金屬材料學(xué)復(fù)習(xí)思考題及答案

1、1第一章第一章鋼的合金化原理鋼的合金化原理1名詞解釋名詞解釋1）合金元素）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(jī)械性能的化學(xué)元素。(常用M來表示)2）微合金元素）微合金元素:有些合金元素如V，Nb，TiZr和B等，當(dāng)其含量只在0.1%左右（如B，0.001%；V，0.2%）時(shí)，會(huì)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）奧氏體形成元素:在γFe中有較大的溶解度且

2、能穩(wěn)定γ相；如MnNiCoCNCu；4）鐵素體形成元素）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）原位析出:元素向滲碳體富集，當(dāng)其濃度超過在合金滲碳體中的溶解度時(shí)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）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(shí)伴隨著滲碳體的溶解，可使硬度和

3、強(qiáng)度提高（二次硬化效應(yīng)）。如V，NbTi等都屬于此類型。2合金元素合金元素V、CrCr、W、MoMo、MnMn、CoCo、NiNi、CuCu、TiTi、AlAl中哪些是鐵素體形成元素？哪些是中哪些是鐵素體形成元素？哪些是奧氏體形成元素？哪些能在奧氏體形成元素？哪些能在?FeFe中形成無限固溶體？哪些能在中形成無限固溶體？哪些能在?FeFe中形成無限固溶中形成無限固溶體？體？答：鐵素體形成元素：V、Cr、W、Mo、Ti、Al；奧氏體形成元

4、素：Mn、Co、Ni、Cu；能在?Fe中形成無限固溶體：V、Cr；能在?Fe中形成無限固溶體：Mn、Co、Ni3簡(jiǎn)述合金元素對(duì)擴(kuò)大或縮小簡(jiǎn)述合金元素對(duì)擴(kuò)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？相區(qū)的影響，并說明利用此原理在生產(chǎn)中有何意義？（1）擴(kuò)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(kuò)大γ相區(qū)：有C，N，Cu等。如FeC相圖，形成的擴(kuò)大的γ相區(qū)，構(gòu)成

5、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(gè)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)：ZrNbTaBSCe等（3）生產(chǎn)中的意義：(請(qǐng)補(bǔ)充請(qǐng)補(bǔ)充)。4簡(jiǎn)述合金元素對(duì)鐵碳相圖（如共析碳量、相變溫度等）的影響。簡(jiǎn)述合金元素對(duì)鐵碳相圖（如共析碳量、相變溫度等）的影響。答：1）改變了奧氏體區(qū)的位置：

6、（請(qǐng)補(bǔ)充請(qǐng)補(bǔ)充）2）改變了共晶溫度：（l）擴(kuò)大γ相區(qū)的元素使A1，A3下降；如：（請(qǐng)補(bǔ)充）如：（請(qǐng)補(bǔ)充）3防止：加入Si脆化溫度提高300℃；加入Mo減輕作用。2)高溫回火脆性（第II類，具有可逆性）其形成原因：與鋼雜質(zhì)元素向原奧氏體晶界偏聚有關(guān)。防止：加入W，Mo消除或延緩雜質(zhì)元素偏聚。9如何理解二次硬化與二次淬火兩個(gè)概念的相關(guān)性與不同特點(diǎn)。如何理解二次硬化與二次淬火兩個(gè)概念的相關(guān)性與不同特點(diǎn)。答：二次硬化:在含有TiVNbMoW等較

7、高合金鋼淬火后，在500600℃范圍內(nèi)回火時(shí)，在α相中沉淀析出這些元素的特殊碳化物，并使鋼的硬度和強(qiáng)度提高。(但只有離位析出時(shí)才有二次硬化現(xiàn)象)二次淬火：在強(qiáng)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500600℃回火時(shí)升溫與保溫時(shí)中仍不分解，而是在冷卻時(shí)部分轉(zhuǎn)變成馬氏體，使鋼的硬度提高。相同點(diǎn)：都發(fā)生在合金鋼中，含有強(qiáng)碳化物形成元素相對(duì)多，發(fā)生在淬回火過程中，且回火溫度550℃左右。不同點(diǎn)：二次淬火，是回火冷卻過程中A

8、r轉(zhuǎn)變?yōu)镸，使鋼硬度增加。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）。1010一般地，鋼有哪些強(qiáng)化與韌化途徑？一般地，鋼有哪些強(qiáng)化與韌化途徑？強(qiáng)化的主要途徑宏觀上：鋼的合金化、冷熱加工及其綜合運(yùn)用是鋼強(qiáng)化的主要手段。微觀上：在金屬晶體中造成盡可能多的阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的障礙；或者盡可能減少晶體中的可動(dòng)位錯(cuò)，抑制位錯(cuò)源的開動(dòng)，如晶須、固溶強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化、位錯(cuò)強(qiáng)化、“第二相”強(qiáng)化（沉淀強(qiáng)化、時(shí)效強(qiáng)化、彌散強(qiáng)化、析出強(qiáng)化、二次硬

9、化、過剩相強(qiáng)化）韌化途徑：細(xì)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。第二章第二章工程結(jié)構(gòu)鋼工程結(jié)構(gòu)鋼1對(duì)工程結(jié)構(gòu)鋼的基本性能要求是什么？對(duì)工程結(jié)構(gòu)鋼的基本性能要求是什么？答：（1）足夠高的強(qiáng)度、良好的塑性（2）適當(dāng)?shù)某貨_擊韌性，有時(shí)要求適當(dāng)?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(qiáng)