金屬材料學(xué)整理

1、第一章 鋼的合金化概論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(jī)械性能的化學(xué)元素。(常用M來(lái)表示)2）微合金元素: 有些合金元素如V，Nb，Ti, Zr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:在-Fe中有較大的溶解度,且能穩(wěn)定相；如 Mn, Ni, Co, C, N, Cu；4）鐵素體形成元素: 在-Fe中有較大的溶解度，且能穩(wěn)定相。如：V，Nb, Ti 等。5）原位析出: 元素向滲碳體富集，當(dāng)其濃度超過(guò)在合金滲碳體中的溶解度時(shí)

2、, 合金滲碳體就在原位轉(zhuǎn)變成特殊碳化物如Cr鋼中的Cr：-FexCFe3C（Fe, Cr）3C（Cr, Fe）7C3（Cr, Fe）23C6 6）離位析出: 在回火過(guò)程中直接從相中析出特殊碳化物，同時(shí)伴隨著滲碳體的溶解，可使HRC和強(qiáng)度提高（二次硬化效應(yīng)）。 如 V，Nb, Ti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a-Fe中形成無(wú)限固溶體？哪些能在g-Fe 中形成無(wú)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a-Fe中形成無(wú)限固溶體：V

3、、Cr；能在g-Fe 中形成無(wú)限固溶體：Mn、Co、Ni3簡(jiǎn)述合金元素對(duì)擴(kuò)大或縮小相區(qū)的影響，并說(shuō)明利用此原理在生產(chǎn)中有何意義？答：（1）擴(kuò)大相區(qū)：使A3降低，A4升高一般為奧氏體形成元素分為兩類：a.開啟相區(qū)：Mn, Ni, Co 與 -Fe無(wú)限互溶.b.擴(kuò)大相區(qū)：有C，N，Cu等。如Fe-C相圖，形成的擴(kuò)大的相區(qū)，構(gòu)成了鋼的熱處理的基礎(chǔ)。 （2）縮小相區(qū)：使A3升高，A4降低。一般為鐵素體形成元素 分為兩類:a.封閉相區(qū)：使相圖中區(qū)縮小到一個(gè)很小的面積形成圈,其結(jié)果使相區(qū)與相區(qū)連成一片。如V, Cr, Si, A1, Ti, Mo, W, P, Sn, As, Sb。b.縮小相區(qū)：Zr,

4、Nb, Ta, B, S, Ce 等（3）生產(chǎn)中的意義：可以利用M擴(kuò)大和縮小相區(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(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：答：1）改變了奧氏體區(qū)的位置2）改變了共晶溫度：（l）擴(kuò)大相區(qū)的元素使A1，A3下降；(2)縮小相區(qū)的元素使A1，A3升高。當(dāng)Mo8.2%, W12%,Ti1.0%,V4.5%,Si8.5%，相區(qū)消失。 3.）改變了共析含碳量：所有合金元素均使S點(diǎn)左移。（提問(wèn)：對(duì)組織與性能有何影響呢？）5合金鋼中碳化物形成元素（V，Cr，Mo，Mn等）所形成的碳化物基本類型及其相對(duì)穩(wěn)定性。答：答：基本類型：M

5、C型；M2C型；M23C6型；M7C3型；M3C型；M6C型；（強(qiáng)K形成元素形成的K比較穩(wěn)定，其順序?yàn)椋篢iZrNbVW,MoCrMnFe）各種K相對(duì)穩(wěn)定性如下：MCM2CM6CM23C6M7C3M3C（高-低）6主要合金元素（V，Cr，Ni，Mn，Si，B等）對(duì)過(guò)冷奧氏體冷卻轉(zhuǎn)變影響的作用機(jī)制。答：Ti, Nb, Zr, V：主要是通過(guò)推遲P轉(zhuǎn)變時(shí)K形核與長(zhǎng)大來(lái)提高過(guò)冷的穩(wěn)定性；W，Mo,Cr：1）推遲K形核與長(zhǎng)大；2）增加固溶體原子間的結(jié)合力，降低Fe的自擴(kuò)散激活能。作用大小為：CrWMoMn：（Fe,Mn）3C,減慢P轉(zhuǎn)變時(shí)合金滲碳體的形核與長(zhǎng)大；擴(kuò)大相區(qū)，強(qiáng)烈推遲轉(zhuǎn)變，提高的形核功；N

