（5） 试回答下列名词的主要区别 A 莱氏体与低温莱氏体
莱氏体由渗碳体和奥氏体组成，低温莱氏体由珠光体和渗碳体组成 B 一次渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳体
一次渗碳体为条状，从液相中结晶而得；二次渗碳体为网状，从奥氏体中析出；三次渗碳体为点状、小片状，从铁素体中析出 C 铁素体和α—Fe
铁素体为碳溶于α—Fe中所形成的间隙固溶体；α—Fe为体心立方的纯铁 D 奥氏体与γ-Fe
奥氏体为碳溶于γ-Fe中所形成的间隙固溶体；γ-Fe为面心立方的纯铁 （6） 根据Fe—Fe3C相图，说明产生下列现象的原因 A T10钢比10钢硬度高 因为T10钢渗碳体含量高
B 在室温下，T8钢比T12钢的抗拉强度（σb）高
T8钢没有网状渗碳体，T12钢由珠光体和二次网状渗碳体组成 C Ld’比P的塑性差
Ld’渗碳体多，而且组织基体为渗碳体
D 在1100℃，40钢能进行锻造，含碳4.0%的白口铁不能锻造
40钢即含碳量为0.4%，由单相奥氏体组成；而4.0%的白口铁存在大量莱氏体，其基体为渗碳体
E 一般要把钢材加热到1000—1250℃的温度下进行热轧或锻造 加热到高温能得到塑性良好的单相奥氏体 F 一般采用低碳钢来制造钢铆钉
低碳钢铁素体含量比较高，塑性变形能力强 G 绑扎物件一般采用铁丝（镀锌低碳钢丝），而起重机吊重需采用60、65或70、75钢制成的钢丝绳
因为铁丝塑性好，弹性低，不松动；60、65或70、75钢制成的钢丝绳强度高，不变形 H 钢适宜于压力加工成形，但其铸造性能不佳；而铸铁适宜于通过铸造成形，但不能通过压力加工成形
钢加热到高温能得到塑性较好的单相奥氏体，因此可锻性良好，但熔点高；铸铁熔点低，但渗碳体含量多 （7） 说明铁碳合金中共析转变的产物是什么？它在显微镜下的形态如何？它的机械性能怎样？
产物为珠光体，形态为片状，机械性能强度高，具有较好的塑性韧性 （8）铁碳合金中的渗碳体有几种形态？它们都在什么条件下存在？指出在Fe—Fe3C相图各区域中都有几种渗碳体存在？这些渗碳体的分布特征如何？
渗碳体有一次渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳体、共晶渗碳体、共析渗碳体；一次渗碳体从共晶白口铁中析出，为条状，二次渗碳体从奥氏体中析出，为网状，三次渗碳体从铁素体中析出，为点状，共晶渗碳体从液相中析出，为基体，共析渗碳体从奥氏体中析出，为片状； （9） 什么叫做工业纯铁，亚共析钢，共析钢，过共析钢，亚共晶白口铁，共晶白口铁和过共晶白口铁？怎样从含碳量和组织上区别它们？
工业纯铁为工业上应用的ｗｃ<0.0218的碳及其他杂质的纯铁,有α—Fe、γ-Fe和δ—Fe；亚共析钢ｗｃ在0.0218%—0.77%,室温下平衡组织F+P；共析钢ｗｃ0.77%,室温下平衡组织P；过共析钢ｗｃ0.77%—2.11%,室温下平衡组织P+Fe3CⅡ；亚共晶白口铁ｗｃ2.11%—4.3%,室温下平衡组织P+ Fe3CⅡ+Ld’；共晶白口铁ｗｃ4.3% ，室温下平衡组织Ld’；过共晶白口铁ｗｃ4.3—6.69% 室温下平衡组织Fe3C1+ Ld’
第五章 钢的热处理
1、示意画出共析碳钢C曲线，并说明共析碳钢C曲线各个区、各线条的意义，进而指出影响C曲线形状和位置的主要因素。
答：在转变开始线左方为过冷奥氏体区，转变终了线右方为转变产物区，两线之间为转变进
行区，水平线MS为马氏体转变开始温度，水平线Mf为马氏体变终止温度。MS与Mf之间为马氏体转变区。
A1~550℃之间为珠光体转变区；550℃~MS之间为贝氏体转变区；MS~Mf之间为马氏体转变区。 主要影响因素： （1）含碳量的影响 从C曲线位置来看，亚共析钢的C曲线随含碳量的增加而右移，过共析钢的C曲线随含碳量的增加而左移。在碳钢中，以共析钢的C曲线最为靠左。 （2）合金元素的影响
