工程材料学习题集答案整理最终版
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工程材料习题集第一章钢的合金化基础1合金元素在钢中有哪四种存在形式？①溶入α(铁素体）、γ（奥氏体）、M(马氏体)，以溶质形式存在形成固溶体；②形成强化相:碳化物、金属间化合物;③形成非金属夹杂物；④以游离状态存在：Cu、Aｇ。
2写出六个奥氏体形成元素，其中哪三个可无限溶解在奥氏体中？哪两个铁素体形成元素可无限溶解在铁素体中？①奥氏体形成元素:Mｎ、Co、Ni、Cu、C、N（锰、钴、镍、铜、碳、氮），其中Mn、Cｏ、Ｎi(锰、钴、镍）可无限溶解在奥氏体中,Cu、Ｃ、N(铜、碳、氮）为有限溶解;②Cr、V(铬、钒）可无限溶解在铁素体中,其余为有限溶解。
3写出钢中常见的五种非碳化物形成元素。
①非碳化物形成元素:Ni、Ｓi、Aｌ、Ｃu、Co４按由强到弱的顺序写出钢中常见的八种碳化物形成元素。
按碳化物稳定性由弱到强的顺序写出钢中常见的四种碳化物的分子式。
①碳化物由强到弱排列:(强)Ti、Ｎｂ、V、(中强)W、Mｏ、Cr、(弱）Mｎ、Fe②碳化物稳定性由弱到强的顺序：Fe3C→M２3C６→M6C→MC5为什么高镍奥氏体钢易于冷变形，而高锰奥氏体钢难于冷变形,容易加工硬化?奥氏体层错能高和低时各形成什么形态的马氏体？①镍是提高奥氏体层错能的元素,锰是降低奥氏体层错能的元素,层错能越低，越有利于位错扩展而形成层错，使交滑移困难,加工硬化趋势增大。
②奥氏体层错能越低,形成板条马氏体,位错亚结构。
如Cr18-Ni8钢;奥氏体层错能越高，形成片状马氏体，孪晶亚结构。
如Fｅ-Ｎｉ合金。
6钢的强化机制的出发点是什么？钢中常用的四种强化方式是什么？其中哪一种方式在提高强度的同时还能改善韧性？钢中的第二相粒子主要有哪两个方面的作用?①强化机制的出发点是造成障碍，阻碍位错运动。
②钢中常用的四种强化方式:固溶强化、晶界强化（细晶强化)、第二相强化、位错强化（加工硬化）。
③晶界强化(细晶强化）在提高强度的同时还能改善韧性。
④钢中的第二相粒子主要作用:细化晶粒、弥散/沉淀强化。
工程材料 习题及答案
工程材料作业答案作业1 材料结构基础1.实际金属晶体中存在哪些晶体缺陷?它们对性能有什么影响?实际金属晶体存在点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷。
（1）点缺陷使周围晶格发生畸变，提高晶体内能量，降低电导率，提高强度；（2）线缺陷越多，其运动越困难，材料的强度、硬度越高，脆性越大，塑性越差；（3）面缺陷越多，晶粒越细，强度越高，塑性也越好；（4）体缺陷：孔洞影响材料的力学、光学、热学性能；裂纹影响材料的力学性能；夹杂影响材料的力学、光学、电学性能。
2.金属常见的3种晶体结构是什么？画出结构示意图。
（1）体心立方（bcc）（2）面心立方（fcc）（3）密排六方（hcp）3.按价键结构对材料进行分类，简述各类材料的性能特点。
种类价键结构性能特点金属材料金属键有光泽、塑性、导电、导热、较高强度和刚度无机非金属材料离子键、共价键耐高温、高强、脆、无塑性高分子材料共价键、分子键密度小、热胀性大、耐磨耐腐、易老化复合材料取决于组成物结合键比强度和比模量搞、抗疲劳、高温减震性能好4.简述构成材料的5种化学键及其对一般性能的影响。
离子键，共价键，金属键，范德华力，氢键。
