T8(A)钢-抗冲击碳素工具钢的结构与性能研究
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《工程材料及成形技术》课程习题集班级:________________姓名:________________学号:________________2013年2月——5月习题一工程材料的性能一、名词解释σs:σb:δ:ψ:E:σ-1:αk: HB: HRC:二、填空题1、材料常用的塑性指标有(δ)和(ψ)两种,其中用(ψ)表示塑性更接近材料的真实变形。
2、检验淬火钢成品的硬度一般用(洛氏硬度HRC),而布氏硬度是用于测定(较软)材料的硬度。
3、零件的表面加工质量对其(疲劳)性能有很大影响。
4、表征材料抵抗冲击载荷能力的性能指标是(ak ),其单位是( J/cm2 )。
5、在外力作用下,材料抵抗(塑性变形)和(断裂)的能力称为强度。
屈服强度与(抗拉强度)比值,工程上成为(屈强比)。
三、选择题1、在设计拖拉机缸盖螺钉时,应选用的强度指标是( A )A.σs b.σb c.σ-12、有一碳钢支架刚性不足,解决办法是( C )A.用热处理方法强化 b.另选合金钢 c.增加截面积3、材料的脆性转化温度应在使用温度( B )A.以上 b.以下 c.相等4、在图纸上出现如下硬度技术条件标注,其中哪种是正确的?( B )A.HB500 b.HRC60 c.HRC18四、简答题1、下列各种工件应采取何种硬度试验方法来测定其硬度?(写出硬度符号) 锉刀: HRC 黄铜轴套:HB供应状态的各种非合金钢钢材: HB 硬质合金刀片:HV耐磨工件的表面硬化层: HV 调质态的机床主轴:HRC铸铁机床床身:HB 铝合金半成品 HB2、在机械设计中多用哪两种强度指标?为什么?常用σs : σb :原因:大多数零件工作中不允许有塑性变形。
但从零件不产生断裂的安全考虑,同时也采用抗拉强度。
3、设计刚度好的零件,应和什么因素有关?(1)依据弹性模量E 选材,选择E 大的材料(2)在材料选定后,主要影响因素是零件的横截面积,不能使结构件的横截面积太小。
————————¤—————¤———————————装订线————————¤———————¤——————北华大学机械工程学院2009—2010学年第二学期 《工程材料与成形技术》课程期末考试试卷(B )一、 填空题(每空0.5分,共5分)1. 典型金属的晶格形式主要有 、 和 三种。
2. 金属的塑性变形在大多数情况下是以滑移方式进行的,而滑移是 位错 在滑移面上运动造成的。
3. 根据成分不同,铁碳合金可分为三大类,分别为 GONGYE 纯铁 、钢 二、 判断题(每题1分,共6分)1. T8钢属于碳素工具钢,它也是高碳钢。
( T )2. P 会引起钢的冷脆性,即使钢在室温下的塑性急剧下降。
( T )3. 面心立方晶格和体心立方晶格具有相同的滑移系数。
( T )4. 铁素体和奥氏体的根本区别就是在于固溶度不同,前者小而后者大。
( F )5. 无论何种成分的铁碳合金,随着含碳量的增加,组织中铁素体相对量减少,渗碳体相对量增加。
( T )6. 凡是碳钢的平衡结晶过程都具有共析转变,而没有共晶转变。
( T )三、 选择(每题1分,共7分)1. 以下生产齿轮的方法,( C )方法最为理想。
A 、由原钢板机械加工成齿轮B 、由粗钢棒机械加工成齿轮C 、由圆棒热锻成齿轮毛坯,再加工成齿轮2. 为了改善T12钢的切削性能,一般都采用( D )热处理方法。
A 、淬火+高温回火B 、完全退火C 、正火D 、球化退火3. 除了( B )外,大多数溶入到奥氏体的合金元素均使C 曲线右移。
,A 、MnB 、CoC 、Cr4. 如果要使某种碳钢具有高硬度和耐磨性,应该采用( C )热处理A 、淬火+高温回火B 、淬火+中温回火C 、淬火+低温回火 5. 体心立方晶胞原子数为( B )个?A. 1B. 2C. 3D. 46. 碳在铁素体中的最大溶解度为(A )?A. 、0.0218% B、0.008% C、2.11% D、0.53%7 . 铸铁与碳钢的区别在于有无( A )。
