2025年機(jī)械制造基礎(chǔ)習(xí)題集參考答案(完整版)第一章金屬材料的主要性能一、填空題1.金屬材料的性能一般分為兩類，一類是使用性能，它包括力學(xué)性能、物理性能、化學(xué)性能等；另一類是工藝性能，它包括鑄造性能、鍛造性能、焊接性能、切削加工性能等。2.強(qiáng)度是指金屬材料在靜載荷作用下，抵抗塑性變形和斷裂的能力。常用的強(qiáng)度指標(biāo)有屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度兩種，符號分別為σs和σb。3.塑性是指金屬材料在載荷作用下，產(chǎn)生塑性變形而不破壞的能力。常用的塑性指標(biāo)有伸長率和斷面收縮率兩種，符號分別為δ和ψ。4.硬度是指金屬材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力。常用的硬度測試方法有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度三種。5.沖擊韌性是指金屬材料在沖擊載荷作用下吸收能量和抵抗斷裂的能力，用沖擊吸收功來衡量，符號為Ak。6.疲勞強(qiáng)度是指金屬材料在交變載荷作用下，在規(guī)定的循環(huán)次數(shù)內(nèi)不發(fā)生斷裂的最大應(yīng)力，符號為σ1。二、選擇題1.拉伸試驗時，試樣拉斷前所能承受的最大應(yīng)力稱為材料的（B）。A.屈服點(diǎn)B.抗拉強(qiáng)度C.彈性極限D(zhuǎn).疲勞極限2.金屬材料在載荷作用下抵抗變形和破壞的能力叫（A）。A.強(qiáng)度B.硬度C.塑性D.彈性3.下列硬度測試方法中，常用于測試淬火鋼件硬度的是（B）。A.布氏硬度B.洛氏硬度C.維氏硬度D.以上都不是4.材料的塑性指標(biāo)有（C）。A.強(qiáng)度和塑性B.硬度和韌性C.伸長率和斷面收縮率D.沖擊韌性和疲勞強(qiáng)度5.金屬材料抵抗沖擊載荷而不被破壞的能力稱為（D）。A.硬度B.強(qiáng)度C.塑性D.沖擊韌性6.金屬材料在無數(shù)次重復(fù)交變載荷作用下而不破壞的最大應(yīng)力稱為（D）。A.屈服強(qiáng)度B.抗拉強(qiáng)度C.疲勞強(qiáng)度D.彈性極限三、判斷題1.材料的強(qiáng)度和塑性可以通過熱處理來改變。（√）2.布氏硬度測試法適用于測試成品和薄片工件的硬度。（×）3.沖擊韌性值越大，材料的韌性越好。（√）4.疲勞強(qiáng)度是指材料在交變載荷作用下抵抗破壞的能力。（√）5.金屬材料的伸長率和斷面收縮率越大，其塑性越好。（√）6.材料的硬度越高，其耐磨性越好，強(qiáng)度也越高。（√）四、簡答題1.簡述強(qiáng)度和塑性的概念，并說明它們在工程中的意義。答：強(qiáng)度是指金屬材料在靜載荷作用下，抵抗塑性變形和斷裂的能力。塑性是指金屬材料在載荷作用下，產(chǎn)生塑性變形而不破壞的能力。在工程中，強(qiáng)度是設(shè)計和選材的重要依據(jù)，確保零件在使用過程中不發(fā)生過量變形和斷裂。塑性則使金屬材料在加工過程中可以通過塑性變形制成各種形狀的零件，同時在使用過程中，塑性好的材料可以通過塑性變形來緩解應(yīng)力集中，提高零件的安全性。2.常用的硬度測試方法有哪些？各有什么特點(diǎn)和適用范圍？答：常用的硬度測試方法有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度。