4、什么是合金调质钢？其主要用途是什么？其所含主要合金元素有哪些？ 合金调质钢：其碳的质量分数在0.3%~0.6%，经过淬火+高温回火热处理后得到回火索氏体的合金钢。主要用途：制造受力复杂，要求具有综合力学性能的重要零件。所含主要合金元素有：Cr、Mn、Ni、Mo等。
5、优质碳素钢的牌号是如何规定的？45钢的化学成分、抗拉强度、屈服强度分别是多少？
优质碳素钢的牌号是两位数，表示该钢号平均的碳的质量分数的百分数。45钢的化学成分为碳的质量分数在0.42~0.50%之间，Si在0.17~0.37之间，Mn在0.50~0.80之间。抗拉强度600Mpa，屈服强度355Mpa。 6、什么是合金渗碳钢和合金弹簧钢？常用的钢种有哪些？
合金渗碳钢：Wc在0.15～0.25%，热处理方式渗碳后淬火加低温回火，常用钢种20Cr、20CrMnSi。合金弹簧钢：碳的质量分数在0.5~0.85%之间，经淬火、中温回火后使用的钢种，，常用钢种65Mn、50CrV。
7、试述不锈钢、耐热钢以及耐磨钢的主要合金元素。
不锈钢主要合金元素：Cr、Ni、Ti。耐热钢合金元素：Cr、Si、Al。耐磨钢合金元素：Mn。
8、碳素工具钢的牌号是如何规定的？碳素工具钢的主要用途是什么？
碳素工具钢的牌号为T+数字，其中数字表示碳的质量分数的千分之几。主要用途是作手工工具及量具。
9、指出下列合金钢的类别、用途和各合金元素的质量分数及主要作用。
（1）40CrNiMo——合金调质钢，用作制造综合力学性能良好的零件，各合金元素的质量分数均小于1.5%。
(2)60Si2Mn——合金弹簧钢，用作制造弹性极限和疲劳极限要求高的零件，Si质量分数为2%，Mn质量分数均小于1.5%。
（3）9SiCr——低合金工具钢，用作制造手工工具量具等，各合金元素的质量分数均小于1.5%。
（4）Cr12MoV——高合金工具钢，用作制造刀具，Cr质量分数为12%，Mo、V质量分数均小于1.5%。
（5）37CrNi3——合金调质钢，用作制造综合力学性能良好的零件，Cr质量分数均小于1.5%，Ni质量分数为3%，
10、灰口铸铁可分哪几类？影响其组织和性能的因素有哪些？ 分为：灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁特、蠕墨铸铁。 影响其组织的因素主要是工艺方法（在浇注前加入硅铁）。影响其性能的因素有：基体组织，石墨的形态、数量、大小和分布。
11、试述灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁的主要用途？并说明为什么石墨的差异会带来性能上的差异？
灰铸铁因石墨的存在，如同在钢的机体上分布有无数的孔洞，石墨的形态、数量、大小和分布，决定其性能，石墨片越多越粗大，分布越集中，影响越大；
12、三块形状和颜色完全相同的铁碳合金，分别为15钢、60钢和白口铸铁，用什么简便方法可迅速区分它们？
用划痕法比较它们的硬度，硬度从低到高分别为15钢、60钢和白口铸铁。 13、灰铸铁中石墨是以什么形态存在于钢的基体上？对铸铁的使用性能有何影响？
灰铸铁中石墨以片状存在于钢的基体上，因石墨的力学性能较低，如同在钢的机体上分布有无数的孔洞，致使灰铸铁的抗拉强度、塑性、韧性比钢低得多。 14、什么是石墨化过程？影响石墨化过程的因素主要有哪些？
石墨化过程：碳以石墨的形式析出的过程。即铸铁中石墨形成的过程。影响石墨化过程的因素主要有：化学成分和冷却速度。
15、灰铸铁按基体组织的差异可分为哪三种？性能上有何差异？
按基体组织的差异可分为：铁素体灰铸铁、珠光体灰铸铁和珠光体-铁素体灰铸铁。珠光体灰铸铁力学性能最好，珠光体-铁素体灰铸铁次之，铁素体灰铸铁性能最差。
16、说明下列铸铁牌号的含义。
17、如何使铸铁中的石墨的形态成团絮状形式存在？可锻铸铁是否可锻？
用碳、硅含量较低的铁液浇注成白口铁铸件 ，再经过长时间的高温退火形成。不可锻。
18、如何通过“球化处理”使铸铁中石墨以球状形态存在？球墨铸铁常用的热处理工艺有哪些？
在浇注前向铁液中加入适量的球化剂和孕育剂，使碳呈球状析出。球墨铸铁常用的热处理工艺——回火。
19、什么是合金铸铁？耐蚀铸铁主要添加了哪些合金元素？ 向铸铁中加入某些合金元素，从而获得具有特殊性能的铸铁。耐蚀铸铁主要添加了Al、Si、Cr等合金元素。
第五章非铁材料（P72）
1、铝合金是如何分类的？各类铝合金可通过哪些途径进行强化？
铝合金分为变形铝合金（防锈铝合金、硬铝合金、超硬铝合金、锻铝合金）和铸造铝合金（铝硅合金、铝铜合金、铝镁合金、铝锌合金）两大类。 防锈铝合金——退火；硬铝合金——淬火+自然时效：超硬铝合金——淬火+人工时效：锻铝合金——淬火+人工时效；铝镁合金、铝镁合金、铝硅合金——淬火+部分时效；铝铜合金、铝锌合金——人工时效。
2、变形铝合金包括哪几类铝合金？用LY1作铆钉应在何状态下进行铆接？在何时得到强化？
变形铝合金包括：防绣铝合金、硬铝合金、超硬铝合金、锻铝合金。用LY1作铆钉应在淬火＋自然失效状态下进行铆接。失效时得到强化。
3、铝合金的淬火与钢的淬火有何异同？从加热、冷却和组织强化等方面予以说明。
铝合金具有自淬火功能，其组织强化需经失效处理。而钢的淬火需经加热、保温和冷却等过程，冷却速度不同所得组织也不同，只有冷却速度大于临界冷却速度才能得到全部的马氏体。