合金元素的影响除Co以外，所有的合金元素溶入奥氏体后，都增大其稳定性，使C曲线右移。Mo最为强烈。某些碳化物形成元素改变C曲线的形状。
（3）奥氏体状态的影响 晶粒越粗大，C曲线右移。是淬透性增加。
2、何谓钢的临界冷却速度？它的大小受哪些因素影响？它与钢的淬透性有何关系？ 答：临界冷却温度是获得全部马氏体组织的最小冷却温度。
影响因素：1.含碳量对亚共析钢含C量越大，曲线右移；对过共析钢，含碳量升高，C曲线左移。2.合金元素，除了Co以外所有的合金元素都会使C曲线右移。3.奥氏体状态的影响，晶粒越大，C曲线右移。
关系：临界冷却速度越小，钢的淬透性越好。 3、共析碳钢加热到变相点以上经保温后，按下图所示的冷却曲线冷却，各应得到什么组织？其中1、2、3、4、5、6、7、8、9属于何种热处理方法？ 答：1——单液淬火 马氏体M+残余奥氏体A’ 2——淬火+冷处理 M 3——分级淬火 M+A’ 4——双液淬火 M+A’
5——油淬（可获得混合组织）屈氏体T+M+（A’） 6——等温淬火 B下
7——空冷（正火）索氏体S 8——等温退火 S 9——退火 P 另附图
4、何谓钢的表面淬火？在生产中哪些情况下应用表面淬火？实施表面淬火的零件为什么通常采用中碳钢制造？ 答：（1）表面淬火是指利用快速加热装置将工件表面迅速加热至淬火温度，而不等热量传至
中心，便立即进行淬火冷却的一种热处理工艺方法。 （2）如齿轮和轴类零件是在弯曲、扭转、冲击载荷下工作，因此表面要求高硬度，耐磨性，而心部要求具有较好的韧性。而一般采用淬火，回火无法达到这种要求。
（3）如果提高含碳量，则会增加淬硬层脆性，降低心部的韧性，塑性，并增加淬火开裂的倾向；相反，如果降低含碳量，会降低铸件表面淬硬层的硬度和耐磨性
5、说明45钢（Ac1=725℃,Ac3=780℃）试样（直径为10mm）经下列温度加热，保温并在盐水中冷却后得到的室温组织：700℃、760℃、840℃、1100℃. 答：700℃——F+P 760℃——F+M
840℃——M 1100℃——M（粗大的）
6、两个碳含量为1.2%的碳钢薄试样（Ac1=730℃,Ac3=820℃）分别加热到780℃和860℃并保温相同时间奥氏体化后，以大于临界冷却速度至室温。试分析： （1） 哪个温度加热淬火后马氏体晶粒较粗大？ 860℃
（2） 哪个温度加热淬火后马氏体含碳量较高？ 860℃较高
（3） 哪个温度加热淬火后残余奥氏体较多？ 860℃较多
（4） 哪个温度加热淬火后未溶碳化物较少？
860℃
（5） 你认为哪个温度加热淬火合适？为什么？
780℃ 原因 1）温度低，晶粒小 2）有较多的渗碳体，硬度高（3）780的时候残余奥氏体少；
7、两根45钢制造的轴，直径分别为10mm和40mm，在水中淬火后，横截面上的组织和硬度是如何分布的？（45钢Do水=13~17mm） 答：全部M 表层M，心部（F+T）
8钢的正火与退火的主要区别是什么？生产中对于不同含碳量的钢应如何选择正火与退火？
答：冷却方法不同：正火一般是低碳钢空冷，退火是中碳钢在炉内缓冷。 低碳钢——正火；中碳钢——完全退火；高碳钢——球化退火。 综合分析
1、确定下列钢件的退火方法，并指出退火目的及退火后的组织： A 经冷轧后的15钢钢板，要求降低硬度。 答：再结晶退火 F+P B 锻造过热的60钢锻坯
答：完全退火，降低钢件的硬度，改善其切削加工性能。细化晶粒，均匀组织，得到铁素体和珠光体组成的接近平衡状态的组织。
C 具有片状渗碳体及较厚的渗碳体网的T12钢坯：
答：先正火再球化退火。正火：消除网状渗碳体；得到铁素体加球状渗碳体。 D 高速钢刀具的锻坯：
答：等温退火，缩短生产周期，得到适合切削加工的索氏体。
2、T12钢经球化退火后，加热到Ac1+30℃，保温后用下图所示6种方法冷却，分析其所得到的组织分别是什么？
