金属工艺学(工程材料)习题

1.现有下列零件及可供选择的材料,给各零件选择合适的材料,并选择合适的最终热处理方法(或使用状态). 零件名称:自行车架,连杆螺栓,车厢板簧,滑动轴承,变速齿轮,机床床身,柴油机曲轴.
可选材料:60Si2Mn,ZQSn6-6-3,QT600-2, T12A, 40Cr, HT200, 16Mn, 20CrMnTi.

2. 某型号柴油机的凸轮轴,要求凸轮表面有高的硬度(HRC>50),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。试说明:
(1)原45钢各热处理工序的作用;
(2)改用15钢后,应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,在心部强度足够的前提下采用何种热处理工艺?

3. 选择下列零件的热处理方法,并编写简明的工艺路线(各零件均选用锻造毛坯,并且钢材具有足够的淬透性):
(1)某机床变速箱齿轮(模数m=4),要求齿面耐磨,心部强度和韧性要求不高,材料选用45 钢;
(2)某机床主轴,要求有良好的综合机械性能,轴径部分要求耐磨(HRC 50-55),材料选用45 钢;
(3)镗床镗杆,在重载荷下工作,精度要求极高,并在滑动轴承中运转,要求镗杆表面有极高的硬度,心部有较高的综合机械性能,材料选用38CrMoALA。
(4)M12 丝锥,要求刃部硬度为60~62HRC,柄部硬度为30~40HRC,材料选用T12A。

4. 有一传动轴(最大直径φ20mm)受中等交变拉压载荷作用要求沿截面性能均匀一致,(1)选择合适的材料,(2)编制简明工艺路线,(3)说明各热处理工艺的主要作用:(4)指出最终组织.
可供选择材料:16Mn,20CrMnTi,45,40Cr,40CrNiMo,T12

1,a,变速齿轮20CrMnTi淬火:第一次880℃,第二次870℃,油冷;回火200℃,水冷、空冷
b,车厢板簧60Si2Mn,淬火温度正常取850度~870度,油冷
c,连杆螺栓T12A,预备热处理:淬⽕温度880~890°c,回⽕温度350~400°C;最终热处理: æ·¬⽕温度 770~790°C, 回⽕温度180°C
d,机床床身QT600-2,表面淬火,人工时效

e,柴油机曲轴40Cr,调质或正火

f,自行车车架16Mn,热轧,正火
g,滑动轴承ZQSn6-6-3化学镀

2,a高频提高表面硬度,低温回火去除应力提高韧性
b,不满足,因为15钢是低碳钢,淬透性低,达不到硬度要求
c,渗碳处理
3,a正火-表面淬火-低温回火
b调质
c正火-渗碳-淬火-二次回火
d,退火-局部高频淬火-回火
4,a,40CrNiMo
b,正火 -调质-粗加工-等温淬火(600一小时850℃75分钟,230℃硝盐浴1小时)-精加工
c,细化晶粒均匀化;提高硬度,消除应力,提高韧性;降低缺口敏感性和裂纹敏感性。
d,下贝氏体+回火马氏体
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