金属材料复习题
金属材料复习题及答案

金属材料复习题及答案一、选择题1. 金属材料通常分为哪两大类?A. 铁合金和非铁合金B. 金属材料和非金属材料C. 有色金属和黑色金属D. 重金属和轻金属2. 什么是合金?A. 由两种或两种以上金属元素组成的材料B. 由金属和非金属元素组成的材料C. 由三种或三种以上金属元素组成的材料D. 由金属和金属氧化物组成的材料3. 金属的塑性变形主要通过哪种机制实现?A. 位错运动B. 原子扩散C. 相变D. 热膨胀4. 金属材料的硬度通常用什么方法来测量?A. 布氏硬度测试B. 洛氏硬度测试C. 维氏硬度测试D. 所有上述方法5. 什么是金属的疲劳?A. 金属材料在高温下失去强度B. 金属材料在反复加载和卸载下发生断裂C. 金属材料在腐蚀环境下失去强度D. 金属材料在长时间使用后发生老化二、填空题6. 金属材料的_______性能是其在没有明显塑性变形的情况下抵抗破坏的能力。
7. 金属材料的_______性能是其在受到外力作用时发生塑性变形而不断裂的能力。
8. 金属材料的_______性能是指材料在高温下抵抗氧化的能力。
9. 金属材料的_______是指材料在受到外力作用时,内部产生的抵抗外力的力。
10. 金属材料的_______是指材料在受到外力作用时,发生形变后不能恢复的性质。
三、简答题11. 简述金属材料的热处理工艺有哪些,并说明它们的作用。
12. 金属材料的腐蚀类型有哪些?请列举并简要说明。
四、计算题13. 已知一块金属材料的抗拉强度为800 MPa,试计算其在受到800 N 的拉力时的应变。
五、论述题14. 论述金属材料在现代工业中的应用及其重要性。
答案:1. C2. A3. A4. D5. B6. 强度7. 韧性8. 抗氧化性9. 内力10. 塑性11. 金属材料的热处理工艺包括退火、正火、淬火和回火等。
退火可以降低硬度,消除内应力;正火可以细化晶粒,提高塑性;淬火可以提高硬度和强度;回火可以降低脆性,提高韧性。
第一篇金属材料导论复习题

第一篇金属材料导论复习题第一篇金属材料导论习题一.填空题表示。
1.金属材料在拉断前所能承受的最大应力叫做抗拉强度,以σb2.硬度是衡量材料力学性能的一个指标,常见的试验方法有洛氏硬度、布氏硬度。
3.过冷度是指理论结晶温度-实际结晶温度,其表示符号为:ΔT4.在Fe—C合金状态图中,通过PSK水平线,发生共析反应,S 点称为_共析点,C );其含碳量为___0.77%____,其反应式为__A → P ( F + Fe35.在Fe—C 合金状态图中,通过ECF水平线,发生共晶_反应,C 点称为_共晶点,C )____;其含碳量为___4.3%____,其反应式为__L → Ld ( A + Fe3C ) 。
6.珠光体的本质是层片状的共析体( F + Fe37.一块纯铁在912℃发生α-Fe → γ-Fe 转变时,体积将:减小8.结晶过程是依靠两个密切联系的基本过程来实现的,它们是形核和晶核长大9.固溶体的强度和硬度比溶剂高10. 碳溶解于α-Fe形成的间隙固溶体称为铁素体(F);碳溶解在面心立方晶格的γ-Fe形成的间隙固溶体称为奥氏体(A)11.当钢中含碳量大于0.9% 时,二次渗碳体沿晶界析出严重,使钢的脆性增加。
强度下降。
12.在铁碳合金室温平衡组织中,含Fe3C最多的合金成分点为:6.69% 含Le′最多的合金成分点为: 4.3% 。
13.用显微镜观察某亚共析钢,若估计其中的珠光体含量体积分数为80%,则此钢的碳的质量分数为0.77% × 80% = 0.616 %。
14.20是优质碳素结构钢,可制造冲压、焊接件。
15.T12是碳素工具钢,可制造锉刀、量规等。
16.Q354是可焊接低合金高强钢,可制造桥梁。
17.40Cr是合金结构(或合金调质)钢,可制造(车床齿轮)。
18.20CrMnTi是合金结构(或合金渗碳)钢,热处理工艺是渗碳 + 淬火+低温回火。
19.合金工具钢CrWMn的平均含碳量为≥1% 。
金属材料学期末复习题

1、材料选用的基本原则有哪些?
