内容发布更新时间 : 2024/12/26 21:11:22星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

轴、锉刀、机车齿轮、汽车传动轴、桥梁、丝锥、铣刀、小型弹簧、冷冲压件、汽车板簧、滚动轴承的滚动体、钢筋、螺纹搓丝板、热锻模、加热炉管、医疗器械。

解答：

20钢： 制作冷冲压件 无需热处理

45钢： 制作机床主轴 最终热处理：淬火+高温回火 65Mn钢： 制作小型弹簧 最终热处理：淬火+中温回火 T12A钢： 制作锉刀 最终热处理：淬火+低温回火 20CrMnTi钢：制作机车齿轮 最终热处理：渗碳直接淬火+低温回火 40Cr钢： 制作汽车传动轴 最终热处理：淬火+高温回火 Q235钢： 制作钢筋 无需热处理 Q345钢： 制作桥梁 无需热处理 HT300铸铁： 制作机床床身 无需热处理 KTH350-10铸铁：制作汽车差速器壳 无需热处理 QT600-3铸铁：制作柴油机曲轴 调质处理 Y40Mn钢

Crl2MoV钢：制作螺纹搓丝板 最终热处理：①一次硬化法 淬火+低温回火 ②二次硬化法 淬火+高温回火

GCrl5钢：制作滚动轴承的滚动体 最终热处理：淬火+低温回火

ZGMnl3-4铸钢：制作坦克履带 最终热处理：水韧处理(1100°C水淬) 9SiCr钢：制作丝锥 最终热处理：淬火+低温回火 3Crl3钢：制作医疗器械 最终热处理：淬火+低温回火 5CrNiMo钢：制作热锻模 最终热处理：淬火+高温回火 W18Cr4V钢：制作铣刀 最终热处理：淬火+三次高温回火

1 Crl8Ni9Ti钢：制作加热炉管 最终热处理：固溶处理(920～1150°C水冷) 60Si2Mn钢：制作汽车板簧 最终热处理：淬火+中温回火

12、表面淬火的目的是什么？常用的表面淬火方法有哪几种？比较它们的优缺点及应用范围。并说明表面淬火前应采用何种预先热处理。

答：表面淬火的目的是使工件表层得到强化，使它具有较高的强度，硬度，耐磨性及疲劳极限，而心部为了能承受冲击载荷的作用，仍应保持足够的塑性与韧性。常用的表面淬火方法有：⑴ 感应加热表面淬火；⑵ 火焰加热表面淬火。

感应加热表面淬火是把工件放入有空心铜管绕成的感应器（线圈）内，当线圈通入交变电流后，立即产生交变磁场，在工件内形成“涡流”，表层迅速被加热到淬火温度时而心部仍接近室温，在立即喷水冷却后，就达到表面淬火的目的。

火焰加热表面淬火是以高温火焰为热源的一种表面淬火法。将工件快速加热到淬火温

度，在随后喷水冷却后，获得所需的表层硬度和淬硬层硬度。

感应加热表面淬火与火焰加热淬火相比较有如下特点:

⑴ 感应加热速度极快,只要几秒到几十秒的时间就可以把工件加热至淬火温度,:而且淬火加热温度高(AC3以上80~150℃)。

⑵ 因加热时间短,奥氏体晶粒细小而均匀,淬火后可在表面层获得极细马氏体,使工件表面层较一般淬火硬度高2～3HRC,且脆性较低。

⑶ 感应加热表面淬火后,淬硬层中存在很大残余压应力,有效地提高了工件的疲劳强,且变形小,不易氧化与脱碳。

⑷ 生产率高,便于机械化、自动化,适宜于大批量生产。

但感应加热设备比火焰加热淬火费用较贵,维修调整比较困难,形状复杂的线圈不易制造

表面淬火前应采用退火或正火预先热处理。

13、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：化学热处理是把钢制工件放置于某种介质中，通过加热和保温，使化学介质中某些元素渗入到工件表层，从而改变表层的化学成分，使心部与表层具有不同的组织与机械性能。