6、i：開放相區(qū)，并穩(wěn)定相，提高的形核功（滲碳體可溶解Ni, Co）Co：擴(kuò)大相區(qū)，但能使A3溫度提高（特例），使轉(zhuǎn)變?cè)诟叩臏囟冗M(jìn)行，降低了過(guò)冷的穩(wěn)定性。使C曲線向左移。 Al, Si ：不形成各自K，也不溶解在滲碳體中，必須擴(kuò)散出去為K形核創(chuàng)造條件；Si可提高Fe原子的結(jié)合力。 B，P，Re：強(qiáng)烈的內(nèi)吸附元素，富集于晶界，降低了 的界面能，阻礙相和K形核。7合金元素對(duì)馬氏體轉(zhuǎn)變有何影響？答：合金元素的作用表現(xiàn)在：1） 對(duì)馬氏體點(diǎn)Ms- Mf溫度的影響；2） 改變馬氏體形態(tài)及精細(xì)結(jié)構(gòu)（亞結(jié)構(gòu)）。 除Al,Co 外，都降低Ms溫度，其降低程度：強(qiáng)CMnCrNiVMo,W,Si弱提高含量：可利用此特

7、點(diǎn)使Ms溫度降低于0以下，得到全部組織。如加入Ni,Mn,C,N等合金元素有增加形成孿晶馬氏體的傾向，且亞結(jié)構(gòu)與合金成分和馬氏體的轉(zhuǎn)變溫度有關(guān).8如何利用合金元素來(lái)消除或預(yù)防第一次、第二次回火脆性？答：1）低溫回火脆性（第I類，不具有可逆性）其形成原因：沿條狀馬氏體的間界析出K薄片；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)。答：二次硬化:在含有Ti, V, Nb, Mo, W等較高合金鋼淬火后

8、，在500- 600范圍內(nèi)回火時(shí)，在相中沉淀析出這些元素的特殊碳化物，并使鋼的HRC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十分穩(wěn)定，甚至加熱到500-600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(guò)程中，且回火溫度550左右。不同點(diǎn)：二次淬火，是回火冷卻過(guò)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）10一般的鋼有哪些強(qiáng)化與韌化途徑？（答1）強(qiáng)化的主要途徑）宏觀上：鋼的合金化、冷熱加工及其

9、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 。（主要機(jī)制有：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、二次硬化、過(guò)剩相強(qiáng)化 ）2）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(lái)提高韌性； 加入能提高韌性的M，如Ni, Mn； 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(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

10、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)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(qiáng)度，而加入少量合金元素，利用合金元素產(chǎn)生固溶強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化和沉淀強(qiáng)化。利用細(xì)晶強(qiáng)化使鋼的韌-脆轉(zhuǎn)變溫度的降低，來(lái)抵消由于碳氮化物沉淀強(qiáng)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(guò)高，P量增多，P為片狀組織，會(huì)使鋼的脆性增加，使FATT50()增高。（2）C含量增加，會(huì)使C當(dāng)量增大，當(dāng)C當(dāng)量0.47時(shí)，會(huì)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(shuō)明。答：微合金鋼：利用微合金

11、化元素Ti, Nb, V；主要依靠細(xì)晶強(qiáng)化和沉淀強(qiáng)化來(lái)提高強(qiáng)度；利用控制軋制和控制冷卻工藝- 高強(qiáng)度低合金鋼微合金元素的作用：1）抑制奧氏體形變?cè)俳Y(jié)晶；例：再熱加工過(guò)程中，通過(guò)應(yīng)變誘導(dǎo)析出鈮、鈦、釩的氮化物，沉淀在晶界、亞晶界和位錯(cuò)上，起釘扎作用，有效地阻止奧氏體再結(jié)晶的晶界和位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)，抑制再結(jié)晶過(guò)程的進(jìn)行。 2)阻止奧氏體晶粒長(zhǎng)大；例：微量鈦（w0.02%）以TiN從高溫固態(tài)鋼中析出，呈彌散分布，對(duì)阻止奧氏體晶粒長(zhǎng)大很有效。 3)沉淀強(qiáng)化；例： w(Nb)0.04%時(shí),細(xì)化晶粒造成的屈服強(qiáng)度的增量G大于沉淀強(qiáng)化引起的增量Ph;當(dāng)w(Nb)0.04%時(shí), Ph增量大大增加,而G保持不變。4)

12、改變與細(xì)化鋼的組織例：在軋制加熱時(shí)，溶于奧氏體的微合金元素提高了過(guò)冷奧氏體的穩(wěn)定性，降低了發(fā)生先共析鐵素體和珠光體的溫度范圍，低溫下形成的先共析鐵素體和珠光體組織更細(xì)小，并使相間沉淀Nb(C,N)和V(C,N)的粒子更細(xì)小。4低碳貝氏體鋼的合金化有何特點(diǎn)？解：合金元素主要是能顯著推遲先共析 F和P轉(zhuǎn)變，但對(duì)B轉(zhuǎn)變推遲較少的元素如Mo，B，可得到貝氏體組織。1）加入Mn, Ni, Cr等合金元素，進(jìn)一步推遲先共析F和P轉(zhuǎn)變，并使Bs點(diǎn)下降，可得到下B組織；2)加入微合金化元素充分發(fā)揮其細(xì)化作用和沉淀作用；3)低碳,使韌性和可焊性提高。第三章 機(jī)械制造結(jié)構(gòu)鋼1名詞解釋 1）液析碳化物：由于碳和合金

