第8卷 合金钢的性能与钢 重庆市（高职分类考试）《机械基础》（机工版·第三版） 单元过关卷

重庆市（高职分类考试）机械加工类 《机械基础》（机工版·第三版） 合金钢的性能与钢 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题2分，共40分） 1. 关于不锈钢，下列说法正确的是（ ） A. 随着不锈钢中的含碳量的增加，钢的强度、硬度和耐腐蚀性提高，而韧性则下降 B. Cr12属于铬不锈钢，具有良好的抗大气、海水、蒸汽等介质腐蚀的能力 C. 铬镍不锈钢的耐腐蚀能力最好，但价格比较昂贵，应用没有铬不锈钢广泛 D. 决定不锈钢耐腐蚀能力的主要元素是铬，不锈钢要想耐腐蚀，铬的含量必须在12%以上 2. 合金钢中的合金元素主要作用是：（ ） A. 降低成本 B. 提高焊接性能 C. 改变晶体结构 D. 增加重量 3. 在钢中加入锰、硅、铬、镍等合金元素，主要目的是（ ） A. 改善钢的力学性能和工艺性能 B. 降低钢中铁元素的基本含量 C. 使钢完全失去热处理能力 D. 保证钢只适用于铸造成形 4. 对钢的性能影响，有害的元素是（ ） A. 硅和锰 B. 硫和锰 C. 硅和磷 D. 硫和磷 5. 某传动轴要求具有较高强度、良好韧性，并希望调质处理后获得较好的综合力学性能，较适合选用的材料是（ ） A. 低碳普通碳素钢 B. 中碳合金结构钢 C. 高碳碳素工具钢 D. 灰口铸铁材料 6. 鸟巢是2008年北京奥运会的主体育场，它的外形结构是用________制造的。（ ） A. 低合金高强度钢 B. 合金渗碳钢 C. 合金工具钢 D. 合金弹簧钢 7. 适用于制造汽轮机叶片、水压机阀的不锈钢是（ ） A. W18Cr4V B. Cr12 C. 1Cr13 D. 0Cr18Ni9 8. 结构钢主要用于哪个领域？（ ） A. 医疗器械 B. 汽车制造 C. 电子产品 D. 建筑 9. 耐热钢主要用于哪个领域？（ ） A. 食品加工 B. 化工 C. 低温环境 D. 高温环境 10. 有关下图所示各零部件的表述，正确的是______。（ ） C620 车床主轴 加工中心主轴 电接触器 挖掘机 A. C620 车床主轴承受不大的工作应力和冲击载荷，可选用 45 号普通碳素结构钢制造 B. 加工中心主轴综合力学性能要求很高，强度、塑性和韧性要求配合良好，可选用 40MnB合金渗碳钢制造。 C. 电接触器中电路元件应有良好的导电性、耐腐蚀性和耐磨性，可选用 QBe2 铍青铜制造。 D. 挖掘机铲斗的斗齿在工作时受冲击载荷作用，需具备高强度、高硬度和高耐磨性，可选用 ZG200-400 钢制造。 11. 在高温环境下工作，最适合选择的材料是（ ） A. 碳素钢 B. 合金钢 C. 硬质合金 D. 铝合金 12. 适用于制作切削速度较高的精加工切削刀具和各种复杂形状的切削刀具（ ） A. 高速工具钢 B. 碳素工具钢 C. 不锈钢 D. 耐热钢 13. 在钢中加入一定数量的一种或几种（ ）、磷、铅、钙、硒、碲等易切削元素，可以改善切削加工性，这种钢称为自动机床加工用钢，简称自动钢 A. 铬 B. 硅 C. 碳 D. 硫 14. 钢的含碳量一般在（ ） A. 0.77% 以下 B. 2.11% 以下 C. 4.3% 以下 D. 6.69% 以下 15. 形状复杂、力学性能要求较高，而且难以用压力加工方法成形的机架、箱体等零件，宜采用______来制造（ ） A. 