答：1——淬火+冷处理 M+球状渗碳体 2——分级淬火 M+A’+球状渗碳体 3——等温淬火 B下+M+球状渗碳体+A’ 4—— B下+球状渗碳体 5—— P+球状渗碳体
3、指出下列工件的淬火剂回火温度，并说出回火后获得的组织及性能特点。 （1）45钢小轴（要求综合机械性能好）； 答：Ac3+30~50° 高温回火（500~600℃），回火索氏体，获得强度，塑性韧性都较好的综合力学性能
（2）60钢弹簧
答：Ac3+30~50° 中温回火（300~500℃），回火T，弹性高 （3）T12钢锉刀
答：Ac1+30~50° 低温回火（150~250℃），回火马氏体，硬度高
4、有一个45钢制造的变速齿轮箱，其加工工序为：下料→锻造→正火→粗机加工（车）→调质→精机加工（车、插）→高频表面淬火→低温回火→磨加工。说明各热处理工序的目的及使用状态下的组织及性能特点。
答：正火：细化晶粒，提高切削性能 索氏体
调质：获得强度、塑性、韧性都较好的综合力学性能 回火索氏体
高频表面淬火：表面高的硬度耐磨性，心部较好的韧性，表层耐磨马氏体，心部回火索氏体 低温回火：降低淬火内应力和脆性保持较高硬度，得到回火马氏体 5、用15钢制作一要求耐磨的小轴（直径40mm），其工艺路线为：下料→锻造→热处理①→机加工→化学热处理②→热处理③→热处理④→磨加工。 （1） 写出其中各热处理工序的名称及作用： 答： ①正火 提高硬度，提高切削性能。 ②渗碳 表面增加碳含量
③淬火 表面获得M
④低温回火 降低脆性，获得M回，降低脆性，获得高硬度。 （2） 说明小轴在使用状态下的显微组织及性能特点。 答：表面 回火M：硬度高，耐磨性好 心部 F+S+（T） 韧性好
6、用T10钢制造形状简单的刀车，其工艺路线为：下料→锻造→热处理→机加工→热处理→磨加工。
（1） 写出其中热处理工序的名称及作用：
答：1）球化退火：降低硬度，提高切削性能。2）淬火，低温回火：获得M回，增加耐磨性 （2） 制定最终热处理（即磨加工前的热处理）的工艺规范，并指出车刀在使用状态下的显微组织和大致硬度。
答：Ac1+30~50° 200℃回火，得到M回+FeC球+A’ HRC60以上
7、甲乙两场生产同一种零件，均选用45钢，硬度要求HBs220~250，甲厂采用正火，乙厂采用调质处理，均能达到硬度要求，试分析甲乙两场产品的组织和性能差别。 答：甲厂：正火 得到S+F（少量），索氏渗碳体是片状的，塑性和韧性不高
乙厂：调质 得到S回，S回中的渗碳体是球状的，同样硬度下，塑性和韧性较甲好的 45钢亚共析钢 8、45钢经调质处理后的硬度为HBs220~250，若再进行180~200℃回火，能否使其硬度提高？ 为什么？如果45钢经淬火加180~200℃回火后硬度为HRC57~59,若再进行500~600℃回火， 是否可使其硬度降低？为什么？ 答：（1）不能，调质处理的回火温度为200~600℃，以获得S回，它在低温回火是不变。 （2）能， 低温回火的得到M回，M回在500~650℃回火时变成S回，所以硬度降低。
第六章 合金钢
1、合金元素V,Si,Mo,W,Cr等为什么能提高钢的回火稳定性？回火稳定性的提高会给钢带来什么好处？ 答：1 合金元素可以使回火过程中各阶段转变的速度大大减慢，并将其推向更高温度。即使回火马氏体中碳化物的析出和残余奥氏体的分解速度减慢，并将其发生向高温方向推进，并提高了铁素体的再结晶温度使碳化物更难以聚集长大。
好处：一、回火温度高的钢在较高温度或强度也越高；二、在达到相同强度的条件下回火稳定性较高的钢，可以在更高温度下回火，钢的韧性会好一些，所以综合力学性能比碳钢好。 2、钢的第二回火脆性：一些结构钢在淬火并回火后，出现韧性下降，当韧性下降的回火温度范围是500～600度时出现的回火脆性称为第二回火脆性。即回火加热后慢冷是出现的脆性。
