第七章 合金钢

一、

1、非合金钢、低合金钢、合金钢、合金元素

2、合金结构钢、合金工具钢、轴承钢；不锈、耐蚀、耐热钢 3、热硬性、回火稳定性、二次硬化 4、化学腐蚀、电化学腐蚀、钝化 5、蠕变、热强性 6、粉未治金、硬质合金

名词概念解释

二、

1、试比较碳钢及合金钢的性能、用途及优缺点。

2、什么是合金元素？ 合金元素在钢中的作用如何？ 常用的合金元素有哪些？ 3、合金元素Cr、 Mn、 W、 Mo 、V 、Ni 、Si 、Al等在退火状态的钢中如何分布？它们对钢的基本相有何影响？

4、哪些属于碳化物形成元素？ 一般强碳化物形成元素对钢的回火稳定性有何影响？ 5、合金元素Mn、 Cr、 W、 Mo、 V、 Ti 、Zr 、Ni对钢的C曲线和Ms点有何影响？ 6、解释下列现象：

（1）在相同含碳量情况下， 除了含Ni 和Mn的合金钢外， 大多数合金钢的热处理加热温度都比碳钢要高， 保温时间要长；

（2）含碳量≥0.40%、含铬12% 的铬钢属于过共析钢， 而含碳1.5%、含铬12% 的钢属于莱氏体钢；

（3）高速钢在热锻或热轧后， 经空冷获得马氏体组织。 7、低合金结构钢的成分有何特点？ 其主要用途有哪些？

8、何谓渗碳钢？ 为什么渗碳钢的含碳量均属于低碳钢之范围？ 合金渗碳钢含主要元素有哪些？ 它们在钢中的作用如何？

9、试以20Cr 、20CrMnTi 、18Cr2Ni4W三种钢为例， 说明低淬透性、中淬透性及高淬透性合金渗碳钢经渗碳、淬火、低温回火后表面及心部的性能特点。

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思考题

10、写出20CrMnTi钢制汽车传动齿轮加工工艺路线， 并分析各热处理工艺的主要目的及所获得的组织。

11、何谓调质、何谓调质钢？ 为什么调质钢的含碳量均属中碳钢范围？

12、试述合金元素Cr、 Ni 、Mn、Si等在合金调质钢中所起的主要作用（ 以直径为φ50的轴分别用40钢和40CrNi钢制造为例，分析其调质后的性能并作具体说明。） 13、合金弹簧钢常含合金元素有哪些？ 它们在钢中的主要作用如何？ 14、简述热成形弹簧及冷成形弹簧的热处理特点。

15、试分析滚动轴承钢的成分特点及经淬火及低温回火后的性能特点？

16、以碳素工具钢制造的工具， 经淬火及低温回火后硬度可达HRC60或以上， 但此类工具只能在低温（<200℃ ）或常温下使用， 为什么？ 17、分析比较T9碳素工具钢与9SiCr合金工具钢： （1）为什么9SiCr钢的淬火加热温度要比T9钢高些？

（2）为什么T9钢制造的刀具刃部受热至200?300℃其硬度及耐磨性将迅速下降， 甚至失效； 而以9SiCr钢制造的刀具刃部在230?250 ℃条件下工作， 其硬度仍可保持HRC60， 可维持正常工作？

（3）9SiCr钢制圆板牙如何进行热处理？ 试对其热处理工艺进行分析。 18、分析高速钢W18Cr4V中碳及合金元素的作用。 高速钢为什么要进行锻造？ 19、高速钢W18Cr4V的Ac1约为820℃， 为什么其淬火加热温度选择在1260?1280℃那么高？ 淬火后通常要进行560℃三次回火 ，目的何在？

20、简述冷作模具钢Cr12MoV中各合金元素的主要作用， 以该钢制造冷冲模具时， 加工工艺路线如何， 淬火及回火温度应如何选择？

21、分析热作模具钢的工作条件及性能要求， 简述5CrMnMo热锻模具钢合金元素的作用及热处理特点。

22、热挤压模具钢3Cr2W8V的平均含碳量仅为0.3%, 但已属过共析钢, 试分析其原因。 23、为什么量具在保存和使用过程中尺寸会发生变化？ 采取什么措施可使量具尺寸得到长期稳定？

