金属材料学复习答案
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。
金属材料学第7-11章课后习题答案

金属材料学习题与思考题第七章铸铁1、铸铁与碳钢相比,在成分、组织和性能上有什么区别?(1)白口铸铁:含碳量约2.5%,硅在1%以下白口铸铁中的碳全部以渗透碳体(Fe3c)形式存在,因断口呈亮白色。
故称白口铸铁,由于有大量硬而脆的Fe3c,白口铸铁硬度高、脆性大、很难加工。
因此,在工业应用方面很少直接使用,只用于少数要求耐磨而不受冲击的制件,如拔丝模、球磨机铁球等。
大多用作炼钢和可锻铸铁的坯料(2)灰口铸铁;含碳量大于4.3%,铸铁中的碳大部或全部以自由状态片状石墨存在。
断口呈灰色。
它具有良好铸造性能、切削加工性好,减磨性,耐磨性好、加上它熔化配料简单,成本低、广泛用于制造结构复杂铸件和耐磨件。
(3)钢的成分要复杂的多,而且性能也是各不相同钢是含碳量在0.04%-2.3%之间的铁碳合金。
我们通常将其与铁合称为钢铁,为了保证其韧性和塑性,含碳量一般不超过1.7%。
钢的主要元素除铁、碳外,还有硅、锰、硫、磷等,而且钢还根据品质分类为①普通钢(P≤0.045%,S≤0.050%)②优质钢(P、S均≤0.035%)③高级优质钢(P≤0.035%,S≤0.030%)按照化学成分又分①碳素钢:.低碳钢(C≤0.25%).中碳钢(C≤0.25~0.60%).高碳钢(C≤0.60%)。
②合金钢:低合金钢(合金元素总含量≤5%).中合金钢(合金元素总含量>5~10%).高合金钢(合金元素总含量>10%)。
2、C、Si、Mn、P、S元素对铸铁石墨化有什么影响?为什么三低(C、Si、Mn低)一高(S高)的铸铁易出现白口?(1)合金元素可以分为促进石墨化元素和阻碍石墨化元素,顺序为:Al、C、Si、Ti、Ni、P、Co、Zr、Nb、W、Mn、S、Cr、V、Fe、Mg、Ce、B等。
其中,Nb为中性元素,向左促进程度加强,向右阻碍程度加强。
C和Si是铸铁中主要的强烈促进石墨化元素,为综合考虑它们的影响,引入碳当量CE = C% + 1/3Si%,一般CE≈4%,接近共晶点。
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。
高中化学必修一第三章铁金属材料知识点归纳超级精简版(带答案)

高中化学必修一第三章铁金属材料知识点归纳超级精简版单选题1、现有MgO、Al2O3.Fe2O3.CuO混合物,如果只用一种试剂把Al2O3分离出来,应选用试剂A.氨水B.浓NaOH溶液C.NaCl溶液D.稀H2SO4答案:BA.MgO、Al2O3.Fe2O3.CuO与氨水都不反应,故A不符合题意;B.Al2O3能与浓NaOH溶液反应溶解,MgO、Fe2O3.CuO与NaOH溶液都不反应,可以把Al2O3分离出来,故B符合题意;C.MgO、Al2O3.Fe2O3.CuO与NaCl溶液都不反应,故C不符合题意;D.MgO、Al2O3.Fe2O3.CuO与稀H2SO4都反应,故D不符合题意;故答案为B。
