金屬學材料學課后習題答案全

1、11.為什么說鋼中的S、P雜質元素在一般情況下是有害的？答：S容易和Fe結合形成熔點為989℃的FeS相，會使鋼在熱加工過程中產(chǎn)生熱脆性；P與Fe結合形成硬脆的Fe3P相，使鋼在冷變形加工過程中產(chǎn)生冷脆性。12.鋼中的碳化物按點陣結構分為哪兩大類？各有什么特點？答：可以分為簡單點陣結構和復雜點陣結構，簡單點陣結構的特點：硬度較高、熔點較高、穩(wěn)定性較好；復雜點陣結構的特點：硬度較低、熔點較低、穩(wěn)定性較差。13.簡述合金鋼中碳化物形成規(guī)律。

2、答：①當rCrM0.59時，形成復雜點陣結構；當rCrM15%，溶解度極小。間隙固溶體形成的規(guī)律：①間隙固溶體總是有限固溶體，其溶解度取決于溶劑金屬的晶體結構和間隙元素的原子尺寸；②間隙原子在固溶體中總是優(yōu)先占據(jù)有利的位置；③間隙原子的溶解度隨溶質原子的尺寸的減小而增大；④同一溶劑金屬不同的點陣結構，溶解度是不同的，粒，同時增大了鋼的強度和韌性；④Si提高了鋼的淬透性，使工件得到均勻而良好的力學性能。在淬火時，可選用比較緩和的冷卻介質，

3、以減小工件的變形與開裂傾向。⑤Si提高鋼的低溫回火穩(wěn)定性，使相同回火溫度下的合金鋼的硬度高于碳鋼；⑥Si能夠防止第一類回火脆性。Mn:①Mn強化鐵素體，在低合金普通結構鋼中固溶強化效果較好；（強度增加，韌性減小）②Mn是奧氏體形成元素，促進A晶粒長大，增大鋼的過熱敏感性；③Mn使A等溫轉變曲線右移，提高鋼的淬透性；④Mn提高鋼的回火穩(wěn)定性，使相同回火溫度下的合金鋼的硬度高于碳鋼；⑤Mn促進有害元素在晶界上的偏聚，增大鋼回火脆性的傾向。C

4、r：①Cr是鐵素體形成元素，固溶強化效果顯著；（強度增加，韌性減?。贑r是碳化物形成元素，能細化晶粒，改善碳化物的均勻性；③Cr阻止相變時碳化物的形核長大，所以提高鋼的淬透性；④Cr提高回火穩(wěn)定性，使相同回火溫度下的合金鋼的硬度高于碳鋼；⑤Cr促進雜質原子偏聚，增大回火脆性傾向；Mo:（W類似于Mo）①是鐵素體形成元素，固溶強化效果顯著；（強度增加，韌性減?。谑禽^強碳化物形成元素，所以能細化晶粒，改善碳化物的均勻性，大大提高鋼的回火

5、穩(wěn)定性；③阻止奧氏體晶粒長大，細化A晶粒，同時增大了鋼的強度和韌性；④能提高鋼的淬透性，使工件得到均勻而良好的力學性能。在淬火時，可選用比較緩和的冷卻介質，以減小工件的變形與開裂傾向。⑤能有效地抑制有害元素的偏聚，是消除或減輕鋼第二類回火脆性的有效元素。V:（Ti、Nb類似于V）①是鐵素體形成元素，固溶強化效果顯著；（強度增加，韌性減?。谑菑娞蓟镄纬稍?，形成的VC質點穩(wěn)定性好，彌散分布，能有效提高鋼的熱強性和回火穩(wěn)定性；③阻止A晶

6、粒長大的作用顯著，細化A晶粒，同時增大了鋼的強度和韌性；④提高鋼的淬透性，消除回火脆性。Ni:①是奧氏體形成元素，促進晶粒長大，增大鋼的過熱敏感性；（強度增加，韌性增加）②是非碳化物形成元素，增大鋼中的碳活度，所以含Ni鋼的脫C傾向和石墨化傾向較大；③對A晶粒長大的影響不大；④能提高鋼的淬透性，使工件得到均勻而良好的力學性能。在淬火時，可選用比較緩和的冷卻介質，以減小工件的變形與開裂傾向。⑤提高回火穩(wěn)定性，使相同回火溫度下的合金鋼的硬度

7、高于碳鋼；⑥促進鋼中有害元素的偏聚，增大鋼的回火脆性。111根據(jù)合金元素在鋼中的作用，從淬透性、回火穩(wěn)定性、奧氏體晶粒長大傾向、韌性和回火脆性等方面比較下列鋼號的性能：40Cr、40CrNi、40CrMn、40CrNiMo答：①淬透性：40CrNiMo40CrMn40CrNi40Cr（因為在結構鋼中，提高馬氏體淬透性作用顯著的元素從大到小排列：Mn、Mo、Cr、Si、Ni，而合金元素的復合作用更大。）②回火穩(wěn)定性：40CrNiMo40C

8、rMn40CrNi40Cr③奧氏體晶粒長大傾向：40CrMn40Cr40CrNi40CrNiMo④韌性：40CrNiMo40CrNi40CrMn40Cr（Ni能夠改善基體的韌度）⑤回火脆性：40CrNi40CrMn40Cr40CrNiMo（Mo降低回火脆性）112為什么W、Mo、V等元素對珠光體轉變阻止作用大，而對貝氏體轉變影響不大？答：對于珠光體轉變，不僅需要C的擴散和重新分布，而且還需要W、Mo、V等K形成元素的擴散，而間隙原子碳在