3. 试比较下列四个钢号：20CrMnTi、65、T8、40Cr的淬透性和淬硬性，并说明理由。 答:淬透性20CrMnTi>40Cr>T8>65。
原因：淬透性与合金元素含量有关，合金元素含量越高，淬透性越高；对于碳钢而言共析钢的淬透性最好。
淬硬性：T8>65>40Cr>20CrMnTi
原因：淬硬性与碳质量分数有关，碳质量分数越高，淬硬性越高。 4. 已知某零件采用合金钢60Si2Mn制造，试回答以下问题： (1) 该合金钢的种类、合金元素Si、Mn的质量分数和作用。
(2) 该合金钢的用途，常用的热处理工艺和热处理后得到的组织。
.答：(1)种类：合金弹簧钢， 质量分数：W(Si) 2% 、W(Mn)<1.5% ，作用：提高淬透性，提高屈强比。
(2) 用途：制造弹簧； 热处理工艺：淬火+中温回火；最终组织：回火T
5. 已知某零件采用1Cr18Ni9Ti（第5版教材中新牌号为12Cr18Ni9Ti）制造，试回答以下问题：
(1) 该合金钢的种类、用途、合金元素Cr、Ni、Ti的质量分数。 (2) 该合金钢固溶处理后再进行稳定化处理的目的是什么？
5.答：(1) 该合金钢为奥氏体不锈钢，用作管道、医疗器械等。W(Cr)=18% ，W(Ni)=9%，W(Ti)<1.5%
(2)稳定化处理的目的是：将钢加热到850℃-880℃使钢中铬的碳化物完全溶解，而钛的碳化物不溶解。然后缓慢冷却，让溶于奥氏体的碳与钛以碳化钛形式充分析出，碳将不再跟铬形成碳化物，消除晶界贫铬，避免晶间腐蚀的产生。 6．已知某零件采用40CrNiMo制造，试回答以下问题： (1) 该合金钢的碳质量分数、种类和用途。
(2) 分别说明合金元素Cr、Ni、Mo在该合金钢中的作用。
(3) 该合金钢一般常用的最终热处理工艺、最终的组织与组织的性能。
6答：(1) W(c)=0.4%、合金调质钢、制造轴等 。(2) Cr、Ni：提高淬透性 ，Mo：防止第二类回火脆性。(3) 一般最终热处理：调质处理（淬火+高温回火）。最终组织：回火索氏体。 性能：良好的综合机械性能。 7．说明灰口铸铁的种类和石墨的形态。
答：球墨铸铁—球状,可锻铸铁—团絮状 蠕墨铸铁—蠕虫状,变质铸铁—细片状 普通灰口铸铁—粗片状 8．试述石墨形态对铸铁性能的影响。
答：片状石墨：对基体有割裂作用，引起应力集中，抗拉强度和塑性都低。 球状石墨：应力集中较低，具有很高的强度，又有良好的塑性和韧性。 石墨形状越接近球状对基体的割裂作用越小，引起应力集中越低。 9.什么是石墨化？简述石墨化的三个阶段。
答：(1)石墨化：铸铁中碳原子析出并形成石墨的过程。
(2)第一阶段：铸铁液体结晶出一次石墨（过共晶铸铁）和通过共晶反应形成共晶石墨。 第二阶段：奥氏体沿E′S′线析出二次石墨。 第三阶段：通过共析反应共析出石墨。 10.与钢相比灰口铸铁性能有什么优缺点。 答：缺点：抗拉强度低，塑性差。
优点：切削加工性能优异；铸造性能良好，有很好的耐磨性能、抗振性能；对缺口不敏感。 六、综合题
1. 车床主轴在轴颈部位的硬度为(50~55)HRC，其余地方为(20~24)HRC。工艺路线为：下料→锻造→正火→粗加工→调质→精加工→轴颈表面淬火及低温回火→磨削加工，试回答以下问题：
(1) 从下列牌号中选择一种制造主轴的材料。 10、1Cr18Ni9Ti、T12、40Cr (2) 确定热处理工艺参数（主要是温度）。 (3) 分析组织和性能 。 1.答：(1) 40Cr
(3)组织与性能 原始组织：F+P 正火：组织为：F+S。 调质（淬火+高温回火）：组织为：回火S ,良好的综合机械性能。
表面淬火+低温回火：组织为：表面为回火M,硬度较高，耐磨。心部为回火S ,良好的综合机械性能。
2. 某弹簧的制造工艺路线为：下料→压成型→热处理1→热处理2→喷丸处理。 试回答以下问题：
(1)从下列材料中选择一种作为该零件的材料。 45，T12，65Mn，GCr15 (2)热处理1、热处理2分别是什么？加热温度各是多少?