13、元素偏析，在局部微小區(qū)域內(nèi)從液態(tài)結(jié)晶時(shí)析出的碳化物。2）網(wǎng)狀碳化物：過(guò)共析鋼在熱軋（鍛）加工后緩慢冷卻過(guò)程中由二次碳化物以網(wǎng)狀析出于奧氏體晶界所造成的。3）水韌處理：高錳鋼鑄態(tài)組織中沿晶界析出的網(wǎng)狀碳化物顯著降低鋼的強(qiáng)度、韌性和抗磨性。將高錳鋼加熱到單相奧氏體溫度范圍，使碳化物充分溶入奧氏體，然后水冷，獲得單一奧氏體組織。4）超高強(qiáng)度鋼：一般講，屈服強(qiáng)度在1 370MPa（140 kgf/mm2）以上，抗拉強(qiáng)度在1 620 MPa（165 kgf/mm2）以上的合金鋼稱超高強(qiáng)度鋼。2 調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼進(jìn)行成分、熱處理、常用組織及主要性能的比較，并熟悉各自主要鋼種。答：成分熱處理常用組織主要性能調(diào)

14、質(zhì)鋼0.300.50%C的C鋼或中、低合金鋼淬火與高溫回火回火S或回火T較高的強(qiáng)度，良好的塑性和韌性彈簧鋼中、高碳素鋼或低合金鋼淬火和中溫回火回火T高的彈性極限，高的疲勞強(qiáng)度，足夠的塑性和韌性主要鋼種:A.調(diào)質(zhì)鋼：按淬透性大小可分為幾級(jí)： 1）40，45，45B 2）40Cr，45Mn2, 45MnB, 35MnSi 3）35CrMo, 42MnVB, 40MnMoB ，40CrNi 4）40CrMnMo, 35SiMn2MoV，40CrNiMo B.彈簧鋼：1）Mn彈簧鋼： 60Mn，65Mn 2）MnSi彈簧鋼：55Si2Mn，60Si2MnA 3）Cr彈簧鋼： 50CrMn， 50CrV

15、A, 50CrMnVA (使用T300 ) 4）耐熱彈簧：30W4Cr2VA (可達(dá)500) 5）耐蝕彈簧：3Cr13, 4Cr13, 1Cr18Ni9Ti （溫度400 ）3液析碳化物和帶狀碳化物的形成、危害及消除方法。答：形成：均起因于鋼錠結(jié)晶時(shí)產(chǎn)生的樹枝狀偏析；液析碳化物屬于偏析引起的偽共晶碳化物（一次碳化物）；帶狀碳化物屬于二次碳化物偏析 （固相凝固過(guò)程中）危害：降低軸承的使用壽命，增大零件的淬火開裂傾向，造成硬度和力學(xué)性能的不均勻性（各向異性）消除方法： 1）控制成分（C，Cr%）； 2）合理設(shè)計(jì)鋼錠，改進(jìn)工藝； 3）大的鍛（軋）造比來(lái)破碎碳化物； 4）采用高溫?cái)U(kuò)散退火（1200左右

16、）。 4說(shuō)明易切削鋼提高切削性能的合金化原理。答：鋼中加入一定量的S、Te、Pb、Se或 Ca等元素，形成MnS、CaS、MnTe、PbTe、CaO-SiO2、CaO-Al2O3-SiO2等或Pb的夾雜物。在熱軋時(shí)，這些夾雜物沿扎向伸長(zhǎng)，成條狀或紡錘狀，破壞鋼的連續(xù)性，減少切削時(shí)對(duì)刀具的磨損，而又不會(huì)顯著影響鋼材縱向力學(xué)性能。5.馬氏體時(shí)效鋼與低合金超強(qiáng)鋼相比，在合金化、熱處理、強(qiáng)化機(jī)制、主要性能等方面有何不同？合金化熱處理強(qiáng)化機(jī)制主要性能馬氏體時(shí)效鋼1） 過(guò)大相區(qū)（Ni、Co）；2） 時(shí)效強(qiáng)化（Ni，Ti, Al, Mo, Nb ，Mo）；3） 為提高塑韌性，必須嚴(yán)格控制雜事元素含量（C,S

