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名词解释1. 互换性：互换性是指在同一规格的一批零件或部件中任取一件，装配时，不需经过任何选择、修配或调整，就能装配在整机商，并能满足使用性能要求的特性。
2. 轮廓算术平均偏差Ra ：在一个取样长度内纵坐标值Z （x ）绝对值的算数平均值，用Ra 表示，即Ra=dx x Z lr lr |)(|10⎰或近似为=Z n n i |11∑=i | 3. 强度：强度是金属材料在力的作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力。
4. 硬度：金属材料表面抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕、划痕的能力称为硬度。
5. 同素异晶转变：随温度的改变，固态金属的晶格也随之改变的现象称为同素异晶转变。
6. 钢的热处理：钢的热处理是将钢在固态下，通过加热、保温和冷却，以获得预期组织和性能的工艺。
7. 奥氏体：碳融入γ—Fe 中形成的固溶体称为奥氏体。
8. 合金钢：合金钢是为了改善钢的某些性能，在碳元素的基础上加入某些合金元素所炼成的钢。
9. 锻造：将液态金属浇注到铸型中，待其冷却凝固，以获得一定的形状、尺寸和性能的毛坯或零件的成形方法，称为铸造。
10. 冷变强化：在冷变形时，随着变形程度的增加，金属材料的所有强度指标（弹性极限、比例极限、屈服点和强度极限）和硬度都有所提高，但塑性和韧性有所下降，这种现象称为冷变形强化或加工硬化。
11. 金属的可锻性：金属的可锻性是材料在锻造过程中经受塑性变形而不开裂的能力。
12. 焊接性：金属材料的焊接性是指在限定的施工条件下，焊接成按规定设计要求的构件，并满足预定服役要求的能力。
13. 刀具耐用度：刃磨后的刀具自开始切削直到磨损量达到磨钝标准所经历的实际切削时间，称为刀具耐用度。
14. 前角：在正交平面中测量的前面与基面间的夹角。
15. 主偏角：在基面中测量的主切削平面与假定工作平面间的夹角。
16. 工艺过程：生产过程中，直接改变原材料（或毛坯）的形状、尺寸或性能，使之变为成品的过程，称为工艺过程。
简答1．合金元素V、Cr、W、Mo、Mn、Co、Ni、Cu、Ti、Al中哪些是铁素体形成元素？哪些是奥氏体形成元素？哪些能在a-Fe中形成无限固溶体？哪些能在γ-Fe 中形成无限固溶体？答：铁素体形成元素：V、Cr、W、Mo、Ti、Al；奥氏体形成元素：Mn、Co、Ni、Cu。
能在a-Fe中形成无限固溶体：V、Cr；能在γ-Fe 中形成无限固溶体：Mn、Co、Ni2．简述合金元素对扩大或缩小γ相区的影响，并说明利用此原理在生产中有何意义？答：（1）扩大γ相区：使A3降低，A4升高一般为奥氏体形成元素。
分为两类：a、开启γ相区：Mn, Ni, Co 与γ-Fe无限互溶；b、扩大γ相区：有C，N，Cu等。
如Fe-C相图，形成的扩大的γ相区，构成了钢的热处理的基础。
（2）缩小γ相区：使A3升高，A4降低。
一般为铁素体形成元素。
分为两类:a、封闭γ相区：使相图中γ区缩小到一个很小的面积形成γ圈,其结果使δ相区与α相区连成一片。
如V, Cr, Si, A1, Ti, Mo, W, P, Sn, As, Sb；b、缩小γ相区：Zr，Nb，Ta，B，S，Ce 等。
（3）生产中的意义：可以利用M扩大和缩小γ相区作用，获得单相组织，具有特殊性能，在耐蚀钢和耐热钢中应用广泛。
