题目

共析碳钢奥氏体化过程包括（奥氏体核）、（奥氏体长大）、（残余Fe3C溶解）和（奥氏体成分均匀化）。7．高速钢需要反复进行锻造的目的是（打碎莱氏体中的粗大碳化物）。二、是非题（请在正确的题后标出“√”，在错误的题后标出“×”）1．金属晶体各向异性的产生，与不同晶面和晶向上原子排列的方式和密度不同，致使 原子的结合力大小等因素密切相关。（√）2．合金的基本相包括固溶体、金属化合物和这两者的机械混合物三大类。（×）3．在铸造生产中，为使铸件的晶粒细化，我们可通过降低金属型的预热温度，提高金属的浇注温度等措施来实现。（√）4．淬火加热高温回火[1]处理称为调质处理。处理后获得回火索氏体组织，具有综合机械性能好的特点。（√）5．固溶时效处理是铝合金的主要强化手段之一。（√）6．65Mn是低合金结构钢。（×）7．马氏体是碳在α-Fe中的过饱和固溶体，由奥氏体直接转变而来，因此，马氏体与转变前的奥氏体的含碳量相同。（√）8.钢中合金元素含量越多，则淬火后钢的硬度越高。（×）9.某钢材加热条件相同时，小件比大件的淬透性好。（×）10.铸铁中的可锻铸铁是可以进行锻造的。（×）三、画图和计算题 1．在图1.1中分别画出纯铁（0 1 1）、（ 1）晶面及[1 1]、[0 1 1]晶向。并指出当纯铁在室温下进行拉申加工时应该沿着上述两个晶面、晶向生产变形（即滑移）？图1.1因为纯铁在室温下为体心立方晶体结构，滑移系为(1 1 0)×<1 1 1>，所以应该沿上述的（0 1 1）晶面的[1 1 1]晶向产生变形。 图1.22.按照下面给出的条件，示意画出二元合金的相图，并填出各区域的相组分或者组织组分（只填一种即可）。根据相图画出合金的硬度与成分的关系曲线。已知A、B组元在液态时无限溶解，在固态时能形成共晶，共晶成分为含B量35%；A组元在B组元中有限固溶，溶解度在共晶温度时为15%，在室温时为10%；B组元在A组元中不能溶解。组B元比A组元的硬度高。解答:正确相图与成分标注如图1.3(a)所示。 （1）相组分见(a)图 （2）组织组分见(b)图（3）硬度与成分关系见(c)图 图1.3 3．现有A、B两种铁碳合金。A的显微组织为珠光体的量占75%，铁素体的量占25%；B的显微组织为珠光体的量占92%，二次渗碳体的量占8%。请计算并回答：（1）这两种铁碳合金按显微组织的不同分属于哪一类钢？（2）这两种钢铁合金的含碳量各为多少？（3）画出这两种材料在室温下平衡状态时的显微组织示意图，并标出各组织组成物的名称。解(1)A:亚共析钢; B:过共析钢。（2）①设A钢的含碳量为X1或 ②设B钢的含碳量为X2或 答：B钢的含碳量为1.24%4．在拉拔铜材的过程中，需要进行中间退火时，其退火温度约为多少（即确定其再结晶退火的温度，铜的熔点为1083℃）？解:再结晶温度 铜的再结晶退火温度四、问答题1．某汽车齿轮选用20CrMnTi材料制作，其工艺路线如下： 下料→锻造→正火①→切削加工→渗碳②、淬火③、低温回火④→喷丸→磨削加工。请分别说明上述①、②、③和④四项热处理工艺的目的及工艺。答:①正火目的：使组织均匀化、细化、改善加工性能。正火工艺：加热至Ac3+(30~50)℃，空气中冷却。②渗碳目的：提高齿轮表面的含碳量，为淬火作准备。 渗碳工艺：在900～℃进行。③淬火目的：使渗碳层获得最好的性能，即获得高的齿面硬度，耐磨性及疲劳强度，并保持心部的强度及韧性。淬火工艺：渗碳后，油冷。④低温回火目的：减少或消除淬火后应力，并提高韧性。低温回火工艺：加热至（150～200）℃进行。2．简答零件选材的原则。答：机器零件选材的三个原则是：使用性能原则，工艺性能原则及经济性原则。3．已知下列四种钢的成分，请按序号填出表格。 还没有人发表过观点，你还不做第一个？窗体顶端查看全部条评论>>表情提示：确定________0/100

