第七章 合金钢简答题

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。

机械制造基础名词解释简答题分析题Prepared on 22 November 2020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。

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。

第七章合金钢碳钢具有很多优势，在机械制造业中取得了普遍应用。

可是碳钢淬透性低、回火抗力差、不具有特殊的物理、化学性能，且屈强比低，约为。

而合金钢屈强比一样为～。

在零件设计时，屈服强度是设计的依据。

因此，碳钢的强度潜力不能充分发挥。

为了知足利用要求，必需选用合金钢。

一、合金元素对钢中大体相有哪些阻碍？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，与碳不发生化合反映。

⑵与碳亲合力较强的合金元素，一样能置换Fe3C中的铁原子，形成合金Fe3C。

合金Fe3C 较Fe3C稳固性略高，硬度较为提高，是低合金钢中存在的要紧碳化物。

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、耐磨性和回火稳固性。

二、一般低合金钢与含碳量相同的碳素钢相较有什么特点？这种钢经常使用于哪些场合？钢中合金元素要紧作用是什么？答：一般低合金钢是一种低碳、低合金含量的结构钢，其含碳量＜％，合金元素含量＜3％。

与具有相同含碳量的碳素钢相较具有较高的强度，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℃）。

一般低合金钢要紧用于桥梁、车辆、油罐和工程构件。

因此它的工作环境大多在露天，受气温和大气中侵蚀性气体的阻碍较大。

钢中合金元素的要紧作用：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、一般低合金钢经常使用于哪些场合？对性能有何要求？如何达到这些性能要求？答：一般低合金钢要紧用于桥梁、车辆、油罐和工程构件。

由于它的工作环境大多在露天，受气温和大气中侵蚀性气体的阻碍较大。

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，一样为-30℃。

合金钢的牌号命名练习题一、选择题1. 合金钢中，表示平均含碳量为0.45%的符号是（）。

A. 45B. 045C. 0045D. ④⑤2. 我国合金钢牌号表示方法中，合金元素以化学符号表示，其后面的数字表示该元素含量的（）。

A. 百分比B. 质量分数C. 质量百分比D. 重量比3. 下列合金钢牌号中，表示铬不锈钢的是（）。

A. 20Cr13B. 40CrC. 65MnD. 16Mn二、填空题1. 合金钢牌号“40Cr”中，“40”表示________，“Cr”表示________。

三、判断题1. 合金钢牌号中的数字越大，表示该合金元素的含量越高。

（）2. 合金钢牌号中的化学符号必须按照元素周期表的顺序排列。

（）3. 合金钢牌号“40Mn2”表示该钢种含有2%的锰元素。

（）四、简答题1. 请写出合金钢牌号“20CrMnTi”中各元素的化学符号及其含量。

2. 简述我国合金钢牌号命名的一般规则。

3. 请举例说明合金钢牌号中特殊合金元素的表示方法。

五、匹配题请将下列合金钢牌号与其对应的特性或用途进行匹配：A. 16MnB. 1Cr18Ni9TiC. 40CrD. 65Mn1. 用于制造弹簧2. 用于制造船舶、桥梁等结构件3. 用于制造耐腐蚀的化工设备4. 用于制造汽车齿轮六、名词解释1. 合金化2. 淬透性3. 腐蚀疲劳强度七、案例分析题1. 某一合金钢牌号为“30CrMnSiNi2”，请分析该牌号合金钢的成分特点及应用领域。

八、计算题1. 已知某合金钢的化学成分为：C 0.40%，Mn 1.20%，Si 0.30%，Cr 1.00%，Ni 0.60%。

请计算该合金钢的牌号。

2. 一批合金钢的牌号为“40Cr”，现测得其碳含量为0.42%，铬含量为0.80%，请判断这批合金钢是否符合标准。

九、应用题用于制造承受中等载荷的轴类零件。

用于制造在高温下工作的阀门。

2. 某企业需要一批具有良好焊接性能和耐腐蚀性能的合金钢，请给出建议的合金钢牌号及相应的焊接工艺要点。

第一章金属的性能一、填空（将正确答案填在横线上。

下同）1、金属材料的性能一般分为两类。

一类是使用性能，它包括物理性能、化学性能和力学性能等。

另一类是工艺性能，它包括铸造性能、锻造性能、焊接性能和切削加工性能等。

2、大小不变或变化很慢的载荷称为静载荷,在短时间内以较高速度作用于零件上的载荷称为冲击载荷,大小和方向随时间发生周期变化的载荷称为交变载荷。

3、变形一般分为弹性变形和塑性变形两种。

不能随载荷的去除而消失的变形称为塑性变形。

4、强度是指金属材料在静载荷作用下，抵抗塑性变形或断裂的能力.5、强度的常用衡量指标有抗拉强度和屈服强度，分别用符号σb和σs表示.6、如果零件工作时所受的应力低于材料的σb或σ0.2，则不会产生过量的塑性变形。