T8模具钢属于抗冲击碳素工具钢、冷作模具钢、淬硬型塑料模具用钢,该钢无网状碳化物析出倾向,塑性、韧性优于T10A钢,淬透性与T10A钢相近或稍高,适用于制作较大截面的模具。
重载模具采用T8A模具钢,进行预先调质球化处理,效果较好。
调质处理硬度22-26HRC;火焰淬火硬度55-60HRC。
该钢可加工性好,价格低廉,来源容易,但缺点是淬透性低,耐磨性差,淬火变形大。
该钢完全球化的最低加热温度为740℃,加热到780℃退火,即出现大量带棱角的长条状碳化物。
化学成分:该钢的化学成分C0.75%-0.84%、Si≤0.35%、Mn≤0.40%、P≤0.035%、S≤0.030% 参考对应牌号:中国GB标准牌号T8模具钢、中国台湾CNS标准牌号SK85/SSK75、德国DIN标准牌号C80W2、德国DIN标准材料编号1.1625、法国NF标准牌号C80E2U、俄罗斯标准牌号Y8、瑞典SS标准牌号1778、日本JIS标准牌号SK85/SK75、韩国KSS标准牌号STC5/STC6、美国ASTM标准牌号W1A-8、美国UNS标准牌号T72301、瑞典SS标准牌号1778、国标标准化组织标准牌号TC80、英国BS标准牌号060A78/060A81临界点温度:Ac1=730℃、Ar1=700℃、Ms=240℃正火规范:正火温度800-820℃,硬度241-302HBW普通退火规范:740-750℃×2-4h,以<30℃/h的冷速,随炉缓冷到500-600℃,出炉空冷。
等温球化退火规范:740-750℃×2-4h,冷至650-680℃×4-6h,再炉冷到500-600℃,出炉空冷,硬度≤187HBW。
750-770℃×1-2h,冷至680-700℃×2-3h,再炉冷到500-600℃,出炉空冷,硬度163-187HBW,珠光体组织1-5级。
淬火+高温回火球化处理规范:淬火温度(800±10)℃,保温0.5h,水冷,回火温度(700±10)℃,保温2h,炉冷到550℃以后,出炉空冷,硬度196-229HBW淬火、回火规范:淬火温度770-790℃,水或油冷却,硬度≥62HRC,回火温度170-190℃。
碳素工具钢化学成份表性能特性T7AT8A T9A工具钢是用以制造切削刀具、量具、模具和耐磨工具的钢。
工具钢具有较高的硬度和在高温下能保持高硬度得红硬性,以及高的耐磨性和适当的韧性。
工具钢一般分为碳素工具钢、合金工具钢和高速工具钢。
碳素工具钢的主要生产品种、性能和用途一、生产品种热轧棒材圆钢直径或方钢边长8mm-80mm锻制棒材圆钢直径或方钢边长50mm-150mm冷拉棒材圆钢直径8mm-40mm热轧钢板厚度0.7mm-15mm冷拉钢带厚度0.10mm-3.60mm冷拉钢丝圆钢丝直径0.050mm-16mm热轧扁钢厚度*宽度 3mm-30mm*(10、12、14、16、18、20、22、25、28、30、32、35、38、40、45、50、55、60、65、90、100、160)mm锻制扁钢厚度*宽度 10mm-65mm*(40、45、50、55、60、65、70、80、90、100、110、120、130、150、170、180、190、200)mm二、性能和用途T7、T7A 亚共析钢。
具有较好的塑、韧性和强度,以及一定的硬度,能承受震动和冲击负荷,但切削能力差。
用于制造承受冲击负荷不大,且要求具有适当硬度和耐磨性,及较好的韧性的工具,如锻模、凿子、锤、冲头、金属剪切刀、扩孔钻、钢印、木工工具、风动工具、机床顶尖、钳工工具、钻凿工具、较钝的外科医疗用具等。
T8、T8A 共析钢。
淬火加热时容易过热,变形也大,塑性和强度比较低,不宜制造承受较大冲击的工具,但经热处理后有较高的硬度和耐磨性。
