金屬材料學-戴起勛-江蘇大學考試試題2004金屬材料學

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上課程名稱： 金屬材料學 考試日期： 2004 一、填空題 （30分）1、細化晶粒對鋼性能的貢獻是 強化同時韌化 ；提高鋼淬透性的主要作用是 使零件整個斷面性能趨于一致，能采用比較緩和的方式冷卻 。2、滾動軸承鋼GCr15的Cr質量分數含量為 1.5% 。滾動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 經濟性要求等 。4、凡是擴大區(qū)的元素均使Fe-C相圖中S、E點向 左下 方移動，例 Ni、Mn 等元素；凡封閉區(qū)的元素使S、E點向 左上 方移動，例 Cr、Si、Mo 等元素。

2、S點左移意味著 共析碳含量減少 ，E點左移意味著 出現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 的一個牌號，主要成份及名義含量是 Cu62%、Zn38% 。 7、在非調質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 細化組織和相間沉淀析出強化 。 8、球鐵的力學性能高于灰鐵是因為球鐵中石墨的 斷面切割效應 、 石墨應力集中效應 要比灰鐵小得多。 9、鋁合金熱處理包括 固溶處理 和 時效硬化 兩過程，和鋼的熱處理最大區(qū)別是 鋁合金沒有同素異構相變 。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：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，應嚴格控制雜質元素S、P的含量。答案要點：S能形成FeS，其熔點為989，鋼件在大于1000的熱加工溫度時FeS會熔化，所以易產生熱脆；P能形成Fe3P，性質硬而脆，在冷加工時產生應力集中，易產生裂紋而形成冷脆。3、9SiCr鋼和T9鋼相比，退火后硬度偏高，在淬火加熱時脫碳傾向較大。答案要點：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

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，促進石墨化，因此在加熱時脫碳傾向較大。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：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Mn），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，所以空冷時發(fā)生相變，得到了大量的馬氏體。5、4Cr13含碳量（質量分數）為0.4%左右，但已是屬于過共析鋼。答案要點：Cr使Fe-C相圖中S點左移，當Cr達到13%時，可使共析點的含碳量<

5、; 0.4%，因此雖然4Cr13只有0.4%C左右，但已是屬于過共析鋼。6、奧氏體不銹鋼1Cr18Ni9晶界腐蝕傾向比較大。答案要點：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，從而導致晶界腐蝕。三、問答題（40分）1、試總結Mo元素在合金中的作用，并簡要說明原因。答案要點：Mo元素在合金中的主要作用歸結如下：（1）降低回火脆性，一般認為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，因為Mo大大推遲珠光體的轉變而對貝氏體轉變影響較??；（3）細化晶粒，提高回火穩(wěn)定性

6、。Mo是強碳化物形成元素，與碳的結合力較大形成的碳化物穩(wěn)定，不易長大。（4）提高熱強性，因為Mo可以較強地提高固溶體原子的結合力。（5）提高防腐性，特別是對于非氧化性介質。因為Mo可以形成致密而穩(wěn)定的MoO3 膜；（6）提高紅硬性，因Mo與C原子結合力強，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雜，試回答下列問題：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：1）W的作用主要是提高鋼紅硬性。主要形

7、成W6C，淬火加熱時未溶K阻礙晶粒長大，溶解部分提高抗回火穩(wěn)定性，在回火時彌散析出W2C，提高耐磨性。但W降低鋼的導熱性。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，同時可有效降低過熱敏感性。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，然后在回火時產生二次硬化效果，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，產生硬化。同時在560左右回火，使材料的組織和性能達到了最佳狀態(tài)。一次回火使大部

8、分AR發(fā)生M轉變，二次回火使第一次回火時產生的淬火M回火，并使AR更多地轉變?yōu)镸，三次回火可將AR控制在合適的量，并且使內應力消除得更徹底。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：1）細化奧氏體晶粒。如強碳化物形成元素Ti、Nb、V等。2）提高鋼回火穩(wěn)定性。如強碳化物形成元素Ti、Nb、V等都很有效。3）改善基體的韌度。如加Ni。4）細化碳化物。碳化物細小、園整、分布均勻和適量對韌度有利。5）降低或消除回火脆性。如加入W、Mo。6）在保證強度時，盡可能降低含C量.4、分析說明圖中鋁合金（Al-4%Cu）時效硬化不同過程中的性能變化，并說明其原因（解釋下圖）。 圖 130時效時鋁銅合金的硬度與時間關系答案要點：鋁合金時效時，隨溫度的不同和時間的延長，新相的形成和析出經歷以下幾個階段，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)，導致點陣畸變，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，產生的畸變比G.P.更大,并且隨''的長大，共格畸變區(qū)進一步擴大，對位錯的阻礙也