《金属加工与实训》合金钢的用途（2）（举一反三考点练）- 讲义

举一反三考点练 《金属加工与实训》合金钢的用途（2）-讲义 （1）​​区分不同工具（如冲头 vs 丝锥）应选用的钢种和热处理工艺。 （2）解释为何弹簧采用中温回火，而刃具和轴承采用低温回火。 （3）解释60Si2Mn、GCr15、9SiCr、4CrW2Si的含义和主要用途。 知识点一 合金弹簧钢 ④用于制造横截面积较大、屈服强度要求较高的重要弹簧的钢。常用的合金弹簧钢牌号有55CrMn、60Si2Mn、55SiMnVB、65Mn和55CrVA等。弹簧根据加工工艺的不同可分为冷成形弹簧和热成形弹簧。 冷成形方法适合于制造小型弹簧(直径或厚度一般在4mm以下)，弹簧成形后只需在250~300℃进行去应力退火，以消除弹簧成形时产生的应力，稳定弹簧尺寸。冷成形弹簧的加工工艺路线是下料→卷簧成形→去应力退火→试验→验收→入库。 热成形方法适合于制造大型弹簧(直径或厚度一般在4mm以上)，弹簧成形后进行淬火和中温回火，可提高弹簧的屈服强度，如汽车用钢板弹簧(图2-9)、铁道车辆用缓冲弹簧等多采用60Si2Mn钢来制造。热成形弹簧的加工工艺路线是下料→加热→卷簧成形→淬火→中温回火→试验→验收→入库。 【单项选择题】合金弹簧钢与合金调质钢的核心区别是（ ） A. 是否含有合金元素 B. 最终热处理工艺不同（弹簧钢：淬火+中温回火；调质钢：淬火+高温回火），性能侧重点不同（弹性vs综合力学性能） C. 碳含量均低于0.20% D. 均用于制造弹簧 【答案】B 【解析】合金弹簧钢最终热处理为“淬火+中温回火”（侧重高弹性、高屈服强度），合金调质钢为“淬火+高温回火”（侧重强度与韧性均衡），这是核心区别；A（均含合金元素）、C（弹簧钢碳含量约0.55%~0.65%，较高）、D（调质钢不造弹簧）表述错误，故答案为B。 1. （单项选择题）下列关于热成形弹簧加工工艺的说法，正确的是（ ） A. 无需加热，直接卷簧成形 B. 成形后需经淬火+中温回火，以提高屈服强度 C. 仅适用于制造小型弹簧 D. 最终热处理采用低温回火 【答案】B 【解析】文中明确热成形弹簧“加热→卷簧成形→淬火→中温回火”，B正确；A（需加热）、C（适用于大型弹簧）、D（中温回火，非低温）表述错误，故答案为B。 2. （单项选择题）下列零件中，不适合用合金弹簧钢制造的是（ ） A. 汽车气门弹簧 B. 铁道车辆缓冲弹簧 C. 机床主轴 D. 小型精密弹簧（直径3mm） 【答案】C 【解析】机床主轴需综合力学性能，用合金调质钢（如40Cr）制造；A、B、D均为弹簧类零件，适合用合金弹簧钢，故答案为C。 3. （填空题）合金弹簧钢用于制造横截面积较大、________要求较高的重要弹簧，如汽车钢板弹簧、铁道车辆缓冲弹簧等。 【答案】屈服强度 【解析】文中明确合金弹簧钢“用于制造横截面积较大、屈服强度要求较高的重要弹簧”，故填“屈服强度”。 1. （单项选择题）合金弹簧钢牌号“60Si2Mn”中，“60”的含义是（ ） A. 屈服强度≥600MPa B. 平均碳的质量分数为0.60%（万分数） C. 平均硅的质量分数为6.0% D. 抗拉强度≥600MPa 【答案】B 【解析】合金弹簧钢属于合金结构钢，牌号中数字表示“平均碳的质量分数的万分数”，“60”即0.60%；A、D无对应定义，C（Si含量标为“2”，约2%）表述错误，故答案为B。 2. （单项选择题）冷成形弹簧进行去应力退火的主要目的是（ ） A. 提高屈服强度 B. 消除成形时产生的内应力，稳定弹簧尺寸 C. 提高表面硬度 D. 改善切削加工性能 【答案】B 【解析】文中明确去应力退火目的是“消除弹簧成形时产生的应力，稳定弹簧尺寸”，A、C是热成形弹簧淬火+中温回火的目的，D是预备热处理目的，故答案为B。 3. （填空题）弹簧按加工工艺可分为冷成形弹簧和________弹簧，前者适用于小型弹簧，后者适用于大型弹簧。 