17、,N,P）1）高溫奧氏體化后淬火成馬氏體（Ms:100150 ）；2）進(jìn)行時(shí)效，產(chǎn)生強(qiáng)烈沉淀強(qiáng)化效應(yīng)，顯著提高強(qiáng)度。 固溶強(qiáng)化冷作相變強(qiáng)化時(shí)效強(qiáng)化高強(qiáng)度，同時(shí)具有良好的塑韌性和缺口強(qiáng)度；熱處理工藝簡(jiǎn)單；淬火后硬度低，冷變形性能和切削性能好；焊接性較好低合金超強(qiáng)鋼1）保證鋼的淬透性（Cr, Mn, Ni）；2）增加鋼的抗回火穩(wěn)定性（V, Mo）；3）推遲低溫回火脆性（Si）； 4）細(xì)化晶粒（V,Mo）。淬火 + 低溫回火或等溫淬火晶粒細(xì)化、沉淀硬化及亞結(jié)構(gòu)的變化強(qiáng)度高；成本低廉；生產(chǎn)工藝較簡(jiǎn)單；韌塑性較差；較大的脫C傾向； 焊接性不太好。3 高錳鋼在平衡態(tài)、鑄態(tài)、熱處理態(tài)、使用態(tài)四種狀態(tài)下各是什

18、么組織？為何具有抗磨特性？答：平衡態(tài)組織：+ (Fe,Mn)3C； 鑄態(tài)組織：+碳化物；熱處理態(tài)組織：?jiǎn)蜗鄍；使用狀態(tài)下組織: 表面硬化層 + 內(nèi)部 具有抗磨特性的原因：1)高沖擊和強(qiáng)擠壓下，其表面層迅速產(chǎn)生加工硬化，在滑移面上形成硬化層，即冷作硬化，使其具有抗磨性。2)加入2-4%的Cr或適量的Mo和V，能形成細(xì)小碳化物，提高屈服強(qiáng)度、沖擊韌性和抗磨性。4 GCr15鋼是什么類型的鋼？這種鋼中碳和鉻的含量約為多少？碳和鉻的主要作用分別是什么？其預(yù)先熱處理和最終熱處理分別是什么？答：高碳鉻軸承鋼 。C含量1%，Cr含量1.5%。 C的作用：固溶強(qiáng)化提高硬度; 形成碳化物。Cr的作用：提高淬透性

19、、耐磨性、耐蝕性預(yù)先熱處理：（擴(kuò)散退火，正火）+ 球化退火最終熱處理：淬火 + 低溫回火 +（穩(wěn)定化處理 ）8氮化鋼的合金化有何特點(diǎn)？合金元素有何作用？答：合金化特點(diǎn)：鋼中加入氮化物形成元素后，氮化層的組織有很大變化，在相中形成含有鉻、鉬、鎢、釩、鋁等合金元素的合金氮化物，其尺寸在5mm左右，并與基體共格，起著彌散強(qiáng)化作用。鋼中最有效的氮化元素是鋁、鈮、釩，所形成的合金氮化物最穩(wěn)定，其次是鉻、鉬、鎢的合金氮化物。合金元素作用：加入Al（HV1000以上）, V, Cr, Mo, W（HV900以下）可以提高表面硬度；加入Cr，Mn，Mo提高淬透性；加入Mo，V等可以使鋼在高溫下保持高強(qiáng)度；加入

20、少量Mo，可以防止高溫回火脆性。第四章 工模具鋼1從總體看，工具鋼與結(jié)構(gòu)鋼相比，在主要成分、組織類型、熱處理工藝、主要性能與實(shí)際應(yīng)用方面各自有何特點(diǎn)？答：結(jié)構(gòu)鋼工具鋼成分C：中低C合金元素:中偏低中高C合金元素:中偏低高C組織P（S,T）,B,MM,S,T熱處理退、正、淬、回火淬火回火綜合性能強(qiáng)韌（熱）硬，強(qiáng)應(yīng)用工程或制造結(jié)構(gòu)各種工具2采用普通素工具鋼的優(yōu)點(diǎn)是什么？局限性是什么？ 答：優(yōu)點(diǎn)：成本低，冷熱性能較好，熱處理簡(jiǎn)單，應(yīng)用范圍較寬。不足處：1）淬透性低,鹽水中淬火,變形開裂傾向大。2）組織穩(wěn)定性差,熱硬性低,工作溫度小于200 。3什么是紅硬性?為什么它是高速鋼的一種重要性能？哪些元素在

