8、一从动齿轮，用20CrMnTi钢制造，使用一段时间后严重磨损、齿已磨光。从齿表面到齿 心部依次取样 A、B、C三点进行化学、金相和硬度分析，结果如下：（4分） A点碳含量1.0％，组织S十碳化物，硬度 HRC30 B点碳含量 0.8 ％，组织S，硬度 HRC26 C点碳含量 0.2％，组织F＋S，硬度 HRC16 据查，与该齿轮同批加工的其他齿轮没有这种情况。试分析该齿轮失效的原因，并 指出该齿轮正确的热处理工艺？ A BACA
2、根据下表所提供的材料和热处理工艺,试填写处理后的组织：
材料
淬火温度(℃) 淬火介质
回火
水
低温回火
760℃
水
45钢
Ac3=785℃
水
Ac1=735℃
水
840℃
水
中温回火 高温回火 低温回火 中温回火
水
高温回火
T12钢
760℃
水
Ac1=730℃
Acm=820℃ 900℃
水
低温回火 低温回火
提示：材料的尺寸均小于10mm.
一、填空题
1．铁碳合金在平衡状态下的三个固态单相是（
）、（
）和 （
）；两个机械混合物是（ ）和（ ）。
2．实际晶体中的缺陷按几何特征可分为（ ）、（ ）、（ ），位错是属于其中的（
）。
3．钢的淬硬性主要取决于（ ），钢的淬透性主要取决于（ ）。
4．钢的过冷奥氏体等温转变有（ ）体转变、（ ）体转变和（ ）体转变三个类型。
三、简答题（30分） 1、在立方晶系中，一晶面在x轴的截距为1，在y轴的截距为1/2，且平行于z轴；一晶向上 某点坐标为x=1/2，y=0，z=1，求出其晶面指数和晶向指数，并绘图示之。 2、有一块含碳量为1.2%的碳钢，若将它加热至Accm以上温度保温，出炉后用风扇吹风对 它冷却至室温，金相显微镜下观察到的组织如图所示。试问：
5．把钢经过淬火，再经高温回火的热处理称为（ ）处理。
6．材料力学性能指标 ak ， 0.2 ， b ,
s ， 中，属于强度指标的是（
），属于塑性指标的是（ ），属于韧性指标的是（ ）。
7．常见的金属晶格类型有（ ）、（ ）和（ ）等三种。
8．固态合金的基本相可分为 和
。
9．钢的热处理工艺由（
）、（
1）组织的名称？
2）这种组织的形成机理？
3、甲、乙两厂生产同一种零件，均选用45钢，硬度要求220~250HBS。甲厂采用正火，乙 厂采用调质处理，均能达到硬度要求，但是塑性和韧性有差异。试分析： 1）甲、乙两厂产品的组织状态；
2）两种产品性能差异的主要原因。
4、有两个T10钢小试样A和B，A试样加热到750℃，B试样加热到850℃，充分保温后在水 中冷却，哪个试样的硬度高？为什么？（提示：Ac1≈730℃，Accm≈800℃）床身
T10A，KTZ450-06，HT200
机床变速齿轮 45，20CrMnTi，60Si2Mn
滚动轴承
GCr15，Cr12，QT600-2
锉刀
ZGMn13，T12，Y30
汽车板簧
40Cr，60Si2Mn，T10
钻头
W18Cr4V，65Mn，20
最终组织
发动机汽阀 桥梁框架
4、一根Φ6mm的45钢圆棒，先经840 oC加热淬火，硬度为55HRC，然后从一端加热，依靠热传导使圆棒各点达到如图所示的温 度，试问： 1）图中所示各点的组织是什么？ 2）整个圆棒自图所示各温度缓冷至室温后各点的组织如何？ 3）若在水中冷至室温后各点的组织是什么？
A 950oC
B 840 oC
C 750 oC
D 550 oC
E 150 oC
5、尺寸为Φ30×250mm的轴，用30钢制造，经正常的高频表面淬火（水冷）和低温回火 ，要求摩擦部分表面硬度达HRC5055，但使用过程中摩擦部分严重磨损。试分析失效原因，并提出解决问题的办法。
