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1、机械工程材料基础知识应用举例,填空题选择题判断题名词解释图表题连线题简答题问答题,题型,2.加工壁厚为10mm的轴承套圈，选用（只选一种）（20、W18Cr4V、CrWMn、45、9Mn2V、40Cr、GCr15SiMn、GCr15）钢较好，淬火温度选用（770、830、880），采用（水、油）作为淬火介质，回火温度选用（160、400、530）较合适。,一、填空题,1.一个直径为20mm的轴，要求b700Mpa且综合力学性能较好。从经济角度考虑，同时又能满足性能要求，选用（只选一种）（20、T10、45、9SiCr、40Cr、3Cr2W8V、W6Mo5Cr4V2）钢，淬火加热温度选用（780
2、、840、880），采用（水、油）作为淬火介质，回火温度选用（180、420、560）。,3.设A、B组元的熔点分别为1450和1080，它们在液态和固态都无限互溶，则这两种组元组成的二元相图叫作二元 相图；先结晶的固溶体中含 组元多，后结晶的固溶体中含 组元多，这种成分不均匀现象称为，通过 工艺可以减轻或消除这种现象。,4.为了降低钢的硬度便于机加工可采用 工艺；为使零件获得高的强度、硬度和耐磨性可采用 工艺；为了提高零件局部的硬度和耐磨性可以采用 工艺；为了提高淬火零件的塑性和韧性可以采用 工艺。（淬火+低温回火、淬火+高温回火、时效、表面淬火、正火、退火）,5.如果用20CrMnTi钢制
3、造齿轮，其一般的简明加工路线是。当最终热处理全部完成后，其表层组织为，具有 性能，而心部在淬透的情况下为 组织，具有 性能。如果齿面的曲率半径增大或承受的接触应力增大，齿面的硬化层深度应该相应（减小，增加），这是通过（延长，缩短）渗碳时间实现的。低温回火后通过 处理可以进一步提高齿轮的弯曲疲劳强度。,1.金属材料在固态下一般具有的特性是:,良好的导电、导热性；不透明，有金属光泽;较高的强度、良好的塑性；有正的电阻温度系数。,属于弱碳化物形成的元素是:Mn属于强碳化物形成的元素是:W、Mo、V、Ti属于非碳化物形成的元素是:Al、Ni、Si,2.下列元素中:Al、Ni、W、Si、Mo、Mn、V、
4、Ti,二、简答题,3某优质碳钢经完全退火后珠光体的体积分数为59%。（1）计算该钢含碳量并给出钢号。（2）该钢能否制造直径30mm的轴类零件？为什么？（3）能否制造直径为300mm的轴类零件？为什么？,4某尺寸较大的轴承套圈试生产时选用GCr15，淬火后心部总出现较多的屈氏体组织不能满足要求。（1）分析出现屈氏体的原因；（2）改用哪种钢比较合适？（3）画出预先热处理和最终热处理工艺曲线。,5某零件用45钢制造，淬火时用水作冷却介质，淬硬层深度不能满足要求。仓库中有40Cr、50、40和60Si2Mn四种材料。（1）选用哪种钢比较合适？（2）淬火时选用哪种淬火介质比较合适？（3）回火温度选在什么
5、温度范围内比较合适？,6针对汽车或拖拉机传递动力的齿轮回答以下问题。（1）分析主要失效形式和对性能的主要要求；（2）在45、16Mn、CrWMn和20CrMnTi中选择一种合适的材料并写出简明加工路线。,7一个直径为60mm的轴，要求抗拉强度大于900MPa且综合力学性能较好，目前仓库中有25、40Cr、GCr15、9SiCr四种材料可供选用。问：（1）选哪种材料最合适（简要说明理由）；（2）画出最终热处理工艺曲线（要求给出温度范围），为什么要选用这种工艺？,8一种零件需要切削加工，批量很大，要求材料具有良好加工性能，抗拉强度大于450MPa，延伸率大于30%，其他性能没有要求。回答：（1）选