（1）离子键组成的离子晶体硬度高，强度高，脆性大，绝缘，塑性差；（2）由共价键组成的晶体熔点高，强度高，脆性大；（3）由金属键组成的金属有：a.良好的导电、导热性；b.良好的塑性变形能力；c.不透明、呈现金属光泽；d.电阻随温度升高而增大；（4）由分子键组成的材料熔点低、硬度低、绝缘；（5）有氢键的材料熔点沸点比分子晶体高。
5.简述钢的3种热力学平衡相。
（1）铁素体：碳溶于α-Fe中形成的间隙固溶体。
铁素体由于溶碳量小，力学性能与纯铁相似。
塑性、冲击韧性较好，强度、硬度较低；（2）奥氏体：碳溶于γ-Fe中所形成的间隙固溶体。
奥氏体的强度、硬度较低，但有良好的塑性；（3）渗碳体：铁碳组成的具有复杂斜方结构的间隙化合物。
渗碳体硬度高，塑性和韧性很低。
6.什么是钢的珠光体、屈氏体、索氏体、贝氏体、马氏体、残余奥氏体？珠光体：铁素体和渗碳体组成的机械混合物。
工程材料学课后习题答案
第一章钢的合金化基础1、合金钢是如何分类的？1) 按合金元素分类：低合金钢，含有合金元素总量低于5%；中合金钢，含有合金元素总量为5%-10%；中高合金钢，含有合金元素总量高于10%。
2) 按冶金质量S、P含量分：普通钢，P≤0.04%,S≤0.05%;优质钢，P、S均≤0.03%；高级优质钢，P、S均≤0.025%。
3) 按用途分类：结构钢、工具钢、特种钢2、奥氏体稳定化，铁素体稳定化的元素有哪些？奥氏体稳定化元素, 主要是Ni、Mn、Co、C、N、Cu等铁素体稳定化元素, 主要有Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si、B、Nb、Zr等3、钢中碳化物形成元素有哪些（强-弱），其形成碳化物的规律如何？1) 碳化物形成元素：Ti、Zr、Nb、V、Mo、W、Cr、Mn、Fe等(按形成的碳化物的稳定性程度由强到弱的次序排列) ，在钢中一部分固溶于基体相中，一部分形成合金渗碳体, 含量高时可形成新的合金碳化物。
2) 形成碳化物的规律a) 合金渗碳体—— Mn与碳的亲和力小，大部分溶入α-Fe或γ-Fe中，少部分溶入Fe3C中，置换Fe3C中的Fe而形成合金渗碳体（Mn,Fe）3C; Mo、W、Cr少量时，也形成合金渗碳体b) 合金碳化物——Mo、W 、Cr含量高时，形成M6C(Fe2Mo4C Fe4Mo2C),M23C6(Fe21W2C6 Fe2W21C6)合金碳化物c) 特殊碳化物——Ti 、V 等与碳亲和力较强时i. 当rc/rMe<0.59时，碳的直径小于间隙，不改变原金属点阵结构，形成简单点阵碳化物（间隙相）MC、M2C。
ii. 当rc/rMe>0.59时，碳的直径大于间隙，原金属点阵变形，形成复杂点阵碳化物。
★4、钢的四种强化机制如何？实际提高钢强度的最有效方法是什么？1) 固溶强化：溶质溶入基体中形成固溶体能够强化金属；2) 晶界强化：晶格畸变产生应力场对位错运动起到阻碍达到强化，晶格越细，晶界越细，阻碍位错运动作用越大，从而提高强度；3) 第二相强化：有沉淀强化和弥散强化，沉淀强化着眼于位错运动切过第二相粒子；弥散强化着眼于位错运动绕过第二相粒子；4) 位错强化：位错密度越高则位错运动越容易发生相互交割形成割阶，引起位错缠结，因此造成位错运动困难，从而提高了钢强度。
工程材料作业习题及答案全
1、下列各种工件应该采用何种硬度实验方法来测定其硬度？锉刀、黄铜轴套、供应状态的各种非合金钢材、硬质合金刀片、耐磨工件的表面硬化层、调质态的机床主轴。