3．简述合金元素对铁碳相图（如共析碳量、相变温度等）的影响。
答：答：1、改变了奥氏体区的位置；2、改变了共晶温度：（l）扩大γ相区的元素使A1，A3下降；(2)缩小γ相区的元素使A1，A3升高。
当Mo>8.2%, W>12%,Ti>1.0%,V>4.5%,Si>8.5%，γ相区消失。
3、改变了共析含碳量：所有合金元素均使S点左移。
4．合金钢中碳化物形成元素（V，Cr，Mo，Mn等）所形成的碳化物基本类型及其相对稳定性。
答：答：基本类型：MC型；M2C型；M23C6型；M7C3型；M3C型；M6C型；（强K形成元素形成的K比较稳定，其顺序为：Ti>Zr>Nb>V>W,Mo>Cr>Mn>Fe）各种K相对稳定性如下：MC→M2C→M6C→M23C6→M7C3→M3C（高-------------------------低）5．主要合金元素（V，Cr，Ni，Mn，Si，B等）对过冷奥氏体冷却转变影响的作用机制。
第一章钢的合金化原理一、填空题1、合金元素在钢中的存在形式有以固溶体形式存在、形成强化相、形成非金属夹杂物、以游离态存在。
2、合金钢按用途可分成结构钢、工具钢和特殊性能刚三类。
3、按照与铁的相互作用的特点，合金元素分为 A 形成元素和 F 形成元素。
4、奥氏体形成元素降低A3点，提高A4点。
5、按照与碳相互作用的特点，合金元素分为非碳化物形成元素和碳化物形成元素。
6、所有的合金元素均使S点左移，这意味着合金钢共析点的碳浓度将移向--- 低碳方向，使共析体中的含碳量降低。
7、几乎所有的合金元素（除Co外）均使C曲线向右移动，其结果是降低了钢的临界冷却速度，提高了钢的淬透性。
8、几乎所有的合金元素（除Co、Al外）都使Ms、Mf点降低，因此淬火后相同碳含量的合金钢比碳钢的残余 A 增多，使钢的硬度降低，疲劳抗力下降。
二、名词解释合金元素：为保证获得所要求的组织结构，物理、化学性能而特别添加到钢中的化学元素。
合金钢：在化学成分上特别添加合金元素用以保证一定的生产和加工工艺以及所要求的组织与性能的铁基合金。
奥氏体形成元素：使A3点↓，A4点↑，在较宽的成分范围内，促使奥氏体形成，即扩大了γ相区。
铁素体形成元素：使A3点↑，A4点↓，在较宽的成分范围内，促进铁素体形成，依缩小γ相区的程度又分为两小类。
二次淬火：已淬火的高合金钢中的残余奥氏体在回火冷却中转变为马氏体的现象。
二次硬化：钢在回火时出现的硬度回升现象。
三、问答题1、合金元素在钢中有哪几种存在形式？这些存在形式对钢的性能有什么影响？（1）以溶质形式溶入固溶体，如：溶入铁素体，奥氏体和马氏体中。
（有利）（2）形成强化相，形成碳化物或金属间化合物。
（有利）（3）形成非金属夹杂物，如氧化物（Al2O3、SiO2等），氮化物和硫化物（MnS、FeS等）（有害、尽量减少）（4）以游离态存在，如C以石墨状态存在（一般也有害）元素以哪种形式存在，取决于元素的种类、含量、冶炼方法及热处理工艺等。
工程材料学简答题
1.钢中常存在的杂质元素有哪些？它们对钢的性能有何影响？
2.简述合金钢中碳化物形成规律。
3.总结合金元素对过冷奥氏体分解过程的影响。
4.什么叫钢的第一类回火脆性与钢的第二类回火脆性，各在什么条件下产生，如何减轻或消除？
5.Fe3C Cr23C6W6C VC 稳定性与硬度大小比较。
M3C < M7C3 < Cr23C6< M6C < M2C < MC 稳定性比较
Cr23C6型稳定性较Cr7C3高
Fe2Mo4C，Fe4Mo2C等的M6C型其稳定性高于Cr23C6.
