机械工程材料作业及思考题大全

作业及思考题思考题1.什么是强度？什么是硬度？硬度与耐磨性关系如何？2.实际晶体中存在哪些晶体缺陷？它们对金属性能有什么影响？3.试比较下列铸造条件下(其它条件相同),铸件晶粒的大小。①金属模浇注与砂模浇注；②铸成薄壁件与铸成厚壁件；③高温浇注与低温浇注；④浇注时采用振动与不采用振动；4.什么是热处理？有哪些常用的热处理方法？5.什么是晶粒度？晶粒大小对力学性能的影响如何？6.根据铁碳相图，说明下列现象的原因：①铁碳合金是如何分类的？②为什么钢铁材料能够通过热处理改变其组织和性能？③含碳量Wc为1.0%的钢比含碳量Wc为0.5%的钢硬度高。④在室温下Wc为0.8%的钢其强度比Wc为1.2%的钢高。⑤莱氏体的塑性比珠光体的塑性差。⑥在1100℃，Wc为0.4%的钢能进行锻造，Wc为4.0%的白口铁不能锻造。⑦绑轧物件一般用铁丝（镀锌低碳钢丝），而起重机吊重物却用钢丝绳（用60、65、70、75等钢制成）。7.什么是加工硬化？8.简述共析钢加热时的奥氏体化过程，并说明钢热处理时奥氏体化的目的。9.什么是奥氏体起始晶粒度、实际晶粒度、本质晶粒度？10.分析过冷奥氏体各等温冷却转变产物的组织与性能？①珠光体转变②贝氏体转变③马氏体转变11.什么是淬火临界冷却速度？12.两个碳质量分数为1.2％的碳钢薄试样，分别加热到780℃和900℃，保温相同时间奥氏体化后，以大于淬火临界冷却速度的速度冷却至室温。试分析：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碳含量较多？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渗碳体较多？⑤你认为哪个温度加热淬火合适？为什么？13.正火与退火的主要区别是什么？生产中应如何选择？14.应如何根据钢的成分选择不同的热处理工艺来调整其切削加工性能？15.什么是回火？为什么钢经淬火之后必须立即回火？碳钢常用的回火工艺有几种，说明它们的回火温度范围、回火后的组织和大致硬度。16.说明常用的淬火方法及适用范围，淬火后得到的组织是什么？17.何谓调质钢？为什么调质钢的含碳量均为中碳？合金调质钢中常含哪些合金元素？它们在调质钢中起什么作用？18.什么是表面淬火？表面淬火适合选用那些材料？19.化学热处理包括哪三个基本过程？20.钢中常存元素有哪些？其作用是什么？21.为什么比较重要的结构零件必须用合金钢制造？与碳钢比较，合金钢有何优缺点？22.W18Cr4V钢淬火加热温度高，为什么？W18Cr4V钢刀具在正常淬火后都要进行560℃三次回火，又是为什么？23.机床的机身、床脚和箱体为什么宜采用灰铸铁制造？能否用钢板焊接制造？试就两者的实用性和经济性作简要的比较。关于相图Fe—Fe3C亚稳平衡相图如图，要求：①填写各相区组织②指出GS、ES、PSK线的代号，并说明其含义③说明S、C点的意义、成分及温度，并写出共析、共晶反应式④绘出钢的室温平衡组织示意图，能用杠杆定律计算平衡组织的相对量。⑤相图的应用指出下列钢号的种类及成份(或性能)：Q235A·FQ390E16Mn09MnNb20Mn4565Mn40CrT8MnAT125CrMnMoCr12MoV12CrMoVGCr151Cr18Ni9TiGCr9SiMnW18Cr4V8、共析钢加热奥氏体化后，欲获得下列组织应采取怎样冷却工艺，试用冷却曲线画在TTT曲线上。（P、S、T、B上、B下、T+M+Ar、B下+M+Ar、M+Ar)第六章作业ST+M+ArB下M+ArPTB上B下+M+Ar10、某钢的过冷奥氏体等温转变曲线如图6-19所示，指出图中各点处的组织11、某钢的连续冷却转变曲线如图6-20所示，指出该钢按图中(a)、(b)、(c)、(d)速度冷却后得到的室温组织。图6-20图6-19第七章作业消除锻造应力；提高硬度便于切削加工；F+S消除锻造应力；细化晶粒、均匀组织、为淬火做准备；调整硬度便于切削加工；F+S消除锻造应力；消除网状二次渗碳体，提高塑性；S第七章作业高温回火，S回，200～330HBS中温回火，T回，35～50HRC低温回火，M回，58～64HRC第七章作业硬度由低到高：700℃＜750℃＜840℃F+PF+AA912℃GFe1.02.0PF+P200400QF+APF600800S温度/A1200℃10001148℃Ewc(%)727℃F+Fe3CⅢP+Fe3CⅡA+Fe3CⅡF+PF+M+ArM+Ar700750840加热后：水冷后：45钢：Ac1≈724℃，Ac3≈780℃第八章作业9、根据下列零件的性能要求及技术条件选择热处理工艺方法，写出简明的工艺路线，并指出在使用状态下的显微组织。