布氏硬度的特點(diǎn)是壓痕大，能反映材料的綜合性能，但測試后表面損傷較大，不宜測試成品和薄片工件。適用于測試退火、正火、調(diào)質(zhì)等狀態(tài)的鋼材、鑄鐵及有色金屬等。洛氏硬度的特點(diǎn)是測試迅速、簡便，壓痕小，對工件損傷小。適用于測試淬火鋼、回火鋼等較硬材料，也可測試較薄工件。維氏硬度的特點(diǎn)是壓痕小，精度高，可用于測試薄件、小件及滲層、鍍層等的硬度。適用于各種金屬材料，特別是硬度極高或極薄的材料。3.什么是沖擊韌性？影響沖擊韌性的因素有哪些？答：沖擊韌性是指金屬材料在沖擊載荷作用下吸收能量和抵抗斷裂的能力。影響沖擊韌性的因素有：材料的化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)、溫度、晶粒大小、試樣的形狀和尺寸等。一般來說，合金元素、細(xì)化晶粒、提高材料的純度等可以提高材料的沖擊韌性；而溫度降低、存在應(yīng)力集中等會降低材料的沖擊韌性。4.簡述疲勞破壞的特點(diǎn)和防止疲勞破壞的措施。答：疲勞破壞的特點(diǎn)有：（1）在交變載荷作用下產(chǎn)生，破壞時的應(yīng)力低于材料的屈服強(qiáng)度；（2）破壞是突然發(fā)生的，事先無明顯的塑性變形；（3）疲勞斷口一般分為裂紋源、裂紋擴(kuò)展區(qū)和瞬斷區(qū)三個區(qū)域。防止疲勞破壞的措施有：（1）合理設(shè)計零件形狀，避免應(yīng)力集中；（2）提高零件的表面質(zhì)量，減少表面缺陷；（3）進(jìn)行表面強(qiáng)化處理，如表面淬火、噴丸等；（4）選擇疲勞強(qiáng)度高的材料；（5）改善工作條件，降低應(yīng)力水平和交變頻率等。第二章金屬的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶一、填空題1.金屬的晶體結(jié)構(gòu)主要有體心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格三種。2.晶體與非晶體的根本區(qū)別在于原子排列是否規(guī)則。晶體具有固定的熔點(diǎn)、各向異性等特性，而非晶體則沒有。3.金屬的結(jié)晶過程是由晶核的形成和晶核的長大兩個基本過程組成的。4.過冷度是指理論結(jié)晶溫度與實際結(jié)晶溫度之差，過冷度越大，結(jié)晶后的晶粒越細(xì)小。5.細(xì)化晶粒的方法有增加過冷度、變質(zhì)處理和振動攪拌等。6.合金的相結(jié)構(gòu)主要有固溶體和金屬化合物兩種。二、選擇題1.純鐵在常溫下的晶體結(jié)構(gòu)是（A）。A.體心立方晶格B.面心立方晶格C.密排六方晶格D.以上都不是2.下列關(guān)于晶體與非晶體的說法中，正確的是（C）。A.晶體和非晶體都有固定的熔點(diǎn)B.晶體和非晶體都具有各向異性C.晶體有固定的熔點(diǎn)，非晶體沒有固定的熔點(diǎn)D.晶體沒有固定的熔點(diǎn)，非晶體有固定的熔點(diǎn)3.金屬結(jié)晶時，冷卻速度越快，其實際結(jié)晶溫度將（B）。A.越高B.越低C.不變D.無法確定4.為了細(xì)化晶粒，可采用（D）。A.快速澆注B.低溫澆注C.以砂型代替金屬型D.變質(zhì)處理5.固溶體的強(qiáng)度和硬度比溶劑金屬的強(qiáng)度和硬度（A）。A.高B.低C.相同D.無法確定6.金屬化合物的特點(diǎn)是（C）。A.熔點(diǎn)高、硬度低B.熔點(diǎn)低、硬度高C.熔點(diǎn)高、硬度高D.熔點(diǎn)低、硬度低三、判斷題1.