金属材料作业

金属材料作业
金属材料作业

1、已知T10钢的Ac1=730℃,Acm=800℃,则该钢在进行球化退火时,最合适的加热温度是()℃

A.750~760 B.780~800 C.820~830 D.830~850

2、以下几种热处理工艺中,()的目的是为了获得马氏体,以提高钢的强度和硬度。A.淬火B.正火C.退火D.回火

3、一般来说,碳素钢淬火应选择()作冷却介质。

A.矿物油B.自来水C.20℃的10%食盐水溶液

4、化学热处理与其他热处理方法的主要区别是()。

A.加热温度B.组织变化C.改变表面化学成分

5、为改善20钢的切削加工性能,通常采用()。

A.完全退火B.球化退火C.正火

6、为改善T10钢的切削加工性能,通常采用()处理。

A.完全退火B.球化退火C.正火

7、用64Mn钢做弹簧,淬火后应进行()。

A.高温回火B.中温回火C.低温回火

8、用T10A钢做锯片,淬火后应进行()。

A.高温回火B.中温回火C.低温回火

9、现有45钢制造的汽车轮毂螺栓,其淬火加热温度应选择(),冷却介质应选择()。A.750 ℃B.840 ℃C.1000 ℃

10、过冷奥氏体是___________温度以下存在,尚未转变的奥氏体。

A.Ms B.Mf C.A1

11、亚共析钢的淬火加热温度应选择在__________。

A.Ac1+30~50℃B.Accm 以上C.Ac3+30~50℃

12、调质处理就是___________的热处理。

A.淬火+低温回火B.淬火+中温回火C.淬火+高温回火

13、零件渗碳后,一般需经___________处理,才能达到表面高硬度及耐磨的目的。A.淬火+低温回火B.正火C.调质

14、过共析钢的正常淬火加热温度是()。

A.Ac1+30℃~50℃B.Accm+30℃~50℃C.Ac3+30℃~50℃

15、马氏体的硬度主要取决于()。

A.过冷奥氏体的冷却速度B.过冷奥氏体的转变温度

C.马氏体的含碳量D.临界冷却速度(Vk)

16、淬透性好的钢,应具有()。

A.高的合金元素(Co除外)含量B.大于共析成分的高的碳含量C.低的碳含量17、选用20CrMnTi制造汽车变速齿轮,其预先热处理及最终热处理的最佳方案应分别是()。

A.调质;渗碳B.正火;渗碳+淬火+低温回火

C.完全退火;渗碳+淬火+中温回火D.球化退火;渗碳+淬火

18、进行奥氏体化的温度愈高,保温时间愈长则()。

A..过冷奥氏体愈稳定,C曲线愈靠左B.过冷奥氏体愈稳定,C曲线愈靠右C.过冷奥氏体愈不稳定,C曲线愈靠左D.过冷奥氏体愈不稳定,C曲线愈靠右19、碳素钢的马氏体点Ms和Mf与奥氏体的含碳量有关,随着含碳量增加,()。A.Ms升高,Mf降低B.Ms降低,Mf升高

C.Ms、Mf都升高D.Ms、Mf都降低

20、共析钢加热A 化后,在600℃~550℃等温冷却转变产物为________。

A.P B.S C.T

21、一般来说,合金钢应选择()作冷却介质。

A.矿物油B.自来水C.20℃的10%食盐水溶液22、现有45钢制造的汽车轮毂螺栓,其淬火冷却介质应选择()A.20℃的10%食盐水溶液B.矿物油C.自来水

金属材料学基础试题及答案

金属材料的基本知识综合测试 一、判断题(正确的填√,错误的填×) 1、导热性好的金属散热也好,可用来制造散热器等零件。() 2、一般,金属材料导热性比非金属材料差。() 3、精密测量工具要选用膨胀系数较大的金属材料来制造。() 4、易熔金属广泛用于火箭、导弹、飞机等。() 5、铁磁性材料可用于变压器、测量仪表等。() 6、δ、ψ值越大,表示材料的塑性越好。() 7、维氏硬度测试手续较繁,不宜用于成批生产的常规检验。() 8、布氏硬度不能测试很硬的工件。() 9、布氏硬度与洛氏硬度实验条件不同,两种硬度没有换算关系。() 10、布氏硬度试验常用于成品件和较薄工件的硬度。 11、在F、D一定时,布氏硬度值仅与压痕直径的大小有关,直径愈小,硬度值愈大。() 12、材料硬度越高,耐磨性越好,抵抗局部变形的能力也越强。() 13、疲劳强度是考虑交变载荷作用下材料表现出来的性能。() 14、20钢比T12钢的含碳量高。() 15、金属材料的工艺性能有铸造性、锻压性,焊接性、热处理性能、切削加工性能、硬度、强度等。() 16、金属材料愈硬愈好切削加工。() 17、含碳量大于0.60%的钢为高碳钢,合金元素总含量大于10%的钢为高合金钢。() 18、T10钢的平均含碳量比60Si2Mn的高。() 19、一般来说低碳钢的锻压性最好,中碳钢次之,高碳钢最差。() 20、布氏硬度的代号为HV,而洛氏硬度的代号为HR。() 21、疲劳强度是考虑交变载荷作用下材料表现出来的性能。() 22、某工人加工时,测量金属工件合格,交检验员后发现尺寸变动,其原因可能是金属材料有弹性变形。() 二、选择题 1、下列性能不属于金属材料物理性能的是()。 A、熔点 B、热膨胀性 C、耐腐蚀性 D、磁性 2、下列材料导电性最好的是()。 A、铜 B、铝 C、铁烙合金 D、银 3、下列材料导热性最好的是()。 A、银 B、塑料 C、铜 D、铝 4、铸造性能最好的是()。 A、铸铁 B、灰口铸铁 C、铸造铝合金 D、铸造铝合金 5、锻压性最好的是()。

