(15分)名词解释(每小题3分)
过冷度2.正火3.奥氏体4.热加工5.调质处理
答案:
1.过冷度—理论结晶温度与实际结晶温度之差
正火—将钢件加热到Ac3或Accm以上30-50℃,保温适当时间后在静止的空气中冷却的热处理工艺,称为正火。
奥氏体—碳固溶于γ-Fe中形成的间隙固溶体称为奥氏体,用γ或A表示。
热加工—高于再结晶温度的塑性变形。
调质处理—将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理。
对于上述名词解释,如学生用自己的语言回答,考虑其对概念或名词含义理解程度酌情给分。
利用铁碳相图回答下列问题(15分)
写出Fe-Fe3C相图上①-⑥区的组织组成物,标明A,E,C,S,P,K各点的含碳量。
①区:___F+P_____②区:_____P___③区:P+Fe3CⅡ__
④区:P+Fe3CⅡ+Ld`⑤区:_Ld`____⑥区:_Fe3CⅠ+Ld`
A点:______0_____E点:___2.14%___C点:___4.3%__
S点:_____0.8%___P点:___0.02%__K点:__6.69%_
计算室温下含碳0.6%的钢中珠光体和铁素体各占多少?
说明含碳量1.0%的钢比含碳量为0.5%的钢的硬度高。
答:(1)空格中斜体部分为答案。(6分,每空格0.5分)
(2)(5分)
由杠杆定律得:
室温下含碳0.6%的钢中珠光体为:(0.6-0.02)/(0.8-0.02)100%=74.4%
室温下含碳0.6%的钢中铁素体为:100%-74.4%=25.6%
(3)含碳量1.0%的钢中含有硬度高的渗碳体,而含碳量为0.5%的含有较硬度较低的铁素体,故含碳量1.0%的钢比含碳量为0.5%的钢的硬度高。(4分)
三、简答(24分)(每小题4分)
1.在铸造生产中,采用哪些措施获得细晶粒组织?
2.说明实际金属晶体缺陷种类及特征。
3.石墨的形态对铸铁都有哪些影响?
4.常见的热处理方法有哪些?
5.什么是铝合金的固溶处理和时效处理。
6.回火的目的是什么,常用的回火操作有哪几种?
答案:
1.在铸造生产中,采用哪些措施获得细晶粒组织?
答:(1)增加过冷度(2)进行变质处理(3)附加振动
2.说明实际金属晶体缺陷种类及特征。
答:根据晶体缺陷的几何尺寸大小可分为三类:点缺陷,线缺陷,面缺陷。点缺陷的主要类型有空位和间隙原子。晶体中的线缺陷就是位错。面缺陷包括晶界、亚晶界和孪晶界。
简述石墨形态对铸铁的影响?
答:根据铸铁中石墨形态,铸铁可分为:(1)灰铸铁它是以片状石墨形式存在。(2)球墨铸铁它是铁液经过球化处理,使石墨呈球状的铸铁。(3)可锻铸铁它是白口铸铁通过可锻化退火,使石墨呈团絮状的铸铁
灰铸铁的抗拉强度和塑性就越低。球墨铸铁中石墨呈球状使球墨铸铁的抗拉强度、塑性和韧性、疲劳强度不仅高于其它铸铁,而且可以与相应组织的铸钢相比。可锻铸铁的石墨呈团絮状,因此它不但比普通灰铸铁具有较高强度,而且有较高的塑性和韧性。
4.常见的热处理方法有哪些?
答:退火、正火、淬火、回火、表面热处理、化学热处理。
5.什么是铝合金的固溶处理和时效处理。
答:当铝合金加热到α相区,保温后在水中快冷,其强度和硬度并没有明显升高,而塑性却得到改善,这种热处理称为固溶处理。固溶处理后铝合金的强度和硬度随时间而发生显著提高的现象,称为时效处理。
6.回火的目的是什么,常用的回火操作有哪几种?
答:回火的目的:1获得工件所需的组织。2稳定尺寸。3消除淬火内应力。
回火的种类:低温回火;中温回火;高温回火
对于上述简答,如学生用自己的语言回答,考虑其对含义理解程度酌情给分。
四、指出下列金属材料的类别(12分)(每空格0.5分)
(1)H68 黄铜 (2)W18Cr4V 高速钢 (3)Q235-A.F 普通碳钢
(4)1Cr18Ni9Ti 不锈钢 (5)GCr15 滚动轴承钢 (6)QT600-02 球墨铸铁
(7)45 优质碳素结构钢 (8)HT200 灰口铸铁 (9)55Si2Mn 合金弹簧钢
(10)KTH350-06 可锻铸铁 (11)T10A 优质碳素工具钢 (12)40Cr 合金调质钢
(13)20 优质碳素结构钢 (14)ChSnSb11-6 轴承合金 (15)Q235C 普通碳钢
(16)QSn4-3 锡青铜 (17)QAl7 铝青铜 (17)08 优质碳素结构钢 (19)T12 碳素工具钢 (20)Y30 易切削钢 (21)HT150 灰口铸铁
(22)35 优质碳素结构钢 (23)16Mn 低合金结构钢 (24)20Cr 合金渗碳钢
答案:表格中斜体部分为答案,上述填空如果按大类回答酌情给分。
五、综合应用题(14分)(每小题7分)
(1)某机床主轴选用45钢锻造毛坯,要求有良好的综合机械性能且轴径部分要耐磨(HRC50-55),试为其编写简明的工艺路线,并说明各热处理工序的作用。
(2)一批45钢小轴因组织不均匀,需采用退火处理。拟采用以下几种退火工艺:
缓慢加热至700℃,经长时间保温后随炉冷至室温;
缓慢加热至840℃,经长时间保温后随炉冷至室温;
缓慢加热至1100℃,经长时间保温后随炉冷至室温;
试说明上述三种工艺会导致小轴组织发生何变化?若要得到大小均匀的细小晶粒,选何种工艺最合适?
答案:
主轴的工艺路线:
下料→锻造→正火→粗加工→调质→半精、精加工→表面淬火、低温回火→精加工。
正火处理是为了得到合适的硬度,以便机械加工,同时为调质处理做好组织准备。
调质处理是为了使主轴得到高的综合机械性能和疲劳强度,为了更好地发挥调质效果,将它安排在粗加工后进行。
表面淬火是为了使轴径部分得到所需硬度,以保证装配精度和不易磨损。
(2)
缓慢加热至700℃,经长时间保温后随炉冷至室温,小轴的组织无变化。
缓慢加热至840℃,经长时间保温后随炉冷至室温,小轴的晶粒得到细化且比较均匀。
缓慢加热至1100℃,经长时间保温后随炉冷至室温,由于加热温度高、加热时间长,会使奥氏体晶粒粗化。
所以,为了要得到大小均匀的细小晶粒,选用第二种方法,即缓慢加热至840℃,经长时间保温后随炉冷至室温。
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