2、已知Cu（f.c.c）的原子直径为2.56A，求Cu的晶格常数a，并计算1mm3Cu中的原子数。
3、已知金属Ａ（熔点６００℃）与金属Ｂ（熔点５００℃）在液态无限互溶；在固态３００℃时Ａ溶于Ｂ的最大溶解度为３０％，室温时为１０％，但Ｂ不溶于Ａ；在３００℃时，含４０％Ｂ的液态合金发生共晶反应。
求：①作出Ａ－Ｂ合金相图（请用尺子等工具，标出横纵座标系，相图各区域名称，规范作图）②写出共晶反应式。
③分析２０％Ａ，４５％Ａ，８０％Ａ等合金的结晶过程，用结晶表达式表达。
４．一个二元共晶反应如下：Ｌ（７５％）←→α（１５％Ｂ）＋β（９５％Ｂ）（１）计算含５０％Ｂ的合金完全凝固时①初晶α与共晶（α＋β）的重量百分数。
②α相和β相的重量百分数。
③共晶体中的α相和β相的重量百分数。
（２）若显微组织中，测出初晶β相与（α＋β）共晶各占一半，求该合金的成分。
５．有形状，尺寸相同的两个Ｃｕ－Ｎｉ合金铸件，一个含Ｎｉ９０％，另一个含Ｎｉ５０％，铸件自然冷却，问哪个铸件的偏析严重，为什么？1.何谓铁素体，奥氏体，渗碳体，珠光体和莱氏体，它们的结构，组织形态，性能等各有何特点？2.分析含碳量为0.3%，1.3%，3.0%和5.0%的铁碳合金的结晶过程和室温组织。
3.指出下列名词的主要区别：一次渗碳体，二次渗碳体，三次渗碳体，共晶渗碳体和共析渗碳体。
4.写出铁碳合金的共晶反应式和共析反应式。
5.根据铁碳相图：①分析0.6%C的钢室温下的组织，并计算其相对量。
②分析1.2%C的钢室温下的相组成，并计算其相对量。
③计算铁碳合金中二次渗碳体和三次渗碳体的最大含量。
6．对某退火碳素钢进行金相分析，其组织为珠光体+网状渗碳体，其中珠光体占93%，问此钢的含碳量大约为多少？7．依据铁碳相图说明产生下列现象的原因：①含碳量为1.0%的钢比含碳量为0.4%的钢硬度高。
工程材料习题集参考答案(第四章)
习题集部分参考答案4合金的结构与相图思考题1.何谓合金？合金中基本的相结构有哪些？答：合金是指两种或两种以上的金属元素与非金属元素组成的具有金属特性的物质。
合金中基本的相结构有固溶体、金属化合物两类。
2.相组成物和组织组成物有何区别？答：相组成物是指组成合金中化学成分、结构和性能均匀一致的部分。
组织组成物是指显微组织中具有某种形貌特征的独立部分。
两者的区别在于相组成物是不涉及金相形态的。
3.固溶体合金和共晶合金的力学性能和工艺性能有什么特点？答：固溶体晶体结构与组成它的溶剂相同，但由于溶质原子的溶入，造成了晶格畸变，阻碍了晶体滑移，结果使固溶体的强度、硬度提高，且大多固溶体还保持着良好的塑性。
而共晶合金组织为二相混合物时，合金的性能与成分呈直线关系。
当共晶组织十分细密时，硬度和强度会偏离直线关系而出现峰值。
共晶合金熔点低，流动性好，易形成集中缩孔，不易形成分散缩孔，铸造性能较好。
4.合金的结晶必须满足哪几个条件？答：合金的结晶需要满足结构、能量和化学成分三个条件（或者叫三个起伏）。
5.纯金属结晶与合金结晶有什么异同？答：相同点：形成晶核、晶核长大；能量和结构条件。
不同点：合金结晶还需要“化学成分条件”；从结晶的自由度看，纯金属结晶是一个恒温过程，而合金的结晶常常在某个温度范围内进行。