碳素结构钢 B. 碳素工具钢 C. 铸钢 D. 不锈钢 16. 原采用40Cr制造的轴，现因材料短缺，能代替的钢号是（ ） A. Y30 B. T10 C. 40MnB D. 22Cr17MnNi4N 17. 下列材料，适合制造挖土机铲齿的是（ ） A. 合金调质钢 B. 不锈钢 C. 碳素工具钢 D. 高锰耐磨钢 18. 常存杂质元素于钢中，使钢产生冷脆性的是（ ） A. 硅 B. 锰 C. 硫 D. 磷 19. 12Cr18Ni9属于（ ） A. 高速钢 B. 轴承钢 C. 耐磨钢 D. 不锈钢 20. 钢和铸铁分界线的含碳量约为（ ） A. 0.77% B. 2.11% C. 4.3% D. 3.11% 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 淬透性是指钢经淬火后的最高硬度，一般合金钢的淬透性好于碳钢。（ ） 22. 合金结构钢中的铬、镍、锰等元素可改善钢的强度、韧性或淬透性，因此合金钢通常比同类碳素钢具有更好的综合性能。（ ） 23. 硬质合金是一种耐磨性好、耐热性高、抗弯强度和冲击韧度都较高的刀具材料。（ ） 24. 合金钢因为合金元素的添加，使其化学性质变得不稳定。（ ） 25. 含碳量高的合金工具钢多用于制造热作模具。 （ ） 26. 高速钢属于合金工具钢，具有较高的热硬性，适用于制造承受较高切削温度的刀具。（ ） 27. 一般把含碳量小于2.11%的铁碳合金称为钢。（ ） 28. 工具钢的硬度、耐磨性高，则红硬性也一定好。（ ） 29. 钢的主要特点是强度高、韧性差、导电性良好。（ ） 30. 钢的晶粒因过热而粗化时，就有变脆的倾向。（ ） 三、填空题（本大题共5小题，每题2分，共10分） 31. 在钢中有目的地加入一种或多种合金元素，以改善钢的使用性能或工艺性能，这类钢称为______。 32. 合金工具钢按用途可分为______、______和 ______ 三类， 其中碳含量高（大于0.80%）的钢多用于制造刃具、量具和 ______，碳含量中等（0.35%～0.70%）的钢多用于制造______ 33. 汽车齿轮受力较大，受冲击载荷频繁，其耐磨性、疲劳强度、心部强度以及冲击韧性等要求比机床齿轮高，一般用______制造，如20Cr或20CrMnTi。 34. 钢常用于制造需要高强度和良好韧性的零件，其主要成分是______。 35. 钢的耐热性包括______性______性两个方面。 四、计算题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 36. 某批低合金结构钢质量为 500 kg，其中锰的质量分数为 1.20%。计算该批钢中锰元素的质量。 37. 某合金工具钢试样质量为 200 g，经化学分析测得碳元素质量为 2.10 g。计算该钢中碳的质量分数，并判断其按含碳量属于哪类钢。 38. 某 40Cr 钢零件热处理前质量为 3.00 kg，其中铬的质量分数为 1.00%，碳的质量分数为 0.40%。计算该零件中铬和碳的质量，并说明铬元素对该钢淬透性的影响。 五、综合应用题（本大题共3小题） 39. 某车间准备加工一批中等载荷传动轴，备选材料有 Q235 普通碳素结构钢和 40Cr 合金结构钢。传动轴要求具有较高强度、较好韧性和一定耐磨性。 40. 