金屬材料學(xué)-戴起勛-江蘇大學(xué)考試試題2004金屬材料學(xué)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上課程名稱(chēng)： 金屬材料學(xué) 考試日期： 2004 一、填空題 （30分）1、細(xì)化晶粒對(duì)鋼性能的貢獻(xiàn)是 強(qiáng)化同時(shí)韌化 ；提高鋼淬透性的主要作用是 使零件整個(gè)斷面性能趨于一致，能采用比較緩和的方式冷卻 。2、滾動(dòng)軸承鋼GCr15的Cr質(zhì)量分?jǐn)?shù)含量為 1.5% 。滾動(dòng)軸承鋼中碳化物不均勻性主要是指 碳化物液析 、 帶狀碳化物 、 網(wǎng)狀碳化物 。3、選擇零件材料的一般原則是 使用性能要求 、工藝性要求 和 經(jīng)濟(jì)性要求等 。4、凡是擴(kuò)大區(qū)的元素均使Fe-C相圖中S、E點(diǎn)向 左下 方移動(dòng)，例 Ni、Mn 等元素；凡封閉區(qū)的元素使S、E點(diǎn)向 左上 方移動(dòng)，例 Cr、Si、Mo 等元素。

2、S點(diǎn)左移意味著 共析碳含量減少 ，E點(diǎn)左移意味著 出現(xiàn)萊氏體的碳含量減少 。5、鋁合金可分鑄造鋁合金和變形鋁，變形鋁又可分 硬鋁 、 超硬鋁 、 鍛鋁 和 防銹鋁 。6、H62是表示 壓力加工黃銅 的一個(gè)牌號(hào)，主要成份及名義含量是 Cu62%、Zn38% 。 7、在非調(diào)質(zhì)鋼中常用微合金化元素有 Ti、V、Nb、N 等，這些元素的主要作用是 細(xì)化組織和相間沉淀析出強(qiáng)化 。 8、球鐵的力學(xué)性能高于灰鐵是因?yàn)榍蜩F中石墨的 斷面切割效應(yīng) 、 石墨應(yīng)力集中效應(yīng) 要比灰鐵小得多。 9、鋁合金熱處理包括 固溶處理 和 時(shí)效硬化 兩過(guò)程，和鋼的熱處理最大區(qū)別是 鋁合金沒(méi)有同素異構(gòu)相變 。二、解釋題（30分）1

3、、高速鋼有很好的紅硬性，但不宜制造熱錘鍛模。答案要點(diǎn)：高速鋼雖有高的耐磨性、紅硬性，但韌性比較差、在較大沖擊力下抗熱疲勞性能比較差，高速鋼沒(méi)有能滿足熱錘鍛模服役條件所需要高韌性和良好熱疲勞性能的要求。2、在一般鋼中，應(yīng)嚴(yán)格控制雜質(zhì)元素S、P的含量。答案要點(diǎn)：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。3、9SiCr鋼和T9鋼相比，退火后硬度偏高，在淬火加熱時(shí)脫碳傾向較大。答案要點(diǎn)：9SiCr雖然與T9含碳量相同，但由于它含有Cr、Si合金元素，Si是非K形成元素，固溶強(qiáng)

4、化基體的作用較大，因此退火后硬度偏高。另外Si提高碳皇度，促進(jìn)石墨化，因此在加熱時(shí)脫碳傾向較大。4、高錳鋼（ZGMn13）在Acm以上溫度加熱后空冷得到大量的馬氏體，而水冷卻可得到全部奧氏體組織。答案要點(diǎn)：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低于室溫以下。如快冷，就獲得了單一奧氏體組織，而慢冷由于中途析出了大量的K，使奧氏體的合金度降低，Ms上升，所以空冷時(shí)發(fā)生相變，得到了大量的馬氏體。5、4Cr13含碳量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為0.4%左右，但已是屬于過(guò)共析鋼。答案要點(diǎn)：Cr使Fe-C相圖中S點(diǎn)左移，當(dāng)Cr達(dá)到13%時(shí)，可使共析點(diǎn)的含碳量<