共析碳钢奥氏体化过程包括（奥氏体核）、（奥氏体长大）、（残余Fe3C溶解）和（奥氏体成分均匀化）。7．高速钢需要反复进行锻造的目的是（打碎莱氏体中的粗大碳化物）。二、是非题（请在正确的题后标出“√”，在错误的题后标出“×”）1．金属晶体各向异性的产生，与不同晶面和晶向上原子排列的方式和密度不同，致使  原子的结合力大小等因素密切相关。（√）2．合金的基本相包括固溶体、金属化合物和这两者的机械混合物三大类。（×）3．在铸造生产中，为使铸件的晶粒细化，我们可通过降低金属型的预热温度，提高金属的浇注温度等措施来实现。（√）4．淬火加热高温回火[1]处理称为调质处理。处理后获得回火索氏体组织，具有综合机械性能好的特点。（√）5．固溶时效处理是铝合金的主要强化手段之一。（√）6．65Mn是低合金结构钢。（×）7．马氏体是碳在α-Fe中的过饱和固溶体，由奥氏体直接转变而来，因此，马氏体与转变前的奥氏体的含碳量相同。（√）8.钢中合金元素含量越多，则淬火后钢的硬度越高。（×）9.某钢材加热条件相同时，小件比大件的淬透性好。（×）10.铸铁中的可锻铸铁是可以进行锻造的。（×）三、画图和计算题 1．在图1.1中分别画出纯铁（0 1 1）、（  1）晶面及[1 1]、[0 1 1]晶向。并指出当纯铁在室温下进行拉申加工时应该沿着上述两个晶面、晶向生产变形（即滑移）？图1.1因为纯铁在室温下为体心立方晶体结构，滑移系为{1 1 0}×<1 1 1>，所以应该沿上述的（0 1 1）晶面的[1 1 1]晶向产生变形。                         图1.22.按照下面给出的条件，示意画出二元合金的相图，并填出各区域的相组分或者组织组分（只填一种即可）。根据相图画出合金的硬度与成分的关系曲线。已知A、B组元在液态时无限溶解，在固态时能形成共晶，共晶成分为含B量35%；A组元在B组元中有限固溶，溶解度在共晶温度时为15%，在室温时为10%；B组元在A组元中不能溶解。组B元比A组元的硬度高。解答:正确相图与成分标注如图1.3(a)所示。    （1）相组分见(a)图  （2）组织组分见(b)图（3）硬度与成分关系见(c)图                              图1.3 3．现有A、B两种铁碳合金。A的显微组织为珠光体的量占75%，铁素体的量占25%；B的显微组织为珠光体的量占92%，二次渗碳体的量占8%。请计算并回答：（1）这两种铁碳合金按显微组织的不同分属于哪一类钢？（2）这两种钢铁合金的含碳量各为多少？（3）画出这两种材料在室温下平衡状态时的显微组织示意图，并标出各组织组成物的名称。解(1)A:亚共析钢;   B:过共析钢。（2）①设A钢的含碳量为X1或  ②设B钢的含碳量为X2或   答：B钢的含碳量为1.24%4．在拉拔铜材的过程中，需要进行中间退火时，其退火温度约为多少（即确定其再结晶退火的温度，铜的熔点为1083℃）？解:再结晶温度  铜的再结晶退火温度四、问答题1．某汽车齿轮选用20CrMnTi材料制作，其工艺路线如下： 下料→锻造→正火①→切削加工→渗碳②、淬火③、低温回火④→喷丸→磨削加工。请分别说明上述①、②、③和④四项热处理工艺的目的及工艺。答:①正火目的：使组织均匀化、细化、改善加工性能。正火工艺：加热至Ac3+(30~50)℃，空气中冷却。②渗碳目的：提高齿轮表面的含碳量，为淬火作准备。 渗碳工艺：在900～℃进行。③淬火目的：使渗碳层获得最好的性能，即获得高的齿面硬度，耐磨性及疲劳强度，并保持心部的强度及韧性。淬火工艺：渗碳后，油冷。④低温回火目的：减少或消除淬火后应力，并提高韧性。低温回火工艺：加热至（150～200）℃进行。2．简答零件选材的原则。答：机器零件选材的三个原则是：使用性能原则，工艺性能原则及经济性原则。3．已知下列四种钢的成分，请按序号填出表格。