①材料的使用性能要求②材料的公共性能③经济性④其他因素:考虑外形和尺寸特点、合金化基本原则、多元适量复合加入。
2、提高钢耐腐蚀性能的途径有哪些?
①使钢的表面形成稳定的保护膜,合金元素Cr、Al、Si是比较有效的
8、合金工具钢中,合金元素的主要作用是( 提高淬透性 )、( 细化碳化物 )、( 提高钢的强韧性 )。
9、第一类回火脆性温度范围(200~350℃),第二类回火脆性温度范围(450~650℃)。
10、耐热钢中常用的合金元素中,(Mo )、(W)是提高耐热钢热强性的重要元素。
11、现在一般提倡高速钢中不加或少加(钴)、锰)、(硅)是低合金高强度钢中最常用且较经济的元素。
第二类回火脆性产生的原因:钢在450~650℃回火时,杂质元素Sb、S、As偏聚与晶界,或N、P、O等杂志元素偏聚于晶界,形成网状或片状化合物,降低了晶界强度。
防止措施:①降低钢中的杂质元素②加入能细化A晶粒的元素③加入适量的Mo、W元素④避免在第二类回火脆性温度回火。
3.合金元素提高钢的韧度主要有哪些途径?
⑶这类钢常用于承受大冲击载荷、强烈磨损的工况下工作的工件。
课后作业题
1.为什么说钢中的S、P杂志元素在一般的情况下总是有害的?
2.合金元素对Fe-Fe3C相图的S、E点有什么影响?这种影响意味着什么?
凡是扩大r相区的元素均使S、E点向左下方移动。如Mn、Ni等;凡是封闭r相区的元素均使S、E点向左上方移动。如Cr、Si、Mo等;S点左移意味着共析碳量减小,E点左移意味着莱氏体的含碳量减小。
1细化奥氏体晶粒②提高钢的回火稳定性③改善基体韧度④细化碳化物⑤降低或消除钢的回火脆性⑥在保证强度水平下适当降低碳含量⑦提高冶金质量⑧通过合金化形成一定量残余奥氏体,利用稳定的残余奥氏体来提高材料韧度。
金属材料学(复习题及答案)

金属材料学复习题及答案〔1-32 题〕1. 解释以下名词合金元素:特别添加到金属中为了保证获得所要求的组织构造、物理、化学和机械性能的化学元素。
合金钢:为了增加某些性能而添加合金元素的钢马氏体:碳溶于α-Fe 的过饱和的固溶体,是奥氏体通过无集中型相变转变成的亚稳定相奥氏体:碳溶于 -Fe 中形成的固溶体淬透性:钢在淬火时能获得马氏体的力量,是钢本身固有的一个属性淬硬性:在抱负淬火条件下,以超过临界冷却速度所形成的马氏体组织能够到达的最高硬度淬火临界冷却速度:为了获得马氏体所需的最低的冷却速度二次硬化 :某些铁碳合金〔如高速钢〕须经屡次回火后,才进一步提高其硬度。
这种 硬化现象,称为二次硬化,它是由于特别碳化物析出和〔或〕由于与奥氏体转变为马氏体或贝氏体所致不锈钢 :在空气、水、盐、酸、碱等腐蚀介质中具有高的化学稳定性的钢耐热钢:通常将在高温条件下工作的钢称耐热钢2. 合金元素在钢中以什么形式存在?对钢的性能有哪些影响?答:存在形式:溶于固溶体、形成碳化物和氮化物、存在于金属化合物、各类夹杂物、自由态固溶体:随溶质元素含量的增多,产生固溶强化作用3. 指出Fe-C 相图中Ac1、Ac3、ACcm 、Ar1、Ar3、Arcm 各相变点的意义。
答:Ac1:加热时,P 向A 转变的开头温度;Ac3:加热时,先共析F 全部转为A 的终了温度ACcm :加热时,Fe 3C Ⅱ全部融入A 的终了温度Ar1:冷却时,A 向P 转变的开头温度Ar3:冷却时,A 开头析出先共析F 的温度Arcm :冷却时,A 开头析出Fe 3C Ⅱ的温度5. 指出以下铁碳合金工件的淬火及回火温度,并说明回火后得到的组织和大致硬度。