2、下列说法中,不正确...的是A.Al的摩尔质量是27g·mol−1B.标准状况下,22 .4LH2O的物质的量为1molC.1molCH4中含有的分子数约为6 .02×1023D.1L1mol·L−1KCl溶液中含有1molK+答案:BA.摩尔质量以g·mol−1做单位时,在数值上等于物质的式量,则Al的摩尔质量是27g·mol−1,A正确;B.标准状况下,水为非气态,不能用气体的摩尔体积进行计算,则无法计算22 .4 L H2O的物质的量,B错误;C.1mol CH4中含有的分子数约为1mol×6 .02×1023mol-1=6 .02×1023,C正确;D.1L 1mol·L−1 KCl溶液中含有K+的物质的量为1L×1mol·L−1 =1mol,D正确;故答案为B。
3、下列反应中不涉及铁元素价态变化的是A.用铁粉除去FeCl2溶液中的少许FeCl3杂质B.铁在氧气中燃烧C.氢氧化亚铁是白色固体,在空气中会迅速变成灰绿色,最终变成红褐色D.氢氧化铁受热分解答案:DA. 铁粉可将Fe3+还原为Fe2+,Fe元素价态发生了变化,A项不符合题意;B. Fe在氧气中燃烧,生成Fe3O4,Fe元素价态发生了变化,B项不符合题意;,Fe元素价态发生了变化,C项不C. Fe(OH)2具有还原性,在空气中发生反应4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3符合题意;D. Fe(OH)3受热分解:2Fe(OH)3≜Fe2O3+3H2O,Fe元素价态没有发生变化,D项符合题意;故选D。
《金属材料学》考试真题及答案

一、选择题1、细化晶粒对钢性能的贡献是强化同时韧化;提高钢淬透性的主要作用是使零件整个断面性能趋于一致,能采用比较缓和的方式冷却。
2、滚动轴承钢GCr15的Cr质量分数含量为 1。
5% .滚动轴承钢中碳化物不均匀性主要是指碳化物液析、带状碳化物、网状碳化物。
3、选择零件材料的一般原则是使用性能要求、工艺性要求和经济性要求等 .4、凡是扩大γ区的元素均使Fe-C相图中S、E点向左下方移动,例 Ni、Mn 等元素;凡封闭γ区的元素使S、E点向左上方移动,例 Cr、Si、Mo 等元素。
S点左移意味着共析碳含量减少,E点左移意味着出现莱氏体的碳含量减少。
5、铝合金可分铸造铝合金和变形铝,变形铝又可分硬铝、超硬铝、锻铝和防锈铝。
6、H62是表示压力加工黄铜的一个牌号,主要成份及名义含量是 Cu62%、Zn38% 。
7、在非调质钢中常用微合金化元素有 Ti、V、Nb、N 等,这些元素的主要作用是细化组织和相间沉淀析出强化。
8、球铁的力学性能高于灰铁是因为球铁中石墨的断面切割效应、石墨应力集中效应要比灰铁小得多。
9、铝合金热处理包括固溶处理和时效硬化两过程,和钢的热处理最大区别是铝合金没有同素异构相变。
1、钢的合金化基本原则是多元适量、复合加入。
在钢中细化晶粒作用较大的合金元素有 Ti、V、Nb 等,细化晶粒对钢性能的作用是既强化又韧化。
2、在钢中,常见碳化物形成元素有 Ti、Nb、V、Mo、W、Cr、(按强弱顺序排列,列举5个以上)。
钢中二元碳化物分为两类:r c/r M≤ 0。
59为简单点阵结构,有MC和 M2C 型;r c/r M > 0.59为复杂点阵结构,有 M23C6、 M7C3和 M3C 型.3、选择零件材料的一般原则是使用性能要求、工艺性要求和经济性要求等。
汽车变速箱齿轮常用 20CrMnTi 钢制造,经渗碳和淬回火热处理。
4、奥氏体不锈钢1Cr18Ni9晶界腐蚀倾向比较大,产生晶界腐蚀的主要原因是晶界析出 Cr23C6,导致晶界区贫Cr ,为防止或减轻晶界腐蚀,在合金化方面主要措施有降低碳量、加入Ti、V、Nb强碳化物元素。
