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金属材料与热处理复习思考题
一、判断题
1. 石墨化是指铸铁中碳原子析出形成石墨的过程。（）
2. 可锻铸铁可在高温下进行锻造加工。（ ）
3. 热处理可以改变铸铁中的石墨形态。（ ）
4. 球墨铸铁可通过热处理来提高其机械性能。（）
5. 采用整体淬火的热处理方法，可以显著提高灰铸铁的机械性能。（）
6. 采用热处理方法，可以使灰铸铁中的片状石墨细化，从而提高其机械性能。（）
7. 铸铁可以通过再结晶退火使晶粒细化，从而提高其机械性能。（）
8. 灰铸铁的减震性能比钢好。（ ）
二、 选择填空
1. 铸铁石墨化的几个阶段完全进行，其显微组织为（）
（a）F+G （b）F+P+G （c）P+G
2. 铸铁石墨化的第一、二阶段完全进行，第三阶段部分进行，其显微组织为（）
（a）F+G （b）P+G （c）F+P+G
3. 铸铁石墨化的第一、二阶段完全进行，第三阶段未进行，其显微组织为（）
（a）F+P+G （b）P+G （c）F+G
4. 提高灰口铸铁的耐磨性应采用（ ）
（a）整体淬火 （b）渗碳处理 （c）表面淬火
5. 机架和机床床身应用（ ）
（a）白口铸铁 （b）灰口铸铁 （c）麻口铸铁
三、综合分析题
１．试总结铸铁石墨化发生的条件和过程
２．试述石墨形态对铸铁性能的影响。
３．白口铸铁、灰口铸铁和碳钢，这三者在成分、组织和性能有何主要区别？
４．为什么一般机器的支架、机床的床身用灰口铸铁铸造？
５．出现下列不正常现象时，应采取什么有效措施予以防止和改善？
（１）灰口铸铁磨床床身铸造以后就进行切削，在切削加工后发生不允许的变形。
（２）灰口铸铁薄壁处出现白口组织，造成切削加工困难。
６．指出下列铸铁的类别、用途及性能的主要指标：
（１） HT150,HT400;
（２） KT350-10,KTZ700-2;
（３） QT420-10,MQT1200-1。
四、下面材料所属类别和应用实例
材料排号 类别 碳含量 典型热处理工艺 应用举例
Q235A 45 60Si2Mn 20CrMnTi W18Cr4V
五、简答题
１．钢中常存的杂质有哪些？硫、磷对钢的性能有哪些有益和有害的影响？
２．为什么比较重要的大截面的结构零件都必需用合金钢制造？与碳钢比较，合金钢有何优点？
３．合金钢中经常加入的合金元素有哪些？怎样分类？
４．为什么碳钢在室温下不存在单一奥氏体或单一铁素体组织，而合金钢中有可能存在这类组织？
５． 合金元素对回火转变有何影响？
６．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。
７．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？
８．什么是钢的回火脆性？下列几种钢中，哪类钢的回火脆性严重，如何避免？
45 40Cr 35SiMn 40CrNiMo
９．从资源情况分析我国合金结构钢的合金化方案的特点。
１０．为什么低合金高强钢用锰作为主要的合金元素？
１１．试述渗碳钢和调质钢的合金化及热处理特点。
１２．为什么合金弹簧钢以硅为重要的合金元素？弹簧淬火后为什么要进行中温回火？为了提高弹簧的使用寿命，在热处理后应采用什么有效措施？
１３．轴承钢为什么要用铬钢？为什么对钢中的非金属夹杂物限制特别严格？
１４． 解释下列现象
（１） 比碳钢高；
（２）含碳量相同时，含炭化物形成元素的合金钢比碳钢具有较高的回火稳定性；
（３）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%的在相同含碳量下，除了镍、锰的合金钢外，大多数合金钢的热处理温度都钢属于莱氏体钢；
（４）高速钢经热锻或热轧后，经空冷获得马氏体组织；
（５）在相同含碳量下，合金钢的淬火变形和开裂现象不易产生；
（６） 调质钢在回火后需快冷至室温；
（７） 高速钢需高温淬火和多次回火。
１５．W18Cr4V钢的Ac1为820℃,若以一般工具钢Ac1＋30~50℃的常规方法来确定其淬火温度，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？
１６．直径为25mm的40CrNiMo棒料毛坯，经正火处理后硬度高很难切削加工，这是什么原因？设计一个最简单的热处理方法以提高其机械加工性能。
１７．某厂的冷冲模原用W18Cr4V钢制造，在使用时经常发生崩刃、掉渣等现象，冲模寿命很短；后改用W6Mo5Cr4V2钢制造，热处理时采用抵温淬火（1150℃），冲模寿命大大提高。试分析其原因。
１８ 一些中、小工厂在用Cr12型钢制造冷作模具时，往往是用原钢料直接进行机械加工或稍加改锻后进行机械加工，热处理后送交使用，经这种加工的模具寿命一般都比较短。改进的措施是将毛坯进行充分地锻造，这样的模具使用寿命有明显提高。这是什么原因？
１９．不锈钢的固溶处理与稳定化处理的目的各是什么？
２０．试分析20CrMnTi钢和1Cr18Ni9Ti钢中Ti的作用
２１．试分析合金元素Cr在40Cr、GCr15、CrWMn、1Cr13、1Cr18Ni9Ti等钢中的作用
２２．试就下列四个钢号：20CrMnTi、65、T8、40Cr讨论下列问题：
（１）在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；
（２）各种钢的用途，热处理工艺，最终的组织。
２３．硬质合金有何特点？指出硬质合金YG8、YT15的类别、成分和用途。
２４．要制造机床主轴、拖拉机后桥齿轮、铰刀、汽车板簧等。拟选择合适的钢种，并提出热处理工艺。其最后组织是什么？性能如何？
２５．某工厂生产一种柴油机的凸轮，其表面要求具有高硬度（>HRC50）,而零件心部要求具有良好的韧性（ak50>j/c㎡），本来是采用45钢经调质处理后再在凸轮表面上进行高频淬火，最后进行低温回火。现因工厂库存的45钢已用完，只剩下15号钢，试说明以下几个问题。
（１） 原用45钢各热处理工序的目的。
（２）该用15钢后，仍按45钢的上述工艺路线进行处理，能否满足性能要求？为什么？
改用15钢后，应采用怎样的热处理工艺才能满足上述性能要求？为什么？
六、选择适宜材料并说明常用的热处理方法名称候选材料选用材料热处理方法最终组织
机床床身 T10A, KTZ450-06, HT200
汽车后桥齿轮 40Cr, 20CrMnTi, 60Si2Mn
滚动轴承 GCr15, Cr12, QT600-2
锉刀 9SiCr, T12, W18Cr4V
汽车板簧 45, 60Si2Mn, T10
钻头 W18Cr4V，65Mn, 20
桥梁 1Cr13, 16Mn, Q195
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