7、有一钢试样其截面积为100mm2,已知钢试样的。

拉伸试验时，当受到拉力为—————- 试样出现屈服现象，当受到拉力为————-—时,试样出现缩颈。

8、断裂前金属材料产生永久变形的能力称为塑性.金属材料的延伸率和断面收缩率的数值越大，表示材料的塑性越好。

9、一拉伸试样的原标距长度为50mm，直径为10mm拉断后试样的标距长度为79mm，缩颈处的最小直径为4.9 mm，此材料的伸长率为————-，断面收缩率为———-——。

10．金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏能力.称为冲击韧性。

11．填出下列力学性能指标的符号：屈服点σs，抗拉强度σb,洛氏硬度C标尺HRC，伸长率δ，断面收缩率ψ，冲击韧度αk，疲劳极限σ-1。

二、判断（正确打√，错误打×。

下同）1、弹性变形能随载荷的去除而消失。

（√）2、所有金属材料在拉伸试验时都会出现显著的屈服现象。

（×）3、材料的屈服点越低，则允许的工作应力越高。

（×）4、洛氏硬度值无单位。

（√）5、做布氏硬度试验时，当试验条件相同时,其压痕直径越小，材料的硬度越低。

（×）6、材料对小能量多次冲击抗力的大小主要取决于材料的强度和塑性。

（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。

3.Q390A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。

（）6.Q345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w C＞0.25％。

（）8.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。

（）9.GGr15钢中铬的质量分数为1.5％，只能用来制造滚动轴承。

（）10.20CrMnTi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。

A.MnB.SC. SiD.P2.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. 20CrB.40CrC.20CrMnTi4.机床齿轮、轴、汽车半轴，常选用。

第七章金属材料习题参考答案出卷老师：李棱雪一、填空题1低碳钢受拉直至破坏，经历了弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段4个阶段。

2对冷加工后的钢筋进行时效处理，可用自然时效和人工时效两种方法。

3按标准规定,碳素结构钢分四种牌号,即Q195、Q215 、Q235 、和Q275 。

各牌号又按其硫和磷含量由多至少分四种质量等级。

4Q235—AZ是表示屈服点为235MPa的A级镇静碳素结构钢。

516Mn钢表示___________ o6一般情况下在动荷载状态、焊接结构或严寒低温下使用的结构，往往限制使用沸腾钢。

7按冶炼时脱氧程度分类钢可以分成：沸腾钢、半镇静钢、镇静钢和特殊镇静钢。

8随着钢材中含碳量的增加，则硬度提高、舉性降低、焊接性能变差9 碳素钢按含碳量多少分为高碳钢、中碳钢、和低碳钢。

建筑上多采用低碳钢。

二、判断题1在结构设计时，抗拉强度是确定钢材强度取值的依据。

（X）2由于合金元素的加入，钢材强度提高，但塑性却大幅下降。

（X）3钢材的品种相同时，其伸长率6 10> 65O（X）4硬钢无明显屈服点，因此无法确定其屈服强度大小。

（X）5钢材的屈强比越大，表示使用时的安全度越低。

（M）6 某厂生产钢筋混凝土梁，配筋需用冷拉钢筋，但现有冷拉钢筋不够长，因此将此钢筋对接焊接加长使用。

（X）（冷拉钢筋不适宜焊接，冷拉后可焊性变差）7所有钢材都会出现屈服现象。

（X）8钢材的牌号越大，其强度越高，塑性越好。

（X）9钢材冶炼时常把硫、磷加入作为脱氧剂。

（X）10与伸长率一样，冷弯性能也可以表明钢材的塑性大小。

（M）11钢含磷较多时呈热脆性，含硫较多时呈冷脆性。

（X）三、单项选择题1.建筑钢材是在严格的技术控制下生产的材料，下面哪一条不属于它的优点？—B—oA.品质均匀、强度高B.防火性能好C.可以焊接或钏接D.有一定的塑性和韧性，具有承受冲击荷载和振动荷载的能力2.钢筋冷加工的目的是—A—。