〔1〕wc=0.45%钢制小轴〔要求综合力学性能好〕;〔2〕wc=0.60%钢制弹簧;〔3〕wc=1.2% 钢制锉刀。
答:(1). 45 钢小轴,840 度淬火,回火温度调质 500-600,布氏 250 左右,回火索氏体(2)60 弹簧钢,820 度淬火,回火温度 380-420,硬度 40-45HRC ,回火托氏体(3)T12 钢锉刀 ,780-800 度淬火,回火温度 160-180,硬度 60-60HRC ,回火马氏体 6. 现有低碳钢和中碳钢齿轮各一个,为了使齿面具有高硬度和高耐磨性,应进展何种热处理? 并比较经热处理后组织和性能上有何不同?答:低碳钢进展的热处理工艺:渗碳直接淬火+低温回火 外表组织为:回火M+碳化物中碳钢进展的热处理工艺:调质处理+外表淬火+低温回火组织为:回火M7.试说明外表淬火、渗碳、氮化热处理工艺在用钢、性能、应用范围等方面的差异。
金属材料成型原理复习题

金属材料成型原理复习题金属材料成型原理复习题一、选择题1. 金属材料成型是指将金属材料通过加工手段改变其形状和尺寸的工艺过程。
下列哪种加工方法不属于金属材料成型?A. 铸造B. 钣金加工C. 焊接D. 热处理2. 金属材料成型的基本原理是什么?A. 塑性变形B. 弹性变形C. 破裂变形D. 熔化变形3. 金属材料成型的塑性变形包括以下哪些形式?A. 挤压B. 拉伸C. 剪切D. 打击4. 下列哪种成型方法适用于大批量生产金属零件?A. 铸造B. 锻造C. 拉伸D. 剪切5. 金属材料成型中,冷加工与热加工的区别在于:A. 加工温度不同B. 加工速度不同C. 加工压力不同D. 加工方式不同二、判断题1. 金属材料成型的塑性变形是指在材料受到外力作用下,形状和尺寸发生永久性改变的过程。
( )2. 铸造是将熔化的金属注入模具中,经冷却凝固后得到所需形状的金属零件的工艺过程。
( )3. 锻造是指将金属材料加热至一定温度后,施加压力使其发生塑性变形,从而得到所需形状的金属零件的工艺过程。
( )4. 拉伸是指将金属材料受力方向上的截面积减小,长度增加的塑性变形过程。
( )5. 冷加工是指在室温下进行的金属材料成型过程,适用于加工硬度较高的材料。
( )三、简答题1. 请简要介绍金属材料成型的基本原理。
2. 什么是铸造?请简要描述铸造的基本工艺流程。
3. 什么是锻造?请简要描述锻造的基本工艺流程。
4. 什么是冷加工和热加工?它们之间有何区别?5. 请列举出金属材料成型中常用的几种加工方法,并简要描述其特点。
四、综合题某企业需要生产一批大型金属零件,要求零件的尺寸精度高、表面光洁度好。
请根据企业的要求,选择合适的金属材料成型方法,并简要说明选择的理由。
答案:一、选择题1. C2. A3. A、B、C4. A5. A二、判断题1. √2. √3. √4. ×5. √三、简答题1. 金属材料成型的基本原理是通过施加外力使金属材料发生塑性变形,改变其形状和尺寸。
《金属材料与热处理》期末考试复习题

《金属材料与热处理》期末考试复习题填空:1、变形一般分为(弹性)变形和(塑性)变形两种,不能随载荷的去除而消失的变形称为(塑性)变形。
2 、强度是指金属材料在(静)载荷作用下抵抗(塑性变形)或(断裂)的能力。
3 、断裂前金属材料产生(永久变形)的能力称为塑性,金属材料的(伸长率和(断面收缩率)的数值越大,表示材料的塑性越好。
4、含金中成分、结构及性能相同的组成部分称为(相)。