用于制造切削刃口在工作时不变热的工具,如木工工具、风动工具、钳工工具、简单模具、铆钉冲模、中心孔铳和冲模、切削钢材用工具、轴承、刀具、铝锡合金压铸板和型芯,以及各类弹簧等。
T8Mn、T8MnA 共析钢。
具有较高的淬透性和硬度,但塑性和强度较低。
用于制造断面较大的木工工具、手锯锯条、刻印工具、铆钉冲模、发条、带锯锯条、圆盘锯片、煤矿用凿、石工用凿等。
金属材料及热处理1、以下是低碳钢的是——[单选题]A 20MnB 65C ZG200-400D T12正确答案:A2、将淬火后的钢件,再加热到500~650°C,保温一定的时间,然后冷却到室温的热处理工艺称为——[单选题]A 正火B 去应力退火C 球化退火D 高温回火正确答案:D3、下列材料中适宜制作冷冲压工件的是( )钢。
——[单选题]A 45B 65MnC 08D Q190正确答案:C4、38CrMoAl钢属于合金——[单选题]A 调质钢B 渗碳钢C 弹簧钢D 模具钢正确答案:A5、零件在循环加载下,产生疲劳破坏所需应力或应变的循环次数称为——[单选题]A 疲劳极限B 疲劳寿命C 疲劳强度D 循环极限正确答案:B6、硬度值与压痕直径有关的是——[单选题]A 布氏硬度B 洛氏硬度C标C 维氏硬度D 洛氏硬度B标正确答案:A7、会造成低温条件下工作的结构件冷脆的有害元素是——[单选题]A 硫B 磷C 硅D 锰正确答案:B8、无需淬火既有很高的硬度及耐磨性的化学热处理是——[单选题]A 气体渗碳B 渗氮C 碳氮共渗D 液体渗碳正确答案:B9、正确选用下列工具材料:高精度长丝锥——[单选题]A CrWMnB Crl2MoC 4Crl3D W18Cr4V正确答案:A10、有良好的铸造性能和较高的耐蚀性的铝合金为——[单选题]A 铸造铝硅合金B 铸造铝镁合金C 铸造铝锌合金D 铸造铝铜合金正确答案:A11、常用来制造弹簧垫圈、板簧的材料是——[单选题]A 15B 65C T8D Q255正确答案:B12、用拉伸试验可测定材料的力学性能指标为——[单选题]A 塑性B 强度C 强度和塑性D 硬度正确答案:C13、硬质合金和其他刀具材料相比最显著的特点是——[单选题]A 强度高B 热硬性高C 韧性好D 可加工性好正确答案:B14、为改善低碳钢的切削加工性应进行的热处理是——[单选题]A 退火B 正火C 淬火D 回火正确答案:B15、将淬火钢重新加热到Ac1以下一定温度,保温一段时间冷却到室温的热处理工艺是——[单选题]A 淬火B 回火C 正火D 退火正确答案:B16、钢之所以能通过热处理改变其性能,其根本原因是——[单选题]A 含合金元素B 存在过冷现象C 有同素异构转变D 存在晶格畸变正确答案:C17、钢在热处理过程中组织未发生变化的是——[单选题]A 完全退火B 正火C 球化退火D 去应力退火正确答案:D18、下列牌号中,最适合制造车床主轴的是——[单选题]A T8B Q195C 45D 60正确答案:C19、普通、优质和高级优质钢是按钢的( )进行划分的。
诚信声明本人郑重声明:本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的,在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。
本人签名:年月日毕业设计任务书设计题目:T8钢热处理工艺及组织性能研究系部:机械工程系专业:材料成型及控制工程学号:1120182 37 学生:指导教师(含职称):(副教授)1.课题意义及目标学生应通过本次毕业设计,运用所学过的金属学及热处理等专业知识,了解T8钢的概况;熟悉T8钢的热处理工艺方法;认识T8热处理前后金相组织;找出热处理对T8钢组织和力学性能的影响规律,为优化热处理工艺提高零件质量提供一定的理论依据。
2.主要任务(1)制定T8钢热处理工艺,进行热处理实验。
(2)制备金相试样,观察分析T8钢热处理前后的显微组织。
(3)测定T8钢热处理前后力学性能,包括拉伸性能、硬度、冲击韧性等。
