最新金属材料学课后习题总结

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习题

第一章

1、何时不能直接淬火呢?本质粗晶粒钢为什么渗碳后不直接淬火?重结晶为什么可以细

化晶粒?那么渗碳时为什么不选择重结晶温度进行A化?

答:本质粗晶粒钢,必须缓冷后再加热进行重结晶,细化晶粒后再淬火。晶粒粗大。A 形核、长大过程。影响渗碳效果。

2、C是扩大还是缩小奥氏体相区元素?

答:扩大。

3、M e对S、E点的影响?

答:A形成元素均使S、E点向左下方移动。F形成元素使S、E点向左上方移动。

S点左移一共析C量减小;E点左移一出现莱氏体的C量降低。

4、合金钢加热均匀化与碳钢相比有什么区别?

答:由于合金元素阻碍碳原子扩散以及碳化物的分解,因此奥氏体化温度高、保温时间长。5、对一般结构钢的成分设计时,要考虑其M s点不能太低,为什么?答:M量少,Ar量多,影响强度。

6、W、Mo等元素对贝氏体转变影响不大,而对珠光体转变的推迟作用大,如何理解?答:对于珠光体转变:Ti, V :主要是通过推迟(P转变时)K形核与长大来提高过冷丫的稳定性。

W, Mo :

1)推迟K形核与长大。

2)增加固溶体原子间的结合力,降低Fe的自扩散系数,增加Fe的扩散激活能。

3)减缓C的扩散。

对于贝氏体转变:W, Mo , V , Ti :增加C在丫相中的扩散激活能,降低扩散系数,推迟贝氏体转变,但作用比Cr, Mn , Ni小。

7、淬硬性和淬透性

答:淬硬性:指钢在淬火时硬化能力,用淬成马氏体可能得到的最高硬度表示。淬透性:指由钢的表面量到钢的半马氏体区组织处的深度。

& C在丫-Fe与a -Fe中溶解度不同,那个大?答:丫-Fe中,为八面体空隙,比a -Fe的四面体空隙大。

9、C、N原子在a -Fe中溶解度不同,那个大?

答:N大,因为N的半径比C小。

10、合金钢中碳化物形成元素(V, Cr, Mo , Mn等)所形成的碳化物基本类型及其相对稳定性。

答:V: MC 型;Cr: M7C3、M23C6 型;Mo : M e C、M2C、M7C3型;Mn : M3C 型。复杂点阵:M23C6、M7C3、M3C、稳定性较差;简单点阵:M2C、MC、M6C稳定性好。

11、如何理解二次硬化与二次淬火?

答:二次硬化:含高W、Mo、Cr、V钢淬火后回火时,由于析出细小弥散的特殊碳化物及回火冷却时A '转变为M回,使硬度不仅不下降,反而升高的现象称二次硬化。

二次淬火:在高合金钢中回火冷却时残余奥氏体转变为马氏体的现象称为二次淬火。

第二章

1、退火后的低C钢板一般在深冲前,先进行一次少量变形的平整加工,然后再进行深冲,

为什么?

答:克服时效现象,不出现上下屈服点,深冲时板面平整度提高。

2、15MnTi和16Mn屈服强度有差别的原因。

答:微合金元素的碳化物和氮化物的析出强化。

3、Q235AF、Q235BZ 含义

答:Q--屈服点235--最低屈服强度值为235MPa A、B、C、D--质量等级符号F--沸腾钢Z--镇静钢b--半镇静钢TZ--特殊镇静钢

4、低合金高强度结构钢比碳素结构钢屈服强度提高25%〜100%的原因是什么?

答:成分不同,Mn%高,这是以合金化为目的的添加元素。还有Si、Nb、Ti、V、Al的作用。

5、什么是双相钢,如何获得,有何特点?

答:由马氏体、奥氏体或贝氏体与铁素体基体两相组织构成的钢。通过在两相区加热后冷

却的双相化热处理或者通过直接热轧而得到。特点: 1.连续屈服,无屈服点延伸;2•高的加工硬化速率;3.低的屈服强度;4.高的抗拉强度;5.均匀伸长率和总伸长率大。J

6、微珠光体钢如要提高强度可以从哪些方面考虑?

答:微合金元素的作用:1•阻止加热时A晶粒长大;2.抑制A形变再结晶。3.析出强化和晶粒细化。

7、工程结构钢的设计思路?