5、含碳量为(0.0218%~2.11%)的铁碳合金称为钢。
根据室温组织不同,钢又分为三类:亚共析钢(0.0218%<C<0.77%),其室温组织为(铁素体)和(珠光体);(C=0.77%)共析钢,其室温组织为(珠光体);过共析钢(0.77%<C<2.11%),其室温组织为(珠光体)和(二次渗碳体)。
6、金属材料抵抗(冲击)载荷作用而(不破坏)能力,称为冲击韧性。
冲击韧度越大,表示材料的冲击韧性越(好)。
7、强度的常用衡量指标有(屈服点)和(屈服强度),分别用符号(σs)和(σb )表示。
8、常见的金属晶格类型有体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格三种。
9、金属的结晶过程是由(晶核的形成)和(长大)两个基本过程组成的。
10、细化晶粒的根本途径是控制结晶时的形核率及长大速度。
11、从金属学观点来说,凡在再结晶温度以下进行的加工称为冷加工;在金属的再结晶温度以上进行的加工称为热加工。
12、铁碳合金的基本相是(铁素体F)、(奥氏体A)和(渗碳体Fe3C)。
13、铁素体的性能特点是具有良好的(塑性)和(韧性),而(强度)和(硬度)很低。
14、铁碳合金的基本组织有五种,它们是(铁素体)、(奥氏体)、(渗碳体)、(珠光体)、(莱氏体)。
15、大小不变或变化缓慢的载荷称为(静载荷),在短时间内以较高速度作用于零件上的载荷称为(冲击载荷),大小和方向随时间发生周期性变化的载荷称为(交变载荷)。
16、金属在(固态)态下,随温度的改变,由(一种晶格)转变为(另一种晶格)的现象称为同素异构转变。
金属材料学(复习题及答案)

金属材料学复习题及答案(1-32题)1.解释下列名词合金元素:特别添加到金属中为了保证获得所要求的组织结构、物理、化学和机械性能的化学元素。
合金钢:为了增加某些性能而添加合金元素的钢马氏体:碳溶于α-Fe的过饱和的固溶体,是奥氏体通过无扩散型相变转变成的亚稳定相奥氏体:碳溶于ɣ-Fe中形成的固溶体淬透性:钢在淬火时能获得马氏体的能力,是钢本身固有的一个属性淬硬性:在理想淬火条件下,以超过临界冷却速度所形成的马氏体组织能够达到的最高硬度淬火临界冷却速度:为了获得马氏体所需的最低的冷却速度二次硬化:某些铁碳合金(如高速钢)须经多次回火后,才进一步提高其硬度。
这种硬化现象,称为二次硬化,它是由于特殊碳化物析出和(或)由于与奥氏体转变为马氏体或贝氏体所致不锈钢:在空气、水、盐、酸、碱等腐蚀介质中具有高的化学稳定性的钢耐热钢:通常将在高温条件下工作的钢称耐热钢2.合金元素在钢中以什么形式存在?对钢的性能有哪些影响?答:存在形式:溶于固溶体、形成碳化物和氮化物、存在于金属化合物、各类夹杂物、自由态固溶体:随溶质元素含量的增多,产生固溶强化作用3.指出Fe-C相图中Ac1、Ac3、ACcm、Ar1、Ar3、Arcm各相变点的意义。
答:Ac1:加热时,P向A转变的开始温度;Ac3:加热时,先共析F全部转为A的终了温度ACcm:加热时,Fe3CⅡ全部融入A的终了温度Ar1:冷却时,A向P转变的开始温度Ar3:冷却时,A开始析出先共析F的温度Arcm:冷却时,A开始析出Fe3CⅡ的温度5.指出下列铁碳合金工件的淬火及回火温度,并说明回火后得到的组织和大致硬度。
(1)wc=0.45%钢制小轴(要求综合力学性能好);(2)wc=0.60%钢制弹簧;(3)wc=1.2%钢制锉刀。
