机械工程材料部分习题及答案(第二版)

机械工程材料部分习题及答案（第二版）

例

1

：某工厂生产精密丝杠，尺寸为

φ 40

× 

800mm

，要求热处理后变形小，尺寸稳定，表面硬度为

60

～

64HRC

，

用

CrWMn

钢制造

; 

其工序如下：热轧钢棒下料→球化退火→粗加工→淬火、低温回火

→精

加工→时效→精磨。试分

析：

1. 

用

CrWMn

钢的原因。

2. 

分析工艺安排能否达到要求，如

何改进？

丝杠是机床重要的零件之一，应用于进给机构和调节移动机构，它的精度高低直接影响机

床的加工精

度、定位

精度和测量精度，因此要求它具有高精度和高的稳定性、高的耐磨性。在加工

处理过程中，每一

工序都不能产生大

的应力和大的应变；为保证使用过程中的尺寸稳定，需尽可能

消除工件的应力，尽可能减少残余奥氏体量。

丝杠受

力不大，但转速很高，表面要求有高的硬度和

耐磨性，洛氏硬度为

60

～

64 HRC

。

根据精密丝杠的上述要求，选用

CrWMn

钢较为合适。其原因如下：

（

1

）

CrWMn

钢是高碳合金工具钢，

淬火处理后能获得高的硬度和耐磨性，

可满足硬度和耐磨性的要

求。

（

2

）

CrWM

钢

n 

由于加入合金元素的作用，具有良好的热处理工艺性能，淬透性好，热处理变形小，

有利于

保证丝

杠的精度。目前，

9Mn2V

和

CrWMn

用得较多，但前者淬透性差些，适用于直径较小

的精密丝

杠。

对原工艺安排分析：原工艺路线中，由于在球化退火前没有安排正火；机加工后没有安排去应力

退火；淬火、

低温回火后没有安排冰冷处理等项原因，使得精密丝杠在加工过程中会产生很大的应

力和变形，很难满足

精密丝杠

的技术要求。所以原工艺路线应改为：下料→正火→球化退火→粗加

工→去应力退火→淬火、低

温回火→冷处理→ 低温回火→精加工→时效→半精磨→时效→精磨。

例

2

：有一载重汽车的变速箱齿

轮，使用中受到一定的冲击，负载较重，齿表面要求耐磨，硬度为

58

～

62HRC

齿心

部硬度为

30

～

45HRC

，

其余力学性能要求为

σ 

b

>

1000MPa

，σ 

OF

≥

600MPa

，

AK 

>

48J

。试从所给材料中选择制

造

该齿轮的

合适钢种。

35

、

45 

、

20CrMnTi 

、

38CrMoAl 

、

T12 

分析：从所列材料中可以看出

35

、

45 

、

T12 

钢不能满足要求。对剩余两个钢种的比较可

见表

接触疲劳强

弯曲疲劳强度