金属材料及热处理项目9 工业用钢 合金钢习题.docx
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1、项目4.2合金钢试卷一、填空题1、决定钢的性能最主要的元素是 O2、硫存在钢中,会使钢产生,磷存在钢中会使钢产生 o3、碳钢中的有益元素是、,碳钢中的有害杂质是 o4、碳钢按质量分为、三类,它们的主要区别在于钢中、 杂质的含量不同。5、碳钢按w(C)分为、三类,其w(C)分别为、。6、钢按用途分为、o7、20钢属 钢,其w(C)为 o8、45钢属 钢,其w(C)为 o9、T8钢属 钢,其w(C)为 o10、根据合金元素在钢中与碳的相互作用,合金元素可分为 和两大类。11、按钢中合金元素含量将合金钢分为 钢、钢、钢,其合金元素含量分别为、o12、合金钢按用途分类可分为 钢、钢、钢。13、除 元素
2、以外,其它所有的合金元素都使C曲线往 移动,使钢的临界冷却速度,提高了钢的 性。14、形成强碳化物的合金元素有、o15、扩大奥氏体区域的合金元素有、o16、扩大铁素体区域的合金元素有、o17、除、元素以外,几乎所有的合金元素都能阻止奥氏体晶粒长大, 起到细化晶粒的作用。18、几乎所有的合金元素除、以外,都使Ms和帆 点。因此,钢淬火后在相同W (C)下合金钢比碳钢组织的 增多,从而使钢的硬度 O19、对钢回火脆性敏感的元素是、;为了消A 45钢经正火处理B 60Si2Mn钢经淬火+中温回火C 40Cr钢,经调质处理 27、制造高硬度、高耐磨的铿刀应选用( )oA 45钢经调质B Crl2MoV
3、钢经淬火+低温回火C T12钢经淬火+低温回火28、汽车、拖拉机的齿轮要求表面高硬度、高耐磨,中心有良好的强韧性,应选 用()A. T8钢淬火+低温回火B 40Cr钢淬火+高温回火C 20CrMnTi钢渗碳淬火+低温回火29、拖拉机和坦克履带受到严重的磨损及强烈冲击应选用()。A. T12钢淬火+低温回火B. ZGMnl3经水韧处理C W18Cr4V钢淬火+低温回火30、无第二类回火脆性的钢是( )oA.碳素钢 B倍钢 C镒钢31、一圆棒料经调质后,发现其上有纵向裂纹,宏观上裂纹呈黑色且有脱碳现象。 此种裂纹是( )oA.原材料裂纹B.淬火裂纹32、()可进行最终热处理,但不采用预备热处理,以
4、免损害其性能。A、滚动轴承钢 B、易削钢 C、合金弹簧钢 D、合金调质钢 33、非调质钢中用于切削加工的牌号以( )为首,用于热锻的牌号以( ) 为首。A、 F B、 YF C、 DH D、 CH34、GCrl5钢的平均含铭量为()%A、 0、 15 B、 1、 5 C、 1535、40MnVB中硼元素的主要作用是()。A、耐大气腐蚀钢B、渗碳钢 C、弹簧钢36、 38CrMoAlA钢是属于合金()。A、调质钢 B、渗碳钢 C、弹簧钢37、合金调质钢的含碳量一般是()。A、0、 25% B、 0、 25%0、 5% C、 0、 5%38、正确选用下列零件材料:汽车后半轴(),汽车齿轮(),坦克
5、齿轮(),汽缸安全阀簧(),滚动轴承( )oA、GCrl5 B、55Si2Mn C、40Cr D、20CrMnTi E、12Cr2Ni439、将下列合金钢牌号归类:低合金高强度结构钢(),合金弹簧钢(),高淬透性调质钢( )oA、 37CrNi3 B、 50CrVA C、 Q42040、引起钢的冷脆性的有害杂质元素是( )oA、硫 B、磷 C、硫和磷41、形状简单的工件淬火应选用()0A、单液淬火B、双液淬火 C、分级淬火42、钢的热硬性是指钢在高温下保持()的能力。A、高强度 B、高硬度和高耐磨性C、高抗氧化性43、大多数碳素刃具钢都需要经锻造,然后(),降低硬度,以改善切削加工性。A、完全
