工程材料必考大题及答案

更新时间:2024-04-13 10:43:01 阅读量: 综合文库 文档下载

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工程材料课后大作业

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. 答:自行车架:16Mn 焊接

连杆螺栓:40Cr 最终热处理方法:调质;

车厢板簧:60Si2Mn 最终热处理方法:淬火+中温回火; 滑动轴承:ZQSn6-6-3 使用状态:铸造;

变速齿轮:20CrMnTi 最终热处理方法:渗碳后淬火、低温回火; 机床床身:HT200 最终热处理方法:去应力退火; 柴油机曲轴:QT600-2 最终热处理方法:等温淬火。

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?

答:(1)调质处理:得到心部硬度,获得良好的综合力学性能和疲劳强度,为高频淬火做好准

备;高频淬火:使其有足够的强度硬度,耐磨性;低温回火:消除内应力,便于后续加工; (2)、不能,心部较软而表面硬度,会造成表面脱落; (3)表面要渗碳处理

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。

答: ⑴45钢机床变速箱齿轮: 下料→锻造→正火→粗加工→调质→精加工→超音频感应加热淬火+低温回火→精磨→成品;

⑵45钢机床主轴: 下料→锻造→正火→粗加工→调质→精加工→表面淬火+低

温回火→精磨→成品;

⑶38CrMoAlA镗床镗杆: 下料→锻造→退火→粗加工→调质→精加工→氮化→研磨→成品;

⑷T12A丝锥: 锻造→球化退火→机加工→淬火+低温回火→柄部盐浴加热快速退火→精加工。

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. 答:(1)选用20CrMnTi

(2)简明工艺路线:备料→锻造→正火→机械加工→渗碳→淬火、低温回火→

机械加工。

(3)热处理工艺的主要作用如下: 正火:主要为了消除毛坯的锻造应力,降低

硬度以改善切削加工性,同时也均匀组织,细化晶粒,为以后的热处理做组织准备。

渗碳:为了保证传动轴表层的含碳量及渗碳层深度的要求。

淬火+低温回火:提高表面的硬度和耐磨性,而心部具有足够的韧性,其中低温

回火的作用是消除淬火应力及减少脆性。

(4)表面组织为回火马氏体,心部组织为回火索氏体

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