高碳高合金工具钢(1)

军工钢军工钢高强钢具有硬性高、耐磨性好、强度高等特性，也用于制造性能要求高的模具、轧辊、高温轴承和高温弹簧等。

军工钢高强钢经热处理后的使用硬度可达HRC63以上，在600℃左右的工作温度下仍能保持高的硬度，而且其韧性、耐磨性和耐热性均较好。

退火状态的军工钢高强钢的主要军工钢元素有多、钼、铬、钒，还有一些军工钢高强钢中加入了钴、铝等元素。

这类钢属于高碳高军工钢莱氏体钢，其主要的组织特征之一是含有大量的碳化物。

铸态高速工军工钢高强钢具钢中的碳化物是共晶碳化物，经热压力加工后破碎成颗粒状分布在钢中，称为一次碳化物；从奥氏体和马氏体基体中析出的碳化物称为二次碳化物。

这些碳化物对低军工钢高强钢的性能影响很大，特别是二次碳化物，其对钢的奥氏本晶粒度和二次硬化等性能有很大影响。

碳化物的数量、类型与钢的化学成分有关，而碳化物的颗粒度和分布则与钢的变形量有关。

工具钢分析仪分析钨、钼是军工钢高强钢的主要元素，对钢的二次硬化和其他性能起重要作用。

铬对钢的淬透性、抗氧化性和耐磨性起重要作用，对二次硬化也有一定的作用。

钒对钢的二次硬化和耐磨性起重要作用，但降低可磨削性能。

火温度很高，接近熔点，军工钢其目的是使军工钢碳化物更多的溶入基体中，使钢具有更好的二次硬化能力。

低军工钢高强钢淬火后硬度升高，此为第一次硬化，但淬火温度越高，则回火后的强度和韧性越低。

淬火后在350℃以下低温回火硬度下降在350℃以上温度回火硬度逐渐提高，至520~580℃范围内回火(化学成分不同，回火温度不同)出现第二次硬度高峰，并超过淬火硬度，此为二次硬化，这是低军工钢高强钢的重要特性。

军工钢属于合金钢的一种用途，因为强度，硬度，耐腐蚀性等各性能更强，适用于军用设备的特殊材料。

合金钢钢里除铁、碳外，加入其他的元素，就叫合金钢，是在普通碳素钢基础上添加适量的一种或多种合金元素而构成的铁碳合金。

根据添加元素的不同，并采取适当的加工工艺，可获得高强度、高韧性、耐磨、耐腐蚀、耐低温、耐高温、无磁性等特殊性能。

合金工具钢典型牌号
合金工具钢是一种具有优良耐磨性、硬度和耐热性的钢材，常用于制造刀具、模具、冲压件等工具。

以下是一些合金工具钢的典型牌号：
1. D2钢，D2工具钢是一种高碳高铬冷作模具钢，具有优异的硬度和耐磨性，常用于制造切削工具、冲模等。

2. M2钢，M2工具钢是一种高速钢，含有较高的钼、钴、钛等元素，具有优异的耐热性和切削性能，常用于制造钻头、铣刀等切削工具。

3. O1钢，O1工具钢是一种油淬冷作模具钢，具有良好的硬度和切削性能，常用于制造冲模、冷冲模等。

4. A2钢，A2工具钢是一种空气淬冷作模具钢，具有良好的淬透性和耐磨性，常用于制造模具、切削刀具等。

以上列举的合金工具钢牌号仅为部分典型代表，实际上还有许多其他合金工具钢牌号，每种钢材都有其特定的用途和特性，选择
合适的合金工具钢取决于具体的工具制造需求和工作环境。

希望以上信息能够对您有所帮助。

第五节合金工具钢与高速工具钢工具钢用于制造各种工具，如量具、刃具、模具等。

工具钢按化学成分可分为非合金工具钢、合金工具钢和高速工具钢三类。

碳素工具钢已在第五章中介绍，以下主要讲解后两种工具钢。

一、合金工具钢合金工具钢包括量具刃具钢、冷作模具钢、热作模具钢、塑料模具钢等。

1．量具刃具钢[应用场合]：主要用于制造低速切削刃具（如木工工具、钳工工具、钻头、铣刀、拉刀等）及测量工具（如卡尺、千分尺、块规、样板等）。

量具刃具钢要求具有高硬度（62～65HRC）、高耐磨性、足够的强韧性、高的热硬性（即刃具在高温时仍能保持高的硬度）；为保证测量的准确性，要求量具刃具钢具有良好的尺寸稳定性。

扳牙丝锥量具[化学成分]：量具刃具钢具有高碳成分，w C=0.8％～1.50％，以保证高的硬度和耐磨性。

加入的合金元素有Cr、Si、Mn、W等，用以提高钢的淬透性、耐回火性、热硬性和耐磨性。

[常用刃具钢]：9SiCr是应用广泛的刃具钢，用于制作要求变形小的各种薄刃低速切削刃具，如板牙、丝锥、铰刀等。

[常用量具钢]：高精度量具（如块规）可采用Cr2、CrWMn等量具刃具钢制造，也可用轴承钢（如GCr15）制造；简单量具(如卡尺、样板、直尺、量规等)多用碳素工具钢（如T10A）；要求精密并须防止腐蚀的量具，采用不锈钢3Cr13、9Cr18。

