《工程材料及机械制造基础》课程各章习题库（含参考答案）

习题第一章2、说明下列力学性能指标的名称、单位、含义α,--抗拉强度（MPa)，材料断裂前所承受的最大应力值；C，--届服强度（MPa)，材料发生微量塑性变形（即屈服现象）时的应力值；Co.2--条件屈服强度（MPa)，难以确定届服点s的材料产生0.2%残余塑性变形的应力值；C_,-疲劳强度（MPa)，循环周次达到无穷大，试样仍不发生疲劳断裂的交变应力值；8--伸长率（%），受力断裂时材料伸长量相对于原始长度的百分比，表示材料的塑性；αg--冲击韧性或冲击强度（J/cm2），冲击载荷作用下，材料抵抗断裂的能力：5、布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度是如何测定的？各有什么优缺点？适用于什么场合？布氏硬度用浮火钢球或硬质合金钢球压入材料表面进行测量。优点是压头形状简单，缺点是被检测工件表面压痕大，适用于退火钢、正火钢、有色金属、铸铁等毛坏材料的硬度检测。洛氏硬度采用顶角为120°的圆锥压头进行检测，优点是压痕较小，从软到硬的材料都可检测，但一般HRC用于测量中等硬度的淬火钢、调质钢等成品件的硬度。维氏硬度采用锥面夹角为136°的金刚石四棱锥体压头，特点是压痕很小，一般用于检测薄片金属材料、渗氮、渗硼等表面硬化层、渗碳层等的硬度。6、可采用布氏硬度仪进行检测区分。7、丙>乙>甲>丁填空题：等。8、机械零件常用的硬度指标有3种：选择题：1、设计时，仅允许发生微量塑性变形的机械零件选用的强度指标是：（）。A.ReB. HRCC.RmD.A2、设计零件时，一般以强度作为可靠性指标。对于一般的低碳钢零件应以B作参数对于铸铁等硬脆材料应以A作参数；弹簧零件应以C作参数。A.抗拉强度B.屈服强度C.弹性极限

习题 第一章 2、说明下列力学性能指标的名称、单位、含义  b -抗拉强度（MPa），材料断裂前所承受的最大应力值；  s -屈服强度（MPa），材料发生微量塑性变形（即屈服现象）时的应力值；  0.2 -条件屈服强度（MPa），难以确定屈服点 s 的材料产生 0.2%残余塑性变形的应力值；  −1 -疲劳强度（MPa），循环周次达到无穷大，试样仍不发生疲劳断裂的交变应力值；  -伸长率（%），受力断裂时材料伸长量相对于原始长度的百分比，表示材料的塑性；  k -冲击韧性或冲击强度（J/cm2），冲击载荷作用下，材料抵抗断裂的能力； 5、布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度是如何测定的？各有什么优缺点？适用于什么场合？ 布氏硬度用淬火钢球或硬质合金钢球压入材料表面进行测量。优点是压头形状简单，缺 点是被检测工件表面压痕大，适用于退火钢、正火钢、有色金属、铸铁等毛坯材料的硬度 检测。 洛氏硬度采用顶角为 120°的圆锥压头进行检测，优点是压痕较小，从软到硬的材料都 可检测，但一般 HRC 用于测量中等硬度的淬火钢、调质钢等成品件的硬度。 维氏硬度采用锥面夹角为 136°的金刚石四棱锥体压头，特点是压痕很小，一般用于检 测薄片金属材料、渗氮、渗硼等表面硬化层、渗碳层等的硬度。 6、可采用布氏硬度仪进行检测区分。 7、丙 > 乙 > 甲 > 丁 填空题: 8、机械零件常用的硬度指标有 3 种： 、 、 等。 选择题: 1、设计时，仅允许发生微量塑性变形的机械零件选用的强度指标是： ( )。 A．Re B．HRC C．R m D. A 2、设计零件时，一般以强度作为可靠性指标。对于一般的低碳钢零件应以 B 作参数； 对于铸铁等硬脆材料应以 A 作参数；弹簧零件应以 C 作参数。 A．抗拉强度 B．屈服强度 C．弹性极限

