第1个回答 2010-06-12
机械工程材料 A卷标准答案
一、名词解释：（10分）
1、 固溶强化： 固溶体溶入溶质后强度、硬度提高，塑性韧性下降现象。
2、加工硬化： 金属塑性变形后，强度硬度提高的现象。
2、 合金强化： 在钢液中有选择地加入合金元素，提高材料强度和硬度
4、热处理：钢在固态下通过加热、保温、冷却改变钢的组织结构从而获得所需性能的一种工艺。
5、细晶强化：晶粒尺寸通过细化处理，使得金属强度提高的方法。
二、选择适宜材料并说明常用的热处理方法（30分）
名称 候选材料 选用材料 热处理方法 最终组织
机床床身 T10A, KTZ450-06, HT200 HT200 时效 P＋F＋G片
汽车后桥齿轮 40Cr, 20CrMnTi, 60Si2Mn 20CrMnTi 渗碳＋淬火＋低温回火 表面Cm＋M＋A’
心部 F＋M
滚动轴承 GCr15, Cr12, QT600-2 GCr15 球化退火＋淬火＋低温回火 Cm＋M＋A’
锉刀 9SiCr, T12, W18Cr4V T12 球化退火＋淬火＋低温回火 Cm＋M＋A’
汽车板簧 45, 60Si2Mn, T10 60Si2Mn 淬火＋中温回火 T回
钻头 W18Cr4V，65Mn, 20 W18Cr4V 淬火＋低温回火 Cm＋M＋A’
桥梁 1Cr13, 16Mn, Q195 16Mn, 不热处理 F＋P
滑动轴承 H70, ZSnSb11Cu6, T8 ZSnSb11Cu6 不热处理 a+SnSb
耐酸容器 Q235, 1Cr18Ni9Ti, ZGMn13 1Cr18Ni9Ti 固溶处理 A
发动机曲轴 QT600-3, 45, ZL101 QT600-3 等温淬火＋高温回火 S回＋G球
三、（20分）车床主轴要求轴颈部位硬度为HRC54—58，其余地方为HRC20—25，其加工路线为：
下料 锻造 正火 机加工 调质 机加工（精）
轴颈表面淬火 低温回火 磨加工
指出：1、主轴应用的材料：45钢
2、正火的目的和大致热处理工艺 细化晶粒，消除应力；加热到Ac3＋50℃保温一段时间空冷
3、调质目的和大致热处理工艺 强度硬度塑性韧性达到良好配合 淬火＋高温回火
4、表面淬火目的 提高轴颈表面硬度
5．低温回火目的和轴颈表面和心部组织。去除表面淬火热应力，表面M＋A’心部S回
四、选择填空（20分）
1． 合金元素对奥氏体晶粒长大的影响是（ d）
（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
2． 适合制造渗碳零件的钢有（ c）。
（a）16Mn、15、20Cr、1Cr13、12Cr2Ni4A （b）45、40Cr、65Mn、T12
（c）15、20Cr、18Cr2Ni4WA、20CrMnTi
3． 要制造直径16mm的螺栓，要求整个截面上具有良好的综合机械性能，应选用（c ）
（a）45钢经正火处理 （b）60Si2Mn经淬火和中温回火 （c）40Cr钢经调质处理
4．制造手用锯条应当选用（a ）
（a）T12钢经淬火和低温回火 （b）Cr12Mo钢经淬火和低温回火 （c）65钢淬火后中温回火
5．高速钢的红硬性取决于（b ）
（a）马氏体的多少 （b）淬火加热时溶入奥氏体中的合金元素的量 （c）钢中的碳含量
6．汽车、拖拉机的齿轮要求表面高耐磨性，中心有良好的强韧性，应选用（c ）
（a）60钢渗碳淬火后低温回火 （b）40Cr淬火后高温回火 （c）20CrMnTi渗碳淬火后低温回火
7．65、65Mn、50CrV等属于哪类钢，其热处理特点是（c ）
（a）工具钢，淬火+低温回火 （b）轴承钢，渗碳+淬火+低温回火 （c）弹簧钢，淬火+中温回火
8. 二次硬化属于（ d）
（a）固溶强化 （b）细晶强化 （c）位错强化 （d）第二相强化
9. 1Cr18Ni9Ti奥氏体型不锈钢，进行固溶处理的目的是（ b）
（a） 获得单一的马氏体组织，提高硬度和耐磨性
（b） 获得单一的奥氏体组织，提高抗腐蚀性，防止晶间腐蚀 （c）降低硬度，便于切削加工
10.推土机铲和坦克履带板受到严重的磨损及强烈冲击，应选择用（b ）
（a）20Cr渗碳淬火后低温回火 （b）ZGMn13—3经水韧处理 （c）W18Cr4V淬火后低温回火
五、填空题(20分)
1、马氏体是 碳在a-相中的过饱和固溶体，其形态主要有板条马氏体 、 片状马氏体。
其中， 片状马氏体硬度高、塑性差
2、W18Cr4V钢的淬火加热温度为1270－1280℃，回火加热温度为 560℃ ，回火次数 3次。
3、材料选择的三原则 一般原则，工艺性原则， 经济性原则。
4、合金结构钢与碳素结构钢相比，其突出优点是 强度高，淬透性好 。
5. 共析钢过冷奥氏体等温转变曲线三个转变区的转变产物是 P B M。
6. 共析钢淬火形成M+A'后，在低温、中温、高温回火后的产物分别为 M回＋A’
T回 S回 。
7. 45钢正火后渗碳体呈 片 状，调质处理后渗碳体呈 球 状。
机械工程材料 A卷评分标准
一、名词解释：（10分）