 

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一、填空题

  1. 共析碳钢奥氏体化过程的四个阶段：奥氏体形核（题目中“奥氏体核”应为“奥氏体形核”的简称）、奥氏体长大、残余Fe₃C溶解、奥氏体成分均匀化，这是钢铁热处理中奥氏体化的标准步骤。
  2. 高速钢中含大量莱氏体（共晶碳化物），锻造可打碎粗大碳化物，使其均匀分布，改善性能，这是高速钢锻造的主要目的。

二、是非题

  1. √：金属晶体各向异性源于不同晶面/晶向上原子排列方式和密度差异，导致结合力不同，此为晶体各向异性的本质。
  2. ×：合金基本相仅包括固溶体和金属化合物，机械混合物是组织而非相。
  3. √：降低金属型预热温度和提高浇注温度可增大过冷度，细化晶粒，是铸造细化晶粒的常用措施。
  4. √：淬火+高温回火称为调质处理，得到回火索氏体，具有良好综合机械性能，是重要热处理工艺。
  5. √：固溶时效（淬火+时效）是铝合金主要强化手段，通过析出细小强化相提高强度。
  6. ×：65Mn是合金弹簧钢，含碳量0.65%，锰为合金元素，属于工具钢/弹簧钢，非低合金结构钢。
  7. √：马氏体是碳在α-Fe中的过饱和固溶体，由奥氏体无扩散转变而来，含碳量与原奥氏体相同。
  8. ×：淬火硬度取决于马氏体含碳量，合金元素需形成碳化物或细化晶粒才能提高硬度，并非含量越多硬度越高。
  9. ×：淬透性是材料固有属性，与零件大小无关，小件淬透性可能因冷却快而淬透层深，但淬透性本身不变。
  10. ×：可锻铸铁是白口铸铁经石墨化退火得到，含团絮状石墨，仍不可锻造，名称易误导。

三、画图和计算题

  1. 纯铁滑移系：体心立方（BCC）的滑移系为{110}<111>，（011）属于{110}，[111]属于<111>，故沿该晶面和晶向滑移。
  2. 二元合金相图：根据条件，液态无限溶解，固态共晶（35%B），A中B有限固溶（共晶温度15%，室温10%），B不溶于A，硬度随B含量增加而升高，相图需标注液相区、α+L、β+L、共晶组织、α相析出等，硬度曲线呈上升趋势。
  3. 铁碳合金含碳量计算：
    • A（亚共析钢）：珠光体（P）75%，铁素体（F）25%，含碳量$w_c=0.75×0.77\%≈0.5775\%$（P含碳0.77%，F含碳≈0）。
    • B（过共析钢）：珠光体92%，二次渗碳体（Fe₃CⅡ）8%，含碳量$w_c=0.92×0.77\%+0.08×6.69\%≈1.24\%$（Fe₃CⅡ含碳6.69%）。
  4. 铜的再结晶退火温度：再结晶温度$T≈0.4T_m$（$T_m$为熔点，绝对温度），$T_m=1083+273=1356K$，$T≈0.4×1356-100≈442℃$（通常取$0.3-0.5T_m$，减100-200℃避免晶粒长大）。

四、问答题

  1. 热处理工艺目的：
    • 正火：细化晶粒、均匀组织、改善切削性能，加热至$Ac_3+(30-50)℃$，空冷。
    • 渗碳：提高表面含碳量（0.8-1.2%），形成高硬度渗碳层，900-950℃渗碳（气体/固体渗碳）。
    • 淬火：使渗碳层形成马氏体，心部形成索氏体/屈氏体，油冷（防止变形）。
    • 低温回火：消除淬火应力，提高韧性，150-200℃回火，得到回火马氏体。
  2. 选材原则：使用性能（力学、化学性能）、工艺性能（铸造、切削、热处理性能）、经济性（材料成本、加工成本、使用寿命）。