工程材料30分大题.doc

碳素结构钢，如Q195、Q215、Q235、Q255、Q275等，含碳量在0.4%以下，有良好的焊接性、冷成形性和韧性，含碳量越高其强度越高，Q195、Q215、Q235用于制造受力不大的零件，如螺钉、螺母、垫圈、焊接件、冲压件，Q255、Q275用于制造中等载荷的零件，如小轴、销子连杆、农机零件。使用时一般不进行热处理，大多数是在轧制状态下或正火状态下使用，其组织为铁素体和少量珠光体。 低合金高强度结构钢，如Q295、Q345、Q390、Q420、Q460等，是在保持良好工艺性能和韧性的前提下位提高强度，在含碳量0.2%的低碳钢基础上，加入少量合金元素Mn（主加元素）、Ti、Nb、V等，用于制造油罐、车辆等。使用时一般不进行热处理，大多数是在轧制状态下或正火状态下使用，其组织为铁素体和少量珠光体。 渗碳钢，如15、20Cr、20CrMnTi、18Cr2Ni4WA等，含碳量在0.25%以下，保证良好的塑性、韧性和工艺性能，经渗碳淬火后，表面硬度可达60HRC以上，既保证良好的耐磨性，又使心部仍具有良好的韧性和一定的强度，从而满足表面耐磨并能承受冲击载荷的要求。加入合金元素提高钢的淬透性、耐磨性、细化晶粒、强化基体。15用于活塞销，20Cr用于小齿轮、小轴，20CrMnTi用于汽车，拖拉机变速箱齿轮，18Cr2Ni4WA用于大型渗碳齿轮和轴。毛坯成型方法为锻造，预备热处理为正火，墓地是调整硬度，避免切削加工中粘刀现象，改善切削加工型，细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷。最终热处理为渗碳+淬火+低温回火，渗碳后零件表面含碳量控制在0.85-1.05%范围内，淬火，低温回火，降低淬火应力，减少脆性。使表层获得细针状马氏体和细粒状碳化物组织+少量残余奥氏体，具有高硬度、高耐磨性，心部组织为低碳回火马氏体（淬透）或托氏体+少量回火马氏体+少量铁素体（未淬透），而心部同时具有良好的强韧性。 调质钢，如45、40Cr、42CrMo、40MnB、40CrNiMoA，含碳量大多在0.4%左右，具有良好的综合力学性能。加入合金元素提高钢的淬透性、耐回火性、强化基体，Mo可防止出现第二类回火脆性。45、40Cr、42CrMo、40MnB用于轴类件、齿轮、连杆、螺栓等，40CrNiMnA用于高强度耐磨齿轮。毛坯成型方法为锻造，预备热处理为完全退火，获得接近于平衡状态的组织：F+P，是组织均匀细化，降低硬度，提高塑性，改善加工性能，消除内应力。最终热处理为调质，即淬火+高温回火，淬火：获得M组织，提高钢的力学性能，高温回火：获得S回组织，获得较高强度的同时，还有较好的塑性和韧性。调质可获得良好的综合力学性能。轴颈或齿轮高频表面淬火+低温回火，使表层获得M而心部仍为原始组织S回，达到“外硬内韧”状态，低温回火，降低淬火应力，减少脆性，并保持其高硬度和高耐磨性，表层组织为M回。 弹簧钢，如75、65Mn、60Si2Mn、50CrVA，含碳量为中高碳，0.5-0.75%保证高的强度，主要是高的弹性极限、屈服点、屈强比和疲劳强度。加入合金元素提高钢的淬透性、耐回火性、强化基体。75、65Mn用于小弹簧，60Si2Mn用于机车板簧、测力弹簧，50CrV用于重要弹簧。成型方法：75、65Mn、60Si2Mn冷拔后冷卷，50CrVA热轧后热卷。预先热处理为完全退火，获得接近于平衡状态的组织：F+P，使组织均匀细化，降低硬度，提高塑性，改善加工性能，消除内应力。最终热处理为淬火+中温回火，获得M组织，提高钢的力学性能，中温回火的目的是，获得搞得弹性极限和屈服强度，并具有一定的韧性和抗疲劳能力。组织：T回。 轴承钢，如GCr9、GCr15、GCr15SiMn，含碳量为高碳，一般0.95—1.115%保证高硬度和耐磨性。主要用于滚动轴承。加入合金元素提高钢的淬透性、耐回火性、强化基体、耐磨性、细化晶粒。用于轴承滚珠、钢球、套圈。预备热处理为正货+球化退火，正火用来消除网状二次渗碳体，为球化退火作好组织准备。球化退火使钢中的网状二次渗碳体和珠光体中的片状渗碳体球化，降低材料硬度，改善切削加工性，并可减小最终淬火变形和开裂为以后的热处理作准备。最终热处理为淬火+低温回火，淬火：获得M组织，提高钢的力学性能，低温回火，降低淬火应力，减少脆性，并保持其高硬度和高耐磨性。组织为M回+细粒状碳化物组织+少量残余奥氏体。 碳素工具钢，如T8、T10、T12，含碳量分别为0.8%、1.0%、1.2%，高碳保证高硬度和高耐磨性。性能特点为高硬度和高耐磨性，足够的韧性和塑性。T8用于承受冲击的工具如钳工用的錾子，T10用于不受剧烈冲击的工具如锯条，T12用于不受冲击的工具如锉刀。成形工艺为锻造。预备热处理为正火+球化退火，正火用来消除网状二次渗碳体，为球化退火作好组织准备。球化退火使钢中的网状