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六、论述题（10分） 共 4 页第 1 页 1．T8钢经淬火后得到什么组织？经退火后得到什么组织？（4分） 南京航空航天大学 2六． T8钢淬火后分别在200℃、400℃、600℃回火又得到什么组织？(6分) 二 OO～二OO七 学年 第 1学期 课程名称：《工程材料学》参考答案及评分标准 命题教师：张平则 试卷代号:B 考试班级 学号 姓名 成绩 一、名词解释： (每小题2分,共10分) 1. 相：是指金属或合金中成分、结构和性能相同，并与其它部分有界面分开的均匀 组成部分 2. 加工硬化：在材料冷加工过程中，晶粒破碎，位错密度增加，使强度和硬度提高， 塑性和韧性下降的现象。 七、要制造齿轮、连杆、弹簧、冷冲压模具、滚动轴承、车刀、锉刀、机床床身等3. 调质：淬火加高温回火的热处理工艺 零件，试从下列牌号中分别选出合适的材料并叙述所选材料的名称、最终热处理方4. 马氏体：碳在α-Fe中的过饱和固溶体。 法和零件制成后的最终组织。（16分） 5. 同素异晶性：同一元素或同一成分合金在不同温度下具有不同的晶体结构。 T10，65Mn，HT300，W18Cr4V，GCr15Mo ，40Cr，20CrMnTi，Cr12MoV 二、填空题：(每空0.5分，共20分) 1，有机非金属材料（或高分子材料）， ．金属材料，无机非金属材料（或陶瓷材料）复合材料。 2．体心立方，面心立方 3．点缺陷、线缺陷、面缺陷，线缺陷 4．间隙固溶体，置换固溶体 5．共析反应，铁素体，渗碳体 6．0．45％，1．0％ 7．回复， 再结晶，晶粒长大 16
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8．体心立方，2，面心立方，4 9．右移，降低，提高，高 10．感应加热表面淬火，火焰加热表面淬火，化学热处理 11．共析，共晶 12．低温回火，中温回火，高温回火，回火马氏体，回火托氏体，回火索氏体 13．滑移 三、 判断题：(每小题1分,共10分) 1．×， 2．×， 3．×， 4．√， 5×．， 6．√， 7．√， 8．×， 9．√， 10．√。 四、简答题（每小题5分,共20分） 1． 2．2．碳钢制成的零件尺寸不能太大，否则淬不透，出现内外性能不均，对于一些比较重要的大截面的结构零件如重型运输机械和矿山机器的轴类，大型发电机转子等都必须用合金钢制造。 (1) 如上所述合金钢的淬透性高 (2)合金钢回火抗力高 (3)合金钢能满足一些特殊性能的要求：如耐热性、耐腐蚀性、耐低温性等。 17
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3．低碳钢：渗碳＋淬火＋低温回火 中碳钢：调质+表面淬火＋低温回火 4．冷拉钢丝绳是利用加工硬化效应提高其强度的，在这种状态下的钢丝中晶体缺陷密度增大，强度增加，处于加工硬化状态。在1000℃时保温，钢丝将发生回复、再结晶和晶粒长大过程，组织和结构恢复到软化状态。在这一系列变化中，冷拉钢丝的加工硬化效果将消失，强度下降，在再次起吊时，钢丝将被拉长，发生塑性变形，横截面积减小，强度将比保温前低，所以发生断裂。 五、（14分） 1．（6分） 2．T8钢： L—>γ，匀晶转变；γ—>α＋Fe3C，共析转变，室温组织为P。（2分） 3．40钢的室温组织为P+F，室温下铁素体的含碳量可计为0％，而珠光体的含碳量为0.77%，因此： 根据杠杆定律： P含量=0.4/0.77=52%, F含量＝48％（3分） 40钢的室温下相为Fe3C +F，室温下铁素体的含碳量可计为0％，而Fe3C的含碳量为6.69%，因此： Fe3C含量=0.4/6.69=6%, F含量＝94％（3分） 18
