工程材料部分参考答案
1. 解：
d 0=10mm d 1=7.3mm
A 0=πd²/4=78.54 A 1=πd²/4=41.85 l 0=50mm l 1=60.5mm σs =FS /A0=359.82 σb =Fb /A0=579.70 δs =（l1-l 0）/l0×100%=21% ψ=(A0-A 1)/A0×100%=46.72% 所以合格 参考教材第8-9页公式。
2. 解：
(1) a:A的溶点 b:B的溶点 c:共晶点 d:B在α固溶体中的最大溶解度
abc 为液相线，adce为固相线，df为 B在α固溶体的溶解度线，dce为共晶转变线 d +B (2)如图：
3. 解：
如下图
二元合金相图与各区域组织如下图
4. 解：
液态纯铁在1538℃时.结晶成具有体心立方晶格的δ-Fe , 继续冷却到1394℃时发生同素异构转变,由体心立方晶格的δ-Fe转变为面心立方晶格的γ-Fe , 再继续冷却到912℃时,又发生同素异构转变,由面心立方晶格的γ-Fe转变为体心立方晶格的α-Fe , 如再继续冷却时,晶格类型不再发生变化。 ( 可参考第3版P39 )
5. 解：铁碳合金图可直接得到
碳的质量
加热温度
分数
750
0.4
840 680
1.2 740
900
6. 解：
平衡组织 F+A A P+Fe3C Ⅱ A+Fe3C Ⅱ A
碳的质量分数 0.77 3.5
加热温度 680 770 680 740 1200
平衡组织 P A
P+Fe3C Ⅱ+L’d A+Fe3C Ⅱ+Ld
L+A
将铁碳合金图的前半部分画出来，选定0.4,0.77,1.2三个横坐标选点描图即可 (参考教材P58)
P 含碳量0.77% F含碳量0.0218%
A 的含碳量：ωc =0.77%x75%+0.0218%x25%=0.58%
B 的含碳量：ωc =0.77%x50%+0.0218%x50%=0.3959%
从含碳量看A、B都是亚共析钢，A的硬度更高，B的塑性更好。
7. 解：
8. 解：
先求出45钢中珠光体和铁素体的含量 Q P =(0.45-0.0218)/(0.77-0.0218) Q Fe3C =（0.77-0.45）/（0.77-0.0218） 硬度=P*200+Fe3C*80 伸长率同理
9. 解：
(1)奥氏体：碳溶于γ-Fe中的间隙固溶体。(教材P54)
过冷奥氏体：奥氏体在A1线以下要发生相变，但它的转变并不是立即发生，而是要经过一个孕育
期，这种在孕育期暂时存在的不稳定的奥氏体称为“过冷奥氏体”
残余奥氏体：在奥氏体转变为其他相时，有少量奥氏体没有参加转变而残留下来。 相同点为：它们都是碳溶于y-Fe 中形成的间隙固溶体，本质构成完全相同。
不同点为：将稳定存在的奥氏体称为奥氏体；将临界温度之下，转变发生之前存在的奥氏体称为过冷奥氏体；将转变结束后未发生转变的奥氏体称为残余奥氏体
(2)一次渗碳体：液态铁碳合金冷却到1227℃(渗碳体的熔点)后结晶出的渗碳体 二次渗碳体：由1148℃冷却到727℃过程中从奥氏体中析出的渗碳体 三次渗碳体：由727℃冷却到室温过程中从铁素体中析出的渗碳体
(3)索氏体：在C 曲线中温度在680~600℃范围内形成片层间距较小的的细珠光体 ； 托氏体：在600~550℃范围内形成的片层间距极小的的珠光体； 马氏体：过冷奥氏体在MS，温度以下将发生马氏体转变； 回火马氏体是由饱和α固溶体和其共格的η-碳化物组成；
回火托氏体是由尚未发生再结晶的铁素体和弥散分布的极细小的片状或粒状渗碳体组成； 回火索氏体是由已再结晶铁素体和均匀分布的细粒状渗碳体组成；
(4) 钢的淬透性是指钢在淬火时获得淬硬深度的能力，是钢材本身固有的属性；
钢的淬硬性是指钢在淬火后能达到最高硬度的能力，主要取决于马氏体的含碳量； 淬硬层深度:通常把由工件表面测量至半马氏体区的垂直距离作为淬硬层深度。 (5) 通过融入溶质元素形成固溶体，使金属材料的强度，硬度升高的现象，称为固溶强化.