(3)分别说明热处理1、热处理2后获得的组织和组织的该性能特点。 2.答：(1) 65Mn (2) 热处理1为淬火，Ac3+30～50℃；热处理2为中温回火，350℃～500℃。(3) 淬火后的组织为：M， M硬度高，脆性大；中温回火后的组织为：回火T，回火T具有高的弹性极限和屈服强度。
3.锉刀制造工艺路线为： 热轧钢板下料－锻造柄部－球化退火－机加工－淬火+低温回火。 回答以下问题：
(1)从下列材料中选择一种作为该零件的材料。 10，40Cr，T12，65Mn (2)确定热处理工艺参数。
(3)为什么球化退火加热温度略高于Ac1 ? (4)分析组织。
3.答：(1) T12 (3)加热到略高于Ac1，以便保留较多的未溶碳化物粒子和较大的奥氏体碳浓度分布的不均匀性，促进球状碳化物的形成。若加热温度过高，二次渗碳体易在缓慢冷却中以网状析出。 (4) 组织
原始组织：P +Fe3CⅡ （连续的网状组织）
球化退火后的组织：在铁素体基体上分布着细小均匀的球状渗碳体。 淬火： Fe3C (球状) +M+A’
低温回火： Fe3C (球状) +回火M+A’ 4.汽车变速箱齿轮制造工艺路线为：
下料→锻造→正火→切削加工→渗碳→淬火+低温回火→喷丸→磨削加工。试回答以下问题 (1)从下列材料中选择一种作为该零件的材料。 10，20CrMnTi，T12，1Cr18Ni9Ti (2) 渗碳的目的，渗碳前后表面的碳含量。
(3) 低温回火后该汽车齿轮的表面组织和心部组织各是什么？ (4) 简要说明齿轮类零件的选材。 4.答：(1)20CrMnTi
(2)渗碳：提高表面的碳含量，提高淬硬性； 渗碳前0.2%，渗碳后1.0%
(3)表面组织：合金渗碳体+回火M+A’； 淬透时的心部组织：回火M 。 (4)齿轮类零件选:低、中碳钢或低、中碳合金钢。
5.W18Cr4V 制造某刃具的热处理工艺路线图，试回答以下问题： (1) 说明W18Cr4V钢种和合金元素W、Cr、V的作用 。 (2) 分析该钢淬火和回火热处理的特点。
5.答：(1) W18Cr4V为高速钢，W保持高的热硬性、Cr提高淬透性、V提高硬度和耐磨性。
(2)热处理特点：
1) 因导热性差，淬火加热二次预热；
2)淬火温度高，使难熔的碳化物溶于奥氏体，保证淬火后的高硬度； 3)550℃-570℃三次回火，减少残余奥氏体，并产生二次硬化。 复习题4 一、填空题
1．可以通过加热和冷却的方法使其重复地软化(或熔化)和硬化(或固化)的塑料称为 。
2．初加热时软化，可塑造成型，但固化后再加热将不再软化，也不溶于溶剂，这类塑料称为 . 。 3.复合材料是由基体相和 构成。 4．玻璃纤维增强工程塑料的复合材料， 称为 。
5.由两种或几种物理化学性质不同的物质，经一定方法得到的一种新的多相固体材料称为 . 材料。 6.纤维复合材料的主要承载体是 。 7.颗粒复合材料的主要承载体是 。 二、选择题
1.聚氯乙烯是一种 a.热固性塑料，可制作化工用排污管道