化学热处理的过程：

⑴ 分解：化学介质要首先分解出具有活性的原子； ⑵ 吸收：工件表面吸收活性原子而形成固溶体或化合物；

⑶ 扩散：被工件吸收的活性原子，从表面想内扩散形成一定厚度的扩散层。 常用的化学热处理方法有：渗碳、氮化、碳氮共渗、氮碳共渗。

14、试说明表面淬火、渗碳、氮化热处理工艺在用钢、性能、应用范围等方面的差别。 答：表面淬火一般适用于中碳钢（~%C）和中碳低合金钢（40Cr、40MnB等），也可用于高碳工具钢，低合金工具钢（如T8、9Mn2V、GCr15等）。以及球墨铸铁等。它是利用快速加热使钢件表面奥氏体化，而中心尚处于较低温度即迅速予以冷却，表层被淬硬为马氏体，而中心仍保持原来的退火、正火或调质状态的组织。应用范围：（1）高频感应加热表面淬火应用于中小模数齿轮、小型轴的表面淬火。（2）中频感应加热表面淬火主要用于承受较大载荷和磨损的零件,例如大模数齿轮、尺寸较大的曲轴和凸轮轴等。(3)工频感应加热表面淬火工频感应加热主要用于大直径钢材穿透加热和要求淬硬深度深的大直径零件,例如火车车轮、轧辘等的表面淬火。

渗碳钢都是含～%的低碳钢和低碳合金钢,如20、20Cr、20CrMnTi、20SiMnVB等。渗碳层深度一般都在～。

钢渗碳后表面层的碳量可达到～%C范围。渗碳件渗碳后缓冷到室温的组织接近于铁碳相图所反映的平衡组织，从表层到心部依次是过共析组织，共析组织，亚共析过渡层，心部原

始组织。

渗碳主要用于表面受严重磨损，并在较大的冲载荷下工作的零件（受较大接触应力）如齿轮、轴类、套角等。

氮化用钢通常是含Al、Cr、Mo等合金元素的钢，如38CrMoAlA是一种比较典型的氮化钢，此外还有35CrMo、18CrNiW等也经常作为氮化钢。与渗碳相比、氮化工件具有以下特点：

⑴ 氮化前需经调质处理，以便使心部组织具有较高的强度和韧性。 ⑵ 表面硬度可达HRC65～72，具有较高的耐磨性。

⑶ 氮化表面形成致密氮化物组成的连续薄膜，具有一定的耐腐蚀性。 ⑷ 氮化处理温度低，渗氮后不需再进行其它热处理。

氮化处理适用于耐磨性和精度都要求较高的零件或要求抗热、抗蚀的耐磨件。如：发动机的汽缸、排气阀、高精度传动齿轮等。

15、要制造齿轮、连杆、热锻模具、弹簧、冷冲压模具、滚动轴承、车刀、锉刀、机床床身等零件，试从下列牌号中分别选出合适的材料并叙述所选材料的名称、成分、热处理工艺和零件制成后的最终组织。

T10 65Mn HT300 W6Mo5Cr4V2 GCr15Mo 40Cr 20CrMnTi Cr12MoV 5CrMnMo 答：

齿轮：20CrMnTi渗碳钢；C%=%,Cr,Mn,Ti<%；渗碳＋淬火＋低温回火；组织为回火马氏体。

连杆：40Cr调质钢；C%=%,Cr<%；调质处理（淬火＋高温回火）；组织为回火索氏体。 弹簧：65Mn弹簧钢；C%=%,Mn<%；淬火＋中温回火；组织为回火托氏体。

冷冲压模具：Cr12MoV冷变形模具钢；C%>1%,Cr=12%,Mo,V<%；淬火＋低温回火；组织为回火马氏体。

滚动轴承：GCr15Mo轴承钢；C%＝1%,Cr=%,Mo<%；球化退火＋淬火＋低温回火；组织为回火马氏体。

车刀：W6Mo5Cr4V2高速钢；W%=6%,Mo%=5%,Cr%=4%,V%=2%；淬火＋560℃三次回火；组织为回火马氏体＋碳化物。

锉刀：T10碳素工具钢；C%＝1%；淬火＋低温回火；组织为回火马氏体＋碳化物。 热锻模具：5CrMnMo热变形模具钢；C%=%,Cr,Mn,Mo<%；淬火＋高温回火；组织为回火索氏体。

机床床身：HT300灰口铁；无需热处理。

16、淬火钢为什么要进行回火处理？

答：淬火钢不经回火一般不能直接使用。回火是为了降低脆性，减少或消除内应力，防止工件变形和开裂；获得工艺所要求的力学性能；稳定工件尺寸；对某些高淬透性的合金钢，高温回火可降低硬度，以利切削加工。

