题目
例 8：选材设计一个车床主轴。该主轴受交变弯曲和扭转的复合应力，载荷和转速均不高，冲击载荷也不大，轴颈部要求耐磨。 请选材并设计热处理工序。需说明各热处理工序的作用，画出工艺曲线， 并指出热处理后的组织。（备选材料45、T8、20CrMnTi ）
例 8：选材设计一个车床主轴。该主轴受交变弯曲和扭转的复合应力，载荷和转速均不高，冲击载荷也不大，轴颈部要求耐磨。 请选材并设计热处理工序。需说明各热处理工序的作用，画出工艺曲线， 并指出热处理后的组织。（备选材料45、T8、20CrMnTi ）
题目解答
答案
答：1)正火（或完全退火） ：消除锻造应力、调整硬度、细化晶粒；组织：S+F2)调质（淬火 +高温回火[1]）：使钢获得综合性能好；组织：S 回3)表面淬火 +低温回火：提高表面硬度和耐磨性；组织：表面M 回心部 S 回最新工程材料试题及答案解析工程材料试题30
解析
步骤 1：选择材料
根据题目要求，主轴需要承受交变弯曲和扭转的复合应力，载荷和转速均不高，冲击载荷也不大，轴颈部要求耐磨。因此，需要选择一种具有良好的综合机械性能和耐磨性的材料。在备选材料中，45钢和T8钢都是碳素钢，而20CrMnTi是一种合金钢，具有更好的综合性能和耐磨性。因此，选择20CrMnTi作为主轴材料。
步骤 2：正火（或完全退火）
正火（或完全退火）的目的是消除锻造应力、调整硬度、细化晶粒。正火（或完全退火）后，材料的组织为珠光体（P）和铁素体（F）的混合物。
步骤 3：调质（淬火 +高温回火）
调质（淬火 +高温回火）的目的是使钢获得综合性能好的组织。淬火后，材料的组织为马氏体（M），高温回火后，材料的组织为回火索氏体（S 回）。
步骤 4：表面淬火 +低温回火
表面淬火 +低温回火的目的是提高表面硬度和耐磨性。表面淬火后，材料的表面组织为马氏体（M），低温回火后，材料的表面组织为回火马氏体（M 回），心部组织为回火索氏体（S 回）。
根据题目要求，主轴需要承受交变弯曲和扭转的复合应力，载荷和转速均不高，冲击载荷也不大，轴颈部要求耐磨。因此，需要选择一种具有良好的综合机械性能和耐磨性的材料。在备选材料中，45钢和T8钢都是碳素钢，而20CrMnTi是一种合金钢，具有更好的综合性能和耐磨性。因此，选择20CrMnTi作为主轴材料。
步骤 2：正火（或完全退火）
正火（或完全退火）的目的是消除锻造应力、调整硬度、细化晶粒。正火（或完全退火）后，材料的组织为珠光体（P）和铁素体（F）的混合物。
步骤 3：调质（淬火 +高温回火）
调质（淬火 +高温回火）的目的是使钢获得综合性能好的组织。淬火后，材料的组织为马氏体（M），高温回火后，材料的组织为回火索氏体（S 回）。
步骤 4：表面淬火 +低温回火
表面淬火 +低温回火的目的是提高表面硬度和耐磨性。表面淬火后，材料的表面组织为马氏体（M），低温回火后，材料的表面组织为回火马氏体（M 回），心部组织为回火索氏体（S 回）。