21、高速鋼中提高紅硬性?答：紅硬性：在高的溫度下保持硬度的能力。提高熱硬性的元素有：W、Mo、V、Co、N (常與Al配合加入)。418-4-1高速鋼的鑄態(tài)顯微組織特征是什么？為什么高速鋼在熱處理之前一定要大量地?zé)峒庸ぃ看穑鸿T態(tài)組織：魚骨狀Le+黑色與白色組織鑄態(tài)高速鋼組織中粗大的共晶碳化物必須經(jīng)過(guò)鍛軋將其破碎，是其盡可能成為均勻分布的顆粒狀碳化物。7高速鋼18-4-1的最終熱處理的加熱溫度為什么高達(dá)1280？在加熱過(guò)程中為什么要在600650和800850進(jìn)行二次預(yù)熱保溫？答：加熱溫度高：為使奧氏體中合金度含量較高，應(yīng)盡可能提高淬火溫度至晶界熔化溫度偏下（晶粒仍然很細(xì)，8-9級(jí)）。目標(biāo)：淬火后獲

22、得高合金的M組織，具有很高抗回火穩(wěn)定性；在高溫回火時(shí)析出彌散的合金碳化物產(chǎn)生二次硬化，使鋼具有高的硬度和熱硬性。一次或兩次預(yù)熱：由于高合金的高速鋼導(dǎo)熱性差，為防止工件加熱時(shí)變形，開裂和縮短加熱的保溫時(shí)間以減少脫碳。8高速鋼18-4-1淬火后三次回火的目的是什么?這種回火在組織上引起什么樣的變化？答：目的：一方面，增強(qiáng)二次硬化效果；另一方面，（主要）是為了利用二次淬火來(lái)降低殘余奧氏體含量，也間接地提高了性能?；鼗鸷蟮娘@微組織為回火馬氏體加碳化物。9 高碳、高鉻工具鋼耐磨性極好的原因何在？抗氧化的原因?yàn)槭裁?？第五?不銹鋼1名詞解釋： 1）晶間腐蝕：晶界上析出連續(xù)網(wǎng)狀富鉻的 Cr23C6引起晶界周

23、圍基體產(chǎn)生貧鉻區(qū)，貧鉻區(qū)成為微陽(yáng)極而發(fā)生的腐蝕。2）應(yīng)力腐蝕：奧氏體或M不銹鋼受張應(yīng)力時(shí)，在某些介質(zhì)中經(jīng)過(guò)一段不長(zhǎng)時(shí)間就會(huì)發(fā)生破壞，且隨應(yīng)力增大，發(fā)生破裂的時(shí)間也越短； 當(dāng)取消張應(yīng)力時(shí)，腐蝕較小或不發(fā)生腐蝕。這種腐蝕現(xiàn)象稱為“應(yīng)力腐蝕（破裂）”。 4） n/8規(guī)律：加入Cr可提高基體的電極電位，但不是均勻的增加，而是突變式的。當(dāng)Cr的含量達(dá)到1/8，2/8，3/8，原子比時(shí)，F(xiàn)e的電極電位就跳躍式顯著提高，腐蝕也顯著下降。這個(gè)定律叫做n/8規(guī)律。2從電化學(xué)腐蝕原理看，采用哪些途徑可提高鋼的耐蝕性？答：1）使鋼表面形成穩(wěn)定的表面保護(hù)膜；2）得到單相均勻的固溶體組織；3）提高固溶體（陽(yáng)極）的電極電

24、位。3 合金元素及環(huán)境介質(zhì)對(duì)耐蝕鋼的耐蝕性的影響。答：合金元素：Cr決定和提高耐蝕性的主要元素；Ni可提高耐蝕性；C與Cr形成碳化物，降低耐蝕性；Mn，N提高高鉻不銹鋼在有機(jī)酸中的耐蝕性；Mo提高不銹鋼的鈍化能力；Cu少量加入可有效地提高不銹鋼在硫酸及有機(jī)酸中的耐蝕性；Si提高在鹽酸、硫酸和高濃度硝酸中耐蝕性。環(huán)境介質(zhì)：（1）氧化性介質(zhì)如硝酸，NO3 是氧化性的，不銹鋼表面氧化膜容易形成，鈍化時(shí)間短。（2）在稀硫酸等非氧化性酸中，由于介質(zhì)中溶有的氧量較低，而SO4 又不是氧化劑，H+濃度又高，一般的鉻不銹鋼和Cr18Ni9型不銹鋼難以達(dá)鈍化狀態(tài)，因而是不耐蝕的。（3）強(qiáng)有機(jī)酸中，由于介質(zhì)中氧含