一批机器齿轮原计划选用 20CrMnTi 钢制造。技术员提出用普通低碳钢代替，以降低材料成本。该齿轮工作时承受冲击载荷，齿面要求耐磨，心部要求有韧性。 41. 某维修班加工一批切削刀具，材料备选为 45 钢和 W18Cr4V 高速钢。刀具工作时切削速度较高，刃口温度升高明显，要求保持较高硬度和耐磨性。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $ 重庆市（高职分类考试）机械加工类 《机械基础》（机工版·第三版） 合金钢的性能与钢 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题2分，共40分） 1. 关于不锈钢，下列说法正确的是（ ） A. 随着不锈钢中的含碳量的增加，钢的强度、硬度和耐腐蚀性提高，而韧性则下降 B. Cr12属于铬不锈钢，具有良好的抗大气、海水、蒸汽等介质腐蚀的能力 C. 铬镍不锈钢的耐腐蚀能力最好，但价格比较昂贵，应用没有铬不锈钢广泛 D. 决定不锈钢耐腐蚀能力的主要元素是铬，不锈钢要想耐腐蚀，铬的含量必须在12%以上 【答案】D 【解析】不锈钢获得耐腐蚀性的关键元素是铬，铬含量达到一定水平后能在钢表面形成致密的钝化膜，从而提高抗腐蚀能力。含碳量增加通常会提高强度和硬度，但会降低韧性，并可能因形成碳化铬而削弱耐腐蚀性；Cr12主要属于高碳高铬工具钢，不宜简单作为不锈钢判断；铬镍不锈钢耐腐蚀性较好但价格较高。因此正确选项为D。 2. 合金钢中的合金元素主要作用是：（ ） A. 降低成本 B. 提高焊接性能 C. 改变晶体结构 D. 增加重量 【答案】C 【解析】合金元素通过改变钢的晶体结构，可以提高钢的强度、韧性和耐腐蚀性。 3. 在钢中加入锰、硅、铬、镍等合金元素，主要目的是（ ） A. 改善钢的力学性能和工艺性能 B. 降低钢中铁元素的基本含量 C. 使钢完全失去热处理能力 D. 保证钢只适用于铸造成形 【答案】A 【解析】合金元素能提高钢的强度、硬度、耐磨性、淬透性、耐蚀性或耐热性等性能。加入合金元素并不是为了减少铁含量，也不会使钢失去热处理能力。 4. 对钢的性能影响，有害的元素是（ ） A. 硅和锰 B. 硫和锰 C. 硅和磷 D. 硫和磷 【答案】D 【解析】硫和磷通常是钢中的有害杂质元素。硫易引起热脆，使钢在热加工时开裂；磷易引起冷脆，使钢的塑性和韧性下降。硅和锰在适量范围内常作为有益元素使用，可起脱氧、强化等作用。因此正确选项为D。 5. 某传动轴要求具有较高强度、良好韧性，并希望调质处理后获得较好的综合力学性能，较适合选用的材料是（ ） A. 低碳普通碳素钢 B. 中碳合金结构钢 C. 高碳碳素工具钢 D. 灰口铸铁材料 【答案】B 【解析】传动轴通常要求强度、韧性和耐疲劳性能较好，中碳合金结构钢经调质处理后能获得较好的综合力学性能。低碳钢强度偏低，高碳工具钢韧性较差，灰口铸铁不适合承受较大的交变扭转载荷。 6. 鸟巢是2008年北京奥运会的主体育场，它的外形结构是用________制造的。（ ） A. 低合金高强度钢 B. 合金渗碳钢 C. 合金工具钢 D. 合金弹簧钢 【答案】A 【解析】低合金高强度钢广泛用于制造工程结构件、桥梁、船舶、车辆、压力容器、起重机械等。 7. 适用于制造汽轮机叶片、水压机阀的不锈钢是（ ） A. W18Cr4V B. Cr12 C. 1Cr13 D. 0Cr18Ni9 【答案】C 【解析】W18Cr4V：属于高速工具钢，具有高硬度、高耐磨性和高耐热性，主要用于制造切削刀具等，不适合用于制造汽轮机叶片和水压机阀。 