1.說明45鋼試樣（φ10mm）經下列溫度加熱、保溫並在水中冷卻得到的室溫組織：700℃，760℃，840℃，1100℃。
答：700℃：因為它沒有達到相變溫度，因此沒有發生相變，組織為鐵素體和珠光體。
760℃：它的加熱溫度在ac1～ac3之間，因此組織為鐵素體、馬氏體和少量殘餘奧氏體。
840℃：它的加熱溫度在ac3以上，加熱時全部轉變為奧氏體，冷卻後的組織為馬氏體和少量殘餘奧氏體。
1100℃：因它的加熱溫度過高，加熱時奧氏體晶粒粗化，淬火後得到粗片狀馬氏體和少量殘餘奧氏體。
2.有兩個含碳量為1.2%的碳鋼薄試樣，分別加熱到780℃和860℃並保溫相同時間，使之達到平衡狀態，然後以大於vk的冷卻速度至室溫。試問：
（1）哪個溫度加熱淬火後馬氏體晶粒較粗大？
答;因為860℃加熱溫度高，加熱時形成的奧氏體晶粒粗大，冷卻後得到的馬氏體晶粒較粗大。
（2）哪個溫度加熱淬火後馬氏體含碳量較多？
答；因為加熱溫度860℃已經超過了accm，此時碳化物全部溶於奧氏體中，奧氏體中含碳量增加，而奧氏體向馬氏體轉變是非擴散型轉變，所以冷卻後馬氏體含碳量較多。
（3）哪個溫度加熱淬火後殘餘奧氏體較多？
答：因為加熱溫度860℃已經超過了accm，此時碳化物全部溶於奧氏體中，使奧氏體中含碳量增加，降低鋼的ms和mf點，淬火後殘餘奧氏體增多。
（4）哪個溫度加熱淬火後未溶碳化物較少？
答：因為加熱溫度860℃已經超過了accm，此時碳化物全部溶於奧氏體中，因此加熱淬火後未溶碳化物較少
（5）你認為哪個溫度加熱淬火後合適？為什麼？
答：780℃加熱淬火後合適。因為含碳量為1.
2%的碳鋼屬於過共析鋼，過共析碳鋼淬火加熱溫度ac1+（30～50℃），而780℃在這個溫度範圍內，這時淬火後的組織為均勻而細小的馬氏體和顆粒狀滲碳體及殘餘奧氏體的混合組織，使鋼具有高的強度、硬度和耐磨性，而且也具有較好的韌性。
4. 說明下列牌號所屬的種類、數字及字元的意義
q235 ②45 ③gcr15 ④ht200 ⑤500hbw5/750 ⑥zqsn10
答：① q235：最低的屈服強度為235mpa的碳素結構鋼。
② 45：為含碳量為0.45%的優質碳素結構鋼。
③ gcr15：含cr量為1.5%左右的滾動軸承。
④ ht200:為最低抗拉強度為200mpa的灰鐵。
⑤ 500hbw5/750：用直徑5mm的硬質合金球壓頭在7.35kn（750kgf）試驗載荷作用下保持10～15s（不標註）測得的布氏硬度值為500。
⑥zqsn10：含錫質量分數為10%的鑄造錫青銅。
5.何謂碳鋼中的鐵素體、滲碳體、珠光體？他們的力學效能各有何特點？
鐵素體——碳在α-fe中的間隙固溶體，軟而韌。
滲碳體——碳與鐵形成的間隙化合物，硬而脆。
珠光體——鐵素體與滲碳體形成的層片狀交替排列的機械混合物，良好的綜合力學效能。
p118
4、三塊形狀和顏色完全相同的鐵碳合金，分別是15鋼、60鋼和白口鑄鐵，用什麼簡單方法可迅速區分它們？
答：用劃痕法比較它們的硬度,硬度從低到高分別為15 鋼、60 鋼和白口鑄鐵。
5、如何通過「球化處理」使鑄鐵中石墨以球狀形態存在？球墨鑄鐵常用的熱處理工藝有哪些？
答: 在澆注前向鐵液中加入適量的球化劑和孕育劑，使碳呈球狀析出。球墨鑄鐵常用的熱處理工藝——回火。
6、試述灰口鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵的主要用途？並說明為什麼石墨形態的差異帶來效能上的差異？
答: 鑄鐵可分為：①灰口鑄鐵。
含碳量較高（2.7％～4.0％），碳主要以片狀石墨形態存在，即是自然界本身所擁有的。
斷口呈灰色，簡稱灰鐵。熔點低（1145～1250℃），凝固時收縮量小，抗壓強度和硬度接近碳素鋼，減震性好。用於製造工具機床身、汽缸、箱體等結構件。
②可鍛鑄鐵。由白口鑄鐵退火處理後獲得，石墨呈團絮狀分布，簡稱韌鐵。其組織效能均勻，耐磨損，有良好的塑性和韌性。
用於製造形狀複雜、能承受強動載荷的零件。③球墨鑄鐵。將灰口鑄鐵鐵水經球化處理後獲得，析出的石墨呈球狀，簡稱球鐵。
比普通灰口鑄鐵有較高強度、較好韌性和塑性。用於製造內燃機、汽車零部件及農機具等.