金屬的晶體結(jié)構(gòu)是指金屬原子在空間的排列方式。（√）2.晶體具有各向同性的特點(diǎn)。（×）3.過冷度越大，金屬結(jié)晶后的晶粒越粗大。（×）4.固溶強(qiáng)化是指通過形成固溶體而使金屬強(qiáng)度和硬度提高的現(xiàn)象。（√）5.金屬化合物的硬度和脆性都很高。（√）6.細(xì)化晶?？梢酝瑫r提高金屬材料的強(qiáng)度和塑性。（√）四、簡答題1.簡述晶體與非晶體的區(qū)別。答：晶體與非晶體的區(qū)別主要有：（1）原子排列方式：晶體的原子排列規(guī)則，具有長程有序；非晶體的原子排列不規(guī)則，只有短程有序。（2）熔點(diǎn)：晶體有固定的熔點(diǎn)，而非晶體沒有固定的熔點(diǎn)，只有一個軟化溫度范圍。（3）各向異性：晶體具有各向異性，即不同方向上的性能不同；非晶體具有各向同性，各方向上的性能相同。2.什么是過冷度？為什么金屬結(jié)晶時一定要有過冷度？答：過冷度是指理論結(jié)晶溫度與實際結(jié)晶溫度之差。金屬結(jié)晶時一定要有過冷度，是因為結(jié)晶過程是一個原子由無序狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橛行驙顟B(tài)的過程，需要克服原子間的引力和表面能等阻力。過冷度提供了結(jié)晶的驅(qū)動力，使結(jié)晶能夠自發(fā)進(jìn)行。只有在過冷的情況下，原子的活動能力降低，原子才有可能聚集形成晶核并長大，完成結(jié)晶過程。3.簡述細(xì)化晶粒的方法及其原理。答：細(xì)化晶粒的方法有增加過冷度、變質(zhì)處理和振動攪拌等。增加過冷度的原理是：過冷度越大，晶核的形核率越高，而晶核的長大速度相對較慢，從而使晶粒細(xì)化。變質(zhì)處理的原理是：在液態(tài)金屬中加入變質(zhì)劑，變質(zhì)劑的質(zhì)點(diǎn)可以作為非自發(fā)晶核，增加晶核的數(shù)量，從而細(xì)化晶粒。振動攪拌的原理是：通過振動或攪拌，使正在生長的晶體破碎，增加晶核的數(shù)量，同時也可以使溫度和成分均勻，有利于晶核的形成，從而細(xì)化晶粒。4.說明固溶體和金屬化合物的結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)。答：固溶體是溶質(zhì)原子溶入溶劑晶格中而形成的均勻固態(tài)合金。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是保持溶劑的晶格類型。性能特點(diǎn)是：強(qiáng)度和硬度比溶劑金屬高，塑性和韌性與溶劑金屬相近，具有良好的綜合力學(xué)性能。金屬化合物是由兩種或兩種以上的金屬元素與非金屬元素組成的具有金屬特性的化合物。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是具有不同于任一組元的獨(dú)特晶體結(jié)構(gòu)。性能特點(diǎn)是：熔點(diǎn)高、硬度高、脆性大，一般作為強(qiáng)化相存在于合金中，提高合金的強(qiáng)度、硬度和耐磨性，但會降低合金的塑性和韌性。第三章鐵碳合金一、填空題1.鐵碳合金的基本組織有鐵素體、奧氏體、滲碳體、珠光體和萊氏體五種。2.鐵素體是碳溶于αFe中形成的間隙固溶體，用符號F表示。3.奧氏體是碳溶于γFe中形成的間隙固溶體，用符號A表示。4.滲碳體是一種具有復(fù)雜晶體結(jié)構(gòu)的間隙化合物，其含碳量為6.69%，用符號Fe?C表示。