常用量具刃具钢的牌号、化学成分、热处理、力学性能及用途(摘自GB1299-2000)注：表中Cr06钢的平均w C ＞1%，为与结构钢区别，不标含碳量数字。

其平均w Cr =0.6%。

[热处理]：量具刃具钢的预先热处理为球化退火，最终热处理为淬火加低温回火，热处理后硬度达60～65HRC 。

高精度量具在淬火后可进行冷处理，以减少残余奥氏体量，从而增加其尺寸稳定性。

为了进一步提高尺寸稳定性，淬火回火后，还可进行时效处理。

2．冷作模具钢 [应用场合]：冷作模具用于冷态下（工作温度低于200～300℃）金属的成形加工，如冷冲模、冷挤压模、剪切模等。

工程材料基础_西安交通大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.与传统陶瓷比较，特种陶瓷，也称为精细陶瓷、先进陶瓷，其特征是_____答案:原料纯度高_原料粒径更小_以人工合成化合物为原料_力学性能优异2.铸铁中的石墨形态有______答案:球状石墨_团絮状石墨_蠕虫状石墨_片状石墨3.压力容器用钢应选用____答案:低碳钢4.高速钢在切削加工前的预先热处理应进行____答案:球化退火5.普通碳素结构钢Q235-A•F，其中235代表其最低的____答案:屈服强度6.结合铝合金相图，其中成分处于乙区域的铝合金称为______【图片】答案:可热处理强化铝合金7.铝合金比强度大，广泛用作飞机的主要结构材料，其密度约为____g/cm3答案:2.78.合金渗碳体的硬度和热稳定性都优于渗碳体答案:正确9.金属材料的_________（性能）不能通过合金化或者热处理改变答案:弹性模量10.少量的硅和锰室温下溶入铁素体中，产生____答案:固溶强化11.平衡相图中奥氏体中溶解碳元素的最大值是____答案:2.11 wt.%12.共晶转变产物莱氏体是由____两个相组成的混合物答案:奥氏体和渗碳体13.______属于有色金属答案:钛合金_铜合金14._____具有面心立方晶体结构答案:Al15.耐磨钢ZGMn13良好的耐磨性来自于____答案:加工硬化16.晶界比晶粒本身容易被腐蚀和氧化答案:正确17.目前家装工程中采用最多的一种供水管道PP-R正式名称为_______答案:无规共聚聚丙烯管18.PMMA是______高分子材料的缩写答案:聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）19.马氏体组织中，高碳马氏体形貌为_____(两汉字）答案:片状20.W18Cr4V钢淬火后的回火温度应为____答案:560℃21.火花塞绝缘体选用______答案:氧化铝陶瓷22.钢的普通热处理包括_____答案:退火_回火_淬火_正火23.T12钢属于______答案:碳素工具钢24.常用的淬火介质种类有______答案:水_盐水(10%的浓度)_机油25.零件磨损失效的基本类型包括_____答案:接触疲劳_腐蚀磨损_粘着磨损_磨粒磨损26.经过冷轧后的15钢钢板，采用_____热处理可以降低硬度、恢复塑性答案:再结晶退火27.T12钢切削加工前的预先热处理工艺是______答案:球化退火28.炭/炭复合材料的增强相是_____答案:炭纤维29._____可以影响钢的淬透性答案:合金元素30.既可提高材料强度又可改善材料塑韧性的方法是____答案:细晶强化31.影响过冷奥氏体等温转变图的主要因素有____答案:合金元素_碳含量32.按含碳量分类，中碳钢含碳量为____答案:0.30~0.60%33.评定材料高温力学性能的指标包括_______和持久强度答案:蠕变极限34.纯铁在在912℃~1394℃的晶体结构为______(六个汉字)答案:面心立方结构35.从耐蚀性能考虑合金钢中含碳量越_____越好(一汉字)答案:低36.陶瓷主相的结合键通常有离子键和_____键（两个汉字）答案:共价37.GCr15合金钢中Cr的质量分数是______ %左右(填写数字)答案:1.538.一般铝合金相图等温转变为________转变(两个汉字）答案:共晶39.Fe-Fe3C平衡相图中，存在____个含有奥氏体的双相区（填写阿拉伯数学）答案:440.Fe-Fe3C平衡相图中，存在____个单相奥氏体区（填写阿拉伯数学）答案:141.上贝氏体钢和下贝氏体钢在工业生产中均有大量的应用答案:错误42.加入合金元素后，铁-渗碳体相图中的特征点和线不发生变化答案:错误43.