31. 因为马氏体含碳量越高其硬度越高，而马氏体含碳量与奥氏体的含碳量相同，所以，奥氏体的含碳量越高，淬火后所组织的硬度也越高。（ ）
32. 淬火后进行冷处理能提高硬度和尺寸稳定性。（ ）
33. 在感应加热表面淬火中，要求的硬化层深度越深，需要选择的频率越高。（ ） 34. 在频率不变的情况下，感应加热所选功率越小，其淬硬层越浅。（ ） 35. 一般情况下，零件尺寸越大，要求的硬化层越深。（ ） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 √ √ × √ × × √ √ √ √ × √ × √ √ × × × √ √ 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 √ √ × × √ √ √ × × × × √ × × √ 三、问答题
1.何谓本质细晶粒钢？本质细晶粒钢的奥氏体晶粒是否一定比本质粗晶粒钢的细？
答：本质晶粒度反映奥氏体化时奥氏体晶粒长大的倾向，在一定温度以下，长大倾向小的称为本质细晶粒钢，长大倾向大的称为本质粗晶粒钢。奥氏体晶粒大小与实际加热温度有关，所以，本质细晶粒钢的奥氏体晶粒不一定比本质粗晶粒钢的细。
2.试比较共析碳钢过冷奥氏体等温转变曲线与连续冷却曲线的异同点。
答：连续冷却曲线在等温冷却曲线的右下方，并且，对碳钢，连续冷却曲线没有贝氏体转变区。 3.vk值受哪些因素影响？它与钢的淬透性和零件的淬透层深度有何关系？ 答：vk称为临界冷却速度，当v>vk时得到100%(M+A′)。
钢的淬透性指钢淬火时获得马氏体的能力，因此，可以用vk的大小表示钢的淬透性，即vk越大，钢的淬透性越小，反之亦然。影响钢的淬透性的因素主要是合金种类及其含量，其次是含碳量、奥氏体化温度及保温时间。
零件的淬透层深度指从表面到50%M的深度。与淬透性、零件尺寸、冷却介质有关。当淬透性一定时，零件尺寸越大、冷却介质的冷却能力越小，零件的冷却速度越小，淬透层深度越小，反之亦然。
4.将?5mm的共析碳钢加热至760℃，保温足够时间，问采用什么热处理工艺可得到如下组织：P、S、T+M、B下、M+A′，在C曲线上画出各热处理工艺的冷却曲线，注明热处理工艺名称。 答：P：退火，即随炉冷却。 727℃ S：正火，即出炉空冷。 T+M：用油冷却，即淬火。
退火 B下：在300℃左右等温一定时间后空冷，即等温淬火。
M+A′：用水冷淬火。 正火 Ms
水冷 油冷 等温淬火
5.确定下列钢件的退火方法，并指出退火的目的及退火后的组织。
（1）经冷轧后的15钢钢板，要求低硬度； （2）ZG270-500（ZG35）的铸造齿轮； （3）锻造过热的60钢锻坯；
（4）具有片状渗碳体的T12钢坯。 答：（1）再结晶退火。降低硬度，提高塑性。 （2）退火（完全退火）。消除铸造应力，减小变形，细化组织。 （3）退火。细化组织。
（4）球化退火。降低硬度，提高切削加工性能和为淬火作组织准备。
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6.说明45钢试样（?5mm）经下列温度加热、保温后并在水中冷却得到的室温组织：700℃,760℃，840℃，1100℃。
答：700℃：F+P(低于A1温度，为原始组织)
760℃：F+M(两相区加热，F+A) 840℃：M
1100℃：粗大M
7.有两个碳含量为?C1.2%的试样，分别加热到780℃和860℃，并保温相同时间使之达到平衡状态，然后以大于vk的速度冷至室温。试问：
（1）哪个温度加热淬火后马氏体晶粒粗大？ （2）哪个温度加热淬火后马氏体碳含量较多？ （3）哪个温度加热淬火后残余奥氏体较多？ （4）哪个温度加热淬火后未溶碳化物较少？ （5）你认为哪个温度加热淬火合适？为什么？ 答：（1）~（4）860℃。
（5）780℃加热淬火合适。马氏体细小且碳含量较少，使韧性较高。 8.化学热处理包括哪几个基本过程？常用的化学热处理方法有哪几种？
答：化学热处理包括：渗剂分解出活性原子，活性原子在表面吸附和在工件内扩散三个基本过程。常用的化学热处理方法包括气体渗、液体渗和固体渗。 9.选择下列零件的热处理方法，并编写简明的工艺路线（各零件均选用锻造毛坯，且钢材具有足够的淬透性）。
（1）某机床变速箱齿轮（模数m=4），要求齿面耐磨，心部强度和韧性要求不高，材料选用45钢。 （2）某机床主轴，要求有良好的综合力学性能，轴颈部分要求耐磨（50~55HRC），材料选用45钢。 （3）镗床镗杆，在重载荷下工作，精度要求极高，并在滑动轴承中运转，要求镗杆表面有极高的硬度，心部有较高的综合力学性能，材料选用38CrMoAl。 答：（1）预先热处理：正火 最终热处理：整齿感应加热淬火+低温回火或自回火。 工艺路线：下料→锻造→正火→机加工→感应加热自回火