6.何为调质钢，为什么其碳质量分数为中碳？
7.合金调质钢中常有哪些合金元素？各合金元素在合金调质钢中起什么作用？
8.φ10mm杆类零件受中等应变拉压载荷作用要求沿截面性能均一一致，材料有16Mn 45 40Cr T12 ，应怎样选材，编制简明工艺流程，说明各热处理工艺的主要作用，指出最终的组织。
9.什么是高Mn钢水韧处理
10.试述耐磨钢耐磨原理
11.衡量耐热钢热强性的两项指标
12.蠕变极限持久强度。
13.如何提高抗氧化性
14.亚共晶过共晶的石墨化
15.何谓球墨铸铁，球墨铸铁成分组织有何特点？可进行何种热处理。
16.高速钢必考 9SiCr W18Cr4V
17.陶瓷材料的组成相，玻璃相的作用。
18.陶瓷材料在常温下几乎没有塑性的原因。
钢结构重点简答题一、钢结构的特点钢结构是采用钢板、型钢通过连接而成的结构。
优点：（1）钢材强度高，材性好（2）钢结构的重量轻（3）钢结构制作工业化程度高，施工工期短（4）钢结构密闭性好（5）钢结构造型美观，具有轻盈灵巧的效果（6）钢结构符合可持续发展的需要缺点：（1）失稳和变形过大造成破坏（2）钢结构耐腐蚀性差（3）钢材耐热但不耐火（4）钢结构可能发生脆性破坏。
二、螺栓的五种破坏形式（1）栓杆被剪切--当栓杆直径较细而板件相对较厚是可能发生。
（2）孔壁挤压破坏--当栓杆直径较粗而相对板件较薄可能发生。
（3）钢板被拉断--当板件因螺栓孔削弱过多时，可能沿开孔截面发生破断。
（4）端部钢板被剪开--当顺受力方向的端距过小时可能发生。
（5）栓杆受弯破坏--当栓杆过长时可能发生。
三、塑形破坏和脆性破坏的特征及意义塑形破坏的主要特征是：破坏前具有较大的塑形变形，常在刚才表面出现明显的互相垂直交错的锈迹剥落线。
只有当构件中的应力达到抗拉强度后才会发生破坏，破坏后的断口城纤维状，色泽发暗。
由于塑形破坏前总有较大的塑形变形发生，且持续时间加长，容易被发现和抢修加固，因此不至于发生严重后果。
钢材塑形破坏前的较大塑形变形能力，可以实现构建和结构中的内力重分布，钢结构的塑形设计就是建立在这种足够的塑形变形能力上。
脆性破坏的主要特征是破坏前塑性变形很小，或根本没有塑性变形，而突然迅速断裂。
计算应力可能小于钢材的屈服点，断裂从应力集中处开始，破坏后的断口平直，呈有光泽的晶粒状或有人字纹。
由于破坏前没有任何预兆，破坏速度又极快，无法察觉和补救，而且一旦发生常引发整个结构的破坏，后果非常严重，因此在钢结构的设计、施工和使用过程中，要特别注意防止这种破坏的发生。
四、钢材的主要性能（1）单向均匀拉伸时钢材的性能（2）钢材在复杂应力状态下的屈服条件（3）冷弯性能（4）冲击性能（5）可焊性五、三个重要的力学性能指标（1）屈服点（2）抗拉强度（3）伸长率塑性：钢材的塑性为当应力超过屈服点后，能产生显着的残余变形。
合金钢一、填空题1.合金钢按主要用途可分为合金结构钢、合金工具钢和特殊性能钢三大类。
2.合金钢按合金元素总量高低可分为低合金钢、中合金钢和高合金钢三种。
3.合金结构钢又细分为普通低合金结构钢、合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢和滚动轴承钢五类。
4.调质钢的含碳量一般在0.25 %至0.5 %之间。
5.合金刃具钢分为低合金刃具钢和高速钢两类。
6.高速钢在600℃以下工作时，硬度仍保持在HRC60以上，具有高的红硬性。
二、判断题（对的打“√”，错的打“×”）1.合金钢是多种钢混合而成的混合物。
（×）2.合金钢因为含有合金元素，所以比碳钢淬透性差。