铸铁的力学性能取决于____答案:基体组织_石墨的形态_变质处理_石墨化程度44.一般情况下，______材料具有更为优异的抗蠕变性能答案:陶瓷材料45.再结晶是形核和长大的过程，因而再结晶前后金属的晶体结构发生了变化答案:错误46.变形铝合金都可通过热处理手段达到增强的效果答案:错误47.高分子材料力学性能较低的原因是其高分子主链内的原子间结合力太弱答案:错误48.共析钢由珠光体到奥氏体的转变包括_____答案:奥氏体的长大_奥氏体的形核_剩余碳化物的溶解_奥氏体的均匀化49.陶瓷材料显微结构中存在着_______相答案:气孔_玻璃相_晶相50.对于碳钢进行退火的温度要高于临界温度（727℃）答案:错误51.对渗碳体相描述正确的有____答案:晶格为复杂的正交晶格_它是Fe和C形成的化合物52.固态纯铁在不同温度范围有不同的晶体结构答案:正确53.同一种金属，晶粒越细小其强度更高，塑性更好答案:正确54.多晶体材料都是多相材料答案:错误55.铁素体和奥氏体的根本区别在于它们的溶碳能力不同，前者少，后者多答案:错误56.工业纯铁中含有少量的碳元素答案:正确57.强度，硬度与塑韧性是一对矛盾，所以当强度，硬度升高时，塑韧性一定下降答案:错误58.固溶体中溶质原子位于晶格的间隙位置答案:错误59.晶格常数共包括晶胞的棱边长度a, b, c三个参数答案:错误60.奥氏体中溶解碳的质量分数是固定的，为2.11 wt.%答案:错误61.纯铁由面心立方转变为体心立方的温度为____℃（纯数字）答案:91262.一般金属结晶时，实际结晶温度低于理论结晶温度的现象称为____现象（2汉字）答案:过冷63.碳钢是一种以___和碳两种元素为主要成分的合金（汉字）答案:铁64.【图片】图中的缺陷为_____缺陷（1汉字）答案:点65.半导体和绝缘体的价带都是_____(2汉字)答案:满带66.一般钢进行气体渗碳时，合适渗碳温度为_____答案:930℃67.表面渗碳处理的零件一般的选用____答案:含碳量<0.25 %的钢68.（高温）莱氏体是由________相组成的混合物答案:奥氏体和渗碳体69.碳含量的增加对于缓冷碳钢的抗拉强度的影响规律是______答案:先增后降70.下图是某一亚共析钢室温下的平衡组织金相照片，其中白色区域为______【图片】答案:铁素体71.下图是某一亚共析钢室温下的平衡组织金相照片，其中黑色区域为_____【图片】答案:珠光体72.Fe-Fe3C相图中包晶转变的温度为____答案:1495℃73.Fe-Fe3C相图中共析转变的温度______答案:727℃74.Fe-Fe3C相图中共晶转变的温度为______答案:1148℃75.平衡相图中共析钢的含碳量为___wt.%答案:0.7776.等温淬火获得的是________组织（4汉字）答案:下贝氏体77.平衡相图中共晶白口铁的含碳量为_____ wt.%答案:4.378.Fe-Fe3C相图中存在五种类型的渗碳体，降温过程中甲位置形成的渗碳体类型为______【图片】答案:三次渗碳体79.Fe-Fe3C相图中存在五种类型的渗碳体，乙位置形成的渗碳体类型______【图片】答案:共析渗碳体80.Fe-Fe3C相图中存在五种类型的渗碳体，降温过程中丙位置形成的渗碳体类型为_______【图片】答案:二次渗碳体81.Fe-Fe3C相图中存在五种类型的渗碳体，丁位置形成的渗碳体类型为_______【图片】答案:共晶渗碳体82.渗碳体根据生成条件不同其形状也不同，对铁碳合金的力学性能影响很大，其中共析渗碳体形状为_____答案:薄片状83.在超导态下，磁力线不能进入超导体内部，导体内的磁场强度恒为零的特性称为____(3汉字）答案:抗磁性84.被磁化后磁场方向与外场方向相同，内部磁矩大大增强外磁场的材料称为____(3汉字)答案:铁磁体##%_YZPRLFH_%##铁氧体85.热双金属材料的主动层由高膨胀合金材料制备答案:正确86.材料热膨胀系数与其原子间的接合键强弱有关，结合键越强，热膨胀系数越低答案:正确87.本征半导体经过掺杂后可以获得P型或N型半导体答案:正确88.热电偶是测温元件答案:正确89.可伐（Kovar）合金是定膨胀合金答案:正确90.渗碳体根据生成条件不同其形状也不同，对铁碳合金的力学性能影响很大，其中共晶渗碳体形状为______答案:连续基体91.