重庆大学2006《工程材料》考试题(A)及答案

重庆大学 《工程材料》 课程试卷

A卷

3. 写出T12钢从液态至室温的组织转变过程及名称；（6分） B卷4. 分别计算T12钢在室温下的相组成物和组织组成物的相对量；（6分）

2007 ~2008学年 第 二 学期

5. 某铁碳合金平衡组织由珠光体和铁素体组成，其中铁素体占60%，求该合金的含碳量；（4分）

开课学院： 材料学院 课程号：13000625 考试日期： 08.7.10

三、 回答下列问题：（共50分）

开卷闭卷 其他 考试时间： 120 分钟 1．在立方晶格中确定下列图示晶面（阴影部分）的晶面指数。（8分）

题 号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总 分 z z

得 分

一、 名词解释（20分）

1.同素异构转变 2.过冷度 3.枝晶偏析 4.相 5.淬透性

二、 Fe-Fe3C相图基本知识（共30分）

0 y 0 y

X A B x

H N J D

(a) (b) C 2．从所给出的材料中选定零件适用的钢材，并说明其热处理方法及组织名称：，，，，40Cr，12Cr1MoV，。(10分)

温③ E F 度（G 零件名称 适用材料 最终热处理工艺名称 组织名称 ℃）② S 淬火+中温回火 T回 P K 弹簧 65Mn Q 后桥齿轮（重载荷） 20CrMnTi 渗碳+淬火+低温回火 表：M回+A残+K ① ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ 心：M+F(淬透) S+F(未淬透) Fe

wc（%）

Fe3C

钢结构桥梁 16Mn(Q345) 热轧(正火) F+P

汽轮机叶片 1Cr13 淬火+高温回火 S回 1. 写出Fe-Fe3C相图中标明的①～⑧相区的组织组成物名称；（8分） 2. 计算共析钢在完成转变时，共析铁素体和共析渗碳体的相对量各是多高速切削刀具 W18Cr4V 淬火+560℃,三次回M回+A残+K 少；（6分）

火,每次1h回火 命题人：左汝林 组题人： 审题人：陈玉安 命题时间：2008.6.20 教务处制

3．制作锉刀选用T10钢制作，其工艺路线如下：

下料→锻造→球化退火①→粗加工→淬火+低温回火②→精加工。 请回答上述工艺路线中①、②热处理工艺的目的以及热处理后相应的组织。（8分）

① 热处理工艺 目的：降低硬度，便于切削加工；均匀组织，为淬火做组织准备。 相应组织：粒状珠光体

② 热处理工艺 目的：淬火，为了得到高硬度的马氏体；低温回火，为了消除淬火产生的内应力。 相应组织：回火马氏体+残余奥氏体+碳化物

4．在下图共析钢的TTT曲线中有四条不同冷却工艺曲线，请写出这四条冷却工艺下所获得组织的名称。（8分）

A1 ℃/ 度 温

MS

（1） （2） （3） （4） Mf 时间/s

1）M+A残（2）B下+M+A残（3）P+M+A残（4）P

5．什么是工程材料的加工硬化？加工硬化使工程材料力学性能发生变化的原因是什么？（10分）

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6．现有一批丝锥，原定由T12钢制造，要求硬度60~HRC。但生产时材料中混入了45钢，若混入的45钢在热处理时（参照下列表回答）： （1）仍按T12钢进行处理，问能否达到要求？为什么？（3分） （2）按45钢进行处理后能否达到要求？为什么？（3分） 钢号 预备热处理 淬火，℃ 45 830~880（正火） 850（水）+500（回火） T12 750~770（球化退火） 770~790（水）+180（回火）

2006级《工程材料》参及评分标准

四、 名词解释（20分）

1.同素异构转变—金属在固态下随温度的变化由一种晶格转变为另一种晶

格的现象。

2.过冷度—金属理论结晶温度和实际结晶温度之差。

3.枝晶偏析—金属凝固过程中先结晶的枝轴与后结晶的枝间成分不同的现象。

4.相—合金中具有同一化学成分、同一结构和原子聚集状态、并以界面互相分开的、均匀的组成部分。

5.淬透性—奥氏体化后的钢在淬火时获得淬硬层深度的能力。

二、Fe-Fe3C相图基本知识

1.（每点1分）

①F+Fe3CⅢ；②F+A；③A；④P；⑤P+Fe3CⅡ； ⑥P+Fe3CⅡ+Ld’；⑦Ld’；⑧Ld’+ Fe3CⅠ。

2.（6分）

F6.690.77共析%6.690.02100%88.76%；

Fe3C共析%1F共析%11.24%。（共析点按0.8%、P点按0.0218%计算也可

以，列式正确而计算错误扣2分）

3.（6分）液相（L）→液相+奥氏体（L+A）→奥氏体（A）→奥氏体+二次渗碳体（A+Fe3CⅡ）→珠光体+二次渗碳体（P+Fe3CⅡ）。

（

4.答：⑴T12钢在室温下的相为铁素体（F）+渗碳体（Fe3C），根据杠杆原理有

F%6.691.26.69100%82.06%……………………（3分） Fe3C%1F%17.94% ⑵T12钢在室温下的组织为珠光体（P）+二次渗碳体（Fe3CⅡ），根据杠杆原理有

P%6.691.26.690.77100%92.74%……………………（3分） Fe3C%1P%7.26%（共析点按0.8%也可以，列式正确而计算错误各扣1分）

5.答：由题意可知该铁碳合金为亚共析钢，设含碳量为wC%，由杠杆原理有

P%(1F%)wC%0.8%100% wC%40%0.8%0.32%三、

1.(a)为(111)或(111)； (b)为(110)或(110)；（各4分，晶面指数符号写法错误，如加有标点符号或负号写在数字的前面各扣3分） 2.答在试卷上或试题纸上均可。

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零件名称 适用材料 最终热处理工艺名称 组织名称 弹簧 65Mn 淬火+中温回火 T‘ 后桥齿轮（重载荷） 20CrMnTi 渗碳淬火+低温回火 表层：M‘+AR+K 心部：M‘+F（淬透） S+F(未淬透) 钢结构桥梁 16Mn(Q345) 热轧（正火） F+P 汽轮机叶片 1Cr13 淬火+高温回火 S‘ 高速切削刀具 W18Cr4V 淬火+560℃，三次，M‘+AR+K 每次1h回火

(后桥齿轮不回答心部组织、或答出其它组织不扣分，每个零件2分，选错材料该项不得分，工艺或组织名称写错扣0.5分)

3.答：

⑴球化退火的目的：降低（或调整）硬度，以利加工，为后续热处理作组织准备；组织是粒状珠光体。

⑵淬火+低温回火的目的：淬火是获取高硬度的马氏体，低温回火是消除淬

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火产生的内应力；组织是回火马氏体+残余奥氏体+碳化物。

4.答：⑴M+AR；⑵B+ M+AR；⑶P+ M+AR；⑷P。（前三小题漏答残余奥氏体扣1分）

5. 答：材料在变形时，随着变形量的增加，其强度和硬度提高，而塑性和韧性下降的现象称为加工硬化。

加工硬化的主要原因是由于位错密度增加导致位错运动困难，从而提高了材料的强度。 6.答：

⑴不能达到要求（1分）。45钢按T12钢球化退火后硬度偏低，影响加工；45钢最终热处理在F+A两相区淬火后硬度不能达到要求。（其余合理解释均给2分）

⑵不能达到要求（1分）。45钢按调质处理后获得回火索氏体，硬度不能达到要求。（其余合理解释均给2分）