合金钢练习题及参

（一）填空题

1. 根据各种合金元素规定含量界限值，将钢分为         、         、

          三大类。

2. Q235AF表示σs  =         MPa，质量为      级的            钢。

3.Q390A表示σs  =         MPa，质量为     级的               钢。

4.钢中提高淬透性元素的含量大，则过冷奥氏体          ，甚至在空气中冷却也能形成  马氏体   组织，故可称其为  空淬  钢。

5.高的回火稳定性和二次硬化使合金钢在较高温度（500～600℃）仍保持高硬度（≧60HRC），这种性能称为          。

6.易切削钢是指钢中加入   S，Pb、 等  元素，利用其本身或与其他元素形成一种对切削加工有利的化合物 ，来改善钢材的  切削加工性   。

7.钢的耐热性是          和           的综合性能。耐热钢按性能和用途可分为             和           两类。

8.常用的不锈钢按组织分为           、            、           。

（二）判断题

1.随着合金元素在钢中形成碳化物数量的增加，合金钢的硬度、强度提高，塑性、韧性下降。（      ）

2.合金元素中的镍、锰等合金元素使单相奥氏体区扩大。（       ）

3.高速钢的铸态组织中存在莱氏体，故可称为莱氏体钢。（       ）

4.高熔点的合金碳化物、特殊碳化物使合金钢在热处理时不易过热。（      ）

5.由于合金钢的C曲线向右移，临界冷却速度降低，从而使钢的淬透性下降。（     ）

6.Q345钢属于非合金钢。（       ）

7.合金渗碳钢是典型的表面强化钢，所以钢中含碳量wC＞0.25％。（     ）

8.截面较大的弹簧经热处理后一般还要进行喷丸处理，使其表面强化。（      ）

9.GGr15钢中铬的质量分数为1.5％，只能用来制造滚动轴承。（      ）

10.20CrMnTi是应用最广泛的合金调质钢。（      ）

（三）选择题

1.钢中的       元素引起钢的热脆，钢中      元素引起钢的冷脆。

A.Mn    B.S    C. Si     D.P   

2.含有Cr、Mn、Mo、W、V的合金钢，经高温奥氏体充分均匀化并淬火后，至500～600℃回火时，硬度回升的现象，称为               。

A.回火稳定性   B.回火脆性   C.二次硬化

3.制造截面尺寸在30mm以下的汽车变速齿轮、轴等，选用            。

A. 20Cr   B.40Cr   C.20CrMnTi

4.机床齿轮、轴、汽车半轴，常选用            。

A.40Cr    B.45    C.35CrMoAl

5.截面较大，形状复杂、工作条件繁重的各种冷冲模用            。

A.T12A   B.Cr12   C.Cr12MoV   D.9Mn2V

6.大多数合金元素都能溶于铁素体，产生固溶强化，使铁素体           。

A. 强度、硬度提高    B.塑性下降    C.韧性下降

7.滚动轴承的锻件毛坯必须经               处理。

A.正火    B.完全退火    C.球化退火

8.弹簧钢的热处理采用                处理。

A.淬火+低温回火    B.调质处理   C.淬火+中温回火

9.冷作模具钢的最终热处理一般为                 。

A.调质   B.球化退火   C.淬火+低温回火

10.5CrNiMo制造的热锻模最终热处理为         。

A.淬火+高温回火   B.淬火+中温回火   C.淬火+低温回火

（四）问答题

1．什么叫合金钢？常加入的合金元素有哪些？

答：为了提高钢的力学性能，改善钢的工艺性能和得到某些特殊的物理化学性能，炼钢时有目的地向钢中加入某些合金元素，就得到了低合金钢和合金钢。习惯上，把低合金钢和合金钢统称为合金钢。常用的合金元素有Si、Mn、Cr、Ni、Mo、W、V、Co、Ti、Nb、Al、B、N和稀土元素（Xt）等

2．试解释下列现象：

（1）Q345钢与Q235钢的含碳量基本相同，但前者的强度明显高于后者。

答：区别在于钢材成分不同，Q345低合金高强度结构钢中含有Mn,Si起到固强化作用，Ti，Nb，V起到弥散强化作用，而Q235属于非合金钢没有这些元素的强化，所以Q345钢比Q235钢的强度高。