（2）预先热处理：正火 最终热处理：调质+轴颈处感应加热淬火+低温回火或自回火
工艺路线：下料→锻造→正火→机加工→调质→精加工→轴颈感应加热淬火低温回火或自回火 （3）预先热处理：退火 最终热处理：调质+渗氮
工艺路线：下料→锻造→退火→机加工→调质→精加工→去应力退火→渗氮→精磨
10.45钢调质处理后硬度为240HBW，若再进行200℃回火，能否使其硬度提高？为什么？又45钢经淬火、低温回火后硬度为57HRC，若再进行560℃回火，能否使其硬度降低？为什么？ 答：调质后再进行低温回火不能提高硬度。经过回火不能提高硬度。
低温回火后再进行高温回火可以降低硬度，因为低温回火后的组织没有高温回火后的组织稳定，所以，再经过高温回火，得到的是高温回火的组织。 11.以下说法是否正确？为什么？
（1）过冷奥氏体的冷却速度大于vk时，则冷却速度越快，冷却后钢的硬度越高； （2）钢中合金元素越多，则淬火后硬度越高；
（3）同一种钢材在相同加热条件下，水淬比油淬的淬透性好，小件比大件的淬透性好； （4）冷速越快，马氏体转变点Ms、Mf越低；
（5）淬火钢回火后的性能主要取决于回火后的冷却速度； （6）为了改善碳素工具钢的切削加工性能，应采用完全退火。 答：（1）不正确。过冷奥氏体的冷却速度大于vk时得到马氏体，马氏体的硬度主要取决于马氏体的含碳量，与冷却速度基本无关。
（2）不正确。淬火后硬度主要取决于马氏体的含碳量，与合金元素基本无关。
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（3）不正确。淬透性是钢本身的属性，与冷却速度无关（因而与零件大小也无关）。但是，在不能全淬透的情况下，水淬比油淬的淬硬层深，小件比大件的淬硬层深（当冷却速度不同时，淬硬层和淬透性属于不同概念）。
（4）不正确。Ms、Mf是材料属性，与冷速无关。
（5）不正确。淬火钢回火后的性能主要取决于回火温度。对具有回火脆性的钢，高温回火后的冷却速度对韧性有影响。
（6）不正确。高碳钢采用退火硬度仍然高，不便于切削加工，而球化退火后硬度低，适合于切削加工。 12.什么叫第一类、第二类回火脆性？其产生原因及防止方法如何？
答：在某些温度范围内回火时，淬火钢出现冲击韧性显著下降的现象称为回火脆性。其中在250~350℃回火时出现的脆性称为第一类回火脆性；在500~650℃回火时出现的脆性称为第二类回火脆性。
第一类回火脆性一般认为是残余奥氏体的分解和碳化物的析出造成的，无法完全消除，一般不在该温度范围内进行回火。
第二类回火脆主要发生在含Cr、Ni、Si、Mn等合金元素的结构钢中。一般认为与Sb、Sn、P等杂质元素在晶界上偏聚有关。回火后快速冷却或在钢中加入W、Mo等元素也可以消除。
第六章 合金钢
一、选择题
1.在工业上凡是用于制造各种机械零件以及用于建筑工程结构的钢称为（ ）。
(a)工具钢 (b)弹簧钢 (c)结构钢 (d)模具钢 2．09Mn2、14MnNb、16Mn、15MnTi等是常用的（ ）。
(a)高合金钢 (b)低合金结构钢 (c)合金钢 (d)中合金钢 3．油罐、机车车辆、桥梁、船舶、压力容器等常用的钢属于（ ）。
(a)高合金钢 (b)低合金结构钢 (c)合金钢 (d)中合金钢 4．焊接船舶用的钢板，应该选用的合适材料是（ ）。
(a)45 (b)16Mn (c)CrWMn (d)1Cr18Ni9Ti 5．焊接压力容器用的钢板，应该选用的合适材料是（ ）。
(a)Y15 (b)15MnV (c)45 (d)GCr9
6. 某零件需要切削加工，批量很大，要求材料具有良好加工性能，抗拉强度大于650MPa，延伸率大于14%，其他性能没有要求，选择一种最合适的材料，其钢号为（ ）。
(a)45 (b)38CrMoAl (c)Q450 (d)Y40Mn 7．一种零件需要切削加工，批量很大，要求材料具有良好加工性能，抗拉强度大于450MPa，延伸率大于30%，其他性能没有要求，选择一种最合适的材料，其钢号为（ ）。
(a)45 (b)38CrMoAl (c)Y20 (d)Q450
8．一个直径为20mm的轴，要求抗拉强度大于700Mpa且综合力学性能较好。从经济角度考虑，同时又能满足性能要求，比较合适的选材和热处理工艺是（ ）。