①某45钢机床主轴，要求有良好的综合机械性能，轴颈部分要求耐磨（50HRC～55HRC）。②用20CrMnTi制作汽车传动齿轮，要求表面高硬度、高耐磨性（58HRC～63HRC）。①锻造→正火→粗加工→调质→精加工→高频感应加热淬火+低温回火→磨削②锻造→正火→粗加工→渗碳→淬火+低温回火→喷丸→磨齿整体S回表面M回M回第十四章现有下列牌号的钢材：40Cr、20、45、65Mn、16Mn、60Si2Mn、GCr15、20CrMnTi、T8、T12、HT150、QT600-03、Q235A、W18Cr4V试从中分别选出制造汽车齿轮、连杆、机床主轴、自行车弹簧、汽车板簧、滚动轴承、手工锯条、锤子、车刀（铣刀）、普通焊管、车床床身、桥梁等零件的合适材料，并制定热处理工艺；说明所选材料的种类（按用途）、热处理工艺的目的及热处理后的组织。试卷一某厂仓库有20钢、45钢、T12钢和白口铸铁，大小和形状都一样，根据所学知识，可用哪些简单方法把它们迅速区分开？请说明理由。60钢经正常淬火后得到什么组织？经退火后得到什么组织？淬火后分别在200℃、400℃、600℃回火又得到什么组织？用一根冷拉钢丝绳吊装一大型工件进入热处理炉，并随工件一起加热到1000℃保温，当出炉后再次吊装工件时，钢丝绳发生断裂，试分析其原因。试卷二简述化学热处理的基本过程。什么是晶粒度？晶粒大小对金属的性能有何影响？指出下列各钢的种类,并指明有下划线的数字和符号的含义。①40Cr②1Cr18Ni9Ti③GCr15④T12A⑤QT600-03⑥9SiCr共析钢加热奥氏体化后，欲获得下列组织应采用怎样的冷却工艺？请用冷却曲线画在TTT曲线上，并指出其热处理工艺的名称。（P、S、T+M+Ar、B下、M+Ar)试为下列零件选材，并选择热处理工艺。（1）连杆；（2）手工锯条；（3）自行车座簧；（4）铣刀备选材料：45、T8、T12、65Mn、20CrMnTi、9SiCr、W18Cr4V、GCr15、Cr12MoV分别用20钢和45钢制造齿轮各一个，要求齿面具有高的硬度和耐磨性，问应采用何种热处理工艺？热处理的目的是什么？热处理后在组织和性能上有什么不同？试卷二试卷三试为下列工具选材，并确定热处理方式.（1）锉刀；（2）丝锥；（3）滚动轴承；4）自行车座簧备选材料：45、T8、T12、40Cr、9SiCr、65Mn、W18Cr4V、GCr15、Cr12MoV某一用45钢制造的零件，其加工路线如下：锻造→正火→粗加工→调质→精加工→高频感应加热淬火→低温回火→磨削①说明各热处理工序作用。②制定热处理工艺参数并画出工艺曲线③指出其在使用状态下的显微组织。试卷四根据Fe-Fe3C相图，分析下列现象：（1）wC＝1.2％的钢比wC＝0.8％的钢强度低；（2）加热到1100℃，wC＝0.4％的钢能进行锻造，wC＝4％的铸铁不能锻造；某钢的过冷奥氏体等温转变曲线如图所示，指出图中各点处的组织试为下列零件选材，并选择热处理工艺。（1）手工锯条；（2）自行车座位弹簧；（3）连杆；（4）车刀备选材料：20、T8、T12、40Cr、9SiCr、65Mn、W18Cr4V、GCr15、Cr12MoV根据下列零件的性能要求及技术条件选择热处理工艺方法，画出工艺曲线，并指出其在使用状态下的显微组织。。（1）用45钢制作的某机床主轴，要求该轴有良好的综合机械性能，其轴颈部分和轴承接触要求耐磨（52～56HRC）（2）用20CrMnTi制作的汽车传动齿轮，要求表面高硬度、高耐磨性（58～63HRC）试卷五比较异同：①S回和S②热脆和冷脆试为下列零件选材，并选择热处理工艺（1）汽车齿轮；（2）机床主轴；（3）滚动轴承；（4）铣刀备选材料：45、T8、65Mn、20CrMnTi、9SiCr、W18Cr4V、GCr15、Cr12MoV用T12钢制造一形状简单的工具，锻后发现有严重的网状Fe3CⅡ同时硬度较高，不便于下一道切削加工工序，该工具最后要求硬度大于60HRC。要求：（1）设计热处理工序，并说明其作用。（2）制定热处理工艺参数并画出工艺曲线，指出其在使用状态下的显微组织。试卷五某钢的连续冷却转变曲线如图所示，指出该钢按图中(a)、(b)、(c)、(d)速度冷却后得到的室温组织。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）有Q235AF、65、20CrMnTi、60Si2Mn、T12等钢材，请选择一种钢材制作汽车变速箱齿轮(高速重载受冲击)，并设计热处理工序，说明各热处理工序的作用并画出工艺曲线，指出使用状态组织。