金属材料学戴起勋版第4章整理答案

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41 在使用性能和工艺性能的要求上，工具钢和机器零件用钢有什么不合？

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工具钢使用性能：

（1）硬度。工具钢制成工具经热处理后具有足够高的硬度。工具在高的切削速度和加工硬资料所产生高温的受热条件下，仍能坚持高的硬度和良好的红硬性。

（2）耐磨性。工具钢具有良好的耐磨性，即抵当磨损的能力。工具在接受相昔时夜的压力和摩擦力的条件下，仍能坚持其形状和尺寸不变。

（3）强度和韧性。工具钢具有一定的强度和韧性，使工具在工作中能够接受负荷、冲击、震动和弯曲等庞杂的应力，以包管工具的正常使用。

（4）其他性能。由于各种工具的工作条件不合，工具用钢还具有一些其他性能，如模具用钢还应具有一定的高温力学性能、热疲劳性、导热性和耐磨腐化性能等。

工艺性能:

（1）加工性.工具钢应具有良好的热压力加工性能和机械加工性能，才干包管工具的制造和使用。钢的加工性取决于化学成分、组织的质量。

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（2）淬火温度规模.工具钢的淬火温度应足够宽，以减少过热的可能性。

（3）淬硬性和淬透性. 淬硬性是钢在淬火后所能达到最高硬度的性能。淬硬性主要与钢的化学成分特别是碳含量有关，碳含量越高，则钢的淬硬性越高。淬透性暗示钢在淬火后从概略到内部的硬度散布状况。淬透性的高低与钢的化学成分、纯粹度、晶粒度有关。根据用于制造不合的工具，对这两种性能各有一定的要求。

（4）脱碳敏感性. 工具概略产生脱碳，将使概略层硬度降低，因此要求工具钢的脱碳敏感性低。在相同的加条件下，钢的脱碳敏感性取决于其化学成分。

（5）热处理变形性. 工具在热处理时，要求其尺寸和外形稳定。（6）耐削性.对很制造刀具和量具用钢。要求具有良好的磨削性。钢的磨削性与其化学成分有关，特别是钒含量，如果钒质量分数不小于0.50%则磨削性变坏。

机器零件用钢使用性能：

（1）较高的疲劳强度和耐久强度。

（2）高的屈服强、抗拉强度以及较高的断裂抗力。

（3）良好的耐磨性和接触疲劳强度。

（4）较高的韧性，以降低缺口敏感性。

工艺性能：

通常机器零件的生产工艺：型材→改锻→毛坯热处理→切削加工→

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最终热处理→磨削

以切削加工性能和热处理工艺性能为机器零件用钢的主要工艺性能。

42工具钢常要做那些力学性能试验？测定哪些性能指标？为什么？

强度、塑性：静弯或扭转试验→弯曲强度、挠度和扭转强度、扭转角；

韧度：一般采取无缺口式样；

硬度：一般硬度60HRC以上，钢中存在的年夜量碳化物可提高2~3HRC;

淬透性：断口法→碳素工具钢和低合金工具钢；端淬法→合金工具钢，以端淬曲线上60HRC处距水冷端距离暗示。淬透性作用强弱顺序： Si、Mn、Mo、Cr、Ni

热稳定性：（钢在较高温度下坚持一定强度的性质）对高速钢，通常是红硬性；

变形开裂倾向：主要原因是热应力组织应力。

43试用合金化原理阐发说明9SiCr、9Mn2V、CrWMn钢的优缺点。9SiCr① Si、Cr提高淬透性，油淬临界直径D油<40mm；

② Si、Cr提高回火稳定性，经250℃回火，硬度>60HRC；

③ K细小、均匀→不容易崩刃；

④ 通过分级淬火或等温淬火处理，变形较小；

⑤ Si使钢的脱碳倾向较年夜。

CrWMn① Cr、W、Mn复合，有较高淬透性，D油=50~70mm；

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② 淬火后AR在18~20%，淬火后变形小；

③ 含Cr、W碳化物较多且较稳定，晶粒细小→高硬度、高耐磨性；

④ 回稳性较好，当回火温度>250℃，硬度才<60HRC；

⑤ W使碳化物易形成网状。

9Mn2V

1）Mn↑淬透性，D油=~30mm；

2）Mn↓↓ MS，淬火后AR较多，约20~22%，使工件变形较小；3）V能克服Mn的缺点，↓过热敏感性，且能细化晶粒；

4）含0.9%C左右，K细小均匀，但钢的硬度稍低，回火稳定性较差，宜在200℃以下回火；

5）钢中的VC使钢的磨削性能变差。9Mn2V广泛用于各类轻载、中小型冷作模具。

44 9SiCr和60Si2Mn都有不合水平的脱C倾向，为什么?

