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1、概念 : 钢的种类繁多，为了便于生产、使用和研究，可以按照化学成分、冶金质量和用途对钢进行分类。1按化学成分分类。碳钢、合金钢两大类。碳钢：低碳钢（Wc0.25%） 、 中碳钢（ Wc=0.25%0.60%）和高碳钢（Wc0.6%） 合金钢：按钢中含合金元素总量 （Me%） 分为低合金钢 （Me10%） 。按合金元素的种类可分为锰钢、铬钢、硼钢、铬镍钢、硅锰钢等。 2按冶金质量分类。按钢中所含有害杂质硫、磷的多少，可分为：普通钢：S% 0.055%， P% 0.045% 优质钢：S%、 P%0.040% 高级优质钢：S% 0.030%， P% 0.035% 此外，按冶炼时脱氧程度， 可将钢分为
2、沸腾钢 （脱氧不完全） 、镇静钢（脱氧较完全）和半镇静钢三类。3按金相组织分类按钢退火态的金相组织可分为亚共析钢、共析钢、过共析钢三种。按钢正火态的金相组织可分为珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢、奥氏体钢等四种。 4按成形方法分类。锻钢、铸钢、热轧钢、冷轧钢等。5按用途分类。按钢的用途可分为结构钢、工具钢、特殊性能钢三大类。间隙固溶体：溶质原子分布于溶剂的晶格间隙中所形成的固溶体。同素异构性： 同一金属在不同温度下具有不同晶格类型的现象。共晶转变： 指具有一定成分的液态合金,在一定温度下 ,同时结晶出两种不同的固相的转变。置换固溶体：溶质原子溶入溶质晶格并占据溶质晶格位置所形成的固溶体。晶体的各向
3、异性： 晶体在不同方向具有不同性能的现象。固溶强化：因溶质原子溶入而使固溶体的强度和硬度升高的现象。形变强化：随着塑性变形程度的增加，金属的强度、硬度提高，而塑性、韧性下降的现象。过冷度：金属的理论结晶温度与实际结晶温度之差。1、什么是应力？什么是应变？答：试样单位截面上的拉力，称为应力，用符号表示，单位是MPa。试样单位长度上的伸长量，称为应变， 用符号表示。2、画出低碳钢拉伸曲线图，并指出缩颈现象发生在拉伸图上哪一点？若没有出现缩颈现象，是否表示试样没有发生塑性变形？答： b 点发生缩颈现象。若没有出现缩颈现象，试样并不是没有发生塑性变形，而是没有产生明显的塑性变形。3、将钟表发条拉直是弹
4、性变形还是塑性变形？怎样判断它的变形性质？答：将钟表发条拉直是弹性变形，因为当时钟停止时，钟表发条恢复了原状，故属弹性变形。4、布氏硬度法和洛氏硬度法各有什么优缺点？各适用于何种场合。下列情况应采用哪种硬度法测定其硬度？答：布氏硬度法： （1）优点：压痕面积大，硬度值比较稳定，故测试数据重复性好，准确度较洛氏硬度法高。（ 2）缺点：测试费时，且压痕较大，不适于成品检验。（3）应用：硬度值HB 小于450 的毛坯材料。洛氏硬度法： （1）优点：设备简单，测试简单、迅速，并不损坏被测零件。（ 2）缺点：测得的硬度值重复性较差，对组织偏析材料尤为明显。（3）应用：一般淬火件，调质件。库存钢材布氏硬度
5、锻件布氏硬度硬质合金刀头洛氏硬度台虎钳钳口洛氏硬度。5、下列符号所表示的力学性能指标的名称、含义和单位是什么？：强度，表示材料在外加拉应力的作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力，单位MPa。s：屈服强度， 指金属材料开始发生明显塑性变形时的应力，单位MPa。 b：抗拉强度，指金属材料在拉断前可能承受的最大应力，单位MPa。 0.2：屈服强度，试样在产生0.2%塑性变形时的应力，单位MPa。-1：疲劳强度，表示金属材料在无数次的循环载荷作用下不致引起断裂的最大应力，单位MPa。：伸长率，试样产生塑性变形而发生破坏是的最大伸长量。 k：冲击韧性，金属材料在一次性、大能量冲击下，发生断裂，断口处面积所承