6.固溶体的主要类型有哪些?影响固溶体的结构形式和溶解度的因素有哪些？答：按溶质原子在固溶体(溶剂)晶格中的位置不同可分为置换固溶体和间隙固溶体；按固溶度可分为有限固溶体和无限固溶体；置换固溶体按溶质原子在溶剂晶格中的分布特点可分为无序固溶体和有序固溶体。
影响固溶体的结构形式和溶解度的因素很多，目前比较公认的有①原子尺寸因素；②晶体结构因素；③电负性因素；④电子浓度因素。
7、试述固溶强化、加工硬化和弥散强化的强化原理，并说明三者的区别。
答：固溶强化是由于溶质原子的溶入，造成了晶格畸变，阻碍了晶体滑移，结果使固溶体的强度和硬度增加。
工程材料学课程习题及答案重点
工程材料习题一、晶向、晶面指数习题在立方晶系的单位晶胞上作图表示(1 1 1)、(1 1 0)、(1 0 0) 晶面和[1 1 1]、[1 1 0]、[0 0 1]、[1 0 0]、[0 1 0] 晶向。
二、Fe-C 相图类提示 Fe-C 相图是确定钢热处理、铸造、锻造、焊接加热工艺的依据，应熟练掌握相图的绘制、不同成分钢的冷却相变过程及室温组织。
习题 画出 Fe-Fe 3C 合金相图 （要求标明B 、E 、C 、F 、P 、S 点的成分及共晶线和共析线的温度），分析含碳量0.4% （0.7%、0.77%、1.0% ）的铁碳合金从液态缓冷到室温时的结晶过程（要利用文字和冷却曲线加以说明），画出室温组织的示意图并利用杠杆定律计算其组织组成物的相对质量分数。
分析 Fe-Fe 3C 相图看似复杂，但若掌握规律就容易了。
相图由包晶相变、共晶相变、共析相变三部分组成。
绘制时应先绘制三条水平线、确定水平线的温度及每条线上的三个成分点，然后再连接其余曲线即可。
Fe-C 相图含碳量分为亚共析钢（0.0218% ≤ C ＜0.77% ）、共析钢（0.77% C ）和过共析钢（0.77 % ＜C ≤ 2.11%）三大类型，其区别在于有先共析铁素体析出、无先共析铁素体和无二次渗碳体析出、有二次渗碳体析出。
解1、铁碳相图Fe-C 相图见图1.0，要求各相区、线、字母、温度要准确。
2、共析钢（0.77%C ） （1）结晶过程分析冷却曲线见图2.1。
在Fe-C 相图中要画出表示合金成分的垂线（图中虚线）；冷却曲线中要标明交点及点的顺序；冷却曲线点的顺序要和相图中垂线一致，恒温转变为水平线。
1点以上：液态；1-2点：匀晶转变析出奥氏体，L → γ ； 2-3点：γ降温阶段，无组织变化；3-3 /点：奥氏体发生共析转变，转变为珠光体，C Fe 72730218.077.0+α−−−→−γ℃（P ）；图1.0 Fe-Fe 3C 合金相图Fe 3CFeC%温度/℃3 / 点到室温，从铁素体中析出少量三次渗碳体Fe 3C Ⅲ。
工程材料习题集及参考答案
工程材料习题集及参考答案工程材料习题集一．名词解释题间隙固溶体：溶质原子分布于溶剂的晶格间隙中所形成的固溶体。
再结晶：金属发生重新形核和长大而不改变其晶格类型的结晶过程。
淬透性：钢淬火时获得马氏体的能力。
枝晶偏析：金属结晶后晶粒内部的成分不均匀现象。
时效强化：固溶处理后铝合金的强度和硬度随时间变化而发生显著提高的现象。
同素异构性：同一金属在不同温度下具有不同晶格类型的现象。
临界冷却速度：钢淬火时获得完全马氏体的最低冷却速度。
热硬性：指金属材料在高温下保持高硬度的能力。
二次硬化：淬火钢在回火时硬度提高的现象。
共晶转变：指具有一定成分的液态合金,在一定温度下,同时结晶出两种不同的固相的转变。
比重偏析：因初晶相与剩余液相比重不同而造成的成分偏析。