3、在设计汽车缸盖螺钉时应该选用的强度指标是：（A）。A.屈服强度Re：B.疲劳强度R-s：C.抗拉强度Rm;D.冲击韧性AR判断题：1、金属晶粒越细小，金属强度和硬度越低。2、通常塑性材料的抗拉强度高于屈服强度。3、含碳量越高，碳钢的硬度越高。第二章2、常见金属晶体结构有三种：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格。a-Fe属于体心立方晶格、-Fe属于面心立方晶格、Mg、Zn属于密排六方晶格3、实际金属晶体存在哪些缺陷：点缺陷、线缺陷、面缺陷5、解释下列名词：合金、组元、相、组织、固溶体、化合物合金：合金是指由两种或两种以上金属或金属与非金属组成的具有金属特性的物质。组元：组成合金的化学元素或稳定的化合物。相：是指合金中成分相同、结构相同，并与其它部分有界面分开的均匀组成部分。组织：一种或多种相按一定方式相互结合所构成的整体称为组织。固溶体：合金在固态下，组元间相互溶解二形成的均匀相。固溶体的晶体结构至少与组元之一的晶体结构相同。金属化合物：在合金中，当溶质含量超过它在固溶体的溶解度时，将析出新相，如果新固相的晶体结构与组成元素晶体结构均不相同，且具有金属特性，则为金属化合物。填空题：合金的两种基本固相是：固溶体和金属化合物_。最常见的三种金属晶格结构为：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格，铁碳合金的奥氏体晶格结构为面心立方晶格，而铁素体的是体心立方晶格，选择题：1、缓慢结晶后，室温下共晶铸铁毛坏的内部组织为（）。A.珠光体B.奥氏体C.低温莱氏体D.铁素体2、下列说法中正确的是（）。A.珠光体P是一种固溶体

3、在设计汽车缸盖螺钉时应该选用的强度指标是：（A）。 A．屈服强度 Re；B．疲劳强度 R-1；C．抗拉强度 Rm；D.冲击韧性 Ak 判断题: 1、金属晶粒越细小，金属强度和硬度越低。 2、通常塑性材料的抗拉强度高于屈服强度。 3、含碳量越高，碳钢的硬度越高。 第二章 2、常见金属晶体结构有三种：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格。 α-Fe 属于体心立方晶格、γ-Fe 属于面心立方晶格、Mg、Zn 属于密排六方晶格 3、实际金属晶体存在哪些缺陷：点缺陷、线缺陷、面缺陷 5、解释下列名词：合金、组元、相、组织、固溶体、化合物 合金：合金是指由两种或两种以上金属或金属与非金属组成的具有金属特性的物质。 组元：组成合金的化学元素或稳定的化合物。 相：是指合金中成分相同、结构相同，并与其它部分有界面分开的均匀组成部分。 组织：一种或多种相按一定方式相互结合所构成的整体称为组织。 固溶体：合金在固态下，组元间相互溶解二形成的均匀相。固溶体的晶体结构至少与组元 之一的晶体结构相同。 金属化合物：在合金中，当溶质含量超过它在固溶体的溶解度时，将析出新相，如果新固 相的晶体结构与组成元素晶体结构均不相同，且具有金属特性，则为金属化合物。 填空题: 合金的两种基本固相是： 固溶体 和 金属化合物 。 最常见的三种金属晶格结构为：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格，铁碳合金 的奥氏体晶格结构为面心立方晶格，而铁素体的是体心立方晶格。 选择题: 1、缓慢结晶后，室温下共晶铸铁毛坯的内部组织为（ ）。 A．珠光体 B. 奥氏体 C. 低温莱氏体 D. 铁素体 2、下列说法中正确的是（ ）。 A．珠光体 P 是一种固溶体

B.渗碳体Fe3C是一种固溶体C.珠光体P是铁素体F和渗碳体Fe3C的混合物D.铁素体F的强度和硬度比渗碳体Fe:C高3、在铁碳合金中，碳在面心立方铁中形成间隙固溶体为D，在体心立方铁中形成的固溶体为B。碳含量小于2.11%的铁碳合金为A，大于2.11%的为C。C.铸铁A.钢B.铁素体D.奥氏体名词解释固溶强化：当溶质原子溶入溶剂晶格，使溶剂晶格发生畸变，导致固溶体强度、硬度提高，塑性和韧性略有下降的现象。弥散强化：当合金中出现金属化合物时，金属化合物呈细小颗粒状均匀分布在固溶体基体上，使合金的强度、硬度、耐热性和耐磨性明显提高，但塑性和韧性下降的现象。第三章1、过冷度：金属实际结晶温度与理论结晶温度之间的温差。过冷度越大，结晶速度越快结晶晶粒越小。3、同素异构转变：金属的晶体结构随温度转变而改变其晶体结构的现象。纯铁的冷却曲线：

