发布时间 : 星期日 文章机械工程材料复习题含答案 - 图文更新完毕开始阅读e247a493360cba1aa811da78
赵乾胜 10机本一班
使钢的强度、硬度降低。所以，加热温度应在Ac3以上。但温度不能超过Ac3过高，以防奥氏体晶粒粗化，淬火后获得粗大马氏体。 过共析碳钢淬火加热温度Ac1+（30～50℃），淬火后的组织为均匀而细小的马氏体和颗粒状渗碳体及残余奥氏体的混合组织。如果加热温度超过Accm，渗碳体溶解过多，奥氏体晶粒粗大，会使淬火组织中马氏体针变粗，渗碳体量减少，残余奥氏体量增多，从而降低钢的硬度和耐磨性。淬火温度过高，淬火后易得到含有显微裂纹的粗片状马氏体，使钢的脆性增加。
2.何谓球化退火？为什么过共析钢必须采用球化退火而不采用完全退火？ 答案：（1）将钢件加热到Ac1以上20～40℃，保温一定时间后随炉缓慢冷却至500℃后再出炉空冷。
（2）过共析钢不能采用完全退火，因为加热温度超过A ccm后，过共析钢的组织为单一的奥氏体，如果随后再缓慢地冷却，将得到层片状珠光体+网状二次渗碳体，不仅硬度高，难以切削加工，而且钢的脆性大，容易产生淬火变形及开裂。通过球化退火，使层状渗碳体变为球状渗碳体，以降低硬度，均匀组织、改善切削加工性，并为随后的淬火做好组织准备。
3.确定下列钢件退火方法，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 （2）ZG270-500的铸造齿轮 （3）锻造过热的45钢锻坯 （4）具有片状渗碳体的T12钢坯 答案：（1）经冷轧后的15钢钢板，要求降低硬度；
答：再结晶退火。目的：使变形晶粒重新转变为等轴晶粒，以消除加工硬化现象，降低了硬度，消除内应力。组织：铁素体和珠光体。 （2）ZG270-500的铸造齿轮
答：完全退火。因为铸造后的齿轮通常晶粒比较粗大，存在残余内应力。目的：细化晶粒，消除内应力。组织：铁素体和珠光体。 （3）锻造过热后的45钢锻坯；
答：完全退火。目的：细化晶粒，消除过热组织，消除内应力，降低硬度，改善切削加工性。组织：铁素体和珠光体。
（4）具有片状渗碳体的T12钢坯；
答：球化退火。目的：使层片状渗碳体和少量二次渗碳体变为球状渗碳体，以降低硬度，均匀组织、改善切削加工性，并为随后的淬火做好组织准备。组织：粒状珠光体。
4.某厂模锻锤锤杆，原采用45Cr钢油淬，650℃高温回火，硬度低，冲击韧性高，后改为淬火后450~500℃中温回火后其使用寿命大幅度提高。试分析原因。 答案：锻锤锤杆的断裂属于较小能量的多次冲击破坏，其寿命取决于材料的多冲抗力而不是冲击韧性。如图所示，45Cr钢油淬后经650℃高温回火，其冲击韧性αk值最高，但硬度和多冲抗力却低。45Cr淬火后在450－500℃进行中温回火多冲抗力最大。所以锤杆的寿命得到提高。
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5.由于保管员失职，不慎将45钢和T10钢混同当45钢发出，制成一批重要紧固螺钉，螺钉头部需经淬火回火处理，以得50-54HRC。问这批螺钉在使用过程中将可能产生什么后果？试从热处理工艺方面分析原因。
答案：按照螺钉头部的硬度要求，45钢的淬火加热温度是840℃，回火温度是280℃，而T10钢的淬火加热温度是780℃，当T10钢按照45钢的工艺参数进行热处理时，淬火加热温度高，奥氏体晶粒粗大，淬火后所得马氏体也粗大，脆性大，易淬裂。回火后的硬度为56-58HRC，韧性低，使用中易出现脆断，造成重大的设备损坏和人身伤亡事故。
