金屬材料復(fù)習(xí)題

1、名詞解釋 1、合金化:為獲得所要求的組織結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能、物理、化學(xué)或工藝性能而特別在鋼鐵中加入某些元素2、相變的主要特點(diǎn)：相變是在某一溫度范圍內(nèi)進(jìn)行；臨界相變點(diǎn)隨碳含量而變，出現(xiàn)了新的相變和產(chǎn)物，在平衡狀態(tài)下可以兩相共存3、碳化物形成的一般規(guī)律：k的類型與合金元素的原子半徑有關(guān)，相似者相溶，強(qiáng)k形成元素優(yōu)先與碳結(jié)合形成碳化物，Nm/Nc比值決定了k類型，碳化物穩(wěn)定性越好溶解越難析出越難聚集長大也越難4、5、合金鋼加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變:A相的形成，K的溶解，F(xiàn)的轉(zhuǎn)變，A相中合金元素的均勻化，溶質(zhì)元素在晶界平衡偏聚，A晶粒長大6、二次淬火：在回火過程中從殘余奧氏體中析出合金碳化物，從而貧化殘余奧氏體中的碳

2、和合金元素，導(dǎo)致其馬氏體轉(zhuǎn)變溫度高于室溫，因而在冷卻的過程中轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。7、二次硬化：回火溫度在500-600之間，鋼的硬度、強(qiáng)度和塑性均有提高，而在550-570時(shí)可達(dá)到硬度、強(qiáng)度的最大值8、.特殊K形成途徑:原位析出:在回火過程中合金滲碳體原位轉(zhuǎn)變成特殊K。異位析出:直接由相中析出特殊K9、.固溶強(qiáng)化：機(jī)理固溶于鋼的基體中，一般都會(huì)使晶格發(fā)生畸變，從而在基體中產(chǎn)生了彈性應(yīng)力場，其與位錯(cuò)的交互作用將增加位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻力。降低斷后伸長率和沖擊吸收能量，降低材料的加工性，提高鋼的Tk10、位錯(cuò)強(qiáng)化：機(jī)理隨著位錯(cuò)密度的增大，增加了位錯(cuò)產(chǎn)生交割、纏結(jié)的概率，有效的阻止了位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)。降低斷后伸長率，提高T

3、k11、細(xì)晶強(qiáng)化：機(jī)理鋼中的晶粒越細(xì)，晶界、亞晶界越多，可有效阻止位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)，并產(chǎn)生位錯(cuò)塞積強(qiáng)化。提高強(qiáng)度，塑性和韌度12、第二相彌散強(qiáng)化：機(jī)理鋼中的微粒第二相對位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)有很好的釘扎作用，位錯(cuò)要通過第二相要消耗能量，從而強(qiáng)化。機(jī)制：切割機(jī)制、繞過機(jī)制，回火時(shí)第二相彌散沉淀析出強(qiáng)化，淬火時(shí)殘留第二相強(qiáng)化13、淬硬性:指在理想的淬火條件下以超過臨界冷卻速度所形成的M組織能夠達(dá)到的最高硬度14、脫碳:在各種熱加工工序的加熱或保溫過程中，由于周圍氧化氣氛的作用，使剛才表面的碳全部或部分喪失掉15、產(chǎn)生白點(diǎn)的必要條件:氫含量高，充分條件:內(nèi)應(yīng)力的存在，防止白點(diǎn)的最根本辦法是降低鋼中的含氫量，常用熱處理方

4、法:去氫退火16、液析碳化物：由于碳和合金元素偏析，在局部微小區(qū)域內(nèi)從液態(tài)結(jié)晶時(shí)析出的碳化物。17、網(wǎng)狀碳化物：過共析鋼在熱軋（鍛）加工后緩慢冷卻過程中由二次碳化物以網(wǎng)狀析出于奧氏體晶界所造成的。18、水韌處理：高錳鋼鑄態(tài)組織中沿晶界析出的網(wǎng)狀碳化物顯著降低鋼的強(qiáng)度、韌性和抗磨性。將高錳鋼加熱到單相奧氏體溫度范圍，使碳化物充分溶入奧氏體，然后水冷，獲得單一奧氏體組織。19、黃銅；銅鋅合金稱為黃銅，再加入其他合金元素后，形成多元黃銅。20、鋅當(dāng)量系數(shù) ：黃銅中加入M后并不形成新相，只是影響，相的相對含量，其效果象增加了鋅一樣。可以用加入1%的其它合金元素對組織的影響上相當(dāng)于百分之幾的Zn的換算系

5、數(shù)來預(yù)估加入的合金元素對多元黃銅組織的影響，這種換算關(guān)系稱為鋅當(dāng)量系數(shù)。21、青銅：是Cu和Sn、Al、Be、Si、Mn、Cr、Cd、Zr和Co等元素組成的合金的統(tǒng)稱。 22、白銅：是以鎳為主要合金元素的銅合金。23、碳當(dāng)量：一般以各元素對共晶點(diǎn)實(shí)際含碳量的影響, 將這些元素的量折算成C%的增減, 這樣算得的碳量稱為碳當(dāng)量（C.E）24、共晶度：鑄鐵含C量與共晶點(diǎn)實(shí)際含C量之比 , 表示鑄鐵含C量接近共晶點(diǎn)C%的程度。25、晶間腐蝕：晶界上析出連續(xù)網(wǎng)狀富鉻的 Cr23C6引起晶界周圍基體產(chǎn)生貧鉻區(qū)，貧鉻區(qū)成為微陽極而發(fā)生的腐蝕。26、應(yīng)力腐蝕：奧氏體或M不銹鋼受張應(yīng)力時(shí)，在某些介質(zhì)中經(jīng)過一段不

6、長時(shí)間就會(huì)發(fā)生破壞，且隨應(yīng)力增大，發(fā)生破裂的時(shí)間也越短； 當(dāng)取消張應(yīng)力時(shí)，腐蝕較小或不發(fā)生腐蝕。27、n/8規(guī)律：加入Cr可提高基體的電極電位，但不是均勻的增加，而是突變式的。當(dāng)Cr的含量達(dá)到1/8，2/8，3/8，原子比時(shí)，F(xiàn)e的電極電位就跳躍式顯著提高，腐蝕也顯著下降。這個(gè)定律叫做n/8規(guī)律。28、蠕變極限：在某溫度下，在規(guī)定時(shí)間達(dá)到規(guī)定變形時(shí)所能承受的最大應(yīng)力。 29、持久強(qiáng)度：在規(guī)定溫度和規(guī)定時(shí)間斷裂所能承受的應(yīng)力（）。 30、 持久壽命：它表示在規(guī)定溫度和規(guī)定應(yīng)力作用下拉斷的時(shí)間。31、淬透性：指在規(guī)定條件下，決定鋼材淬硬深度和硬度分布的特性，也就是鋼在淬火時(shí)能獲得馬氏體的能力32、

7、紅硬性：在高溫下保持高硬度的能力2、 簡答題1、從合金化角度考慮，提高鋼的韌度主要有哪些途徑?加入Ti、V、W、Mo等強(qiáng)碳化物形成元素，細(xì)化晶粒；提高回火穩(wěn)定性，加入Ti、V等強(qiáng)碳化物形成元素和Si元素；改善基體韌性，主要是加入Ni元素；細(xì)化碳化物，如加入Cr、V等元素使K小、勻、圓；降低或消除鋼的回火脆性，主要是Mo 、W元素比較有效；2、合金元素對馬氏體轉(zhuǎn)變有何影響？ 對馬氏體點(diǎn)Ms- Mf溫度的影響； 改變馬氏體形態(tài)及精細(xì)結(jié)構(gòu)（亞結(jié)構(gòu)）。 合金元素有增加形成孿晶馬氏體的傾向，且亞結(jié)構(gòu)與合金成分和馬氏體的轉(zhuǎn)變溫度有關(guān).3、Me在熱處理下的分布：退火、正火態(tài)，非k形成元素絕大多數(shù)固體溶于基體

8、中，而K形成元素視C 和本身量多少而定，優(yōu)先形成碳化物，其余融入基體；淬火態(tài)，與淬火工藝有關(guān)，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；回火態(tài)，低溫回火，置換式合金元素基本上不發(fā)生重新分布，大于400開始，非K形成元素仍在基體中 ，k形成元素逐步進(jìn)入析出的碳化物中4、什么叫鋼的內(nèi)吸附現(xiàn)象？其機(jī)理和主要影響因素是什么？ 合金元素或雜質(zhì)元素溶入基體后，與晶體缺陷產(chǎn)生交互作用，溶質(zhì)原子在內(nèi)界面缺陷區(qū)的濃度大大超過在基體中的平均濃度機(jī)理：1）晶界層內(nèi)原子排列比較稀疏，溶質(zhì)原子處在晶界層產(chǎn)生的畸變能比處在晶內(nèi)產(chǎn)生的畸變能要小得多，這種畸變能之差產(chǎn)生晶界內(nèi)吸附； 2）

9、溶質(zhì)原子與晶界和晶內(nèi)的靜電交互作用。 主要影響因素：1.畸變能差2. 溫度3.原始濃度4. 多種溶質(zhì)原子之間的相互作用 5. 第一類回火脆性和第二類回火脆性是在什么條件下產(chǎn)生的？如何減輕和消除？ 答：第一類回火脆性: 脆性特征：不可逆；與回火后冷速無關(guān)；斷口為晶界脆斷。 產(chǎn)生原因：鋼在200-350回火時(shí)，F(xiàn)e3C薄膜在奧氏體晶界形成，削弱了晶界強(qiáng)度；雜質(zhì)元素P、S、Bi等偏聚晶界，降低了晶界的結(jié)合強(qiáng)度。 防止措施：降低鋼中雜質(zhì)元素的含量；用Al脫氧或加入Nb（鈮）、V、Ti等合金元素細(xì)化奧氏體晶粒；加入Cr、Si

10、調(diào)整溫度范圍；采用等溫淬火代替淬火回火工藝。 第二類回火脆性： 脆性特征：可逆；回火后滿冷產(chǎn)生，快冷抑制；斷口為晶界脆斷。 產(chǎn)生原因：鋼在450-650回火時(shí)，雜質(zhì)元素Sb、S、As或N、P等偏聚于晶界，形成網(wǎng)狀或片狀化合物，降低了晶界強(qiáng)度。高于回火脆性溫度，雜質(zhì)元素?cái)U(kuò)散離開了晶界或化合物分解了；快冷抑制了雜質(zhì)元素的擴(kuò)散。 防止措施：降低鋼中的雜質(zhì)元素；加入能細(xì)化A晶粒的元素（Nb、V、Ti）加入適量的Mo、W元素；避免在第二類回火脆性溫度范圍回火。防止：加入W，Mo消除或延緩雜質(zhì)元素偏聚.6、如何理解二次硬化與二次淬火兩個(gè)概念的相關(guān)性與不同特點(diǎn)。答：二

11、次硬化:在含有Ti, V, Nb, Mo, W等較高合金鋼淬火后，在500- 600范圍內(nèi)回火時(shí)，在相中沉淀析出這些元素的特殊碳化物，并使鋼的HRC和強(qiáng)度提高。(但只有離位析出時(shí)才有二次硬化現(xiàn)象)二次淬火：在強(qiáng)K形成元素含量較高的合金鋼中淬火后十分穩(wěn)定，甚至加熱到500-600回火時(shí)升溫與保溫時(shí)中仍不分解，而是在冷卻時(shí)部分轉(zhuǎn)變成馬氏體，使鋼的硬度提高。相同點(diǎn)：都發(fā)生在合金鋼中，含有強(qiáng)碳化物形成元素相對多，發(fā)生在淬回火過程中，且回火溫度550左右。不同點(diǎn)：二次淬火，是回火冷卻過程中Ar轉(zhuǎn)變?yōu)閙，是鋼硬度增加。二次硬化：回火后，鋼硬度不降反升的現(xiàn)象（由于特殊k的沉淀析出）7、一般地，鋼有哪些強(qiáng)化與

12、韌化途徑？宏觀上：鋼的合金化、冷熱加工及其綜合運(yùn)用是鋼強(qiáng)化的主要手段。微觀上：在金屬晶體中造成盡可能多的阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的障礙主要機(jī)制有：固溶強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化、位錯(cuò)強(qiáng)化、“第二相”強(qiáng)化、沉淀強(qiáng)化、時(shí)效強(qiáng)化、彌散強(qiáng)化、析出強(qiáng)化、二次硬化、過剩相強(qiáng)化 韌化途徑：細(xì)化晶粒；降低有害元素的含量；防止預(yù)存的顯微裂紋；形變熱處理；利用穩(wěn)定的殘余奧氏體來提高韌性；加入能提高韌性的M，如Ni, Mn；盡量減少在鋼基體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強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼中的主要作用是什么？為什么考慮采用低C？為提高碳素工程結(jié)構(gòu)鋼的強(qiáng)度，而加入少量合金元素，利用合金元素產(chǎn)生固溶強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化和沉淀強(qiáng)

13、化。利用細(xì)晶強(qiáng)化使鋼的韌-脆轉(zhuǎn)變溫度的降低，來抵消由于碳氮化物沉淀強(qiáng)化使鋼的韌-脆轉(zhuǎn)變溫度的升高。考慮低C的原因：C含量過高，P量增多，P為片狀組織，會(huì)使鋼的脆性增加，使FATT50()增高。C含量增加，會(huì)使C當(dāng)量增大，當(dāng)C當(dāng)量>0.47時(shí)，會(huì)使鋼的可焊性變差，不利于工程結(jié)構(gòu)鋼的使用。9、什么是微合金鋼？微合金化元素在微合金化鋼中的主要作用有哪些？試舉例說明。微合金鋼：利用微合金化元素Ti, Nb, V；主要依靠細(xì)晶強(qiáng)化和沉淀強(qiáng)化來提高強(qiáng)度；利用控制軋制和控制冷卻工藝- 高強(qiáng)度低合金鋼微合金元素的作用：抑制奧氏體形變再結(jié)晶；阻止奧氏體晶粒長大；沉淀強(qiáng)化；改變與細(xì)化鋼的組織10、低碳貝氏體

14、鋼的合金化有何特點(diǎn)？合金元素主要是能顯著推遲先共析 F和P轉(zhuǎn)變，但對B轉(zhuǎn)變推遲較少的元素如Mo，B，可得到貝氏體組織。加入Mn, Ni, Cr等合金元素，進(jìn)一步推遲先共析F和P轉(zhuǎn)變，并使Bs點(diǎn)下降，可得到下B組織；加入微合金化元素充分發(fā)揮其細(xì)化作用和沉淀作用；低碳,使韌性和可焊性提高。11、調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼進(jìn)行成分、熱處理、常用組織及主要性能的比較，并熟悉各自主要鋼種。成分熱處理常用組織主要性能調(diào)質(zhì)鋼0.300.50%C的C鋼或中、低合金鋼 淬火與高溫回火回火S或回火T 較高的強(qiáng)度，良好的塑性和韌性彈簧鋼中、高碳素鋼或低合金鋼淬火和中溫回火回火T 高的彈性極限，高的疲勞強(qiáng)度，足夠的塑性和韌性12

15、、液析碳化物和帶狀碳化物的形成、危害及消除方法。形成：均起因于鋼錠結(jié)晶時(shí)產(chǎn)生的樹枝狀偏析；液析碳化物屬于偏析引起的偽共晶碳化物（一次碳化物）；帶狀碳化物屬于二次碳化物偏析 （固相凝固過程中）危害：降低軸承的使用壽命，增大零件的淬火開裂傾向，造成硬度和力學(xué)性能的不均勻性（各向異性）消除方法：控制成分（C，Cr%）；合理設(shè)計(jì)鋼錠，改進(jìn)工藝；大的鍛（軋）造比來破碎碳化物；采用高溫?cái)U(kuò)散退火（1200左右）。 13、說明易切削鋼提高切削性能的合金化原理。鋼中加入一定量的S、Te、Pb、Se或 Ca等元素，形成MnS、CaS、MnTe、PbTe、CaO-SiO2、CaO-Al2O3-SiO2等或Pb的夾雜

16、物。在熱軋時(shí)，這些夾雜物沿扎向伸長，成條狀或紡錘狀，破壞鋼的連續(xù)性，減少切削時(shí)對刀具的磨損，而又不會(huì)顯著影響鋼材縱向力學(xué)性能。14、馬氏體時(shí)效鋼與低合金超強(qiáng)鋼相比，在合金化、熱處理、強(qiáng)化機(jī)制、主要性能等方面有何不同？合金化熱處理強(qiáng)化機(jī)制主要性能馬氏體時(shí)效鋼1） 過大相區(qū)（Ni、Co）； 2） 時(shí)效強(qiáng)化（Ni，Ti, Al, Mo, Nb ，Mo）； 3） 為提高塑韌性，必須嚴(yán)格控制雜事元素含量（C,S,N,P） 1）高溫奧氏體化后淬火成馬氏體（Ms:100150 ）； 2）進(jìn)行時(shí)效，產(chǎn)生強(qiáng)烈沉淀強(qiáng)化效應(yīng)，顯著提高強(qiáng)度。 固溶強(qiáng)化冷作相變強(qiáng)化時(shí)效強(qiáng)化高強(qiáng)度，同時(shí)具有良好的塑韌性和缺口強(qiáng)度；熱處理

17、工藝簡單；淬火后硬度低，冷變形性能和切削性能好；焊接性較好低合金超強(qiáng)鋼1）保證鋼的淬透性（Cr, Mn, Ni）； 2）增加鋼的抗回火穩(wěn)定性（V, Mo）； 3）推遲低溫回火脆性（Si）； 4）細(xì)化晶粒（V,Mo）。 淬火 + 低溫回火或等溫淬火 晶粒細(xì)化、沉淀硬化及亞結(jié)構(gòu)的變化強(qiáng)度高；成本低廉；生產(chǎn)工藝較簡單；韌塑性較差；較大的脫C傾向； 焊接性不太好。16、GCr15鋼是什么類型的鋼？這種鋼中碳和鉻的含量約為多少？碳和鉻的主要作用分別是什么？其預(yù)先熱處理和最終熱處理分別是什么？為何要預(yù)先處理？高碳鉻軸承鋼 。C含量1%，Cr含量1.5%。C的作用：固溶強(qiáng)化提高硬度; 形成碳化物。Cr的作用

18、：提高淬透性、耐磨性、耐蝕性預(yù)先熱處理：（擴(kuò)散退火，正火）+ 球化退火最終熱處理：淬火 + 低溫回火 +（穩(wěn)定化處理 ）正火目的：主要是消除網(wǎng)狀K；返修退火不合格品。 球化退火目的：獲得球狀珠光體組織，球化退火加熱為780800 17、氮化鋼的合金化有何特點(diǎn)？合金元素有何作用？合金化特點(diǎn)：鋼中加入氮化物形成元素后，氮化層的組織有很大變化，在相中形成含有鉻、鉬、鎢、釩、鋁等合金元素的合金氮化物，其尺寸在5mm左右，并與基體共格，起著彌散強(qiáng)化作用。鋼中最有效的氮化元素是鋁、鈮、釩，所形成的合金氮化物最穩(wěn)定，其次是鉻、鉬、鎢的合金氮化物。合金元素作用：加入Al（HV1000以上）

19、, V, Cr, Mo, W（HV900以下）可以提高表面硬度；加入Cr，Mn，Mo提高淬透性；加入Mo，V等可以使鋼在高溫下保持高強(qiáng)度；加入少量Mo，可以防止高溫回火脆性。18、18-4-1高速鋼的鑄態(tài)顯微組織特征是什么？為什么高速鋼在熱處理之前一定要大量地?zé)峒庸?？答：鑄態(tài)組織：魚骨狀Le+黑色與白色組織鑄態(tài)高速鋼組織中粗大的共晶碳化物必須經(jīng)過鍛軋將其破碎，是其盡可能成為均勻分布的顆粒狀碳化物。19、高速鋼18-4-1的最終熱處理的加熱溫度為什么高達(dá)1280？在加熱過程中為什么要在600650和800850進(jìn)行二次預(yù)熱保溫？答：加熱溫度高：為使奧氏體中合金度含量較高，應(yīng)盡可能提高淬火溫度至晶

20、界熔化溫度偏下目標(biāo)：淬火后獲得高合金的M組織，具有很高抗回火穩(wěn)定性；在高溫回火時(shí)析出彌散的合金碳化物產(chǎn)生二次硬化，使鋼具有高的硬度和熱硬性。一次或兩次預(yù)熱：由于高合金的高速鋼導(dǎo)熱性差，為防止工件加熱時(shí)變形，開裂和縮短加熱的保溫時(shí)間以減少脫碳。20、高速鋼18-4-1淬火后三次回火的目的是什么?這種回火在組織上引起什么樣的變化？答：目的：一方面，增強(qiáng)二次硬化效果；另一方面，（主要）是為了利用二次淬火來降低殘余奧氏體含量，也間接地提高了性能?；鼗鸷蟮娘@微組織為回火馬氏體加碳化物。一次回火使大部分的殘留奧氏體發(fā)生了馬氏體轉(zhuǎn)變，二次回火使第一次回火時(shí)產(chǎn)生的淬火馬氏體回火，并且使殘留奧氏體更多地轉(zhuǎn)變?yōu)轳R

21、氏體，三次回火可將殘留奧氏體控制在合適的量，并且使內(nèi)應(yīng)力消除得更徹底21、合金元素對滲碳有哪些影響？碳化物形成元素：增大鋼表面吸收碳原子的能力；增大滲碳層表面碳濃度；阻礙碳在奧氏體中的擴(kuò)散。 前兩因素加速滲碳，有利于滲碳層的加厚，而后一因素不利于滲碳層的加厚。  非碳化物形成元素：與碳化物形成元素的作用相反22、綜合比較鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼和馬氏體不銹鋼的耐蝕性和力學(xué)性能？耐蝕性：鐵素體不銹鋼奧氏體不銹鋼馬氏體不銹鋼強(qiáng)度：馬氏體不銹鋼鐵素體不銹鋼奧氏體不銹鋼。塑性、韌性：奧氏體不銹鋼馬氏體不銹鋼鐵素體不銹鋼23、奧氏體不銹鋼晶間腐蝕產(chǎn)生的原因，影響因素與防止

22、方法。答：原因：奧氏體不銹鋼晶間腐蝕主要是晶界上析出網(wǎng)狀富鉻的Cr23C6引起晶界周圍基體產(chǎn)生貧鉻區(qū)，貧鉻區(qū)的寬度約10-5cm，Cr<12%。在許多介質(zhì)中沒有鈍化能力, 貧鉻區(qū)成為微陽極而發(fā)生腐蝕。影響因素：C：C<0.03%時(shí)無晶間腐蝕;化學(xué)成分：加入Ti, Nb固C，使奧氏體內(nèi)固溶的C<0.03%以下。加熱溫度：550-800（650最敏感），T>800時(shí)K重溶；T<500，擴(kuò)散困難。加熱時(shí)間：時(shí)間很長或很短，都難以存在晶間腐蝕。防止辦法：超低C；改變K類型；固溶處理；獲得+（10-50%）雙相組織。24、不銹鋼發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂的產(chǎn)生原因，影響因素與防止方法

23、。原因：不銹鋼在某些介質(zhì)中受張應(yīng)力時(shí)經(jīng)過一段不長時(shí)間就會(huì)發(fā)生破壞。影響因素：介質(zhì)特點(diǎn)，附加應(yīng)力和鋼的化學(xué)成分。介質(zhì)：含有Cl-和OH-腐蝕介質(zhì)中特別敏感;應(yīng)力：應(yīng)力越大，越嚴(yán)重;介質(zhì)溫度：溫度越高，越嚴(yán)重;4）不銹鋼組織與成分: 對應(yīng)力腐蝕的影響. 防止措施：提高純度（降低N, H以及雜質(zhì)元素含量）；加入2-4%Si或2%Cu 或提高Ni%（>35%）； 采用高純度15-25%F不銹鋼；采用奧氏體和鐵素體（50-70%）雙相鋼。25、鑄鐵與鋼相比，在主要成分、使用組織、主要性能上有何不同？成分：C、Si含量高，S、P含量高；組織：鋼的基體 +（不同形狀）石墨；熱處理：不同形式的熱處理性能

24、：取決于基體組織及G數(shù)量、形狀、大小及分布. G：HB3-5， 屈強(qiáng)20MPa, 延伸率近為0;G對基體有割裂（削弱）作用，對鋼強(qiáng)度（抗拉強(qiáng)度）、塑性、韌性均有害，其性能特別塑、韌性;比鋼要低，但：具有優(yōu)良的減震性、減摩性以及切削加工性能、優(yōu)良的鑄造性能、低的缺口敏感性；生產(chǎn)：鑄鐵熔化設(shè)備簡單，工藝操作簡便，生產(chǎn)成本低廉26、對灰口鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵的成分（主要是C與Si）、組織、牌號、主要性能與應(yīng)用做相互對比。答： 灰口鑄鐵可鍛鑄鐵球墨鑄鐵成分C 2.5-3.6；Si 1-2.5 C 2.2, Si 1.2-2.0, Mn 0.4-1.2,P<0.1, S<0.2;C3.6

25、-3.8%,Si 2.0-2.5,Mn0.6-0.8, P< 0.1組織F，F(xiàn)+P，P+片狀G（A型， , F型） P，F(xiàn)+團(tuán)絮狀G F，P+球狀G 牌號HT100，150，200，250，HT300，350 KT300-6，330-8，350-10，370-12（F-KT） KTZ450-5，500-4，600-3，700-2 （P-KT QT400-18，400-15，450-10，500-7，600-3， 700-2，800-2，900-2 性能強(qiáng)度較低，塑韌性低，硬度HB130-270，耐磨性好，減振性好，缺口敏感性小等 較高強(qiáng)度，良好塑性，有一定的塑變能力（展性鑄鐵，馬鐵），但

26、并不能鍛造。但生產(chǎn)周期長，工藝復(fù)雜，成本較高?；w強(qiáng)度利用率高，可達(dá)70-90%；強(qiáng)度，塑性，韌性，疲勞強(qiáng)度明顯提高 用途可用作耐壓減震件，如機(jī)床底座、支柱等制造一些形狀復(fù)雜而在工作中以經(jīng)受震動(dòng)的薄壁（<25mm）小件 可制造各種受力復(fù)雜、負(fù)荷較大和耐磨的重要鑄件，如曲軸、連桿、齒輪等，在一定條件下可取代鑄鋼、鍛鋼、合金鋼。27、可鍛鑄鐵的成分與灰口鑄鐵相比，有何特點(diǎn)？其生產(chǎn)分幾步？答：成分：可鍛鑄鐵：C 2.2, Si 1.2-2.0, Mn 0.4-1.2,P<0.1, S<0.2灰口鑄鐵：C 2.5-3.6 Si 1-2.二者比較可知，前者含有少量其他合金元素可鍛鑄鐵生

27、產(chǎn)分兩步：1）生產(chǎn)白口鑄鐵；2）高溫G化退火（900-980度,15h ）28、以Al-4%Cu合金為例，闡述鋁合金的時(shí)效過程及主要性能（強(qiáng)度）變化。形成溶質(zhì)原子（Cu）的富集區(qū)GPI與母相（Al為基的固溶體）保持共格關(guān)系，引起的嚴(yán)重畸變，使位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)受阻礙，從而提高強(qiáng)度；GPI區(qū)有序化GPII區(qū)（）化學(xué)成分接近CuAl2，具有正方晶格，引起更嚴(yán)重的畸變，使位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)更大阻礙，顯著提高強(qiáng)度；溶質(zhì)原子的繼續(xù)富集，以及形成已達(dá)到CuAl2，且部分地與母相晶格脫離關(guān)系，晶格畸變將減輕，對位錯(cuò)阻礙能力減小，合金趨于軟化，強(qiáng)度開始降低。穩(wěn)定相的形成與長大與母相完全脫離晶格關(guān)系，強(qiáng)度進(jìn)一步降低。（這種現(xiàn)象稱為

28、過時(shí)效）29、高速鋼的熱處理工藝比較復(fù)雜淬火加熱時(shí)，為什么要預(yù)熱?高速鋼合金量高，特別是W，鋼導(dǎo)熱性很差。預(yù)熱可減少工件加熱過程中的變形開裂傾向；縮短高溫保溫時(shí)間，減少氧化脫碳；可準(zhǔn)確地控制爐溫穩(wěn)定性。高速鋼W6Mo5Cr4V2的AC1在800左右，但淬火加熱溫度在12001240，淬火加熱溫度為什么這樣高?因?yàn)楦咚黉撝刑蓟锉容^穩(wěn)定，必須在高溫下才能溶解。而高速鋼淬火目的是獲得高合金度的馬氏體，在回火時(shí)才能產(chǎn)生有效的二次硬化效果高速鋼回火工藝一般為560左右，并且進(jìn)行三次，為什么? 由于高速鋼中高合金度馬氏體的回火穩(wěn)定性非常好，在560左右回火，才能彌散析出特殊碳化物，產(chǎn)生硬化。同時(shí)在560

29、左右回火，使材料的組織和性能達(dá)到了最佳狀態(tài)。一次回火使大部分的殘留奧氏體發(fā)生了馬氏體轉(zhuǎn)變，二次回火使第一次回火時(shí)產(chǎn)生的淬火馬氏體回火，并且使殘留奧氏體更多地轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，三次回火可將殘留奧氏體控制在合適的量，并且使內(nèi)應(yīng)力消除得更徹底。淬火冷卻時(shí)常用分級淬火，分級淬火目的是什么?降低熱應(yīng)力和組織應(yīng)力，盡可能地減小工件的變形與開裂。30、試定性比較40Cr、40CrNi、40CrNiMo鋼的淬透性、回火脆性、韌度和回火穩(wěn)定性，并簡要說明原因淬透性：40Cr  40CrNi  40CrNiMo；Cr-Ni-Mo復(fù)合作用更大。 回脆性：40CrNiMo

30、 40Cr  40CrNi；Cr、Ni脆性，Mo有效。 韌  度：40Cr  40CrNi  40CrNiMo；Ni韌性，Mo細(xì)化晶粒。 回穩(wěn)性：40Cr 、 40CrNi  40CrNiMo；Mo回穩(wěn)性。Ni影響不大。A晶粒長大傾向：40Cr > 40CrNi > 40CrNiMo31、 合金化的基本原則？舉例說明多元適量，復(fù)合加入。Nb-V復(fù)合合金化：由于Nb的化合物穩(wěn)定性好，其完全溶解的溫

31、度可達(dá)1325-1360。所以在軋制或鍛造溫度下仍有未溶的Nb，能有效地阻止高溫加熱時(shí)A晶粒的長大，而V的作用主要是沉淀析出強(qiáng)化。Mn-V復(fù)合：Mn有過熱傾向，而V是減弱了Mn的作用；Mn能降低碳活度，使穩(wěn)定性很好的VC溶點(diǎn)降低，從而在淬火溫度下VC也能溶解許多，使鋼獲得較好的淬透性和回火穩(wěn)定性32、氮化鋼:不需要進(jìn)行任何熱處理即可得到非常高的表面硬度，所以耐磨性好，零件之間發(fā)生咬死和擦傷的傾向小，可顯著提高其疲勞強(qiáng)度，改善對缺口的敏感性，還具有抗水、油等介質(zhì)腐蝕的能力，有一定的耐熱性，在低于滲氮溫度下受熱可保持高的硬度。氣體氮化，離子氮化氮化處理提高零件疲勞強(qiáng)度和耐磨性原因:首先在表面形成高

32、硬度的Fe4N相和Fe3-2N相,其次是滲入的氮原子與氮化物形成元素形成了彌散分布的合金氮化物，提高表層的硬度強(qiáng)度，另外表面滲入氮原子后體積膨脹，因而在表面產(chǎn)生了殘余壓應(yīng)力，能抵消外力作用產(chǎn)生的張應(yīng)力，減少表面疲勞裂紋的產(chǎn)生Mn: 1）強(qiáng)化F 固溶強(qiáng)化，如低合金普通結(jié)構(gòu)鋼。2）淬透性 G，使“C”線右移，如40 Mn2。3）晶粒長大 A1 ，強(qiáng)化C的促進(jìn)晶粒長大作用，過熱敏感性。4）Ar Ms。量大時(shí)，獲得A鋼 Mn擴(kuò)大區(qū)。5）回火脆性 促進(jìn)有害元素偏聚。 6）熱脆性 脫硫，形成MnS；脫氧劑，MnO；易切削鋼。Si： 1），可切削性 固溶強(qiáng)化效果顯著，如彈簧鋼60Si2Mn等；2）低溫回火穩(wěn)

33、定性 抑制-K形核長大及轉(zhuǎn)變，如30CrMnSi、9SiCr。3）抗氧化性 形成致密的氧化物，如高溫抗氧化鋼Cr18Si2,排氣閥用鋼4Cr9Si2。 4）淬透性 K形核長大，使“C”線右移，高C時(shí)作用較大。5）淬火溫度 A1 。如9SiCr，Ac1為770。6）脫C、石墨化傾向 Si碳活度，含Si鋼脫C傾向大。如9SiCr、60Si2Mn等。Mo： 1）淬透性 推遲P轉(zhuǎn)變，對B轉(zhuǎn)變影響較小。2）熱強(qiáng)性 固溶體原子間結(jié)合力，如珠光體熱強(qiáng)鋼12CrMoV。3）回火脆性 有效地抑制有害元素的偏聚，如40CrNiMo。 4）回火穩(wěn)定性 較強(qiáng)K形成元素，碳活度，且K穩(wěn)定不易長大。5）細(xì)化晶粒 較強(qiáng)K形

34、成元素，碳活度，阻止晶界移動(dòng)。6）非氧化性酸的耐蝕性，防止點(diǎn)蝕 形成MoO3，致密而穩(wěn)定。Ni： 1）基體韌度 Ni位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻力，使應(yīng)力松弛。如馬氏體時(shí)效鋼。40CrNi、40CrNiMo鋼的韌度較高。2）穩(wěn)定A組織， NiA1 ，擴(kuò)大區(qū)，量大時(shí)，室溫為A組織，如18-8奧氏體不銹鋼。 3）淬透性 G，使“C”線右移，Cr-Ni復(fù)合效果更好。如12CrNi3、40CrNi。4）回火脆性 Ni促進(jìn)有害元素的偏聚，如40CrNi回火脆性大。5）Ms Ar。V： 1）熱強(qiáng)性 VC質(zhì)點(diǎn)穩(wěn)定性好，且彌散分布，如耐熱鋼Cr-Mo-V。2）細(xì)化晶粒 VC質(zhì)點(diǎn)細(xì)小、穩(wěn)定，有效阻止晶界移動(dòng)，如40Mn2V、50CrV。3）紅硬性、耐磨性 VC質(zhì)點(diǎn)細(xì)小、穩(wěn)定、彌散，如高速鋼均含V。4）過熱傾向 VC質(zhì)點(diǎn)溶解穩(wěn)定較高，晶粒不易長大，40Mn2V。5）磨削性 VC質(zhì)點(diǎn)硬度高，容易產(chǎn)生磨削裂紋，如9Mn2V的磨削性較差。Cr: 1）淬透性 G，K形核長大。Cr、Ni等復(fù)合作用大，如調(diào)質(zhì)鋼40Cr40CrNi40CrNiMo。2）回穩(wěn)性 阻