6、退火B、球化退火 C、再结晶退火44、高速钢回火后的组织为()。A、回火马氏体+碳化物+少量残余奥氏体B、L d+A C、Ld+F D、A+F45、量具在热处理时重要的是要保证尺寸的( )oA、稳定性 B、塑性 C、韧性 D、弹性46、量具精磨后要在()下人工实效()h以消除磨削应力。A、160 B、 120 C、广2D、 2347、CrWMn钢含碳量Wc=(),同时加入Cr、W、Mn等元素,使得这种钢具有高的淬透性、硬度和耐磨性。A、 0、 77婷6、 69%B、 0、 90%K 05%C、 0、 25% 0、 5%D、 0、 10% 0、 25%48、Crl2钢也属于()钢,因此需要经过反
7、复锻造来破碎网状共晶碳化物,并消除其分布的不均匀性后进行等温球化退火。A、奥氏体 B、铁素体 C、珠光体 D、莱氏体49、在耐磨钢中,()含量很高,可以保证热处理后得到单相奥氏体组织。A镒 B、碳 C、硅 D、硫50、因()是非磁性的,也可勇于制造既耐磨又抗磁化的零件。A、耐热钢 B、高镒钢 C、热强钢 D、抗氧化钢51、另一类马氏体热强钢()含碳量为中性,主要为提高耐磨性,常用做制造内燃机的气阀,称为气阀钢。A、 Crl3 B、 2Cr25N C、 GH1035 D、 4Cr9Si252、提高金属的(),最重要的是防止蠕变。A、抗氧化性 B、化学腐蚀性C、热强性 D、细粒性53、()不锈钢是
8、应用最广泛的不锈钢,属银铭钢。A、奥氏体B、莱氏体C、铁素体D、马氏体54、镀锡铁皮又称( )oA、耐热钢B、马口铁C、耐酸钢D、热强钢55、()能使零件生成光亮美丽的保护层,保证更稳定的耐腐蚀性。A、镀锡 B、镀镉 C、镀铭 D、镀锌56、20CrMnTi钢中Ti元素的主要作用是()。A、细化晶粒 B、提高淬透性C、强化铁素体57、合金渗碳钢渗碳后必须进行()热处理才能使用。A、淬火+低温回火B、淬火+中温回火 C、淬火+高温回火四、名词解释1、回火脆性2、氢脆3、超高强度钢4、合金铁素体5、合金奥氏体6、合金渗碳体7、热硬性8、蠕变9、蠕变极限10、持久强度极限11、 20CrMnTi12
9、、 50CrVA13、 9SiCr14、 CrWMn五、问答题1、当碳的质量分数相同时,为什么合金钢的力学性能比碳钢好?热处理变形小? 为什么合金工具钢的耐磨性、热硬性比碳钢高?2、为什么合金钢可在油中淬火,而碳钢在油中却淬不透?3、低合金高强度结构钢中合金元素主要是通过哪些途径起强化作用?这类钢经 常用于哪些场合?4、现有40Cr钢制造的机床主轴,心部要求良好的强韧性(200 300 HBS), 轴颈处要求硬而耐磨(5458 HRC),试问:(1)应进行哪种预先热处理和最终热处理?(2)热处理后各获得什么组织?(3)各热处理工序在加工工艺路线中位置如何安排?5、现有20CrMnTi钢制造的汽
10、车齿轮,要求齿面硬化层3=1、0 1、2 mm,齿 面硬度为5862HRC,心部硬度为3540HRC,请确定其最终热处理方法及最终 获得的表层与心部组织。6、弹簧为什么要进行淬火、中温回火?弹簧的表面质量对其使用寿命有何影响? 可采用哪些措施提高弹簧使用寿命?7、滚动轴承钢除专用于制造滚动轴承外,是否可用来制造其他结构零件和工 具?举例说明。8、在20Gr、40Gr、GGr9、50GrV等钢中,含铭量都小于1、5%,问铭在钢中的 存在形式、对钢的性能、热处理及用途是否相同?为什么?9、结构钢能否用来制造工具?工具钢能否用来制造机器零件?试举例说明之。10、试分析高速工具钢中,碳与合金元素的作用
