机械工程材料与热加工工艺第四章钢的热处理
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《机械工程材料及热加工基础》第一章金属的性能1.强度:金属材料在静载荷(大小和方向不变或逐渐变化的载荷)作用下,抵抗永久变形和断裂的能力。
2.塑性:断裂前材料发生不可逆永久变形的能力。
3.硬度:金属材料表面抵抗其他更硬物体压入的能力。
4.韧性:冲击载荷(以较高速度作用于零件上的载荷)作用下,金属在断裂前吸收变形能量的能力。
5.疲劳:材料在循环应力(大小、方向随时间发生周期性变化的载荷)和应变作用下,在一处或几次产生局部永久性累计损伤,经一定循环次数产生裂纹或发生断裂的过程。
疲劳极限用σ-1表示。
6.屈服点(屈服强度)σs:材料在实验过程中,载荷不增加(保持恒定)试样仍能继续伸长时代应力。
σs﹦试样发生屈服时代载荷/试样原始横截面积。
[不是所有的金属在拉伸试验中都会出现显著的屈服现象]7.抗拉强度σb=试样拉断前所承受的最大载荷/试样原始横截面积。
8.伸长率δ,数值上准确地反映材料的塑性变形。
9.断面收缩率ψ:缩颈处横截面积德最大缩减量与原始横截面积的百分数。
10.硬度的测定:①布氏硬度(压入法):HBS(压头分淬火钢球)和HBW(压头硬质合金)②洛氏硬度HR(测定淬火钢件的硬度用此方法)③维氏硬度HV。
第二章金属的结构与结晶1.晶体:指其组成微粒(原子、分子或离子)按一定次序作有规律重复排列的物质。
2.晶格:描述原子在晶体中排列方式的空间格架。
3.晶胞:晶格中一个能完整反映晶格特征的最小几何单元。
4.金属晶体结构:体心立方结构;面心立方结构;密排立方结构。
5.晶体缺陷:点缺陷(原子的热震动引起晶格畸变),使材料的强度、硬度提高;线缺陷(主要指位错),起到强化金属的目的;面缺陷(晶界、亚晶界引起),阻碍金属的塑性变形发生。
6.细化晶粒度方法:增加过冷度;变质处理(加入难溶物);附加震动。
7.金属的铸态组织:表面细晶粒区,柱状晶粒区,中心等轴晶粒区(穿晶)。
8.铸锭的缺陷:缩孔及缩松,气孔及裂纹,偏析,非金属夹杂物。
一、名词解释: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、20CrMnTi3.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。