金属材料学戴起勋版最全答案-金属材料学戴起勋第三版课后答案

第一章1.为什么说钢中的S、P杂质元素在一般情况下总是有害的?答:S、P会导致钢的热脆和冷脆,并且容易在晶界偏聚,导致合金钢的第二类高温回火脆性,高温蠕变时的晶界脆断。
S能形成FeS,其熔点为989℃,钢件在大于1000℃的热加工温度时FeS会熔化,所以易产生热脆;P能形成Fe3P,性质硬而脆,在冷加工时产生应力集中,易产生裂纹而形成冷脆。
2.钢中的碳化物按点阵结构分为哪两大类?各有什么特点?答:简单点阵结构和复杂点阵结构简单点阵结构的特点:硬度较高、熔点较高、稳定性较好;复杂点阵结构的特点:硬度较低、熔点较低、稳定性较差。
3.简述合金钢中碳化物形成规律。
答:①当r C/r M>0.59时,形成复杂点阵结构;当r C/r M<0.59时,形成简单点阵结构;②相似者相溶:完全互溶:原子尺寸、电化学因素均相似;有限溶解:一般K都能溶解其它元素,形成复合碳化物。
③N M/N C比值决定了碳化物类型④碳化物稳定性越好,溶解越难,析出难越,聚集长大也越难;⑤强碳化物形成元素优先与碳结合形成碳化物。
4.合金元素对Fe-C相图的S、E点有什么影响?这种影响意味着什么?答:A形成元素均使S、E点向_____移动,F形成元素使S、E点向_____移动。
S点左移意味着_____减小,E点左移意味着出现_______降低。
(左下方;左上方)(共析碳量;莱氏体的C量)5.试述钢在退火态、淬火态及淬火-回火态下,不同合金元素的分布状况。
答:退火态:非碳化物形成元素绝大多数固溶于基体中,而碳化物形成元素视C和本身量多少而定。
优先形成碳化物,余量溶入基体。
淬火态:合金元素的分布与淬火工艺有关。
溶入A体的因素淬火后存在于M、B中或残余A 中,未溶者仍在K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;>400℃,Me开始重新分布。
非K形成元素仍在基体中,K形成元素逐步进入析出的K中,其程度取决于回火温度和时间。
吉林大学金属材料学课后题答案

5、简述低碳马氏体的强韧化途径 答:低碳 M 锻轧后空冷: B+M+F; 锻轧后直接淬火并回火: 低碳回火 M。 低碳回火 M 具有高强度高热性 和高的疲劳强度。 强韧化途径: 1 低碳加入 Mo、 Nb、 V、 B 等与合理含量的 Mn 和 Cr 配合。 2 提高淬透性加入 Nb 微合 金元素细化晶粒。 6、请介绍调质钢的成分特点和常规热处理工艺 答:成分特点:中碳,碳含量一般在 0.3%—0.5% 2 合金元素:主加合金元素:CrMnSiNi;辅加合金元素: Mo W V Ti Al B 等 常规处理工艺:1,预备热处理:合金含量较少时,一般采用在Ac3线以上加热进行正火。合金含量较多 时, 一般采用在Ac3线加热进行正火,随后再进行一次高温回火. 2,最终热处理:Ⅰ ,淬火:将钢件加热 至Ac3线以上进行淬火。Ⅱ ,回火。Ⅲ,表面处理。 7、列举出常用调质钢的典型钢号, 说明合金元素在调质钢中的主要作用? 答: 合金调质钢按淬透性高低可分为低, 中, 高淬透性三类。 (1) 低淬透性合金调质钢: 40Cr、 40CrV、 40MnB、 40MnV、 38CrSi、 40MnVB 等 (2) 中淬透性合金调质钢: 35 CrMo、 40 CrMn、 40 CrNi、 30 CrMnSi 等 (3) 高淬透性合金调质钢: 37 CrNi3A、 40 CrMnMo、 40CrNiMoA、 25Cr2Ni4WA 等。 合金元素 的主要作用: 1、提高淬透性; 2、Cr、 Mn、 Si、 Ni 溶于 α 相, 起固溶强化作用;3、 Cr、 Mo、 W、 V 等 阻碍α 相的再结晶, 也可阻碍碳化物在高温回火时的聚集长大, 使钢保持高硬度。 4、加入 Mo、 W 来防 止回火脆性。 5、V、 Ti、 Al 起细化晶粒的作用。 6、C: 是降低调制钢冲击韧性的元素, P: 对冲击韧性 危害甚大
金属材料学课后答案(较全)

金属材料学课后答案(较全)第一章1.为什么说钢中的S、P杂质元素在一般情况下总是有害的?答:S、P会导致钢的热脆和冷脆,并且容易在晶界偏聚,导致合金钢的第二类高温回火脆性,高温蠕变时的晶界脆断。
S能形成FeS,其熔点为989℃,钢件在大于1000℃的热加工温度时FeS会熔化,所以易产生热脆;P能形成Fe3P,性质硬而脆,在冷加工时产生应力集中,易产生裂纹而形成冷脆。
2.钢中的碳化物按点阵结构分为哪两大类?各有什么特点?答:简单点阵结构和复杂点阵结构简单点阵结构的特点:硬度较高、熔点较高、稳定性较好;复杂点阵结构的特点:硬度较低、熔点较低、稳定性较差。
3.简述合金钢中碳化物形成规律。
答:①当rC/rM>0.59时,形成复杂点阵结构;当rC/rM<0.59时,形成简单点阵结构;②相似者相溶:完全互溶:原子尺寸、电化学因素均相似;有限溶解:一般K都能溶解其它元素,形成复合碳化物。
③NM/NC比值决定了碳化物类型④碳化物稳定性越好,溶解越难,析出难越,聚集长大也越难;⑤强碳化物形成元素优先与碳结合形成碳化物。
4.合金元素对Fe-C相图的S、E点有什么影响?这种影响意味着什么?答:A形成元素均使S、E点向_____移动,F形成元素使S、E点向_____移动。
S点左移意味着_____减小,E点左移意味着出现_______降低。
(左下方;左上方)(共析碳量;莱氏体的C量)5.试述钢在退火态、淬火态及淬火-回火态下,不同合金元素的分布状况。
答:退火态:非碳化物形成元素绝大多数固溶于基体中,而碳化物形成元素视C和本身量多少而定。
优先形成碳化物,余量溶入基体。
淬火态:合金元素的分布与淬火工艺有关。
溶入A体的因素淬火后存在于M、B中或残余A中,未溶者仍在K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;>400℃,Me开始重新分布。
非K形成元素仍在基体中,K形成元素逐步进入析出的K中,其程度取决于回火温度和时间。
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第一章答案1、为什么说钢中的S、P杂质元素总是有害的?答:S容易和Fe结合成熔点为989℃的FeS相,会使钢产生热脆性;P和Fe结合形成硬脆的Fe3P相使钢在冷加工过程中产生冷脆性。
2、合金元素对Fe-C相图的S、E点有什么影响?这种影响意味着什么?答:凡是扩大γ相区的元素均使S、E点向左下方移动,如Mn、Ni; 凡是封闭γ相区的元素均使S、E点向左上方移动,如Cr、Si、Mo。
E点左移意味着出现莱氏体的碳含量减小;S点左移意味着共析碳含量减小。