B. 渗碳体 Fe3C 是一种固溶体 C．珠光体 P 是铁素体 F 和渗碳体 Fe3C 的混合物 D．铁素体 F 的强度和硬度比渗碳体 Fe3C 高 3、在铁碳合金中，碳在面心立方铁中形成间隙固溶体为 D ，在体心立方铁中形成的固 溶体为 B 。碳含量小于 2.11%的铁碳合金为 A ，大于 2.11%的为 C 。 Ａ．钢 Ｂ．铁素体 C.铸铁 D. 奥氏体 名词解释: 固溶强化：当溶质原子溶入溶剂晶格，使溶剂晶格发生畸变，导致固溶体强度、硬度提高， 塑性和韧性略有下降的现象。 弥散强化：当合金中出现金属化合物时，金属化合物呈细小颗粒状均匀分布在固溶体基体 上，使合金的强度、硬度、耐热性和耐磨性明显提高，但塑性和韧性下降的现象。 第三章 1、过冷度：金属实际结晶温度与理论结晶温度之间的温差。过冷度越大，结晶速度越快， 结晶晶粒越小。 3、同素异构转变：金属的晶体结构随温度转变而改变其晶体结构的现象。 纯铁的冷却曲线：

81536*C1394'0912Ct h室温下纯铁晶格为体心立方晶格；1100℃下为面心立方晶格。4、液态金属获得细晶粒的方法：增加过冷度、加入变质剂、振动或摇动。细晶强化：液态金属结晶后晶粒越细小，其强度和硬度越高，塑性和韧性也越好的现象。5、分析在缓慢冷却条件下，45钢和T10钢的结晶过程，并画出室温金相显微组织示意图。45钢:L-→L+A-→A-→F+A-+F+P (-→+F+P+FesC)T10钢：L→+L+A-→A-→A+Fe3C（或A+Fe3C)→+P+FesC（或P+FesC)一般的共晶反应的表达式是：Lα+β；铁碳合金的共晶反应式为：L+Fe,C一般的共析反应的表达式是：α+β：铁碳合金的共析反应式为：α+Fe.C6、下图为铁碳合金相图，试完成：1)、为图中A、B、C、D、E、F、G、H各区域选择正确的相组成：奥氏体、铁素体、液体、液相+奥氏体、液相+渗碳体、莱氏体（奥氏体+渗碳体）、珠光体（铁素体+渗碳体）、奥氏体+铁素体：（4分）2）、缓慢冷却条件下，求出含碳量0.4%的钢材在室温下相组成物和组织组成物的相对含量。(6分)

室温下纯铁晶格为体心立方晶格；1100℃下为面心立方晶格。 4、液态金属获得细晶粒的方法：增加过冷度、加入变质剂、振动或摇动。 细晶强化：液态金属结晶后晶粒越细小，其强度和硬度越高，塑性和韧性也越好的现象。 5、分析在缓慢冷却条件下，45 钢和 T10 钢的结晶过程，并画出室温金相显微组织示意图。 45 钢：L→L +A→A→F+A→F+P（→F+P+Fe3CⅡ） T10 钢：L→L +A→A→A+Fe3CⅡ（或 A+Fe3C）→P+Fe3CⅡ（或 P+Fe3C） 一般的共晶反应的表达式是： L   +  ；铁碳合金的共晶反应式为： L   + Fe3C 一般的共析反应的表达式是：    +  ；铁碳合金的共析反应式为：    + Fe 3C 6、下图为铁碳合金相图，试完成： 1）、为图中 A、B、C、D、E、F、G、H 各区域选择正确的相组成：奥氏体、铁素体、液体、 液相+奥氏体、液相+渗碳体、莱氏体（奥氏体+渗碳体）、珠光体（铁素体+渗碳体）、奥 氏体+铁素体；（4 分） 2）、缓慢冷却条件下，求出含碳量 0.4%的钢材在室温下相组成物和组织组成物的相对含量。 （6 分）

160［F]%[E][H]1300[c]1100[G][A ]P[B]700500[D]300Fe 0.0218%0.77..:Fe,CC%答：1)、A：铁素体；B：铁素体+奥氏体；C：奥氏体；D：珠光体（铁素体+渗碳体）；E：液相+奥氏体；F：液相；G：莱氏体（奥氏体+渗碳体）；H：液相+渗碳体(4分)2）、室温下的相组成物：铁素体+渗碳体（F+Fe3C）F的相对含量：Qr=(6.69-0.4)/(6.69-0.0008)=94.03%或Qr=(6.69—0.4)/(6.69-0.0218)=94.33%Fe3C的相对含量：Qre3C=1一Qr=5.97%或5.67%(3分)组织组成物：铁素体+珠光体（F+P）F的相对含量：Qr=(0.77-0.4)/(0.77-0.0008)=48.1%或Qr= (0.770.4)/(0.77-0.0218)=49.45 %Fe3C的相对含量：Qp=1-Qr=51.9%或50.55%(3 分)7、试求含碳量为1.2%的钢，室温下的相组成物和组织组成物的相对含量，并画出其在室温下的显微组织示意图。室温下相组成：F+FesC其中F中含碳量为0.0008%（或0.0218%），Fe3C含碳量为6.69%6.69-1.2*100%=82.33%F相对含量为：Q,6.69-0.0218