两者均含Si元素，Si是增进石墨化的元素，因此加热时易脱碳。

45 阐发比较T9和9SiCr:

1）为什么9SiCr钢的热处理加热温度比T9钢高?

2）直径为φ30 ~ 40mm的9SiCr钢在油中能淬透，相同尺寸的T9钢能否淬透? 为什么?

3）T9钢制造的刀具刃部受热到200250℃，其硬度和耐磨性已迅速下降而失效；9SiCr钢制造的刀具，其刃部受热至230250℃，硬度仍不低于60HRC，耐磨性良好，还可正常工作。为什么?

4）为什么9SiCr钢适宜制作要求变形小、硬度较高和耐磨性

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较高的圆板牙等薄刃工具?

1)9SiCr中合金元素比T9多，加热奥实体化时，要想使合金元素熔入奥氏体中并且还能成分均匀，需要更高的温度。

2）不克不及。因为9SiCr中Si、Cr提高了钢的淬透性，比T9的淬透性好，9SiCr的油淬临界直径D油<40mm，所以相同尺寸的T9钢不克不及淬透。

3）Si、Cr提高回火稳定性，经250℃回火，硬度>60HRC；

4）Cr、Si的加入提高了淬透性并使钢中碳化物细小均匀，使用时刃口部位不容易崩刀；Si抑制高温回火时的组织转变很是有效，所以该钢的高温回火稳定性好，热处理是的变形也很小。缺点是脱碳敏感性比较年夜。因此，如果采取合适的工艺办法，控制脱碳现象，适合制造圆板牙等薄刃工具。

46 简述高速钢铸态组织特征。

高速钢的铸态组织经常由鱼骨状莱氏体（Ld）、黑色组织（δ共析体等）和白亮组织（M+AR）组成。组织不均匀，可能含粗年夜的共晶碳化物，必须通过锻轧将其破碎，莱氏体网是任何热处理办法所不克不及消除的，只有通过热压力加工达到一定的变形量之后才干改良。

47在高速钢中，合金元素W、Cr、V的主要作用是什么?

W：钨是钢获得红硬性的主要元素。主要形成M6C型K，回火时析出W2C；W强烈降低热导率→钢导热性差

Cr 加热时全溶于奥氏体，包管钢淬透性，年夜部分高速钢含4％

Cr 。增加耐蚀性，改良抗氧化能力、切削能力。

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V显著提高红硬性、提高硬度和耐磨性，细化晶粒，降低过热敏感

性。以VC存在.

48 高速钢在淬火加热时，如产生欠热、过热和过烧现象，在金相组织上各有什么特征？

欠热：淬火温度较低，年夜量K未溶, 且晶粒特别细小。

过热：淬火温度过高，晶粒长年夜，K溶解过多，未溶K产生角状化；奥氏体中合金度过高，冷却时易在晶界上析出网状K。

过烧：如果温度再高，合金元素散布不均匀，晶界熔化，从而呈现铸态组织特征，主要为鱼骨状共晶莱氏体及黑色组织。

49 高速钢（如W18Cr4V）在淬火后，一般常采取在560摄氏度左右回火3次的工艺，为什么？

高速钢淬火后三次560℃回火主要目的是：增进残存奥氏体转变成马氏体，未回火马氏体转变成回火马氏体；减少残存应力。

高速钢淬火后年夜部分转变成马氏体，残留奥氏体量是20—25%，甚至更高。第一次回火后，又有15%左右的残留奥氏体转变成马氏体，还有10%左右的残留奥氏体，15%左右新转变未经回火的马氏 …… 此处隐藏：7111字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……