結(jié)構(gòu)材料復(fù)習(xí)資料

1、第一章鋼的合金化原理 一、填空題1、合金元素在鋼中的存在形式有以 固溶體 形式存在、形成強(qiáng)化相、形成 非金屬夾雜物、以 游離態(tài) 存在。2、合金鋼按用途可分成結(jié)構(gòu)鋼、 工具鋼 和特殊性能剛?cè)悺?、按照與鐵的相互作用的特點(diǎn)，合金元素分為A 形成元素和F 形成元素。4、奧氏體形成元素降低 A3點(diǎn)， 提高 A4點(diǎn)。5、按照與碳相互作用的特點(diǎn)，合金元素分為非碳化物 形成元素和碳化物形成元素。6、所有的合金元素均使 S點(diǎn) 左移,這意味著合金鋼共析點(diǎn)的碳濃度將移向-低 碳方向，使共析體中的含碳量降低。7、幾乎所有的合金元素（除Co外）均使C曲線 向右移動,其結(jié)果是 降低 了鋼的臨界冷卻速度，提高了鋼的淬透

2、性。8、幾乎所有的合金元素（除 Co、Al外）都使Ms、Mf點(diǎn)降低,因此淬火后相 同碳含量的合金鋼比碳鋼的殘余 A 增多，使鋼的硬度 隆低,疲勞抗力下降。二、名詞解釋合金元素：為保證獲得所要求的組織結(jié)構(gòu)，物理、化學(xué)性能而特別添加到鋼中的化 心主 干兀索。合金鋼：在化學(xué)成分上特別添加合金元素用以保證一定的生產(chǎn)和加工工藝以及所要求的 組織與性能的鐵基合金。奧氏體形成元素 ：使A3點(diǎn)J, A4點(diǎn)T,在較寬的成分范圍內(nèi)，促使奧氏體形成，即擴(kuò)大 了 丫相區(qū)。鐵素體形成元素：使A3點(diǎn)T , A4點(diǎn)J ,在較寬的成分范圍內(nèi)，促進(jìn)鐵素體形成，依縮小丫相區(qū)的程度又分為兩小類。二次淬火：已淬火的高合金鋼中的殘余奧

3、氏體在回火冷卻中轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的現(xiàn)象。二次硬化：鋼在回火時出現(xiàn)的硬度回升現(xiàn)象。三、問答題1、合金元素在鋼中有哪幾種存在形式這些存在形式對鋼的性能有什么影響（1）以溶質(zhì)形式溶入固溶體，如：溶入鐵素體，奧氏體和馬氏體中。 （有利）（2）形成強(qiáng)化相，形成碳化物或金屬間化合物。（有利）（3）形成非金屬夾雜物， 如氧化物（A12O3、SiO2等），氮化物和硫化物（“門$、56$等）（有 害、盡量減少）（4）以游離態(tài)存在，如 C以石墨狀態(tài)存在（一般也有害）元素以哪種形式存在，取決于元素的種類、含量、冶煉方法及熱處理工藝等。2、鋼中存在哪幾種類型的碳化物比較它們穩(wěn)定性的強(qiáng)弱。碳化物的穩(wěn)定性對鋼的性能及熱 處理

4、有什么意義a、當(dāng)rc/rm> （rc為碳原子半徑，rm為合金元素的原子半徑），復(fù)雜點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)碳化物。b、當(dāng)rc/rm< ,簡單點(diǎn)陣碳化物（間隙相）。C、當(dāng)合金元素含量不足以形成自己特有的碳化物時，則形成M6c型（復(fù)雜六方）的合金碳化物。d、當(dāng)Me含量很少時，形成合金滲碳體。碳化物穩(wěn)定性高，可使鋼在高溫下工作并保持其較高的強(qiáng)度和硬度。鋼的紅硬性、熱強(qiáng)性好。相同硬度條件下，碳化物穩(wěn)定性高的鋼可在更高溫度下回火，使鋼的塑性、韌性更好。合金鋼較相同硬度的碳鋼綜合力學(xué)性能好。碳化物的穩(wěn)定性高，在高溫和應(yīng)力作用下不易聚集長大，也不易因原子擴(kuò)散作用而發(fā)生合金元素的再分配。鋼的抗擴(kuò)散蠕變性能好。3、

