机械工程材料知识应用举例.ppt

机械工程材料基础知识应用举例 填空题选择题判断题名词解释图表题连线题简答题问答题 题型 2 加工壁厚为10mm的轴承套圈 选用 只选一种 20 W18Cr4V CrWMn 45 9Mn2V 40Cr GCr15SiMn GCr15 钢较好 淬火温度选用 770 830 880 采用 水 油 作为淬火介质 回火温度选用 160 400 530 较合适 一 填空题 1 一个直径为20mm的轴 要求 b 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 选用 只选一种 20 T10 45 9SiCr 40Cr 3Cr2W8V W6Mo5Cr4V2 钢 淬火加热温度选用 780 840 880 采用 水 油 作为淬火介质 回火温度选用 180 420 560 3 设A B组元的熔点分别为1450 和1080 它们在液态和固态都无限互溶 则这两种组元组成的二元相图叫作二元相图 先结晶的固溶体中含组元多 后结晶的固溶体中含组元多 这种成分不均匀现象称为 通过工艺可以减轻或消除这种现象 4 为了降低钢的硬度便于机加工可采用工艺 为使零件获得高的强度 硬度和耐磨性可采用工艺 为了提高零件局部的硬度和耐磨性可以采用工艺 为了提高淬火零件的塑性和韧性可以采用工艺 淬火 低温回火 淬火 高温回火 时效 表面淬火 正火 退火 5 如果用20CrMnTi钢制造齿轮 其一般的简明加工路线是 当最终热处理全部完成后 其表层组织为 具有性能 而心部在淬透的情况下为组织 具有性能 如果齿面的曲率半径增大或承受的接触应力增大 齿面的硬化层深度应该相应 减小 增加 这是通过 延长 缩短 渗碳时间实现的 低温回火后通过处理可以进一步提高齿轮的弯曲疲劳强度 1 金属材料在固态下一般具有的特性是 良好的导电 导热性 不透明 有金属光泽 较高的强度 良好的塑性 有正的电阻温度系数 属于弱碳化物形成的元素是 Mn属于强碳化物形成的元素是 W Mo V Ti属于非碳化物形成的元素是 Al Ni Si 2 下列元素中 Al Ni W Si Mo Mn V Ti 二 简答题 3 某优质碳钢经完全退火后珠光体的体积分数为59 1 计算该钢含碳量并给出钢号 2 该钢能否制造直径 30mm的轴类零件 为什么 3 能否制造直径为 300mm的轴类零件 为什么 4 某尺寸较大的轴承套圈试生产时选用GCr15 淬火后心部总出现较多的屈氏体组织不能满足要求 1 分析出现屈氏体的原因 2 改用哪种钢比较合适 3 画出预先热处理和最终热处理工艺曲线 5 某零件用45钢制造 淬火时用水作冷却介质 淬硬层深度不能满足要求 仓库中有40Cr 50 40和60Si2Mn四种材料 1 选用哪种钢比较合适 2 淬火时选用哪种淬火介质比较合适 3 回火温度选在什么温度范围内比较合适 6 针对汽车或拖拉机传递动力的齿轮回答以下问题 1 分析主要失效形式和对性能的主要要求 2 在45 16Mn CrWMn和20CrMnTi中选择一种合适的材料并写出简明加工路线 7 一个直径为 60mm的轴 要求抗拉强度大于900MPa且综合力学性能较好 目前仓库中有25 40Cr GCr15 9SiCr四种材料可供选用 问 1 选哪种材料最合适 简要说明理由 2 画出最终热处理工艺曲线 要求给出温度范围 为什么要选用这种工艺 8 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 回答 1 选择一种最合适的材料 2 写出简明加工路线 3 