p7910. 淬透性、淬透層深度、淬硬度分別指的是什麼？影響淬透性因素有哪些？
淬透性：表明鋼淬火時獲得馬氏體的能力。
淬硬層深度:規定從工件表面向裡至半馬氏體區（馬氏體與非馬氏體組織各佔一半處）的垂直距離作為有效淬硬層深度。
淬硬性：表示鋼淬火後所能獲得的最高硬度。
影響淬透性因素:過冷奧氏體越穩定，c曲線越向右移，馬氏體臨界冷卻速度vk越小，鋼的淬透性越好（越高）。它主要取決於奧氏體合金含量。
什麼是調質處理？調質處理的主要目的是什麼？鋼在調製後得到什麼組織？
答：調質處理： 把淬火和高溫回火相結合的熱處理方法稱為調質處理。
主要目的：使材料獲得良好的綜合力學效能。
組織： s回火
20、選擇下列零件的熱處理方法，並編寫簡明的工藝路線（各零件均選用鍛造毛坯，切鋼材具有足夠的）
（1）某汽車變速齒輪，要求齒面耐磨，心部強韌，材料選用20鋼。
答:鍛造→正火→機加工→滲碳，淬火，低溫回火→精加工
（2）某工具機變速齒輪，要求齒面耐磨，心部強韌要求不高，選用45鋼
答:鍛造→完全退火→機加工→整體調質（淬火+高溫回火）→齒面高頻表面淬火，低溫回火→精加工（磨齒）
（3）某車床主軸，要求良好的綜合機械效能，軸頸部分要求耐磨其硬度hrc50—55，其餘部分硬度為hrc20—25，請選材，並選擇熱處理方法，簡明的工藝路線。選擇45鋼，
答:鍛造→完全退火→機加工→軸整體調質→軸頸區域性高頻表面淬火，低溫回火→精加工（磨削）
1. 在金屬結晶過程中， 細化晶粒的方法及其原理？
①提高冷卻速度增大過冷度可使晶粒細化。冷卻速度越大，過冷度越大。所以，控制金屬結晶時的冷卻速度就可以控制過冷度，從而控制晶粒的大小。
②變質處理（孕育處理） 就是在澆注前，向液體中加入某種物質（稱變質劑），促進非自發形核或抑制晶核的長大速度，從而細化晶粒的方法。③附加振動在金屬液結晶過程中，也可以採用機械振動、超聲波振動、電磁振動等措施，使正在長大的晶粒破碎，從而細化晶粒。
2.1)某過共析鋼工件因終鍛溫度過高,其組織中出現了網狀滲碳體,對工件的機性有何影響?採用何種工藝可將之削除.
答：某過共析鋼工件因終鍛溫度過高,其組織中出現了網狀滲碳體,將使工件的強度下降，力學效能變壞。可以採用正火的熱處理方法來消除。
2).某t12鋼工件退火時,誤當作45鋼而進行了完全退火,其組織和效能會發生什麼變化,因該工件切削加工困難,應採用什麼熱處理工藝來改善之.
