29．硬质合金与高速钢相比较有何优点?
30．某工厂用T10钢制造的钻头给一批铸铁件打批φ10mm深孔，打几个孔以后钻头很快
就磨损，经检验，钻头的材质、热处理工艺、金相组织、硬度均合格，试问失效原因，并请提出解决办法。
(五)思考题
1．为什么说得到马氏体是钢中最经济而又最有效的强化方法?
2．有一批低碳冷轧薄钢板，在冲压前表面质量很好，但在冲压后在某些部位出现水波纹状的绉折。试分析形成原因及消除办法。
3．直径为25mm的40CrNiMo棒料毛坯，经正火处理后硬度高很难切削加工，这是什么原因?设计一个最简单的热处理方法以提高其机械加工性能。
4．某厂的冷冲模原用W18Cr4V钢制造，在使用时经常发生崩刃，掉渣等现象，冲模寿命很短；后改用W6M05Cr4V2钢制造，热处理时采用低温淬火(1150℃)，冲模寿命大大提高。试分析其原因。
5．一些中、小工厂在用Crl2型钢制造冷作模具时，往往是用原钢料直接进行机械加工或稍加改锻后进行机械加工，热处理后送交使用，经这种加工的模具寿命一般都比较短。改进的措施是将毛坯进行充分地锻造，这样的模具使用寿命有明显提高。这是什么原因? 6．现有φ35mmX200mm轴两根，一根为20钢，经920℃渗碳后直接水淬及180℃回火，表面硬度(58—62)HRC；另一根为20CrMnTi钢，经920℃渗碳后直接油淬，一80℃冷处理及180℃回火，表面硬度(60～64)HRC。这两根轴的表层和心部的组织与性能有何区别?并说明其原因。
7. 某厂采用9Mn2V钢制造模具，设计要求硬度为(53～58)HRC。采用790℃油淬并用(200—220)℃回火。但该模具在使用时经常发生脆性断裂。后将热处理工艺改为加热至790℃后，在(260～280)℃的硝酸盐浴槽中等温4小时后空冷处理，硬度降至50HRC但是寿命却大为提高，不再发生脆断。试分析其原因。
8 汽车、拖拉机变速箱齿轮和汽车后桥齿轮多半用渗碳钢制造，而机床变速箱齿轮又多半用中碳(合金)钢制造，试分析其原因何在?
9．滚齿机上的螺栓，本应用45钢制造，但错用了T12钢，其退火、淬火都沿用了45钢的工艺，问此时将得到什么组织和性能?
10．低碳钢的硬度低，可否用淬火方法显著提高其硬度?
11．高速钢热处理时能否用一次长时间回火代替多次回火?为什么? 12．在冷拔GCrl5钢丝时，一拔就裂，原来该钢经过退火处理其加热温度为920℃，后经820～840℃淬火180℃回火，试分析拔裂的原因 (已知GCrl5钢Ac7＝745℃，900℃)。 13．大螺丝刀要求杆部为细珠光体而顶端为回火马氏体，只有一种外部热应如何处理? 14．要制造机床主轴、拖拉机后桥齿轮、铰刀、汽车板簧等。拟选择合适的钢种，并提出热处理工艺。其最后组织是什么?性能如何?
15．指出下列钢中Mn的作用 16Mn、20MnVB、40MnB、65Mn、9Mn2V、ZGMnl3 16 分析Cr在下列钢中的作用 20CrMnTi、40Cr、GCrl5、9SiCr、1Cr28、W18Cr4V、Crl2MoV、3Crl3、40CrNi、1Crl8Ni9、15CrMo。
17．解释合金钢产生下列现象的原因(与碳钢对比)。
(1)高温轧制或锻造后，空冷下来能获得马氏体组织；
(2)在相同的W(C)和相同的热处理后，合金钢具有较高的综合机械性能； (3)在相同W(C)情况下，合金钢的淬火变形、开裂现象不易发生； (4)在相同W(C)情况下，合金钢具有较高的回火稳定性；
(5)在相同W(C)情况下，除了含Ni、Mn的合金钢外，其他大部分合金钢的热处理加热
温度都比碳钢高；
(6)w (C)≥0．4、w(Cr)＝12％的铬钢属于过共析钢，而W(C)＝1．5％，W(Cr)＝12铬
钢属于莱氏体钢。
18．在机器零件用钢选用中，有人提出“淬透性原则”，即认为对于一般常用机器零件用钢
而言，只要满足了淬透性要求，就可以选用或互相代用。这种论点你认为怎样?试分析说明之。
19．用20CrMnTi钢制造渗碳齿轮，淬火时齿部可以淬透，渗碳温度为930℃，时间8h，渗
碳层厚度为lmm。试回答下面问题。
① 渗碳后缓慢冷至室温，画出从齿面到齿心的显微组织示意图；
② 渗碳后降温至840℃淬火，画出从齿面到齿心的显微组织示意图。
20．某工厂生产一种柴油机的凸轮，其表面要求具有高硬度(50
①原用45钢各热处理工序的目的；
②改用15号钢后，仍按45钢的上述工艺路线进行处理，能否满足性能要求?为什么?