所选材料与45钢相比有哪些优点 9 有两种含碳量不同的铁碳合金 它们的室温平衡组织各由两种组织组成 它们都有珠光体组织 珠光体的质量分数均为90 回答以下问题 1 分别写出这两种合金的组织名称 2 计算这两种合金的含碳量 10 在共析碳钢C曲线上 标出退火 正火 等温淬火 油淬 水淬的冷却工艺曲线 并注明由各冷却工艺曲线所能得到的组织 11 45钢在Ac1 Ac3之间加热淬火后的硬度和完全奥氏体化加热淬火后的硬度是否相同 为什么 4 若用CrWMn钢制造圆板牙或丝锥等薄刃刀具 应采用何种热处理工艺 包括预先热处理和最终热处理 试分析各热处理工艺的作用及其所得组织 1 CrWMn钢的淬火加热温度与T10钢相比哪个高 为什么 2 直径均为 30mm的T10钢和CrWMn钢 加热透烧后均在油中冷却 获得的淬硬层深度相同吗 为什么 3 为什么用T10钢制造的刀具刃部受热至200 250 其硬度和耐磨性已迅速下降 以致于失效 而CrWMn钢制造的刀具刃部在230 250 条件下工作 硬度仍不低于60HRC 且耐磨性能良好 尚可维持正常工作 12 分析比较CrWMn合金工具钢与T10碳素工具钢 1 CrWMn钢的淬火加热温度与T10钢相比哪个高 为什么 2 直径均为 30mm的T10钢和CrWMn钢 加热透烧后均在油中冷却 获得的淬硬层深度相同吗 为什么 3 为什么用T10钢制造的刀具刃部受热至200 250 其硬度和耐磨性已迅速下降 以致于失效 而CrWMn钢制造的刀具刃部在230 250 条件下工作 硬度仍不低于60HRC 且耐磨性能良好 尚可维持正常工作 1 CrWMn钢的淬火加热温度与T10钢相比哪个高 为什么 2 直径均为 30mm的T10钢和CrWMn钢 加热透烧后均在油中冷却 获得的淬硬层深度相同吗 为什么 1 完全退火后含碳量为1 0 的钢比含碳量为0 5 的钢硬度高 2 钳工用手工锯锯T10 T12钢料时比锯10 20钢料费力 锯条容易磨钝 3 在室温下 含碳量为0 8 的钢其强度比含碳量为1 2 的钢高 4 含碳量为0 45 的钢加热到1200 开始锻造 冷却到800 停止锻造 13 根据Fe Fe3C相图 说明产生下列现象的原因 7 为什么绑扎物体一般用铁丝 镀锌低碳钢丝 而起重机钢丝绳却用60钢 c 0 60 制成 5 铁丝易折弯 铸铁易破裂 为什么 6 为什么钢铆钉用低碳钢 c 0 25 制作 三 问答题 1 拟用T10A钢制造形状简单的冲头 回答以下问题 1 写出其简明生产工艺路线 2 画出各热处理工艺曲线图 注明温度 冷却介质 3 写出各热处理工序后得到的组织名称及硬度范围 3 某机床主轴 直径约 40mm 要求有良好的综合力学性能 轴颈部分要求耐磨 50 55HRC 1 选择一种比较合适的材料 2 写出简明加工工艺路线 3 说明工艺路线中各个热处理环节的目的 2 拟用GCr15钢制造一种小型拔丝模 回答以下问题 1 写出其简明生产工艺路线 2 画出各热处理工艺曲线图 注明温度 冷却介质 3 写出各热处理工序后得到的组织名称及硬度范围 4 某型号柴油机的凸轮轴 要求凸轮表面有高的硬度 50HRC 而心部具有良好的韧性 Ak 40J 原采用45钢调质处理再在凸轮表面进行高频淬火 最后低温回火 现因工厂库存的45钢已用完 只剩15钢 拟用15钢代替 回答下列问题 1 说明原45钢调质和高频淬火的目的及其热处理后得到的组织 2 改用15钢后 仍按原热处理工序进行能否满足性能要求 为什么 3 改用15钢后 为达到所要求的性能 应采用何种热处理工艺 分析所选工艺能满足所要求的性能的原因