5、合金鋼二次硬化現(xiàn)象的本質(zhì)是什么對鋼的性能有什么影響本質(zhì)是：彌散強(qiáng)化。 二次硬化：鋼在回火時出現(xiàn)的硬度回升現(xiàn)象。原因 特殊碳化物的彌散硬化+二次淬火。影響：（1）合金的硬度提高。（2）彌散質(zhì)點(diǎn)的數(shù)量愈多，二次硬化效應(yīng)愈大，即合金元素的含量越高，二次硬化效應(yīng)越顯著。（3）二次硬化峰也與回火時殘余奧氏體一馬氏體（二次淬火）相聯(lián)系 如高速鋼回火時。（4） V Nb Ti Mo W和高Cr鋼中均顯示二次硬化效應(yīng)第二章結(jié)構(gòu)鋼一、名詞解釋調(diào)質(zhì)鋼：經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理后，能獲得良好的綜合力學(xué)性能的鋼種。二、填空題1、機(jī)器零件鋼按用途可分成調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼、 滾動軸承鋼_和_滲碳鋼 四類。三、問答題1、低合金高強(qiáng)度鋼中的

6、主加合金元素Mn對鋼的性能有哪些影響為什么它會有這些影響鎰屬于復(fù)雜立方點(diǎn)陣，其點(diǎn)B$類型及原子尺寸與a-Fe相差較大，因而鎰的固溶強(qiáng)化效果較強(qiáng)。鎰是A形成元素，能降低 A- P轉(zhuǎn)變的溫度 Ar1,并減緩其轉(zhuǎn)變速度，可細(xì)化 P, T鋼 的強(qiáng)度和硬度。鎰的加入可使 Fe-C狀態(tài)圖中“砥左移，使基體中P數(shù)量增多，可使鋼在相同含碳量下，P量增多，致使強(qiáng)度不斷T。鎰還能J鋼的韌脆轉(zhuǎn)變溫度。注意：鎰的含量要控制在 2%以內(nèi)，若過高將會有貝氏體出現(xiàn)，且使焊接性能變壞，容易產(chǎn) 生裂紋。2、機(jī)器零件用鋼中的主加合金元素有哪些它們的主要作用是什么主加合金元素： Sk Mn、Cr、Ni、B,作用：分別加入或復(fù)合加入

7、鋼中，對T鋼的淬透性、T鋼的綜合力學(xué)性能起主導(dǎo)作用。3、彈簧鋼的成分特點(diǎn)是什么這樣的成分對鋼的性能有哪些影響1、中、高碳碳素彈簧鋼的含碳量在 -%之間，合金彈簧鋼的含碳量一般在 一%之間，以保證高的彈性 極限、屈服強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度。2、加入提高淬透性的元素主加合金元素：Si、Mn ;目的：提高淬透性、強(qiáng)化鐵素體基體和提高回火穩(wěn)定性，同時也提高屈強(qiáng)比。硅對提高鋼的彈性極限有明顯的效果，但高硅量的鋼有石墨化傾向，并在加熱時易于脫碳。鎰在鋼中易使鋼產(chǎn)生過熱敏感性。輔加合金元素：碳化物形成元素Cr、Mo、W、V等，目的：進(jìn)一步提高淬透性和強(qiáng)度，防止鋼在加熱時晶粒長大和脫碳，增加回火穩(wěn)定性及耐熱性。4、調(diào)

8、質(zhì)鋼的成分特點(diǎn)是什么主加合金元素與輔加合金元素的主要作用是什么 1、中碳coc : (0. 25%0. 50%) C。含碳量過低，不易淬硬，回火后強(qiáng)度不夠；含碳量過高，材料 的塑性、韌性變差。2、主要加入提高淬透性的元素如Cr、 Ni、 Mn、S« B等，提高淬透性，強(qiáng)化 F。Cr、Mn、B可單獨(dú)加入，Ni、Si在我國不單獨(dú)加入，而是復(fù)合加入。3、加入提高回火穩(wěn)定性和防止第二類回火脆性的元素V、Ti、Mo、W等，能細(xì)化晶粒，提高回火穩(wěn)定性。Mo、W可以減輕和防止第二類回火脆性，其合適的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為3”0=%或3w=%。 5、GCr15鋼從鋼錠到成品， 要經(jīng)過以下幾個溫度范圍的熱處理工