25、量低，又有H+存在，一般鉻和鉻鎳不銹鋼難鈍化，易被腐蝕。（4）在含有Cl*的介質(zhì)中，Cl*容易破壞不銹鋼表面氧化膜，穿透過(guò)并與鋼表面起作用，產(chǎn)生點(diǎn)腐蝕。4奧氏體不銹鋼晶間腐蝕產(chǎn)生的原因，影響因素與防止方法。答：原因：奧氏體不銹鋼晶間腐蝕主要是晶界上析出網(wǎng)狀富鉻的Cr23C6引起晶界周圍基體產(chǎn)生貧鉻區(qū)，貧鉻區(qū)的寬度約10-5cm，Cr12%。在許多介質(zhì)中沒(méi)有鈍化能力, 貧鉻區(qū)成為微陽(yáng)極而發(fā)生腐蝕。影響因素：a.C：C0.03%時(shí)無(wú)晶間腐蝕;化學(xué)成分：加入Ti, Nb固C，使奧氏體內(nèi)固溶的C800時(shí)K重溶；T35%）； 3） 采用高純度15-25%F不銹鋼；4）采用奧氏體和鐵素體（50-70%）雙

26、相鋼。第六章 耐熱鋼1名詞解釋： 1）蠕變極限：在某溫度下，在規(guī)定時(shí)間達(dá)到規(guī)定變形時(shí)所能承受的最大應(yīng)力。 2）持久強(qiáng)度：在規(guī)定溫度和規(guī)定時(shí)間斷裂所能承受的應(yīng)力（）。 4） 持久壽命：它表示在規(guī)定溫度和規(guī)定應(yīng)力作用下拉斷的時(shí)間。2耐熱鋼及耐熱合金的基本性能要求有哪兩條？ 答：足夠高的高溫強(qiáng)度、高溫疲勞強(qiáng)度足夠高的高溫化學(xué)穩(wěn)定性（特別是抗氧化性能）3 如何利用合金化（或怎么合金化）提高鋼的高溫強(qiáng)度？答：V，Ti 碳化物沉淀強(qiáng)化； Mo、W、Cr固溶強(qiáng)化； B強(qiáng)化晶界。4 如何利用合金化（或怎么合金化）提高鋼的高溫抗氧化性能？（沒(méi)找到）5耐熱鋼有哪些種類？答：（1）F-P 耐熱鋼，常用鋼種：12Cr

27、1MoV，15CrMo, 12Cr2MoWVSiTiB（2）馬氏體耐熱鋼 ，鋼種：2Cr12MoV, 2Cr12WMoV（3）工業(yè)爐用耐熱鋼，F(xiàn)e-Al-Mn爐用耐熱鋼，Cr-Mn-C-N爐用耐熱鋼，高Cr-Ni奧氏體爐用耐熱鋼 （4）奧氏體耐熱鋼，分為三類:簡(jiǎn)單奧氏體耐熱鋼（Cr18Ni9型奧氏體不銹鋼）;固溶強(qiáng)化型奧氏體耐熱鋼;沉淀強(qiáng)化型奧氏體耐熱鋼。 第八章 鑄鐵1名詞解釋：1）碳當(dāng)量：一般以各元素對(duì)共晶點(diǎn)實(shí)際含碳量的影響, 將這些元素的量折算成C%的增減, 這樣算得的碳量稱為碳當(dāng)量（C.E）（C.E = C + 0.3 （Si+P） + 0.4 S - 0.03 Mn由于S, P%低,

28、 Mn的作用又較小C.E = C + 0.3 Si ）2）共晶度：鑄鐵含C量與共晶點(diǎn)實(shí)際含C量之比 , 表示鑄鐵含C量接近共晶點(diǎn)C%的程度。（共晶點(diǎn)實(shí)際C量 = 4.3 - 0.3Si）2 鑄鐵與鋼相比，在主要成分、使用組織、主要性能上有何不同？答：鑄鐵與鋼總體比較：（鑄鐵）A. 成分：C、Si含量高，S、P含量高； 2.5-4.0 C, 1.0-3.0 Si, 0.5-1.4 Mn, 0.01-0.5 P, 0.02-0.2 SB. 組織：鋼的基體 +（不同形狀）石墨；C. 熱處理：不同形式的熱處理D. 性能：取決于基體組織及G數(shù)量、形狀、大小及分布. G：HB3-5， 屈強(qiáng)20MPa, 延

29、伸率近為0;G對(duì)基體有割裂（削弱）作用，對(duì)鋼強(qiáng)度（抗拉強(qiáng)度）、塑性、韌性均有害，其性能特別塑、韌性;比鋼要低，但：具有優(yōu)良的減震性、減摩性以及切削加工性能、優(yōu)良的鑄造性能、低的缺口敏感性；E. 生產(chǎn)：鑄鐵熔化設(shè)備簡(jiǎn)單，工藝操作簡(jiǎn)便，生產(chǎn)成本低廉3 對(duì)灰口鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵的成分（主要是C與Si）、組織、牌號(hào)、主要性能與應(yīng)用做相互對(duì)比。答： 灰口鑄鐵可鍛鑄鐵球墨鑄鐵成分C 2.5-3.6；Si 1-2.5C 2.2, Si 1.2-2.0, Mn 0.4-1.2,P0.1, S0.2;C3.6-3.8%,Si 2.0-2.5,Mn0.6-0.8, P 0.1組織F，F(xiàn)+P，P+片狀G（A型