10. 解：
按a，b，c曲线冷却后得到的组织分别为M+A残 M和下贝氏体 下贝氏体
11. 解：
T8钢为过共析钢，等温转变曲线见课本77页图5-17（c） 冷却方式：
珠光体 炉冷
12. 解：
1：(略) 2：(略)
索氏体 空冷
托氏体+马氏体+
残余奥氏体
油冷
下贝氏体 水冷+空冷
马氏体+残余奥氏体
水冷
3：完全退火；细化晶粒、消除应力与组织缺陷、降低硬度；退火后组织：F+P 4：球化退火；降低硬度，改善切削加工性能；退火后组织：P+Fe3CII
13. 解：
工件名称
正火的主要目的 正火后的组织
S+F S+F P+Fe3C II
20钢齿轮 改善低碳钢和低碳钢合金的切削加工性 45钢小轴 作为普通结构零件的最终热处理
消除过共析钢中二次渗碳体，为球化退火做好
T12钢锉刀 组织准备
思路：20钢齿轮和45钢小轴是亚共析钢，T12钢锉刀是过共析钢。
14. 解：
零件名称
45钢小轴（要求综合机械性能好）
60钢弹簧 T12锉刀
淬火温度 AC 3+30~50℃ AC 3+30~50℃ AC 1+30~50℃
回火温度 500~650℃ 350~500℃ 150~250℃
回火后组织 S 回 T 回 M 回
思路：淬火温度根据零件含碳量决定，回火温度根据零件的要求（综合机械性能好用高温回火，提高弹性极限如弹簧用中温回火，降低内应力和脆性如锉刀用低温回火）
由题可知：
热处理 组织
1 P+F
2 M+A残+F
3 M+A残
4 P+Fe3C
5 M+A残+Fe3C
6 M 粗+A残
HRC：5 > 6 > 3 > 2 > 4 > 1 16. 解：
T12钢是高碳钢，Wc=1.2%。
(1)第一次热处理是退火，目的是改善切削加工性能，为最终热处理做好组织准备； (2)第二次是淬火+回火（低温），目的是增加工件表面硬度和耐磨性。 (2)最终热处理回火温度150-250℃，获得回火马氏体 17. 解：
(1)不能提高硬度。原因如下：45钢调质是淬火后再高温回火，此时组织已转变为回火索氏体，硬度已在回火组织中最低。此时再做低温回火，硬度不会再低：因为淬火后经高温回火，淬火组织马氏体已转变为稳定组织，再进行低温回火，由于没有组织转变，其硬度也就不会发生改变了。
(2)能降低硬度。原因如下：45钢淬火+200度低温回火后的组织是回火马氏体，在回火组织中硬度没有达到最低。再做560度高温回火时，回火马氏体转变为更稳定的回火索氏体，硬度更低。
18. 解：
直接测硬度，硬度值排序：高频感应表面淬火>渗碳淬火>整体淬火 高频感应表面淬火硬度比普通淬火高2-3个HRC，其次低碳钢渗碳后硬度要增加所以得出上述结果
19. 解：
F+P A
冷却方式 炉冷 空冷 水冷
水冷后550度回火
20. 解：
热处理名称
完全退火 正火 淬火 调质 热处理后组织
F+P片 S+P M+A残 S 回 硬度高低
4 3 1 2
(1)调质：获得强度、硬度、塑性和韧性都较好的综合力学性能；高频淬火+低温回火：使表层获得硬而耐磨的马氏体组织，而心部保持原来的塑性、韧性较好的调质状态的组织。
(2)不能:表面的硬度不能达到要求，用15#钢按相同工艺路线处理得到含碳量较低的回火马氏体，硬度值很低。
(3)调质处理后再进行渗碳淬火，最后进行低温回火：经过以上的处理工序后表面可获得含碳量较高的回火马氏体，硬度值也能满足要求。
21. 解：
低碳钢的热处理名称为：正火+淬火+低温回火 中碳钢的热处理名称为：退火+淬火+低温回火
经热处理后在组织上低碳钢含有残余奥氏体，在性能上低碳钢硬度较中碳钢低。