③改用15钢后，应采用怎样的热处理工艺才能满足上述性能要求?为什么?
三、复习自测题 (一)填空
1．决定钢的性能最主要的元素 。
2．合金钢按用途分类可分为 钢、 钢、
3．碳钢按w(C)分为 、 、 ，w(C)分别为 、 、 。 4．根据合金元素在钢中与碳的相互作用，合金元素可分 、 两大类。 5．除 以外，其它所有的合金元素都使C曲线往 移动，使钢的临界冷却速度 ，即提高了钢的 性。 ’
6．除 、 元素以外。几乎所有的合金元素都能阻止奥氏体晶粒长，起到细化晶粒的作用。
7．几乎所有的合金元素除 、 以外，都使Ms和Mf点 ，因此，钢淬火后在相同W(C)下合金钢比碳钢 增多，从而使钢的硬度 。
8．合金钢中最常用提高淬透性的合金元素是 。其中作用最强烈的元素是 ，其含量约为 。
9．机器上的传动件和连接件，在工作过程中要承受 、 、 、 四种变形，并经受强烈 。
10．判断下列钢号的钢种，可制造什么零部件?
Q235钢 、可制造 ；20Cr 、可制造 ；60Si2Mn 、可制造 ；65Mn钢 、可制造 ；GCr15钢 、可制造 ；9SiCr钢 、可制造 ；CrWMo钢 、可制造 ；W18Cr4V钢 、可制造 ；Cr12MoV钢 、可制造 ；5CrMnMo钢 、可制造 ；3Cr2W8V钢 、可制造 ；2Cr13钢 、可制造 ；15CrMo钢 、可制造 ；12Cr1MoV钢 、可制造 。
(二)判断题
1 合金调质钢的综合机械性能高于碳素调质钢。
2 在钢中加入多种合金元素比加入单一元素效果要好些，因而多元、少量是合金钢发展的一个重要方向。
3．调质钢加入合金元素主要是考虑提高钢的红硬性。 4 高速钢需要反复锻造是因为硬度高不易成型。5
5 在碳钢中具有共析成分的钢，较之于亚共析钢和过共析钢有更好的淬透性。
6 合金元素除Co、Al外，都使C曲线右移，但必须使合金元素溶入奥氏体后方有这样的作用。
7 滚动轴承钢（GCr15）其w(Cr)＝15％。 8 汽车拖拉机的齿轮
9．T12与20CrMn丁i相比较，淬透性和淬硬性都较低。
10．V论钢的w(c)高低，其淬火马氏体的硬度高而脆性都很大。
(三) 选择题
1．45钢在水和油中冷却时，其临界直径分别用D0水和D0油表示，它们的关系是 A．D0水
2．40Cr钢制φ18mmX450mm丝杠，硬度要求(250～280)HB，其热处理工艺为 A 正火 B 退火 C调质 D．表面淬火+回火 3．合金元素对奥氏体晶粒长大的影响是 A．均强烈阻止奥氏体晶粒长大；B．均强烈促进奥氏体晶粒长大； C 无影响； D 上述说法都不全面 4．适合制造渗碳零件的钢有 。
A．16Mn、15、20Cr、1Crl3、12Cr2Ni4A B．45、40Cr、65Mn、T12 C．15、20Cr、18Cr2Ni4WA、20CrMnTi 5．制造高速切削刀具的钢是 。
A．T12A、3Cr2W8V B．Crl2MoV、9SiCr C．W18Cr4V、W6M05Cr4V2 6．40Cr与40钢相比较，其热处理工艺参数特点是 A．C曲线左移，Ms点上升 B．C曲线左移，Ms点下降 C．C曲线右移，Ms点下降 D．C曲线右移，Ms点上升 7．同种调质钢淬透试样与未淬透试样相比，当回火硬度相同时 。 A 淬透试样σb大大提高 B 淬透试样σb大大降低
C 未淬透试样σb和αk明显下降 D．未淬透试样σb和αk明显提高 8．钢的红硬性(热硬性)主要取决于 。 A．钢的w(C) B．马氏体的w(C)
C 残余奥氏体w(C) D．马氏体的回火稳定性
9 制造一直径为25mm的连杆，要求整个截面上具有良好的综合机械性能，应该选
用 。