9、序，說明每個工序的名稱、目的和熱處理后的組織。 11501200C；鍛、軋前的高溫?cái)U(kuò)散退火；消除碳化物液析和碳化物帶狀組織 770810C；球化退火(緩冷球化)；J鋼的硬度，以利于切削加工；獲得細(xì)小的球狀珠光體 和均勻分布的細(xì)粒狀碳化物，為零件的最終熱處理作組織準(zhǔn)備。830860 C ；淬火；淬火組織：隱晶 M基體+粒狀碳化物+殘余A160 ±5C;低溫回火溫度； 回火組織：回火 M+細(xì)粒狀碳化物+殘余Ao-60 Co冷處理；避免在長期保存或使用過程中會發(fā)生變形。 6、分析低碳馬氏體型結(jié)構(gòu)鋼的性能特點(diǎn)及應(yīng)用范圍。(1)良好的韌性低碳鋼含碳量少，固溶強(qiáng)化后F晶格畸變小，脆性低，韌性好；

10、位錯亞結(jié)構(gòu)有良好的韌性；相互排列的M條在沖擊力作用下，無相互撞擊，還可吸收一部分沖擊能量；較高的Ms溫度，有自回火現(xiàn)象，消除了部分淬火應(yīng)力。(2)高的抗拉強(qiáng)度和低的脆性轉(zhuǎn)化溫度低碳M的抗拉強(qiáng)度可達(dá)12001300MPa,其脆性轉(zhuǎn)化溫度-60 C ,具有良好的低溫沖擊性能。低碳M的冷脆轉(zhuǎn)化溫度 & -60-70 C,而40Cr鋼調(diào)質(zhì)態(tài)為-50 Co低碳M鋼適用于在嚴(yán)寒地帶室外工作的機(jī)件及低溫下要求高強(qiáng) 度和韌性的機(jī)件。(3)缺口敏感性和疲勞缺口敏感度低低碳M鋼不但在靜載荷下具有低的缺口敏感性，而且還具有低的疲勞缺口敏感度(4)良好的工藝性能如良好的冷加工性、可焊性，較低的熱處理脫碳傾向和

11、變形和開裂傾向。 第3章鑄鐵一、名詞解釋： 鑄鐵的石墨化 ：鑄鐵中碳原子析出和形成石墨的過程 球墨鑄鐵：石墨呈球狀分布的灰口鑄鐵。鑄鐵的熱生長：鑄鐵在反復(fù)加熱、冷卻時會發(fā)生體積膨脹的現(xiàn)象。 二、填空題 1、白口鑄鐵中碳主要是以滲碳體的形式存在，灰口鑄鐵中碳主要是以一五里的形式存在。 2、普通灰口鑄鐵、可鍛鑄鐵和球墨鑄鐵中石墨的形態(tài)分別為工狀、團(tuán)絮 狀和 球 狀。3、可鍛鑄鐵俗稱瑪鋼。4、RuT420的強(qiáng)度高、硬度高，具有高的高溫強(qiáng)度和較高的 熱導(dǎo)率 ，可以用于制造經(jīng)受熱循環(huán)負(fù)荷的鑄件、組織致密零件 、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而設(shè)計(jì)又要求高強(qiáng)度的 鑄件 等零件。三、問答題1、普通灰鑄鐵有哪些性能特點(diǎn)及主要用途

12、 性能特點(diǎn)及用途力學(xué)性能：抗拉強(qiáng)度較鋼低，塑、韌性幾乎為零，硬度與同樣基體的正火鋼接近；但灰鑄鐵 的抗壓強(qiáng)度較高。其他性能：有優(yōu)良的減震性，高的耐磨、減摩性，良好的切削加工性能；灰鑄鐵流動性好， 收縮率小，具有優(yōu)良的鑄造性。用途：可作機(jī)床床身、底座等耐壓零部件；宜于鑄造結(jié)構(gòu)復(fù)雜或薄壁鑄件。2、球墨鑄鐵可以進(jìn)行哪幾種類型的淬火回火處理說明處理后的組織與性能特點(diǎn)。 淬火高溫回火：組織：回火S+G球。性能特點(diǎn)：調(diào)質(zhì)后具有比正火高的綜合力學(xué)性能，可代替部分鋼件制造重要的結(jié)構(gòu)零件 淬火低溫回火：組織：回火M+少量殘余A +G球。性能特點(diǎn)：很高的硬度（5561） HRC和很好的耐磨性，但塑、韌性較差，用于