(1)预先热处理，调质处理；最终热处理，表面淬火+低温回火
(2)调质处理后得到组织为S 回 ; 表面淬火+低温回火后得到组织为，表层M 回+少量A 残。
(3)调质处理安排在粗加工之后半精加工之前；表面淬火+低温回火安排在半精加工之后精加工之前。
23. 解：
(1)正火 目的：细化组织，提高机械性能，为后续工序做好组织准备。
组织：S+F
(2)调质 目的：使工件具有良好的综合机械性能，为后续工序做好组织准备。
组织：S回
(3)表面淬火+低温回火
目的：提高表面硬度、耐磨性及疲劳强度 组织：表层M 回+少量A 残。
24. 略 25. 略 26. 解：
(1)热处理方法：渗碳+淬火+低温回火
工艺路线：下料→锻造→正火→机械粗加工、半精加工→渗碳→表面淬火→低温回火→机械精加工 (2)热处理方法：调质+表面淬火+低温回火
工艺路线：下料→锻造→正火→机械粗加工→调质→机械半精加工→表面淬火→低温回火→磨削 (3)热处理方法：调质+退火+渗氮
工艺路线：下料→锻造→退火→机械粗加工→调质→机械精加工→去应力退火→粗磨→渗氮→精磨 27. 略 28. 解：
类别 按质量分 按成分W c W Me 按用途分 分 钢号 普优高碳合低中高低中高结工特
通质级素金碳碳碳合合合构具殊钢 钢 优钢 钢 钢 钢 金金金钢 钢 性
质 钢 钢 钢 能
钢
Q235-A √ √ √ 45 √ √ √ √ 55Si2Mn √ √ √ √ √ T8MnA √ √ √ √ W18Cr4V √ √ √ √ √ 12Cr2Ni4A √ √ √ √ 0Cr19Ni9 √ √ √ √ Q390-E √ √ √ √ ZGMn13-1 √ √ √ √ √
29.
合金种类 碳素钢 合金结构钢 合金工具钢 特殊性能钢 铝及铝合金 铜及铜合金 轴承合金 铸铁
30.
合金钢
Q275 Cr12 60Si2Mn 20MnB 5CrNiMo GCr15 W18Gr4V
牌号归类
65Mn、Q235-A、T8MnA 40MnB、Q295-A、GCr9SiMn
3Cr2W8V、Cr2、W6Mo5Cr4V2、Cr12、5CrMnMo、 1Cr13、0Cr18Ni9、ZGMn13-1、 2A11、1A30、ZL102、ZAlSi2Cu2Mg1
T2、ZCuAl10Fe3、H70、ZCuZn40Mn3Fe1、 ZSnSb11Cu6、ZPbSb15Sn10
RuT420、KTZ450-05、QT600-03、HT150、
化学成分 Wc=0.2% Wc>1%,WCr =12% Wc=0.6%,WMn ≤1.5%, W Si =2%
Wc=0.2%,WMn ≤1.5%, W B ≤1.5% Wc=0.5%, W Cr,Ni,Mo ≤1.5%
Wc=0.95%~1.15%，W Cr =15%
Wc>0.7%,WW =18%，W Cr =4%，Wv≤1.5%
热处理特点 热扎空冷
大致用途 工程构件 大型冷作模
淬火+低温回火
具 淬火+中温回火 各种弹簧 渗碳后淬火+低重要齿轮、轴温回火 类零件 淬火+中温或高
热作模具
温回火
淬火+低温回火 轴承、丝杆 淬火+三次回火
高速切削的刃具 耐腐蚀性较高及冷变形成形后需焊接的轻载零件
类别
碳素结构钢 冷作模具钢 合金弹簧钢 合金渗碳钢 热作模具钢 滚动轴承钢 高速钢
00Gr18Ni9
奥氏体型不锈Wc
固溶处理
钢 W Ni =9%
31. 解：
(1)选45号钢