（2）将20CrMnTi、20钢同时加热到950℃并保温一段时间，发现前者的奥氏体晶粒很细小而后者的奥氏体晶粒粗大。

答：20CrMnTi，20钢都可用于渗碳件。前者是合金渗碳钢，含有Cr，Mn，Ti其中Cr,Mn能提高淬透性，在渗碳高温加热时，Ti能阻止奥氏体晶粒的长大，热处理后获得较细的晶粒。后者属非合金钢，无合金元素，渗碳高温加热时，奥氏体长大速度快，热处理后获得较粗的晶粒。

3．什么叫水韧处理？为什么高锰钢具有优良的耐磨性？

答：水韧处理实际为一种固溶处理,常用于高锰钢。将高锰钢加热至1050-1100℃奥氏体化，并保温一段时间，使铸态组织中的碳化物充分固溶到奥氏体中，然后快速冷却得到单一的过冷奥氏体组织。水韧处理后高锰钢的硬度并不高（180~220HB）在使用状态组织为单相奥氏体，当受到剧烈冲击或者区大压力时，表面奥氏体会产生加工硬化，并伴有马氏体相变，使表面硬度提高到52~56HRC，具有优良的耐磨性。值得一提的是，高锰耐磨钢在剧烈冲击和压力下才能显示出高的耐磨性，不然并不耐磨。

4．说明高速钢中合金元素的作用及高速钢的热处理工艺特点。

答：高速钢是一种高碳高合金工具钢，wC=0.70～1.25%，以保证获得高碳马氏体并能形成足够的碳化物，获得较高的硬度及耐磨性。常加入的合金元素有W、Mo、Cr、V等，W、Mo、V是提高热硬性的主要元素，V可形成高硬度的碳化物，显著提高钢的硬度及耐磨性，Cr可提高淬透性。

     为了获得良好的力学性能和高的红硬性，需进行“高温淬火、多次回火”。以W18Cr4V为例，淬火温度较高，一般在1270~1280℃，加热过程需预热。淬火后获马氏体+碳化物+较大量的残余奥氏体（约30％）组织；回火温度在550~570℃，此温度回火时析出合金碳化物产生二次硬化，使硬度和强度达最大值，同时回火冷却时能使部分残余奥氏体转变成马氏体，因残余奥氏体量很多，一次回火处理不能消除大量的残余奥氏体，影响高速钢的硬度和耐磨性能，所以一般需经三次回火处理。

5．下列零件及工具，如材料错用，在使用过程中会出现哪些问题？

（1）把 45钢当作20CrMnTi钢制造齿轮；

答：20CrMnTi是中等截面、中等载荷、高速齿轮的首选渗碳钢，这种齿轮要求外硬内韧，表面具有高硬度（58~62HRC）具有耐磨性，心部具有足够的韧性以承受冲击。若错用45钢表面淬火件，因表面硬度不足（50~55HRC）、心部韧性不够导致齿轮早期失效。

（2）把T12钢当作W18Cr4V钢制造钻头；

答：W18 Cr4V钢属于高速工具钢，有较高的热硬性，能适应高速切削刀具发热的场合。而T12钢属于碳素工具钢，虽硬度值较高，但热硬性不高，只能适应250℃以下使用的低速切削工具，当钻头高速切削时刀具发热至较高温度时，T12钢硬度迅速降低使钻头失效。

（3）把20钢当作60Si2Mn钢制造弹簧。

答：60Si2Mn 属于合金弹簧钢，具有较高的屈服点和弹性极限、抗疲劳性、一定的韧性和塑形，而20钢属于优质碳素结构钢，屈服强度和弹性极限不足，不能胜任弹簧的工作要求，所以不适合做弹簧。