13、要求高耐磨性 的零件淬火中溫回火：組織：回火T + G球。性能特點(diǎn)：較高的彈性、韌性及良好的耐磨性，用于要求具有一定彈性、耐磨性及熱穩(wěn)定性 的零件3、可鍛鑄鐵可以鍛造嗎為什么它的生產(chǎn)工藝與其它的鑄鐵相比有什么特點(diǎn)可鍛鑄鐵并不能鍛造。因?yàn)?1、團(tuán)絮狀石墨對鑄鐵金屬基體的割裂和引起應(yīng)力集中作用比 灰鑄鐵小得多，因此可鍛鑄鐵具有較高的強(qiáng)度，特別是塑性比灰鑄鐵高得多，有一定的塑性變形能力，因而得名可鍛鑄鐵。2、如果進(jìn)行鍛造，容易使其中的石墨變形。從而使鑄鐵產(chǎn)生裂紋從而是鑄鐵的性能變壞硬度降低等。（3）特點(diǎn)1、團(tuán)絮狀石墨對鑄鐵金屬基體的割裂和引起應(yīng)力集中作用比灰鑄鐵小得多，因此可鍛鑄鐵具有較高的強(qiáng)度。2

14、、特別是塑性比灰鑄鐵高得多，有一定的塑性變形能力。4、白口鑄鐵和灰口鑄鐵的組織與性能的主要區(qū)別是什么1、白口鑄鐵 第一、二、三階段石墨化完全不進(jìn)行完全按照Fe -Fe3c相圖結(jié)晶得到的鑄鐵 其組織中存在共晶萊氏體斷口白亮 由于有大量硬而脆的 Fe3c白口鑄鐵硬度高、脆性大、很難加工。2、灰口鑄鐵 第一、二階段石墨化充分進(jìn)行鑄鐵中的碳大部或全部以自由狀態(tài)片狀石墨存在。斷口呈灰色。它具有良好鑄造性能、 切削加工性好，減磨性，耐磨性好、加上它熔化配料簡單。成本低、廣泛用于制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜鑄件和耐磨件。5.石墨形態(tài)對鑄鐵性能有什么影響在生產(chǎn)中如何控制石墨形態(tài)影響：石墨的結(jié)構(gòu)為層片狀，強(qiáng)度、塑性和韌性很低，

15、幾乎為零，硬度3HBS,在金屬基體中相當(dāng)于“微裂紋”和“微孔洞”。這導(dǎo)致鑄鐵的主要缺點(diǎn)：抗拉強(qiáng)度低、塑性、韌性遠(yuǎn)不 如鋼。優(yōu)點(diǎn)：鑄造性能優(yōu)良，減震性和切削加工性能較好，也有較好的耐磨性和減摩性如何控制：1、化學(xué)成分的影響C、Si含量愈T石墨化愈易充分進(jìn)行。P:促進(jìn)石墨化S:強(qiáng)烈阻礙石墨化有害元素，S含量應(yīng)控制在%。Mn :增加Fe與C的結(jié)合力，阻礙石墨化，但能與S形成MnS,減輕S的有害作用，允許含量。2、冷卻速度的影響：越慢越有利于按Fe-G相圖結(jié)晶和轉(zhuǎn)變，越有利于石墨化的進(jìn)行，澆注溫度越高、壁越厚、鑄型蓄熱能力越小，越慢。越快，越有利于按Fe-Fe3Cf圖結(jié)晶和轉(zhuǎn)變。第四章有色金屬一、名詞