金属材料及热处理 1-2作业答案

《金属材料及热处理1-2》作业答案 作业一 一、测量金属硬度常用的试验方法有哪些?并指出各自的优缺点?并回答下列问题:下列零件选择哪种硬度法来检查其硬度比较合适? (1)库存钢材;(2)硬质合金刀头;(3)锻件。 答:测量金属硬度常用的试验方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。布氏硬度的优点是压痕面积大,不受微小不均匀硬度的影响,试验数据稳定,重复性能好,但是,由于压痕面积大,又不适合成品零件和薄壁器件的硬度试验。洛氏硬度测定操作迅速、简便,压痕面积小,适用于成品检验,硬度范围广,由于接触面积小,当硬度不均匀时,数据波动较大,需多打几个点取平均值。维氏硬度试验的压痕是正方形,轮廓清晰,对角线测量准确,因此维氏硬度试验是常用硬度试验方法中精度最高的,同时它的重复性好,这一点比布氏硬度优越,维氏硬度测量范围宽,可以从几个到三千个维氏硬度单位都可以测量,以及可以测量薄的零件,维氏硬度最大的优点是测量值与所加载荷无关。维氏硬度试验效率低,要求较高的试验技术,对于试样表面的光洁度要求较高,操作麻烦费时,通常在实验室使用较多。 (1)库存钢材,由于牌号多,种类多,所以硬度值会分布在一个比较大的范围,用洛氏硬度较为合适; (2)硬质合金刀头,该材料硬度值高,一般洛氏硬度测量范围偏小,用维氏硬度较为合适,有时也用洛氏硬度HRA测试; (3)锻件,由于锻件组织粗大,强度硬度偏低,用布氏硬度较为合适。二、测量硬度时,为什么要求两个压痕之间有一定的距离?如果两点距离太近,会对硬度有何影响? 答:测量硬度时,为了排除材料硬度不均匀性的影响以及第一次测试部位及附近发生了变形的影响,两个压痕之间应有一定的距离。如果两点距离太近,第一次测试后发生变形的部位的硬度会高于原硬度,即发生加工硬化现象。 三、可否通过增加零件的尺寸来提高其弹性模量,为什么? 答:弹性模量主要取决于材料内部原子间的作用力,如材料的晶格类型、原子间距,其它工艺及尺寸对其影响极小,所以不能通过增加零件尺寸来提高其弹性模量。

(完整版)金属材料学(第二版)课后答案主编戴启勋

第一章钢的合金化原理 1.名词解释 1)合金元素: 特别添加到钢中为了保证获得所要求的组织结构从而得到一定的物理、化学或机械性能的化学元素。(常用M来表示) 2)微合金元素: 有些合金元素如V,Nb,Ti, Zr和B等,当其含量只在0.1%左右(如B 0.001%,V 0.2 %)时,会显著地影响钢的组织与性能,将这种化学元素称为微合金元素。 3)奥氏体形成元素:在γ-Fe中有较大的溶解度,且能稳定γ相;如Mn, Ni, Co, C, N, Cu;4)铁素体形成元素: 在α-Fe中有较大的溶解度,且能稳定α相。如:V,Nb, Ti 等。 5)原位析出: 元素向渗碳体富集,当其浓度超过在合金渗碳体中的溶解度时, 合金渗碳体就在原位转变成特殊碳化物如Cr钢中的Cr: ε-FexC→Fe3C→(Fe, Cr)3C→(Cr, Fe)7C3→(Cr, Fe)23C6 6)离位析出: 在回火过程中直接从α相中析出特殊碳化物,同时伴随着渗碳体的溶解,可使HRC和强度提高(二次硬化效应)。如V,Nb, Ti等都属于此类型。 2.合金元素V、Cr、W、Mo、Mn、Co、Ni、Cu、Ti、Al中哪些是铁素体形成元素?哪些是奥氏体形成元素?哪些能在a-Fe中形成无限固溶体?哪些能在g-Fe 中形成无限固溶体? 答:铁素体形成元素:V、Cr、W、Mo、Ti、Al; 奥氏体形成元素:Mn、Co、Ni、Cu 能在a-Fe中形成无限固溶体:V、Cr; 能在g-Fe 中形成无限固溶体:Mn、Co、Ni 3.简述合金元素对扩大或缩小γ相区的影响,并说明利用此原理在生产中有何意义? 答:(1)扩大γ相区:使A3降低,A4升高一般为奥氏体形成元素 分为两类:a.开启γ相区:Mn, Ni, Co 与γ-Fe无限互溶. b.扩大γ相区:有C,N,Cu等。如Fe-C相图,形成的扩大的γ相区,构成了钢的热处理的基础。 (2)缩小γ相区:使A3升高,A4降低。一般为铁素体形成元素 分为两类:a.封闭γ相区:使相图中γ区缩小到一个很小的面积形成γ圈,其结果使δ相区与α相区连成一片。如V, Cr, Si, A1, Ti, Mo, W, P, Sn, As, Sb。 b.缩小γ相区:Zr, Nb, Ta, B, S, Ce 等 (3)生产中的意义:可以利用M扩大和缩小γ相区作用,获得单相组织,具有特殊性能,在耐蚀钢和耐热钢中应用广泛。 4.简述合金元素对铁碳相图(如共析碳量、相变温度等)的影响。 答:答:1)改变了奥氏体区的位置 2)改变了共晶温度:(l)扩大γ相区的元素使A1,A3下降; (2)缩小γ相区的元素使A1,A3升高。当Mo>8.2%, W>12%,Ti>1.0%,V>4.5%,Si>8.5%,γ

金属材料学考精彩试题库

第一章钢中的合金元素 1、合金元素对纯铁γ相区的影响可分为哪几种? 答:开启γ相区的元素:镍、锰、钴属于此类合金元素 扩展γ相区元素:碳、氮、铜属于此类合金元素 封闭γ相区的元素:钒、鈦、钨、钼、铝、磷、铬、硅属于此类合金元素 缩小γ相区的元素:硼、锆、铌、钽、硫属于此类合金元素 2、合金元素对钢γ相区和共析点会产生很大影响,请举例说明这种影响的作用 答:合金元素对α-Fe、γ-Fe、和δ-Fe的相对稳定性以及同素异晶转变温度A3和A4均有很大影响 A、奥氏体(γ)稳定化元素 这些合金元素使A3温度下降,A4温度上升,即扩大了γ相区,它包括了以下两种情况:(1)开启γ相区的元素:镍、锰、钴属于此类合金元素 (2)扩展γ相区元素:碳、氮、铜属于此类合金元素 B、铁素体(α)稳定化元素 (1)封闭γ相区的元素:钒、鈦、钨、钼、铝、磷、铬、硅 (2)缩小γ相区的元素:硼、锆、铌、钽、硫属于此类合金元素 3、请举例说明合金元素对Fe-C相图中共析温度和共析点有哪些影响? 答: 1、改变了奥氏体相区的位置和共析温度 扩大γ相区元素:降低了A3,降低了A1 缩小γ相区元素:升高了A3,升高了A1 2、改变了共析体的含量 所有的元素都降低共析体含量 第二章合金的相组成 1、什么元素可与γ-Fe形成固溶体,为什么? 答:镍可与γ-Fe形成无限固溶体 决定组元在置换固溶体中的溶解条件是: 1、溶质与溶剂的点阵相同 2、原子尺寸因素(形成无限固溶体时,两者之差不大于8%) 3、组元的电子结构(即组元在周期表中的相对位置) 2、间隙固溶体的溶解度取决于什么?举例说明 答:组元在间隙固溶体中的溶解度取决于: 1、溶剂金属的晶体结构 2、间隙元素的尺寸结构 例如:碳、氮在钢中的溶解度,由于氮原子小,所以在α-Fe中溶解度大。 3、请举例说明几种强、中等强、弱碳化物形成元素 答:铪、锆、鈦、铌、钒是强碳化物形成元素;形成最稳定的MC型碳化物 钨、钼、铬是中等强碳化物形成元素 锰、铁、铬是弱碳化物形成元素