答:(1).45钢小轴,840度淬火,回火温度调质 500-600,布氏250左右,回火索氏体(2)60弹簧钢,820度淬火,回火温度380-420,硬度40-45HRC,回火托氏体(3)T12钢锉刀,780-800度淬火,回火温度160-180,硬度60-60HRC,回火马氏体6.现有低碳钢和中碳钢齿轮各一个,为了使齿面具有高硬度和高耐磨性,应进行何种热处理?并比较经热处理后组织和性能上有何不同?答:低碳钢进行的热处理工艺:渗碳直接淬火+低温回火表面组织为:回火M+碳化物中碳钢进行的热处理工艺:调质处理+表面淬火+低温回火组织为:回火M7.试说明表面淬火、渗碳、氮化热处理工艺在用钢、性能、应用范围等方面的差别。
金属材料及热处理复习题

课题一:金属材料的的性能1、金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫(强度、硬度、塑性、弹性)。
P35、当应力超过材料的屈服极限,零件会发生塑性变形。
2、要求耐磨的零件,应选择(塑性、硬度、疲劳极限、强度)好的材料。
3、材料的耐磨性与什么力学性能(塑性、硬度、疲劳极限、强度)关系密切4、在交变载荷工作条件下的零件材料要考虑的主要的力学性能指标为什么?(塑性、硬度、疲劳极限、强度)。
P96、各种硬度之间存在着一定的关系,因此各种硬度值之间是可以换算吗?错(各种硬度值之间无直接换算关系,只是相对比较)7、拉伸试验可以测定金属材料的弹性、强度和塑性等多项指标数据。
所以拉伸试验是机械性能试验的重要方法。
对的P3-5。
补充:低碳钢拉伸实验中,应力超过屈服点后不会立刻在局部形成缩颈是因为已变形的部分得到了形变强化而比未变形的部分强度高。
8、退火、正火后的零件用一般用HBS硬度表示,淬火后的零件一般用HRC硬度表示。
P8表1-2(HBS、HRC、HRA、HV)P6、P79、硬度根据测定方法的不同,分为布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
10、在有关工件的图样上,出现了以下几种硬度标注方法,问是否正确,如不正确应如何修改?HBW210~300 HRC5~15?HV300 800~900HV前三个标注均不正确,应修改如下:HBW210~300应改为210~300HBW;HRC5~15 HRC的测量范围在:20~70HRC;HV300 应改为300HV;800~900HV标注是正确的。
补充:金属的晶体结构与结晶1、普通玻璃、沥青、松香、食盐哪种是晶体。
食盐是晶体2、对金属材料来说,晶粒越细小,则力学性能怎样?力学性能越高3、空位是点缺陷,位错是面缺陷,晶界是线缺陷吗?(参考)不对,正确的是:空位是点缺陷,位错是线缺陷,晶界是面缺陷。
4、根据晶体几何特征,晶体缺陷一般分为以下哪三类?•分为点缺陷、线缺陷、面缺陷。
(参考)5、工业上将通过细化晶粒以提高材料强度的方法叫做什么?细晶强化细晶强化:细晶强化能使材料强度和硬度提高,塑性和韧性也提高;形变强化(即冷变形强化或加工硬化):金属材料在再结晶温度以下塑性变形时能使材料强度和硬度提高,但塑性和韧性降低。