答:1.在低碳范围内提高碳含量,以提高强度。

2. 添加合金元素提高强度。

3. 热处理改变组织提高强度。

4. 形变热处理细化组织提高强度。」

5. 在提高强度时一定要注意焊接性能和韧脆转变温度。

&低合金高强度结构钢的强度很高吗?

和后面要介绍的钢相比较。

9、工程结构钢为什么含碳量低?

答:保证其良好的屈服强度,较好的冷热加工成型性,良好的焊接性,较低的冷脆倾向、

时效敏感性。

10、双相钢低的屈服强度是好还是坏?

答:使其均匀塑变能力强,冷加工性能好。

第三章

1大型弹簧为什么要先成形后强化,小型弹簧先强化后成形?小型弹簧成形后为什么进行低温退火?

答:钢材在热成形之前并不具备弹簧所要求的性能,在热成形之后,进行淬火及中温回火,

以获得所要求的性能。由于冷成形弹簧在成形之前,钢丝已具备了一定的性能,即已处于

硬化状态,所以小型弹簧先强化后成型。为了降低应力。

2、水韧处理?

答:只有将高猛钢加热至1050-1100 C,保温一定时间淬火并快速入水中冷却后,才能得

到单一奥氏体组织,其韧性变得极高,这种工艺较水韧处理。

3、钢奥氏体化后,迅速水冷应得到马氏体组织,而高锰钢水韧处理后,奥氏体组织为何不转变为马氏体组织?

答:由于锰的存在,使Ms与Mf下移到室温以下,故得到奥氏体。

4、奥氏体软,为什么耐磨?

答:一般的水韧处理为ZGMn13类高锰钢,主要用于承受冲击载荷工作的零件,奥氏体表面在受到冲击作用时,产生强烈的加工硬化,当硬化层被磨崩掉后,又露出新鲜的奥氏体,重新硬化,如此反复。

5、为什么是铸钢?

答:因其有强烈的加工硬化,故不可采用机械加工方法成形,主要用铸造方法所得,所以为铸钢。

6、耐磨实质是奥氏体耐磨吗?

答:铸钢锰13水韧处理后的硬度是180~200HB,硬度并不高,因为它是奥氏体组织,大部分金属材料都是热致相变,但是该钢有个特点:应力致相变,就是当遇到外力的时候,会

发生相变,由奥氏体转变为硬度很高的马氏体,实际上耐磨的还是马氏体。

7、Z GMn13铸态组织及水韧组织

答:高锰钢的铸态组织由奥氏体基体,晶界连续网状碳化物和晶内针片状碳化物,及少量

的珠光体和磷共晶组成。性能很脆,一般不在铸态下使用。高锰钢使用状态是水韧固溶处

理态,组织为单一奥氏体。经热处理后韧性大幅度提高,满足服役条件。

8 40、40Cr、40CrNi、40CrNiMo 的淬透性比较

答:40CrNiMo>40CrNi>40Cr>40

9、举例说明调质钢、弹簧钢、轴承钢的热处理方法?

答:调质钢:淬火+高回弹簧钢:淬火+中回轴承钢:淬火后冷处理+低回

第四章

1、淬火加热时,为什么要预热?

答:高速钢合金量高,特别是W,所以高速钢的导热性很差。预热可减少工件加热过程中

的变形开裂倾向;缩短高温保温时间,减少氧化脱碳;可准确地控制炉温稳定性。

2、高速钢W6Mo5Cr4V2 的AC1在800 C左右,但淬火加热温度在1200~1240 C,淬火加热温度为什么这样高?

答:因为高速钢中碳化物比较稳定,必须在高温下才能溶解。而高速钢淬火目的是获得高合金度的马氏体,在回火时才能产生有效的二次硬化效果。

3、高速钢回火工艺一般为560 C左右,并且进行三次,为什么?

答:由于高速钢中高合金度马氏体的回火稳定性非常好,在560C左右回火,才能弥散析

出特殊碳化物,产生二次硬化。同时在560 C左右回火,使材料的组织和性能达到了最佳状

态。三次回火是为了尽可能减少Ar,形成M。

4、淬火冷却时常用分级淬火,分级淬火目的是什么?

答:分级淬火目的:降低热应力和组织应力,尽可能地减小工件的变形与开裂。

5、不应该是回火索氏体么?怎么我见资料上是回火马氏体?

答:合金元素的影响。使马氏体中碳的析出延迟,奥氏体稳定性增加,其转变也延迟,所以高温回火仍然得到回火马氏体组织。

6、问题:Cr12MoV 有两种常用热处理工艺:一种是1000 C淬火,160C回火;另一种是

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