5.珠光體是由鐵素體和滲碳體組成的機(jī)械混合物，用符號P表示。6.萊氏體是由奧氏體和滲碳體組成的機(jī)械混合物，在室溫下是由珠光體和滲碳體組成的機(jī)械混合物，用符號Ld表示。7.共析鋼的含碳量為0.77%，其室溫平衡組織為珠光體。8.亞共析鋼的含碳量范圍是0.0218%0.77%，其室溫平衡組織為鐵素體和珠光體。9.過共析鋼的含碳量范圍是0.77%2.11%，其室溫平衡組織為珠光體和二次滲碳體。10.共晶白口鑄鐵的含碳量為4.3%，其室溫平衡組織為萊氏體。二、選擇題1.鐵素體的力學(xué)性能特點(diǎn)是（A）。A.強(qiáng)度、硬度低，塑性、韌性好B.強(qiáng)度、硬度高，塑性、韌性差C.強(qiáng)度高，塑性、韌性好D.強(qiáng)度低，塑性、韌性差2.奧氏體的力學(xué)性能特點(diǎn)是（B）。A.強(qiáng)度、硬度高，塑性、韌性差B.強(qiáng)度、硬度低，塑性、韌性好C.強(qiáng)度高，塑性、韌性好D.強(qiáng)度低，塑性、韌性差3.滲碳體的力學(xué)性能特點(diǎn)是（D）。A.強(qiáng)度、硬度高，塑性、韌性好B.強(qiáng)度、硬度低，塑性、韌性差C.強(qiáng)度高，塑性、韌性好D.硬度高，脆性大，塑性、韌性幾乎為零4.珠光體的力學(xué)性能介于（A）之間。A.鐵素體和滲碳體B.奧氏體和滲碳體C.鐵素體和奧氏體D.以上都不是5.共析鋼在室溫下的平衡組織是（C）。A.鐵素體B.奧氏體C.珠光體D.萊氏體6.亞共析鋼的含碳量越高，其室溫平衡組織中珠光體的含量（B）。A.越低B.越高C.不變D.無法確定7.過共析鋼加熱到Ac?以上時，其組織為（B）。A.鐵素體和奧氏體B.奧氏體和二次滲碳體C.珠光體和奧氏體D.萊氏體和奧氏體8.共晶白口鑄鐵在室溫下的平衡組織是（D）。A.鐵素體和珠光體B.珠光體和二次滲碳體C.奧氏體和滲碳體D.萊氏體三、判斷題1.鐵素體的強(qiáng)度和硬度低，塑性和韌性好。（√）2.奧氏體是一種不穩(wěn)定的組織，在室溫下不能存在。（√）3.滲碳體是一種硬而脆的相，在鋼中總是呈連續(xù)網(wǎng)狀分布。（×）4.珠光體的強(qiáng)度和硬度比鐵素體高，塑性和韌性比滲碳體好。（√）5.共析鋼的室溫平衡組織是珠光體。（√）6.亞共析鋼的含碳量越高，其強(qiáng)度和硬度越高，塑性和韌性越低。（√）7.過共析鋼的含碳量越高，其硬度越高，脆性越大。（√）8.共晶白口鑄鐵的硬度高，脆性大，難以進(jìn)行切削加工。（√）四、簡答題1.簡述鐵碳合金的基本組織及其性能特點(diǎn)。答：鐵碳合金的基本組織有鐵素體、奧氏體、滲碳體、珠光體和萊氏體。鐵素體的性能特點(diǎn)是強(qiáng)度、硬度低，塑性、韌性好。奧氏體的性能特點(diǎn)是強(qiáng)度、硬度低，塑性、韌性好。滲碳體的性能特點(diǎn)是硬度高，脆性大，塑性、韌性幾乎為零。珠光體的性能介于鐵素體和滲碳體之間，強(qiáng)度、硬度較高，塑性、韌性較好。萊氏體的性能特點(diǎn)是硬度高，脆性大。2.畫出簡化的FeFe?C相圖，并說明各點(diǎn)、線的意義。答：簡化的FeFe?C相圖中有以下重要點(diǎn)和線：點(diǎn)：A點(diǎn)（0，912℃），純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變點(diǎn)；C點(diǎn)（4.3%，1148℃），共晶點(diǎn)；S點(diǎn)（0.77%，727℃），共析點(diǎn)。