A N H J B E C D F K S G P Q Fe 0.77 Fe 3 C 2.11 4.3 C% 300 500 700 900 1600 1300 1100 温度 C [ A ] [ F ] [ D ] [ B ] [ C ] [ E ] [ H ] [ G ] 0.0218% 答： 1）、 A：铁素体；B：铁素体+奥氏体；C：奥氏体； D：珠光体（铁素体+渗碳体）；E：液相+奥氏体；F：液相； G：莱氏体（奥氏体+渗碳体）；H：液相+渗碳体 （4 分） 2）、 室温下的相组成物：铁素体+渗碳体（F+Fe3C） F 的相对含量：QF = (6.69－0.4)/(6.69－0.0008) = 94.03 % 或 QF = (6.69－0.4)/(6.69－0.0218) = 94.33 % Fe3C 的相对含量：QFe3C = 1－QF =5.97 % 或 5.67 % (3 分) 组织组成物：铁素体+珠光体（F+P ） F 的相对含量：QF = (0.77－0.4)/(0.77－0.0008) = 48.1 % 或 QF = (0.77－0.4)/(0.77－0.0218) = 49.45 % Fe3C 的相对含量：QP = 1－QF= 51.9% 或 50.55 % (3 分) 7、试求含碳量为 1.2%的钢，室温下的相组成物和组织组成物的相对含量，并画出其在室温 下的显微组织示意图。 室温下相组成：F+Fe3C 其中 F 中含碳量为 0.0008%（或 0.0218%），Fe3C 含碳量为 6.69% F 相对含量为： *100% 82.33% 6.69 0.0218 6.69 1.2 = − − QF =

6.69-1.2*100%=82.07%或者Q=66.69-0.0008Fe:C对含量为：Orec=100%-Q,=17.67%或者QFec=100%-Q,=17.93%其中P中含碳量为0.77%，Fe3C含碳量为6.69%组织组成物为P+Fe3C6.69-1.2 +100% = 92.74%P相对含量为：Qp：6.690.77Fe3C对含量为：QFec=100%-Qp=7.26%第四章1、何谓钢的热处理？钢的热处理操作有哪些基本类型？热处理：将固态钢件通过加热、保温和冷却的工艺方法，改变钢的内部组织结构，获得所需要性能的一种工艺。热处理的基本类型分为普通热处理（退火、正火、率火和回火）、表面热处理（表面萍火、渗碳、渗氨、碳氨共渗）及特殊热处理（形变热处理等）2、退火和正火的主要区别是什么？生产中如何选择退火和正火？退火是炉冷，正火是空冷，所以正火比退火冷却速度大，组织更细，强度和硬度更高。选择原则：从使用性能上考虑：两者一般都做预备热处理用，但正火可做普通件的最终热处理，但复杂件应退火从而避免裂纹为减少最终热处理的变形开裂倾向，优选退火；从切削加工加工看：低碳钢用正火，中碳钢用退火或正火高碳钢用球化退火（球化退火前要正火以消除网状渗碳体）；调质处理：淬火与高温回火相结合的热处理工艺称为调质处理。调质钢的组织为回火索氏体，具有较高的强度，而且塑性和冲击韧性较好，即具有良好的综合力学性能。3、钢件在机械加工前常用预备热处理来消除应力、调节硬度和组织以适应加工需要，这类和_热处理常分为：两大类。8、指出下列工件的淬火和回火温度，并说明其回火后得到的组织和大致的硬度。含碳量为0.45%的钢小轴火温度：Ac3+（30~50℃）回火温度：500-650℃得到的组织：S大致硬度：25~35HRC