6、择一种最合适的材料；（2）写出简明加工路线；（3）所选材料与45钢相比有哪些优点。,9有两种含碳量不同的铁碳合金，它们的室温平衡组织各由两种组织组成，它们都有珠光体组织，珠光体的质量分数均为90%。回答以下问题。(1)分别写出这两种合金的组织名称。(2)计算这两种合金的含碳量。,10.在共析碳钢C曲线上，标出退火、正火、等温淬火、油淬、水淬的冷却工艺曲线，并注明由各冷却工艺曲线所能得到的组织。,11.45钢在Ac1Ac3之间加热淬火后的硬度和完全奥氏体化加热淬火后的硬度是否相同？为什么？,4）若用CrWMn钢制造圆板牙或丝锥等薄刃刀具，应采用何种热处理工艺（包括预先热处理和最终热处理）？试分析
7、各热处理工艺的作用及其所得组织。,1CrWMn钢的淬火加热温度与T10钢相比哪个高？为什么？,2直径均为30mm的T10钢和CrWMn钢，加热透烧后均在油中冷却，获得的淬硬层深度相同吗？为什么？,3为什么用T10钢制造的刀具刃部受热至200250其硬度和耐磨性已迅速下降，以致于失效；而CrWMn钢制造的刀具刃部在230250条件下工作，硬度仍不低于60HRC，且耐磨性能良好，尚可维持正常工作？,12.分析比较CrWMn合金工具钢与T10碳素工具钢,1CrWMn钢的淬火加热温度与T10钢相比哪个高？为什么？,2直径均为30mm的T10钢和CrWMn钢，加热透烧后均在油中冷却，获得的淬硬层深度相同
8、吗？为什么？,3）为什么用T10钢制造的刀具刃部受热至200250其硬度和耐磨性已迅速下降，以致于失效；而CrWMn钢制造的刀具刃部在230250条件下工作，硬度仍不低于60HRC，且耐磨性能良好，尚可维持正常工作？,1）CrWMn钢的淬火加热温度与T10钢相比哪个高？为什么？,2）直径均为30mm的T10钢和CrWMn钢，加热透烧后均在油中冷却，获得的淬硬层深度相同吗？为什么？,1）完全退火后含碳量为1.0的钢比含碳量为0.5的钢硬度高。2）钳工用手工锯锯T10、T12钢料时比锯10、20钢料费力，锯条容易磨钝。3）在室温下，含碳量为0.8的钢其强度比含碳量为1.2的钢高。4）含碳量为0.4
9、5的钢加热到1200开始锻造，冷却到800停止锻造。,13.根据Fe-Fe3C相图，说明产生下列现象的原因。,7）为什么绑扎物体一般用铁丝（镀锌低碳钢丝），而起重机钢丝绳却用60钢（c=0.60%)制成？,5）铁丝易折弯，铸铁易破裂，为什么？,6）为什么钢铆钉用低碳钢（c=0.25%)制作？,三、问答题,1拟用T10A钢制造形状简单的冲头，回答以下问题。（1）写出其简明生产工艺路线。（2）画出各热处理工艺曲线图（注明温度、冷却介质）（3）写出各热处理工序后得到的组织名称及硬度范围,3某机床主轴（直径约40mm），要求有良好的综合力学性能，轴颈部分要求耐磨（5055HRC）。(1)选择一种比较合
10、适的材料；(2)写出简明加工工艺路线；(3)说明工艺路线中各个热处理环节的目的。,2拟用GCr15钢制造一种小型拔丝模，回答以下问题：（1）写出其简明生产工艺路线。（2）画出各热处理工艺曲线图（注明温度、冷却介质）（3）写出各热处理工序后得到的组织名称及硬度范围。,4某型号柴油机的凸轮轴，要求凸轮表面有高的硬度（50HRC），而心部具有良好的韧性（Ak40J），原采用45钢调质处理再在凸轮表面进行高频淬火，最后低温回火，现因工厂库存的45钢已用完，只剩15钢，拟用15钢代替。回答下列问题：（1）说明原45钢调质和高频淬火的目的及其热处理后得到的组织。（2）改用15钢后，仍按原热处理工序进行能否满足性能要求？为什么？（3）改用15钢后，为达到所要求的性能，应采用何种热处理工艺？分析所选工艺能满足所要求的性能的原因,