(4)分析热处理工艺、组织结构与力学性能之间的关系。
(5)撰写毕业论文。
结构完整,层次分明,语言顺畅;避免错别字和错误标点符号;格式符合太原工业学院学位论文格式的统一要求。
3.主要参考资料[1] 刘旭麟,高路斯,刘顺华,等.T8钢淬火热处理组织的计算机模拟研究[J].热加工工艺,2006,35(6):44-46.[2] 王英杰,孙国宏. T8钢最佳预处理工艺的选择[J]. 热加工工艺,1995,(4):55-55.[3] 张玉琴,王谦,王玉琴. 改善碳素工具钢组织性能方法探析[J]. 河南冶金,2001,(05):10-10[4]王能为,孙艳. T8钢形变球化退火工艺[J]. 南方金属,2009,(166):23-25[5] 崔忠圻,覃耀春.金属学与热处理[M]. 北京,机械工业出版社,2007:230-308[6] 王佳杰,莫淑华,等,工程材料力学性能[M].北京:北京大学出版社,2013,3[7] 束德林,等,工程材料力学性能[M],机械工业出版社,2003.7[8] 那顺桑,李杰,艾立群,等金属材料力学性能[M],冶金工业出版社2011.74.进度安排审核人: 2015 年 1 月 16 日T8钢热处理工艺及组织性能研究摘要:本次实验主要研究热处理工艺对T8钢力学性能的影响。
☼ 4-1-1-2《碳素钢》练习题(二)☼班级姓名学号一、填空题:1、45钢按质量分属于钢,按含碳量分属于钢,按成分分属于钢,按用途分属于钢。
T10钢按质量分属于钢,按含碳量分属于钢,按成分分属于钢,按用途分属于钢。
2、优质碳素结构钢的牌号用表示钢中平均含碳量的。
3、20表示平均含碳量为的钢。
4、T12A表示平均含碳量为的钢。
5、T10表示平均含碳量为的钢。
6、T12A按用途分属于钢,按含碳量分属于钢,按质量分属于钢。
二、判断题:()1、工具钢一般都是优质的或高级优质钢。
()2、碳素结构钢主要用于制造金属结构、零件。
()3、碳素工具钢主要用于制造刃具、量具和模具。
()4、优质、高级优质结构钢主要用于制造各类机器零件。
()5、T8表示平均含碳量为0.8﹪的高级优质碳素工具钢。
()6、T13A钢是一种中碳钢。
()7、T8钢的含碳量为0.08%。
()8、高碳钢主要用作弹性件或耐磨件。
()9、中碳钢主要用于受力较大的重要件。
()10、Wc=0.8%的08钢是一种碳素弹簧钢。
()11、碳素工具钢不适合用于制造形状复杂的刃具。
三、单项选择题:1、手工锯条一般用()制造。
A、45B、T7C、T10D、T12A2、工具钢的碳含量都在()以上。
A、0.25%B、0.60%C、0.70%D、0.80%3、锉刀、刮刀等可以用()制造。
A、45B、T7C、T10D、T12A4、木工用凿可以用()制造。
A、45B、T7C、T10D、T12A5、弹簧可以用()制造。
A、45B、60C、T10D、086、T13A钢是一种()钢。
A、低碳B、中碳C、高碳7、制作弹簧用()钢。
A、20B、45C、65D、40Cr8、T8钢的碳含量为()。
A、0.08%B、0.8%C、8%9、T13A钢适合生产()。
A、受冲击的凿子B、手工锯条C、不受冲击的刮刀10、螺母宜用()制造。
A、Q235-AB、08钢C、60Mn钢D、T811、在下列钢中,塑性最好的是()。
T8(A)钢-抗冲击碳素工具钢的结构与性能研究
⑪模具钢的特性抗冲击碳素工具钢,冷作模具钢。
无碳化物网析出倾向,塑性、韧性优于T10A钢,淬透性与T10A钢相近或稍高,适用于制作较大截面的模具。
重截模具采用T8A 钢,进行预先调质球化处理,效果较好。
调质处理硬度22~26HRC;火焰淬火硬度55~60HRC。
该钢可加工性好,价格低廉,来源容易;但缺点是淬透性低,耐磨性差,淬火变形大。
该钢完全球化的最低加热温度为740℃,加热到780℃退火,即出现大量带棱角的长条状碳化物。