1.45钢淬火后硬度为55HRC(约为538HBS），经高温回火后的硬度下降为240HBS，若再进行200℃低温回火，能否使其硬度升高？为什么？淬火后进行低温回火，硬度为53HRC（约为515HBS），若再进行400℃中温回火，能否使其硬度降低？为什么？ 答案：（1）不能，因为组织决定性能。45钢淬火后硬度为55HRC(538HBS)，经高温回火后的硬度下降为240HBS，其组织为回火索氏体，是稳定的组织，若再进行200℃低温回火，组织不会发生改变,所以硬度不会升高。
（2）能，因为组织决定性能。45钢淬火后进行低温回火，硬度为53HRC（515HBS），其组织为回火马氏体和残余奥氏体，不是稳定的组织，当温度升高时组织会发生转变。所以，再进行400℃中温回火，组织会转变为回火托氏体，硬度会降低。
2.分析45钢得到下列组织的热处理工艺 （1）粗片状珠光体+铁素体； （2）细片状珠光体+少量铁素体； （3）细小的粒状索氏体；
（4）表面是回火马氏体，心部是回火索氏体。 答案：（1）因为粗片状珠光体是奥氏体缓慢冷却转变中获得的，所以采用完全退火；（2）细片状珠光体是奥氏体较快的冷却转变中获得的，所以采用正火；（3）粒状索氏体是淬火加高温回火获得，所以采用调质处理；（4）调质处理可获得回火索氏体，而表面淬火只改变表面的组织，使表面成为马氏体，再进行低温回火即可获得表面的回火马氏体。所以采用调质处理+表面淬火+低温回火。
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3.共析钢加热到相变点以上，用图1 的冷却曲线冷却，各属于何种热处理方法？各应得到什么组织？
答案：
a是水冷淬火，组织是马氏体+残余奥氏体；b是分级淬火，组织是马氏体+残余奥氏体；c是油冷淬火，组织是托氏体+马氏体；d是等温淬火，组织是下贝氏体；e是正火，组织是索氏体；f是球化退火，组织是球状珠光体；g是等温球化退火，组织是球状珠光体。
4.T12钢加热到Ac1以上，用图2 的各种方法冷却，分析其所得到的组织。
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答案：a得到的组织是马氏体+残余奥氏体；b得到的组织是下贝氏体+马氏体+残余奥氏体；c得到的组织是下贝氏体。
5.一批45钢试样（尺寸Φ15*10mm），因其组织、晶粒大小不均匀，需采用退火处理。拟采用以下几种退火工艺；
（1）加热至700℃，保温足够时间，随炉冷却至室温； （2）加热至840℃，保温足够时间，随炉冷却至室温； （3）加热至1100℃，保温足够时间，随炉冷却至室温；
问上述三种工艺各得到何种组织？若要得到大小均匀的细小晶粒，选何种工艺最合适？
答案：（1）因其未达到退火温度，加热时没有经过奥氏体化，故冷却后依然是组织、晶粒大小不均匀的铁素体和珠光体。
（2）因其在退火温度范围内，加热时全部转化为晶粒细小的奥氏体，故冷却后得到组织、晶粒均匀细小的铁素体和珠光体。
（3）因其加热温度过高，加热时奥氏体晶粒剧烈长大，故冷却后得到晶粒粗大的铁素体和珠光体。
要得到大小均匀的细小晶粒，选第二种工艺最合适。
1.有两个含碳量为1.2%的碳钢薄试样，分别加热到780℃和860℃并保温相同时间，使之达到平衡状态，然后以大于VK的冷却速度冷却至室温。试问： （1）哪个温度加热淬火后马氏体晶粒较粗大？ （2）哪个温度加热淬火后马氏体含碳量较多？ （3）哪个温度加热淬火后残余奥氏体较多？ （4）哪个温度加热淬火后未溶碳化物较少？
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