3、那些合金元素能够显着提高钢的淬透性?提高钢的淬透性有什么作用?答:B、Mn、Mo、Cr、Si、Ni等元素能够显着提高钢的淬透性。
提高钢的淬透性一方面可以使工件得到均匀而良好的力学性能,满足技术要求;另一方面在淬火时,可以选用比较缓和的冷却介质以减小零件的变形和开裂的倾向。
4、为什么说合金化的基本原则是“复合加入”?举二例说明合金复合作用的机理。
答:1.提高性能,如淬透性;2.扬长避短,合金元素能对某些方面起积极作用,但往往还有些副作用,为了克服不足,可以加入另一些合金元素弥补,如Si-Mn,Mn-V;3.改善碳化物的类型和分布,某些合金元素改变钢中碳化物的类型和分布或改变其他元素的存在形式和位置,从而提高钢的性能,如耐热钢中Cr-Mo-V,高速钢中V-Cr-W。
5、合金元素提高钢的韧度主要有哪些途径?答:1.细化A晶粒;2.提高钢的回火稳定性;3.改善机体韧度;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的残余A,利用稳定的残余A提高钢的韧度。
6、钢的强化机制有那些?为什么一般的强化工艺都采用淬火-回火?答:固溶强化、细晶强化、位错强化、第二相强化。
因为一般的钢的强化都要求它有一定的强度的同时又要保持一定的任性,淬火后钢中能够形成M,这给了钢足够的强度,但是带来的后果就是韧度不够,而回火能够在强度降低不大的情况下给淬火钢以足够的韧性,这样能够得到综合力学性能比较优良的材料,所以一般钢的强化工艺都采用淬火加回火。
7、铁置换固溶体的影响因素?答:1.溶剂与溶质的点阵结构;2.原子尺寸因素;3.电子结构。
第二章1、叙述构件用钢一般的服役条件、加工特点、性能要求?答:服役条件:工程结构件长期受静载荷;互相无相对运动;受大气(海水)侵蚀;有些构件受疲劳冲击;一般在-50~100℃范围内使用;加工特点是由构件用钢的基本要求和加工工艺决定的,焊接是构成金属结构的常用方法,一般都要经过如剪切、冲孔、热弯、深冲等成型工艺;性能要求:(1)足够的强度和韧度(2)良好的焊接性和成型工艺性(3)良好的耐腐蚀性2、在低合金高强度工程结构钢中大多数采用微合金元素(Nb、V、Ti等),它们的主要作用是什么?答:由于Nb、V、Ti的微合金化可以生成弥散的碳化物、氮化物和碳氮化物,它们能钉扎晶界,加热时能阻止A晶粒长大,冷却后可得到细小的F和P,所以在低合金高强度钢中,常利用Nb、V、Ti合金来细化晶粒。
第三章1、为什么说淬透性是评定结构钢性能的重要指标?答:结构钢是指符合特定强度和可成型性等级的钢,一般用于承载等用途,对钢要求有足够的强度和韧度等力学性能,淬透性好的钢材,可使钢件整个截面获得均匀一致的力学性能以及可以选用钢件淬火应力小的淬火剂,以减小变形和开裂,所以说淬透性是评定结构钢性能的重要指标。
2、弹簧钢为什么要求较高的冶金质量和表面质量?弹簧钢的强度极限高,是否意味着疲劳极限高?为什么?答:因为弹簧的主要作用是储能减振,是利用其弹性变形来吸收和释放外力,要求弹簧钢具有高的疲劳强度和足够高的塑性和韧性,弹簧在工作时表面承受的应力最大,所以要求有良好的表面质量,表面不允许有裂纹、夹杂、折叠、严重脱碳等,这些缺陷往往会成为应力高度集中的地方和疲劳裂纹源,显着的降低弹簧的疲劳强度,所以要求较高的冶金质量和表面质量。