24、常用的不锈钢有哪几种？ 其用途如何？ 为什么不锈钢中含铬量都超过12%？ 含铬量为12% 的Cr12MoV钢是否也具有不锈钢的抗腐蚀性能？ 为什么？

25、与Cr13型不锈钢比较， 奥氏体型不锈钢有何特性？ 1Cr18Ni9Ti钢中各合金元素有何作用？

26、耐热钢的耐热性含义是什么？ 抗氧化钢中常含元素Si、Cr、Al及Re（稀土）在钢中有什么作用？

27、简述不锈钢及耐热钢的合金化原理。

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28、硬质合金有何特点？ 指出下列硬质合金的类别、成分及用途： （1）YG8；（2）YT15；（3）YG3X

29、与高速钢比较， 硬质合金有何优缺点？ 简述硬质合金的成型工艺方法及性能特点。

三、

填空题

1、Ni、Mn、C、N、Cu等元素能_________Fe-Fe3C相图的γ区, 使临界点A4_____, A3______ 。

2、除Co外大多数合金元素溶入奥氏体后总是不同程度地使“C”曲线向______移动, 使钢的临界冷却速度_________, 淬透性_________。

3、含Cr、Mn的合金结构钢淬火后在550?600℃回火后， 将出现第________类回火脆性。 4、易切削钢中常用的附加元素有________ 、 _______ 、 _______ 、 _______， 这类元素在钢中的主要作用是____________________。

5、对40Cr钢制零件进行调质处理时， 在高温回火后应_________冷却, 目的是____________________。

6．以铅浴等温处理的冷拉弹簧钢丝， 经绕制成弹簧后应进行_____________处理, 而不需象热轧弹簧那样要进行_____________处理。

7、滚动轴承钢预先热处理球化退火的目的在于__________________, 以利切削加工, 并为零件的最终热处理____________作_________准备。

8、按化学成份分类， 就含碳量而言， 渗碳钢属________钢, 调质钢属_______钢, 轴承钢属_______钢。

9、以T12钢制造的工模具经预先热处理球化退火后应获得___________组织, 其组织中的__________呈球状或粒状。

10、高速钢W18CrV中合金元素W的作用是__________________________； Cr的作用是_____________________；V的作用是_______________________。 高速钢的锻造不仅是为了成型, 而且是为了___________________________。 高速钢淬火后需经________℃______次回火， 回火后其组织由_________、 _________及少量_________构成， 其性能具有___________ 、 ___________、___________。

11、含W、Mo、V、Cr等元素的高合金钢， 在回火的冷却过程中， 残余奥氏体转变为_________, 淬火钢的硬度_________, 这种现象称为_____________。 12、简述下列合金元素的主要作用：

（1）Cr 在40Cr钢中主要起_____________________________作用； 在1Cr13钢中主要起_____________________________作用；

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(2) Ti 在20CrMnTi钢中主要起_________________________作用； 在1Cr18Ni9Ti钢中主要起_________________________作用。

13、金属腐蚀一般包括___________腐蚀及___________腐蚀, 前者受____________腐蚀, 后者受_____________腐蚀, ___________腐蚀过程有电流产生。

14、根据组织分类， 4Cr13属_________不锈钢； Cr17属_________不锈钢； 0Cr18Ni9Ti属__________不锈钢.。

15、提高18-8型不锈钢防腐蚀性能的常用热处理方法有_________处理、 ________处理及_________处理等三种。

16、填下表： 钢 号 Q235 45 T12A Q345 20CrMnTi 40Cr 35CrMo 60Si2Mn GCr15 CrWMn 9SiCr W18Cr4V Cr12MoV 5CrMnMo 1Cr13

类 别 主要化学成分（平均含量） C% Cr Mn Ti Cr Cr Mo Si Mn Cr Cr W Mn Si Cr W Cr V Cr Mo V Cr Mn Mo Cr —36—

（按用途分类） Me% 用途举例 最终热处理