11、及高速工具钢热处理工艺特点。 为什么高速工具钢中,碳的质量分数有普遍提高的趋势?11、高速工具钢经铸造后为什么要反复锻造?锻造后在切削加工前为什么必须 退火?为什么高速工具钢退火温度较低(略高于AC1= 830 C的温度)而淬火温度却高达1280 ?淬火后为什么要经三次560 回火?能否改用一次较长时间 回火?高速工具钢在560的回火是否是调质处理?为什么?12、Crl2型钢中碳化物的分布对钢的使用性能有何影响?热处理能改善其碳化 物分布吗?生产中常用什么方法予以改善?13、量具钢使用过程中常见的失效形式是磨损与尺寸变化,为了提高量具的使用寿命,应采用哪些热处理方法?并安排各热处理工序在加工工
12、艺路线中的位置。14、根据下表所列的内容,归纳对比各类合金钢的特点类别成分特点常用牌号举例热处理方法热处理后组织主要性能及用途低合金高强度钢合金渗碳钢合金调质钢合金弹簧钢滚动轴承钢冷冲压钢低合金刃具钢高速工具钢冷作模具钢热作模具钢塑料模具钢合金量具钢15、解释下列现象:(1)在碳的质量分数相同情况下,大多数合金钢的热处理加热温度都比碳 钢高,保温时间长。(2) Wc =0、4% WGr = 12%的铭钢为过共析钢,WC=1 5%、WGr = 12%的 铭钢为莱氏体钢。高速工具钢在热轧或热锻后空玲,能获得马氏体组织。在砂轮上磨制各种钢制刀具时,需经常用水冷却,而磨硬质合金制成的工具时,却不需用水
13、冷。16、如果要用Grl3型不锈钢制作机械零件、外科医用工具、滚动轴承及弹簧时,应分别选择什么牌号和热处理方法?17、判断下列说法是否正确:40Mn是合金结构钢;Q295A是优质碳素结构钢;GCrl5钢中铭的质量分 数为 15% ; 1 Crl3 钢中 Wc = 1 %; W18Cr4 V 钢中 Wc2l %。18、1C13钢和Crl2钢中,铭的质量分数均大于H、7% ,而1C13属于不锈钢,为什么Crl2钢却不能作为不锈钢?19、奥氏体不锈钢能否通过热处理来强化?为什么?生产中常用什么方法使其强 化?20、奥氏体不锈钢和耐磨钢淬火的目的与一般钢的淬火目的有何不同?高铸钢的 耐磨原理与淬火工具
14、钢的耐磨原理又有何不同?它们的应用场合有何不同?22、为什么比较重要的大截面结构零件都必需用合金钢制造?与碳钢相比,合金 钢有何优点?23、合金钢中经常加入的合金元素有哪些?怎样分类?24、合金元素Mn、Si、Cr、Ni、W、Mo、V、Ti、Nb、Al、Co在退火钢中如 何分布?它们对钢的组成相有何影响?25、合金元素Mn、Si、Cr、Ni、W、Mo、V、Ti、Nb、Al、Co对钢的等温转 变曲线(C曲线)有何影响?26、合金元素Mn Si、Cr、Ni、W、Mo、V、Ti、Nb、Al、Co 对钢的 Ms 点有 何影响?对钢的热处理、组织、性能有何影响?27、为什么碳钢在室温下不存在单一奥氏体或
15、单一铁素体组织,而合金钢中有 可能存在这类组织?29、简述合金调质钢的合金化原则。30、合金渗碳钢中常加入哪些合金元素?它们对钢的热处理、组织和性能有何影 响?31、为什么合金弹簧钢把Si作为重要的主加合金元素?弹簧淬火后为什么要进 行中温回火?为了提高弹簧的使用寿命,在热处理后应采用什么有效措施?32、为什么滚动轴承钢的含碳量均为高碳?为什么限制钢中含Cr量不超过1.65%? 为什么对钢中的非金属夹杂物限制特别严格?33、铝银钢突出的优点何在?主要缺点是什么?怎样克服其缺点?34、一般刃具钢要求什么性能?高速切削刃具钢要求什么性能?为什么?35、为什么刃具钢中含高碳?合金刃具钢中加入哪些合金
16、元素?其作用怎样?36、为什么9SiCr钢的热处理加热温度比T9钢高?37直径6 30mm640nlm的9SiCr钢在油中冷却能淬透,而相同尺寸的T9能否 淬透?(以心部获得半马氏体组织为淬透标准,半马氏体组织硬度为50HRC左右, 已知 9SiCr J50/15, T9 J43/15) o38、简述高速钢(W18Cr4V与W6M05Cr4V2)中合金元素的作用。39、W18Cr4V钢的A-约为820C,若按一般工具钢淬火加热温度通式计算出的加 热温度,能否达到高速切削刀具要求的性能?为什么?该钢正常淬火后都要进行 三次回火,这又是为什么? 560C三次回火这算调质处理吗?40、什么叫热硬性(
