工程材料及热处理机械2011-2012第二学期试题标准答案

2011－2012第2、3学期《工程材料及热处理》试卷标准答案一、名词解释：（每小题4分，共20分）加工硬化:应回答下列特点：1、冷加工（机理）；2、性能变化。回复与再结晶：应回答下列特点：1、冷塑性变形后的加热；2、性能变化；回火马氏体：应回答：1、来历，2、形貌。3、性能及应用偏析：应回答：非平衡结晶、成分不均匀；固溶体：应回答：溶质、溶剂，保持溶剂晶格类型不变；二、填空：（每空1分，共30分）1、在面心立方的晶体结构中，原子密度最大的晶面是（111）；原子密度最大的晶向是（110）；与体心立方晶格相比，面心立方晶格的变形能力可能更（好）；2、晶体中的点缺陷有（空位）、（间隙原子）等，线缺陷有（刃位错），（螺位错）；3、液态金属结晶时，常用的细化晶粒方法有（增加冷却速度）、（变质处理）、（搅拌或振动）；4、共析钢过冷奥氏体等温冷却转变的常见组织有（珠光体）、（索氏体）、（屈氏体）、（上贝氏体）、（下贝氏体）、（马氏体）；5、马氏体根据含碳量通常可分为（高碳马氏体或片状马氏体）、（低碳马氏体或板条马氏体）；6、区分冷加工和热加工的依据是（再结晶温度）。7、有尺寸完全相同的两个45钢工件，同在840℃奥氏体化后，（A）退火，（B）正火。珠光体量较多的是（B）；强度较高的是（B）。8、两个T12薄工件，A:780℃加热；B:840℃加热，保温足够时间，同时淬火。晶粒较大的是（B）；马氏体含碳较多的是（B）；残余奥氏体较多的是（B）；未溶碳化物较多的是（A）；较合适的加热温度是（A）。9、T9和9CrSi的含碳量相同，制造尺寸相同的同一类工具，奥氏体化时温度较高的应是（9CrSi）；淬透性较好的是（9CrSi）；该工具服役时，更能耐受较高服役温度的是（9CrSi）。10、有一小轴，选材45钢，技术要求中有HB255，用（A）正火和（B）调质处理都能得到这个硬度，你认为（B）工艺处理的产品质量较好。三、画出完整的CFeFe3平衡相图，标上各临界点的符号；分析含碳0.45％钢的平衡结晶过程，画出结晶过程示意图；计算0.45％钢平衡冷却至室温后：①各相组成物的相对量②各组织组成物的相对量。（共16分）1、强调铁碳相图的共晶、共析转变；2、计算相对量：①各相组成物的相对量:%100069.645.069.6W=93.3%%100069.6045.03CFeW=6.7%②各组织组成物的相对量:%1000218.077.045.077.0W=43%%1000218.077.00218.045.0PW=57%四、有下列工件，分析它们工作时的性能要求；选择合适的制造材料；简要写出它们的加工工艺流程；分别指出最终热处理后的组织。（24分）1、汽车齿轮2、传动轴3、汽车板簧解：1、汽车齿轮：（1）性能要求：表面高硬度、耐磨性，心部良好的韧性；（2）选材：20Cr20CrMnTi或渗碳钢；（3）工艺流程：下料→锻造→加工齿形→非渗碳部位镀铜保护或涂料保护→渗碳→预冷直接淬火+低温回火→喷丸→磨齿；（4）最终处理后的组织：表面回火马氏体+残余奥氏体+碳化物。心部铁素体+细珠光体+低碳回火马氏体2、传动轴：（1）性能要求：良好的强度和韧性配合；（2）选材：含碳0.40%左右的钢或调质钢；（3）工艺流程：下料→锻造→退火或正火→粗加工→调质→精加工；（4）最终处理后的组织：回火索氏体。3、汽车板簧：（1）性能要求：高的弹性极限，好的塑性韧性配合，高的屈强比，高的疲劳强度；（2）选材：含碳0.60%左右的钢或调质钢；（3）工艺流程：扁钢剪断→加热压弯成形后余热淬火＋中温回火→喷丸→装配；（4）最终处理后的组织：回火屈氏体。五、某钢的连续转变曲线如图：说明按（a）、（b）、（c）、（d）速度冷却到室温后的组织。（10分）解：（a）马氏体＋（残余奥氏体）；（b）珠光体＋贝氏体＋马氏体＋（残余奥氏体）（c）贝氏体（d）珠光体说明：（a）、（b）中，残余奥氏体未写出不算错，但（c）、（d）中有残余奥氏体则全错。第六题附图