⑫化学成分(质量分数,%)C 0.75~0.84、Ni≤0.35、、Mn≤0.40、P≤0.035、S≤0.030。
⑬参考对应钢号我国GB标准钢号T8、我国台湾CNS标准钢号SK5/SK6、德国DIN标准钢号C80W2、德国DIN标准材料编号1.1625、法国NF标准钢号C80E2U、俄罗斯ΓOCT标准钢号Y8、瑞典SS标准钢号1778、日本JIS标准钢号SK5/SK6、韩国KS标准钢号STC5/STC6、美国ASTM标准钢号W1A-8、美国UNS标准钢号T72301、国际标准化组织ISO标准钢号TC80、英国BS标准钢号060A78/060A81。
我国GB标准钢号T8A、美国UNS标准钢号T72301、德国DIN标准钢号C80W1、德国DIN 标准材料编号1.1525、法国NF标准钢号C80E2U、俄罗斯ΓOCT标准钢号Y8A。
⑭临界点温度(近似值)Ac1=730℃、Ar1=700℃、Ms=240℃。
⑮正火规范温度800~820℃,硬度241~302HBS。
⑯普通退火规范(740~750)℃×(2~4)h,以<30℃/h的冷速,缓慢炉冷到500~600℃,出炉空冷。
⑰等温球化退火规范
①(740~750)℃×(2~4)h,(650~680)℃×(4~6)h,再炉冷到500~600℃,出炉空冷,硬度≤187HBS。
②(750~770)℃×(1~2)h,(680~700)℃×(2~3)h,再炉冷到500~600℃,出炉空冷,硬度163~187HBS,组织1~5级珠光体。
⑱淬火、回火规范淬火温度770~790℃,水、油冷却,硬度≥62HRC;回火温度170~190℃。
⑲典型应用举例
①用于制作整体式M12螺栓冷镦模,淬火硬度57~59HRC,寿命可达6000件。
②用于制作冷镦卡车车厢螺栓凹模,ф8.9×ф90mm同心圆柱体,采用,内孔喷水淬火,形成有利于提高疲劳抗力的表面硬化层,寿命可达2万次以上,而不喷水淬火的Cr12MoV 钢寿命只有1000~2000次。
③用于制作铆钉模,淬火后硬度51~53HRC,模具寿命大于7000件,而淬火后硬度较大或较小,寿命均较低。
④用于制作冲头,经碳化物超细化处理后低温淬火,可比普通淬火处理冲头寿命提高10倍。
⑤用于制造料厚δ<3mm的冲裁模的凸、凹模和镶块,做凸模时硬度选用58~62HRC;做凹模时选用硬度60~64HRC。
⑥用于制造一般拉伸模的凸、凹模,做凸模时选用硬度58~62HRC;做凹模时选用硬度60~64HRC。
⑦用于制造一般弯曲模的凸、凹模和镶块,做凸模、凹模时均选用硬度56~60HRC。
⑧尺寸小、形状简单、轻负荷的冷作模具以及要求硬化层不深并保持高韧性的冷镦模等,如小冲头,剪板机的剪刀等。
⑨电机转子叶片的材料为0.5mm厚硅钢片,用6工位级进模冲压加工,凸模材料最先选用T10A钢,因磨损快,凸模的平均寿命只有1万件左右;后改用Cr12MoV,耐磨性大大提高,
但凸模出现折断、崩刃等形式的非正常失效,凸模的平均寿命约4万件左右。
为进一步提高凸模的使用寿命。
改用该钢,并采用稀土硼共渗、淬火、回火处理工艺,凸模寿命显著提高。
⑩将30副T8A钢冲模进行渗硼、淬火、低温回火处理后,稀土硼共渗提高了凸模的表达,硬度和耐磨性,淬火、低温回火处理使凸模具有足够的强度和韧性,凸模的使用寿命显著提高。
使冲压产品的表面质量得到明显提高。
卡车车厢螺栓冷镦凹模,原采用Cr12钢制作,尽管凹模壁厚达40mm左右,但在服役过程中常出现早期劈裂失效,模具寿命仅为0.1万~0.2万次。
当改用T8A钢制作凹模,模具内孔采用喷水淬火,形成了有利于提高疲劳抗力的表面硬化层,凹模寿命可达到2万次以上。
该钢冲头经碳化物微细化处理后进行低温淬火,可显著减少崩裂,使模具寿命提高10倍。
适于各种中小批量生产的模具和抗冲击载荷的模具。
该钢经860℃×3h稀土硼共渗后,表面硬度为1622HV,渗层深度为9μm。
该钢凸模经稀土硼共渗处理后,冲压件的毛刺数量明显减少,使成品质量和凸模使用寿命明显提高。