A.提咼材料的抗拉强度B.提咼材料的塑性C.改善材料的弹性性能D.改善材料的焊接性能3.钢是指含碳量小于2%的铁碳合金，而含碳量大于2%时，则称为—B—。

第二章材料的性能1、布氏硬度布氏硬度的优点：测量误差小，数据稳定。

缺点：压痕大，不能用于太薄件、成品件及比压头还硬的材料。

适于测量退火、正火、调质钢,铸铁及有色金属的硬度（硬度少于450HB）。

2、洛氏硬度HRA用于测量高硬度材料, 如硬质合金、表淬层和渗碳层。

HRB用于测量低硬度材料, 如有色金属和退火、正火钢等。

HRC用于测量中等硬度材料，如调质钢、淬火钢等。

洛氏硬度的优点：操作简便，压痕小，适用范围广。

缺点：测量结果分散度大。

3、维氏硬度维氏硬度所用载荷小，压痕浅，适用于测量零件表面的薄硬化层、镀层及薄片材料的硬度，载荷可调范围大，对软硬材料都适用。

4、耐磨性是材料抵抗磨损的性能，用磨损量来表示。

分类有黏着磨损（咬合磨损）、磨粒磨损、腐蚀磨损。

5、接触疲劳：（滚动轴承、齿轮）经接触压应力的反复长期作用后引起的一种表面疲劳剥落损坏的现象。

6、蠕变：恒温、恒应力下，随着时间的延长，材料发生缓慢塑变的现象。

7、应力强度因子：描述裂纹尖端附近应力场强度的指标。

第三章金属的结构与结晶1、晶体中原子（分子或离子）在空间的规则排列的方式为晶体结构。

为便于描述晶体结构，把每个原子抽象成一个点，把这些点用假想直线连接起来，构成空间格架，称为晶格。

晶格中每个点称为结点，由一系列原子所组成的平面成为晶面。

由任意两个原子之间连线所指的方向称为晶向。

组成晶格的最小几何组成单元称为晶胞。

晶胞的棱边长度、棱边夹角称为晶格常数。

①体心立方晶格晶格常数用边长a表示，原子半径为√3a/4，每个晶胞包含的原子数为1/8×8+1=2（个）。

属于体心立方晶格的金属有铁、钼、铬等。

②面心立方晶格原子半径为√2a/4，每个面心立方晶胞中包含原子数为1/8×8+1/2×6=4（个）典型金属（金、银、铝、铜等）。

③密排六方晶格每个面心立方晶胞中包含原子数为为12×1/6+2*1/2+3=6（个）。

典型金属锌等。

《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-1 2、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。

第七章工业用钢习题参考答案一、解释下列名词1、非合金钢(或碳素钢简称碳钢)：是指含碳量在0.0218%～2.11%之间并含有少量Si、Mn、P、S等杂质元素的铁碳合金。

低合金钢：加入的合金元素总含量小于5%的合金钢。

合金钢：在碳素钢的基础上，特意加入某些合金元素而得到的钢种。

合金元素：为改善钢的力学性能或获得某些特殊性能，有目的地在冶炼过程中加入的一些化学元素。

2、合金结构钢：在碳素结构钢的基础上，特意加入某些合金元素而得到的结构钢。

合金工具钢：在碳素工具钢的基础上，特意加入某些合金元素而得到的工具钢。

轴承钢：用来制造滚动轴承的内圈、外圈和滚动体的专用钢。

不锈钢：具有耐大气、酸、碱、盐等介质腐蚀作用的合金钢。

耐热钢：在高温下具有高的热化学稳定性和热强性的特殊性能钢。

3、热硬性(或称红硬性)：钢在高温下保持高硬度的能力。

回火稳定性：淬火钢在回火时抵抗软化的能力。

二次硬化：含W、Mo、V、Cr 等元素的高合金钢，在回火的冷却过程中，残余奥氏体转变为马氏体，淬火钢的硬度上升的现象。

二、填空题1、Ni、Mn、C、N、Cu 等元素能扩大Fe-Fe3C 相图的γ区，使临界点A4_上升__，A3_下降_。

2、W18Cr4V钢是高速钢，W的主要作用是提高回火稳定性，Cr的主要作用是提高淬透性，V 的主要作用是细化晶粒，最终热处理工艺是高温回火；预热的目的是将合金元素全部，高温淬火的目的是使大量的难溶碳化物溶于奥氏体中，三次回火的目的是减少钢中的残余奥氏体。

3、含Cr、Mn 的合金结构钢淬火后在550∼600℃回火后，将出现第二类回火脆性。

4、易切削钢中常用的附加元素有__P__、__S__、_Pb_、_Ca_，这类元素在钢中的主要作用是形成夹杂物，降低材料塑性，改善钢的切削性能。

5、对40Cr 钢制零件进行调质处理时，在高温回火后应水中冷却，目的是防止第二类回火脆性。

6、以铅浴等温处理的冷拉弹簧钢丝，经绕制成弹簧后应进行去应力退火处理，而不需象热轧弹簧那样要进行淬火处理。