3、 固溶强化： 固溶体溶入溶质后强度、硬度提高，塑性韧性下降现象。（2分）
2、加工硬化： 金属塑性变形后，强度硬度提高的现象。（2分）
4、 合金强化： 在钢液中有选择地加入合金元素，提高材料强度和硬度（2分）
4、热处理：钢在固态下通过加热、保温、冷却改变钢的组织结构从而获得所需性能的一种工艺。 （2分）
5、细晶强化：通过细化晶粒处理，使得金属强度提高的方法。（2分）
二、选择适宜材料并说明常用的热处理方法（30分）（每空1分）
名称 候选材料 选用材料 热处理方法 最终组织
机床床身 T10A, KTZ450-06, HT200 HT200 时效 P＋F＋G片
汽车后桥齿轮 40Cr, 20CrMnTi, 60Si2Mn 20CrMnTi 渗碳＋淬火＋低温回火 表面Cm＋M＋A’
心部 F＋M
滚动轴承 GCr15, Cr12, QT600-2 GCr15 球化退火＋淬火＋低温回火 Cm＋M＋A’
锉刀 9SiCr, T12, W18Cr4V T12 球化退火＋淬火＋低温回火 Cm＋M＋A’
汽车板簧 45, 60Si2Mn, T10 60Si2Mn 淬火＋中温回火 T回
钻头 W18Cr4V，65Mn, 20 W18Cr4V 淬火＋低温回火 Cm＋M＋A’
桥梁 1Cr13, 16Mn, Q195 16Mn, 不热处理 F＋P
滑动轴承 H70, ZSnSb11Cu6, T8 ZSnSb11Cu6 不热处理 a+SnSb
耐酸容器 Q235, 1Cr18Ni9Ti, ZGMn13 1Cr18Ni9Ti 固溶处理 A
发动机曲轴 QT600-3, 45, ZL101 QT600-3 等温淬火＋高温回火 S回＋G球
三、（20分）车床主轴要求轴颈部位硬度为HRC54—58，其余地方为HRC20—25，其加工路线为：
下料 锻造 正火 机加工 调质 机加工（精）
轴颈表面淬火 低温回火 磨加工
指出：1、主轴应用的材料：45钢 （4分）
2、正火的目的和大致热处理工艺 细化晶粒，消除应力；加热到Ac3＋50℃保温一段时间空冷（4分）
3、调质目的和大致热处理工艺 强度硬度塑性韧性达到良好配合 淬火＋高温回火（4分）
4、表面淬火目的 提高轴颈表面硬度（4分）
4． 低温回火目的和轴颈表面和心部组织。去除表面淬火热应力，表面M＋A’心部S回。
（4分）
四、选择填空（20分）（每空2分）
1．合金元素对奥氏体晶粒长大的影响是（ d ）
（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
2．适合制造渗碳零件的钢有（ c）。
（a）16Mn、15、20Cr、1Cr13、12Cr2Ni4A （b）45、40Cr、65Mn、T12
（c）15、20Cr、18Cr2Ni4WA、20CrMnTi
3．要制造直径16mm的螺栓，要求整个截面上具有良好的综合机械性能，应选用（c ）
（a）45钢经正火处理 （b）60Si2Mn经淬火和中温回火 （c）40Cr钢经调质处理
4．制造手用锯条应当选用（a ）
（a）T12钢经淬火和低温回火 （b）Cr12Mo钢经淬火和低温回火 （c）65钢淬火后中温回火
5．高速钢的红硬性取决于（b ）
（a）马氏体的多少 （b）淬火加热时溶入奥氏体中的合金元素的量 （c）钢中的碳含量
6．汽车、拖拉机的齿轮要求表面高耐磨性，中心有良好的强韧性，应选用（c ）
（a）60钢渗碳淬火后低温回火 （b）40Cr淬火后高温回火 （c）20CrMnTi渗碳淬火后低温回火
7．65、65Mn、50CrV等属于哪类钢，其热处理特点是（c ）
（a）工具钢，淬火+低温回火 （b）轴承钢，渗碳+淬火+低温回火 （c）弹簧钢，淬火+中温回火
8. 二次硬化属于（ d）
（a）固溶强化 （b）细晶强化 （c）位错强化 （d）第二相强化
9. 1Cr18Ni9Ti奥氏体型不锈钢，进行固溶处理的目的是（ b）
（c） 获得单一的马氏体组织，提高硬度和耐磨性
（d） 获得单一的奥氏体组织，提高抗腐蚀性，防止晶间腐蚀 （c）降低硬度，便于切削加工
10.推土机铲和坦克履带板受到严重的磨损及强烈冲击，应选择用（b ）
（a）20Cr渗碳淬火后低温回火 （b）ZGMn13—3经水韧处理 （c）W18Cr4V淬火后低温回火
五、填空题(20分) （每空1分）
1、马氏体是 碳在a-相中的过饱和固溶体，其形态主要有板条马氏体 、 片状马氏体。
其中， 片状马氏体硬度高、塑性差
2、W18Cr4V钢的淬火加热温度为1270－1280℃，回火加热温度为 560℃ ，回火次数 3次。
3、材料选择的三原则 一般原则，工艺性原则， 经济性原则。
4、合金结构钢与碳素结构钢相比，其突出优点是 强度高，淬透性好 。
5. 共析钢过冷奥氏体等温转变曲线三个转变区的转变产物是 P B M。
6. 共析钢淬火形成M+A'后，在低温、中温、高温回火后的产物分别为 M回＋A’
T回 S回 。
7. 45钢正火后渗碳体呈 片 状，调质处理后渗碳体呈 球 状。