置换固溶体：溶质原子溶入溶质晶格并占据溶质晶格位置所形成的固溶体。
变质处理：在金属浇注前添加变质剂来改变晶粒的形状或大小的处理方法。
晶体的各向异性：晶体在不同方向具有不同性能的现象。
固溶强化：因溶质原子溶入而使固溶体的强度和硬度升高的现象。
形变强化：随着塑性变形程度的增加，金属的强度、硬度提高，而塑性、韧性下降的现象。
残余奥氏体：指淬火后尚未转变，被迫保留下来的奥氏体。
调质处理：指淬火及高温回火的热处理工艺。
淬硬性：钢淬火时的硬化能力。
过冷奥氏体：将钢奥氏体化后冷却至A1温度之下尚未分解的奥氏体。
本质晶粒度：指奥氏体晶粒的长大倾向。
C曲线：过冷奥氏体的等温冷却转变曲线。
CCT曲线：过冷奥氏体的连续冷却转变曲线。
马氏体：含碳过饱和的α固溶体。
热塑性塑料：加热时软化融融，冷却又变硬，并可反复进行的塑料。
热固性塑料：首次加热时软化并发生交连反应形成网状结构，再加热时不软化的塑料。
回火稳定性：钢在回火时抵抗硬度下降的能力。
可逆回火脆性：又称第二类回火脆性，发生的温度在400～650℃，当重新加热脆性消失后，应迅速冷却，不能在400～650℃区间长时间停留或缓冷，否则会再次发生催化现象。
工程材料课后答案(最新整理)
（1）铜比低碳钢容易被锯割。 硬度 （2）锯条易被折断，而铁丝不易折断。 塑性
P15 1-4 甲、乙、丙、丁四种材料的硬度分别为45HRC、90HRB、800HV、240HBS，
试比较这四种材料硬度的高低。
答： 45HRC HV
HV 2 106 (112 HRC)2
、 、 01 、 、 、 、
b1-1. 下列情况分别是因为哪一个力学性能指标达不到要求？
（1）紧固螺栓使用后发生塑性变形。 屈服强度 （2）齿轮正常负荷条件下工作中发生断裂。 疲劳强度 （3）汽车紧急刹车时，发动机曲轴发生断裂。 冲击韧度 （4）不锈钢圆板冲压加工成圆柱杯的过程中发生裂纹。 塑性 （5）齿轮工作在寿命期内发生严重磨损。 硬度
、、、
、 、 04a 、 - 、 、 、
F 1. 所有的合金元素都能提高钢的淬透性。
F 2. 合金元素对钢的强化效果主要是固溶强化。
、、、 1. 除Co、Al外，几乎所有的合金元素都使Ms点 下降 。
2. 20钢属于 优质碳素结构 或 渗碳 钢， 可制造 冲 压、焊接件 或 小型渗碳件 。
3. Q345 (16Mn) 是 低合金高强度结构 钢，可制造 桥梁 。
F 2. 室温下，金属晶粒越细，则强度越高、塑性越低。
、、、
b 1. 金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将：
a. 越高 b. 越低 c. 越接近理论结晶温度
b 2. 为细化晶粒，可采用：
a. 快速浇注 b. 加变质剂
c. 以砂型代金属型
c 3. 晶体中的位错属于：
a. 体缺陷 b. 面缺陷
c. 线缺陷
4. 40Cr 是 合金调质 钢，可制造 车床齿轮 。
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工程材料习题集第一章钢得合金化基础1合金元素在钢中有哪四种存在形式？①溶入α(铁素体)、γ(奥氏体)、M(马氏体),以溶质形式存在形成固溶体;②形成强化相:碳化物、金属间化合物;③形成非金属夹杂物;④以游离状态存在:Cu、Ag。