（×）3.大部分合金钢淬透性都比碳钢好。
（√）4.除Fe、C外还含有其他元素的钢就是合金钢。
（×）5.低合金钢是指含碳量低于0.25%的合金钢。
（×）6.40Cr是最常用的合金调质钢。
（√）7.合金结构钢都是高级优质钢。
（×）8.合金工具钢都是高级优质钢。
（√）9.钢的淬透性是指钢淬火时能够达到的最高硬度。
（×）10.碳钢淬透性比合金钢好（×）11.3Cr2W8V的平均含碳量为0.3%，所以它是合金结构钢。
（×）12.GCr15是滚动轴承钢，但又可以制造柴油机中的精密偶件。
（√）13.特殊性能钢简称特类钢。
（×）14.16Mn的含碳量为0.16%，是较高含锰量的优质碳素结构钢。
（×）15.W6Mo5Cr4V2是高速钢。
（√）16.Cr12MoV是不锈钢。
（×）17.1Cr18Ni9Ti是合金工具钢。
（×）18.60Si2Mn是合金弹簧钢。
（√）19.GCr15既可做滚动轴承，也可做量具。
（√）20.含铬的钢都是不锈钢。
（×）三、单项选择题1.合金钢除有较高的强度、比强度、热硬性和特殊的理化性能外，还有较高的。
A．淬硬性B．淬透性C．减振性D．变形抗力2.调质钢大多是A．高碳钢B．低碳钢C．中碳钢D．B或C3.合金结构钢主要是A．低合金结构钢B．合金渗碳钢和合金弹簧钢C．合金调质钢和滚珠轴承钢D．A+B+C4.制造船舶、桥梁、大型钢结构的钢材是A．普通碳素结构钢B．普通低合金结构钢C．低合金调质钢D．不锈钢5.制造南京长江大桥的材料是A．优质碳素结构钢B．高合金钢C．合金调质钢D．普通低合金钢6.属于合金调质钢的是材料A．20Cr B．40Cr C．4Cr9Si2 D．4Cr137.调质钢要求含碳量在一定的范围，如含碳量过低，则；含碳量过高，则。
基础部分1.钢材的塑性破坏和脆性破坏各指什么？答：塑性破坏是由于变形过大，超过了材料或构件可能的应变能力而产生的，而且仅在构件的应力达到钢材的抗拉强度，。
后才发生，破坏前构件产生较大的塑性变形；脆性破坏是指塑性变形很小，甚至没有塑性变形，计算应力可能小于钢材的屈服点fy，断裂从应力集中处开始的破坏形式。
2.化学成分碳，硫。
磷对钢材的性能有哪些影响?答：碳含量增加，强度提高，塑性，韧性和疲劳强度下降，同时恶化可焊性和抗腐蚀性。
硫使钢热脆，磷使钢冷脆。
但磷也可提高钢材的强度和抗锈性。
3.简述钢结构对钢材的基本要求。
答：(1)较高的强度(抗拉强度fu和屈服点fy)；(2)足够的变形能力(塑性和韧性)；(3)良好的工艺性能(冷加工、热加工和可焊性能)；(4)根据结构的具体工件条件，有时还要求钢材具有适应低温、高温和腐蚀性环境的能力。
4.钢结构和其他材料的结构相比具有哪些特点？答：建筑钢材强度高，塑性和韧性好；钢结构的重量轻；材质均匀，与力学计算的假定比较符合；钢结构制作简便，施工工期短；钢结构密闭性好；钢结构耐腐蚀性差；钢结构耐热但不耐火；钢结构可能发生脆性断裂。
5.简述钢材塑性破坏和脆性破坏。
f后才发生，破答：塑性破坏是由于变形过大，超过了材料或构件可能的应变能力而产生的，而且仅在构件的应力达到钢材的抗拉强度uf，断裂从应力集中处坏前构件产生较大的塑性变形；脆性破坏前塑性变形很小，甚至没有塑性变形，计算应力可能小于钢材的屈服点y开始。
6.钢结构的特点是什么？答：①强度高、重量轻；②材质均匀、可靠性高；③塑性、韧性好；④工业化程度高；⑤安装方便、施工期短；⑥密闭性好、耐火性差；⑦耐腐蚀性差。