6、选择适宜材料并说明常用的热处理方法（最终热处理）和最终组织状态。
名称
组织
3、对9Mn2V钢制造的精密淬硬丝杆进行热处理工艺分析，指出其热处理（下划线的文字 部分）的主要目的和相应的组织。已知： 1）技术要求：较高硬度（HRC56）和耐磨性，低变形和高的尺寸稳定性． 2）工艺路线安排如下: 锻造——球化退火——切割金相试样检查——毛坯校直——粗车——消除应力退火—— 精车成光杆——整体淬火+低温回火——清理、喷砂、检验。
）三个阶段组成，一般说来，它不改变被处理工件的（ ），而改变其（
10．金属结晶的过程是一个（ ）和（ ）的过程。
）。
）和（
二、判断题（10分） 1、单晶体金属具有各向异性，而多晶体金属一般不显示各向异性。（ ） 2、同素异晶转变和纯金属的结晶一样，也具有形核和长大的特征。（ ） 3、物质从液态转变成固态的过程叫结晶。（ ） 4、结晶时形核速率愈小，生长速率愈大，则结晶后合金的力学性能愈好。（ ） 5、共析反应是在恒温下从液相中同时结晶出两种新固相的反应。（ ） 6、与灰口铸铁相比，可锻铸铁具有较高的强度和韧性，故可以用来生产锻件。（ ） 7、本质细晶粒钢加热后的实际晶粒度一定比本质粗晶粒钢的细。（ ） 8、铁碳相图中的PSK线称为共晶线，用A1表示。（ ） 9、奥氏体不锈钢不能通过热处理强化。（ ） 10、按金相组织分类，退火状态钢分为亚共析钢，共析钢和过共析钢三种类型。（ ）
5、T12钢的过冷奥氏体转变曲线如下图所示，说明该钢按图示温度加热保温后，再按V1、 V2、V3、V4、V5、V6冷却速度曲线冷至室温得到的组织。（6分）
温 度
V6
V5
V4
Acm Ac1
V1
V3
V2
V1： V2： V3： V4： V5： V6：
时间
6、某厂的材料牌号如下，请您依所学知识按照“用途分类”法将其纳入“材料分类表”中 。 35CrMo，3Cr2W8V，ZGMn13，Q235，ZG35，15，W6Mo5Cr4V2，38CrMoAl，9Mn2V，45，18Cr2 Ni4WA，20Cr，55Si2Mn，4Cr13，T10A，0Cr18Ni9
材料分类表 1 结构钢 2 工具钢 3 特殊性能钢
7、含碳量为0.65%的亚共析钢缓慢冷却到如下状态时有哪几个相平衡共存?各相的化学成分 ?
状态
平衡相
各个相的化学成分
1 温度刚达到A1线,共析转变尚未发生时 2 在A1温度共析转变正在进行时 3 在共析转变刚刚结束时
四、综合分析题 1、利用铁碳相图回答下列问题 1）绘出简化的铁碳合金平衡相图； 2）用相组成物填写相区； 3）写出铁碳合金相图中的两条水平线上发生的反应式； 4）试描述含碳量为1.0%合金的结晶过程（用冷却速度曲线表达）； 5）计算T12钢在室温下平衡组织中的相组成物的相对量和组织组成物的相对量。 （要求写出计算过程，最终结果用百分数表示，精确到小数点后一位）
40Cr，15，4Cr9Si2，Cr12MoV 1Cr13，Q345，ZL102，1Cr18Ni9Ti
7、某型号机床齿轮，要求齿轮表面有高的硬度（HRC>50），而心部具有良好的韧性（Ak >40J），原采用40Cr钢调质后再在齿轮表面进行高频淬火+低温回火，现因工厂库存的40Cr 钢已经用完，只剩下20Cr钢，拟用20Cr钢代替。请说明： 1）原40Cr钢各热处理工序的作用； 2）改用20Cr钢后，仍按原来的热处理工序进行能否满足性能要求？为什么？ 3）改用20Cr钢后，为达到所要求的性能，在心部强度足够的前提下应采用何种热处理工艺 ？