2写出六个奥氏体形成元素,其中哪三个可无限溶解在奥氏体中？哪两个铁素体形成元素可无限溶解在铁素体中？①奥氏体形成元素:Mn、Co、Ni、Cu、C、N(锰、钴、镍、铜、碳、氮),其中Mn、Co、Ni(锰、钴、镍)可无限溶解在奥氏体中,Cu、C、N(铜、碳、氮)为有限溶解;②Cr、V(铬、钒)可无限溶解在铁素体中,其余为有限溶解。
3写出钢中常见得五种非碳化物形成元素。
①非碳化物形成元素:Ni、Si、Al、Cu、Co4按由强到弱得顺序写出钢中常见得八种碳化物形成元素。
按碳化物稳定性由弱到强得顺序写出钢中常见得四种碳化物得分子式。
①碳化物由强到弱排列:(强)Ti、Nb、V、(中强)W、Mo、Cr、(弱)Mn、Fe②碳化物稳定性由弱到强得顺序:Fe3C→M23C6→M6C→MC5为什么高镍奥氏体钢易于冷变形,而高锰奥氏体钢难于冷变形,容易加工硬化？奥氏体层错能高与低时各形成什么形态得马氏体？①镍就是提高奥氏体层错能得元素,锰就是降低奥氏体层错能得元素,层错能越低,越有利于位错扩展而形成层错,使交滑移困难,加工硬化趋势增大。
②奥氏体层错能越低,形成板条马氏体,位错亚结构。
如Cr18-Ni8钢;奥氏体层错能越高,形成片状马氏体,孪晶亚结构。
如Fe-Ni合金。
6钢得强化机制得出发点就是什么？钢中常用得四种强化方式就是什么？其中哪一种方式在提高强度得同时还能改善韧性？钢中得第二相粒子主要有哪两个方面得作用？①强化机制得出发点就是造成障碍,阻碍位错运动。
②钢中常用得四种强化方式:固溶强化、晶界强化(细晶强化)、第二相强化、位错强化(加工硬化)。
③晶界强化(细晶强化)在提高强度得同时还能改善韧性。
④钢中得第二相粒子主要作用:细化晶粒、弥散/沉淀强化。
7钢中常用得韧性指标有哪三个？颈缩后得变形主要取决于什么？α、平面应变断裂韧度K IC、韧脆转变温度T k。
①韧性指标:冲击韧度kε表示,主要取决于微孔坑或微裂纹形成得难易程度。
②颈缩后得变形用P8晶粒大小对极限塑性有什么影响？为什么？为了改善钢得塑性,钢中碳化物应保持什么形态？①细化晶粒对改善均匀塑性(εu)贡献不大,但对极限塑性(εT)却会有一定好处。
因为随着晶粒尺寸得减少,使应力集中减弱,推迟了微孔坑得形成。
②为了改善钢得塑性,充分发挥弥散强化得作用,钢中得碳化物(第二相)应为球状、细小、均匀、弥散地分布。
9改善延性断裂有哪三个途径？改善解理断裂有哪两种方法？引起晶界弱化得因素有哪两个？①改善延性断裂有三个途径:(1)减少钢中第二相得数量:尽可能减少第二相数量,特别就是夹杂物得数量。
细化、球化第二相颗粒。
(2)提高基体组织得塑性:宜减少基体组织中固溶强化效果大得元素含量。
(3)提高组织得均匀性:目得就是防止塑性变形得不均匀性,以减少应力集中;碳化物强化相呈细小弥散分布,而不要沿晶界分布。
②改善解理断裂有两种方法:(1)细化晶粒;(2)加入Ni元素降低钢得T k。
③引起晶界弱化得因素有两个:(1)溶质原子(P、As、Sb、Sn)在晶界偏聚,晶界能r g下降,裂纹易于沿晶界形成与扩展。
(2)第二相质点(MnS、Fe3C)沿晶界分布,微裂纹易于在晶界形成,主裂纹易于沿晶界传播。
10为什么含碳量为0、75%得高速钢W18Cr4V铸态组织中会出现莱氏体？而含碳量为0、4%得马氏体不锈钢4Cr13为过共析钢？①铁素体形成元素W、Cr、V均使A3线上升,而且大多数元素均使ES线左移,所以含碳量为0、75%得高速钢W18Cr4V铸态组织中会出现莱氏体。