6、受的冲击功，单位是J/cm2 HRC ：洛氏硬度，无单位。HBS：布氏硬度，无单位。表示金属材料在受外加压力作用下，抵抗局部塑性变形的能力。HBW：布氏硬度，无单位。1、金属的晶粒粗细对其力学性能有什么影响？答：晶粒越细小，b、HB、k 越高；晶粒越粗， b、HB,、k,、下降。2、什么是同素异晶转变？试画出纯铁的冷却曲 线，并指出室温和1100时的纯铁晶格有什么不同？答：随温度的改变，固态金属晶格也随之改变的现象，称为同素异晶转变。纯铁的冷却曲线如图所示：室温纯铁晶格：面心立方体晶格1100纯铁晶格：体心立方晶格5、分析在缓慢冷却条件下，45 钢和 T10 钢的结晶过程和室温组织。答： 45
7、 钢结晶过程：LL+AAA+FP+F 室温组织： P+F T10 钢的结晶过程：LL+AAA+ Fe3C P+ Fe3C 室温组织： P+ Fe3C 组织名称代表符号含碳量 /% 组织类型力学性能特征铁素体F 0.0218 固溶体b、HB 低 k、高奥氏体A 0.772.11 固溶体一定的b、HB，较高的k、 渗碳体Fe3C 6.69 化合物硬而脆， 0 珠光体P 0.77 混合物具有综合力学性能7、仓库中混存了相同规格的20 钢、 45 钢和T10 钢，请提出一种最为简单的区分方法。答： 20 钢、 45 钢、 T10 钢含碳量不同，硬度不同，故采用测定硬度法加以区别，T10 钢硬度最高，
8、20 钢硬度最低。8、现需制造下列产品，试选用合适的钢号。答 ： 六 角 螺 钉 Q235 车 床 主 轴 45 脸盆 Q235 钳工錾子T10 液化石油气罐 20 钢锉 T10 自行车弹簧60 门窗合页Q235 活搬手 T8 1 、什么是退火？什么是正火？两者的特点和用途有什么不同？答：将钢加热，保温，然后随炉冷却。将钢加热到Ac3 以上3050或Accm 以上3050，保温后在空气中冷却。正火和退火的不同点：加热后钢的冷却方式不同。相同点： 将钢加热到奥氏体区，使钢进行重结晶，解决了铸件、锻件晶粒粗大、组织不均匀的问题。2、亚共析钢的淬火温度为何是Ac3（ 3050）？过低或过高有什么弊端
9、？答：淬火的目的是为了使钢获得高强度和高硬度。亚共析钢加热到Ac3 以上3050，使铁素体充分转变，获得单一奥氏体，若淬火温度低于 Ac3 线，存在软组织铁素体，硬度下降；若淬火温度大大高于Ac3 线，奥氏体晶粒粗大，淬火后获得粗大的马氏体组织，使b、 HB 下降。3、碳钢在油中淬火的后果如何？为什么合金钢通常不在水中淬火？答：碳钢在油中淬火，由于淬火冷却速度小于临界冷却速度，故不能获得单一的马氏体组织。合金钢淬火稳定性高，为了防止淬火变形和开裂，故合金钢一般在油中淬火而不在水中淬火。4、钢在淬火后为什么要回火？三种类型回火的用途有何不同？汽车发动机缸盖螺钉要采用哪种回火？答：淬火钢回火主要目
10、的是消除淬火应力，降低钢的脆性，防止产生裂纹，同时使钢获得所需的力学性能。A）低温回火（ 150250） ：降低内应力和脆性，获得高硬度，高耐磨性。（B）中温回火 （350500） ：使钢获得高弹性，高硬度，一定的韧性。（C）高温回火（500650） ：使钢获得综合力学性能。汽车发动机缸盖螺钉承受交变载荷作用，因此需要有较高的b、HB,、k,、，故采用高温回火。5、锯条、大弹簧、车床主轴、汽车变速箱齿轮的最终热处理有何不同？最终组织各是什么？答：锯条：淬火后低温回火，组织：M 回大弹簧：淬火后中温回火，组织：T 回车床主轴：淬火后高温回火，组织：S 回汽车变速箱齿轮：渗碳、淬火后低温回火，组织
11、：M 回6、现用T10 钢制造钢挫，请填写工艺路线方框 图中热处理工序名称。答：锻造球化退火机加工淬火低温回火7、在普通热处理中，加热后进行保温的目的是什么？感应加热表面淬火是否需要保温？化学热处理的保温有何特点？为什么？答：普通热处理中保温的目的：使工件表层和心部的温度一致，使相变充分完成。感应加热表面淬火不需要保温。化学热处理保温特点：保温时间较长。目的：使工件表层增碳，使渗碳层深度增加。第二章铸造1、为什么铸造是毛坯生产中的重要方法?结合具体示例分析之。答：因为铸造具有如下特点：（1）可制成形状复杂的外形和内腔的毛坯。如箱体， 汽缸体等。2）适用范围广，工业上常用的金属材料都可铸造成型且