工程材料作业答案

工程材料 判断题 、珠光体是铁素体与渗碳体的机械混合物 1..√ 2..× 、可锻铸铁中,石墨是团絮状的,有较高强度和一定塑韧性,所以可以锻造。 1..√ 2..× 、正火是将钢加热到临界温度以上一定范围保温一定时间,然后空冷的热处理工艺。 1..√ 2..× 、上贝氏体是由过饱和的铁素体和渗碳体组成。 1..√ 2..× 、把在实际晶体中出现的空位和间隙原子的缺陷叫做面缺陷。

1..√ 2..× 、实际金属中位错密度越大、晶界和亚晶界越多,其强度越高。 1..√ 2..× 、金属材料在载荷作用下抵抗变形和断裂的能力叫强度。 1..√ 2..× 、选材的一般原则包括满足零件使用性能、工艺性、经济性、环保和资源合理利用。 1..√ 2..× 、贝氏体是过饱和的铁素体和渗碳体组成的混合物。 1..√ 2..× 、奥氏体是碳溶解在γ中所形成的置换固溶体。 1..√

2..× 、钢的淬火后进行高温回火的工艺称为调质,其组织为回火索氏体。 1..√ 2..× 、零件失效形式包括变形失效、磨损失效、断裂失效。 1..√ 2..× 、表面淬火既能改变工件表面的化学成分,也能改善其心部组织与性能。 1..√ 2..× 、调质钢经淬火和高温回火后的组织是回火马氏体。 1..√ 2..× 、在一般情况下,金属结晶后晶粒越细小,则其强度越好,而塑性和韧性越差。 1..√ 2..×

、在铁碳合金中,铁素体在℃时,溶碳能力可达。 1..√ 2..× 、衡量材料的塑性的指标主要有伸长率和冲击韧性。 1..√ 2..× 、布氏硬度测量硬度时,用符号表示。 1..√ 2..× 、单晶体具有各向异性,多晶体具有各向同性。 1..√ 2..× 、失效是机械零件因某种原因致使丧失其规定功能的现象。 1..√ 2..× 、维氏硬度测量硬度时,用符号表示.

金属材料及热处理实验报告

金属材料及热处理实验报告 学院:高等工程师学院 专业班级:冶金E111 姓名:杨泽荣 学号: 41102010 2014年6月7日

45号钢300℃回火后的组织观察及洛氏硬度测定 目录 一、实验目的 (1) 二、实验原理 (1) 1.加热温度的选择 (1) 2.保温时间的确定 (2) 3.冷却方法 (3) 三、实验材料与设备 (4) 1.实验材料 (4) 2.实验设备 (4) 四、实验步骤 (4) 1.试样的热处理 (4) 1.1淬火 (4) 1.2回火 (5) 2.试样硬度测定 (5) 3.显微组织观察与拍照记录 (5) 3.1样品的制备 (5) 3.2显微组织的观察与记录 (6) 五、实验结果与分析 (6) 1.样品硬度与显微组织分析 (6) 2.淬火温度、淬火介质对钢组织和性能的影响 (6) 2.1淬火温度的影响 (6) 2.2淬火介质的影响 (7) 3回火温度对钢组织与性能的影响 (7) 3.1回火温度对45钢组织的影响 (7) 3.2回火温度对45 钢硬度和强度的影响 (7) 4合金元素对钢的淬透性、回火稳定性的影响 (8) 4.1合金元素对钢的淬透性的影响 (8) 4.2合金元素对钢的回火稳定性的影响 (9) 5碳含量对钢的淬硬性的影响 (9) 六、结论 (9) 参考文献 (9)

一、实验目的 1.掌握碳钢的常用热处理(淬火及回火)工艺及其应用。 2.研究加热条件、保温时间、冷却条件与钢性能的关系。 3.分析淬火及回火温度对钢性能的影响。 4.观察钢经热处理后的组织,熟悉碳钢经不同热处理后的显微组织及形态特征。 5.了解金相照相的摄影方法,培养学生独立分析问题和解决问题的能力。 二、实验原理 钢的热处理就是利用钢在固态范围内的加热、保温和冷却,以改变其内部组织,从而获得所需要的物理、化学、机械和工艺性能的一种操作。一般热处理的基本操作有退火、正火、淬火、回火等。 进行热处理时,加热温度、保温时间和冷却方式是最重要的三个基本工艺因素。正确选择这三者的规范,是热处理成功的基本保证。 1.加热温度的选择 1)退火加热温度一般亚共析钢加热至Ac3+(20—30)℃(完全退火);共析钢和过共析钢加热至Ac1 +(20—30)℃(球化退火),目的是得到球状渗碳体,降低硬度,改善高碳钢的切削性能。 2)正火加热温度一般亚共析钢加热至Ac3 +(30—50)℃;过共析钢加热至Accm +(30—50)℃,即加热到奥氏体单相区。退火和正火的加热温度范围选择见图2.1。 3)淬火加热温度一般亚共析钢加热至Ac3+(30—50)℃;共析钢和过共析钢加热至Ac1+(30—50)℃,见图2.2。 钢的成分,原始组织及加热速度等皆影响到临界点的位置。在各种热处理手册或材料手册中,都可以查到各种钢的热处理温度。热处理时不能任意提高加热温度,因为加热温度过高时,晶粒容易长大,氧化、脱碳和变形等都会变得比较严重。各种常用钢的工艺规范见表2.1。 4)回火温度的选择钢淬火后都要回火,回火温度决定于最终所要求的组织和性能(常常是根据硬度的要求)。按加热温度高低回火可分为三类:

最新金属材料学课后习题总结

习题 第一章 1、何时不能直接淬火呢?本质粗晶粒钢为什么渗碳后不直接淬火?重结晶为什么可以细化晶粒?那么渗碳时为什么不选择重结晶温度进行A化? 答:本质粗晶粒钢,必须缓冷后再加热进行重结晶,细化晶粒后再淬火。晶粒粗大。A 形核、长大过程。影响渗碳效果。 2、C是扩大还是缩小奥氏体相区元素? 答:扩大。 3、Me对S、E点的影响? 答:A形成元素均使S、E点向左下方移动。F形成元素使S、E点向左上方移动。 S点左移—共析C量减小;E点左移—出现莱氏体的C量降低。 4、合金钢加热均匀化与碳钢相比有什么区别? 答:由于合金元素阻碍碳原子扩散以及碳化物的分解,因此奥氏体化温度高、保温时间长。 5、对一般结构钢的成分设计时,要考虑其M S点不能太低,为什么? 答:M量少,Ar量多,影响强度。 6、W、Mo等元素对贝氏体转变影响不大,而对珠光体转变的推迟作用大,如何理解? 答:对于珠光体转变:Ti, V:主要是通过推迟(P转变时)K形核与长大来提高过冷γ的稳定性。 W,Mo: 1)推迟K形核与长大。 2)增加固溶体原子间的结合力,降低Fe的自扩散系数,增加Fe的扩散激活能。 3)减缓C的扩散。 对于贝氏体转变:W,Mo,V,Ti:增加C在γ相中的扩散激活能,降低扩散系数,推迟贝氏体转变,但作用比Cr,Mn,Ni小。 7、淬硬性和淬透性 答:淬硬性:指钢在淬火时硬化能力,用淬成马氏体可能得到的最高硬度表示。 淬透性:指由钢的表面量到钢的半马氏体区组织处的深度。 8、C在γ-Fe与α-Fe中溶解度不同,那个大? 答:γ-Fe中,为八面体空隙,比α-Fe的四面体空隙大。 9、C、N原子在α-Fe中溶解度不同,那个大? 答:N大,因为N的半径比C小。 10、合金钢中碳化物形成元素(V,Cr,Mo,Mn等)所形成的碳化物基本类型及其相对稳定性。 答:V:MC型;Cr:M7C3、M23C6型;Mo:M6C、M2C、M7C3型;Mn:M3C型。 复杂点阵:M23C6、M7C3、M3C、稳定性较差;简单点阵:M2C、MC、M6C稳定性好。 11、如何理解二次硬化与二次淬火? 答:二次硬化:含高W、Mo、Cr、V钢淬火后回火时,由于析出细小弥散的特殊碳化物及回火冷却时A’转变为M回,使硬度不仅不下降,反而升高的现象称二次硬化。 二次淬火:在高合金钢中回火冷却时残余奥氏体转变为马氏体的现象称为二次淬火。

金属材料作业习题和答案

1.根据 Fe-Fe C 相图,说明产生下列现象的原因: 3 1)含碳量为 1.0% 的钢比含碳量为 0.5% 的钢硬度高; 答:钢中随着含碳量的增加,渗碳体的含量增加,渗碳体是硬脆相,因此含碳量为 1.0% 的钢比含碳量为 0.5% 的钢硬度高。 2)在室温下,含碳 0.8% 的钢其强度比含碳 1.2% 的钢高; 答:因为在钢中当含碳量超过1.0%时,所析出的二次渗碳体在晶界形成连续的网络状,使钢的脆性增加,导致强度下降。因此含碳 0.8% 的钢其强度比含碳 1.2% 的钢高。 3)在 1100℃,含碳 0.4% 的钢能进行锻造,含碳 4.0% 的生铁不能锻造; 答:在 1100℃时,含碳 0.4% 的钢的组织为奥氏体,奥氏体的塑性很好,因此适合于锻造;含碳 4.0% 的生铁的组织中含有大量的渗碳体,渗碳体的硬度很高,不适合于锻造。 4)绑轧物件一般用铁丝(镀锌低碳钢丝),而起重机吊重物却用钢丝绳(用 60 、 65 、 70 、75 等钢制成); 答:绑轧物件的性能要求有很好的韧性,因此选用低碳钢有很好的塑韧性,镀锌低碳钢丝;而起重机吊重物用钢丝绳除要求有一定的强度,还要有很高的弹性极限,而60 、 65 、 70 、 75钢有高的强度和高的弹性极限。 这样在吊重物时不会断裂。 5)钳工锯 T8 , T10,T12 等钢料时比锯 10,20 钢费力,锯条容易磨钝; 答:T8 , T10,T12属于碳素工具钢,含碳量为0.8%,1.0%,1.2%,因而钢中渗碳体含量高,钢的硬度较高;而10,20钢为优质碳素结构钢,属于低碳钢,钢的硬度较低,因此钳工锯 T8 , T10,T12 等钢料时比锯 10,20 钢费力,锯条容易磨钝。 6)钢适宜于通过压力加工成形,而铸铁适宜于通过铸造成形。 答:因为钢的含碳量范围在0.02%~2.14%之间,渗碳体含量较少,铁素体含量较多,而铁素体有较好的塑韧性,因而钢适宜于压力加工;而铸铁组织中含有大量以渗碳体为基体的莱氏体,渗碳体是硬脆相,因而铸铁适宜于通过铸造成形。 2.钢中常存杂质有哪些?对钢的性能有何影响? 答:钢中常存杂质有Si、Mn、S、P等。 Mn:大部分溶于铁素体中,形成置换固溶体,并使铁素体强化:另一部分Mn溶于Fe3C中,形成合金渗碳体,这都使钢的强度提高,Mn与S化合成MnS,能减轻S的有害作用。当Mn含量不多,在碳钢中仅作为少量杂质存在时,它对钢的性能影响并不明显。 Si:Si与Mn一样能溶于铁素体中,使铁素体强化,从而使钢的强度、硬度、弹性提高,而塑性、韧性降低。当Si含量不多,在碳钢中仅作为少量夹杂存在时,它对钢的性能影响并不显著。 S:硫不溶于铁,而以FeS形成存在,FeS会与Fe形成共晶,并分布于奥氏体的晶界上,当钢材在1000℃~1200℃压力加工时,由于FeS-Fe共晶(熔点只有989℃)已经熔化,并使晶粒脱开,钢材将变得极脆。 P:磷在钢中全部溶于铁素体中,虽可使铁素体的强度、硬度有所提高,但却使室温下的钢的塑性、韧性急剧降低,并使钢的脆性转化温度有所升高,使钢变脆。 3.下列零件或工具用何种碳钢制造:手锯锯条、普通螺钉、车床主轴。 答:手锯锯条:它要求有较高的硬度和耐磨性,因此用碳素工具钢制造,如T9、T9A、T10、T10A、T11、T11A。普通螺钉:它要保证有一定的机械性能,用普通碳素结构钢制造,如Q195、Q215、Q235。 车床主轴:它要求有较高的综合机械性能,用优质碳素结构钢,如30、35、40、45、50。 4.指出下列各种钢的类别、符号、数字的含义、主要特点及用途: Q235-AF、Q235-C、Q195-B、Q255-D、40、45、08、20、T8、T10A、T12A 答:Q235-AF:普通碳素结构钢,屈服强度为235MPa的A级沸腾钢。 Q235-C:屈服强度为235MPa的C级普通碳素结构钢, Q195-B: 屈服强度为195MPa的B级普通碳素结构钢, Q255-D: 屈服强度为255MPa的D级普通碳素结构钢, Q195、Q235含碳量低,有一定强度,常扎制成薄板、钢筋、焊接钢管等,用于桥梁、建筑等钢结构,也可制造普通的铆钉、螺钉、螺母、垫圈、地脚螺栓、轴套、销轴等等,Q255钢强度较高,塑性、韧性较好,可进行焊接。