A 45钢经正火处理 B 60Si2Mn钢经淬火＋中温回火 C 40Cr钢，经调质处理 10 制造高硬度、高耐磨的锉刀应选用 。
A 45钢经调质 B Cr12MoV钢经淬火＋低温回火 C T12钢经淬火＋低温回火
(四)计算题
1．用40CrNiMo钢作成的一个高压容器，其壳体工作应力σ工作作为980MPa，壳体表面有一个a＝lmm的半椭圆裂纹，该钢壳体在淬火后进行400C回火，性能为σs＝1372MPa，KⅠC＝1323N／mm3/2，在使用中发生断裂，试分析原因(已知Y=1.42)
2．一轴尺寸为φ30mmX250mm，要求摩擦部分表面硬度为(50～55)HRC，现用30钢制作，经高频表面淬火(水冷)和低温回火，使用过程中发现摩擦部分严重磨损，试分析失效原因，如何解决? 提示：30钢制作的轴其颈部高频表面淬火(水冷)，并低温回火，表面组织应为回火马氏体。可用下式估计其颈部硬度。
HRC＝60C1/2十16—18 式中 C——钢中碳量。
第十一章 铸铁习题与思考题
(一)填空题
1．碳在铸铁中的存在形式有 和 。
2．影响铸铁石墨化最主要的因素是 和 。
3．根据石墨形态，铸铁可分为 、 、 和 。 4 根据生产方法的不同，可锻铸铁可分为 和 。
5 球墨铸铁是用一定成分的铁水经 和 后获得的石墨呈 的铸铁。 6 HT350是 的一个牌号，其中350是指 为 。 7 KTH300－06是 的一个牌号，其中300是指 为 ；06是指 为 。 8．QT1200—01是 的一个牌号，其中1200是指 为 ；01是指 为 。 9 普通灰口铸铁按基体的不同可分为 、 、 。其中以 的强度和耐磨性最好。
10．可锻铸铁按基体的不同可分为 和 。
11 球墨铸铁按铸态下基体的不同可分为 、 和 。 12．球墨铸铁经等温淬火其组织为 。
13 铸铁（除白口铸铁外）与钢相比较，其成分上的特点是 和 高，其组织上的特点是 。
14 球墨铸铁的强度、塑性和韧性较普通灰口铸铁为高，这是因为 。 15 生产变质铸铁常选用 和 作为变质剂。 16．生产球墨铸铁常选用 和 作为球化剂。 17 生产可锻铸铁的方法是 。 18 灰口铸铁铸件薄壁处（由于冷却速度快）出现 组织，造成 困难，采用 克服之。
19 铸铁具有优良的 性、 性、 性和 性。
20 普通灰口铸铁软化退火时，铸铁基体中的 全部或部分石墨化，因而软化退火也叫
做退火。
21．球墨铸铁等温淬火的目的，是提高它 以及 和 。
22 铸铁件正火的目的是提高 和 ，并为表面淬火做好组织准备。 23 灰口铸铁经正火处理，所获得的组织为 。 24 球墨铸铁的淬透性比较好，一般件采用 淬，形状简单硬度要求较高时采用 淬。 25．普通灰口铸铁软化退火的主要目的是 和 。
（二)判断题
1．可锻铸铁在高温状态下可以进行锻造加工 。
2．铸铁可以经过热处理来改变基体组织和石墨形态 。 3．可以通过热处理的方法获得球墨铸铁 。 4．共析反应时形成共析石墨(石墨化)不易进行
5．利用热处理方法来提高普通灰口铸铁的机械性能其效果较显著 。 6．可以通过热处理方法提高球墨铸铁的机械性能其效果较显著 。
7．灰口铸铁的抗拉强度、韧性和塑性均较钢低得多，这是由于石墨存在，不仅割裂了基体的连续性，而且在尖角处造成应力集中的结果 。 8．碳全部以渗碳体形式存在的铸铁是白口铸铁 。
9．由于石墨的存在，可以把铸铁看成是分布有空洞和裂纹的钢 10．含石墨的铸铁具有低的缺口敏感性 。
11．含石墨的铸铁切削加工性比钢差，所以切削薄壁、快冷的铸铁零件毛坯时容易崩刃。 12 灰口铸铁与孕育铸铁组织的主要区别是孕育铸铁的石墨片细而密 。 13 可锻铸铁是由灰口铸铁经可锻化退火得到 。 14 硫和锰是促进铸铁石墨化的元素 。 15 灰口铸铁在工业上应用最广泛 。