渗碳体根据生成条件不同其形状也不同，对铁碳合金的力学性能影响很大，其中一次渗碳体形状为_____答案:大块状92.碳含量为4.8wt.%的铁碳合金属于______答案:过共晶白口铸铁93.下列平衡组织中，乙图的金相组织为_____【图片】答案:亚共晶白口铸铁94.下列平衡组织中，丙图的金相组织为_____【图片】答案:过共析钢95.下列平衡组织中，戊图的金相组织为_____【图片】答案:过共晶白口铸铁96.下列平衡组织中，己图的金相组织为_____【图片】答案:共析钢97.Fe-Al（6%~16%）合金适合做软磁材料答案:正确98.下列铁碳合金中，铸造性能最好的是含碳量为_____wt.%答案:4.399.珠光体组织包括_______相答案:渗碳体_铁素体100.白口铸铁的力学性能特点包括______答案:脆性大_强度低_硬度高101.在Fe-Fe3C平衡相图中含碳量为0.12wt.%的合金经过包晶转变结束获得的相是____答案:δ相_γ相102.在Fe-Fe3C平衡相图中含碳量为3.2wt.%的合金经过共晶转变结束后获得的组织有_____答案:莱氏体_奥氏体103.在Fe-Fe3C平衡相图中含碳量为0.65wt.%的合金经过共析转变结束后获得的组织有____答案:珠光体_铁素体104.碳的质量分数增加，碳钢的塑性、韧性下降答案:正确105.物质从液相转变为固相的过程称为结晶过程答案:错误106.在Fe-Fe3C体系中，含碳量越高，合金的硬度越高答案:正确107.Fe3CI、Fe3CII和Fe3CIII具有相同的晶体结构，但形态不同答案:正确108.在Fe-Fe3C平衡相图中发生共晶转变时，同时存在三个相答案:正确109.工业纯铁中的含碳量不能大于0.0008wt.%答案:错误110.温度从1148℃降到727℃时，奥氏体溶解碳的能力逐渐增加答案:错误111.在Fe-Fe3C平衡相图中，奥氏体的最高溶碳能力为____wt.%(数字）答案:2.11112.在Fe-Fe3C平衡相图中，δ相的最高溶碳能力为____wt.%（数字）答案:0.09113.平衡相图中获得的珠光体组织中，铁素体相质量是渗碳体相的质量的___倍（整数数字）答案:8114.Fe-Fe3C平衡相图中液相存在的最低温度为_____℃（数字）答案:1148115.一般金属导体的电阻率随着温度升高而降低答案:错误116.超导材料希望超导临界温度越高越好答案:错误117.常用形状记忆合金包括______答案:Cu 系合金_Ti-Ni 系合金_Fe 系合金118.常用硬磁材料种类包括_____答案:稀土系永磁_铁氧体硬磁材料_铝镍钴系119.具有超导性的材料种类包括_____答案:金属间化合物超导体_合金超导体_元素超导体_陶瓷超导体120.为了防止奥氏体产生晶界腐蚀，采取的有效措施包括______答案:降低钢中碳含量_加入Ti、Nb，形成TiC或NbC_进行固溶处理或退火处理121.渗碳体的力学性能特点包括______答案:提高硬度_无塑性_硬而脆122.镇静钢锭的主要缺陷包括_______答案:缩孔_区域偏析_疏松123.实际(宏观的)块状金属在不同的方向上的性能是一样的答案:正确124.金属实际开始结晶温度也就是其理论结晶温度答案:错误125.渗碳体的化学式为_____(注意大小写，忽略下标)答案:Fe3C126.高碳高合金钢比高碳低合金工具钢所具有的性能优势包括_____答案:更高的耐磨性_更好的红硬性_更高的硬度127.碳含量为0.5wt.%的铁碳合金属于______答案:亚共析钢128.下列平衡组织中，丁图的金相组织为_____【图片】答案:共晶白口铸铁129.高碳低合金工具钢的常用牌号有_____答案:9SiCr_CrWMn_Cr2130.耐热钢要求具有的性能有_____答案:高的热强性_高温组织稳定性131.影响低温冲击韧度的因素，描述正确的是_____答案:FCC晶体结构的低温冲击韧度高_Mn、Ni元素降低韧脆转变温度_P，C，Si 元素提高韧脆转变温度132.低温钢对材料性能的要求有______答案:韧脆转变温度低_低温冲击韧性高133.工具钢主要来制备_______答案:刃具(切削加工工具)_模具(压力加工工具)_量具(测量工具)134.工业纯铁和碳钢经过大变形量的冷加工，某些性能会出现各向异性答案:错误135.经过冷变形的碳钢在加入过程中的再结晶发生了铁素体向奥氏体的转变答案:错误136.金属的冷变形度很小时，加热时无再结晶现象，晶粒仍保持原来大小。