【答案】热成形 【解析】文中提到“弹簧根据加工工艺的不同可分为冷成形弹簧和热成形弹簧”，故填“热成形”。 · 弹簧钢，求弹限，疲劳寿命是关键。热成形要淬火中温回，60Si2Mn扛大梁；冷成形后去应力，小件弹簧它来造。 知识点二 高碳铬轴承钢 ⑤它属于特殊质量合金钢，主要用于制造滚动轴承(图2-10)中的钢球、钢柱、钢针及套圈(内圈和外圈)，也可用来制造高耐磨性的量具、模具及低合金刃具等。这些零件要求具有高硬度、高耐磨性、高耐压强度和高的疲劳强度等性能。高碳铬轴承钢中平均碳的质量分数较高(0.95%~1.15%)，钢中铬的质量分数为0.4%~1.65%，目的在于提高高碳铬轴承钢的耐磨性。常用的高碳铬轴承钢是GCrl5、GCr15SiMn、GCr15SiMo 和GCr18Mo 等。高碳铬轴承钢的加工工艺路线是下料→锻造→预备热处理(球化退火)→机械加工→淬火→低温回火→机械加工(精加工)→低温回火→检验→入库。 【单项选择题】下列关于高碳铬轴承钢“GCr15SiMn”的说法，错误的是（ ） A. “G”表示轴承钢，“Cr”表示铬元素 B. “15”表示平均铬的质量分数为1.5% C. “SiMn”表示硅、锰的质量分数均<1.5% D. 属于低碳合金钢，适合冷成形 【答案】D 【解析】GCr15SiMn的碳质量分数为0.95%~1.15%（高碳），非低碳钢，且高碳铬轴承钢需热加工（如锻造），D表述错误；A、B、C均符合牌号规则，故答案为D。 1. （单项选择题）高碳铬轴承钢的加工工艺中，“淬火”后需进行的热处理是（ ） A. 低温回火 B. 中温回火 C. 高温回火 D. 球化退火 【答案】A 【解析】文中工艺路线明确“淬火→低温回火”（低温回火可保证高硬度和耐磨性），B是弹簧钢淬火后热处理，C是调质钢工艺，D是预备热处理，故答案为A。 2. （单项选择题）高碳铬轴承钢属于哪一类合金钢？（ ） A. 普通质量合金钢 B. 优质合金钢 C. 特殊质量合金钢 D. 低级优质合金钢 【答案】C 【解析】文中开篇明确“高碳铬轴承钢属于特殊质量合金钢”，A、D不属于合金钢质量等级分类，B是另一质量等级，故答案为C。 3. （填空题）高碳铬轴承钢属于________合金钢，主要用于制造滚动轴承零件及高耐磨性零件。 【答案】特殊质量 【解析】文中明确“高碳铬轴承钢属于特殊质量合金钢”，故填“特殊质量”。 1. （单项选择题）高碳铬轴承钢牌号“GCr15”中，“15”的含义是（ ） A. 平均碳的质量分数为1.5% B. 平均铬的质量分数为1.5%（千分数） C. 屈服强度≥150MPa D. 抗拉强度≥1500MPa 【答案】B 【解析】高碳铬轴承钢牌号规则为“G（轴承钢前缀）+Cr（铬元素）+铬质量分数千分数”，“15”即铬的平均质量分数为1.5%；A（碳含量0.95%~1.15%）、C、D无对应定义，故答案为B。 2. （单项选择题）下列零件中，最适合用高碳铬轴承钢制造的是（ ） A. 汽车变速箱齿轮 B. 滚动轴承内圈 C. 机床主轴 D. 汽车钢板弹簧 【答案】B 【解析】文中明确轴承钢用于“制造滚动轴承的钢球、钢柱、套圈”，B选项符合；A用合金渗碳钢，C用合金调质钢，D用合金弹簧钢，故答案为B。 3. （填空题）高碳铬轴承钢中，铬的质量分数范围是________，加入铬元素的主要目的是提高耐磨性。 【答案】0.4%~1.65% 【解析】文中提到“钢中铬的质量分数为0.4%~1.65%”，故填“0.4%~1.65%”。 · 轴承钢，G开头，铬后数字表含量。高碳高铬为耐磨，球化退火再淬火。 知识点三 合金工具钢 ⑥用于制造重要的刃具、量具、耐冲击工具和模具(冷作模具和热作模具)的钢，它的质量等级属于特殊质量等级。由于加入的合金元素的种类、数量和碳的质量分数的不同，各种合金工具钢的性能和用途各有特点。 制造刃具与量具的合金工具钢一般需要经淬火加低温回火后使用。