16 可以通过热处理的方法获得球墨铸铁 。 17 铸铁件只有在热处理时，才发生石墨化 。
18 石墨是由碳构成的晶体，它的强度、硬度和塑性都较好，所以石墨是铸铁中很重要的成
分 。
19．为了减小或消除铸件的内应力，而且铸造后不再进行其它热处理时，可进行去应力退
火 。
20．铸铁件经正火处理的主要目的是为降低硬度和改善切削加工性能 。
(三)选择题
1．根据冷却速度对铸铁石墨化的影响 。
A．金属模铸件易得到白口、砂模铸件易得到灰口 B 金属模铸件易得到灰口、砂模铸件易得白口 C 薄壁铸件易得到灰口、厚壁铸件易得到白口 D．上述说法都不对
2．为消除灰口铸铁中较多的自由渗碳体，以便切削加工，可采用 。
A．低温石墨化退火 B高温石墨化退火 C再结晶退火 D．去应力退火 3．为促进铸铁石墨化，可采用下述方法 。
A．提高w (C)、w(Si)，提高冷却速度 B．增加W(C)、w(Si)，降低冷却速度 C 降低w (C)、w(Si)，提高冷却速度 D．降低W(C)、w(Si)，降低冷却速度 4．碳、硅、硫三元素对铸铁石墨化的影响是 。
A．碳促进石墨化，硅、硫抑制石墨化 B．碳、硅、硫均促进石墨化 C 碳、硅、硫均抑制石墨化 D．上述说法都不对 5 灰口铸铁中的片状石墨由下述方式获得 。
A 由白口铸铁经高温回火获得 B 由白口铸铁经低温回火获得 C 直接由液体中结晶而得 D 上述说法都不对 6．灰口铸铁热处理可达到如下目的 。
A 改变基体组织和石墨形态 B 只改变基体组织，不改变石墨形态 C 只改变石墨形态，不改变基体组织 D 述说法都不对 7 灰口铸铁正火后获得的基体组织为 A 铁素体 B 珠光体 C珠光体+渗碳体 D．贝氏体 8 可锻铸铁中的团絮状石墨由下述方法获得 。
A 由白口铸铁经高温退火从渗碳体分解而来 B 直接从液体中结晶而来 C 由灰铁经锻造而得 D上述说法都不对 9．球墨铸铁中的石墨由下述方式获得 。
A 由白口铸铁经高温退火获得 B 由白口铸铁经低温回火获得 C 直接由液体中结晶获得 D 上述说法都不对 10．可锻铸铁应理解为 。
A 锻造成型的铸铁 B 可以锻造的铸铁 C 具有一定的塑性与韧性的铸铁 D 上述说法都不对
11 生产球墨铸铁前，在浇注前往铁水中加入：①一定量镁、稀土镁合金或稀土元素； ②W（Si）＝0.6%~0.8%的硅铁。它们的作用是
A ①作球化剂、②作孕育剂 B ①作孕育剂、②作球化剂 C ①、②均作球化剂 D ①、②均作孕育剂 12 球墨铸铁热处理的作用是 。
A．只能改变基体组织、不能改变石墨形状和分布 B．不能改变基体组织、只能改变石墨形状和分布 C 两者均可改变 D．两者均无法改变
13．球墨铸铁等温淬火的目的是为了获得如下基体组织 A 马氏体 B 马氏体+少量残余奥氏体
C 上贝氏体+残余奥氏体+少量马氏体 D 下贝氏体+少量残余奥氏体十少量马氏体 14 铸铁熔点比钢 ，流动性比钢 ，收缩率比钢 ，故铸造性能好。
A 高、好、小 B 低、好、小 C 高、坏、大 D 低、坏、大 15．制造机床床身应选用 A．可锻铸铁 B 灰口铸铁 C 球墨铸铁 D 白口铸铁 16．制造柴油机曲轴应选用
A．可锻铸铁 B 灰口铸铁 C 球墨铸铁 D 白口铸铁 17 通常浇铸出砂后的铸铁件都要进行退火，用得最普遍的是进行 A 扩散退火 B 完全退火 C 不完全退火 D 去应力退火 18 制造机床主轴应选用 A 可锻铸铁 B 灰口铸铁 C球墨铸铁 D 白口铸铁 19．制造农用机械的犁铧应选用 A 可锻铸铁 B 灰口铸铁 C 球墨铸铁 D 白口铸铁 20．制造自来水管的弯头、接头、三通应选用 。
A 可锻铸铁 且灰口铸铁 C球墨铸铁 D 白口铸铁