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金属材料复习题1、合金化:为获得所要求的组织结构、力学性能、物理、化学或工艺性能而特别在钢铁中加入某些元素2、相变的主要特点:相变是在某一温度范围内进行;临界相变点随碳含量而变,出现了新的相变和产物,在平衡状态下可以两相共存3、碳化物形成的一般规律:k的类型与合金元素的原子半径有关,相似者相溶,强k形成元素优先与碳结合形成碳化物,Nm/Nc比值决定了k类型,碳化物稳定性越好溶解越难析出越难聚集长大也越难4、5、合金钢加热时的转变:A相的形成,K的溶解,F的转变,A相中合金元素的均匀化,溶质元素在晶界平衡偏聚,A晶粒长大6、二次淬火:在回火过程中从残余奥氏体中析出合金碳化物,从而贫化残余奥氏体中的碳和合金元素,导致其马氏体转变温度高于室温,因而在冷却的过程中转变为马氏体。
7、二次硬化:回火温度在500-600℃之间,钢的硬度、强度和塑性均有提高,而在550-570时可达到硬度、强度的最大值8、.特殊K形成途径:原位析出:在回火过程中合金渗碳体原位转变成特殊K。
异位析出:直接由α相中析出特殊K9、.固溶强化:机理固溶于钢的基体中,一般都会使晶格发生畸变,从而在基体中产生了弹性应力场,其与位错的交互作用将增加位错运动阻力。
降低断后伸长率和冲击吸收能量,降低材料的加工性,提高钢的Tk10、位错强化:机理随着位错密度的增大,增加了位错产生交割、缠结的概率,有效的阻止了位错运动。
降低断后伸长率,提高Tk11、细晶强化:机理钢中的晶粒越细,晶界、亚晶界越多,可有效阻止位错的运动,并产生位错塞积强化。
提高强度,塑性和韧度12、第二相弥散强化:机理钢中的微粒第二相对位错运动有很好的钉扎作用,位错要通过第二相要消耗能量,从而强化。
机制:切割机制、绕过机制,回火时第二相弥散沉淀析出强化,淬火时残留第二相强化13、淬硬性:指在理想的淬火条件下以超过临界冷却速度所形成的M组织能够达到的最高硬度14、脱碳:在各种热加工工序的加热或保温过程中,由于周围氧化气氛的作用,使刚才表面的碳全部或部分丧失掉15、产生白点的必要条件:氢含量高,充分条件:内应力的存在,防止白点的最根本办法是降低钢中的含氢量,常用热处理方法:去氢退火16、液析碳化物:由于碳和合金元素偏析,在局部微小区域内从液态结晶时析出的碳化物。
17、网状碳化物:过共析钢在热轧(锻)加工后缓慢冷却过程中由二次碳化物以网状析出于奥氏体晶界所造成的。
18、水韧处理:高锰钢铸态组织中沿晶界析出的网状碳化物显著降低钢的强度、韧性和抗磨性。
将高锰钢加热到单相奥氏体温度范围,使碳化物充分溶入奥氏体,然后水冷,获得单一奥氏体组织。
19、黄铜;铜锌合金称为黄铜,再加入其他合金元素后,形成多元黄铜。
20、锌当量系数:黄铜中加入M后并不形成新相,只是影响α,β相的相对含量,其效果象增加了锌一样。
可以用加入1%的其它合金元素对组织的影响上相当于百分之几的Zn的换算系数来预估加入的合金元素对多元黄铜组织的影响,这种换算关系称为锌当量系数。
21、青铜:是Cu和Sn、Al、Be、Si、Mn、Cr、Cd、Zr和Co 等元素组成的合金的统称。
22、白铜:是以镍为主要合金元素的铜合金。
23、碳当量:一般以各元素对共晶点实际含碳量的影响, 将这些元素的量折算成C%的增减, 这样算得的碳量称为碳当量(C.E)24、共晶度:铸铁含C量与共晶点实际含C量之比, 表示铸铁含C 量接近共晶点C%的程度。
25、晶间腐蚀:晶界上析出连续网状富铬的Cr23C6引起晶界周围基体产生贫铬区,贫铬区成为微阳极而26、应力腐蚀:奥氏体或M不锈钢受张应力时,在某些介质中经过一段不长时间就会发生破坏,且随应力增大,发生破裂的时间也越短;当取消张应力时,腐蚀较小或不发生腐蚀。