16、解釋：硅鋁明：是以硅為主要合金元素的一類鑄造鋁合金白銅：Ni的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于50%的銅饃合金二、填空題1、1A99表示鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 的純鋁，而1035表示鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 _%的純鋁。2、2A12是以Cu為主要合金元素的鋁合金，而7A04則是Zn 為主要合金元素的鋁合金。3、3A21是 Al-Mn合金，可以制造航空油箱 等零件;6A02則屬 Al2Si合金，可以制造形狀復(fù)雜的。4、黃銅是 Cu-Zn 合金，白銅是 Cu-Ni合金，而紫銅則是 純銅。5、人類歷史上最早應(yīng)用的合金是錫青銅，它是 Cu-Sn合金，顏色呈 青灰色。6、又稱 康銅，又名 考銅 ，它們具有良好的耐熱 和 耐蝕性 ，廣泛用于制

17、造 熱電偶、加熱器等部件。7、TA類鈦合金是。型鈦合金,TB類鈦合金是 6型鈦合金,而TC類鈦合金則是 什6型鈦合金。三、問答題1、黃銅的力學(xué)性能與 Zn含量有怎樣的關(guān)系為什么要選用H68作槍彈殼隨Zn含量的增加，黃銅的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性降低。力學(xué)性能與Zn含量的關(guān)系：當(dāng)Zn含量v 32%時，Zn完全溶于“固溶體中，起固溶強(qiáng)化作用，使黃銅的強(qiáng)度和塑性隨Zn含量的T而"當(dāng)Zn含量 32%時，由于組織中出現(xiàn)脆性的3相，使塑性J ,而強(qiáng)度繼續(xù)T。當(dāng)Zn含量達(dá)4547%時，由于組織中幾乎全部由3相組成，其強(qiáng)度和塑性急劇J ,沒有使用價(jià)值。H68:強(qiáng)度較高，塑性特別好，適于經(jīng)冷沖壓或深沖拉伸制造各種

18、形狀復(fù)雜的零件，大量用作槍彈殼和炮彈筒，故有彈殼黃銅”之稱。2、與鋁合金相比，鎂合金的熱處理有哪些特點(diǎn)由于鎂合金的組織結(jié)構(gòu)上的差別，與鋁合金相比具有以下特點(diǎn)：(1)淬火加熱溫度較低，加熱速度不宜過快，保溫時間較長。(2)淬火冷卻可采用空冷或在70100 C水中冷卻。(3)切忌用硝鹽浴爐加熱，一般在真空熱處理爐、箱式電爐或井式電爐中加熱(4)鎂合金一般都采用人工時效處理第五章工模具鋼一.名詞解釋定比碳定律：合金元素及碳含量滿足合金碳化物分子式中定比關(guān)系時，二次硬化效應(yīng)最好。二.填空題工具鋼共同的性能要求是高硬度 、高耐磨性、 一定的韌性及1。三、問答題1 .工具鋼有什么共同特性要求不同用途的工具

19、鋼各自特殊性能要求是什么共同點(diǎn)：高硬度、高耐磨性和一定的韌性及強(qiáng)度。高硬度：保證工模具在應(yīng)力作用下形狀和尺寸的穩(wěn)定；高耐磨性：保證工模具使用壽命的必要條件；一定的韌性：保證工模具在受到?jīng)_擊、振動作用時，不因崩裂或折斷而提前失效。 既韌又耐磨，這是兩個互相矛盾的基本性能，取決于馬氏體的成分與硬度以及碳化物的性質(zhì)、 數(shù)量、形態(tài)及分布。特殊點(diǎn)：刃具鋼：高的紅硬性及一定的強(qiáng)度和韌性； 冷模具鋼：較高的強(qiáng)度和一定的韌性； 熱模具鋼：高韌性和耐熱疲勞性； 量具鋼：高的尺寸穩(wěn)定性。2 .工模具鋼中中的主加合金元素有哪些它們主要作用是什么輔加元素有哪些它們的主要作 用主加合金元素：Cr, W, Mo, V,形

