Question

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

Answer 1

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: 淬⽕温度 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