27、n/8规律:加入Cr可提高基体的电极电位,但不是均匀的增加,而是突变式的。
当Cr的含量达到1/8,2/8,3/8,……原子比时,Fe的电极电位就跳跃式显著提高,腐蚀也显著下降。
这个定律叫做n/8规律。
28、蠕变极限:在某温度下,在规定时间达到规定变形时所能承受的最大应力。
29、持久强度:在规定温度和规定时间断裂所能承受的应力(ζη)。
30、持久寿命:它表示在规定温度和规定应力作用下拉断的时间。
31、淬透性:指在规定条件下,决定钢材淬硬深度和硬度分布的特性,也就是钢在淬火时能获得马氏体的能力32、红硬性:在高温下保持高硬度的能力二、简答题1、从合金化角度考虑,提高钢的韧度主要有哪些途径?①加入Ti、V、W、Mo等强碳化物形成元素,细化晶粒;②提高回火稳定性,加入Ti、V等强碳化物形成元素和Si元素;③改善基体韧性,主要是加入Ni元素;⑤细化碳化物,如加入Cr、V等元素使K小、匀、圆;⑥降低或消除钢的回火脆性,主要是Mo 、W元素比较有效;2、合金元素对马氏体转变有何影响?①对马氏体点Ms- Mf温度的影响;②改变马氏体形态及精细结构(亚结构)。
合金元素有增加形成孪晶马氏体的倾向,且亚结构与合金成分和马氏体的转变温度有关.3、Me在热处理下的分布:退火、正火态,非k形成元素绝大多数固体溶于基体中,而K形成元素视C 和本身量多少而定,优先形成碳化物,其余融入基体;淬火态,与淬火工艺有关,溶于A的元素淬火后存在于M,B,Ar中,未溶的仍在碳化物中;回火态,低温回火,置换式合金元素基本上不发生重新分布,大于400开始,非K形成元素仍在基体中,k形成元素逐步进入析出的碳化物中4、什么叫钢的内吸附现象?其机理和主要影响因素是什么?合金元素或杂质元素溶入基体后,与晶体缺陷产生交互作用,溶质原子在内界面缺陷区的浓度大大超过在基体中的平均浓度机理:1)晶界层内原子排列比较稀疏,溶质原子处在晶界层产生的畸变能比处在晶内产生的畸变能要小得多,这种畸变能之差产生晶界内吸附; 2)溶质原子与晶界和晶内的静电交互作用。
主要影响因素:1.畸变能差2. 温度3.原始浓度4. 多种溶质原子之间的相互作用5.第一类回火脆性和第二类回火脆性是在什么条件下产生的?如何减轻和消除?答:第一类回火脆性:脆性特征:①不可逆;②与回火后冷速无关;③断口为晶界脆断。
产生原因:钢在200-350℃回火时,Fe3C薄膜在奥氏体晶界形成,削弱了晶界强度;杂质元素P、S、Bi 等偏聚晶界,降低了晶界的结合强度。
防止措施:①降低钢中杂质元素的含量;②用Al脱氧或加入Nb (铌)、V、Ti等合金元素细化奥氏体晶粒;③加入Cr、Si调整温度范围;④采用等温淬火代替淬火回火工艺。
第二类回火脆性:脆性特征:①可逆;②回火后满冷产生,快冷抑制;③断口为晶界脆断。
产生原因:钢在450-650℃回火时,杂质元素Sb、S、As或N、P等偏聚于晶界,形成网状或片状化合物,降低了晶界强度。
高于回火脆性温度,杂质元素扩散离开了晶界或化合物分解了;快冷抑制了杂质元素的扩散。
防止措施:①降低钢中的杂质元素;②加入能细化A晶粒的元素(Nb、V、Ti)③加入适量的Mo、W元素;④避免在第二类回火脆性温度范围回火。
防止:加入W,Mo消除或延缓杂质元素偏聚.6、如何理解二次硬化与二次淬火两个概念的相关性与不同特点。
答:二次硬化:在含有Ti, V, Nb, Mo, W等较高合金钢淬火后,在500- 600℃范围内回火时,在α相中沉淀析出这些元素的特殊碳化物,并使钢的HRC和强度提高。