7（a）什么是钢材的主要力学性能（机械性能）？答：钢材的主要力学性能（机械性能）通常是指钢厂生产供应的钢材在标准条件（2065℃）下均匀拉伸、冷弯和冲击等单独作用下显示的各种机械性能（静力、动力强度和塑性、韧性等）。
第七章合金钢碳钢具备很多优点，在机器制造业中获得了广泛应用。
但是碳钢淬透性低、回火抗力差、不具备特殊的物理、化学性能，且屈强比低，约为0.6。
而合金钢屈强比一般为0.85～0.9。
在零件设计时，屈服强度是设计的依据。
所以，碳钢的强度潜力不能充分发挥。
为了满足使用要求，必须选用合金钢。
1、合金元素对钢中基本相有哪些影响？答：⑴与碳亲合力很弱的合金元素，溶入铁素体内形成合金铁素体，对基体起固溶强化作用，与碳不发生化合反应。
⑵与碳亲合力较强的合金元素，一般能置换Fe3C中的铁原子，形成合金Fe3C。
合金Fe3C较Fe3C稳定性略高，硬度较为提高，是低合金钢中存在的主要碳化物。
⑶与碳亲合力很强的合金元素，且含量大于5％，易形成特殊碳化物。
它比合金渗碳体具有更高的熔点、硬度、耐磨性和回火稳定性。
2、普通低合金钢与含碳量相同的碳素钢相比有什么特点？这类钢常用于哪些场合？钢中合金元素主要作用是什么？答：普通低合金钢是一种低碳、低合金含量的结构钢，其含碳量＜0.2％，合金元素含量＜3％。
与具有相同含碳量的碳素钢相比具有较高的强度，较高的屈服强度，因此，在相同受载条件下，使结构的重量减轻20～30％。
具有较低的冷脆转变温度（-30℃）。
普通低合金钢主要用于桥梁、车辆、油罐以及工程构件。
因此它的工作环境大多在露天，受气温和大气中腐蚀性气体的影响较大。
钢中合金元素的主要作用：Mn—强化铁素体基体；V、Ti—细化铁素体晶粒，形成碳化物起弥散强化的作用；Cu、P—提高钢对大气的抗蚀能力。
3、普通低合金钢常用于哪些场合？对性能有何要求？如何达到这些性能要求？答：普通低合金钢主要用于桥梁、车辆、油罐以及工程构件。
由于它的工作环境大多在露天，受气温和大气中腐蚀性气体的影响较大。
因此对它的性能要求如下：良好的综合力学性能，σs＝350～650 MPa，δ＝16～23％，αk＝60～70 J/cm2；良好的焊接性、冷热加工性；较好的抗蚀性；低的冷脆转化温度，一般为-30℃。
为了达到这些要求，普通低合金钢碳含量低，一般为0.1～0.2％；合金元素含量低，一般＜3％。
主加元素Mn用来强化铁素体基体；辅加元素V、Ti用来形成碳化物起弥散强化的作用，同时细化铁素体晶粒；Cu、P用来提高钢对大气的抗蚀能力。
4、合金钢与碳钢相比，为什么它的力学性能好？热处理变形小？为什么合金工具钢的耐磨性、热硬性比碳钢高？答：合金钢中的合金元素能溶入铁素体基体起固溶强化作用，只要加入量适当并不降低钢的韧性；除了Co和Al外，其它合金元素均使C曲线右移，使合金钢淬火时临界冷却速度下降，淬透性提高，从而使力学性能在工件整个截面上均匀（特别是σs和αk）。
故合金钢力学性能好。
合金钢淬透性高，临界冷却速度小，故可用较小的冷却速度进行淬火，使热应力大大降低，所以，合金钢的热处理变形小。
合金工具钢中存在合金渗碳体和特殊炭化物，比碳素工具钢中的渗碳体具有更高的硬度和稳定性，弥散度高，故耐磨性高。
5、合金元素对淬火钢回火转变有何影响？答：合金元素对淬火钢回火转变的影响：⑴ 提高回火稳定性 在保持相同硬度的条件下，合金钢的回火温度比碳钢高，因此，内应力消除更充分一些，韧性也就更高一些。
⑵ 产生二次硬化 在500～600℃回火时，钢中强碳化物形成元素从马氏体中析出与母相保持共格关系的高度弥散的特殊碳化物（如Mo 2C 、W 2C 、VC 等），使强度、硬度反而提高。