17、红硬性)?它与“二次硬化”有何关系? W18Cr4V钢的二次 硬化发生在哪个回火温度范围?41、试述W18Cr4V钢铸造、退火、淬火及回火的金相组织。42、冷作模具钢所要求的性能是什么?为什么尺寸较大的、重负荷的、要求高耐 磨和微变形的冷冲模具大都选用Crl2MoV钢制造?43、热作模具钢性能要求有何特点?试分析5CrNiMo和5CrMnMo钢中合金元素作 用。44、为什么量具在保存和使用过程中尺寸会发生变化?采用什么措施,可使量具 尺寸保持长期稳定?45、何谓化学腐蚀与电化学腐蚀?提高钢的耐蚀性途径有哪些?46、不锈钢的成分特点? Crl2MoV是否为不锈钢?47、汽轮机叶片、硝酸槽、外科手
18、术刀、手表外壳用何种不锈钢制造?其热处理 工艺怎样?48、奥氏体不锈钢和耐磨钢的淬火目的与一般钢的淬火目的有何不同?49、硬质合金与高速钢相比较有何优点?50、某工厂用T10钢制造的钻头给一批铸铁件打批6 10mm深孔,打几个孔以后 钻头很快就磨损,经检验,钻头的材质、热处理工艺、金相组织、硬度均合格, 试问失效原因,并请提出解决办法。六、思考题1、为什么说得到马氏体是钢中最经济而又最有效的强化方法?2、有一批低碳冷轧薄钢板,在冲压前表面质量很好,但在冲压后在某些部位出 现水波纹状的给折。试分析形成原因及消除办法。3、直径为25nlm的40CrNiMo棒料毛坯,经正火处理后硬度高很难切削加工,
19、这 是什么原因?设计一个最简单的热处理方法以提高其机械加工性能。4、某厂的冷冲模原用W18Cr4V钢制造,在使用时经常发生崩刃,掉渣等现象, 冲模寿命很短;后改用W6M05Cr4V2钢制造,热处理时采用低温淬火(H50C), 冲模寿命大大提高。试分析其原因。5、一些中、小工厂在用Crl2型钢制造冷作模具时,往往是用原钢料直接进行机 械加工或稍加改锻后进行机械加工,热处理后送交使用,经这种加工的模具寿命 一般都比较短。改进的措施是将毛坯进行充分地锻造,这样的模具使用寿命有明 显提高。这是什么原因?6、现有6 35mmX200mm轴两根,一根为20钢,经920。渗碳后直接水淬及180c 回火,表面
20、硬度(5862)HRC;另一根为20CrMnTi钢,经920渗碳后直接油淬, 一 80c冷处理及180回火,表面硬度(6064)HRC。这两根轴的表层和心部的 组织与性能有何区别?并说明其原因。7、某厂采用9Mn2V钢制造模具,设计要求硬度为(5358)HRC。采用790油淬 并用(200220) 回火。但该模具在使用时经常发生脆性断裂。后将热处理工艺 改为加热至790c后,在(260280) 的硝酸盐浴槽中等温4小时后空冷处理, 硬度降至50HRC但是寿命却大为提高,不再发生脆断。试分析其原因。8、汽车、拖拉机变速箱齿轮和汽车后桥齿轮多半用渗碳钢制造,而机床变速箱 齿轮又多半用中碳(合金)钢
21、制造,试分析其原因何在?9、滚齿机上的螺栓,本应用45钢制造,但错用了 T12钢,其退火、淬火都沿用 了 45钢的工艺,问此时将得到什么组织和性能?10、低碳钢的硬度低,可否用淬火方法显著提高其硬度?11、高速钢热处理时能否用一次长时间回火代替多次回火?为什么?12、在冷拔GCrl5钢丝时,一拔就裂,原来该钢经过退火处理其加热温度为920, 后经820840c淬火180回火,试分析拔裂的原因(已知GCrl5钢Ac7 = 745, 900)o13、大螺丝刀要求杆部为细珠光体而顶端为回火马氏体,只有一种外部热应如何 处理?14、要制造机床主轴、拖拉机后桥齿轮、较刀、汽车板簧等。拟选择合适的钢种,
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