20、成碳化物，保證高硬度和高耐磨性。輔加合金元素：Si, Mn,提高淬透性，減少熱處理時的變形，提高回火穩(wěn)定性。3 .高速鋼中合金元素 W、Mo、Cr、V各自的作用是什么W:造成高速鋼紅硬性。 W在鋼中能生成大量 M6c型(Fe,W)6c瞰化物。W18Cr4V鋼淬火加 熱時，7- 8%W溶入A,強(qiáng)化M基體，提高回火時M的穩(wěn)定性，1112%的W留在碳化物中， 防止A晶粒長大；高溫回火時，大量析出W2c引起硬化，W2C不易聚集使高速鋼有高的紅硬性。V:與C的親和力比 W大，V溶于M6c型碳化物中，淬火加熱時隨碳化物熔入 A中。在高 溫回火時，析出細(xì)小的 V4c3質(zhì)點(diǎn)，其彌散度比 W2c還高，且不易聚集

21、長大，對 M產(chǎn)生彌 散硬化作用，提高紅硬性。 V還有細(xì)化晶粒的作用。cr：淬火加熱時，全部溶入奧氏體，提高鋼的淬透性和基體中的碳含量，提高淬硬性，含量 4%最好，若大于此值，則會使殘余奧氏體量增多，穩(wěn)定性增加，需增加回火次數(shù)來消除殘 余奧氏體。Mo： %Mo代替W時，鋼的組織與性能很相似，造成高速鋼紅硬性。但有其特點(diǎn)：含Mo碳化物比含 W碳化物細(xì)小，分布較均勻；Mo在奧氏體中的溶解量較多，提高馬氏體的合金化程度；含Mo高速鋼的塑性良好，韌性也較高；適宜的淬火溫度低 6070C,勞動條件改善，設(shè)備壽命長； 比重輕，價(jià)格便易。4 .高速鋼中以Mo代W后，鋼的組織和性能有什么特點(diǎn)含Mo碳化物比含 W

22、碳化物細(xì)小，分布較均勻；Mo在奧氏體中的溶解量較多，提高馬氏體的合金化程度；含Mo高速鋼的塑性良好，韌性也較高；適宜的淬火溫度低 6070C,勞動條件改善，設(shè)備壽命長； 比重輕，價(jià)格便易。5 .高速鋼淬火加熱特點(diǎn)是什么為什么有這些特點(diǎn)淬火加熱特點(diǎn)：需2次預(yù)熱(導(dǎo)熱性差，并且淬火溫度相當(dāng)高，淬火加熱時容易脫碳、 變形開裂，)；加熱溫度相當(dāng)高(12001280C),為了使碳及合金元素充分溶入奧氏體 還有大量難以溶解的碳化物，能阻礙晶粒的長大，可以保持細(xì)小的晶粒。6 .高速鋼淬火時為什么要加熱到1200度以上為什么要進(jìn)行 3次560度回火處理加熱溫度相當(dāng)高(12001280C),為了使碳及合金元素充

23、分溶入奧氏體，還有大量難以溶解的碳化物，能阻礙晶粒的長大，可以保持細(xì)小的晶粒。三次回火目的：消除大量A析出大量彌散碳化物 W2c和Mo2c產(chǎn)生 七次硬化”7 .高速鋼的熱處理有什么特點(diǎn)（1）預(yù)先熱處理：球化退火。目的：降低硬度，便于切削；為淬火作組織準(zhǔn)備；工藝：緩冷球化及等溫球化。退火組織：S+球狀碳化物。硬度 HB207-255 （2）最終熱處理：淬火+三次高溫回火（560C）。淬火加熱特點(diǎn)：需 2次預(yù)熱（導(dǎo)熱性差，并且淬火溫度相當(dāng)高，淬 火加熱時容易脫碳、變形開裂 ）；加熱溫度相當(dāng)高（12001280 C）,為了使碳及合金元素充分 溶入奧氏體，還有大量難以溶解的碳化物，能阻礙晶粒的長大，可

24、以保持細(xì)小的晶粒。淬火冷卻方式：分級淬火。淬火組織：60-65%隱晶M+25-30%A'+10%K三次回火目的：消除大量A',析出大量彌散碳化物 W2c和Mo2c產(chǎn)生“二次硬化”；回火組織：回火M60-65% +A'5% +K20-25%。鍛后須球化退火，返修工件二次淬火前也須球化退火。 型模具鋼有哪幾種硬化方法各有什么特點(diǎn) 一次硬化法：較低溫度淬火+低溫回火。選用較低的淬火溫度，晶粒較細(xì)，鋼的強(qiáng)度和韌性較好，熱處理變形較小。 二次硬化法：較高溫度淬火+多次高溫回火。此工藝方法使鋼有較高的紅硬性和耐磨性，但強(qiáng)度和韌性下降， 工藝上也較復(fù)雜， 適用于工作溫度較高（4005