Cr12：是一种高碳高铬莱氏体钢，具有较好的耐磨性和淬透性，主要用于冷作模具钢等领域，一般不用于制造汽轮机叶片和水压机阀。 1Cr13：是马氏体不锈钢，具有良好的耐腐蚀性、强度和韧性，适用于制造承受冲击载荷、要求较高韧性和一定耐腐蚀性的零部件，如汽轮机叶片、水压机阀等。 0Cr18Ni9：是奥氏体不锈钢，具有良好的耐腐蚀性和韧性，但强度相对较低，一般用于制造要求耐腐蚀性好的化工设备、食品机械等，不太适合用于承受较大载荷的汽轮机叶片和水压机阀。 选C 8. 结构钢主要用于哪个领域？（ ） A. 医疗器械 B. 汽车制造 C. 电子产品 D. 建筑 【答案】D 【解析】结构钢主要用于建筑领域，作为支撑结构的主要材料。 9. 耐热钢主要用于哪个领域？（ ） A. 食品加工 B. 化工 C. 低温环境 D. 高温环境 【答案】D 【解析】耐热钢主要用于承受高温环境下的零部件制造。 10. 有关下图所示各零部件的表述，正确的是______。（ ） C620 车床主轴 加工中心主轴 电接触器 挖掘机 A. C620 车床主轴承受不大的工作应力和冲击载荷，可选用 45 号普通碳素结构钢制造 B. 加工中心主轴综合力学性能要求很高，强度、塑性和韧性要求配合良好，可选用 40MnB合金渗碳钢制造。 C. 电接触器中电路元件应有良好的导电性、耐腐蚀性和耐磨性，可选用 QBe2 铍青铜制造。 D. 挖掘机铲斗的斗齿在工作时受冲击载荷作用，需具备高强度、高硬度和高耐磨性，可选用 ZG200-400 钢制造。 【答案】C 【解析】45钢为优质碳素结构钢；40MnB为合金调质钢；挖掘机铲斗的斗齿应选用ZGMn13。 11. 在高温环境下工作，最适合选择的材料是（ ） A. 碳素钢 B. 合金钢 C. 硬质合金 D. 铝合金 【答案】B 【解析】合金钢中含有的合金元素可以提高其高温强度和耐腐蚀性能，适合高温环境。 12. 适用于制作切削速度较高的精加工切削刀具和各种复杂形状的切削刀具（ ） A. 高速工具钢 B. 碳素工具钢 C. 不锈钢 D. 耐热钢 【答案】A 【解析】制作切削速度较高的精加工切削刀具和各种复杂形状的切削刀具选用高速工具钢。 13. 在钢中加入一定数量的一种或几种（ ）、磷、铅、钙、硒、碲等易切削元素，可以改善切削加工性，这种钢称为自动机床加工用钢，简称自动钢 A. 铬 B. 硅 C. 碳 D. 硫 【答案】D 【解析】自动钢又称易切削钢，是在钢中加入硫、磷、铅、钙、硒、碲等易切削元素，以改善切屑断裂和表面加工质量。其中硫是常见的易切削元素，能与锰形成硫化锰夹杂，起到改善切削加工性的作用。因此正确选项为D。 14. 钢的含碳量一般在（ ） A. 0.77% 以下 B. 2.11% 以下 C. 4.3% 以下 D. 6.69% 以下 【答案】B 【解析】钢的含碳量一般在0.0218%至2.11%之间‌。钢是对含碳量质量百分比介于0.02%至2.11%之间的铁碳合金的统称。具体来说，含碳量低于1.7%的钢称为碳素钢，而含碳量在0.25%至0.60%之间的碳素钢则被称为中碳钢。‌ 15. 形状复杂、力学性能要求较高，而且难以用压力加工方法成形的机架、箱体等零件，宜采用______来制造（ ） A. 碳素结构钢 B. 碳素工具钢 C. 铸钢 D. 