或者 *100% 82.07% 6.69 0.0008 6.69 1.2 = − − QF = Fe3C 对含量为： QFe3C =100% − QF =17.67% 或者 QFe3C =100% − QF =17.93% 组织组成物为 P+Fe3C 其中 P 中含碳量为 0.77%，Fe3C 含碳量为 6.69% P 相对含量为： *100% 92.74% 6.69 0.77 6.69 1.2 = − − QP = Fe3C 对含量为： QFe3C =100% − QP = 7.26% 第四章 1、何谓钢的热处理？钢的热处理操作有哪些基本类型？ 热处理：将固态钢件通过加热、保温和冷却的工艺方法，改变钢的内部组织结构，获得 所需要性能的一种工艺。 热处理的基本类型分为普通热处理（退火、正火、淬火和回火）、表面热处理（表面淬 火、渗碳、渗氮、碳氮共渗）及特殊热处理（形变热处理等） 2、退火和正火的主要区别是什么？生产中如何选择退火和正火？ 退火是炉冷，正火是空冷，所以正火比退火冷却速度大，组织更细，强度和硬度更高。 选择原则： 从使用性能上考虑：两者一般都做预备热处理用， 但正火可做普通件的最终热处理，但复杂件应退火从而避免裂纹； 为减少最终热处理的变形开裂倾向，优选退火； 从切削加工加工看：低碳钢用正火，中碳钢用退火或正火， 高碳钢用球化退火（球化退火前要正火以消除网状渗碳体）； 调质处理：淬火与高温回火相结合的热处理工艺称为调质处理。调质钢的组织为回火索氏体， 具有较高的强度，而且塑性和冲击韧性较好，即具有良好的综合力学性能。 3、钢件在机械加工前常用预备热处理来消除应力、调节硬度和组织以适应加工需要，这类 热处理常分为： 和 两大类。 8、指出下列工件的淬火和回火温度，并说明其回火后得到的组织和大致的硬度 ⚫ 含碳量为 0.45%的钢小轴 淬火温度：Ac3+（30~50℃） 回火温度：500-650℃ 得到的组织： S 回 大致硬度：25~35HRC

。含碳量为0.60%的钢弹簧萍火温度：Ac3+（30~50℃）回火温度：350-500℃得到的组织：T.大致硬度：35~45HRC·含碳量为1.2%的钢锉刀火温度：Acl+（30~50℃）回火温度：150-250℃得到的组织：M目大致硬度：58~62HRC15、某柴油机的凸轮轴，要求表面有高的硬度（大于50HRC），而心部具有良好的韧性（α>40J）。原来用45钢调质处理，再在凸轮轴表面进行高频火，最后低温回火。现因45钢已用完，拟改用20钢代替，试说明：1）原45钢热处理工序的作用：2）改用20钢后，其热处理工序是否应进行修改？采用何种热处理工艺最恰当？1）原热处理工序的作用：调质处理：获得回火索氏体组织，具备良好的综合力学性能，即在保持较高的强度同时，具有良好的塑性和韧性。表面高频淬火+低温回火：在凸轮轴表面获得回火马氏体组织，提高表面硬度和耐磨性2）改用20钢后，热处理工序修改为：正火：获得铁素体和珠光体组织，消除锻造应力，调整硬度，便于切加工。渗碳：提高表面层含碳量，为后续热处理做准备。淬火+低温回火：获得回火马氏体，保证表面高硬度和高耐磨性，心部具有较高的韧性和足够的强度。14、甲乙两厂同时生产一批45钢零件，硬度要求为220~250HBS。甲厂采用调质处理，乙厂采用正火处理都可达到硬度要求。试分析甲、乙两厂产品的组织和性能的差别。乙厂：索氏体+铁素体甲厂：回火索氏体；甲乙双方产品的硬度值相当，但甲厂产品的强度较高，塑性和韧性显著高于乙厂产品的