線：ACD線為液相線，在此線以上合金為液態(tài)；AECF線為固相線，在此線以下合金為固態(tài)；GS線（A?線），奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變的開始線；ES線（Acm線），碳在奧氏體中的溶解度曲線；PSK線（A?線），共析轉(zhuǎn)變線。3.分析含碳量為0.45%的亞共析鋼從液態(tài)冷卻到室溫的組織轉(zhuǎn)變過程，并畫出組織轉(zhuǎn)變示意圖。答：含碳量為0.45%的亞共析鋼從液態(tài)冷卻到室溫的組織轉(zhuǎn)變過程如下：（1）液態(tài)合金冷卻到液相線（ACD線）以上時，為單一的液相L。（2）冷卻到液相線（ACD線）與固相線（AECF線）之間時，開始從液相中結(jié)晶出奧氏體A。（3）冷卻到固相線（AECF線）以下時，全部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體A。（4）繼續(xù)冷卻到GS線（A?線）時，開始從奧氏體中析出鐵素體F。隨著溫度的降低，鐵素體的含量逐漸增加，奧氏體的含量逐漸減少，且奧氏體的含碳量沿ES線變化。（5）冷卻到PSK線（A?線）時，剩余的奧氏體發(fā)生共析轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏wP。室溫下的組織為鐵素體F和珠光體P。組織轉(zhuǎn)變示意圖：（此處可簡單描述為：從高溫的液相開始，逐漸結(jié)晶出奧氏體，再從奧氏體中析出鐵素體，最后剩余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w，室溫組織為鐵素體和珠光體的混合物）4.說明含碳量對鐵碳合金組織和性能的影響。答：含碳量對鐵碳合金組織和性能的影響如下：組織方面：隨著含碳量的增加，鐵碳合金中的鐵素體含量逐漸減少，滲碳體含量逐漸增加。在亞共析鋼中，含碳量增加，珠光體含量增加；在過共析鋼中，含碳量增加，二次滲碳體含量增加；在白口鑄鐵中，含碳量增加，萊氏體含量增加。性能方面：含碳量對鐵碳合金的強(qiáng)度、硬度、塑性和韌性有顯著影響。一般來說，含碳量增加，強(qiáng)度和硬度提高，塑性和韌性降低。當(dāng)含碳量超過0.9%時，由于二次滲碳體形成連續(xù)網(wǎng)狀，使鋼的脆性增大，強(qiáng)度也有所下降。第四章鋼的熱處理一、填空題1.鋼的熱處理是通過對鋼件進(jìn)行加熱、保溫和冷卻，以獲得所需組織結(jié)構(gòu)和性能的一種工藝方法。2.鋼的熱處理工藝一般可分為整體熱處理、表面熱處理和化學(xué)熱處理三大類。3.整體熱處理包括退火、正火、淬火和回火四種基本工藝。4.退火是將鋼加熱到適當(dāng)溫度，保持一定時間，然后緩慢冷卻的熱處理工藝。5.正火是將鋼加熱到Ac?或Accm以上3050℃，保溫適當(dāng)時間后在空氣中冷卻的熱處理工藝。6.淬火是將鋼加熱到臨界溫度以上，保溫一定時間，然后快速冷卻的熱處理工藝。7.回火是將淬火后的鋼加熱到Ac?以下的某一溫度范圍，保溫一定時間后冷卻的熱處理工藝。8.鋼的淬透性是指鋼在淬火時獲得馬氏體的能力，其主要影響因素是鋼的化學(xué)成分。9.鋼的淬硬性是指鋼在淬火后所能達(dá)到的最高硬度，主要取決于鋼的含碳量。10.表面淬火的方法主要有感應(yīng)加熱表面淬火和火焰加熱表面淬火兩種。11.化學(xué)熱處理的基本過程包括分解、吸收和擴(kuò)散三個階段。12.常見的化學(xué)熱處理工藝有滲碳、滲氮和碳氮共滲等。二、選擇題1.下列熱處理工藝中，屬于整體熱處理的是（D）。