(2)工艺路线：下料——锻造——正火——粗加工及半精加工——调质——精加工 (3)正火作用：消除热加工所造成的组织缺陷，改善切削性能； (4)调质作用：提高综合力学性能。 (5)最终组织：S回
32. 解：
35 碳素结构钢
45
20CrMnTi 38CrMoAlA
T12
W18Cr4V 不锈钢
碳素结合金渗碳碳素工
高速钢
构钢 钢 具钢
据题可知应该用结构钢，去掉后三种而表面和心部硬度不同，应该要经过渗碳或表面淬火，就剩下45钢和20CrMnTi，而后者一般作为汽车变速箱齿轮，综合材料的工艺性及经济性，选用45钢。
加工路线：下料→锻造→正火→粗加工-调质-半精加工→渗碳→淬火+低温回火→精加工
33. 解：
常用不锈钢：按化学成分分为铬不锈钢，镍铬不锈钢，铬锰不锈钢等。按金相组织特点分为马氏体型不锈钢，铁素体型不锈钢，奥氏体型不锈钢，奥氏体-铁素体型不锈钢及沉淀硬化型不锈钢。
铁素体型：多用于手里不打的耐酸结构和作抗氧化钢使用。
马氏体型：用来制作力学性能要求较高，又要有一定耐蚀性的零件，如汽轮机叶片及医疗器械等，用于制造医用手术工具，量具级轴承等耐磨工件。
奥氏体型：应用广泛，用作食用品设备，化工设备，核工业，或作结构强度部件。
铁素体-奥氏体型：可用作是做抗高温，浓硝酸介质的零件和设备，作室友化工等工业热交换器或冷凝器。
铬是使不锈钢具有耐腐蚀性能的基本元素。当铬的质量分数超过12%时，钢的抗腐蚀性能发生变化，因此，不锈钢中铬的质量分数一般在12%以上，在此情况下，钢便具有良好的室温和高耐大气氧化性能及耐酸的腐蚀能力。
①外科手术刀：马氏体型不锈钢，淬火,空冷，目的是提高耐蚀性，并使钢软化； ②硝酸槽：奥氏体型不锈钢，固溶处理，提高抗腐蚀能力；
③牙科用口腔丝：铁素体型不锈钢，空冷，有较好的力学性能与耐蚀性相结合。
34. 解： 零件名称 机床机身 医疗手术到 锉刀 钻头 长丝锥 压铸模 推土机挡板 高精度机床丝杠
汽车变速箱齿轮 滚珠 汽车板簧 冷挤压模 35. 略
欢迎指正错误
所选牌号
牌号含义
最低抗拉强度为200MPa 的灰
HT200
口铸铁
1Cr13 Wc=0.1%，Wcr=13%的不锈钢 T12 Wc=1.2%的碳素结构钢
Ww=18%，Wcr=4%，Wv≤1.5%
W18Cr4V
的高速钢
Wc=0.9%,Wcr≤1.5%,
9SiCr
W Si ≤1.5%的量具刃具钢 Wc=0.3%，Wcr=2%,Ww=8%,
3Cr2W8V
Wv≤1.5的热作模具钢
ZGMn13-1 WMn=13%的耐磨钢
Wc=0.38%，W cr ，W Mo ，W Al ≤1.5%
38CrMoAlA
调质钢 20CrMnTi GCr15 60Si2Mn Cr12MoV
热处理特点 时效处理 油冷+空冷 淬火+低温回火 淬火+三次回火 淬火+低温回火 淬火+中温/高温回火 水韧处理 淬火+高温回火
Wc=0.2%，W cr , Mn,Ti ≤1.5%的渗
渗碳后淬火+低温回火
碳钢
Wcr=15%的滚动轴承钢 淬火+低温回火 Wc=0.6%，WSi =2%，WMn ≤1.5%
淬火+中温回火
的弹簧钢
Wc〉0.1%，Wcr=12%，WMo ≤
淬火+低温回火
1.5%，
工程材料部分参考答案
1. 解：
d 0=10mm d 1=7.3mm
A 0=πd²/4=78.54 A 1=πd²/4=41.85 l 0=50mm l 1=60.5mm σs =FS /A0=359.82 σb =Fb /A0=579.70 δs =（l1-l 0）/l0×100%=21% ψ=(A0-A 1)/A0×100%=46.72% 所以合格 参考教材第8-9页公式。