刃具包括冷剪切刀、板牙(图2-11)、丝锥、铰刀、搓丝板、拉刀、圆锯等，量具包括量规、精密丝杠等。刃具与量具要求热处理后变形小，具有高硬度(大多数应不低于60HRC)和高耐磨性。常用的制造刃具、量具的合金工具钢有 9SiCr、9Cr2、CrWMn、Cr2和9Mn2V等。 耐冲击工具主要是指风动切割工具、金属冷剪切刀片、铆钉冲头和冲孔冲头等。此类工具不仅要求高硬度和高耐磨性，还要求具有良好的冲击韧性。制造耐冲击工具的合金工具钢一般需要淬火加中温回火后使用。常用的制造耐冲击工具的合金工具钢有4CrW2Si、5CrW2Si和6CrW2Si等。 【单项选择题】合金工具钢牌号“CrWMn”中，碳的质量分数特点是（ ） A. w_C<1.0%，牌号前标有碳含量数字 B. w_C≥1.0%，牌号前不标碳含量数字 C. w_C=0.5%，属于中碳合金钢 D. w_C=0.2%，属于低碳合金钢 【答案】B 【解析】合金工具钢牌号规则为“w_C≥1%时不标碳含量数字”，CrWMn属于此类（用于刃具量具，需高碳保证硬度）；A（<1.0%需标数字，如9SiCr）、C、D（碳含量过低，无法满足高硬度需求）表述错误，故答案为B。 1. （单项选择题）合金工具钢与非合金工具钢（如T10）的核心区别是（ ） A. 是否含有铁元素 B. 是否加入合金元素，合金工具钢性能更优（如变形小、韧性好） C. 碳含量均低于0.70% D. 均用于制造弹簧 【答案】B 【解析】合金工具钢加入Si、Cr、W等合金元素，相比非合金工具钢（仅含碳），具有热处理变形小、韧性好等优势；A（均含铁）、C（合金工具钢碳含量多≥0.9%）、D（用于工具，非弹簧）表述错误，故答案为B。 2. （单项选择题）下列零件中，适合用“4CrW2Si”合金工具钢制造的是（ ） A. 精密量规（量具） B. 金属冷剪切刀片（耐冲击工具） C. 汽车钢板弹簧 D. 滚动轴承钢球 【答案】B 【解析】文中明确4CrW2Si是“制造耐冲击工具的合金工具钢”，用于“金属冷剪切刀片、铆钉冲头”等；A用9SiCr等刃具量具钢，C用合金弹簧钢，D用高碳铬轴承钢，故答案为B。 3. （填空题）合金工具钢用于制造重要的刃具、量具、耐冲击工具和________（冷作模具和热作模具），质量等级属于特殊质量等级。 【答案】模具 【解析】文中明确合金工具钢“用于制造重要的刃具、量具、耐冲击工具和模具(冷作模具和热作模具)”，故填“模具”。 1. （单项选择题）制造耐冲击工具的合金工具钢，最终热处理工艺是（ ） A. 去应力退火 B. 淬火+低温回火 C. 淬火+中温回火 D. 渗碳+淬火 【答案】C 【解析】文中指出“制造耐冲击工具的合金工具钢一般需要淬火加中温回火后使用”，中温回火可兼顾硬度与韧性；A是冷成形弹簧工艺，B是刃具量具工艺，D是合金渗碳钢工艺，故答案为C。 2. （单项选择题）下列关于合金工具钢“9SiCr”的说法，正确的是（ ） A. 属于耐冲击工具钢，用于制造铆钉冲头 B. 碳的质量分数为0.9%（千分数），含Si、Cr元素 C. 最终热处理采用淬火+中温回火 D. 硬度要求低于50HRC 【答案】B 【解析】“9SiCr”中“9”表示碳的质量分数为0.9%（千分数），“SiCr”表示含硅、铬元素，且属于刃具量具用钢；A（是刃具钢，非耐冲击工具钢）、C（淬火+低温回火）、D（硬度≥60HRC）表述错误，故答案为B。 3. （填空题）刃具与量具要求合金工具钢热处理后变形小，具有高硬度（大多数不低于________HRC）和高耐磨性。 【答案】60 【解析】文中提到刃具与量具“具有高硬度(大多数应不低于60HRC)”，故填“60”。 · 合金工具钢，性能更优良。刃量钢要硬又稳，耐冲击钢韧性强。数字表碳千分数，元素符号在后跟。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$