A.滲碳B.感應(yīng)加熱表面淬火C.火焰加熱表面淬火D.淬火2.退火的目的不包括（C）。A.降低硬度，改善切削加工性能B.消除內(nèi)應(yīng)力C.提高鋼的強(qiáng)度和硬度D.細(xì)化晶粒，改善組織3.正火與退火相比，正火的（B）。A.冷卻速度慢，強(qiáng)度和硬度低B.冷卻速度快，強(qiáng)度和硬度高C.冷卻速度慢，強(qiáng)度和硬度高D.冷卻速度快，強(qiáng)度和硬度低4.淬火的主要目的是獲得（A）。A.馬氏體B.珠光體C.貝氏體D.鐵素體5.回火的主要目的是（D）。A.提高鋼的強(qiáng)度和硬度B.提高鋼的韌性和塑性C.消除淬火內(nèi)應(yīng)力，降低鋼的脆性D.以上都是6.鋼的淬透性主要取決于（B）。A.鋼的含碳量B.鋼的化學(xué)成分C.淬火加熱溫度D.冷卻速度7.感應(yīng)加熱表面淬火的特點(diǎn)是（A）。A.加熱速度快，生產(chǎn)效率高B.加熱速度慢，生產(chǎn)效率低C.加熱均勻，質(zhì)量好D.設(shè)備簡單，成本低8.滲碳的目的是提高零件表面的（C）。A.硬度和耐磨性B.韌性和塑性C.硬度、耐磨性和疲勞強(qiáng)度D.耐腐蝕性三、判斷題1.熱處理可以改變鋼的組織結(jié)構(gòu)和性能。（√）2.退火和正火都可以作為預(yù)先熱處理，為后續(xù)的切削加工和最終熱處理做準(zhǔn)備。（√）3.淬火冷卻速度越快，鋼的硬度越高，因此淬火冷卻速度越快越好。（×）4.回火可以消除淬火內(nèi)應(yīng)力，降低鋼的脆性，提高鋼的韌性和塑性。（√）5.鋼的淬透性和淬硬性是同一概念。（×）6.表面淬火可以提高零件表面的硬度和耐磨性，而心部仍保持良好的韌性和塑性。（√）7.化學(xué)熱處理不僅可以改變鋼的表面化學(xué)成分，還可以改變其組織結(jié)構(gòu)和性能。（√）8.滲碳后必須進(jìn)行淬火和回火處理，才能獲得良好的性能。（√）四、簡答題1.簡述鋼的熱處理的目的和作用。答：鋼的熱處理的目的是通過改變鋼的組織結(jié)構(gòu)，獲得所需的性能。其作用主要有：提高鋼的強(qiáng)度、硬度、韌性、耐磨性、耐腐蝕性等力學(xué)性能和物理化學(xué)性能；改善鋼的切削加工性能；消除鋼中的殘余應(yīng)力，穩(wěn)定零件的尺寸和形狀。2.比較退火和正火的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍。答：退火的特點(diǎn)是冷卻速度慢，獲得的組織比較粗大，硬度較低。其應(yīng)用范圍包括：降低硬度，改善切削加工性能；消除內(nèi)應(yīng)力；細(xì)化晶粒，改善組織；為最終熱處理做準(zhǔn)備等。適用于各種碳鋼和合金鋼的鑄、鍛、焊件等。正火的特點(diǎn)是冷卻速度比退火快，獲得的組織比退火后的組織細(xì)小，強(qiáng)度和硬度較高。其應(yīng)用范圍包括：作為預(yù)先熱處理，改善低碳鋼和中碳鋼的切削加工性能；作為最終熱處理，用于性能要求不高的普通結(jié)構(gòu)零件。適用于低碳鋼、中碳鋼、低合金鋼等。3.什么是淬火？淬火的目的是什么？淬火冷卻速度對淬火質(zhì)量有什么影響？答：淬火是將鋼加熱到臨界溫度以上，保溫一定時間，然后快速冷卻的熱處理工藝。淬火的目的是獲得馬氏體組織，提高鋼的強(qiáng)度和硬度。淬火冷卻速度對淬火質(zhì)量有重要影響。冷卻速度過快，會使零件產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，容易導(dǎo)致零件變形甚至開裂；冷卻速度過慢，不能獲得足夠的馬氏體組織，降低鋼的強(qiáng)度和硬度。