30、， , F型）P，F(xiàn)+團(tuán)絮狀GF，P+球狀G牌號(hào)HT100，150，200，250，HT300，350KT300-6，330-8，350-10，370-12（F-KT）KTZ450-5，500-4，600-3，700-2 （P-KTQT400-18，400-15，450-10，500-7，600-3， 700-2，800-2，900-2性能強(qiáng)度較低，塑韌性低，硬度HB130-270，耐磨性好，減振性好，缺口敏感性小等較高強(qiáng)度，良好塑性，有一定的塑變能力（展性鑄鐵，馬鐵），但并不能鍛造。但生產(chǎn)周期長(zhǎng)，工藝復(fù)雜，成本較高?；w強(qiáng)度利用率高，可達(dá)70-90%；強(qiáng)度，塑性，韌性，疲勞強(qiáng)度明顯提高用途可

31、用作耐壓減震件，如機(jī)床底座、支柱等制造一些形狀復(fù)雜而在工作中以經(jīng)受震動(dòng)的薄壁（25mm）小件可制造各種受力復(fù)雜、負(fù)荷較大和耐磨的重要鑄件，如曲軸、連桿、齒輪等，在一定條件下可取代鑄鋼、鍛鋼、合金鋼。4 鍛鑄鐵的成分與灰口鑄鐵相比，有何特點(diǎn)？其生產(chǎn)分幾步？答：成分：可鍛鑄鐵：C 2.2, Si 1.2-2.0, Mn 0.4-1.2,P0.1, S0.2灰口鑄鐵：C 2.5-3.6 Si 1-2. 二者比較可知，前者含有少量其他合金元素可鍛鑄鐵生產(chǎn)分兩步：1）生產(chǎn)白口鑄鐵；2）高溫G化退火（900-980度,15h ）第九章 鋁合金1以Al-4%Cu合金為例，闡述鋁合金的時(shí)效過(guò)程及主要性能（強(qiáng)度

32、）變化。答：分為四階段：1） 形成溶質(zhì)原子（Cu）的富集區(qū)GPI與母相（Al為基的固溶體）保持共格關(guān)系，引起的嚴(yán)重畸變，使位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)受阻礙，從而提高強(qiáng)度；2）GPI區(qū)有序化GPII區(qū)（） 化學(xué)成分接近CuAl2，具有正方晶格，引起更嚴(yán)重的畸變，使位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)更大阻礙，顯著提高強(qiáng)度；3）溶質(zhì)原子的繼續(xù)富集，以及形成 已達(dá)到CuAl2，且部分地與母相晶格脫離關(guān)系，晶格畸變將減輕，對(duì)位錯(cuò)阻礙能力減小，合金趨于軟化，強(qiáng)度開始降低。4）穩(wěn)定相的形成與長(zhǎng)大 與母相完全脫離晶格關(guān)系，強(qiáng)度進(jìn)一步降低。（這種現(xiàn)象稱為過(guò)時(shí)效）2 變形鋁合金分為幾類？說(shuō)明主要變形鋁合金之間的合金系、牌號(hào)及主要性能特點(diǎn)。答：(1)非熱處理

33、強(qiáng)化變形鋁合金 主要有防銹鋁合金：合金系：Al-Mn系 牌號(hào)： LF21 Al-Mg-（Mn） 牌號(hào)： LF2, 3, 5, 6, 7, 10,11,12等性能：耐蝕性好；塑性好（易加工成形）；焊接性好； 可利用冷加工硬化來(lái)提高強(qiáng)度 （2）熱處理強(qiáng)化變形鋁合金,（過(guò)飽和）固溶處理和時(shí)效處理； 主要有硬鋁、鍛鋁、超硬鋁合金：A 硬鋁：基本是Al-Cu-Mg合金；牌號(hào)性能低合金硬鋁（鉚釘硬鋁）LY1，LY3，LY10合金Mg, Cu%較低，有較高塑性，但強(qiáng)度較低，時(shí)效速度慢。標(biāo)準(zhǔn)硬鋁LY11可淬火（過(guò)飽和固溶）時(shí)效，強(qiáng)度提高高合金硬鋁LY12具有良好的耐熱性，強(qiáng)度高，但塑性及承受冷熱加工能力差。耐