下列几种钢中，45，40Gr, 40GrNi, 40GrNiMo,哪个的第二回火脆性最严重？40GrNi
应如何避免？如果回火后快冷，可避免产生第二回火脆性。选用含Mo，W等元素的合金钢可延缓杂质元素向晶界的偏聚过程，抑制第二回火脆性。 5、分析比较T9与9SiCr
1 淬火温度 9SiCr高，因为SiCr提高Au温度 2 钢的热硬度性可达230～250度：因为Si和Cr可提高回火稳定性，使钢在230度～160会火后保证有一定的热硬性。
3 截面较厚要求淬透性高或截面较薄要求变形小，形状较复杂的刀具应选用9SiCr的原因：9SiCr淬透性高，可油冷，油淬可得到M.,变形小，不开裂。
4、9SiCr钢制板牙生产应采用什么热处理？使用状态下的组织及性能如何？ 答：球化退火&淬火后低温回火。M回+粒状碳化物。
6、南京大桥用Q345钢造，比使用其他刚节省15％的钢材。
原因：Q235钢是低合金结构钢，含Mn量较高，强度高，固溶强化。 合金元素的作用：提高屈服强度。
7、W18Cr4V钢的淬火温度为1270～1280的原因： 由于高速钢中含有大量难溶解的合金碳化物，淬火时必须使其充分融入奥氏体中，以得到高硬度的马氏体。回火后得到高的热硬性。因此，高速钢的淬火加热温度都非常高，在1220～
1280之间。
W18Cr4V钢刀具在正常淬火后都要进行3次回火的原因：消除大量的残余奥氏体。
8、合金钢加工工艺不完善，将在使用中发生尺寸变化的原因：加热中产生的残余应力引起尺寸变化。 采取什么样的措施可以稳定量具尺寸：淬火后进行冷处理，使残余奥氏体转变；在冷处理加低温回火后进行实效处理；在最终冷却加工后进行一次或多次去应力回火。 解释原因（与碳钢对比）
1、合金钢中存在单相A或单相铁素体钢： 合金钢中加入某些元素缩小A体区，还是单向铁素体。加入某些元素，扩大A体区，室温还是单相奥氏体
2、某些合金钢经高温轧制以后空冷下来得到马氏体组织：合金含量高，C曲线右移，淬透性好，临界冷却速度很小。
3、在相同含碳量时，合金具有较高的回火硬度：合金元素使钢的回火稳定性提高，硬度增加。
4、在相同含碳量时，除含有Ni，Mn的合金钢外，其他大部分合金钢的热处理加热温度都比碳钢高：合金元素使Ac1,Ac3均提高。
5 含碳量约0.4%的4Cr13属于过共析钢；含碳量0.7%-0.8%的W18Cr4V属于莱氏体钢：Cr可以使S点左移，过共析钢。W18Cr4V是E点左移
第七章 铸铁
1、试述石墨形态对铸铁性能的影响
片状：强度低，塑性、韧性差；球状：强度高，塑性、韧性高；团絮状：介于以上二者之间 2、试比较各类铸铁之间性能的优劣顺序(灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁)。与钢相比较铸铁性能有什么优、缺点？
球墨铸铁，可锻铸铁，灰口铸铁
优点：铸造性能、切削加工性、减震性、耐磨性都好 缺点：强度低，韧性差
3、灰口铸铁的基体组织中为什么会出现F;F+P;P三种不同类型的组织？
石墨化进行程度不同，F是石墨化全部完成，F+P是石墨化部分完成，P是石墨化没进行 4、指出下列铸铁的类别、用途及性能的主要指标
（1）HT150：灰铸铁，适用于承受中等应力（δb<=9.81MPa）、摩擦面间单位压力<0.49MPa下受磨损的零件以及在弱腐蚀介质中工作的零件。如卧式机床的支柱、底座、齿轮箱、刀架、床身、轴承座、工作台; 最小抗拉强度
(2) QT450-10:球墨铸铁，农机具：犁铧、犁柱，汽车、拖拉机的轮毂、驱动桥壳体、离合器克、差速器壳、拨叉等 最低抗拉强度和最低伸长率
(3) KTH350-10：黑心可锻铸铁，有较高的韧性和强度用于承受较高的冲击、振动及扭转负荷下的工作零件，如：汽车、拖拉机前后轮壳、差速器壳、转向节壳、制动器等，农机上的犁刀、犁柱以及铁道零件、冷暖器接头、船用电动壳。 最低抗拉强度和伸长率