不是,强度极限是指构件在外力作用下发生破坏时出现的最大应力,也可称为破坏强度或破坏应力,而疲劳极限是表现一种材料对周期应力的承受能力,在疲劳实验中,应力交变循环,大至无限次而试样仍不破损时的最大应力叫疲劳极限。
3、滚动轴承原始组织中碳化物不均匀性有哪几种情况,应如何改善和消除?(1)碳化物液析:采用高温(1200℃)扩散退火(2)带状碳化物偏析:长时间退火(3)网状碳化物:控制终轧或终锻温度,控制轧制后冷速或正火处理第四章1.在高速钢中,合金元素W,Cr,V主要作用是什么?答:W:高速钢获得红硬性主要元素,强烈降低钢的热导率V:显着提高钢的红硬性,硬度和耐磨性,有效的细化晶粒和降低钢的过热敏感性 Cr:保证钢的淬透性,增加高速钢的耐蚀性和抗氧化能力,减少粘刀现象,改善刃具切削能力2.有一批W18Cr4V钢钻头,淬火后硬度偏低,经过检验室淬火加热温度出了问题,淬火加热温度可能出现什么问题?怎样从金相组织判断?答:温度可能太低,也可能太高。
温度过低会出现淬火软点,温度过高会出现过热现象,严重会出现过烧现象。
晶相组织上淬火软点通常是一些白点,由于淬火温度不够,A没有转变成M;如果晶相组织上有一些小区域的黑色组织,可能的由于淬火温度高了,造成了过热,如果大块区域出现黑色组织,那就很有可能是温度过高早成了过烧。
第五章1.提高钢耐腐蚀性方法有哪些?答:1.使钢的表面形成稳定的保护膜2.提高不锈钢固溶体的电极位或形成稳定的钝化区,降低微电池电动势3.使钢获得单相组织4.采用机械保护措施或覆盖层2.什么叫n/8定律或Tammannd定律答:固溶体中溶质元素的原子比达到N/8时,固溶体的电极电位突然升高的显现成为泰曼定律。
第六章1.在耐热钢常用合金元素中,哪些是抗氧化元素?哪些是强化元素,哪些是A形成元素?说明其作用机理答:抗氧化元素:Cr,Al,Si;强化元素:Mo,W,Ti,Nb,V,C;A形成元素:Ni2.为甚麽锅炉管子用珠光体热强钢的C含量较低(<%)?有一锅炉管子经运行两年后,发现有“起瘤”现象,试分析原因,并提出改进设想?答:因为C含量高了,使P球化和聚集速度加快,石墨化倾向增大,合金元素的再分配加速,并且钢的焊接,成形等工艺性能有所降低,,,,,,(自己再整理)第七章答案1、铸铁与碳钢相比,在成分、组织和性能上有什么区别?(1)白口铸铁:含碳量约%,硅在1%以下白口铸铁中的碳全部以渗透碳体(Fe3c)形式存在,因断口呈亮白色。
故称白口铸铁,由于有大量硬而脆的Fe3c,白口铸铁硬度高、脆性大、很难加工。
因此,在工业应用方面很少直接使用,只用于少数要求耐磨而不受冲击的制件,如拔丝模、球磨机铁球等。
大多用作炼钢和可锻铸铁的坯料(2)灰口铸铁;含碳量大于%,铸铁中的碳大部或全部以自由状态片状石墨存在。
断口呈灰色。
它具有良好铸造性能、切削加工性好,减磨性,耐磨性好、加上它熔化配料简单,成本低、广泛用于制造结构复杂铸件和耐磨件。
(3)钢的成分要复杂的多,而且性能也是各不相同钢是含碳量在%%之间的铁碳合金。
我们通常将其与铁合称为钢铁,为了保证其韧性和塑性,含碳量一般不超过%。
钢的主要元素除铁、碳外,还有硅、锰、硫、磷等,而且钢还根据品质分类为①普通钢(P≤%,S≤%)②优质钢(P、S均≤%)③高级优质钢(P≤%,S≤%)按照化学成分又分①碳素钢:.低碳钢(C≤%).中碳钢(C≤~%).高碳钢(C≤%)。