不锈钢 【答案】C 【解析】机架、箱体等零件形状复杂，且难以通过锻压、轧制等压力加工方法成形时，宜采用铸造成形。铸钢既能满足复杂外形要求，又比铸铁具有较高的强度、韧性和承载能力，适用于力学性能要求较高的复杂零件。因此正确选项为C。 16. 原采用40Cr制造的轴，现因材料短缺，能代替的钢号是（ ） A. Y30 B. T10 C. 40MnB D. 22Cr17MnNi4N 【答案】C 【解析】40Cr属于常用合金调质钢，常用于制造轴类、齿轮等承受中等载荷的零件。40MnB也是常用合金结构钢，含碳量和使用性能与40Cr相近，硼能提高淬透性，可在一定条件下代替40Cr。Y30为易切削钢，T10为碳素工具钢，22Cr17MnNi4N为不锈钢，均不适合作为该轴材料的直接代用钢号。因此正确选项为C。 17. 下列材料，适合制造挖土机铲齿的是（ ） A. 合金调质钢 B. 不锈钢 C. 碳素工具钢 D. 高锰耐磨钢 【答案】D 【解析】挖土机铲齿需要耐磨性好的高锰耐磨钢。 18. 常存杂质元素于钢中，使钢产生冷脆性的是（ ） A. 硅 B. 锰 C. 硫 D. 磷 【答案】D 【解析】磷可以使钢变脆 19. 12Cr18Ni9属于（ ） A. 高速钢 B. 轴承钢 C. 耐磨钢 D. 不锈钢 【答案】D 【解析】12Cr18Ni9钢号中含有较高的铬和镍，属于铬镍奥氏体不锈钢。铬能形成钝化膜提高耐腐蚀性，镍有利于获得奥氏体组织并改善耐腐蚀性和塑韧性。它不属于高速钢、轴承钢或耐磨钢。因此正确选项为D。 20. 钢和铸铁分界线的含碳量约为（ ） A. 0.77% B. 2.11% C. 4.3% D. 3.11% 【答案】B 【解析】钢和铸铁的分界线含碳量大约为2.11%。含碳量低于2.11%的通常被认为是钢，而高于这个含碳量的则被归类为铸铁。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 淬透性是指钢经淬火后的最高硬度，一般合金钢的淬透性好于碳钢。（ ） 【答案】错误 【解析】淬透性不是指钢淬火后的最高硬度，而是指钢在淬火时获得淬硬层深度和形成马氏体组织的能力。钢淬火后的最高硬度主要与含碳量有关；合金元素通常能提高钢的淬透性，因此一般合金钢的淬透性好于碳钢。题干前半句概念错误，所以本题判断为错误。 22. 合金结构钢中的铬、镍、锰等元素可改善钢的强度、韧性或淬透性，因此合金钢通常比同类碳素钢具有更好的综合性能。（ ） 【答案】正确 【解析】合金元素能改变钢的组织和热处理性能，使钢在强度、韧性、耐磨性、耐蚀性或淬透性等方面得到改善。这里强调的是同类钢在合理成分和热处理条件下的综合性能比较。 23. 硬质合金是一种耐磨性好、耐热性高、抗弯强度和冲击韧度都较高的刀具材料。（ ） 【答案】错误 【解析】硬质合金耐磨性和耐热性高，但抗弯强度和冲击韧度相对较低，与高速钢相比，韧性较差。 24. 合金钢因为合金元素的添加，使其化学性质变得不稳定。（ ） 【答案】错误 【解析】合金钢中的合金元素可增强其耐腐蚀性和耐高温性，使其化学性质更为稳定。因此这个说法错误。 25. 含碳量高的合金工具钢多用于制造热作模具。 （ ） 【答案】错误 【解析】含碳量较高的合金工具钢通常具有高硬度和高耐磨性，多用于制造刃具、量具和冷作模具。热作模具在高温和冲击条件下工作，要求较好的热强性、韧性和抗热疲劳能力，通常采用中等含碳量的合金热作模具钢。