03年金属学大作业

测验题(20分满分) 1、列举你所知道的金属晶体的强化途径,试用位错理论说明其强 化机理。(3分)——10章 2、 有一合金试样其晶界能为0.5J/m2,在退火前原始晶粒直径为 2.6×10-3cm,屈服强度为108MPa。对该合金在700℃退火2小时 处理后其屈服强度降为82MPa。在退火过程中保温1小时时测得 该合金放出热量为0.021J/cm3,继续保温1小时测得该合金又放 出热量0.014J/cm3。求如果合金只在700℃保温1小时后的屈服强 度。(已知合金单位体积内界面面积Sv与直径d之间的关系为 Sv=2/d,且放出的热量完全由于晶粒长大、界面总面积减少所 致)(4分——10章) 3、 已知A-B二元共晶合金的共晶温度为600℃,共晶点成分为 60%B,固态下B在A中的最大溶解度为30%B,纯金属A的熔点为 900℃,将20%B的合金在固相无扩散、液相完全不混合的条件下 凝固,若要形成胞状液-固界面,合金在凝固过程中液-固界面 处液相的温度梯度的最大值是多少?在什么情况下液-固界面在 整个凝固过程中处于平直状态?(3分——7章) 4、 将原子尺寸相近的A金属和B金属制成的棒对焊起来构成一扩散 偶,并在焊接面上镶嵌一列惰性金属丝作为界面的标记,然后 加热至高温使之充分扩散(忽略焊接时引起的扩散)。(2分 ——8章) (1) 如果扩散系数D A>D B,画图并说明扩散前后金属丝的位 置;(0。5) (2) 用扩散机制解释这种现象;(0。6) (3) 指出构成这种扩散偶的两种金属应具备什么样的条件? (0。5) (4)举出几对可能和不可能出现这种现象的扩散偶的例子。 (每例0。2分—0。4) 5、 在面心立方晶体中存在三个单位位错L1、L2和L3,若L1和L3的 柏氏矢量∥[-110]晶向,L1位错线方向∥[11- 2],L2∥[-110],L3位错线方向∥[111],其柏氏矢量∥[110] 晶向。(3分——1、9章) (1) 判断三个位错的性质,写出他们的柏氏矢量,求出它们可能滑移的晶面指数和多余原子面指数(若存在多余原

金属材料学第二版戴起勋第二章课后题答案

第二章工程结构钢 1.叙述构件用钢一般的服役条件、加工特点和性能要求。 答:服役条件:①工程结构件长期受静载;②互相无相对运动受大气(海水)的侵蚀;③有些构件受疲劳冲击;④一般在-50~100℃范围内使用; 加工特点:焊接是构成金属结构的常用方法;一般都要经过如剪切、冲孔、热弯、深冲等成型工艺。 性能要求:①足够的强度与韧度(特别是低温韧度);②良好的焊接性和成型工艺性; ③良好的耐腐蚀性; 2.低碳钢中淬火时效和应变时效的机理是什么对构件有何危害 答:构件用钢加热到Ac1以上淬火或塑性变形后,在放置过程中,强度、硬度上升,塑性、韧性下降,韧脆转变温度上升,这种现象分别称为淬火时效和应变时效。 产生的原因:C、N等间隙原子偏聚或内吸附于位错等晶体缺陷处。提高硬度、降低塑性和韧度。 危害:在生产中的弯角、卷边、冲孔、剪裁等过程中产生局部塑形变形的工艺操作,由于应变时效会使局部地区的断裂抗力降低,增加构件脆断的危险性。应变时效还给冷变形工艺造成困难,往往因为裁剪边出现裂缝而报废。 3.为什么普低钢中基本上都含有不大于%w(Mn) 答:加入Mn有固溶强化作用,每1%Mn能够使屈服强度增加33MPa。但是由于Mn能降低A3温度,使奥氏体在更低的温度下转变为铁素体而有轻微细化铁素体晶粒的作用。Mn的含量过多时,可大为降低塑韧性,所以Mn控制在<%。 4.为什么贝氏体型普低钢多采用%w(Mo)和微量B作为基本合金化元素 答:钢中的主要合金元素是保证在较宽的冷却速度范围内获得以贝氏体为主的组织。当Mo 大于%时,能显着推迟珠光体的转变,而微量的B在奥氏体晶界上有偏析作用,可有效推迟铁素体的转变,并且对贝氏体转变推迟较少。因此Mo、B是贝氏体钢中必不可少的元素。 5.什么是微合金化钢微合金化元素的主要作用是什么 答:微合金化钢是指化学成分规范上明确列入需加入一种或几种碳氮化物形成元素的钢中。作用:Nb、V、Ti单元或复合是常用的,其作用主要有细化晶粒组织和析出强化。微合金元素通过阻止加热时奥氏体晶粒长大和抑制奥氏体形变再结晶这两方面作用可使轧制后铁素体晶粒细化,从而具有较好的强韧度配合。 6.在汽车工业上广泛应用的双相钢,其成分、组织和性能特点是什么为什么能在汽车工业上得到大量应用,发展很快 答:主要成分:~%C,~%Si,~%Mn,~%Cr,~%Mo,少量V 、Nb、Ti。(质量分数) 组织:F+M组织,F基体上分布不连续岛状混合型M(<20%)。 F中非常干净,C、N等间隙原子很少;C和Me大部分在M中. 性能特点:低σs,且是连续屈服,无屈服平台和上、下屈服;均匀塑变能力强,总延伸率较大,冷加工性能好;加工硬化率n值大,成型后σs可达500~700MPa。 因为双相钢具有足够的冲压成型性,而且具备良好的塑性、韧度,一定的马氏体还可以保证提高钢的强度。 7.在低合金高强度工程结构钢中大多采用微合金元素(Nb、V、Ti等),它们的主要作用是什么 答:Nb、V、Ti单元或复合是常用的,其作用主要有细化晶粒组织和析出强化。微合金元素通过阻止加热时奥氏体晶粒长大和抑制奥氏体形变再结晶这两方面作用可使轧制后铁素体晶粒细化,从而具有较好的强韧度配合。 8.什么是热机械控制处理工艺为什么这种工艺比相同的成分普通热轧钢有更高的力学综合

耐蚀金属材料课程练习题答案(江苏科技大学)