②合金钢:低合金钢(合金元素总含量≤5%).中合金钢(合金元素总含量>5~10%).高合金钢(合金元素总含量>10%)。
2、球墨铸铁的性能特点及用途是什么?球墨铸铁。
将灰口铸铁铁水经球化处理后获得,析出的石墨呈球状,简称球铁。
比普通灰口铸铁有较高强度、较好韧性和塑性。
用于制造内燃机、汽车零部件及农机具等。
珠光体型球墨铸铁——柴油机的曲轴、连杆、齿轮;机床主轴、蜗轮、蜗杆;轧钢机的轧辊;水压机的工作缸、缸套、活塞等。
铁素体型球墨铸铁——受压阀门、机器底座、汽车后桥壳等。
3、为什么灰铸铁的性能低于碳钢?答:低碳钢据有良好的冷冲压性能及可焊接性能,常用来制造用力不大,韧性要求较高的机械零部件,经渗碳淬火处理后,其表面硬而耐磨,心部保持高的塑性和韧性。
灰铸铁的石墨成片状分布于基体上,造成对基体的割裂作用,同时会在石墨片的夹角处因其引起应力集中。
因此,灰铁的抗拉强度和塑性大大低于具有相同基体的钢,但他的抗拉强度却与相同基体的退火钢相近,此外由于石墨的存在,使得灰铁具有消震性耐磨性和较低的缺口敏感性。
第八章答案1、以Al-Cu合金为例,简要说明铝合金时效的基本过程。
①形成溶质原子偏聚区-G·P(Ⅰ)区。
在新淬火状态的过饱和固溶体中,铜原子在铝晶格中的分布是任意的、无序的。
时效初期,即时效温度低或时效时间短时,铜原子在铝基体上的某些晶面上聚集,形成溶质原子偏聚区,称G·P(Ⅰ)区。
G·P(Ⅰ)区与基体α保持共格关系,这些聚合体构成了提高抗变形的共格应变区,故使合金的强度、硬度升高。
②G·P区有序化-形成G·P(Ⅱ)区。
随着时效温度升高或时效时间延长,铜原子继续偏聚并发生有序化,即形成G·P(Ⅱ)区。
它与基体α仍保持共格关系,但尺寸较G·P (Ⅰ)区大。
它可视为中间过渡相,常用θ”表示。
它比G·P(Ⅰ)区周围的畸变更大,对位错运动的阻碍进一步增大,因此时效强化作用更大,θ”相析出阶段为合金达到最大强化的阶段。
③形成过渡相θ′。
?随着时效过程的进一步发展,铜原子在G·P(Ⅱ)区继续偏聚,当铜原子与铝原子比为1:2时,形成过渡相θ′。
由于θ′的点阵常数发生较大的变化,故当其形成时与基体共格关系开始破坏,即由完全共格变为局部共格,因此θ′相周围基体的共格畸变减弱,对位错运动的阻碍作用亦减小,表现在合金性能上硬度开始下降。
由此可见,共格畸变的存在是造成合金时效强化的重要因素。
④形成稳定的θ相。
过渡相从铝基固溶体中完全脱溶,形成与基体有明显界面的独立的稳定相Al2Cu,称为θ相此时θ相与基体的共格关系完全破坏,并有自己独立的晶格,其畸变也随之消失,并随时效温度的提高或时间的延长,θ相的质点聚集长大,合金的强度、硬度进一步下降,合金就软化并称为“过时效”。
θ相聚集长大而变得粗大。
2、硬铝合金有哪些优缺点?说明2A12(LY12)的热处理特点。
硬铝属于Al-Cu-Mg系合金,具有强烈的时效强化作用,经时效处理后具有很高的硬度、强度,故Al-Cu-Mg系合金总称为硬铝合金。
这类合金具有优良的加工性能和耐热性,但塑性、韧性低,耐蚀性差,常用来制作飞机大梁、空气螺旋桨等。
硬铝合金的热处理特性是强化相的充分固溶温度与(α+β+S)三元共晶的熔点507℃.因此,硬铝淬火加热的过烧敏感性很大,为了获得最大固溶度的过饱和固溶体,2A12合金最理想的淬火温度为500℃±3℃,但实际生产条件很难做到,所以2A12合金常用的淬火温度为495~500℃。