常用金属材料的显微组织观察一、实验目的1．观察各种常用合金钢，有色金属和铸铁的显微组织。

2．分析这些金属材料的组织和性能的关系及应用。

二、金属材料的显微组织观察及分析1．几种常用合金钢的显微组织合金钢依合金元素含量的不同，可分为三种：合金元素总量小于5％的称为低合金钢；合金元素为5～10％的称为中合金钢；合金元素大于10％的称为高合金钢。

1）一般合金结构钢、合金工具钢都是低合金钢。

由于加入合金元素，铁碳相图发生一些变动，但其平衡状态的显微组织与碳钢的显微组织并没有本质的区别。

低合金钢热处理后的显微组织与碳钢的显微组织也没有根本的不同，差别只是在于合金元素都使C曲线右移(除Co外)，即以较低的冷却速度可获得马氏体组织。

40Cr钢经调质处理后的显微组织是回火索氏体。

GCrl5钢(轴承钢)840℃油淬低温回火试样的显微组织，与T12钢780℃水淬低温回火试样的显微组织也是一样的，都得到回火马氏体＋碳化物十残余奥氏体组织。

图1、16Mn-淬火-x400马氏体16Mn钢属于碳锰钢，碳的含量在0.16%左右。

16Mn钢的合金含量较少，焊接性良好，焊前一般不必预热。

加入合金元素锰，使C曲线右移，在淬火处理后，组织为马氏体组织。

但由于16Mn钢的淬硬倾向比低碳钢稍大，所以在低温下（如冬季露天作业）或在大刚性、大厚度结构上焊接时，为防止出现冷裂纹，需采取预热措施。

图2、16Mn-正火-x400铁素体索氏体16Mn属于低碳钢，碳含量<0.16%，正火后组织为F+S。

在400倍显微镜下，索氏体基本上不可分辨。

16Mn钢是目前我国应用最广的低合金钢。

广泛应用于各种板材、钢管。

图3、65Mn-等温淬火-400下贝氏体65Mn，锰提高淬透性，但Mn含量过大会导致过热现象。

特性：经热处理后的综合力学性能优于碳钢，65Mn 钢板强度、硬度、弹性和淬透性均比65号钢高。

但有过热敏感性和回火脆性。

应用：用作小尺寸各种扁、圆弹簧、座垫弹簧、弹簧发条，也可制作弹簧环、气门簧、离合器簧片、刹车弹簧及冷拔钢丝冷卷螺旋弹簧。

钨钢硬质合金合金工具钢高速工具钢钨钢含钨的钢材钨钢制品中约含钨18%钨钢属于硬质合金，又称之为钨钛合金。

硬度为维氏10K，仅次于钻石。

正因如此，钨钢的产品（常见的有钨钢手表），具有不易被磨损的特性。

常用于车床刀具、冲击钻钻头、玻璃刀刀头、瓷砖割刀之上，坚硬不怕退火，但质脆。

属于稀有金属之列。

钨钢烧结成型就是将粉末压制成坯料，再进烧结炉加热到一定温度（烧结温度），并保持一定的时间（保温时间），然后冷却下来，从而得到所需性能的钨钢材料。

硬质合金硬质合金是以高硬度难熔金属的碳化物（WC、TiC)微米级粉末为主要成分，以钴（Co）或镍（N i）、钼（Mo）为粘结剂，在真空炉或氢气还原炉中烧结而成的粉末冶金制品。

ⅣB、ⅤB、ⅥB族金属的碳化物、氮化物、硼化物等，由于硬度和熔点特别高，统称为硬质合金。

下面以碳化物为重点来说明硬质含金的结构、特征和应用。

ⅣA、ⅤA、ⅥA族金属与碳形成的金属型碳化物中，由于碳原子半径小，能填充于金属品格的空隙中并保留金属原有的晶格形式，形成间充固溶体。

在适当条件下，这类固溶体还能继续溶解它的组成元素，直到达到饱和为止。

因此，它们的组成可以在一定范围内变动（例如碳化钛的组成就在TiC0.5～TiC之间变动），化学式不符合化合价规则。

当溶解的碳含量超过某个极限时（例如碳化钛中Ti︰C＝1︰1），晶格型式将发生变化，使原金属晶格转变成另一种形式的金属晶格，这时的间充固溶体叫做间充化合物。

金属型碳化物，尤其是ⅣB、ⅤB、ⅥB族金属碳化物的熔点都在3273K以上，其中碳化铪、碳化钽分别为4160K和4150K，是当前所知道的物质中熔点最高的。

大多数碳化物的硬度很大，它们的显微硬度大于1800kg•mm2（显微硬度是硬度表示方法之一，多用于硬质合金和硬质化合物，显微硬度1800kg•mm2相当于莫氏一金刚石一硬度9）。

许多碳化物高温下不易分解，抗氧化能力比其组分金属强。

碳化钛在所有碳化物中热稳定性最好，是一种非常重要的金属型碳化物。

合金钢练习题及参考答案(总8页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--（合金钢）（一）填空题1. 根据各种合金元素规定含量界限值，将钢分为、、三大类。