此外，高合金钢淬火组织中残余奥氏体较多，且十分稳定，当加热到500～600℃时，特殊碳化物析出，使残余奥氏体中的碳和合金元素含量降低，M s 点提高，同时，残余奥氏体转变为马氏体，这种现象称为二次淬火，这是造成二次硬化的又一个原因。
⑶ 避免出现第Ⅱ类回火脆性 淬火合金钢在450～650℃回火后缓慢冷却，冲击韧性急剧下降。
为了避免第Ⅱ类回火脆性的产生，在此回火温度范围内回火后快冷，并且增加一次低于此温度的补充回火，以消除由于快冷造成的内应力。
另外还可以在钢中加入W1％或Mo0.5％，以防止第Ⅱ类回火脆性。
6、什么是渗碳钢？它的最终热处理采用何种热处理？获得的组织是什么？合金元素的主要作用是什么？答：进行渗碳处理的钢称为渗碳钢。
它的最终热处理为渗碳＋淬火＋低温回火。
获得的组织：表层是高碳回火马氏体＋渗碳体或碳化物；心部若淬透为低碳回火马氏体，若未淬透为少量低碳回火马氏体＋屈氏体＋铁素体。
渗碳钢中主加元素为Cr 、Ni 、Mn 、B 用于强化基体，提高淬透性；辅加元素为W 、Mo 、V 、Ti ，用于细化晶粒，它们形成的碳化物在高温渗碳时不溶解，有效抑制了渗碳时的过热现象。
7、渗碳钢主要应用在什么场合？工作状况如何？对原材料、力学性能、渗碳工艺性能有什么要求？答：渗碳钢主要用于制造汽车、拖拉机齿轮。
它的工作条件使齿轮受交变弯曲应力，由于接触应力很高，加工精度决定了齿轮啮合时不会是纯滚动，所以齿面还受很大的摩擦力。
对原材料要求：不允许有粗大的非金属夹杂物；对力学性能要求：渗碳层的硬度要高，一般为58～64HRC ，心部应具有较高的强度和硬度，一般σb ＝500～1200MPa ，硬度25～45HRC ；对渗碳工艺性能的要求：渗碳速度较快；渗碳层的成分要适当，为0.85～1.05％；成分过渡要平缓；过热敏感性要小；表层残余奥氏体量要少。
8、现有20CrMnTi 钢制造的汽车齿轮，要求齿面硬化层为1.0～1.2mm ，齿面硬度为58～62HRC ，心部硬度为35～40HRC 。
⑴ 确定齿轮生产工艺路线；⑵画出最终热处理工艺曲线；⑶ 说明热处理作用；⑷ 最终热处理获得的表层与心部组织。
答：⑴ 齿轮生产工艺路线：下料→锻造→正火→加工齿形→渗碳→预冷淬火→低温回火→喷丸→精磨⑵时间 温度（℃）20CrMnTi 齿轮最终热处理工艺曲线⑶正火：消除锻造应力；细化晶粒；降低硬度，改善切削加工性能。
预冷淬火＋低温回火：获得表层的高硬度；心部的高强度和高韧性。
喷丸：消除表面氧化皮，提高表面质量；使表面留存残余压应力，提高疲劳强度。
⑷表层：高碳回火马氏体＋渗碳体或碳化物；心部：低碳回火马氏体＋屈氏体。
9、什么是调质钢？它的化学成分有什么特点？主要应用于什么场合？对性能有何要求？答：经调质处理后使用的钢称为调质钢。
它的化学成分为中碳、低合金，碳含量一般为0.3～0.5％，合金元素含量＜5％。
主要用于制造轴类、曲轴类、连杆螺栓等重要零件，这些零件在工作时承受交变的弯曲、扭转、拉压、冲击等复杂应力。
对调质钢的性能要求：⑴具有良好的综合力学性能σb＝450～1000 MPa，δ≥10％，αk≥50 J/cm2；⑵良好的淬透性淬透性对材料的力学性能影响极大。
如45钢860℃油淬+560℃回火，￠20～40试样，σb=850MPa，σs=560MPa，αk=110J/cm2。
未淬透，σs/σb=0.65低，材料浪费大；￠5～10σb=1000MPa，σs=840MPa，αk=110J/cm2，淬透，σs/σb=0.84高，材料浪⑶避免高温回火脆性10、调质钢的最终热处理采用何种热处理？获得的组织是什么？常用调质钢的牌号有哪些？主加和辅加合金元素有哪些，要作用是什么？答：调质钢的最终热处理采用淬火+高温回火；组织是S回。