17、 选材设计一个车床主轴。要求：该主轴受交变弯曲和扭转的复合应力，载荷和转速均不高，冲击载荷也不大，请选材（45钢、T8、20CrMnTi）并设计热处理工序。

答：选择45号钢，调质处理。

加工路线为： 正火——调质——高频淬火及低温回火

18、识别下列各钢的种类,并指明有下划线的数字和符号的含义：①65Mn ②1Cr18Ni9Ti ③GCr15 ④T10 ⑤20CrMnTi⑥9SiCr ⑦W18Cr4V ⑧ZG15

答：①65Mn弹簧钢，

②1Cr18Ni9Ti 奥氏体不锈钢 碳含量<%，～9%的镍， ③GCr15 滚动轴承钢 ～%铬

④T10 碳素工具钢 ，T——工具（英文） ⑤20CrMnTi 合金渗碳钢 ～%的碳, ⑥9SiCr 低合金刃具钢 的碳， ⑦W18Cr4V 高速钢 ～18%钨

⑧ZG15 铸钢 ZG——铸钢（拼音）

19、将Φ5mm的T8钢加热至760℃并保温，后经不同冷却方式得到：P、S、B下、B下＋M＋少量残余A、M＋少量残余A。在C曲线上描写工艺曲线示意图。

答：退火（或随炉冷）时获得P，正火（或空冷）时获得S，等温淬火获得B下；等温淬火B下转变未完成，随后淬入水中获得B下＋M＋少量残余A，淬火（水冷）获得M＋少量残余A。 图(略)

20、有Q235AF 、65 ,20CrMnTi,60Si2Mn,T12,ZG45,W18Cr4V等钢材，请选择一种钢材制作汽车变速箱齿轮（高速重载受冲击），并写出工艺路线，说明各热处理工序的作用。

答：选20CrMnTi

加工路线： 下料——锻造——正火——机械加工——渗碳——淬火——低温回火—— 喷丸——磨齿

正火为预备热处理为进一步机械加工和热处理作组织上的准备。

渗碳、淬火、低温回火为最终热处理，为得到表硬（高碳M）里韧（低碳M）的组织性

能特点。

四、选择题

1、现需要制造直径25mm的连杆，要求整个截面上具有良好的综合力学性能，应采用( A )。

A、40Cr钢调质 B、45钢正火

C、60Si2Mn钢淬火+中温回火 D、20Cr渗碳+淬火+低温回火。 2、欲制作耐酸容器，选用材料及相应热处理工艺应为( C )。 A、W18Cr4V固溶处理 B、1Crl8Ni9Ti稳定化处理 C、1Crl8Ni9Ti固溶处理 D、1Crl7固溶处理

3、制造锉刀、模具时，应选用的材料及热处理工艺是( B ) A、45钢，淬火+高温回火 B、T12钢，淬火+低温回火 C、T8钢，淬火+高温回火 D、T12钢，淬火

4、机床主轴要求具有良好的综合力学性能，制造时，应选用的材料及热处理工艺是（ B ）。

A、20钢，淬火+高温回火 B、45钢，淬火+高温回火 C、T8钢，淬火+高温回火 D、45钢，正火 5、汽车变速箱齿轮应选用下列哪种材料( A )。 A、20Mn2B B、Crl2 C、T12 D、W18Cr4 6、冷冲模应选用下列哪种材料( B )。

A、20Mn2B B、Cr12 C、T12 D、W18Cr4V 7、绞刀应选用下列哪种材料( D )。

A、20Mn2B B、Crl2 C、T12 D、W18Cr4V 8、制造手用锯条应当选用( A )。

A、T12钢经淬火和低温回火；B、Cr12Mo钢经淬火低温回火；C、65钢淬火后中温

回火。

9、高速钢的红硬性取决于( B )：

A、马氏体的多少； B、淬火加热时溶于奥氏体中的合金元素的量； C、钢中的碳

含量。

10、二次硬化属于( D )：

A、固溶强化； B、细晶强化； C、位错强化； D、第二相强化。 11、碳素工具钢和低合金刃具钢的预先热处理宜采用（ A ）。

A、球化退火； B、完全退火； C、调质