(a)45钢淬火+中温回火 (b)45钢淬火+低温回火 (c)40Cr调质处理 (d)45钢调质处理 9．一个直径为200mm的轴，要求综合力学性能好，比较合适的选材和热处理工艺是（ ）。
(a)45钢调质处理 (b)40CrMnMo加热到单相A区，水冷，最后高温回火 (c)40CrMnMo加热到A区，油冷，最后高温回火 (d)45钢加热到A区，水冷，最后高温回火 10．制造厚度为10mm的板状弹簧，比较合适的选材和热处理工艺是（ ）。
(a)5CrNiMo调质处理 (b)45钢淬火+中温回火 (c)60Si2Mn淬火+中温回火 (d)60Si2Mn调质处理 11．造直径为10mm的螺旋弹簧，比较合适的选材和热处理工艺是（ ）。
(a)5CrNiMo调质处理 (b)45钢淬火+中温回火 (c)60Si2Mn淬火+中温回火 (d)60Si2Mn调质处理
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12．一个直径为70mm的轴，要求抗拉强度大于900Mpa且综合力学性能较好，比较合适的选材和热处理工
艺是（ ）。
(a)45钢淬火+中温回火 (b)45钢淬火+低温回火 (c)40Cr调质处理 (d)45钢调质处理
13．直径约20mm的连杆螺栓是内燃机中的关键部件，要求综合力学性能非常高，比较合适的选材和热处理
工艺是（ ）。
(a)20Cr渗碳+淬火+低温回火 (b)45钢淬火+中温回火 (c)GCr15调质处理 (d)40Cr调质处理 14．某零件用40Cr制造，在强度、淬透性方面还不能满足要求，改用（ ）可能能满足要求。
(a)50 (b)45 (c)42CrMo (d)5CrMnMo
15．某零件用45钢制造，淬硬层深度不能满足要求，改用（ ）可能能满足要求。
(a)40Cr (b)50 (c)40 (d)60Si2Mn
16．某零件用40Cr钢制造，淬硬层深度不能满足要求，改用（ ）可能能满足要求。
(a)40钢 (b)42Mn2V (c)40CrNiMo (d)20CrMnTi
17．某轴承套圈试生产时选用GCr15，发现淬透性不能满足要求，需要改用（ ）。
(a)GCr9 (b)GCr15SiMn (c)ZG45 (d)ZG50 18．GCr15锻造后出现较严重的网状碳化物，预先热处理应该采用（ ）。
(a)正火 (b)球化退火 (c)正火+球化退火 (d)完全退火+球化退火 19．GCr15SiMn锻造后为细片状珠光体组织，预先热处理应该采用（ ）。
(a)正火 (b)完全退火 (c)球化退火 (d)不需要进行 20．GCr15SiMn锻造后应该采用的热处理工艺是（ ）。
(a)780~810℃加热保温后随炉冷到500℃出炉空冷 (b)820~840℃加热保温后随炉冷到500℃出炉空冷 (c)780~810℃加热保温后出炉空冷
(d)780~810℃加热保温后随炉冷到710~720℃保温，然后炉冷到500℃出炉空冷 21．GCr9锻造后应该采用的热处理工艺是（ ）。
(a)780~810℃加热保温后随炉冷到500℃出炉空冷 (b)820~840℃加热保温后随炉冷到500℃出炉空冷 (c)780~810℃加热保温后出炉空冷
(d)780~810℃加热保温后随炉冷到710~720℃保温，然后炉冷到500℃出炉空冷 22．精密轴承的生产工艺路线是（ ）。
(a)锻造→球化退火→机加工→淬火和低温回火→磨削加工
(b)锻造→球化退火→机加工→淬火→冷处理→低温回火→磨削加工
(c)锻造→球化退火→机加工→淬火→冷处理→低温回火→磨削加工→时效→抛光（研磨） (d)锻造→球化退火→机加工→淬火→低温回火→冷处理→磨削加工→时效 23．用于制造各种刃具、模具、量具和其他工具的钢称为（ ）。
（a）结构钢 （b）工具钢 （c）耐磨钢 （d）刃具钢 24．精密量具的生产工艺路线是（ ）。
(a)锻造→球化退火→机加工→淬火和低温回火→磨削加工
(b)锻造→球化退火→机加工→淬火→冷处理→低温回火→磨削加工 (c)锻造→球化退火→机加工→淬火→冷处理→低温回火→磨削加工→时效 (d)锻造→球化退火→机加工→淬火→低温回火→冷处理→磨削加工→时效 25. 9SiCr钢板牙的生产工艺路线是（ ）。
(a)锻造→球化退火→机加工→淬火+低温回火→磨削加工
(b)下料→球化退火→机加工→淬火+低温回火→磨平面→抛槽→开口 (c)锻造→球化退火→机加工→淬火→冷处理→低温回火→磨削加工→时效
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