答：20CrMnTi钢齿轮的加工工艺路线为：下料→锻造→正火→加工齿形→滲碳，预冷淬火→低温回火→磨齿。正火作为预备热处理其目的是改善锻造组织；调整硬度（HB170~210）便于机加工，正火后的组织为索氏体+铁素体。最终热处理为滲碳后预冷到875℃直接淬火+低温回火，预冷的目的在于减少淬火变形，同时在预冷过程中，滲层中可以析出二次滲碳体，在淬火后减少了残余奥氏体量。最终热处理后其组织由表面往心部依次为回火马氏体+颗粒状碳化物+残余奥氏体→回火马氏体+残余奥氏体→……。而心部的组织分为两种情况，在淬透时为低碳马氏体+铁素体；未淬透时为索氏体+铁素体。
9．铁碳合金相图上的各种合金，按含C量分七个类型:工业纯铁、共析钢、亚共析钢、过共析钢、共晶白口铸铁、亚共晶白口铸铁。
10．亚共析钢室温组织由F+P组成。
11．工业上常用的淬火方式有以下几种：单液淬火、双液淬火、分级淬火和等温淬火。
12.橡胶根据原材料的来源可分为天然橡胶和合成橡胶。
13.铁碳合金相图主要由包晶、共晶、共析三个基本转变所组成。
Q235A碳素结构钢、屈服点为235Mpa，质量为A级
45优质碳素结构钢，含碳量为0.45%
W18Cr4V高速钢，含碳量为0.70%～0.80%，含Cr量为3.80%～4.40%，含V量为1%～1.4%。
HT250灰铸铁，σb为240MPa
QT400-18球墨铸铁σb为400Mpa，延伸率为18%。
aK：冲击韧度；HRC：洛氏硬度；σb：抗拉强度；
（2）图中该低碳钢所对应的四个阶段分别为线弹性阶段、屈服阶段、
强化阶段、颈缩阶段；
2、共析钢加热至相变点A1以上30。C，用图中所示的冷却曲线进行冷却，分析各得到的组织。
（1）以V1冷却,相当于炉冷,转变产物为P。
（2）以V2冷却,相当于空冷,转变产物为S
9．锻坯加热的目的是提高金属的塑性和降低金属的变形抗力。（）
10．当铸件冷却速度较快有利于石墨化的进行。（）
二、填空题（19×2分=38分）
1．共析钢P在加热温度大余等于Ac1时，转化为A；其转化可分为以下四个阶段：①A形核②A晶核长大③残余Fe3C溶解④A均匀化
2．纯铁从液态结晶为固态后，继续冷却至一定温度时，将先后发生两次同素异构转变。
一类、二类不利，σ内存在使金属受力时内、外应力叠加而强度下降，并且会在温度、压力条件变化时，由于应力松弛或应力重新分布而引起金属变形，σ内还使金属的耐磨性下降。一般情况下希望尽量使σ内消除。三类，形变亚结构，加工硬化，强化的主要原因。
6、汽车、拖拉机的后桥和变速箱齿轮采用20CrMnTi钢，要求具有高耐磨性滲层，心部有较高的强度和良好的韧性，其加工工艺路线为：下料→锻造→热处理1→加工齿形→热处理2→磨齿。试回答：热处理1和和处理2的名称和目的？
③热处理方面相图中的A1、A2、Acm三条相变线是确定碳素钢热处理工艺加热温度的依据
5、金属塑性变形造成哪几种残余应力？残余应力对机械零件可能产生哪些利弊？
答：a.宏观σ内,或一类σ内,金属各部位（如表层或心部）变形不均匀所造成的。b.微观σ内,或第二类σ内,晶粒之间或晶内各部分变形不均引起的σ内。c.晶格畸变σ内,或第三类σ内,晶体缺陷引起的。
六、算题（10分）
1．T12钢在室温下（退火态）由哪些相组成物和组织组成物？试计算它们的含量。
解:相组成物：F、Fe3C
组织组成物：P、Fe3C
P=
3．金属间化合物可以作为合金的基本相。（×）
4．聚四氟乙烯几乎不受任何化学药品的腐蚀，它的化学稳定性超过了玻璃、陶瓷、不锈钢，甚至金、铂。（√）
5．珠光体( P )是铁素体和渗碳体组成的化合物。（×）
6．球化退火的目的是为了改善低碳钢中先析铁素体的分布。（）
7．可锻铸铁是可以锻造的。（）
8．不锈钢不会生锈。（）
金陵科技学院考试卷
200 200学年第学期机电系(院)级机械专业课程工程材料及成型技术课程编号05009(A、B、开、闭)卷
姓名学号得