练习题 一、选择题 1、为了提高合金的耐蚀性,向材料中加入强的阴极性元素金属,属于以下哪种 方法A。 A)降低阳极相活性B)降低阴极相活性C)增加系统阻力 2、同样加入强阴极性元素,有的合金耐腐蚀,有的却不耐蚀。其原因是A。 A)前者处于可钝化的,后者不是B)前者腐蚀体系处于常温,后者不是 C)前者腐蚀体系存有活化离子(如Cl-),后者不是D)以上都不是 3、为提高铁金属材料耐蚀性,铬是一种常添加的元素,主要起以下作用B。 A)使腐蚀电位正移,增加材料的热力学稳定性B)合金易进入钝态区 C)致钝电位向正向移动D)以上都对 4、加入Cu、P、Cr元素的耐候钢具有较好的耐大气腐蚀性,机理是D。 A)有序固溶理论B)电子机构理论 C)表面富集理论D)形成致密腐蚀产物膜理论 5、金属产生晶间腐蚀应满足的条件是C A)在高压的环境中,只要其电极电位低且强度不够; B)在高温的环境中,只要其产生的氧化膜不够致密; C)在腐蚀的环境中,只要其晶粒与晶界物-化状态和电化学性能不同; D)在高压、高温、腐蚀的环境中,只要其晶粒与晶界成分不符合塔曼定律; 6、奥氏体不锈钢中添加Nb元素的主要作用是C A)增加膜的致密性B)提高材料的抗点蚀能力 C)作为稳定化元素抑制碳化铬的生成D)增加热力学稳定性 7、黄铜脱锌属于以下哪种腐蚀类型E。 A)点蚀B)缝隙腐蚀C)晶间腐蚀D)电偶腐蚀E)选择性腐蚀 8、下列哪种热处理工艺对1Cr18Ni9Ti的抗晶间腐蚀是必须的B A)固溶处理B)稳定化处理 C)去应力退火处理D)敏化处理 9、加入了稳定化元素Ti、Nb的奥氏体不锈钢,却没有达到耐腐蚀的目的。这可能是该钢种在使用前没能进行过D处理。 A)固溶处理B)敏化处理C)退火处理D)稳定化处理 10、海水腐蚀环境中,以下哪个区域腐蚀最严重A。 A)飞溅带B)潮差带C)全浸带D)海泥带 11.以下关于可逆氢脆说法错误的是C A)氢脆在室温附近最敏感;B)材料强度越高,氢脆越敏感;

复合材料大作业

先进复合材料制造技术复合材料表面的金属化 姓名丁志兵

班级05021104 学号2011301263 复合材料表面的金属化 材料作为社会进步的物质基础和先导,在人类历史发展的过程中一直都是人类进步的里程碑。每一种新材料的发现和利用都会为社会生产力的提高以及人类生活品质的提升带来巨大的变化。同时,材料制造的水平也是衡量一个国家科学技术和经济发展的重要因素之一。 复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料,通过物理或化学的方法,在宏观上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短,产生协同效应,使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。复合材料的发展具有悠久的历史,自20 世界40 年代因航空工业发展的需要而发展出的玻璃纤维增强复合材料(也称玻璃钢),复合材料这一新材料的名称因此而进入人们的视线。复合材料的出现,使得材料科学的内容产生了极大的丰富,并且因其自身的广泛而优异的性能而得到快速的发展,人们将复合材料的出现视为人类进步发展的里程碑。科学家预言:“复合材料在21 世纪中将支撑着科学技术的进步和挑起经济实力的脊梁”,“21 世纪将是复合材料的时代”,“先进复合材料在21世纪中将在航空航天技术领域中发挥越来越重要的作用”。随着时代的进步和科技的发展,复合材料结构已经广泛应用于航空航天、船舶、车辆、建筑工程等多个领域,的确,21 世纪将是复合材料的时代,复合材料必将肩负着重要的责任。 树脂基复合材料以其质轻、高比强度、高比模量、热膨胀系数小、性能可设计性等一系列优点,已经成为国内外航天器结构部件的首选材料,广泛应用于各类卫星天线、相机结构组件、裕架、太阳能电池板等。在航天器中,用复合材料代替金属材料,在保持原有力学性能,甚至更高的同时,可有效减轻航天器的重量,节约发射成本。但是,由于特殊的空间使用环境和航天技术新的发展需求,树脂基复合材料面临以下的问题,严重影响了该类材料的进一步应用。 1)空间防护能力不足,制约航天器向长寿命方向发展。 航天器在空间运行过程中要经受严酷的空间环境考验。近地轨道以大量的原子氧、紫外环境为主。原子氧是一种很强的氧化剂,对树脂基体具有很强的腐蚀作用,当航天器以极高的速度在其中运行时,相当于将航天器浸泡于高温的氧原子气体中,裸露在外的树脂基复合材料结构件表面与其作用形成挥发性的氧化物;在地球同步轨道,空间辐射环境以带电高能粒子如电子,质子和紫外线等为主,带电粒子对卫星结构件的辐射损伤主要是通过以下两个作用方式:一是电离作用,即入射粒子的能量通过被照物质的原子电离而被吸收,另外一种是原子的位移作用,即被高能粒子中的原子位置移动而脱离原来所处的晶格位置,造成晶格缺陷。高能的质子和重粒子既能产生电离作用,又能产生位移作用。所有这些作用都会导致树脂基

金属材料学第二版戴起勋第一章课后题答案

第一章1.为什么说钢中的S、P杂质元素在一般情况下总是有害的? 答:S、P会导致钢的热脆和冷脆,并且容易在晶界偏聚,导致合金钢的第二类高温回火脆性,高温蠕变时的晶界脆断。 S能形成FeS,其熔点为989℃,钢件在大于1000℃的热加工温度时FeS会熔化,所以易产生热脆; P能形成Fe3P,性质硬而脆,在冷加工时产生应力集中,易产生裂纹而形成冷脆。 2.钢中的碳化物按点阵结构分为哪两大类?各有什么特点? 答:简单点阵结构和复杂点阵结构 简单点阵结构的特点:硬度较高、熔点较高、稳定性较好; 复杂点阵结构的特点:硬度较低、熔点较低、稳定性较差。 3.简述合金钢中碳化物形成规律。 答:①当rC/rM>0.59时,形成复杂点阵结构;当rC/rM<0.59时,形成简单点阵结构; ②相似者相溶:完全互溶:原子尺寸、电化学因素均相似;有限溶解:一般K都能溶解其它元素,形成复合碳化物。 ③NM/NC比值决定了碳化物类型④碳化物稳定性越好,溶解越难,析出难越,聚集长大也越难;⑤强碳化物形成元素优先与碳结合形成碳化物。