25、00 C）,且受荷不大或淬火后表面需要氮化的模具。9.分析錘鍛模用鋼的工作條件、性能要求、成分特點(diǎn)及熱處理特點(diǎn)。成分特點(diǎn)：（1）中碳）G保證較高的韌性和熱疲勞抗力；（2）碳含量過高，韌性好導(dǎo)熱性（3）碳含量過低，強(qiáng)度、硬度、耐磨性難保證。（4）加入Cr、Ni、Mn , T淬透性；Ni顯著提高強(qiáng)度和韌性；Mn代Ni時，鋼的強(qiáng)度不降，但塑、韌性有所J。 （5）加入Mo,保證較高的熱強(qiáng)性，T回火穩(wěn)定性，減小回火脆性，細(xì)化晶粒。工作條件：工作時的溫度約有400-450 Co性能要求：（1）高溫硬度、高溫強(qiáng)度較高，較高的耐磨性、導(dǎo)熱性，高的熱疲勞抗力，較高的淬透性和尺寸穩(wěn)定性。（2）對塑性變形抗力及韌性

26、要求高；（3）截面尺寸大，淬透性要高。（4）成分和性能要求都與調(diào)質(zhì)鋼很接近，但強(qiáng)度、硬度要求更高些 熱處理特點(diǎn)：（1）預(yù)先熱處理：完全退火。工藝：加熱溫度：780-820C,保溫時間4-6h,爐冷至500 c后空冷。組織：細(xì)片狀P+E（2）最終熱處理：淬火+高溫回火。淬火加熱溫度：820-860 C。加熱時模面和模尾的保護(hù)：在專用鐵盤上鋪一層舊滲碳劑等保護(hù)劑，鍛模以模面向下放入，再用耐火泥密封。淬火冷卻介質(zhì)：錠子油或機(jī)油。 冷卻過程中須使油循環(huán)冷卻，油溫不得超過70 C,油中冷卻至150200 c取出，立即回火，不允許冷至室溫。淬火組織：M?；鼗饻囟龋哄懩ｎ愋筒煌懩ＤＣ婧臀膊坑捕纫蟛煌?/p>

27、回火溫度不同?；鼗鹄鋮s方式：應(yīng)油冷，以避免回火脆性?；鼗?組織：回火So第六章 耐腐蝕用結(jié)構(gòu)材料 一、名詞解釋耐酸鋼：能夠抵抗強(qiáng)腐蝕介質(zhì)腐蝕的鋼。 晶間腐蝕：沿晶粒邊緣進(jìn)行的腐蝕 應(yīng)力腐蝕：在腐蝕介質(zhì)及拉應(yīng)力作用下，金屬發(fā)生的破裂現(xiàn)象 二、填空題1、電極電位越低，標(biāo)志金屬的電化學(xué)穩(wěn)定性丕立,兩個電極電位不同的金屬組成的原電池系統(tǒng)中，電極電位相對較低 的金屬,作為 負(fù)極 、 陽極 遭受電化學(xué)腐蝕。2、奧氏體不銹鋼的成分特點(diǎn)是：含碳量 很低 ；利用Cr、Ni配合獲得 單相奧氏體; 加入MO、CU等，提高鋼的抗 腐蝕 的能力;加入Nb、Ti等，提高不銹鋼抗 晶間腐蝕 的 能力。、問答題1、提高金屬抗

28、蝕能力的途徑有哪些(1)提高合金基體(一般都是固溶體)的電極電位。(2)使合金得到單一的固溶體，盡量減少微電池的數(shù)量。(3)使合金的表面形成穩(wěn)定的表面保護(hù)膜，阻止合金與水溶液等電解質(zhì)接觸。2、產(chǎn)生晶間腐蝕的原因是什么有哪些方法可以阻止晶間腐蝕晶間腐蝕原因：富 Cr的Cr23C6在此溫度區(qū)間沿晶界析出，使其周圍基體產(chǎn)生貧銘區(qū)，使這 部分基體的電極電位陡降，在形成微電池時，成為陽極，而沿晶界邊緣發(fā)生腐蝕。防止措施：(1)降低鋼中碳量，碳降至 以下，將不會產(chǎn)生晶間腐蝕；(2)加入Ti、Nb等形成穩(wěn)定碳化物(TiC或NbC),避免在晶界上析出富 Cr的Cr23C6;(3)采用適當(dāng)熱處理工藝。3、奧氏體

