科 目： 机械工程材料 （A）卷
考试形式：闭卷 考试时间: 120 分钟
一、名词解释（共20分，每题2分）
过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度
变质处理:在液态金属中加入孕育剂或变质剂,以增加异质核心的数量,从而细化晶粒和改善组织. 加工硬化：随冷塑性变形量增加，金属的强度，硬度提高，塑性，韧性下降的现象。 再结晶：冷变形组织在加热时重新彻底改组的过程，再结晶不是相变过程。
固溶强化:溶质院子的溶入，使固溶体的劲歌发生畸变，变形抗力增大，金属的强度,硬度升高的现象. 珠光体：铁素体和渗碳体的机械混合物＼
淬透性:钢在淬火时能够获得马氏体的能力,它是钢材本身固有的一个属性.
二次硬化:一些M,W,V含量较高的钢回火时,随着温度的升高硬度并非单调降低,而是在某一温度范围会出现硬度回升的现象
红硬:是指外部受热升温时工具钢仍能维持高硬度（大于 60 HRC）的功能 石墨化: 铸铁中碳原子析出并形成石墨的过程称为石墨化 二、填空题（共20分，每空1分）
1、在面心立方和体心立方晶格中，原子密度最大的晶向分别是（ ［ 1 1 0 ］）和（ ［1 1 1 ］ ）。 2、结晶过程是依靠两个密切联系的基本过程来实现的，这两个过程是（晶核生成）和（晶核生长）。 3、典型铸锭结构的三个晶区分别为（ 细晶区 ）、（ 柱状晶区 ）和（ 轴晶区 ）。 4、固溶体出现枝晶偏析后，可用（均匀化退火）加以消除。
5、用光学显微镜观察，上贝氏体的组织特征呈( 羽毛状 )状，二下贝氏体则呈( 黑色针状 )状。 6、钢的淬透性越高，则其C曲线的位置越( 靠右 )，说明临界冷却速度越( 低 )。
1
7、9SiCr是（低合金工具）钢， T12是（优质碳素工具）钢， 40Cr是（合金调质）钢， GCr15是（ 滚动轴承 ）钢，1Cr17是（不锈）钢。
8、可锻铸铁中石墨的形态为（团絮状），球墨铸铁中石墨的形态为（ 球状），蠕墨铸铁中石墨的形态为（蠕虫状）。
三、是非题（共15分，每题1分）
1、凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶过程。 （ X ） 2、室温下，金属晶粒越细，则强度越高，塑性越低。 （ X ）
3、当形成树枝状晶体时，枝晶的各次晶轴将具有不同的位向，故结晶后形成的枝晶体是一个多晶体。 （X ）
4、因为B.C.C晶格与F.C.C晶格具有相同数量的滑移系，所以两种晶体的塑性变形能力完全相同。 （ X ）
5、一个合金的室温组织为α+βⅡ+（α+β），它由三相组成。 （ √） 6、在退火状态（接近平衡组织）45钢比20钢的塑性和强度都高。 （ √）
7、在铁碳合金平衡结晶过程中，只有碳质量分数为4.3％的铁碳合金才能发生共晶反应。 （ X ）
8、当共析成分的奥氏体在冷却发生珠光体转变时，温度越低，其转变产物组织越粗。( X ) 9、经退火后再高温回火的钢，能得到回火索氏体组织，具有良好得综合机械性能。（ X ）
10、钢得淬透性高，则其淬透层得深度也越大。 （ √） 11、表面淬火既能改变钢的表面组织，也能改善心部得组织和性能。 （√ ） 12、合金元素对钢得强化效果主要是固溶强化。 （ X ）
2
越低，
13、钢T8与20MnVB相比，淬硬性和淬透性都较低。 （ X ） 14、奥氏体不锈钢的热处理工艺是淬火后低温回火处理。 （ X ） 15、铸铁可以经过热处理改变基体组织和石墨形态。 （ √ ）
四、综合分析题（共45分） 1、试述马氏体转变的基本特点。（8分）
a.非扩散性 b降温形成.c高速成核c马氏体转变的不完全性
2、W18Cr4V钢的Ac1约为820℃，若以一般工具钢Ac1+（30～50℃）的常规方法来确定其淬火加热温度，最终热处理后能否达到高速切削刀具所要求的性能？为什么？其实际淬火温度是多少？（6分）
答：若以一般工具钢Ac1+30-50℃常规方法来确定W18Cr4V钢淬火加热温度，在最终热处理后不能达到高速切削刃具所要求的性能。因为若按常规方法来确定淬火加热温度，则合金碳化物不易溶解，不能满足在高速切削时刀具应保持红硬性、高耐磨性的要求。为使奥氏体得到足够的合金化，必须加热到远远大于Ac1的温度，既1280℃左右。18Cr4V钢刀具在正常淬火后都要进行560℃三次回火，这是为消除残余奥氏体 3、不锈钢的固溶处理与稳定化处理的目的各是什么？（5分）
答：固溶处理是把钢加热到1050_1150摄氏度,使碳化物溶解在高温奥氏体中,随后通过水淬快冷,阻止冷却过程中碳化物和铁素体的析出,保证室温下仍为单相奥氏体状态.
一般是在固溶处理后在加热到850~880摄氏度保温后空冷,是Ti和Nb的碳化物充分析出,冷却过程中不再析出Cr的碳化物,从而使Cr在基体中发挥耐蚀的作用,这种热处理方法称为稳定化处理,只用于含Ti或Nb的奥氏体型不锈钢中.
3
4、试分析合金元素Cr在20CrMnTi、40Cr、GCr15、W18Cr4V、CrWMn、1Cr13、4Cr9Si2等钢中的作用。（14分）
答：20CrMnTi钢中Ti的作用是阻止渗碳时奥氏体晶粒长大、增加渗碳层硬度和提高耐磨性。 40Cr: 提高淬透性，形成合金铁素体，提高钢的强度；
GCr15：用于增加刚的淬透性，并使刚才在热处理后形成细小且均匀分布的合金渗碳体，以提高耐磨性和接触疲劳强度
W18Cr4V：保证高的热硬性，淬透性，形成颗粒细小、分布均匀的碳化物，提高钢的硬度和耐磨性，同时能阻止奥氏体晶粒长大，细化晶粒 CrWMn: 提高淬透性；
1Cr13: 提高钢基体的电极电位，使钢的耐蚀性提高；其作用是溶入固溶体后，提高铁素体基体的电极电位和使钢表面钝化。
4Cr9Si2: 提高抗氧化性，并有利于热强性，提高淬透性。
5、用T10钢制造形状简单的车刀，其工艺路线为：锻造—热处理—机加工—热处理—磨加工。（12分） （1）写出其中热处理工序的名称及作用。
（2）制定最终热处理（磨加工前的热处理）的工艺规范，并指出车刀在使用状态下的显微组织和大致硬度。 答：（1）工艺路线为：锻造—退火—机加工—淬火后低温回火—磨加工。退火处理可细化组织，调整硬度，改善切削加工性；淬火及低温回火可获得高硬度和耐磨性以及去除内应力。 （2）T10车刀的淬火温度为780℃左右，冷却介质为水；回火温度为150℃～250℃。终热处理后的显微组织为回火马氏体 ，大致的硬度60HRC。
4