12、生产批量、铸造尺寸大小不受限制。3）设备成本低 ,产品成本低 ,加工余量小 ,制造成本低 . 2、什么是液态合金的充型能力？它与合金的流动性有何关系？不同化学成分的合金为何流动性不同？为什么铸钢的充型能力比铸铁差? 答：液态合金充满铸型型腔，获得形状完整，轮廓清晰铸件的能力，称为液态合金的充型能力。合金的流动性愈好，充型能力愈强，愈便于浇铸出轮廓清晰，簿而复杂的铸件。铸钢和铸铁的化学成分不同，凝固方式不同，具有共晶成分的铸铁在结晶时逐层凝固，已结晶的固体内表面较光滑，对金属液的流动阻力小，故流动性好，充型能力强；而铸钢在结晶时为糊状凝固或中间凝固，初生的树枝状晶体阻碍了金属溶液的流动，故流动性
13、差，充型能力差，所以铸钢的充型能力比铸铁差。3、某定型生产的薄铸铁件，投产以来质量基本稳定，但最近一时期浇不足和冷隔缺陷突然增多，试分析其原因？答：薄铸铁件产生浇不足和冷隔缺陷的主要原因是流动性和浇注条件，在浇注条件保持不变的条件下，铸件浇不足和冷隔缺陷增多，主要是流动性下降造成的，影响合金流动性的的主要因素是合金的化学成分，因此，很可能是坯料的化学成分发生了变化，远离了共晶成分点。4、既然提高浇注温度可提高液态合金的充型能 力，但为什么又要防止浇注温度过高？答：因为浇注温度过高,铸件易产生缩孔、缩松、粘砂、气孔、粗晶等缺陷，故在保证充型能力足够的前提下，浇注温度不宜过高。5、缩孔和缩松对铸件
14、质量有何影响？为何缩孔比缩松较容易防止？答：缩孔和缩松使铸件的力学性能下降，缩松还可使铸件因渗漏而报废。缩孔集中在铸件上部或者最后凝固的部位，而缩松却分布于铸件整个截面。所以，缩孔比缩松较易防止. 6、区分以下名词：缩孔：呈倒锥形，内腔粗糙，位于铸件上部中心处。缩松：呈小圆柱形，内腔光滑，位于铸件中心截面处或分布于整个截面。浇不足：没有获得形状完整的铸件。冷隔：获得了形状完整的铸件，但铸件最后凝 固处有凝固线。出气口：位于型芯的中心部位，使型芯中的气体逸出。冒口：位于上砂箱，使金属在浇注时型腔中的气体逸出。定向凝固：在铸件厚大部位，安放浇口和冒口，使铸件远离冒口处先凝固，尔后是靠近冒口部位凝固
15、，最后才是冒口本身凝固。逐层凝固：纯金属或共晶成分的合金在凝固过程中不存在固、液并存区，当温度下降时固体层不断加厚，液体层不断减少，直至铸件的中心，这种凝固方式称逐层凝固。7、什么是定向凝固原则？什么是同时凝固原则？各需用什么措施来实现？上述两种凝固原则各适用于哪种场合？答：定向凝固原则：在铸件厚大部位安放浇口和冒口，使铸件远离冒口处先凝固，尔后是靠近冒口部位凝固，最后才是冒口本身凝固。实现措施：安放冒口和冷铁。应用场合：收缩大的合金，如铝青铜、铝硅合金和铸钢件。同时凝固原则：在铸件薄壁处安放浇口，厚壁处安放冷铁，使铸件各处冷却速度一致, 实现同时凝固。实现措施：浇口开在铸件壁薄处并在铸件壁厚
16、处安放冷铁。应用场合：灰铸铁、锡青铜等收缩小的合金。9、某铸件时常产生裂纹缺陷，如何区分其裂纹性质？如果属于热裂，该从那些方面寻找产生原因？答：铸件中裂纹分热裂纹和冷裂纹二种，由于形成温度不同，故形状特征也不同。热裂纹缝隙宽，形状曲折，缝内呈氧化色；冷裂纹细小，呈连续直线状，缝内呈轻微氧化色。如果属于热裂纹应采取的措施： （a） 降低合金中的硫含量；（b）使用具有共晶成分的合金，使铸件结晶时，固、液二相区间小； （c）提高铸型的退让性。1、试从石墨的存在分析灰铸铁的力学性能和其性能特征。答：石墨的强度、硬度、塑性很低，石墨分布于金属基体，使金属基体承载的有效面积下降。灰铸铁中石墨呈片状，尖角处存在应力集中现象。因此，灰铸铁的抗拉强度、塑性、韧性几乎为零。石墨越多，越粗大，分布越不均匀，灰铸铁的力学性能越差。但由于片状石墨的存在使灰铸铁具有如下性能特征：（a）优良的减振性； （b）良