因此，需要根據(jù)鋼的成分和零件的形狀、尺寸等因素，選擇合適的淬火冷卻速度。4.簡述回火的目的和分類。答：回火的目的是：消除淬火內(nèi)應(yīng)力，降低鋼的脆性；調(diào)整鋼的硬度和韌性，使零件獲得良好的綜合力學(xué)性能；穩(wěn)定組織和尺寸?；鼗鹂煞譃榈蜏鼗鼗穑?50250℃）、中溫回火（350500℃）和高溫回火（500650℃）。低溫回火主要用于工具、量具、滾動軸承等，以保持高硬度和耐磨性；中溫回火主要用于彈簧等零件，以獲得較高的彈性極限和屈服強(qiáng)度；高溫回火主要用于要求具有良好綜合力學(xué)性能的零件，如軸、連桿等，通常將淬火加高溫回火稱為調(diào)質(zhì)處理。5.說明鋼的淬透性和淬硬性的概念，并分析影響它們的因素。答：鋼的淬透性是指鋼在淬火時獲得馬氏體的能力，淬硬性是指鋼在淬火后所能達(dá)到的最高硬度。影響淬透性的因素主要是鋼的化學(xué)成分，合金元素（除鈷外）一般都能提高鋼的淬透性。此外，奧氏體的晶粒大小、加熱速度等也會影響淬透性。影響淬硬性的因素主要是鋼的含碳量，含碳量越高，淬硬性越高。此外，淬火加熱溫度、冷卻速度等也會對淬硬性產(chǎn)生一定影響。6.簡述表面淬火和化學(xué)熱處理的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍。答：表面淬火的特點(diǎn)是：只對零件表面進(jìn)行快速加熱和冷卻，使表面獲得高硬度和耐磨性，而心部仍保持良好的韌性和塑性；加熱速度快，生產(chǎn)效率高；淬火變形小。應(yīng)用范圍包括：承受交變載荷、摩擦磨損的零件，如齒輪、軸類等?；瘜W(xué)熱處理的特點(diǎn)是：不僅可以改變零件表面的組織結(jié)構(gòu)，還可以改變表面的化學(xué)成分，從而顯著提高零件表面的硬度、耐磨性、耐腐蝕性、疲勞強(qiáng)度等性能。應(yīng)用范圍包括：要求表面具有特殊性能的零件，如汽車、拖拉機(jī)的齒輪，機(jī)床的主軸等。第五章合金鋼一、填空題1.合金鋼是在碳鋼的基礎(chǔ)上，有目的地加入一種或幾種合金元素的鋼。2.合金元素在鋼中的主要作用有強(qiáng)化鐵素體、形成合金碳化物、提高鋼的淬透性、細(xì)化晶粒和提高鋼的回火穩(wěn)定性等。3.按合金元素的總含量，合金鋼可分為低合金鋼（合金元素總含量小于5%）、中合金鋼（合金元素總含量為5%10%）和高合金鋼（合金元素總含量大于10%）。4.合金結(jié)構(gòu)鋼主要用于制造各種機(jī)械零件和工程結(jié)構(gòu)。5.合金滲碳鋼通常是低碳鋼，經(jīng)滲碳、淬火和低溫回火后，表面具有高硬度、高耐磨性，心部具有良好的韌性。6.合金調(diào)質(zhì)鋼通常是中碳鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，具有良好的綜合力學(xué)性能。7.合金彈簧鋼通常是中高碳鋼，經(jīng)淬火和中溫回火后，具有高的彈性極限和屈服強(qiáng)度。8.滾動軸承鋼主要用于制造滾動軸承的內(nèi)、外圈和滾動體，其含碳量一般為0.9%1.1%，并含有一定量的鉻元素。9.合金工具鋼主要用于制造各種刀具、模具和量具等。10.高速鋼是一種具有高硬度、高耐磨性和高熱硬性的合金工具鋼，常用于制造切削速度較高的刀具。11.不銹鋼是指在大氣、水、酸、堿等介質(zhì)中具有良好耐腐蝕性的鋼。12.