⚫ 含碳量为 0.60%的钢弹簧 淬火温度：Ac3+（30~50℃） 回火温度：350-500℃ 得到的组织： T 回 大致硬度：35~45HRC ⚫ 含碳量为 1.2%的钢锉刀 淬火温度：Ac1+（30~50℃） 回火温度：150-250℃ 得到的组织： M 回 大致硬度：58~62HRC 15、某柴油机的凸轮轴，要求表面有高的硬度（大于 50HRC），而心部具有良好的韧性 （ J k  40 ）。原来用 45 钢调质处理，再在凸轮轴表面进行高频淬火，最后低温回火。 现因 45 钢已用完，拟改用 20 钢代替，试说明： 1) 原 45 钢热处理工序的作用； 2) 改用 20 钢后，其热处理工序是否应进行修改？采用何种热处理工艺最恰当？ 1） 原热处理工序的作用： 调质处理：获得回火索氏体组织，具备良好的综合力学性能，即在保持较高的强度同 时，具有良好的塑性和韧性。 表面高频淬火+低温回火：在凸轮轴表面获得回火马氏体组织，提高表面硬度和耐磨性； 2） 改用 20 钢后，热处理工序修改为： 正火：获得铁素体和珠光体组织，消除锻造应力，调整硬度，便于切削加工。 渗碳：提高表面层含碳量，为后续热处理做准备。 淬火+低温回火：获得回火马氏体，保证表面高硬度和高耐磨性，心部具有较高的韧性 和足够的强度。 14、甲乙两厂同时生产一批 45 钢零件，硬度要求为 220~250HBS。甲厂采用调质处理，乙 厂采用正火处理都可达到硬度要求。试分析甲、乙两厂产品的组织和性能的差别。 甲厂：回火索氏体； 乙厂：索氏体+铁素体 甲乙双方产品的硬度值相当，但甲厂产品的强度较高，塑性和韧性显著高于乙厂产品 的

第五章2、碳钢如何根据成分、用途和质量分类？牌号是如何表示的？成分：低碳钢、中碳钢和高碳钢用途：碳素结构钢、碳素工具钢、铸钢质量：普通碳素结构钢（Q235等）、优质碳素结构钢（08、10、20、45、50、55等）、碳素工具工具钢（T8、T8A、T10、T12等）、铸造碳钢（ZG200-400等）3、指出下列各钢种的类别、大致含碳量、质量和用途Q235A：普通碳素结构钢，含碳量为0.14-0.22%，质量为A级普通碳素结构钢（S≤0.05%，P≤0.045%），主要用于制造受力不大螺钉等机械零件，焊接件、冲压件及桥梁建设等金属结构件。45：优质碳素结构钢，含碳量为0.45%，质量为优质碳素结构钢（S≤0.035%，P0.035%），调质处理后有良好的综合力学性能，主要用于制造齿轮、连杆和轴类零件。Q215B：普通碳素结构钢，含碳量为0.090-0.15%，质量为B级普通碳素结构钢（S≤0.045%，P≤0.045%），主要用于制造受力不大螺钉等机械零件。T8：碳素工具钢，含碳量为0.8%，质量为优质碳素工具钢（S0.035%，P≤0.035%），主要用于制造冲子、凿子等承受具有一定冲击性的手工工具。T12A：碳素工具钢，含碳量为1.2%，质量为高级优质碳素工具钢（S≤0.020%，P≤0.030%，主要用于制造钻头等低速切削工具或链刀等。ZG200-400：铸造碳钢，含碳量为0.12-0.20%，用作受力不大、要求冲击韧性的各种机械零件，如机座、变速箱壳体等。19、说明钢种和数字含义。Q345低合金高强度结构钢40Cr合金调质钢W18Cr4V高速工具钢ZGMn13-1高锰铸钢1Cr18Ni9Ti不锈钢Cr12冷作模具钢GCr15滚动轴承钢60Si2Mn合金弹簧钢5CrMnMo热作模具钢30CrMnSi合金调质钢9Mn2V冷作模具钢2、请解释QT450-10中字母Q、T数字450以及10的含义（3分）答：QT一球墨铸铁；450一抗拉强度；10一伸长率

第五章 2、碳钢如何根据成分、用途和质量分类？牌号是如何表示的？ 成分：低碳钢、中碳钢和高碳钢 用途：碳素结构钢、碳素工具钢、铸钢 质量：普通碳素结构钢（Q235 等）、优质碳素结构钢（08、10、20、45、50、55 等）、 碳素工具工具钢（T8、T8A、T10、T12 等）、铸造碳钢（ZG200-400 等） 3、指出下列各钢种的类别、大致含碳量、质量和用途 Q235A：普通碳素结构钢，含碳量为 0.14-0.22%，质量为 A 级普通碳素结构钢（S≤ 0.05%，P≤0.045%），主要用于制造受力不大螺钉等机械零件，焊接件、冲 压件及桥梁建设等金属结构件。 45：优质碳素结构钢，含碳量为 0.45%，质量为优质碳素结构钢（S≤0.035%，P≤ 0.035%），调质处理后有良好的综合力学性能，主要用于制造齿轮、连杆和轴 类零件。 Q215B：普通碳素结构钢，含碳量为 0.090-0.15%，质量为 B 级普通碳素结构钢（S≤ 0.045%，P≤0.045%），主要用于制造受力不大螺钉等机械零件。 T8：碳素工具钢，含碳量为 0.8%，质量为优质碳素工具钢（S≤0.035%，P≤0.035%）， 主要用于制造冲子、凿子等承受具有一定冲击性的手工工具。 T12A：碳素工具钢，含碳量为 1.2%，质量为高级优质碳素工具钢（S≤0.020%，P≤ 0.030%），主要用于制造钻头等低速切削工具或锉刀等。 ZG200-400：铸造碳钢，含碳量为 0.12-0.20%，用作受力不大、要求冲击韧性的各种机 械零件，如机座、变速箱壳体等。 19、说明钢种和数字含义。 Q345 低合金高强度结构钢 40Cr 合金调质钢 W18Cr4V 高速工具钢 ZGMn13-1 高锰铸钢 1Cr18Ni9Ti 不锈钢 Cr12 冷作模具钢 GCr15 滚动轴承钢 60Si2Mn 合金弹簧钢 5CrMnMo 热作模具钢 30CrMnSi 合金调质钢 9Mn2V 冷作模具钢 2、请解释 QT450-10 中字母 Q、T 数字 450 以及 10 的含义（3 分） 答： Q T —球墨铸铁； 450 —抗拉强度； 10 —伸长率