(但只有离位析出时才有二次硬化现象) 二次淬火:在强K形成元素含量较高的合金钢中淬火后γ’十分稳定,甚至加热到500-600℃回火时升温与保温时中仍不分解,而是在冷却时部分转变成马氏体,使钢的硬度提高。
相同点:都发生在合金钢中,含有强碳化物形成元素相对多,发生在淬回火过程中,且回火温度550℃左右。
不同点:二次淬火,是回火冷却过程中Ar转变为m,是钢硬度增加。
二次硬化:回火后,钢硬度不降反升的现象(由于特殊k的沉淀析出)7、一般地,钢有哪些强化与韧化途径?宏观上:钢的合金化、冷热加工及其综合运用是钢强化的主要手段。
微观上:在金属晶体中造成尽可能多的阻碍位错运动的障碍主要机制有:固溶强化、细晶强化、位错强化、“第二相”强化、沉淀强化、时效强化、弥散强化、析出强化、二次硬化、过剩相强化韧化途径:细化晶粒;降低有害元素的含量;防止预存的显微裂纹;形变热处理;利用稳定的残余奥氏体来提高韧性;加入能提高韧性的M,如Ni, Mn;尽量减少在钢基体中或在晶界上存在粗大的K或其它化合物相。
8、合金元素在低合金高强度结构钢中的主要作用是什么?为什么考虑采用低C?为提高碳素工程结构钢的强度,而加入少量合金元素,利用合金元素产生固溶强化、细晶强化和沉淀强化。
利用细晶强化使钢的韧-脆转变温度的降低,来抵消由于碳氮化物沉淀强化使钢的韧-脆转变温度的升高。
考虑低C的原因:①C含量过高,P量增多,P为片状组织,会使钢的脆性增加,使FATT50(℃)增高。
②C含量增加,会使C当量增大,当C当量>0.47时,会使钢的可焊性变差,不利于工程结构钢的使用。
9、什么是微合金钢?微合金化元素在微合金化钢中的主要作用有哪些?试举例说明。
微合金钢:利用微合金化元素Ti, Nb, V;主要依靠细晶强化和沉淀强化来提高强度;利用控制轧制和控制冷却工艺----- 高强度低合金钢微合金元素的作用:①抑制奥氏体形变再结晶;②阻止奥氏体晶粒长大;③沉淀强化;④改变与细化钢的组织10、低碳贝氏体钢的合金化有何特点?合金元素主要是能显著推迟先共析F和P转变,但对B转变推迟较少的元素如Mo,B,可得到贝氏体组织。
①加入Mn, Ni, Cr等合金元素,进一步推迟先共析F和P转变,并使Bs点下降,可得到下B组织;②加入微合金化元素充分发挥其细化作用和沉淀作用;③低碳,使韧性和可焊性提高。
11、调质钢、弹簧钢进行成分、热处理、常用组织及主要性能的比较,并熟悉各自主要钢种。
成分热处理常用组织主要性能调质钢0.30~0.50%C的C钢或中、低合金钢淬火与高温回火回火S或回火T 较高的强度,良好的塑性和韧性弹簧钢中、高碳素钢或低合金钢淬火和中温回火回火T 高的弹性极限,高的疲劳强度,足够的塑性和韧性12、液析碳化物和带状碳化物的形成、危害及消除方法。
形成:均起因于钢锭结晶时产生的树枝状偏析;液析碳化物属于偏析引起的伪共晶碳化物(一次碳化物);带状碳化物属于二次碳化物偏析(固相凝固过程中)危害:降低轴承的使用寿命,增大零件的淬火开裂倾向,造成硬度和力学性能的不均匀性(各向异性)消除方法:①控制成分(C,Cr%);②合理设计钢锭,改进工艺;③大的锻(轧)造比来破碎碳化物;④采用高温扩散退火(1200℃左右)。
13、说明易切削钢提高切削性能的合金化原理。
钢中加入一定量的S、Te、Pb、Se或Ca等元素,形成MnS、CaS、MnTe、PbTe、CaO-SiO2、CaO-Al2O3-SiO2等或Pb的夹杂物。