5、; 0.4%，因此雖然4Cr13只有0.4%C左右，但已是屬于過(guò)共析鋼。6、奧氏體不銹鋼1Cr18Ni9晶界腐蝕傾向比較大。答案要點(diǎn)：在奧氏體不銹鋼1Cr18Ni9焊接后，在焊縫及熱影響區(qū)容易在晶界析出Cr的碳化物Cr23 C 6 從而導(dǎo)致晶界貧Cr，低于1/8規(guī)律的Cr%，使電極電位大大降低，從而導(dǎo)致晶界腐蝕。三、問(wèn)答題（40分）1、試總結(jié)Mo元素在合金中的作用，并簡(jiǎn)要說(shuō)明原因。答案要點(diǎn)：Mo元素在合金中的主要作用歸結(jié)如下：（1）降低回火脆性，一般認(rèn)為Mo可以抑制有害元素在晶界的偏聚；（2）提高貝氏體的淬透性，因?yàn)镸o大大推遲珠光體的轉(zhuǎn)變而對(duì)貝氏體轉(zhuǎn)變影響較?。唬?）細(xì)化晶粒，提高回火穩(wěn)定性

6、。Mo是強(qiáng)碳化物形成元素，與碳的結(jié)合力較大形成的碳化物穩(wěn)定，不易長(zhǎng)大。（4）提高熱強(qiáng)性，因?yàn)镸o可以較強(qiáng)地提高固溶體原子的結(jié)合力。（5）提高防腐性，特別是對(duì)于非氧化性介質(zhì)。因?yàn)镸o可以形成致密而穩(wěn)定的MoO3 膜；（6）提高紅硬性，因Mo與C原子結(jié)合力強(qiáng)，故回火穩(wěn)定性比較好并且形成的在高溫下碳化物穩(wěn)定。2、高速鋼的成分和熱處理工藝比較復(fù)雜，試回答下列問(wèn)題：1）高速鋼中W、Mo、V合金元素的主要作用是什么?2）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?3）常用560三次回火，為什么?答案要點(diǎn)：1）W的作用主要是提高鋼紅硬性。主要形

7、成W6C，淬火加熱時(shí)未溶K阻礙晶粒長(zhǎng)大，溶解部分提高抗回火穩(wěn)定性，在回火時(shí)彌散析出W2C，提高耐磨性。但W降低鋼的導(dǎo)熱性。Mo作用與W相似。含Mo的高速鋼熱塑性較好，便于熱壓力加工或熱塑性變形。V顯著提高紅硬性、硬度和耐磨性，同時(shí)可有效降低過(guò)熱敏感性。2）高速鋼中要使W、Mo、V等元素發(fā)揮作用必須使其充分地溶解到奧氏體中，然后在回火時(shí)產(chǎn)生二次硬化效果，由于這些元素形成的碳化物穩(wěn)定，溶解溫度在1000以上，故需要高的淬火加熱溫度。3）由于高速鋼中高合金度M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

8、分AR發(fā)生M轉(zhuǎn)變，二次回火使第一次回火時(shí)產(chǎn)生的淬火M回火，并使AR更多地轉(zhuǎn)變?yōu)镸，三次回火可將AR控制在合適的量，并且使內(nèi)應(yīng)力消除得更徹底。3、從合金化角度考慮，提高鋼的韌度主要有哪些途徑?答案要點(diǎn)：1）細(xì)化奧氏體晶粒。如強(qiáng)碳化物形成元素Ti、Nb、V等。2）提高鋼回火穩(wěn)定性。如強(qiáng)碳化物形成元素Ti、Nb、V等都很有效。3）改善基體的韌度。如加Ni。4）細(xì)化碳化物。碳化物細(xì)小、園整、分布均勻和適量對(duì)韌度有利。5）降低或消除回火脆性。如加入W、Mo。6）在保證強(qiáng)度時(shí)，盡可能降低含C量.4、分析說(shuō)明圖中鋁合金（Al-4%Cu）時(shí)效硬化不同過(guò)程中的性能變化，并說(shuō)明其原因（解釋下圖）。 圖 130時(shí)效時(shí)鋁銅合金的硬度與時(shí)間關(guān)系答案要點(diǎn)：鋁合金時(shí)效時(shí)，隨溫度的不同和時(shí)間的延長(zhǎng)，新相的形成和析出經(jīng)歷以下幾個(gè)階段，從而使硬度發(fā)生變化：1）形成銅原子富集區(qū)：為G.P.區(qū)，導(dǎo)致點(diǎn)陣畸變，因而硬度提高。2）形成Cu原子富集區(qū)有序化： Cu原子有序化，形成'',它與基體仍然完全共格，產(chǎn)生的畸變比G.P.更大,并且隨''的長(zhǎng)大，共格畸變區(qū)進(jìn)一步擴(kuò)大，對(duì)位錯(cuò)的阻礙也