2、说明W18Cr4V钢材的类别、钢号数字含义及其大致的含碳量。（3分）答：钢材类别：高速钢（高速工具钢）18是指W含量约为18%，4是指Cr含量约为4%；大致的含碳量：0.7%~1%3、请解释Q235—A·F中字母Q、数字235以及字母A、F的含义；答：Q235一A·F表示屈服强度为235MPa、质量为A级的沸腾钢3.对于下列常用金属材料，按照用途填写类别：Q235普通碳素结构钢，65Mn、60Si2Mn合金弹簧钢_，1Cr13、2Cr13马氏体不锈钢，W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2高速钢二，Cr12、CrWMn、Cr12MoV冷作模具钢，T10A、T12碳素工具钢RuT300蠕墨铸铁，QT600-3球墨铸铁，ZL102铸造硅铝明H70、HPb59-1黄铜，45、40Cr、38CrMoAIA调质钢，20Cr、20CrMnTi合金渗碳钢，HT300灰口铸铁，LY11_硬铝合金对于下列常用金属材料，按照用途填写类别：Q345、Q420，45、40Cr，T8A、T12，ZCuSn10PblQSn4-0.3，ZL102、，20、20Cr、20CrMnTi，ZGMn13LY12、ZAICu4，RuT340、QT450-15，65Mn、50CrVA，W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2A.铸铁：B.锡青铜：C.耐磨钢；D.渗碳钢；E.高速工具钢；F.低合金结构钢；G.不锈钢；H.调质钢；I.弹簧钢；J.铝合金；K.滚动轴承钢：L碳素工具钢钢的普通热处理工艺主要有退火、正火、淬火、回火等。加高温回火调质处理是指淬火21、40Cr制造机床主轴，心部要良好的韧性，轴颈处要硬而耐磨，要求：(1)和(2)预备热处理：完全退火（获得珠光体+铁素体）或正火（获得索氏体+铁素体）

2、说明 W18Cr4V 钢材的类别、钢号数字含义及其大致的含碳量。（3 分） 答： 钢材类别：高速钢（高速工具钢） 18 是指 W 含量约为 18%，4 是指 Cr 含量约为 4%； 大致的含碳量：0.7% ~ 1% 3、请解释 Q235—A•F 中字母 Q、数字 235 以及字母 A、F 的含义； 答：Q235—A•F 表示屈服强度为 235MPa、质量为 A 级的沸腾钢 3．对于下列常用金属材料，按照用途填写类别： Q235 普通碳素结构钢 ，65Mn、60Si2Mn 合金弹簧钢 ，1Cr13、 2Cr13 马氏体不锈钢 ， W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2 高速钢 ，Cr12、 CrWMn、Cr12MoV 冷作模具钢 ， T10A、T12 碳素工具钢 ， RuT300 蠕墨铸铁 ，QT600-3 球墨铸铁，ZL102 铸造硅铝明 ， H70、HPb59-1 黄铜 ，45、40Cr、38CrMoAlA 调质钢 ， 20Cr、 20CrMnTi 合金渗碳钢 ， HT300 灰口铸铁 ， LY11 硬铝合金 。 对于下列常用金属材料，按照用途填写类别： Q345、Q420 ，45、40Cr ， T8A、T12 ，ZCuSn10Pb1、 QSn4-0.3 ，20、20Cr、20CrMnTi ，ZGMn13 ，ZL102、 LY12、ZAlCu4 ，RuT340、QT450-15 ，65Mn、 50CrVA ，W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2 A. 铸铁；B. 锡青铜；C. 耐磨钢；D. 渗碳钢；E. 高速工具钢； F. 低合金结构钢；G. 不锈钢；H. 调质钢；I. 弹簧钢；J. 铝合金； K. 滚动轴承钢；L 碳素工具钢 钢的普通热处理工艺主要有 退火 、 正火 、 淬火 、 回火 等。 调质处理是指 淬火 加 高温回火 。 21、40Cr 制造机床主轴，心部要良好的韧性，轴颈处要硬而耐磨，要求： （1）和（2） 预备热处理：完全退火（ 获得珠光体+铁素体）或正火（获得索氏体+铁素体）