因此题干说“含碳量高的合金工具钢多用于制造热作模具”不正确。 26. 高速钢属于合金工具钢，具有较高的热硬性，适用于制造承受较高切削温度的刀具。（ ） 【答案】正确 【解析】高速钢中含有钨、钼、铬、钒等合金元素，能在较高温度下保持较高硬度，这种性能称为热硬性。因此高速钢常用于制造车刀、铣刀、钻头等切削刀具。 27. 一般把含碳量小于2.11%的铁碳合金称为钢。（ ） 【答案】正确 【解析】按铁碳合金相图和常用材料分类，含碳量小于约2.11%的铁碳合金一般称为钢，含碳量大于约2.11%的铁碳合金通常称为铸铁。实际钢中还可能含有硅、锰、硫、磷等元素，但基本分类依据仍是含碳量范围。因此本题判断为正确。 28. 工具钢的硬度、耐磨性高，则红硬性也一定好。（ ） 【答案】错误 【解析】工具钢的硬度和耐磨性高，不代表红硬性一定好。红硬性是钢在较高温度下仍能保持高硬度的能力，主要与钨、钼、铬、钒等合金元素及热处理有关。碳素工具钢在常温下可具有较高硬度和耐磨性，但高温下容易软化，红硬性较差。因此本题判断为错误。 29. 钢的主要特点是强度高、韧性差、导电性良好。（ ） 【答案】错误 【解析】钢的特点是强度高、韧性好、可塑性大，并且具有良好的导电性能。 30. 钢的晶粒因过热而粗化时，就有变脆的倾向。（ ） 【答案】正确 【解析】钢在加热温度过高或保温时间过长时，奥氏体晶粒会明显长大，冷却后组织粗大。晶粒粗大会降低钢的塑性和韧性，使材料冲击韧性变差，并产生变脆倾向。因此本题判断为正确。 三、填空题（本大题共5小题，每题2分，共10分） 31. 在钢中有目的地加入一种或多种合金元素，以改善钢的使用性能或工艺性能，这类钢称为______。 【答案】合金钢 【解析】合金钢是在碳素钢基础上有目的地加入合金元素形成的钢。其目的在于改善强度、韧性、耐磨性、耐蚀性、淬透性等性能，而不是单纯改变钢的名称。 32. 合金工具钢按用途可分为______、______和 ______ 三类， 其中碳含量高（大于0.80%）的钢多用于制造刃具、量具和 ______，碳含量中等（0.35%～0.70%）的钢多用于制造______ 【答案】① 刃具钢 ② 模具钢 ③ 量具钢 ④ 冷作模具 ⑤ 热作模具 【解析】合金工具钢按用途通常分为刃具钢、模具钢和量具钢。刃具、量具和冷作模具主要要求高硬度、高耐磨性和较好的尺寸稳定性，因此多采用含碳量较高的钢；热作模具在高温下承受冲击和热疲劳，要求较好的韧性和热强性，通常采用中等含碳量的合金工具钢。 33. 汽车齿轮受力较大，受冲击载荷频繁，其耐磨性、疲劳强度、心部强度以及冲击韧性等要求比机床齿轮高，一般用______制造，如20Cr或20CrMnTi。 【答案】合金渗碳钢 【解析】汽车齿轮承受较大载荷和频繁冲击，要求齿面耐磨、疲劳强度高，同时心部具有足够强度和冲击韧性。合金渗碳钢如20Cr、20CrMnTi含碳量较低，渗碳淬火后可获得“硬齿面、韧心部”的性能配合，适合制造汽车齿轮。 34. 钢常用于制造需要高强度和良好韧性的零件，其主要成分是______。 【答案】铁和碳 【解析】钢的主要成分是铁和碳，其中碳的含量决定了钢的硬度和强度。 35. 钢的耐热性包括______性______性两个方面。 【答案】① 高温抗氧化性 ② 高温热强性 【解析】钢的耐热性主要包括高温抗氧化性和高温热强性两个方面。高温抗氧化性是指钢在高温下抵抗氧化皮生成和氧化腐蚀的能力；高温热强性是指钢在高温下仍能保持一定强度、抗蠕变和抗变形的能力。