材料0801
⑵．指出其工艺过程路线中应采用的热处理工艺及其目的和零件制成后的最终组织。
——①淬火：提高工件的硬度、强度和耐磨性（力学性能）；
②中温回火：获得较高的弹性极限和屈服强度，同时改善塑性和韧性。
最终组织为：回火屈氏体。
⑶．要提高板簧疲劳寿命，在板簧生产工艺流程中应采取何种表面强化手段，为什么？
——喷丸：因为喷丸可以提高表面质量并形成表面残余压应力从而提高其疲劳性能。
3、高速钢麻花钻头，用W18Cr4V/ W6Mo5Cr4V2钢制造，硬度要
求HRC63，对红硬性要求较高。（温度取上限） ⑴．制定此钻头最终热处理工艺，并分析说明。
分析：高速钢含有较多碳化物，且较稳定，因此淬火加热温度较高，应为Ac1+400℃，宜采用上限温度。为减少变形和开裂，淬火冷却一般采用600℃左右分级淬火。6-5-4-2钢一般进行550℃保温1h的三次回火处理，采用550℃回火是因为在此温度回火二次硬化效果最佳。
⑵．为进一步提高钻头的使用寿命，可进行哪些表面理？
表面化学热处理：蒸气处理、气体软氮化； 表面气相沉积：渡TiC、TiN或复合薄膜。
⑶．6-5-4-2钢的淬火组织是什么？回火组织是什么？ 淬火组织：M+K+大量残余奥氏体；
回火组织：回火M+K+少量残余奥氏体。
⑸．有一批钻头淬火后发现不合格，需要返修，再重新加热淬火，
试问这样做行吗？为什么？ 不行。因为会产生荼状断口。
（温度取下限） 4、6-5-4-2钢刀具，硬度要求HRC61-64，对强韧性要求较高。 ⑴．钢中合金元素的主要作用是什么？
W、Mo：获得红硬性；
Cr：保证钢淬透性，改善抗氧化能力、切削能力。
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材料0801
V：↑红硬性、硬度和耐磨性，细化晶粒，↓过热敏感性。 ⑵．制定此刀具的最终热处理工艺，并分析说明。 淬火+高温回火。（温度取下限）
5、要制造普通机床主轴，要求良好的强韧性，轴颈处硬度要求
48～52HRC，请选择合适的钢种，说明选材依据，并指出其工艺过程路线中应采用的热处理工艺及其目的是什么。
工艺路线为：下料→锻造→正火→机加工→热处理①→机加工→
轴颈热处理②、③→精加工。
1）45钢。依据：普通机床主轴承受弯扭复合交变载荷，转速中 等并承受一定的冲击载荷，承受的载荷不高，故45钢即可满足。 2）①调质处理：获得良好的强韧性；
②表面淬火：提高轴颈表面强度；
③低温回火：消除表面淬火内应力和脆性。
6、某厂采用φ60mm的钢棒料模锻生产一重型载货汽车连杆： 工艺路线为：下料→锻造→热处理①→喷丸→硬度及表面检验→矫正→精压→探伤→机加工。
⑴．试选择合适的连杆材料，说明选材依据。
调质钢，35CrMo。依据：连杆在工作中受交变的拉、压、弯曲应力，主要失效为疲劳，故要求良好的综合力学性能，故采用调质钢制造，因为是重载，故选用合金结构钢35CrMo。
⑵．指出其工艺过程路线中应选用何种热处理工艺？目的是？ ①调质处理：获得良好的综合力学性能，获得良好的强韧性。 ⑶．试选择合适的该模锻工具（即锻模）材料，简述锻模的主要工作条件。
5CrNiMo，热锤锻模钢。模具是在反复受热和冷却条件下工作.模具受热时间越长，受热程度就越严重。许多模具还受到较大冲击力。工作条件苛刻。 7、某厂库房现有一批供应状态的45钢和T12钢原材料发生混料： ⑴．有哪些方法可以区分鉴别两者？你认为何种方法在生产车间最为简便？
看金相、打硬度、看火花。看火花最简单，但要有经验。 ⑵．若将T12钢按45钢的热处理工艺进行淬火处理，其组织和性能如何？
45钢淬火温度比T12高，若将T12钢按45钢的热处理工艺处理，得到A性能降低。
⑶．T12钢锻造时，锻后缓慢冷却，锻件会出现何种缺陷？能否消除？若能，请提出消除措施。
晶粒粗大，出现网状渗碳体。可消除，正火。
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材料0801
8、现有两根轴，一根为20钢，直径为15mm，经920℃渗碳后
直接水淬及180℃回火，表面硬度60HRC；另一根为20CrMnTi钢，直径为30mm，经920℃渗碳后直接油淬，-80℃冷处理及180℃回火，表面硬度62HRC。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。 1）表层组织：
20钢：回火M+K+少量Ar，晶粒粗大；
26CrMnTi钢：回火M+K，晶粒细小。两者硬度相差不大。 2）心部组织：
20钢：原始组织T或S+F，强度硬度较低，韧性较高； 26CrMnTi钢：回火低碳M，具有较高的强度硬度和韧性。 3）原因：20钢为低淬透性渗碳钢，水淬临界直径一般不超过
7~8mm，直径为15mm的20钢经900℃渗碳后直接水淬，心部未能淬透。
而26CrMnTi为中淬透性渗碳钢，油淬临界直径可达35mm，故直径为30mm的钢经920℃渗碳后直接油淬，心部可以淬透。
10、汽车、拖拉机的发动机曲轴，常用调质钢来制造，而变速箱
的花键轴，常用渗碳钢制造；汽车、拖拉机的变速箱齿轮和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）钢来制造。你能分析其原因吗？上述两种不同轴类零件和三种不同齿轮零件在材料选择、热处理工艺及其它强化工艺上，可能采取那些不同措施？
①发动机曲轴主要承受弯曲、扭转等复合载荷的作用，受一定的
冲击载荷，因此要求较高综合机械性能，所以采用调质处理。
②花键轴主要承受弯曲、扭转等复合载荷的作用，受较大的冲击
载荷，故常用渗碳钢制造。
③汽车、拖拉机变速箱齿轮和后桥齿轮属于重载荷齿轮，受力比
较大，频繁地受到冲击，为了满足表面高耐磨和整体强韧性的要求，故采用渗碳钢。一般工艺路线为：备料→锻造→正火→粗加工→渗碳+淬火+回火→喷丸→磨削。
④机床变速箱齿轮载荷不大，工作平稳，一般无大的冲击力，转
速也不高，故采用中碳钢制造。路线：备料→锻造→正火→粗加工→调质处理→半精加工→高频淬火+回火→磨削。
11、分析比较T9和9SiCr：
⑴．为什么9SiCr钢的热处理加热温度比T9高？
Si、Cr都是铁素体形成元素，提高铁碳相图的A1、A3点。 ⑵．直径为30~40mm的9SiCr钢在油中能淬透。相同尺寸的T9
钢能否淬透？为什么？
不能。因为Si、Cr能提高淬透性，而T9是碳钢，淬透性低。
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材料0801
⑶．为什么T9钢刀具刃部受热至250℃，其硬度和耐磨性已迅
速下降而失效。而9SiCr钢制刀具。其刃部受热至
230~250℃。硬度仍不低于HRC60，耐磨性尚可正常工作。 T9钢回火稳定性差，而9SiCr钢中Si提高M分解温度，回火抗力好。
⑷．用T9钢制的完全合格钻头给一批铸铁打?10mm的深孔，打
几个以后钻头很快就磨损，问失效原因。若用合格的9SiCr钢制钻头打孔，操作一样，其寿命如何？
→原因：T9钢为碳钢，回火稳定性差，回火温度一般不高于200℃，打深孔时，由于孔深，热量不易散发，刃部温度高于200℃，硬度和耐磨性将迅速下降，导致钻头很快磨损。 →9SiCr钢寿命会高于T9钢，但若刃部温度高于300℃，也将很快失效。 12、某厂的汽车挡圈缺口冲模，原用T10A钢制造，寿命只有100～
200次，失效方式是两侧刃口塑性流变；改用Cr12钢制造，制模时采用原钢料直接进行机械加工，寿命只有1～20次，失效方式为崩刃或折断；改用9SiCr或6CrW2Si钢制造，寿命提高到1000次以上。
⑴．试分析T10A、Cr12模寿命低的原因。
T10A冲模失效是塑性流变，说明模具强度、耐磨性不足，因为T10A钢淬火回火后钢中碳化物量很少；
Cr12冲模失效为崩刃或折断，说明模具韧性不足。
⑵．若对Cr12钢毛坯进行充分地锻造，或改用Cr12MoV钢制造
该模能否提高寿命，为什么？
韧性有所提高，但提高不多，因此提高寿命作用不大。 ⑶．为什么用9SiCr或6CrW2Si钢制造能显著提高寿命？
9SiCr和6CrW2Si钢中含有Si、Cr元素，能够细化K，提高韧性，虽然耐磨性不如Cr12钢，但韧性高得多，故显著提高寿命。
13、要制造汽车变速齿轮，齿轮心部要求强韧性好，齿面硬度要
求62～64HRC。试选择合适的材料，说明选材依据，并指出其工艺过程路线中应选用何种热处理工艺？其目的是什么？ 工艺路线为：下料→锻造→热处理①→切削加工→热处理②、③→低温回火→切削加工。
1）20CrMnTi，渗碳钢。依据：汽车变速齿轮受力比较大，频繁地受到冲击，因此在耐磨性、疲劳强度、抗冲击能力等方面的要求较高。为满足表面高耐磨和整体强韧性的要求，故采用渗碳钢。 2）①正火：改善切削加工性能，细化晶粒，为淬火做组织准备；
②渗碳：使低碳钢件表面得到高碳；
③淬火：获得表面高硬度、高耐磨性，而心部仍保持一定强度及较高的塑性、韧性。
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材料0801
15、一热锤锻模，形状较为复杂，生产批量大，在工作时承受大
的冲击力和摩擦力；工作温度较高，整个模子可达400℃；为使模子温度不升高，要经常用介质冷却，常见的失效形式有型腔磨损、塌陷。严重时，表面龟裂，甚至整个开裂。该模面要求模面硬度38～41HRC。模尾硬度34～39HRC。
工艺路线：下料→锻造→退火→机械粗加工→探伤→成型加工→淬火、回火→钳修→抛光。
⑴． 选用合适的材料，并分析说明理由。
选用5CrNiMo。该钢韧性和淬透性较高，淬火后经500℃回火，硬度达40-48HRC，适合于制造，用于制作形状复杂、重载的大型或特大型锻模。
⑵． 讨论工艺路线中的热处理工艺。
第五章第23题，书P119
⑶．对常见的失效形式分析其原因。
磨损、塌陷是因为强度、耐磨性、热硬性不足； 龟裂、开裂是由于热疲劳、应力大等。
16、拟用T10A钢制造形状简单的车刀。其工艺流程为锻造→预
先热处理①→机加工→最终热处理②→精加工。（该钢经检验，证明锻造后组织有网状碳化物）。
⑴．制定工艺流程中应采用的各热处理工序的名称，并指
出各热处理工序的作用。 ①（正火）+球化退火： ②淬火+低温回火：
⑵．指出最后热处理后的金相组织和性能。
17、某工厂生产一种柴油机的凸轮，其表面要求具有高硬度
(>50HRC)，而零件心都要求具有良好的韧性，原用45钢经调质处理后再在凸轮表面上进行高频淬火，最后进行低温回火。现因工厂库存的45钢已用完，只剩下15号钢，试说明以下几个问题。
⑴．原用45钢各热处理工序的目的；
⑵．改用15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?
⑶．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?
18、要制造一般小尺寸手工丝锥，刃部硬度要求59～62HRC，柄
部硬度要求30～45HRC。（1）试选择合适的材料，说明选材依据，并指出其工艺过程路线中应选用何种热处理工艺？ 工艺路线为：下料→热处理①→机械加工→热处理②、③→柄部
热处理④→切削加工。
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材料0801
（3）若要制造尺寸稍大、切削速度稍高的较重要手工丝锥，应选用什么材料？
（4）若要制造机用丝锥，又应选用什么材料？
1）碳素工具钢T10A。依据：手工丝锥转速较低，产生热量低，
对热硬性要求不高，要求一定的硬度、耐磨性和强度。可。 2）①球化退火②淬火③低温回火④高温回火。 3）手工丝锥，低合金工具钢，9SiCr。 4）机用丝锥，高速工具钢，W18Cr4V。
19、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； ------合金元素使C曲线右移。
（2）在相同的C%和相同的热处理后，合金钢具有较高的综合机械性能；
------合金钢回火时硬度下降比较慢，可产生二次硬化现
象，提高回火稳定性，具有细化晶粒的作用。
（3）在相同的C%情况下，合金钢的淬火变形、开裂现象不易发生；
------合金淬透性好，用缓和介质冷却，冷却慢，应力小。 （4）在相同的C%情况下，合金钢具有较高的回火稳定性； ------大多数合金元素阻碍C的扩散，本身扩散系数小。
（5）相同的C%下，除含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。
------Ni、Mn是等奥氏体形成元素，降低A1、A3点；铁素体形
成元素提高A1、A3点。
说明：答案仅供参考，很多地方有待推敲，还望自己斟酌。
资料最终解释权给wuxintong所有。2010/12/10。
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