4.合金元素对Fe-C相图的S、E点有什么影响?这种影响意味着什么? 答:A形成元素均使S、E点向_____移动,F形成元素使S、E点向_____移动。 S点左移意味着_____减小,E点左移意味着出现_______降低。 (左下方;左上方)(共析碳量;莱氏体的C量) 5.试述钢在退火态、淬火态及淬火-回火态下,不同合金元素的分布状况。 答:退火态:非碳化物形成元素绝大多数固溶于基体中,而碳化物形成元素视C和本身量多少而定。优先形成碳化物,余量溶入基体。 淬火态:合金元素的分布与淬火工艺有关。溶入A体的因素淬火后存在于M、B中或残余A 中,未溶者仍在K中。 回火态:低温回火,置换式合金元素基本上不发生重新分布;>400℃,Me开始重新分布。非K形成元素仍在基体中,K形成元素逐步进入析出的K中,其程度取决于回火温度和时间。 6.有哪些合金元素强烈阻止奥氏体晶粒的长大?阻止奥氏体晶粒长大有什么好处? 答:Ti、Nb、V等强碳化物形成元素(好处):能够细化晶粒,从而使钢具有良好的强韧度配合,提高了钢的综合力学性能。 7.哪些合金元素能显着提高钢的淬透性?提高钢的淬透性有何作用? 答:在结构钢中,提高马氏体淬透性作用显着的元素从大到小排列:Mn、Mo、Cr、Si、Ni 等。

金属材料学思考题标准答案2

金属材料学思考题答案2 绪论、第一章、第二章 1.钢中的碳化物按点阵结构分为哪两大类,各有什么特点? 答:分为简单点阵结构和复杂点阵结构,前者熔点高、硬度高、稳定性好,后者硬度低、熔点低、稳定性差。 2.何为回火稳定性、回火脆性、热硬性?合金元素对回火转变有哪些影响? 答: 回火稳定性:淬火钢对回火过程中发生的各种软化倾向(如马氏体的分解、残余奥氏体的分解、碳化物的析出与铁素体的再结晶)的抵抗能力 回火脆性:在200-350℃之间和450-650℃之间回火,冲击吸收能量不但没有升高反而显著下降的现象 热硬性:钢在较高温度下,仍能保持较高硬度的性能 合金元素对回火转变的影响:①Ni、Mn影响很小,②碳化物形成元素阻止马氏体分解,提高回火稳定性,产生二次硬化,抑制C和合金元素扩散。③Si比较特殊:小于300℃时强烈延缓马氏体分解, 3.合金元素对Fe-Fe3C相图S、E点有什么影响?这种影响意味着什么? 答:凡是扩大奥氏体相区的元素均使S、E点向左下方移动,如Mn、Ni等; 凡是封闭奥氏体相区的元素均使S、E点向左上方移动,如Cr、Si、Mo等? E点左移:出现莱氏体组织的含碳量降低,这样钢中碳的质量分数不足2%时就可以出现共晶莱氏体。S点左移:钢中含碳量小于0.77%时,就会变为过共析钢而析出二次渗碳体。 4.根据合金元素在钢中的作用,从淬透性、回火稳定性、奥氏体晶粒长大倾向、韧性和回火脆性等方面比较下列钢号的性能:40Cr、40CrNi、40CrMn、40CrNiMo。 1)淬透性:40CrNiMo 〉40CrMn 〉 40CrNi 〉 40Cr 2)回火稳定性:40CrNiMo 〉40CrNi 〉 40CrMn 〉 40Cr 3)奥氏体晶粒长大倾向:40CrMn 〉 40Cr 〉 40CrNi 〉 40CrNiMo 4)韧性:40CrNiMo 〉40CrNi 〉40Cr〉40CrMn (Mn少量时细化组织) 5)回火脆性: 40CrMn 〉40CrNi> 40Cr 〉40CrNiMo 5.怎样理解“合金钢与碳钢的强度性能差异,主要不在于合金元素本身的强化作用,而在于合金元素对钢相变过程的影响。并且合金元素的良好作用,只有在进行适当的热处理条件下才能表现出来”?从强化机理和相变过程来分析(不是单一的合金元素作用) 合金元素除了通过强化铁素体,从而提高退火态钢的强度外,还通过合金化降低共析点,相对提高珠光体的数量使其强度提高。其次合金元素还使过冷奥氏体稳定性提高,C曲线右移,在相同冷却条件下使铁素体和碳化物的分散度增加,从而提高强度。 然而,尽管合金元素可以改善退火态钢的性能但效果远没有淬火回火后的性能改变大。 除钴外,所有合金元素均提高钢的淬透性,可以使较大尺寸的零件淬火后沿整个截面得到均匀的马氏体组织。大多数合金元素都有阻止奥氏体晶粒长大的倾向(Mn除外),从而细化晶粒,使淬火后的马氏体组织均匀细小。

北京科技大学金属材料学实验报告思考题

回火的过程实际上就是马氏体分解的过程,也是过饱和固溶的碳从α-Fe中脱溶并形成碳化物的过程。回火温度越高,马氏体分解越充分,分解产物的长大越充分。在回火过程中,回火温度——回火组织——钢的性能之间存在着一一对应关系。回火温度越高,钢的硬度越低。 在150-250之间的回火称为低温回火,回火后的组织称为回火马氏体; 在350-500之间进行的回火称为中温回火,回火后的组织称为回火屈氏体 在500-650之间进行的回火称为高温回火,回火后的组织称为回火索氏体 可以看出,回火之后,α-Fe中固溶的碳明显减少,使得碳固溶强化的作用大大减弱,反映到硬度上,就是随着回火温度升高,一般硬度都会下降。 淬火温度对组织和性能的影响: 根据45钢 “晶粒粗大马氏体,1000摄氏度,水淬,59.1”、 “晶粒细小马氏体,860,水淬,57.1”、 “铁素体+马氏体,770,水淬,46.2”; 40CrNi “晶粒粗大马氏体,1000摄氏度,油淬,40.6”、 “晶粒细小马氏体,860,油淬,50.9”、 T8 “晶粒粗大马氏体,1000摄氏度,水淬,66.2”、 “晶粒细小马氏体,860,水淬,57.3”、 可以得到如下结论: 高温淬火得到粗晶马氏体,低温淬火得到细晶马氏体,而温度在铁素体与奥氏体两相区的淬火得到铁素体+马氏体双相组织。在Ac3线以上,在保温时间相同的情况下,温度越高,得到的马氏体的晶粒越粗大。这是因为淬火温度越高,奥氏体晶粒长大的越快,因此在淬火的时候获得的马氏体晶粒也就越粗大。另外,尽管45钢和T8钢均表现出淬火温度越高,钢的硬度越高,但是本人对这一现象持怀疑态度。所谓金属硬度小,也就是硬度测试仪的压头容易压入金属,即金属容易发生塑性变形。塑性变形本质上是金属中的位错运动导致的。而晶界等会阻挡位错的运动。晶粒越小,同样大小的一块材料中,晶界就越多,对位错运动的阻碍就越大,材料形变的阻力就越大,宏观上就是硬度高。因此我对45钢、T8钢实验数据所显示出来的马氏体晶粒越粗大,硬度越高持怀疑态度。 当淬火温度在两相区的时候,由于出现铁素体,因此硬度会低于细晶马氏体组织。