作用是消除应力，优化内部组织，改善毛坏切削加工性能最终热处理：整轴进行调质处理（获得回火索氏体），获得良好的综合力学性能，且轴颈处进行表面高频火+低温回火（轴颈表面获得回火马氏体），提高轴颈表面硬度和耐磨性（3）工艺路线：下料→锻造→完全退火（或正火）→粗加工→调质处理→精加工→表面高频淬火+低温回火→检验22、现用40Cr钢制造传动轴，采用滑动轴承支撑，要求整根轴具有良好的综合力学性能，支撑部位具有良好的耐磨性。该传动轴的基本制造工艺路线为：下料一锻造一热处理1机械粗加工热处理2—机械精加工。请回答下列问题：①热处理1与热处理2分别采哪些热处理工艺？②热处理1与热处理2后制件各部位各获得什么组织？③热处理1和热处理2的主要目的是什么？[1]热处理1为调质热处理2为表面淬火+低温回火(2 分)[2]热处理1后的组织：S;热处理2后的组织：心部为S间，表层为M(2分)[3]热处理1的目的：消除应力，调节制件组织和硬度，为为机械加工和最终热处理做准备，使整根轴具有良好的综合力学性能：热处理2的目的：获得马氏体组织，提高传动轴支撑部位的表面硬度和耐磨性，实现表硬里韧。23、现用45钢制造机器零件，要求成品具有良好的综合力学性能，其基本工艺路线为：下料---锻造---热处理1---粗加工---热处理2---精加工。请回答下列问题：①热处理1与热处理2分别采用哪些热处理工艺？②热处理1与热处理2后各获得什么组织？③热处理1和2的主要目的是什么？[1]热处理1为退火；热处理2为调质（淬火+高温回火）。(2 分)

作用是消除应力，优化内部组织，改善毛坯切削加工性能 最终热处理：整轴进行调质处理（获得回火索氏体），获得良好的综合力学性能， 且轴颈处进行表面高频淬火+低温回火（轴颈表面获得回火马氏体）， 提高轴颈表面硬度和耐磨性 （3）工艺路线： 下料→锻造→完全退火（或正火）→粗加工→调质处理→精加工→ 表面高频淬火+低温回火→检验 22、现用 40Cr 钢制造传动轴，采用滑动轴承支撑，要求整根轴具有良好的综合力学性能， 支撑部位具有良好的耐磨性。该传动轴的基本制造工艺路线为： 下料 锻造 热 处理 1 机械粗加工 热处理 2 机械精加工。请回答下列问题：①热处理 1 与热处理2分别采哪些热处理工艺？②热处理1与热处理 2后制件各部位各获得什么组织？ ③热处理 1 和热处理 2 的主要目的是什么？ [1] 热处理 1 为调质 热处理 2 为表面淬火+低温回火 (2 分) [2] 热处理 1 后的组织：S 回； 热处理 2 后的组织：心部为 S 回，表层为 M 回 (2 分) [3] 热处理 1 的目的：消除应力，调节制件组织和硬度，为为机械加工和最终热处理做准备， 使整根轴具有良好的综合力学性能； 热处理 2 的目的：获得马氏体组织，提高传动轴支撑部位的表面硬度和耐磨性，实现 表硬里韧。 23、现用 45 钢制造机器零件，要求成品具有良好的综合力学性能，其基本工艺路线为：下 料-锻造-热处理 1-粗加工-热处理 2-精加工。请回答下列问题：①热处理 1 与热处理 2 分别采用哪些热处理工艺？②热处理 1 与热处理 2 后各获得什么组织？③热处理 1 和 2 的 主要目的是什么？ [1] 热处理 1 为退火； 热处理 2 为调质（淬火+高温回火）。 (2 分)