金属材料学(戴起勋版)第4章整理答案.docxVIP

4-1 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同？ 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材料所产生高温的受热条件下，仍能保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，即抵抗磨损的能力。工具在承受相当大的压力和摩擦力的条件下，仍能保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承受负荷、冲击、震动和弯曲等复杂的 HYPERLINK /view/170203.htm \t _blank 应力，以保证工具的正常使用。 （4） 其他性能。由于各种工具的工作条件不同，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 HYPERLINK /view/3121656.htm \t _blank 高温力学性能、热疲劳性、导热性和耐磨腐蚀性能等。 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，才能保证工具的制造和使用。钢的加工性取决于化学成分、组织的质量。 （2） 淬火温度范围.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。淬透性表示钢在淬火后从表面到内部的硬度分布状况。淬透性的高低与钢的化学成分、纯洁度、晶粒度有关。根据用于制造不同的工具，对这两种性能各有一定的要求。 （4） 脱碳敏感性.　工具表面发生脱碳，将使表面层硬度降低，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 HYPERLINK /view/4329444.htm \t _blank 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： 较高的疲劳强度和耐久强度。 高的屈服强、抗拉强度以及较高的断裂抗力。 良好的耐磨性和接触疲劳强度。 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→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。 4-2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：一般采用无缺口式样； 硬度：一般硬度60HRC以上，钢中存在的大量碳化物可提高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处距水冷端距离表示。淬透性作用强弱顺序： Si、Mn、Mo、Cr、Ni 热稳定性：（钢在较高温度下保持一定强度的性质）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。 4-3试用合金化原理分析说明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使钢的脱碳倾向较大。 CrWMn① Cr、W、Mn复合，有较高??透性，D油=50~70mm； 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。 4-4 9SiCr和60Si2Mn都有不同程度的脱C倾向，为什么? 两者均含Si元素，Si是促进石墨化的元素，因此加热时易脱碳。 4-5 分析比较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200-250℃，其硬度和耐磨性已迅速下降而失效；9SiCr钢制造的