2. Q235AF表示σs = MPa，质量为级的钢。

390A表示σs =MPa，质量为级的钢。

4.钢中提高淬透性元素的含量大，则过冷奥氏体，甚至在空气中冷却也能形成马氏体组织，故可称其为空淬钢。

5.高的回火稳定性和二次硬化使合金钢在较高温度（500～600℃）仍保持高硬度（≧60HRC），这种性能称为。

6.易切削钢是指钢中加入 S，Pb、等元素，利用其本身或与其他元素形成一种对切削加工有利的化合物，来改善钢材的切削加工性。

7.钢的耐热性是和的综合性能。

耐热钢按性能和用途可分为和两类。

8.常用的不锈钢按组织分为、、。

（二）判断题1.随着合金元素在钢中形成碳化物数量的增加，合金钢的硬度、强度提高，塑性、韧性下降。

（）2.合金元素中的镍、锰等合金元素使单相奥氏体区扩大。

（）3.高速钢的铸态组织中存在莱氏体，故可称为莱氏体钢。

（）4.高熔点的合金碳化物、特殊碳化物使合金钢在热处理时不易过热。

（）5.由于合金钢的C曲线向右移，临界冷却速度降低，从而使钢的淬透性下降。

（）钢属于非合金钢。

（）＞％。

（）7.合金渗碳钢是典型的表面强化钢，所以钢中含碳量wC8.截面较大的弹簧经热处理后一般还要进行喷丸处理，使其表面强化。

（）钢中铬的质量分数为％，只能用来制造滚动轴承。

（）是应用最广泛的合金调质钢。

（）（三）选择题1.钢中的元素引起钢的热脆，钢中元素引起钢的冷脆。

C. Si2.含有Cr、Mn、Mo、W、V的合金钢，经高温奥氏体充分均匀化并淬火后，至500～600℃回火时，硬度回升的现象，称为。

A.回火稳定性B.回火脆性C.二次硬化3.制造截面尺寸在30mm以下的汽车变速齿轮、轴等，选用。

A. 20Cr4.机床齿轮、轴、汽车半轴，常选用。

第1章模具制造工艺规程的基础知识一、填空题1．生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化的分类，包括单件生产、批量生产、大量生产三种类型。

（1-1）2．工艺规程是指规定产品和零件制造工艺过程和操作方法的工艺文件。

（1-1）3．在制订零件的机械加工工艺规程时，必须保证质量、生产率、经济性三个方面的基本要求。

（1-1）4．制订工艺规程的最基本原始资料是零件图。

（1-1）5．工艺过程是指改变生产对象的形状，尺寸、相对位置和性质等，使之成为成品、半成品的生产过程（1-1）6．工序是指一个或一组工人，在一个固定的工作地点（如机床或钳工台等），对同一个或同时对几个工件进行加工所连续完成的那部分工艺过程。

（1-1）7．划分工序的依据是工作地（设备）、加工对象是否变动、加工是否连续完成。

（1-1）8．工序是机械加工工艺过程的基本组成部分。

（1-1）9．安装是工件在机床上正确地定位和夹紧。

（1-1）10．工位是指工件在一次装夹后，工件与夹具或设备的可动部分一起，相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置。

（1-1）11．铰孔适用于中小尺寸的孔的精加工，而镗孔适用大尺寸的孔的加工。

（1-2）12．铰孔、拉孔适用于直径较小的孔的精加工，淬硬的孔只能用磨削进行加工。

13．模具制造中，通常按照零件结构和工艺过程的相似性，将各种零件大致分为轴类零件、套类零件、盘环类零件、板类零件以及腔类零件等。

（1-2）14．模具零件常用的毛坯主要有锻件、铸件、半成品件、焊接件、各种型材及板料等（1-2）15．铸件毛坯适用于形状复杂的零件，锻件毛坯适用于强度要求较高，而形状比较简单的零件。

（1-2）16．对阶梯式圆凸模，如果各台阶直径相差不大，可直接采用棒料作毛坯，使毛坯准备工作简化（1-2）17．大型凸缘式模柄零件，宜采用锻件作毛坯，以节省材料和减少机械加工的工作量。

（1-2）18．在加工时，为了保证工件相对于机床和刀具之间的正确位置（即将工件定位）所使用的基准称为定位基准。

1．何谓钢的球化退火，其目的是什么? 主要适用于哪些钢材?是使钢中碳化物球状化而进行的退火目的：降低硬度、改善切削加工性，为以后淬火做准备，减小工件淬火畸变和开裂；主要用于共析钢、过共析钢的锻轧件及结构钢的冷挤压件等。

2．简述淬火冷却方法(至少说出五种)。

1）水冷：用于形状简单的碳钢工件，主要是调质件；2）油冷：合金钢、合金工具钢工件。

3）延时淬火：工件在浸入冷却剂之前先在空气中降温以减少热应力；4）双介质淬火：工件一般先浸入水中冷却，待冷到马氏体开始转变点附近，然后立即转入油中缓冷；5）马氏体分级淬火：钢材或工件加热奥氏体化，随之浸入稍高或稍低于钢的上马氏体点的液态介质（盐浴或碱浴）中，保持适当时间，待钢件的内、外层都达到介质温度后取出空冷，以获得马氏体组织的淬火工艺。

用于合金工具钢及小截面碳素工具钢，可减少变形与开裂；6）热浴淬火：工件只浸入150-180℃的硝烟或碱浴中冷却，停留时间等于总加热时间的1/3-1/2，最后取出在空气中冷却；7）贝氏体等温淬火：钢材或工件加热奥氏体化，随之快冷到贝氏体转变温度区域（260-400℃）等温保持，使奥氏体转变为贝氏体的淬火工艺。

用于要求变形小、韧性高的合金钢工件3．简述淬透性概念及其影响因素。

钢在淬火时能够获得马氏体的能力即钢被淬透的深度大小称为淬透性。

其影响因素有：1.亚共析钢含碳量↑，C曲线右移，过共析钢含碳量↑，C曲线左移；2.合金元素（除Co外）使C曲线右移；3.奥氏体化温度越高、保温时间越长，碳化物溶解越完全，奥氏体晶粒越粗大，使C曲线右移；4.原始组织越细，使C曲线右移，Ms点下降；5.拉应力加速奥氏体的转变，塑性变形也加速奥氏体的转变。

