金屬學(xué)課后答案

1、金屬材料學(xué)金屬材料學(xué)(第二版第二版)課后答案課后答案主編戴啟主編戴啟勛第一章鋼的合金化原理1名詞解釋1）合金元素:特別添加到鋼中為了保證獲得所要求的組織結(jié)構(gòu)從而得到一定的物理、化學(xué)或機械性能的化學(xué)元素。(常用M來表示)2）微合金元素:有些合金元素如V，TiZr和B等，Nb，當其含量只在0.1%左右（如B0.001%，V0.2%）時，會顯著地影響鋼的組織與性能，將這種化學(xué)元素稱為微合金元素。3）奧氏體形成元素:在γFe中有較大的溶解度且能

2、穩(wěn)定γ相；如MnNiCoCNCu；4）鐵素體形成元素:在αFe中有較大的溶解度，且能穩(wěn)定α相。如：V，NbTi等。5）原位析出:元素向滲碳體富集，當其濃度超過在合金滲碳體中的溶解度時合金滲碳體就在原位轉(zhuǎn)變成特殊碳化物如Cr鋼中的Cr：εFexC→Fe3C→（FeCr）3C→（CrFe）7C3→（CrFe）23C66）離位析出:在回火過程中直接從α相中析出特殊碳化物，同時伴隨著滲碳體的溶解，可使HRC和強度提高（二次硬化效應(yīng)）如V，NbT

3、i等都屬于此類型。。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aFe中形成無限固溶體？哪些能在gFe中形成無限固溶體？答：鐵素體形成元素：V、Cr、W、Mo、Ti、Al；奧氏體形成元素：Mn、Co、Ni、Cu能在aFe中形成無限固溶體：V、Cr；能在gFe中形成無限固溶體：Mn、Co、Ni3簡述合金元素對擴大或縮小γ相區(qū)的影響，并說明利用此原理在生產(chǎn)中有何意義？

4、答：（1）擴大γ相區(qū)：使A3降低，A4升高一般為奧氏體形成元素分為兩類：a.開啟γ相區(qū)：MnNiCo與γFe無限互溶.b.擴大γ相區(qū)：有C，N，Cu等。如FeC相圖，形成的擴大的γ相區(qū)，構(gòu)成了鋼的熱處理的基礎(chǔ)。（2）縮小γ相區(qū)：使A3升高，A4降低。一般為鐵素體形成元素分為兩類:a.封閉γ相區(qū)：使相圖中γ區(qū)縮小到一個很小的面積形成γ圈其結(jié)果使δ相區(qū)與α相區(qū)連成一片。如VCrSiA1TiMoWPSnAsSb。b.縮小γ相區(qū)：ZrNbTaB

5、SCe等（3）生產(chǎn)中的意義：可以利用M擴大和縮小γ相區(qū)作用，獲得單相組織，具有特殊性能，在耐蝕鋼和耐熱鋼中應(yīng)用廣泛。4簡述合金元素對鐵碳相圖（如共析碳量、相變溫度等）的影響。答：二次硬化:在含有TiVNbMoW等較高合金鋼淬火后，在500600℃范圍內(nèi)回火時，在α相中沉淀析出這些元素的特殊碳化物，并使鋼的HRC和強度提高。(但只有離位析出時才有二次硬化現(xiàn)象)二次淬火：在強K形成元素含量較高的合金鋼中淬火后γ’十分穩(wěn)定，甚至加熱到5006

6、00℃回火時升溫與保溫時中仍不分解，而是在冷卻時部分轉(zhuǎn)變成馬氏體，使鋼的硬度提高。相同點：都發(fā)生在合金鋼中，含有強碳化物形成元素相對多，發(fā)生在淬回火過程中，且回火溫度550℃左右。不同點：二次淬火，是回火冷卻過程中Ar轉(zhuǎn)變?yōu)閙，是鋼硬度增加。二次硬化：回火后，鋼硬度不降反升的現(xiàn)象（由于特殊k的沉淀析出）10一般地，鋼有哪些強化與韌化途徑？答1）強化的主要途徑宏觀上：鋼的合金化、冷熱加工及其綜合運用是鋼強化的主要手段。微觀上：在金屬晶體中

7、造成盡可能多的阻礙位錯運動的障礙；或者盡可能減少晶體中的可動位錯，抑制位錯源的開動，如晶須。（主要機制有：固溶強化、細晶強化、位錯強化、“第二相”強化、沉淀強化、時效強化、彌散強化、析出強化、二次硬化、過剩相強化）2）韌化途徑：細化晶粒；降低有害元素的含量；防止預(yù)存的顯微裂紋；形變熱處理；利用穩(wěn)定的殘余奧氏體來提高韌性；加入能提高韌性的M，如NiMn；盡量減少在鋼基體中或在晶界上存在粗大的K或其它化合物相。第二章工程結(jié)構(gòu)鋼1對工程結(jié)構(gòu)鋼

8、的基本性能要求是什么？答：（1）足夠高的強度、良好的塑性（2）適當?shù)某貨_擊韌性，有時要求適當?shù)牡蜏貨_擊韌性（3）良好的工藝性能。2合金元素在低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼中的主要作用是什么？為什么考慮采用低C？答：為提高碳素工程結(jié)構(gòu)鋼的強度，而加入少量合金元素，利用合金元素產(chǎn)生固溶強化、細晶強化和沉淀強化。利用細晶強化使鋼的韌脆轉(zhuǎn)變溫度的降低，來抵消由于碳氮化物沉淀強化使鋼的韌脆轉(zhuǎn)變溫度的升高?？紤]低C的原因：（1）C含量過高，P量增多，P為片狀

9、組織，會使鋼的脆性增加，使FATT50(℃)增高。（2）C含量增加，會使C當量增大，當C當量0.47時，會使鋼的可焊性變差，不利于工程結(jié)構(gòu)鋼的使用。3什么是微合金鋼？微合金化元素在微合金化鋼中的主要作用有哪些？試舉例說明。答：微合金鋼：利用微合金化元素TiNbV；主要依靠細晶強化和沉淀強化來提高強度；利用控制軋制和控制冷卻工藝高強度低合金鋼微合金元素的作用：1）抑制奧氏體形變再結(jié)晶；例：再熱加工過程中，通過應(yīng)變誘導(dǎo)析出鈮、鈦、釩的氮化物