6．下列说法是否正确？如不正确，请予改正：

（1）对于大截面的碳素调质钢零件往往使用正火代替调质处理；

答：正确

（2）碳素工具钢及合金刃具钢之所以常用于手工刀具，是由于它们的热硬性较差；

答：正确

（3）在任何使用条件下，高锰耐磨钢都是耐磨的；

答：错误。高锰钢零件在使用中，必须伴随外来的压力和冲击作用，否则高锰钢是不耐磨的。

（4）Cr12MoV钢是不锈钢；

答：错误，属于合金工具钢。

（5）1Crl8Ni9钢低温下的塑性、韧性良好，因而适于作低温用材。

答：正确

7．说明下列牌号钢的类型、碳及合金元素的含量、用途。

 Q345、20CrMnTi、40Cr、60Si2Mn、GCrl5、ZGMnl3－l、9SiCr、CrWMn、W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、1Cr13、1Crl8Ni9、5CrMnMo、1CrllMoV。

答：略。请查教材相关表格第七章（合金钢）测试题三  

一、填空题不

1、合金元素在退火、正火、调质等状态的碳钢中，可以溶于          或形成          ，使钢的强度、硬度                。

2、1Cr18Ni9按用途称为      ____ 钢,按合金元素含量称           _钢。

3、合金刃具钢的含碳属          碳范围，可保证钢有高的                

和              。

4、模具钢分             和              ，前者在          使用，后者在            ___________________________使用.。

5、钢的耐热性是指               性和                 性的总称。

6、金属与周围介质直接发生化学反应而产生的腐蚀叫              腐蚀.

7、Cr13型不锈钢中，铬使钢有良好的          性，而碳则保证钢有适当的          ，随着钢中含碳量增加，钢的          和          提高，而          __________________和          _____则下降。

8、18—8型不锈钢，含碳量               ，无               ，其耐蚀性，塑性、韧性较Cr13型不锈钢          ，常用于制造__________________                       的零件或构件。

9、低合金刃具钢的预备热处理是               ，最终热处理是           。

10、高速钢淬透性          ，空冷可得马氏体组织，但冷却太慢时，会自奥氏体中析出          ，降低钢的          ，故常在          中淬火冷却。

11、为保证不锈钢的性能，钢中的含铬量一般都大于           %。

12、高速钢淬火加热温度          ，为          左右，由于其导热性差，故淬火加热时必须进行一至二次                  。

13、9CrSi中由于加入了          和          ，使其具有较高的淬透性和回火稳定性，红硬性可达          ℃，因此适宜用于制作                   。

14、合金渗碳钢的热处理是             和             加              。

15、合金元素在钢中形成的碳化物可分为两类           和            。

二、判断题（每题1分，共10分）

1、合金元素在钢中的作用，大都要通过热处理才能发挥。（  ）

2、滚动轴承钢是含碳量最高的合金结构钢，只能用作滚动轴承。（  ）

3、GCr15、1Cr13、Cr12都是高合金钢，且都是高碳钢。（  ）

4、0Cr18Ni9是含碳量为零的铬镍不锈钢。（  ）

5、凡合金元素溶入铁素体后，一般都能提高钢的强度。（  ）

6、钢中加入Si、Mn元素能显著提高强度。（  ）

7、只要金属表面形成氧化物，都对金属产生不好的作用。（  ）

8、高锰钢易加工硬化，造成切削加工困难，故高锰钢零件大多采用铸造成形。（  ）

9、小型冷作模具也可用碳素工具钢和低合金刃具钢来制造。（  ）

10、截面大、形状复杂的主要受力零件应选高合金钢。（  ）

三、选择题 （每选择项2分，共12分）

1、合金钢的淬火加热温度应比碳钢。（  ）

A、高；          B、低；          C、低得多。

2、20Cr钢的淬透性比20CrMnTi。（  ）

A、好；          B、差；          C、相当。

3、制造坦克履带，挖掘机铲齿等选用何种钢为宜。（  ）

A、5CrNiMo；    B、ZGMn13；     C、T7。

4、制造高精度丝锥，选何材料为宜。（  ）

A、CrWMn；     B、4Cr13；        C、5CrNiMo。

5、制造冷冲模，选用何材料为宜。（   ）

A、45；          B、Cr12Mo；      C、W18Cr4V。

6、制造一贮酸槽，选何材料为宜（  ）

A、1Cr18Ni9；    B、4Cr13；        C、GCr15。

四、解释牌号名称及含义（每个2分，共12分）

4Cr14Ni14W2Mo

W6Mo5Cr4V2

50CrVA

15CrMo

3Cr13

30CrMnTi

五、根据下表要求，简要归纳对比各种合金钢的特点