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一、填空题1．铁碳合金在平衡状态下的三个固态单相是（）、（）和（）；两个机械混合物是（）和（）。2．实际晶体中的缺陷按几何特征可分为（）、（）、（），位错是属于其中的（）。3．钢的淬硬性主要取决于（），钢的淬透性主要取决于（）。4．钢的过冷奥氏体等温转变有（）体转变、（）体转变和（）体转变三个类型。5．把钢经过淬火，再经高温回火的热处理称为（）处理。6．材料力学性能指标ka，2.0，b,s，中，属于强度指标的是（），属于塑性指标的是（），属于韧性指标的是（）。7．常见的金属晶格类型有（）、（）和（）等三种。8．固态合金的基本相可分为和。9．钢的热处理工艺由（）、（）和（）三个阶段组成，一般说来，它不改变被处理工件的（），而改变其（）。10．金属结晶的过程是一个（）和（）的过程。二、判断题（10分）1、单晶体金属具有各向异性，而多晶体金属一般不显示各向异性。（）2、同素异晶转变和纯金属的结晶一样，也具有形核和长大的特征。（）3、物质从液态转变成固态的过程叫结晶。（）4、结晶时形核速率愈小，生长速率愈大，则结晶后合金的力学性能愈好。（）5、共析反应是在恒温下从液相中同时结晶出两种新固相的反应。（）6、与灰口铸铁相比，可锻铸铁具有较高的强度和韧性，故可以用来生产锻件。（）7、本质细晶粒钢加热后的实际晶粒度一定比本质粗晶粒钢的细。（）8、铁碳相图中的PSK线称为共晶线，用A1表示。（）9、奥氏体不锈钢不能通过热处理强化。（）10、按金相组织分类，退火状态钢分为亚共析钢，共析钢和过共析钢三种类型。（）三、简答题（30分）1、在立方晶系中，一晶面在x轴的截距为1，在y轴的截距为1/2，且平行于z轴；一晶向上某点坐标为x=1/2，y=0，z=1，求出其晶面指数和晶向指数，并绘图示之。2、有一块含碳量为1.2%的碳钢，若将它加热至Accm以上温度保温，出炉后用风扇吹风对它冷却至室温，金相显微镜下观察到的组织如图所示。试问：1）组织的名称？2）这种组织的形成机理？3、甲、乙两厂生产同一种零件，均选用45钢，硬度要求220~250HBS。甲厂采用正火，乙厂采用调质处理，均能达到硬度要求，但是塑性和韧性有差异。试分析：1）甲、乙两厂产品的组织状态；2）两种产品性能差异的主要原因。4、有两个T10钢小试样A和B，A试样加热到750℃，B试样加热到850℃，充分保温后在水中冷却，哪个试样的硬度高？为什么？（提示：Ac1≈730℃，Accm≈800℃）5、T12钢的过冷奥氏体转变曲线如下图所示，说明该钢按图示温度加热保温后，再按V1、V2、V3、V4、V5、V6冷却速度曲线冷至室温得到的组织。（6分）V1：V2：V3：V4：V5：V6：35CrMo，3Cr2W8V，ZGMn13，Q235，ZG35，15，W6Mo5Cr4V2，38CrMoAl，9Mn2V，45，18Cr2Ni4WA，20Cr，55Si2Mn，4Cr13，T10A，0Cr18Ni97、含碳量为0.65%的亚共析钢缓慢冷却到如下状态时有哪几个相平衡共存?各相的化学成分?状态平衡相各个相的化学成分1温度刚达到A1线,共析转变尚未发生时2在A1温度共析转变正在进行时3在共析转变刚刚结束时四、综合分析题1、利用铁碳相图回答下列问题1）绘出简化的铁碳合金平衡相图；2）用相组成物填写相区；3）写出铁碳合金相图中的两条水平线上发生的反应式；4）试描述含碳量为1.0%合金的结晶过程（用冷却速度曲线表达）；5）计算T12钢在室温下平衡组织中的相组成物的相对量和组织组成物的相对量。（要求写出计算过程，最终结果用百分数表示，精确到小数点后一位）6、某厂的材料牌号如下，请您依所学知识按照“用途分类”法将其纳入“材料分类表”中。材料分类表1结构钢2工具钢3特殊性能钢V5V4V3V2V1AcmAc1时间V6温度2、根据下表所提供的材料和热处理工艺,试填写处理后的组织：材料淬火温度(℃)淬火介质回火组织水低温回火水中温回火760℃水高温回火水低温回火水中温回火45钢Ac3=785℃Ac1=735℃840℃水高温回火760℃水低温回火T12钢Ac1=730℃Acm=820℃900℃水低温回火提示：材料的尺寸均小于10mm.3、对9Mn2V钢制造的精密淬硬丝杆进行热处理工艺分析，指出其热处理（下划线的文字部分）的主要目的和相应的组织。已知：1）技术要求：较高硬度（HRC56）和耐磨性，低变形和高的尺寸稳定性．2）工艺路线安排如下:锻造——球化退火——切割金相试样检查——毛坯校直——粗车——消除应力退火——精车成光杆——整体淬火+低温回火——清理、喷砂、检验。4、一根Φ6mm的45钢圆棒，先经840oC加热淬火，硬度为55HRC，然后从一端加热，依靠热传导使圆棒各点达到如图所示的温度，试问：1）图中所示各点的组织是什么？2）整个圆棒自图所示各温度缓冷至室温后各点的组织如何？3）若在水中冷至室温后各点的组织是什么？5、尺寸为Φ30×250mm的轴，用30钢制造，经正常的高频表面淬火（水冷）和低温回火，要求摩擦部分表面硬度达HRC50-55，但使用过程中摩擦部分严重磨损。试分析失效原因，并提出解决问题的办法。6、选择适宜材料并说明常用的热处理方法（最终热处理）和最终组织状态。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机床变速齿轮45，20CrMnTi，60Si2Mn滚动轴承GCr15，Cr12，QT600-2锉刀ZGMn13，T12，Y30汽车板簧40Cr，60Si2Mn，T10钻头W18Cr4V，65Mn，20A950oCB840oCC750oCD550oCE150oCABACA发动机汽阀40Cr，15，4Cr9Si2，Cr12MoV桥梁框架1Cr13，Q345，ZL102，1Cr18Ni9Ti7、某型号机床齿轮，要求齿轮表面有高的硬度（HRC50），而心部具有良好的韧性（Ak40J），原采用40Cr钢调质后再在齿轮表面进行高频淬火+低温回火，现因工厂库存的40Cr钢已经用完，只剩下20Cr钢，拟用20Cr钢代替。请说明：1）原40Cr钢各热处理工序的作用；2）改用20Cr钢后，仍按原来的热处理工序进行能否满足性能要求？为什么？3）改用20Cr钢后，为达到所要求的性能，在心部强度足够的前提下应采用何种热处理工艺？8、一从动齿轮，用20CrMnTi钢制造，使用一段时间后严重磨损、齿已磨光。从齿表面到齿心部依次取样A、B、C三点进行化学、金相和硬度分析，结果如下：（4分）A点碳含量1.0％，组织S十碳化物，硬度HRC30B点碳含量0.8％，组织S，硬度HRC26C点碳含量0.2％，组织F＋S，硬度HRC16据查，与该齿轮同批加工的其他齿轮没有这种情况。试分析该齿轮失效的原因，并指出该齿轮正确的热处理工艺？