4．钢的回火分哪几类?说出低温回火的适用性(目的)。

（1）低温：150-250℃，用于工模具、轴承、齿轮等。

（2）中温：250-500℃，用于中等硬度的零件、弹簧等。

（3）高温：500-700℃，用于各种轴累、连杆、螺栓等。

1）.各牌号钢的主要性能和用途一、各牌号碳素结构钢的主要用途:1.牌号Q195，含碳量低，强度不高，塑性、韧性、加工性能和焊接性能好。

用于轧制薄板和盘条。

冷、热轧薄钢板及以其为原板制成的镀锌、镀锡及塑料复合薄钢板大量用用屋面板、装饰板、通用除尘管道、包装容器、铁桶、仪表壳、开关箱、防护罩、火车车厢等。

盘条则多冷拔成低碳钢丝或经镀锌制成镀锌低碳钢丝，用于捆绑、张拉固定或用作钢丝网、铆钉等。

2.牌号Q215，强度稍高于Q195钢，用途与Q195大体相同。

此外，还大量用作焊接钢管、镀锌焊管、炉撑、地脚螺钉、螺栓、圆钉、木螺钉、冲制铁铰链等五金零件。

3.牌号Q235，含碳适中，综合性能较好，强度、塑性和焊接等性能得到较好配合，用途最广泛。

常轧制成盘条或圆钢、方钢、扁钢、角钢、工字钢、槽钢、窗框钢等型钢，中厚钢板。

大量用用建筑及工程结构。

用以制作钢筋或建造厂房房架、高压输电铁塔、桥梁、车辆、锅炉、容器、船舶等，也大量用作对性能要求不太高的机械零件。

C、D级钢还可作某些专业用钢使用。

4.牌号Q255，性能与Q235差不多，强度稍有提高，塑性有所降低。

应用不如Q235广泛，主要用作铆接与检接结构。

5.牌号Q275，强度、硬度较高，耐磨性较好。

用于制造轴类、农业机具、耐磨零件、钢轨接头夹板、垫板、车轮、轧辊等。

二、各牌号低合金高强度结构钢的主要用途：低合金高强度结构钢旧标准称低合金结构钢，又叫普通低合金结构钢。

1.牌号Q295钢，钢中只含有极少量的合金元素，强度不高，但有良好的塑性、冷弯、焊接及耐蚀性能。

主要用于建筑结构，工业厂房，低压锅炉，低、中压化工容器，油罐，管道，起重机，拖拉机，车辆及对强度要求不高的一般工程结构。

2.牌号Q345、Q390钢，综合力学性能好，焊接性能、冷热加工性能和耐蚀性能均好，C、 D、E级钢具有良好的低温韧性。

主要用于船舶，锅炉，压力容器，石油储罐，桥梁，电站设备，起重运输机械及其他较高载荷的焊接结构件。

碳素工具钢牌号（各国）的表示方法中国碳素钢牌号表示方法碳素结构钢牌号通常由4部分组成：第1部分：前缀符号+强度值（以N/mm2或MPa为单位），其中通用结构钢前缀符号为代表屈服强度的"屈"拼音字母"Q"，专用结构钢的前缀符号见表。

第2部分（必要时）：钢的质量等级，用英文字母A、B、C、D、E、……表示。

第3部分（必要时）：脱氧方式表示符号，沸腾钢"F"、半镇静钢"b"、镇静钢"Z"、特殊镇静钢"TZ"。

"Z"和"TZ"符号通常可以省略。

第4部分（必要时）：产品用途、特性和工艺方法表示符号。

注：碳素结构钢和低合金高强度结构钢均属于碳素钢碳素结构钢牌号示例GB/T700-Q235B:C≤0.20%，Mn≤1.20%，Si≤0.50%，P≤0.050%，S≤0.050%.GB/T1591-Q345B:C≤0.20%，Mn≤1.70%，Si≤0.50%，P≤0.035%，S≤0.035%，Cu≤0.30%，Ni≤0.50%，Cr≤0.30%，Mo≤0.10%，Nb≤0.07%，V≤0.15%，Ti≤0.20%，N≤0.012%美国碳素钢钢号表示方法美国钢号的表示方法多样化，难以统一。

这里主要介绍的是SAE和AISI体系标准钢号表示方法。

ASTM协会的钢级没有规律可循，同样的钢级不同规范号化学成分要求可能不同。

碳素钢钢号通常用4位数字组成，其中前2位数字表示碳素钢用途，后2位数字表示平均碳含量以万分之几表示。

一般碳素钢前2位数字用10，非硫易切削碳素钢，Mn≤1.00%硫切削碳素钢前2位数字用11，磷硫复合易切削碳素钢前2位数字用12；高锰碳素钢前2位数字用15；含硼碳素钢，在钢号第2和第3位数字中间加字母BSAEJ403-1002～1095:SAEJ403-1117～1151:ASTMA29-1213:SAEJ403-1515～1566:SAE10B18/10B21/10B28/10B33/10B46日本碳素钢钢号表示方法JIS标准钢号系统不仅表示出钢类，而且表示出钢材种类，有的还表示出用途等。