34、熱硬鋁較多的Mn, Mg，強(qiáng)化相S，外，還有Al19Mg2Mn，可制做250-300 工作的飛機(jī)零件。B超硬鋁合金，Al-Zn-Mg-Cu系合金 牌號(hào)：LC3，LC4，LC5，LC6，LC9 性能：強(qiáng)度高（淬火+120時(shí)效），但抗蝕性差（包鋁），組織穩(wěn)定性不好，工作溫度小于120C鍛鋁合金合金系：Al-Mg-Si, Al-Mg-Si-Cu（普通鍛鋁合金）；Al-Cu-Mg-Ni-Fe （耐熱鍛鋁合金）牌號(hào)：LD2，LD5，LD6，LD10；LD7，LD8，LD9 性能：良好的熱塑性，較高的機(jī)械性能。3鑄造鋁合金主要分為幾類？說(shuō)明主要鑄造鋁合金的合金系、牌號(hào)及主要性能特點(diǎn)。答：普通鍛鋁合金：Al

35、-Mg-Si, Al-Mg-Si-Cu 耐熱鍛鋁合金：Al-Cu-Mg-Ni-Fe 合金系牌號(hào)主要性能特點(diǎn)Al-Si系ZL1xx最好的鑄造性能、中等強(qiáng)度和抗蝕性，應(yīng)用最廣泛。Al-Cu系ZL20x最高的高溫和室溫性能，適于制造大負(fù)荷或耐熱鑄件，但鑄造性能和抗蝕性較差。Al-Mg系ZL30x有最好的抗蝕性和較高的強(qiáng)度，但鑄造、耐熱性能差，適于抗蝕、耐沖擊和表面裝飾性高的鑄件。Al-Zn系ZL40x鑄態(tài)下的高強(qiáng)度鋁合金，在強(qiáng)度、抗蝕性和鑄造性能，均中等第十章 銅合金1名詞解釋：1）黃銅；銅鋅合金稱為黃銅，再加入其他合金元素后，形成多元黃銅。2）鋅當(dāng)量系數(shù) ：黃銅中加入M后并不形成新相，只是影響，相

36、的相對(duì)含量，其效果象增加了鋅一樣。可以用加入1%的其它合金元素對(duì)組織的影響上相當(dāng)于百分之幾的Zn的換算系數(shù)來(lái)預(yù)估加入的合金元素對(duì)多元黃銅組織的影響，這種換算關(guān)系稱為鋅當(dāng)量系數(shù)。3）青銅：是Cu和Sn、Al、Be、Si、Mn、Cr、Cd、Zr和Co等元素組成的合金的統(tǒng)稱。 4）白銅：是以鎳為主要合金元素的銅合金。2銅合金主要分為幾類？不同銅合金的牌號(hào)如何？其主要性能是什么？答：A紫銅a韌銅：0.02%-0.10%O；T1，T2，T3，T4； T1、T2： 導(dǎo)電及高純度銅合金用； T3、T4： 一般用銅材及銅合金. b無(wú)氧銅：0.003%； TU1，TU2: 主要用于電子真空儀器儀表中導(dǎo)體 c脫氧

37、銅：0.01%；TUP，TUMn； TUP 主要用于焊接用銅材，制作熱交換器、排水管、 冷凝管等； TUMn 用于電子管用銅材 B黃銅，a低鋅黃銅 H96、H90、H85 黃銅，用于冷凝器和散熱器。 b三七黃銅 H70、H68 黃銅， 用于深沖或深拉制造復(fù)雜形狀的零件。 c四六黃銅 H62、H59 +黃銅，用于制造銷釘、螺帽、導(dǎo)管及散熱器零件。C青銅 二元青銅： Cu-Sn， Cu-Al， Cu-Be，； 二元錫青銅相：Cu5Sn 電子化合物為基的固溶體； 相： CuSn 為基的固溶體；相：Cu31Sn8 電子化合物性能： 1）錫青銅鑄造的優(yōu)點(diǎn)是鑄件收縮率小，適于鑄造形狀復(fù)雜、壁厚變化大的零件; 2）錫青銅在大氣、海水和堿性溶液中有良好耐蝕性，用于海上船舶、礦山機(jī)械零件；3） 力學(xué)性能，工業(yè)錫青銅中錫含量不超過(guò)14%，其中Sn10%: 鑄造合金，用于鑄件。a 二元鋁青銅有QAl5、QAl7和QAl10，鋁青銅有良好的力學(xué)性能、耐蝕性和耐磨性，是青銅中應(yīng)用最廣的一種。 b多元青銅： Cu-Sn-M， Cu-Al-M， Cu-Be-M， +P：能顯著提高合金的彈性極限和疲勞極限，并能承受壓 力加工，廣泛用于制造各種彈性元件。如QSn6.5-0.1：可制造導(dǎo)電性好的彈簧、接觸片、精密儀器中的齒輪等耐磨和抗磁元件。 ZQSn1