两者共同决定钢在高温环境中的使用性能。 四、计算题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 36. 某批低合金结构钢质量为 500 kg，其中锰的质量分数为 1.20%。计算该批钢中锰元素的质量。 【答案】锰元素的质量为 6.00 kg。 【解析】由 ，代入 ，得 kg。 37. 某合金工具钢试样质量为 200 g，经化学分析测得碳元素质量为 2.10 g。计算该钢中碳的质量分数，并判断其按含碳量属于哪类钢。 【答案】碳的质量分数为 1.05%，按含碳量属于高碳钢。 【解析】由 ，代入 ，得 1.05%。碳含量大于 0.60%，属于高碳钢。 38. 某 40Cr 钢零件热处理前质量为 3.00 kg，其中铬的质量分数为 1.00%，碳的质量分数为 0.40%。计算该零件中铬和碳的质量，并说明铬元素对该钢淬透性的影响。 【答案】铬的质量为 0.030 kg，碳的质量为 0.012 kg。铬能提高钢的淬透性，使较大截面零件淬火后更容易获得较深的强化层。 【解析】铬质量为 ，得 0.030 kg；碳质量为 ，得 0.012 kg。铬是常用合金元素，可提高淬透性和耐磨性。 五、综合应用题（本大题共3小题） 39. 某车间准备加工一批中等载荷传动轴，备选材料有 Q235 普通碳素结构钢和 40Cr 合金结构钢。传动轴要求具有较高强度、较好韧性和一定耐磨性。 【答案】（1）应优先选用 40Cr 合金结构钢。 （2）40Cr 含有铬等合金元素，经热处理后强度、韧性和耐磨性较好，适合承受中等载荷的轴类零件。 （3）常采用调质处理，即淬火后高温回火，以获得较好的综合力学性能。 【解析】（1）传动轴要求强度和韧性配合，40Cr 更符合使用要求。 （2）铬能提高淬透性和耐磨性，热处理后性能优于普通碳素结构钢。 （3）调质处理适合改善轴类零件的强度、韧性和组织稳定性。 40. 一批机器齿轮原计划选用 20CrMnTi 钢制造。技术员提出用普通低碳钢代替，以降低材料成本。该齿轮工作时承受冲击载荷，齿面要求耐磨，心部要求有韧性。 【答案】（1）不适合直接代替。 （2）20CrMnTi 属于常用渗碳钢，渗碳淬火后齿面硬度高、耐磨性好，心部仍保持较好韧性。 （3）通常采用渗碳、淬火和低温回火，使齿面强化而心部保持韧性。 【解析】（1）普通低碳钢直接使用时齿面硬度和耐磨性不足。 （2）20CrMnTi 的合金元素有利于提高淬透性和综合性能，适合承受冲击的齿轮。 （3）渗碳后热处理可形成“硬表面、韧心部”的性能配合。 41. 某维修班加工一批切削刀具，材料备选为 45 钢和 W18Cr4V 高速钢。刀具工作时切削速度较高，刃口温度升高明显，要求保持较高硬度和耐磨性。 【答案】（1）应选用 W18Cr4V 高速钢。 （2）W18Cr4V 含有钨、铬、钒等合金元素，具有较高硬度、耐磨性和红硬性，适合高速切削刀具。 （3）45 钢高温下硬度保持能力差，刃口易软化、磨损加快，导致刀具寿命降低。 【解析】（1）高速切削刀具要求红硬性，W18Cr4V 符合要求。 （2）红硬性是高速钢在较高温度下仍保持硬度的能力。 （3）45 钢属于优质碳素结构钢，不适合作高速高温条件下的切削刀具材料。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $