作業(yè)答案(金屬)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上作業(yè)11、鋼中常存的雜質(zhì)有哪些？硫、磷對鋼的性能有哪些影響？鋼中常存的雜質(zhì)有:Mn、Si、S、P、N、H、O等。S能形成FeS，其熔點(diǎn)為989，鋼件在大于1000的熱加工溫度時(shí)FeS會(huì)熔化，所以易產(chǎn)生熱脆；P能形成Fe3P，性質(zhì)硬而脆，在冷加工時(shí)產(chǎn)生應(yīng)力集中，易產(chǎn)生裂紋而形成冷脆。P還具有嚴(yán)重的偏析傾向；但P可提高鋼在大氣中的抗腐蝕性能。易削鋼中S和P可改善鋼的切削加工性能。2、合金元素V、Cr、W、Mo、Mn、Co、Ni、Cu、Ti、Al中哪些是鐵素體形成元素？哪些是奧氏體形成元素？哪些能在a-Fe中形成無限固溶體？哪些能在g-Fe中形成無限固溶體？鐵素體形成元素：

2、 V、Cr、W、Mo、Ti；奧氏體形成元素：Mn、Co、Ni、Cu；能在a-Fe中形成無限固溶體的元素：Cr、V；能在g-Fe中形成無限固溶體的元素：Mn、Co、Ni。 3、碳鋼的分類及牌號表示方法。碳鋼的分類：（1）按鋼中碳含量可分為低碳鋼（wC0.25%）；中碳鋼（0.25%wC0.6%；高碳鋼（wC0.6%）。（2）按鋼的質(zhì)量（品質(zhì)）分為普通碳素鋼，優(yōu)質(zhì)碳素鋼，高級優(yōu)質(zhì)碳素鋼，特級優(yōu)質(zhì)碳素鋼。（3）按鋼的用途分為碳素結(jié)構(gòu)鋼，優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，碳素工具鋼，一般工程用鑄造碳素鋼。（4）按鋼冶煉時(shí)的脫氧程度分為沸騰鋼，鎮(zhèn)靜鋼，半鎮(zhèn)靜鋼，特殊鎮(zhèn)靜鋼。碳鋼的牌號表示方法：（1） 普通碳素結(jié)構(gòu)鋼由代表

3、屈服點(diǎn)的字母（Q）、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級符號（A、B、C、D）及脫氧方法符號（F、b、Z、TZ）等四個(gè)部分按順序組成。 Q195、Q275不分質(zhì)量等級，脫氧方法符號在鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼的牌號中可省略。 （2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼一般用兩位數(shù)字表示。表示鋼中平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的萬倍。若鋼中含錳量較高，須將錳元素標(biāo)出。 沸騰鋼在數(shù)字后面標(biāo)“F”（08F、10F、15F），半鎮(zhèn)靜鋼標(biāo)“b”，鎮(zhèn)靜鋼一般不標(biāo)符號。 高級優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼在牌號后加符號“A”，特級碳素結(jié)構(gòu)鋼加符號“E”。 專用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼還要在牌號的頭部（或尾部）加上代表產(chǎn)品用途的符號.（3）碳素工具鋼一般用標(biāo)志性符號“T”加上碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的千倍

4、表示。高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼在其數(shù)字后面再加上“A”字。含錳碳素工具鋼中錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可擴(kuò)大到0.6%，這時(shí)，在牌號的尾部標(biāo)以Mn。（4）一般工程用鑄造碳素鋼用標(biāo)志性符號“ZG”加上最低屈服點(diǎn)值-最低抗拉強(qiáng)度值表示。4、指出下列各種鋼的類別、符號、數(shù)字的含義、主要特點(diǎn)及用途：Q235-AF、Q255-D、45、20G、T8、T12AQ235-AF：普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，屈服強(qiáng)度為235MPa的A級沸騰鋼。Q235含碳量低，有一定強(qiáng)度，用于農(nóng)機(jī)具中的拉桿、小軸、鏈等。也用于建筑鋼筋、鋼板、型鋼等；Q255-D: 屈服強(qiáng)度為255MPa的D級普通碳素結(jié)構(gòu)鋼；Q255鋼強(qiáng)度較高，塑性、韌性較好，可用作制造摩擦離

5、合器、剎車鋼帶等。45：含碳量為0.45%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。45鋼經(jīng)熱處理（淬火+高溫回火）后具有良好的綜合機(jī)械性能，即具有較高的強(qiáng)度和較高的塑性、韌性，用于制作傳動(dòng)軸、發(fā)動(dòng)機(jī)連桿、機(jī)床齒輪等。20G：含碳量為0.2%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，鍋爐專用鋼。T8：含碳量為0.8%的碳素工具鋼。用于制造要求較高韌性、承受沖擊負(fù)荷的工具，如小型沖頭、鑿子、錘子等。T12A：含碳量為1.2%的高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼。具有高硬度、高耐磨性，但韌性低，用于制造不受沖擊的工具如量規(guī)、塞規(guī)、樣板、銼刀、刮刀、精車刀。 5、在鐵碳相圖中，含有0.77%C的鋼稱為共析鋼，如果在此鋼中添加Mn或Cr元素，含碳量不變，那么這種F

6、e-C-Mn或Fe-C-Cr鋼分別是亞共析鋼還是過共析鋼？為什么？含有0.77%C的Fe-C-Mn或Fe-C-Cr鋼為過共析鋼。因?yàn)閹缀跛泻辖鹪囟际笷e-C相圖中S點(diǎn)左移，S點(diǎn)左移意味著共析碳含量降低。6、常見的碳化物形成元素有哪些？哪些是強(qiáng)碳化物形成元素、中強(qiáng)碳化物形成元素、弱碳化物形成元素？常見的碳化物形成元素有：Ti、Zr、V、Nb、Cr、W、Mo、Mn、Fe；強(qiáng)碳化物形成元素：Ti、Zr、Nb、V；中強(qiáng)碳化物形成元素：Mo、W、Cr；弱碳化物形成元素：Mn、Fe。作業(yè)21、鋼在加熱轉(zhuǎn)變時(shí)，為什么含有強(qiáng)碳化物形成元素的鋼奧氏體晶粒不易長大？當(dāng)強(qiáng)碳化物形成元素以未溶K存在時(shí)，起了機(jī)械阻

7、止奧氏體晶粒長大的作用；當(dāng)強(qiáng)碳化物形成元素溶解在A中時(shí)，降低了鐵的自擴(kuò)散系數(shù)，提高了原子間結(jié)合力，同時(shí)使界面的表面張力增大。這些綜合作用阻止了奧氏體晶粒長大。2、什么是合金鋼的回火脆性？回火脆性產(chǎn)生的原因及解決方法。鋼在200350之間和450650之間回火時(shí)，沖擊韌性不但沒有升高，反而顯著下降的現(xiàn)象，稱為合金鋼的回火脆性。第一類回火脆性產(chǎn)生的原因：鋼在200350低溫回火時(shí)，F(xiàn)e3C薄膜在原奧氏體晶界上或馬氏體板條間形成，削弱了晶界強(qiáng)度；P、S、Bi等雜質(zhì)元素偏聚于晶界，也降低了晶界的結(jié)合強(qiáng)度，與回火后的冷卻速度無關(guān)。解決方法： 盡可能避免在形成低溫回火脆性溫度范圍內(nèi)回火；可選用含有可改善脆

8、性的合金元素Mo、Ti、V、Al等的合金鋼或加入Si推遲脆化溫度范圍。 生產(chǎn)高純鋼，降低P、S等雜質(zhì)元素含量。第二類回火脆性產(chǎn)生的原因：鋼在450650回火后緩冷的過程中雜質(zhì)元素Sb、S、As等偏聚于晶界；或N、P、O等偏聚于晶界，形成網(wǎng)狀或片狀化合物，降低了晶界強(qiáng)度而產(chǎn)生的。解決方法：盡可能避免在形成高溫回火脆性溫度范圍內(nèi)回火，如不可避免，可減少回火脆性溫度下停留時(shí)間或回火后快冷，一般小件用油冷，較大件用水冷；但工件尺寸過大時(shí)，即使水冷也難防止脆性產(chǎn)生，或因工件形狀復(fù)雜不允許快速冷卻時(shí)，可選用含Mo、W的合金鋼制造；提高冶金質(zhì)量，盡可能降低鋼中有害元素的含量。 3、就Me對F的力學(xué)性能、K形

9、成傾向、A晶粒長大傾向、淬透性、回火穩(wěn)定性和回火脆性等幾個(gè)方面總結(jié)下列元素的作用：Si、Mn、Cr、Mo、W、V、Ni。 F的力學(xué)性能K形成傾向A晶粒長大傾向淬透性回火穩(wěn)定性回火脆性Si強(qiáng)度，韌性非K形成元素細(xì)化提高低溫回穩(wěn)推遲低溫回脆，高溫回脆Mn強(qiáng)度、韌性弱K形成元素促進(jìn)提高Cr強(qiáng)度、韌性中強(qiáng)K形成元素阻礙作用中等提高 F的力學(xué)性能K形成傾向A晶粒長大傾向淬透性回火穩(wěn)定性回火脆性Mo強(qiáng)度，韌性中強(qiáng)K形成元素阻礙作用中等提高W強(qiáng)度，韌性中強(qiáng)K形成元素阻礙作用中等提高V強(qiáng)度，韌性強(qiáng)K形成元素大大阻礙提高Ni強(qiáng)度、韌性非K形成元素影響不大影響不大4、根據(jù)Me在鋼中的作用，從淬

10、透性、A晶粒長大傾向、韌性、回火穩(wěn)定性和回火脆性等幾個(gè)方面比較下列鋼號的性能：40Cr、40CrNi、40CrMn、40CrNiMo。(1) 淬透性：40Cr<40CrNi<40CrMn<40CrNiMo(2) 回火穩(wěn)定性：40Cr<40CrNi<40CrMn<40CrNiMo(3) A晶粒長大傾向：40CrNiMo<40CrNi<40Cr<40CrMn(4) 韌性：40Cr<40CrMn<40CrNi<40CrNiMo(5) 回火脆性：40CrNiMo<40Cr<40CrMn<40CrNi5、為什么貝氏

11、體型普通低合金鋼多采用0.5%Mo和微量B作為基本合金化元素？（1）B型普通低合金鋼中加入Me的作用是保證在較寬的冷卻速度范圍內(nèi)獲得以B為主的組織。（2）0.3%以上的Mo能顯著推遲P轉(zhuǎn)變，但Mo不能完全抑制先共析F的析出。（3）B元素是偏聚傾向較大的元素，微量的B能偏聚于A晶界，降低C原子在晶界上的偏聚濃度，所以B可以有效地抑制先共析F的析出，并且對B轉(zhuǎn)變推遲較少。（4）兩者的綜合作用可提高鋼的B淬透性，獲得B組織。6微合金化鋼中微合金化元素的主要作用是什么？（1）抑制A形變再結(jié)晶應(yīng)變誘導(dǎo)析出Nb、V、Ti的碳氮化物，沉淀在晶界、亞晶界和位錯(cuò)上起釘扎作用，有效地阻止A再結(jié)晶時(shí)晶界和位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)

12、，從而抑制A形變再結(jié)晶。Nb偏聚在A晶界，對再結(jié)晶晶界起拖曳作用。（2）阻止加熱時(shí)A晶粒長大TiN或Nb（C，N）的彌散分布強(qiáng)烈地抑制高溫下的晶粒長大。（3）形成沉淀相促進(jìn)沉淀強(qiáng)化作用沉淀強(qiáng)化相主要是低溫下析出的Nb(C,N)和VC。（4）改變鋼的顯微組織7為什么普通低合金鋼中基本上都含有不大于1.8%的Mn？（1）Mn能強(qiáng)化F，有較強(qiáng)的固溶強(qiáng)化效應(yīng)，1%Mn可使s提高33MPa。（2）Mn能降低A1溫度，推遲A向P轉(zhuǎn)變的溫度范圍，并減緩其轉(zhuǎn)變速度，能細(xì)化P和F; 降低TK，s值每升高15MPa可使韌-脆轉(zhuǎn)變溫度下降50C。（3） Mn使Fe-Fe3C相圖中的S點(diǎn)左移，使基體中P數(shù)量增多，使強(qiáng)

13、度。因此普通低合金鋼中常加入Mn元素。（4）當(dāng)Mn含量大于1.8%時(shí)，鋼的塑韌性將有較大的下降。因此Mn含量一般不大于1.8%。 作業(yè)31、什么是淬透性？提高淬透性的Me有哪些？2、為什么滾動(dòng)軸承鋼的含碳量均為高碳？滾動(dòng)軸承鋼中常含有哪些合金元素？它們在滾動(dòng)軸承鋼中起什么作用？為什么鋼中含鉻量被限制在一定范圍之內(nèi)？為了保證軸承鋼有高的硬度和耐磨性，因此含碳量均為高碳。滾動(dòng)軸承鋼中常用合金元素：Cr、Si、Mn、V、Mo和RE等。合金元素的作用：Cr可提高鋼的淬透性和降低過熱敏感性以及提高鋼的抗蝕性。提高回火穩(wěn)定性。Si、Mn主要提高淬透性，Si還可提高鋼的回火穩(wěn)定性；V能細(xì)化晶粒，可

14、減輕Mn的過熱敏感性；Mo能提高回火穩(wěn)定性；RE可改善夾雜物形態(tài)、分布及細(xì)化晶粒。當(dāng)Cr>1.65%以后，則會(huì)使殘余奧氏體增加，使鋼的硬度和尺寸穩(wěn)定性降低，同時(shí)還會(huì)增加K的不均勻性，降低鋼的韌性。所以一般控制Cr含量在1.65%以下。3、20Mn2鋼滲C后是否適合直接淬火，為什么？不適合。因?yàn)镸n使鋼有過熱傾向，在滲C時(shí)晶粒容易長大。4、為什么ZGMn13型高M(jìn)n耐磨鋼在淬火時(shí)能得到全部奧氏體組織，而緩冷卻得到了大量的馬氏體？高錳鋼在Acm以上溫度加熱后得到了單一奧氏體組織，奧氏體中合金度高（高C、高M(jìn)n），使鋼的Ms點(diǎn)低于室溫以下。如快冷，K來不及從A中析出，就獲得了單一奧氏體組織；慢

15、冷由于K可從奧氏體中大量析出，使奧氏體的合金度降低，Ms點(diǎn)上升，所以空冷時(shí)發(fā)生相變，得到了大量的馬氏體。5、在飛機(jī)制造廠中，常用18Cr2Ni4WA鋼制造發(fā)動(dòng)機(jī)變速箱齒輪。為減少淬火后殘余應(yīng)力和齒輪尺寸的變化，控制心部硬度不致過高，以保證獲得必需的沖擊韌性，采用如下工藝：將滲C后的齒輪加熱到850左右，保溫后淬入200220的第一熱浴中，保溫10min左右，取出后立刻置于550570的第二熱浴中，保持12h，取出空冷到室溫。問：此時(shí)鋼表、里的組織是什么？已知：該鋼的Ms=310，表面滲C后的Ms=80左右。18Cr2Ni4WA鋼滲C后在850左右保溫后在200220熱浴中淬火時(shí)，心部的Ms較高

16、，轉(zhuǎn)變?yōu)榈吞糓，表層由于Ms點(diǎn)較低，仍然為過冷A組織； 在550570高溫回火時(shí)，心部低碳M分解為回火S，表層過冷A轉(zhuǎn)變?yōu)楦咛糓，并分布著粒狀K。因此，表層組織為高碳M+粒狀K；心部組織為回火S。作業(yè)41、分析比較T9和9SiCr：（1）為什么9SiCr鋼的加熱溫度比T9鋼高？（2）直徑為3040mm的9SiCr鋼在油中能淬透，相同尺 寸的T9鋼能否淬透？為什么？（3）T9鋼制造的刀具刃部受熱到2002500C，其硬度和耐磨性已迅速下降而失效；9SiCr鋼制造的刀具，其刃部受熱到2302500C，硬度仍不低于60HRC，耐磨性良好，還可正常工作，為什么？（4）為什么9SiCr鋼適宜制作要求變形

17、小、硬度較高和耐磨性較高的圓板牙等薄刃工具？（1）Si和Cr都是封閉相區(qū)的元素，使Acm溫度升高；Cr元素形成的合金滲碳體較穩(wěn)定，淬火加熱時(shí)要較高的溫度才能溶解；因此9SiCr鋼的加熱溫度比T9鋼高。（2）不能淬透。因?yàn)?SiCr鋼中的Si、Cr提高了鋼的淬透性，而T9鋼的淬透性較低，所以不能淬透。（3）由于Si能有效地提高鋼的低溫回火穩(wěn)定性，Cr也可提高鋼的回火穩(wěn)定性，9SiCr鋼在230 2500C回火后，硬度仍然大于60HRC。 （4）9SiCr鋼的淬透性較高，回火穩(wěn)定性較好， K細(xì)小、均勻，使用時(shí)不容易崩刃；通過分級或等溫處理后，變形較?。灰虼诉m宜制作要求變形小、硬度較高和耐磨性較高的

18、圓板牙等薄刃工具。 3、高速鋼每次回火為什么一定要冷到室溫再進(jìn)行下一次回火？為什么不能用較長時(shí)間的一次回火來代替多次回火？高速鋼中合金元素的含量較高，淬火后殘余A的合金度高，使Ms點(diǎn)大大降低。殘余A穩(wěn)定性大，在回火加熱過程中不分解。在500600保溫時(shí)也僅從中析出合金碳化物，使殘余A合金度有所降低，使Ms點(diǎn)升高，冷到室溫時(shí)部分殘余A發(fā)生M轉(zhuǎn)變。一次回火后，殘余A的量減少到10%左右，但還需要進(jìn)一步降低殘余A的量，并且要消除回火時(shí)新產(chǎn)生M引起的內(nèi)應(yīng)力，所以高速鋼一般需要在560左右三次回火。3、高速鋼（W18Cr4V）的A1點(diǎn)溫度在8000C左右，為什么常用的淬火溫度卻高達(dá)126012900C？

19、4、高速鋼中合金元素有什么作用？作業(yè)51、為什么Cr12型冷作模具鋼不是不銹鋼，而9Cr18為不銹鋼？Cr提高耐蝕性的作用符合n/8定律。按照n/8定律，1/8值的最低Cr含量應(yīng)為11.7%質(zhì)量比。因?yàn)橛幸徊糠諧r要和C形成K，并不存在于固溶體中，所以Cr含量應(yīng)提高到13%質(zhì)量比，且隨著C含量的增加，鋼中的Cr含量也要相應(yīng)地增加。Cr12型冷作模具鋼中Cr含量低于13%，不滿足n/8定律所需的最低Cr含量，因此不是不銹鋼。 2、說明18-8型A不銹鋼產(chǎn)生晶界腐蝕的原因及防止辦法。晶間腐蝕產(chǎn)生的原因 （1）由鋼中的碳引起的。 在550-800范圍內(nèi)停留,在晶界上析出連續(xù)網(wǎng)狀的Cr23C6引起晶界

20、周圍基體產(chǎn)生貧碳區(qū)。（2）相在晶界析出也會(huì)造成晶間腐蝕。 （3）N0.16%，沿晶界析出Cr2N，增加晶間腐蝕傾向。 （4）在氧化性介質(zhì)中，奧氏體不銹鋼經(jīng)固溶處理也會(huì)發(fā)生晶間腐蝕。消除晶間腐蝕的方法 （1）在敏化溫度范圍長期加熱，通過鉻的擴(kuò)散消除貧鉻區(qū)。 （2）降低奧氏體不銹鋼中的碳含量。C0.03%，沒有晶間腐蝕發(fā)生。（3）加入強(qiáng)碳化物形成元素Ti和Nb，形成穩(wěn)定的TiC或NbC。（4）鋼中有10-50%體積的鐵素體，可改善奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕傾向。 作業(yè)61、說明下列鑄鐵牌號的類別、符號和數(shù)字的含義、組織特點(diǎn)。HT150、HT250、KTH35010、QT45010、QT7002HT15

21、0：灰鑄鐵，HT表示灰鐵的漢語拼音的第一個(gè)大寫字母，150表示抗拉強(qiáng)度為150MPa，基體為F+P，石墨為片狀。HT250：灰鑄鐵，HT表示灰鐵的漢語拼音的第一個(gè)大寫字母，250表示抗拉強(qiáng)度為250MPa，基體為P，石墨為片狀。KTH35010：黑心可鍛鑄鐵，KTH表示可鍛鑄鐵黑心的漢語拼音的第一個(gè)大寫字母，350表示抗拉強(qiáng)度為350MPa，10表示伸長率為10%。基體為F，石墨為團(tuán)絮狀。QT45010：F球墨鑄鐵，QT表示球鐵的漢語拼音的第一個(gè)大寫字母，450表示抗拉強(qiáng)度為450MPa，10表示伸長率為10%?；w為F，石墨為球狀。QT7002：P球墨鑄鐵，QT表示球鐵的漢語拼音的第一個(gè)大寫

22、字母，700表示抗拉強(qiáng)度為700MPa，2表示伸長率為2%?；w為P，石墨為球狀。2、C、Si、Mn、P、S對鑄鐵石墨化有什么影響？為什么三低（C、Si、Mn低）一高（S高）的鑄鐵易出現(xiàn)白口？C、Si都是強(qiáng)烈促進(jìn)石墨化的元素，且隨C、Si含量增加，能減少白口傾向，易形成石墨。但C、Si過多，形成的G較粗大，金屬基體中F含量增加，會(huì)降低鑄鐵的強(qiáng)度性能。P是促進(jìn)石墨化的元素，但作用不如C強(qiáng)烈。Mn是阻礙石墨化的元素，主要阻礙石墨化的第二階段，如果含Mn量過多，則會(huì)阻礙石墨化的第一階段，增加Fe3C析出的可能性。S促進(jìn)白口鑄鐵的元素，而且降低鐵水的流動(dòng)性，惡化鑄造性能，增加鑄件縮松缺陷。因此，S是一個(gè)有害元素，其含量應(yīng)控制在0.15%以下。 C、Si是強(qiáng)烈促進(jìn)石墨化的元素，且隨C、Si含量增加，能減少白口傾向，易形成石墨。Mn雖然是阻礙石墨化的元素，但Mn能與S結(jié)合生成MnS，削弱S的有害作用，而S促進(jìn)白口鑄鐵的元素。C、Si含量低不利于石墨化，Mn含量低不能抵消S的有害作用。故三低（C、Si、Mn低）一高（S高）的鑄鐵易出現(xiàn)白口。3、鑄鐵中的碳有幾種存在形式？鑄鐵中的金屬基體有哪幾