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六、（10分） 《工程材料学》习题 1．淬火后组织为马氏体；（2分） 一、解释下列名词 退火后组织为珠光体。（2分） 2． 200℃回火后为回火马氏体；（2分） 400℃回火后为回火托氏体；（2分） 600℃回火后为回火索氏体。（2分） 七、（16分） 1．淬透性与淬硬性; 2．相与组织; 3．组织应力与热应力； 4．过热与过烧； 5. 回火脆性与回火稳定性 6. 马氏体与回火马氏体 7. 实际晶粒度与本质晶粒度 8.化学热处理与表面热处理 淬透性：钢在淬火时获得的淬硬层深度称为钢的淬透性，其高低用规定条件下的淬硬层深度来表示 淬硬性：指钢淬火后所能达到的最高硬度，即硬化能力 齿轮：20CrMnTi渗碳钢；渗碳＋淬火＋低温回火；组织为回火马氏体。（2分） 相：金属或合金中，凡成分相同、结构相同，并与其它部分有晶只界分开的均匀组成 连杆：40Cr调质钢；调质处理（淬火＋高温回火）；组织为回火索氏体。（2分） 部分称为相 弹簧：65Mn弹簧钢；淬火＋中温回火；组织为回火托氏体。（2分） 组织：显微组织实质是指在显微镜下观察到的各相晶粒的形态、数量、大小和分布的 冷冲压模具：Cr12MoV冷变形模具钢；淬火＋低温回火；组织为回火马氏体。（2分） 组合。 A）向马氏体（M）转变时间不一 组织应力：由于工件内外温差而引起的奥氏体（γ或滚动轴承：GCr15Mo轴承钢；球化退火＋淬火＋低温回火；组织为回火马氏体。（2分） 致而产生的应力 热应力：由于工件内外温差而引起的胀缩不均匀而产生的应力 车刀：W18Cr4V高速钢；淬火＋560℃三次回火；组织为回火马氏体＋碳化物+过热：由于加热温度过高而使奥氏体晶粒长大的现象 少量残余奥氏体。（2分） 过烧：由于加热温度过高而使奥氏体晶粒局部熔化或氧化的现象 锉刀：T10碳素工具钢；淬火＋低温回火；组织为回火马氏体＋碳化物。（2分） 机床床身：HT300灰口铁；退火处理。（2分） 回火脆性：在某些温度范围内回火时，会出现冲击韧性下降的现象，称为回火脆性 回火稳定性：又叫耐回火性，即淬火钢在回炎过程中抵抗硬度下降的能力。 马氏体：碳在α-Fe中的过饱和固溶体称为马氏体。 回火马氏体：在回火时，从马氏体中析出的ε-碳化物以细片状分布在马氏体基础上的组织称为回火马氏体。 本质晶粒度：钢在加热时奥氏体晶粒的长大倾向称为本质晶粒度 实际晶粒度：在给定温度下奥氏体的晶粒度称为实际晶粒度，它直接影响钢的性能。 化学热处理：将工件臵于待定介质中加热保温，使介质中活性原子渗入工件表层，从而改变工件表层化学成分与组织，进而改变其性能的热处理工艺。 表面淬火：：指在不改变钢的化学成分及心部组织的情况下，利用快速加热将表面奥
氏休化后进行淬火以强化零件表面的热处理方法。
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二、判断题
1. （ ）合金的基本相包括固溶体、金属化合物和这两者的机械混合物。 错。根据结构特点不同，可将合金中相公为固溶体和金属化合物两类。
2. （ ）实际金属是由许多位向不同的小晶粒组成的。
对。
3. （ ）为调整硬度，便于机械加工，低碳钢，中碳钢和低碳合金钢在锻造
后都应采用正火处理。
对。对于低、中碳的亚共析钢而言，正火与退火的目的相同；即调整硬度，便于切削加工，细化晶粒，提高力学性能，为淬火作组织准备，消除残作内应力，防止在后续加热或热处理中发生开裂或形变。对于过共析钢而言，正火是为了消除网状二次渗碳体，为球化退火作组织准备。对于普通话结构钢而言，正火可增加珠光体量并细化晶粒，提高强度、硬度
和韧性，作为最终热处理。
4.（ ）在钢中加入多种合金元素比加入少量单一元素效果要好些，因而合金钢将向合金
元素少量多元化方向发展。
对。不同的元素对于钢有不同的效果。
5. （ ）不论含碳量高低，马氏体的硬度都很高，脆性都很大。
错。马氏体的硬度主要取决于其含碳量，含碳增加，其硬度也随之提高。合金元素对马
氏体的硬度影响不大，马氏体强化的主要原因是过饱和引起的固溶体强化。
6．（ ）40Cr钢的淬透性与淬硬性都比T10钢要高。
错。C曲线越靠右，含碳量越低，淬透性越好。40Cr为含碳量为0.4%，含Cr量为1.5%左右的调质钢。T10为含碳量为1%左右的碳素工具钢。但是淬火后45钢香到马氏体，T10
钢得到马氏体加少量残余奥氏体，硬度比45钢高。
7．（ ）马氏体是碳在α-Fe中的过饱和固溶体，由奥氏体直接转变而来的，因此马氏
体与转变前的奥氏体含碳量相同。
对。当奥氏体过冷到Ms以下时，将转变为马氏体类型组织。但是马氏体转变时，奥氏体中的碳全部保留在马氏休中。马氏体转变的特点是高速长大、不扩散、共格切变性、降温
形成、转变不完全。
8．（ ）铸铁中的可锻铸铁是可以在高温下进行锻造的。
错。所有的铸铁都不可以进行锻造。
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