FC300 FCD600 SX105V GM241 HMD5 SKD11 S45C日本材料简介SKD11=Cr12MoV (中国)，SKD11是一种高碳高铬合金工具钢，热处理后具有很高的硬度磨性，并具有淬透性强，尺寸稳定性好的特点，适宜制做高精度长寿命冷作模具及热固成型塑料模具。

S45C =Ck45，这个大家应该都知道的，就不介绍了。

FC 为铸铁代号。

FC ×××为铸铁牌号，×××表示抗拉强度最低值FCD 为球默铸铁代号， FCM 为可段铸铁代号，随后 B 、 W 和分别表示黑心、白心和珠光体。

它们与两组成牌号，前组数字表示抗拉强度最低值（××× Mpa ），后组 3 ）数字表示断后伸长率最低值（×× % ）。

FCA 和 FCD 分别为片状石默型和球状石默型奥氏体铸铁的代号，后加不同国际化学元素及含量组成牌号。

所以FC300、FCD600相当于HT300，球墨铸铁600就可以！ICD5是日本日亚的牌号，空冷钢贵重合金元素少，生产成本低。

空冷钢（ICD5）焠火后硬度为：HBC50～65 。

空冷钢是一种以铸代锻的高碳低合金钢，适用于冲压1.2毫米以下钢板材，广泛应用于汽车板金覆盖件、日用轻工五金板金冲压模具等，使用寿命达几万次。

SX105V是日本爱知的火焰淬火钢。

相当于我国的低合金冷作模具钢类7CrSiMnMoV（简称CH）等。

主要特点是工艺性好，淬火温度低，热处理变形小，强韧性好，并具有适当的耐磨性，常用于制做汽车等生产线上用的模具零件，火焰淬火时加热模具刃口切料面，硬化层下又有一个高韧性的基体做衬垫，从而使模具获得较高的使用寿命。

GM241是日本的合金铸铁的牌号，在汽车模具中一般用于拉延模制造材料。

相当于中国的钼铬铸铁 MTMoCr，属于镍硬白口铸铁系中高铬白口铸铁的一种，由于其共晶组织由一种M7C3型碳化物和奥氏体其它转变物组成，其基体退火成马氏体后能表现出很高的耐磨性，同时其含有的钼，锰，铜等合金元素能够有效提高其淬透性，淬火后硬度HRC 50以上。

高速工具钢高速工具钢主要用于制造高效率的切削刀具。

由于其具有红硬性高、耐磨性好、强度高等特性，也用于制造性能要求高的模具、轧辊、高温轴承和高温弹簧等。

高速工具钢经热处理后的使用硬度可达HRC63以上，在600℃左右的工作温度下仍能保持高的硬度，而且其韧性、耐磨性和耐热性均较好。

退火状态的高速工具钢的主要合金元素有多、钼、铬、钒，还有一些高速工具钢中加入了钴、铝等元素。

这类钢属于高碳高合金莱氏体钢，其主要的组织特征之一是含有大量的碳化物。

铸态高速工具钢中的碳化物是共晶碳化物，经热压力加工后破碎成颗粒状分布在钢中，称为一次碳化物；从奥氏体和马氏体基体中析出的碳化物称为二次碳化物。

这些碳化物对高速工具钢的性能影响很大，特别是二次碳化物，其对钢的奥氏本晶粒度和二次硬化等性能有很大影响。

碳化物的数量、类型与钢的化学成分有关，而碳化物的颗粒度和分布则与钢的变形量有关。

钨、钼是高速工具钢的主要合金元素，对钢的二次硬化和其他性能起重要作用。

铬对钢的淬透性、抗氧化性和耐磨性起重要作用，对二次硬化也有一定的作用。

钒对钢的二次硬化和耐磨性起重要作用，但降低可磨削性能。

高速工个钢的淬火温度很高，接近熔点，其目的是使合金碳化物更多的溶入基体中，使钢具有更好的二次硬化能力。

高速工具钢淬火后硬度升高，此为第一次硬化，但淬火温度越高，则回火后的强度和韧性越低。

淬火后在350℃以下低温回火硬度下降在350℃以上温度回火硬度逐渐提高，至520~580℃范围内回火（化学成分不同，回火温度不同）出现第二次硬度高峰，并超过淬火硬度，此为二次硬化。

这是高速工具钢的重要特性。

高速工个钢除了具有高的硬度、耐磨性、红硬性等使用性能外，还具有一定的热塑性、可磨削性等工艺性能。

多系高速工具钢主要合金元素是钨，不含钼或含少量钼。

其主要特性是过热敏感性小，脱碳敏感性小、热处理和热加工温度范围较宽，但碳化物颗粒粗大，分布均匀性差，影响钢的韧性和塑性。

钨钼系高速工具钢的主要合金元素是钨和钼。