2. 解：
(1) a:A的溶点 b:B的溶点 c:共晶点 d:B在α固溶体中的最大溶解度
abc 为液相线，adce为固相线，df为 B在α固溶体的溶解度线，dce为共晶转变线 d +B (2)如图：
3. 解：
如下图
二元合金相图与各区域组织如下图
4. 解：
液态纯铁在1538℃时.结晶成具有体心立方晶格的δ-Fe , 继续冷却到1394℃时发生同素异构转变,由体心立方晶格的δ-Fe转变为面心立方晶格的γ-Fe , 再继续冷却到912℃时,又发生同素异构转变,由面心立方晶格的γ-Fe转变为体心立方晶格的α-Fe , 如再继续冷却时,晶格类型不再发生变化。 ( 可参考第3版P39 )
5. 解：铁碳合金图可直接得到
碳的质量
加热温度
分数
750
0.4
840 680
1.2 740
900
6. 解：
平衡组织 F+A A P+Fe3C Ⅱ A+Fe3C Ⅱ A
碳的质量分数 0.77 3.5
加热温度 680 770 680 740 1200
平衡组织 P A
P+Fe3C Ⅱ+L’d A+Fe3C Ⅱ+Ld
L+A
将铁碳合金图的前半部分画出来，选定0.4,0.77,1.2三个横坐标选点描图即可 (参考教材P58)
P 含碳量0.77% F含碳量0.0218%
A 的含碳量：ωc =0.77%x75%+0.0218%x25%=0.58%
B 的含碳量：ωc =0.77%x50%+0.0218%x50%=0.3959%
从含碳量看A、B都是亚共析钢，A的硬度更高，B的塑性更好。
7. 解：
8. 解：
先求出45钢中珠光体和铁素体的含量 Q P =(0.45-0.0218)/(0.77-0.0218) Q Fe3C =（0.77-0.45）/（0.77-0.0218） 硬度=P*200+Fe3C*80 伸长率同理
9. 解：
(1)奥氏体：碳溶于γ-Fe中的间隙固溶体。(教材P54)
过冷奥氏体：奥氏体在A1线以下要发生相变，但它的转变并不是立即发生，而是要经过一个孕育
期，这种在孕育期暂时存在的不稳定的奥氏体称为“过冷奥氏体”
残余奥氏体：在奥氏体转变为其他相时，有少量奥氏体没有参加转变而残留下来。 相同点为：它们都是碳溶于y-Fe 中形成的间隙固溶体，本质构成完全相同。
不同点为：将稳定存在的奥氏体称为奥氏体；将临界温度之下，转变发生之前存在的奥氏体称为过冷奥氏体；将转变结束后未发生转变的奥氏体称为残余奥氏体
(2)一次渗碳体：液态铁碳合金冷却到1227℃(渗碳体的熔点)后结晶出的渗碳体 二次渗碳体：由1148℃冷却到727℃过程中从奥氏体中析出的渗碳体 三次渗碳体：由727℃冷却到室温过程中从铁素体中析出的渗碳体
(3)索氏体：在C 曲线中温度在680~600℃范围内形成片层间距较小的的细珠光体 ； 托氏体：在600~550℃范围内形成的片层间距极小的的珠光体； 马氏体：过冷奥氏体在MS，温度以下将发生马氏体转变； 回火马氏体是由饱和α固溶体和其共格的η-碳化物组成；
回火托氏体是由尚未发生再结晶的铁素体和弥散分布的极细小的片状或粒状渗碳体组成； 回火索氏体是由已再结晶铁素体和均匀分布的细粒状渗碳体组成；
(4) 钢的淬透性是指钢在淬火时获得淬硬深度的能力，是钢材本身固有的属性；
钢的淬硬性是指钢在淬火后能达到最高硬度的能力，主要取决于马氏体的含碳量； 淬硬层深度:通常把由工件表面测量至半马氏体区的垂直距离作为淬硬层深度。 (5) 通过融入溶质元素形成固溶体，使金属材料的强度，硬度升高的现象，称为固溶强化.
