金屬材料學(xué)試題

1、東北大學(xué)08年金屬材料學(xué)試題一.填空.1形成強(qiáng)，中，弱碳（氮）的合金元素2耐大氣腐蝕的合金元素3鑄鐵的分類4不銹鋼耐熱鋼耐蝕鋼.(參考《金屬學(xué)與熱處理》機(jī)械工業(yè)出版社鋼的牌號(hào))二.名詞解釋1、相間沉淀：合金元素釩在鋼中的有利作用主要是以其碳氧化物形式存在于基體和晶界上起到沉淀強(qiáng)化和抑制晶粒長(zhǎng)大的作用.釩在鐵素體中的溶解度比在奧氏體中的溶解度小的很多隨著相變的進(jìn)行在一定的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)條件下釩的碳氮化物在相界析出通過(guò)在兩相區(qū)加速冷卻可以細(xì)

2、化晶?？刂破涮嫉锏奈龀銎涑恋砦锏拇笮『头植紱Q定了其沉淀強(qiáng)化的效果.2、晶間腐蝕：晶間腐蝕是一種常見的局部腐蝕。腐蝕沿著金屬或合金的晶粒邊界或它的鄰近區(qū)域發(fā)展，晶粒本身腐蝕很輕微，這種腐蝕便稱為晶間腐蝕。3、高溫回火脆性：在回火過(guò)程中隨著回火溫度的升高，塑性不斷增加，而沖擊韌性卻不是呈直線上升的，在低溫250400度回火和高溫450650度范圍內(nèi)回火時(shí)，韌性會(huì)出現(xiàn)下降現(xiàn)象，這就是回火脆性。前者稱為低溫回火脆性，后者稱為高溫回火脆性。低

3、溫回火脆性又稱為不可逆回火脆性或第一類回火脆性。碳鋼與合金鋼均會(huì)出現(xiàn)這種回火脆性，可能與低溫回火時(shí)在晶界或亞晶界上析出連續(xù)碳化物薄片有關(guān)，對(duì)于低溫回火脆性，只有避免在該脆性溫度范圍內(nèi)回火才能防止。合金鋼在450650度范圍內(nèi)回火時(shí)可能產(chǎn)生高溫回火脆性，高溫回火脆性可以用更高溫度回火快冷的辦法消除。4、475℃脆性：FeCr合金在400～550℃環(huán)境中長(zhǎng)期加熱時(shí)會(huì)產(chǎn)生一種特殊的脆性硬度顯著提高沖擊韌性嚴(yán)重下降。此情況稱為475℃脆性，可用

4、加入稀土元素的方法解決。三.大題:1、沉淀強(qiáng)化位錯(cuò)和第二相交互作用形成第二相強(qiáng)化。對(duì)于一般合金來(lái)說(shuō)第二相強(qiáng)化往往比固溶強(qiáng)化效果更為顯著。根據(jù)獲得第二相的工藝不同，按習(xí)慣將各種第二相強(qiáng)化分別稱呼。其中通過(guò)相變熱處理獲得的稱為沉淀強(qiáng)化；而把通過(guò)粉末燒結(jié)獲得的，稱為彌散強(qiáng)化。有時(shí)也不加區(qū)分地混稱為分散強(qiáng)化或顆粒強(qiáng)化。[4]如果要單就固溶強(qiáng)化的微觀機(jī)理而言，固溶強(qiáng)化是由于溶質(zhì)原子和位錯(cuò)的交互作用的結(jié)果。溶質(zhì)原子和位錯(cuò)的交互作用就其性質(zhì)而言，可以

5、是彈性的、化學(xué)的、電性的和幾何的等幾種類型。溶質(zhì)原子可以偏聚到位錯(cuò)周圍形成各種氣團(tuán)，也可以是均勻不規(guī)則地分布在基體中，這兩種情況都可以使金屬材料的基體造成強(qiáng)化。[3]在幾種性質(zhì)類型的交互作用中，溶質(zhì)原子和位錯(cuò)的彈互作用最為重要。晶體中的溶質(zhì)原子是點(diǎn)缺陷的一種，會(huì)引起其周圍發(fā)生彈性畸變。3、鋁合金時(shí)效強(qiáng)化四個(gè)階段（參考《金屬學(xué)與熱處理》）在時(shí)效熱處理過(guò)程中，該合金組織有以下四個(gè)階段：補(bǔ)充：時(shí)效強(qiáng)化：過(guò)飽和固溶體在室溫放置或加熱到某一溫度保

6、溫，隨著時(shí)間延長(zhǎng)，其強(qiáng)度、硬度升高，塑性、韌性下降的現(xiàn)象(1)形成溶質(zhì)原子偏聚區(qū)－G?P（Ⅰ）區(qū)在新淬火狀態(tài)的過(guò)飽和固溶體中，銅原子在鋁晶格中的分布是任意的、無(wú)序的。時(shí)效初期，即時(shí)效溫度低或時(shí)效時(shí)間短時(shí)，銅原子在鋁基體上的某些晶面上聚集，形成溶質(zhì)原子偏聚區(qū)，稱G?P（Ⅰ）區(qū)。G?P（Ⅰ）區(qū)與基體α保持共格關(guān)系，這些聚合體構(gòu)成了提高抗變形的共格應(yīng)變區(qū)，故使合金的強(qiáng)度、硬度升高。(2)G?P區(qū)有序化－形成G?P（Ⅱ）區(qū)隨著時(shí)效溫度升高或時(shí)效

7、時(shí)間延長(zhǎng)，銅原子繼續(xù)偏聚并發(fā)生有序化，即形成G?P（Ⅱ）區(qū)。它與基體α仍保持共格關(guān)系，但尺寸較G?P（Ⅰ）區(qū)大。它可視為中間過(guò)渡相，常用θ”表示。它比G?P（Ⅰ）區(qū)周圍的畸變更大，對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻礙進(jìn)一步增大，因此時(shí)效強(qiáng)化作用更大，θ”相析出階段為合金達(dá)到最大強(qiáng)化的階段。(3)形成過(guò)渡相θ′隨著時(shí)效過(guò)程的進(jìn)一步發(fā)展，銅原子在G?P（Ⅱ）區(qū)繼續(xù)偏聚，當(dāng)銅原子與鋁原子比為1：2時(shí)，形成過(guò)渡相θ′。由于θ′的點(diǎn)陣常數(shù)發(fā)生較大的變化，故當(dāng)其形成時(shí)