②所有合金元素均使S点左移,降低了共析体中得碳含量,所以含碳量为0、4%得马氏体不锈钢4Cr13为过共析钢。
11合金元素从哪两个方面影响钢加热时奥氏体得形成过程？①加入了合金元素改变了临界点温度,S点得位置与碳在奥氏体中得溶解度,使奥氏体形成得温度条件与碳浓度条件发生了改变;②合金元素不仅本身扩散困难,而且还影响铁与碳原子得扩散,从而影响奥氏体化过程。
12合金元素对钢得C曲线有何影响？从而对钢得淬透性产生什么影响？如果合金元素存在于未溶碳化物中,对淬透性就是什么影响？①几乎所有得合金元素(除Co外)都使C曲线右移,即减慢珠光体得形成速度;除Co、Al外,所有合金元素都使MS点下降,而使残余奥氏体量增多。
②C曲线右移得结果,降低了钢得临界冷却速度,提高了钢得淬透性。
③合金元素只有淬火加热时溶入奥氏体,才能提高淬透性。
未溶碳化物粒子可作为珠光体得核心,使淬透性下降。
13合金元素对MS点与残余奥氏体量有什么影响？如何减少钢中得残余残余奥氏体量？①钢中加入合金元素将使点Ms下降,而使残余奥氏体增多。
②冷处理、多次高温回火可减少钢中得残余残余奥氏体量。
14何为二次淬火？何为二次硬化？①二次淬火:高合金钢在回火过程中,由于从残余奥氏体中析出合金碳化物,造成残余奥氏体中碳与合金元素得溶解量减少,使其MS点升高,在随后得回火冷却过程中转变为马氏体。
②二次硬化:在含W、Mo、V较多得钢中,回火后得硬度随回火温度得升高不就是单调降低,而就是在某一回火温度后,硬度反而增加,并在某一温度达到峰值。
高温回火时从马氏体中析出高度分散得合金碳化物粒子所造成得。
15各加入何种合金元素可以分别减轻第一类回火脆性与第二类回火脆性？①加入Si,可使第一类回火脆性得温度向高温方向推移。
②加入合金元素Mo、W可以抑制第二类回火脆性。
第二章构件用钢1构件用钢对性能得要求中,以什么性能为主？什么性能为辅？构件用钢得力学性能有哪三大特点？①构件用钢以工艺性能为主,力学性能为辅。
②构件用钢得力学性能有三大特点:屈服现象、冷脆现象、时效现象。
2焊接脆性有哪四种？为什么从工艺性能方面考虑构件用钢应采用低碳钢？①焊接脆性有四种:马氏体转变脆性;过热及过烧脆性;凝固脆性;热影响区时效脆性②碳与合金元素增加钢得淬透性,对焊接性能不利,故构件用钢一般采用低碳、低合金钢。
3构件用钢发生大气腐蚀得微电池模型中,铁素体与碳化物分别就是微电池得什么极？提高构件用钢耐大气腐蚀性能主要有哪三种途径？①铁素体基体得电极电势较低,为阳极;碳化物(第二相质点)得电极电势较高,为阴极。
②减少微电池数量;提高基体得电极电势;利用钝化效应4碳素构件用钢产量约占钢总产量得多少?分别写出一种常用得普碳钢与冷冲压薄板钢得钢号。
①产量约占钢总产量得70%。
②普碳钢Q235;冷冲压薄板钢08Al5普低钢化学成分有哪五大特点？①低碳低合金元素。
②主加合金元素就是Mn。
③辅加合金元素Al、Ti、Nb、V。
加入微量得Ti、Nb、V,既可产生沉淀强化作用,还可细化晶粒。
必须控制轧制温度。
④为改善钢得耐大气腐蚀性能,应加入少量Cu、P。
⑤加入微量稀土元素可以脱硫去气,净化钢材,并改善夹杂物得形态与分布。
6进一步提高普低钢力学性能有哪四种途径？①采用其它类型组织:低碳贝氏体,低碳索氏体,针状铁素体;采用控制轧制工艺7低碳贝氏体型普低钢中, 加入合金元素Mo、B得目得就是什么？采用控制轧制工艺为什么能细化铁素体晶粒？①加入能显著推迟珠光体转变而对贝氏体转变影响很小得合金元素,从而能保证在热轧空冷得条件下获得下贝氏体组织。