常用调质钢的牌号：40Cr、30CrMo、30CrMoTi。
调质钢的主加元素是Mn、Si、Cr、Ni及少量B，主要目的是提高钢的淬透性，强化基体；辅加元素是W、Mo、V、Ti，主要目的是细化晶粒，提高回火抗力；少量的B以进一步提高淬透性；W和Mo还可以防止第二类回火脆性。
11、现有40Cr钢制造的机床主轴，心部要求良好的强韧性（200～300HBS），轴颈处要求硬而耐磨（54～58HRC），试问：⑴编写加工工艺路线和最终热处理工艺曲线；⑵说明预先热处理和最终热处理的作用和最终热处理后的组织。
答：⑴加工工艺路线为：下料→锻造→正火→粗加工→调质→精加工→喷丸时间40Cr机床主轴最终热处理工艺曲线⑵正火：消除锻造应力；细化晶粒；降低硬度，改善切削加工性能；为调质处理做好组织准备。
调质处理：获得综合力学性能。
最终组织：S回。
喷丸：消除表面氧化皮，提高表面质量；使表面留存残余压应力，提高疲劳强度。
12、为什么弹簧钢多采用Si作为主要合金元素？为何采用淬火＋中温回火？硬度能达到多少？常用的弹簧钢牌号有哪些？应用上有哪些特点？答：钢中加入Si可以提高淬透性，强化基体，并明显提高回火稳定性。
因为在马氏体分解过程中，必然伴随着碳化物的转变；在ε-Fe2.4C中能溶解Si，而Fe3C中却不能溶解Si，这样势必形成所谓高硅墙，阻碍ε-Fe2.4C向Fe3C转变，因而延缓了马氏体分解的速度，提高了钢的回火抗力。
同时使屈强比提高到接近于1，提高了强度利用率和弹簧的疲劳强度。
弹簧钢采用淬火后中温回火，可以获得具有较高的弹性极限、较高的疲劳强度以及一定的塑性和韧性的回火屈氏体组织。
硬度为38～50HRC。
常用的弹簧钢牌号有：65Mn、60Si2Mn，用于制造截面尺寸较大的弹簧，但热处理时有回火脆性和过热现象。
50CrV A、55SiMnV，用于制造高温、高负荷下工作的弹簧。
13、弹簧对材料的性能有何要求？弹簧的表面质量对其使用寿命有何影响？可采用哪些措施提高弹簧使用寿命？答：弹簧主要用做减震储能，因此要求具有高的弹性极限、屈强比和疲劳强度，以及一定的塑性和韧性。
弹簧一般是在动载荷下工作，受到反复弯曲或拉、压应力，因此表面若有裂纹、斑疤、夹杂及压入的氧化皮等，均会成为疲劳源，以致发生疲劳破坏，使弹簧的使用寿命降低。
提高弹簧使用寿命的措施：⑴材料选用上碳素弹簧钢采用中、高碳，碳含量一般为0.6～0.8％；合金弹簧钢碳含量一般为0.45～0.7％，保证弹簧具有一定的塑性和韧性，防止产生脆性断裂。
⑵合金元素的选用上主加合金元素Mn、Si、Cr，提高钢的淬透性，强化基体，提高屈强比；辅加元素W、V，减少脱碳和过热倾向，同时进一步提高淬透性、弹性极限、屈强比、耐热性和冲击韧性。
⑶最终热处理上采用淬火+中温回火，获得T回组织；表面进行喷丸处理，使工件表面留存残余压应力，提高疲劳极限。
14、滚动轴承钢的化学成分有何特点？为什么？常用的滚动轴承钢的牌号有哪些？答：化学成分特点：高碳含量约为0.95～1.15％；主加合金元素为铬含量约为0.40～1.65％。
高碳保证钢经热处理后具有高硬度和获得一定量的高耐磨性的合金碳化物。
主加合金元素Cr，以提高钢的淬透性并与碳形成合金渗碳体（Fe、Cr）3C，阻止奥氏体晶粒长大，淬火后获得细小的隐晶马氏体组织，提高钢的强度、韧性、接触疲劳强度。
但是Cr的含量过高，使残余奥氏体量增加，降低钢的强度和硬度。