六
七
八
九
十
总分
阅卷人
得分
一、判断题（10×1分=10分）
1．第二相强化效果与粒子的分布无关。（×）
2．加工硬化会使金属塑性下降，给继续变形带来困难。（√）
3．马氏体的纤维组织形态主要有板条、片状两种，其中板条状韧性较好。
4．变形金属的最低在结晶温度与熔点的关系是T再=0.4 T熔。
5．滑移的实质是由位错移动产生的。
6．改善金属材料的性能主要途径是合金化、热处理、细晶强化、冷变形强化。
7．.选用材料，应考虑的一般原则是：使用性、经济性、工艺性。
8．铁碳合金的基本组成相有铁素体，奥氏体和渗碳体；这些相都是以铁为基的固溶体或铁的化合物，组织组成物有珠光体和莱氏体。
4、相图给出了各种铁碳合金的温度与组织之间的关系，这对铸、锻、热处理工艺有哪些直接指导意义？
答：①铸造方面可根据相图上液相线可以确定铸件的合理浇注温度。一般选在液相线之上50℃~100℃，共晶成分合金结晶温区窄，合金流动性好，分散缩孔小。
②锻造方面从相图上可知，当把钢加热到A3和Am线之上变成单相A. A状态的钢塑性好、强度较低，很适于大变形量的热变形加工。
4、分型面
两半铸型相互接触的表面
5、分模面
是指上下锻模在模锻件上的分界面。它在锻件上的位置是否合适，关系到锻件成形、锻件出模、材料利用率及锻模加工等一系列问题。
6、胎模锻
胎模锻是在自由锻设备上使用胎模生产模锻件的工艺方法。
四、读图题
1、
（1）看图回答下列文字符号所表示的机械性能指标的正确名称：
E：弹性模量；σs：屈服点；δ：伸长率；
（3）以V3冷却,相当于油冷,转变产物为T+M+A´。
（4）以V4冷却,相当于水冷,转变产物为M+A´
3、下列铸件哪一个设计得较为合理？为什么？
（a）
（b）
图（b）结构好
用图（a）采用中空结构，要用悬臂型芯和型芯撑加固。图（b）采用开式结构省去了型芯撑。所以图（b）结构好。
4、图中所示为筋的几种布置形式，请比较哪一种接头较好？
图中b和图中结构好。
图中a为交叉接头，这种接头因交叉处热节较大，内部容易产生缩孔或缩松，内应力也难以松弛，故较易产生裂纹。图中b的交错接头和图中c的环状接头的热节均较前者小，且可通过微量变形来缓解内应力，因此抗裂性能均较交叉接头好。
五、问答题（6×4分=24分）
1、指出下列牌号的含义：
Q235A、45、W18Cr4V、HT250、QT400-18、T8
14.普通热处理主要有退火、正火、淬火、回火四种；化学热处理主要有表面渗C、渗N等；钢的表面热处理主要有表面淬火。
15、一般将铸件的凝固方式分为三种类型：逐层凝固方式、体积凝固方式和中间凝固方式。
16、铸造应力分为热应力和收缩应力。
17、铸件的一些主要缺陷有缩孔、缩松、变形、裂纹、浇不足、冷隔等，
18、分离工序是使坯料的一部分与另一部分相互分离的工序。如落料、冲孔、切断和修整等。变形工序是使坯料的一部分相对于另一部分产生位移而不破裂的工序，如拉深、弯曲、翻边、成形等。
T8碳素工具钢，含碳量为0.8%。
2、渗碳以后的钢件为什么还要进行淬火和低温回火？氮化以后的钢件为什么不再进行淬火？
渗碳后的钢，只有通过淬火加低温回火得到回火马氏体，才能具有高的硬度和强度。工件渗氮后，表面具有很高的硬度及耐磨性。无需再进行热处理。
3、请写出消失模的铸造原理。
答：其原理是用泡沫聚苯乙烯塑料模样代替普通模样，造好型后不取出模样就浇入金属液，在灼热液态金属的热作用下，泡沫塑料漆画、燃烧而消失，金属液取代了原来泡沫塑料模所占的空间位置，冷却凝固后即可获得所需要的铸件
19、钎焊是利用熔点比焊件低的钎料作为填充金属，加热时钎料熔化而将焊件连结起来的焊接方法。
三、名词解释：（7×2分=14分）
1、疲劳强度：材料抵抗无限次应力(107)循环也不疲劳断裂的强度指标，交变负荷σ-1＜σs为设计标准。
2、硬度：材料软硬程度。
3、胎模锻是在自由锻设备上使用胎模生产模锻件的工艺方法。