10. 解：
按a，b，c曲线冷却后得到的组织分别为M+A残 M和下贝氏体 下贝氏体
11. 解：
T8钢为过共析钢，等温转变曲线见课本77页图5-17（c） 冷却方式：
珠光体 炉冷
12. 解：
1：(略) 2：(略)
索氏体 空冷
托氏体+马氏体+
残余奥氏体
油冷
下贝氏体 水冷+空冷
马氏体+残余奥氏体
水冷
3：完全退火；细化晶粒、消除应力与组织缺陷、降低硬度；退火后组织：F+P 4：球化退火；降低硬度，改善切削加工性能；退火后组织：P+Fe3CII
13. 解：
工件名称
正火的主要目的 正火后的组织
S+F S+F P+Fe3C II
20钢齿轮 改善低碳钢和低碳钢合金的切削加工性 45钢小轴 作为普通结构零件的最终热处理
消除过共析钢中二次渗碳体，为球化退火做好
T12钢锉刀 组织准备
思路：20钢齿轮和45钢小轴是亚共析钢，T12钢锉刀是过共析钢。
14. 解：
零件名称
45钢小轴（要求综合机械性能好）
60钢弹簧 T12锉刀
淬火温度 AC 3+30~50℃ AC 3+30~50℃ AC 1+30~50℃
回火温度 500~650℃ 350~500℃ 150~250℃
回火后组织 S 回 T 回 M 回
思路：淬火温度根据零件含碳量决定，回火温度根据零件的要求（综合机械性能好用高温回火，提高弹性极限如弹簧用中温回火，降低内应力和脆性如锉刀用低温回火）
由题可知：
热处理 组织
1 P+F
2 M+A残+F
3 M+A残
4 P+Fe3C
5 M+A残+Fe3C
6 M 粗+A残
HRC：5 > 6 > 3 > 2 > 4 > 1 16. 解：
T12钢是高碳钢，Wc=1.2%。
(1)第一次热处理是退火，目的是改善切削加工性能，为最终热处理做好组织准备； (2)第二次是淬火+回火（低温），目的是增加工件表面硬度和耐磨性。 (2)最终热处理回火温度150-250℃，获得回火马氏体 17. 解：
(1)不能提高硬度。原因如下：45钢调质是淬火后再高温回火，此时组织已转变为回火索氏体，硬度已在回火组织中最低。此时再做低温回火，硬度不会再低：因为淬火后经高温回火，淬火组织马氏体已转变为稳定组织，再进行低温回火，由于没有组织转变，其硬度也就不会发生改变了。
(2)能降低硬度。原因如下：45钢淬火+200度低温回火后的组织是回火马氏体，在回火组织中硬度没有达到最低。再做560度高温回火时，回火马氏体转变为更稳定的回火索氏体，硬度更低。
18. 解：
直接测硬度，硬度值排序：高频感应表面淬火>渗碳淬火>整体淬火 高频感应表面淬火硬度比普通淬火高2-3个HRC，其次低碳钢渗碳后硬度要增加所以得出上述结果
19. 解：
F+P A
冷却方式 炉冷 空冷 水冷
水冷后550度回火
20. 解：
热处理名称
完全退火 正火 淬火 调质 热处理后组织
F+P片 S+P M+A残 S 回 硬度高低
4 3 1 2
(1)调质：获得强度、硬度、塑性和韧性都较好的综合力学性能；高频淬火+低温回火：使表层获得硬而耐磨的马氏体组织，而心部保持原来的塑性、韧性较好的调质状态的组织。
(2)不能:表面的硬度不能达到要求，用15#钢按相同工艺路线处理得到含碳量较低的回火马氏体，硬度值很低。
(3)调质处理后再进行渗碳淬火，最后进行低温回火：经过以上的处理工序后表面可获得含碳量较高的回火马氏体，硬度值也能满足要求。
21. 解：
低碳钢的热处理名称为：正火+淬火+低温回火 中碳钢的热处理名称为：退火+淬火+低温回火