b.热塑性塑料，可制作导线外皮等绝缘性材料 c.热固性塑料，可制作雨衣、台布等
2.有机玻璃与无机玻璃相比，透光度 a. 较低 b.较高 c.相同 3.塑料王是：
a. 聚四氟乙烯 b. 聚乙烯 c. 聚氯乙烯 三、判断题
1．陶瓷的塑性很差，但强度都很高。
2．纯氧化物陶瓷在高温下会氧化。
3．碳化物金属陶瓷作工具材料时，通常被称为硬质合金。 4. 韧窝是脆性断裂的微观特征。
5. 杯锥状断口是脆性断裂的宏观特征。 6. 脆性断口表面平齐。
7. 解理花样是脆性断裂断口的微观特征。 四、问答题
1.一从动齿轮，用20CrMnTi钢制造，使用一段时间后齿轮严重磨损，如图所示
A点：碳质量分数为1.0 %， 组织为S+碳化物， 硬度为30HRC； B点：碳质量分数为0.8%，
组织为S， 硬度为26HRC； C点：碳质量分数为0.2%，
组织为F+S，硬度为86HRB。
据查，该批齿轮的制造工艺是：锻造→正火→机加工→渗碳→预冷淬火→低温回火→磨加工。试分析该齿轮失效的原因。
1.答： 表面所得的组织不正确、硬度没达要求。 淬火+低温回火应得到的组织为：
表面：回火M+A’+合金渗碳体。硬度60HRC～62HRC
而现在表面的组织为S+碳化物，硬度为30HRC，这说明渗碳后淬火不正确，取出工件在空气中停留时间过长。淬火变成了正火。
2． 一尺寸为直径30mm×250mm的轴，用30钢制造，经高频表面淬火（水冷）和低温回火，要求摩擦部分表面硬度达到50HRC-55HRC,但使用过程中摩擦部分严重磨损。试分析失效原因，并提出解决问题的办法。
答：失效原因：30钢碳质量分数为0.3%,该钢经表面淬火+低温回火后硬度达不到要求，因为碳质量分数太低。
解决办法一：表面渗碳，然后表面淬火+低温回火。
解决办法二：采用45钢。采用调质，然后表面淬火+低温回火。 答案：一:1晶面2晶体的结构3配位数4 {110}{111}5《111》《110》6：68%，74% 7合金8组元9相10固溶体11金属化合物12固溶体，金属化合物13成分，制造工艺 二aaa 三：对对对错错错错对对对对对对对对对
复习题2二1低，大2自发生核，非自发生核3变质处理4滑移，孪生5热加工
6冷加工7索氏体，屈氏体8上贝氏体9下贝氏体10黑色针状11板条状，针状
12大13多14板条状，15大16多17渗碳体球化18略高于Ac119Ac3+30 ℃ -50 ℃ 20Ac1+30 ℃ -50 ℃ 21好22高23好24差25表面热处理
三．1a2c3b4b5b6c7a8b9a10b11b12a13a14a15a16b17c18a19a20a21b22c23c24c25b26a27b28a29c四，对对对对对对
复习题3二1普通碳素结构，钢筋 2碳素工具，板锉3合金调质，轴4高速，车刀5镍6锌7固溶处理，时效8形变铝合金，铸造铝合金 三1a2b3b4c5a6d7c 四 对错错错对错 复习题4 一1热塑性塑料2热固性塑料3增强相4玻璃钢5复合6纤维增强相7基体 二 1b2b3a三错错对错错对对