答：某t12鋼工件退火時,誤當作45鋼而進行了完全退火,其組織中出現了網狀滲碳體,將使工件的強度下降，力學效能變壞。可以採用正火的熱處理方法來消除。
4.試說明為什麼亞共析鋼必須進行完全淬火,而過共析鋼則只能進行不完全淬火.
答：亞共析鋼必須在ac3+30-50℃加熱，進行完全淬火，並使淬火組織中保留一定數量的細小瀰散碳化物顆粒，以提高其耐磨性。而過共析鋼加熱到ac1+30-50℃進行不完全淬火，其原因在於：
若碳化物完全熔入奧氏體中，馬氏體中將出現過多的殘餘奧氏體，從而會造成多方面的害處，例如：碳含量過高，淬火後全部形成片狀馬氏體，脆性增加，且奧氏體增加，硬度下降;組織中會失去硬而耐磨的碳化物顆粒，令耐磨性降低等;而且淬火後會得到粗針狀馬氏體，顯微裂紋增多，令鋼的脆性增大;同時會令淬火應力增大，加大工件變形開裂傾向。
8.金屬晶粒大小對金屬的效能有何影響?說明鑄造時細化晶粒的方法及其原理.
答：金屬晶粒越細，金屬的強度越高，塑性和韌性也越好，反之力學效能越差。
鑄造時細化晶粒的方法有：
（1）增加過冷度：當過冷度增大時，液態金屬的結晶能力增強，形核率可大大增加，而長大速度增加較少，因而可使晶粒細化。
（2）變質處理：在液態金屬結晶前，加入一些細小的變質劑，使金屬結晶時形核率n增加，因而可使晶粒細化。
（3）振動處理：在金屬結晶時，對液態金屬附加機械振動、超聲波振動或電磁振動等措施使已生長的晶粒因破碎而細化，同時破碎的晶粒尖端也起淨核作用，增加了形核率，使晶粒細化。
10．畫出fe-fe3c相圖，註明各相區的相名稱，指出奧氏體和鐵素體的溶解度曲線.
13.現有下列零件及可供選擇的材料,給各零件選擇合適的材料,並選擇合適的最終熱處理方法(或使用狀態).零件名稱:
自行車架,連桿螺栓,車廂板簧,滑動軸承,變速齒輪,工具機床身,柴油機曲軸.
可選材料:60si2mn,zqsn6-6-3,qt600-2,t12a,40cr,ht200,16mn,20crmnti.
答：自行車架：16mn 焊接
連桿螺栓：40cr 最終熱處理方法：調質；
車廂板簧：60si2mn 最終熱處理方法：淬火+中溫回火；
滑動軸承：zqsn6-6-3 使用狀態：鑄造；
變速齒輪：20crmnti 最終熱處理方法：滲碳後淬火、低溫回火；
工具機床身：ht200 最終熱處理方法：去應力退火；
柴油機曲軸：qt600-2 最終熱處理方法：等溫淬火。
15.常見的合金結構鋼有哪些?寫出其牌號,說明其一般使用時的熱處理狀態(即最終熱處理)和用途。
答：常見的合金結構鋼有：
（1）低合金高強度結構鋼：其中q345是最常用的低合金高強度結構鋼，一般不進行熱處理，廣泛用於製造橋梁、船舶、車輛、鍋爐、壓力容器、起重機械等鋼結構件。
（2）合金滲碳鋼：20crmnti是最常用的合金滲碳鋼，一般是滲碳後淬火、低溫回火，用來工作中承受較強烈的衝擊作用和磨損條件下的滲碳零件。
（3）合金調質鋼：40cr是最常用的合金調質鋼，其熱處理工藝是調質，用來製造一些受力複雜的重要零件，如工具機的主軸等。
（4）合金彈簧鋼：常用的合金彈簧鋼的牌號有60si2mn、60si2crva和50crva，熱成形彈簧鋼進行淬火、中溫回火，冷成形彈簧鋼只需進行依次去應力退火，合金彈簧鋼主要用語製造各種彈性元件，如製作汽車的減震板彈簧等。
（5）滾動軸承鋼：目前應用最多的有：gcr15 主要用於中小型滾動軸承；gcr15simn主要用於較大的滾動軸承，滾動軸承鋼的熱處理包括預備熱處理（球化退火）和最終熱處理（淬火+低溫回火）。
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