经热处理后在组织上低碳钢含有残余奥氏体，在性能上低碳钢硬度较中碳钢低。
(1)预先热处理，调质处理；最终热处理，表面淬火+低温回火
(2)调质处理后得到组织为S 回 ; 表面淬火+低温回火后得到组织为，表层M 回+少量A 残。
(3)调质处理安排在粗加工之后半精加工之前；表面淬火+低温回火安排在半精加工之后精加工之前。
23. 解：
(1)正火 目的：细化组织，提高机械性能，为后续工序做好组织准备。
组织：S+F
(2)调质 目的：使工件具有良好的综合机械性能，为后续工序做好组织准备。
组织：S回
(3)表面淬火+低温回火
目的：提高表面硬度、耐磨性及疲劳强度 组织：表层M 回+少量A 残。
24. 略 25. 略 26. 解：
(1)热处理方法：渗碳+淬火+低温回火
工艺路线：下料→锻造→正火→机械粗加工、半精加工→渗碳→表面淬火→低温回火→机械精加工 (2)热处理方法：调质+表面淬火+低温回火
工艺路线：下料→锻造→正火→机械粗加工→调质→机械半精加工→表面淬火→低温回火→磨削 (3)热处理方法：调质+退火+渗氮
工艺路线：下料→锻造→退火→机械粗加工→调质→机械精加工→去应力退火→粗磨→渗氮→精磨 27. 略 28. 解：
类别 按质量分 按成分W c W Me 按用途分 分 钢号 普优高碳合低中高低中高结工特
通质级素金碳碳碳合合合构具殊钢 钢 优钢 钢 钢 钢 金金金钢 钢 性
质 钢 钢 钢 能
钢
Q235-A √ √ √ 45 √ √ √ √ 55Si2Mn √ √ √ √ √ T8MnA √ √ √ √ W18Cr4V √ √ √ √ √ 12Cr2Ni4A √ √ √ √ 0Cr19Ni9 √ √ √ √ Q390-E √ √ √ √ ZGMn13-1 √ √ √ √ √
29.
合金种类 碳素钢 合金结构钢 合金工具钢 特殊性能钢 铝及铝合金 铜及铜合金 轴承合金 铸铁
30.
合金钢
Q275 Cr12 60Si2Mn 20MnB 5CrNiMo GCr15 W18Gr4V
牌号归类
65Mn、Q235-A、T8MnA 40MnB、Q295-A、GCr9SiMn
3Cr2W8V、Cr2、W6Mo5Cr4V2、Cr12、5CrMnMo、 1Cr13、0Cr18Ni9、ZGMn13-1、 2A11、1A30、ZL102、ZAlSi2Cu2Mg1
T2、ZCuAl10Fe3、H70、ZCuZn40Mn3Fe1、 ZSnSb11Cu6、ZPbSb15Sn10
RuT420、KTZ450-05、QT600-03、HT150、
化学成分 Wc=0.2% Wc>1%,WCr =12% Wc=0.6%,WMn ≤1.5%, W Si =2%
Wc=0.2%,WMn ≤1.5%, W B ≤1.5% Wc=0.5%, W Cr,Ni,Mo ≤1.5%
Wc=0.95%~1.15%，W Cr =15%
Wc>0.7%,WW =18%，W Cr =4%，Wv≤1.5%
热处理特点 热扎空冷
大致用途 工程构件 大型冷作模
淬火+低温回火
具 淬火+中温回火 各种弹簧 渗碳后淬火+低重要齿轮、轴温回火 类零件 淬火+中温或高
热作模具
温回火
淬火+低温回火 轴承、丝杆 淬火+三次回火
高速切削的刃具 耐腐蚀性较高及冷变形成形后需焊接的轻载零件
类别
碳素结构钢 冷作模具钢 合金弹簧钢 合金渗碳钢 热作模具钢 滚动轴承钢 高速钢