耐熱鋼是指在高溫下具有良好的抗氧化性和高溫強(qiáng)度的鋼。二、選擇題1.下列元素中，能提高鋼的淬透性的是（D）。A.硅B.錳C.鉻D.以上都是2.合金滲碳鋼的含碳量一般為（A）。A.0.1%0.25%B.0.25%0.5%C.0.5%0.7%D.0.7%1.0%3.合金調(diào)質(zhì)鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，其組織為（C）。A.鐵素體和珠光體B.珠光體和貝氏體C.回火索氏體D.回火馬氏體4.合金彈簧鋼淬火后應(yīng)進(jìn)行（B）。A.低溫回火B(yǎng).中溫回火C.高溫回火D.以上都不是5.滾動軸承鋼的熱處理工藝一般為（D）。A.淬火+低溫回火B(yǎng).淬火+中溫回火C.淬火+高溫回火D.球化退火+淬火+低溫回火6.高速鋼的熱硬性可達(dá)（C）。A.200300℃B.300400℃C.600℃左右D.800℃左右7.不銹鋼中最主要的合金元素是（B）。A.錳B.鉻C.鎳D.鈦8.耐熱鋼的主要性能要求是（A）。A.抗氧化性和高溫強(qiáng)度B.耐腐蝕性和低溫韌性C.硬度和耐磨性D.塑性和韌性三、判斷題1.合金元素在鋼中都能提高鋼的強(qiáng)度和硬度。（×）2.合金滲碳鋼經(jīng)滲碳、淬火和低溫回火后，表面和心部都具有高硬度和高耐磨性。（×）3.合金調(diào)質(zhì)鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，具有良好的綜合力學(xué)性能。（√）4.合金彈簧鋼淬火后進(jìn)行中溫回火，可獲得高的彈性極限和屈服強(qiáng)度。（√）5.滾動軸承鋼的含碳量較高，是為了保證其具有高的硬度和耐磨性。（√）6.高速鋼具有高的熱硬性，是因為其含有大量的鎢、鉬、鉻、釩等合金元素。（√）7.不銹鋼的耐腐蝕性主要取決于鉻元素的含量。（√）8.耐熱鋼在高溫下應(yīng)具有良好的抗氧化性和高溫強(qiáng)度。（√）四、簡答題1.簡述合金元素在鋼中的主要作用。答：合金元素在鋼中的主要作用有：（1）強(qiáng)化鐵素體：合金元素溶入鐵素體中，產(chǎn)生固溶強(qiáng)化，提高鐵素體的強(qiáng)度和硬度。（2）形成合金碳化物：合金元素與碳形成合金碳化物，其硬度和穩(wěn)定性比滲碳體高，可提高鋼的硬度、耐磨性和熱硬性。（3）提高鋼的淬透性：大多數(shù)合金元素能降低奧氏體向珠光體和貝氏體轉(zhuǎn)變的速度，使C曲線右移，從而提高鋼的淬透性。（4）細(xì)化晶粒：一些合金元素（如鈦、釩等）能形成難溶的碳化物或氮化物，在加熱時阻礙奧氏體晶粒的長大，起到細(xì)化晶粒的作用。（5）提高鋼的回火穩(wěn)定性：合金元素能阻礙馬氏體的分解和碳化物的聚集長大，使回火過程推遲，提高鋼的回火穩(wěn)定性。2.分析合金滲碳鋼、合金調(diào)質(zhì)鋼和合金彈簧鋼的成分、熱處理和性能特點(diǎn)及應(yīng)用。答：合金滲碳鋼：成分特點(diǎn)是低碳（0.1%0.25%），并含有鉻、鎳、錳等合金元素。熱處理工藝是滲碳、淬火和低溫回火。性能特點(diǎn)是表面具有高硬度、高耐磨性，心部具有良好的韌性。應(yīng)用于承受沖擊載荷和摩擦磨損的零件，如汽車、拖拉機(jī)的齒輪等。合金調(diào)質(zhì)鋼：成分特點(diǎn)是中碳（0.25%0.5%），并含有鉻、鎳、錳、鉬等合金元素。熱處理工藝是調(diào)質(zhì)處理（淬火+高溫回火）。性能特點(diǎn)是具有良好的綜合力學(xué)性能，即較高的強(qiáng)度、