金属塑形作业题答案

一、填空题(括号为参考答案) 1、板料冲压成形的主要工序有冲裁、弯曲、拉深、(起伏、胀形、翻边)等。 2、衡量金属或合金的塑性变形能力的数量指标有伸长率和断面收缩率。 3、金属单晶体变形的两种主要方式有滑移和孪晶。 4、金属热塑性变形机理主要有:晶滑移、晶孪生、晶界滑移和扩散蠕变等。 5、研究塑性力学时,通常采用的基本假设有连续性假设、均匀性假设、初应力为零、体积力为零、各向同性假设、体积不变假设。 6、金属塑性成形方法主要有拉拔、挤压、锻造、拉深、弯曲等。(冲孔、落料、翻边、、) 7、金属的超塑性可分为微细晶粒(恒温)超塑性和相变(变态)超塑性两大类。 8、金属单晶体变形的两种主要方式有:滑移和孪生。 9、影响金属塑性的主要因素有:化学成分,组织状态,变形温度,应变速率,变形力学条件。 10、平面变形问题中与变形平面垂直方向的应力σz =(σx +σy)/2 = σm 。 11、主应力法的实质是将平衡微分方程和屈服方程联立求解。 二、判断题 1、促使材料发生塑性变形的外力卸除后,材料发生的塑性变形和弹性变形都将保留下来,成为永久变形。( F ) 2、为了消除加工硬化、减小变形抗力,拉拔成形时应该将坯料加热到再结晶温度以上。金属材料在塑性变形时,变形前与变形后的体积发生变化。( F ) 3、弹性变形时,应力球量使物体产生体积的变化,泊松比ν<0.5。( T ) 4、理想塑性材料在发生塑性变形时不产生硬化,这种材料在中性载荷时不可产生塑性变形。( F ) 5、由于主应力图有九种类型,所以主应变图也有九种类型。( F ) 6、八面体平面的方向余弦为l=m=n=1/3。(±)( F ) 7、各向同性假设是指变形体各质点的组织、化学成分都是均匀而且相同的,即各质点的物理性能均相同,且不随坐标的改变而变化。(这是均匀性假设) ( F ) 8、金属材料在塑性变形时,变形前与变形后的体积发生变化。( F ) 9、金属材料在完全热变形条件下无法实现拉拔加工。( T ) 10、塑性变形时,应力偏量使物体产生体积的变化,泊松比ν<0.5。( F ) 11、理想刚塑性材料在指在研究塑性变形时,不考虑弹性变形,也不考虑变形过程中产生加工硬化的材料。( T )

金属材料工程综合性设计性实验报告

金属热处理综合性、设计性实验报告课题名称:45号钢正常淬火与回火专业:金属材料工程 班级: 3班 姓名:訾春雨 学号:0907024308 指导教师:马臣

实验地点:佳木斯大学金属材料教研室 实验课题名称:45号钢的淬火与回火 实验课题目的:对比在不同温度下对45号钢进行淬火,回火实验。后的组织及其硬度HRC之间的影响 实验组成员: 组长:陈伟强 组员:訾春雨 霍长亮 孙国威 刘继宗 王晓旭 杨建

一、实验目的 通过选材,测试原材料硬度,设计热处理工艺,进行热处理(淬火,回火),测试处理后材料硬度,制备金相组织,在显微镜下进行观察。研究组织构成,分析材料成分、性能、热处理工艺组织结构之间的关系。培养综合分析能力。 二.实验设备 砂轮机,火花图谱,热处理中温炉5台,高温炉1台,金相磨抛光机4台,金相显微镜3台,布氏硬度计1台,洛氏硬度计3台,盐水1桶,机油1桶。金属材料试件(5种) 三.实验步骤 1.材料选择: 拟制造零件:拖拉机传动轴、活塞销、收割机刀片、锉刀、滚动轴承等。 根据零件挑选试样,后用砂轮机磨试样,观看活化形貌,对照火花图谱,鉴别材料。 材料牌号判定结果:45号钢 2.试样力学性能测定: 3.设计热处理工艺: 根据材料牌号,计划用于制造活塞销零件。采用回火工艺,零件硬度要求达到50-65HRC 查表制定热处理工艺。 淬火温度:800℃ 保温时间:t=KD K=1.0min/mm D为零件直径t=1×30=30分钟 淬火介质:水 回火温度:400℃ 回火时间:240分钟 画出热处理工艺

4.热处理试验: 将淬火炉 炉温升到800℃ 回火炉 炉温升到400℃、放入工件,保温60分后,进行淬火和回火。 5.热处理后材料硬度测试: 用HR150洛氏硬度计测量淬火,回火后试样硬度。 测试淬火后硬度值:56.4HRC 回火后硬度值:31.2HRC- 6.制备金相试样: 通过磨平、粗磨、抛光、腐蚀与吹干等制样步骤,制备金相试样。(写明过程) 1.取样 用金相切割机或线切割机床截取,切割时要用水冷却,以免试样受热引起组织变化纵向取样,大小通常一般为φ12×15mm 圆柱体 2.磨光 目的是得到一个平整光滑的表面。磨光分粗磨和细磨。 粗磨:一般材料可用砂轮机将试样磨面磨平;要倒角倒边。 细磨:目的是消除粗磨留下的划痕,为下一步的抛光作准备,细磨又分为手工细磨和机械细磨。 手工细磨:选用不同粒度的金相砂纸(180、240、400、600、800),由粗到细进行磨制。磨时将砂纸放在玻璃板上,手持试样单方向向前推磨,切不可来回磨制,用力均匀,不宜过重。每换一号砂纸时,试样磨面需转90°,与旧划痕垂直,以此类推,直到旧划痕消失为止。试样细磨结束后,用水将试样冲洗干净待抛。 3.抛光 目的是去除试样磨面上经细磨留下的细微划痕,使试样磨面成为光亮无痕的镜面。此次使用的是机械抛光。 机械抛光在金相抛光机上进行。抛光时,试样磨面应均匀的轻压在抛光盘上。并将试样由中心至边缘移动。并做轻微移动。在抛光过程中要以量少次数多和由中心向外扩展的原则不断加入抛光微粉乳液,抛光应保持适当的湿度,因为太湿降低磨削力,使试样中的硬质相呈现浮雕。湿度太小,由于摩擦生热会使试样生温,使试样产生晦暗现象,其合适的抛光湿度是以提起试样后磨面上的水膜在3~5秒钟内蒸发完为准。 抛光压力不宜

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