00Gr18Ni9
奥氏体型不锈Wc
固溶处理
钢 W Ni =9%
31. 解：
(1)选45号钢
(2)工艺路线：下料——锻造——正火——粗加工及半精加工——调质——精加工 (3)正火作用：消除热加工所造成的组织缺陷，改善切削性能； (4)调质作用：提高综合力学性能。 (5)最终组织：S回
32. 解：
35 碳素结构钢
45
20CrMnTi 38CrMoAlA
T12
W18Cr4V 不锈钢
碳素结合金渗碳碳素工
高速钢
构钢 钢 具钢
据题可知应该用结构钢，去掉后三种而表面和心部硬度不同，应该要经过渗碳或表面淬火，就剩下45钢和20CrMnTi，而后者一般作为汽车变速箱齿轮，综合材料的工艺性及经济性，选用45钢。
加工路线：下料→锻造→正火→粗加工-调质-半精加工→渗碳→淬火+低温回火→精加工
33. 解：
常用不锈钢：按化学成分分为铬不锈钢，镍铬不锈钢，铬锰不锈钢等。按金相组织特点分为马氏体型不锈钢，铁素体型不锈钢，奥氏体型不锈钢，奥氏体-铁素体型不锈钢及沉淀硬化型不锈钢。
铁素体型：多用于手里不打的耐酸结构和作抗氧化钢使用。
马氏体型：用来制作力学性能要求较高，又要有一定耐蚀性的零件，如汽轮机叶片及医疗器械等，用于制造医用手术工具，量具级轴承等耐磨工件。
奥氏体型：应用广泛，用作食用品设备，化工设备，核工业，或作结构强度部件。
铁素体-奥氏体型：可用作是做抗高温，浓硝酸介质的零件和设备，作室友化工等工业热交换器或冷凝器。
铬是使不锈钢具有耐腐蚀性能的基本元素。当铬的质量分数超过12%时，钢的抗腐蚀性能发生变化，因此，不锈钢中铬的质量分数一般在12%以上，在此情况下，钢便具有良好的室温和高耐大气氧化性能及耐酸的腐蚀能力。
①外科手术刀：马氏体型不锈钢，淬火,空冷，目的是提高耐蚀性，并使钢软化； ②硝酸槽：奥氏体型不锈钢，固溶处理，提高抗腐蚀能力；
③牙科用口腔丝：铁素体型不锈钢，空冷，有较好的力学性能与耐蚀性相结合。
34. 解： 零件名称 机床机身 医疗手术到 锉刀 钻头 长丝锥 压铸模 推土机挡板 高精度机床丝杠
汽车变速箱齿轮 滚珠 汽车板簧 冷挤压模 35. 略
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所选牌号
牌号含义
最低抗拉强度为200MPa 的灰
HT200
口铸铁
1Cr13 Wc=0.1%，Wcr=13%的不锈钢 T12 Wc=1.2%的碳素结构钢
Ww=18%，Wcr=4%，Wv≤1.5%
W18Cr4V
的高速钢
Wc=0.9%,Wcr≤1.5%,
9SiCr
W Si ≤1.5%的量具刃具钢 Wc=0.3%，Wcr=2%,Ww=8%,
3Cr2W8V
Wv≤1.5的热作模具钢
ZGMn13-1 WMn=13%的耐磨钢
Wc=0.38%，W cr ，W Mo ，W Al ≤1.5%
38CrMoAlA
调质钢 20CrMnTi GCr15 60Si2Mn Cr12MoV
热处理特点 时效处理 油冷+空冷 淬火+低温回火 淬火+三次回火 淬火+低温回火 淬火+中温/高温回火 水韧处理 淬火+高温回火
Wc=0.2%，W cr , Mn,Ti ≤1.5%的渗
渗碳后淬火+低温回火
碳钢
Wcr=15%的滚动轴承钢 淬火+低温回火 Wc=0.6%，WSi =2%，WMn ≤1.5%
淬火+中温回火
的弹簧钢
Wc〉0.1%，Wcr=12%，WMo ≤
淬火+低温回火
1.5%，