采用Mo、B为基本成分,以保证得到贝氏体组织。
②控制轧制必须将终轧温度控制在Ar3附近,以使铁素体可以在奥氏体晶内与晶界同时形核,从而细化铁素体晶粒。
第三章机器零件用钢1机器零件用钢对力学性能有哪四大要求？有哪两大主要工艺性能？按回火温度可以分为哪三类？①机器零件用钢对力学性能有四大要求:⑴因承受交变载荷作用,要求应有较高得疲劳强度;⑵承受短时超负荷作用,要求具有高得屈服强度、抗拉强度;⑶要求具有良好得耐磨性与接触疲劳强度;⑷由于机器零件上存在不同形式得缺口,会造成应力集中,易于产生低应力脆断。
所以要求应具有较高得韧性(KIC、ak),以降低缺口敏感性。
②切削加工性能、热处理工艺性能③淬火低温回火钢、淬火中温回火钢、淬火高温回火钢2调质钢得组织有哪三大特点？①强化相为弥散均匀分布得粒状碳化物,可以保证有较高得塑变抗力与疲劳强度。
②组织均匀性好,减少了裂纹在局部薄弱地区形成得可能性,可以保证有良好得塑性与韧性。
③作为基体组织得铁素体就是从淬火马氏体转变而来得,其晶粒细小,使钢得冷脆倾向性小。
3调质钢中主加与辅加合金元素得作用分别就是什么？调质钢热处理时最终性能取决于什么？①主加元素:Mn、Cr、Si、Ni、B。
提高钢得淬透性;辅加元素:Mo、W、V、Ti。
细化晶粒,提高回火稳定性。
②最终热处理就是淬火加高温回火,最终性能取决于回火温度。
4调质零件用钢有哪两个发展动向？①低碳马氏体钢;中碳微合金非调质钢5弹簧钢得化学成分有何特点？其常用得最终热处理工艺就是什么？获得何种显微组织？①弹簧钢得化学成分特点:(1)弹簧钢得碳含量较高,以保证高得弹性极限与疲劳极限;(2)加入Si、Mn。
目得就是提高淬透性、强化铁素体、提高钢得回火稳定性,使其在相同得回火温度下具有较高得硬度与强度。
(3)加入Cr、W、V。
因为它们为碳化物形成元素,可以防止过热(细化晶粒)与脱碳,提高淬透性,从而保证具有高得弹性极限与屈服极限。
②最终热处理采用淬火加中温回火,获得回火屈氏体组织,目得就是追求高得弹性极限与疲劳极限。
6渗碳钢一般就是什么含碳量得钢？加入什么合金元素可促使渗碳层中得碳化物呈粒状分布？20CrMnTi钢渗碳后一般如何热处理？①为了保证心部有良好得韧性,渗碳钢为低碳钢,心部w(C)=0、1～0、25%,渗碳后表层w(C)=0、8～0、9%②中强碳化物形成元素Cr易使碳化物呈粒状分布。
③20CrMnTi钢,渗碳后预冷直接淬火及低温回火。
7滚动轴承主要发生哪两种形式得破坏？轴承钢中加入合金元素Cr主要有哪三方面得作用？①接触疲劳破坏与摩擦磨损②Cr可提高钢得淬透性;含Cr得合金渗碳体在淬火加热时较稳定,可减少过热倾向,细化热处理后得组织;碳化物能以细小质点均匀分布于钢中,提高钢得耐磨性与接触疲劳强度。
8通常要控制轴承钢得哪两种冶金缺陷？GCr15钢得常用热处理工艺就是什么？①两种冶金缺陷:非金属夹杂物;碳化物分布得不均匀性。
②球化退火:改善切削加工性,为预备热处理。
不完全淬火:淬火温度840℃,淬火组织为隐晶马氏体。
低温回火:回火温度160 ℃。
9为了发挥轴承钢得性能潜力,应从哪五个方面考虑问题？①淬火时得组织转变特性;马氏体中碳浓度对性能得影响;碳化物得影响;残余应力得影响;短时快速加热淬火。