29、不銹鋼的熱處理方法有哪些1 .固溶處理：消除焊接、熱加工和其他工藝操作造成的應(yīng)力和晶間腐蝕傾向；獲得單相奧氏體。2 .穩(wěn)定化處理：含Ti、Nb的鋼，在加熱保溫中， Cr的碳化物溶解，Ti、Nb的碳化物不完全 溶解，并且在冷卻過程中，充分析出，使碳不可能再形成Cr的碳化物，因而有效地消除了晶間腐蝕傾向。 不含Ti、Nb的鋼，在加熱保溫中，使奧氏體一碳化物晶界的 Cr濃度提高， 消除了貧Cr區(qū)，提高了不銹鋼抗晶間腐蝕的能力。3 .去應(yīng)力處理：消除冷加工后的殘余應(yīng)力 。4 .再結(jié)晶退火：深度冷加工的鋼，消除加工硬化，便于繼續(xù)加工。第七章耐溫用結(jié)構(gòu)材料一、名詞解釋熱穩(wěn)定鋼：在高溫下長期工作不致因介質(zhì)腐

30、蝕而破壞鋼。熱強(qiáng)剛：在高溫下仍具有足夠的強(qiáng)度不會大量變形或破斷的鋼。二、填空題型抗氧化鋼的使用溫度800-850 C ; Cr18型抗氧化鋼的使用溫度 型0-900 C；Cr25型抗氧化鋼的使用溫度 900-1100 C。2.奧氏體型熱強(qiáng)剛有固溶強(qiáng)化型、碳化物 強(qiáng)化型和 金屬間化合物強(qiáng)化型三種類型。三、問答題1 .為什么碳鋼的抗氧化性不高(1)高溫下的氧化是典型的化學(xué)腐蝕，介質(zhì)與金屬直接接觸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，腐蝕產(chǎn)物即氧 化膜附著在金屬表面，若能在金屬表面形成一層致密的、完整的、并能與金屬表面牢固結(jié)合的氧化膜，則金屬將不再被氧化。碳鋼不具備這種氧化膜。(2) Cr：要使氧化膜具有良好的抗氧化性；碳

31、：能與需形成碳化物，將降低有效的Cr含量，有有害作用，其含量應(yīng)控制在% 范圍內(nèi)。2 .哪些合金元素可以提高鋼的抗氧化性它們提高鋼抗氧化性的機(jī)理是什么主要用于提高鋼抗氧化性的合金元素：Cr、Si、AL機(jī)理：高溫下的氧化是典型的化學(xué)腐蝕，介質(zhì)與金屬直接接觸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，腐蝕產(chǎn)物即氧化膜附著在金屬表面，若能在金屬表面形成一層致密的、完整的、并能與金屬表面牢固結(jié)合的氧化膜，則金屬將不再被氧化。3 .有哪幾條途徑可以提高鋼的熱強(qiáng)性(1)基體的固溶強(qiáng)化：基體的熔點(diǎn)高，自擴(kuò)散激活能大，層錯能低，耐熱性提高。(2)晶界強(qiáng)化：凈化晶界，減少晶界。填充晶界上的空位，晶界的沉淀強(qiáng)化。(3)彌散相(第二相) 強(qiáng)化：時

32、效析出彌散強(qiáng)化相。4 .高壓鍋爐管用珠光體型熱強(qiáng)鋼的成分特點(diǎn)是什么這樣的成分對鋼的組織和性能有什么影低碳：% %。使鋼具有良好白加工性能 件L制、穿管、拉拔、焊接、冷彎 )。使鋼基體具有大量 F。F的高熔點(diǎn)和組織穩(wěn)定性有利于耐熱，也有利于表面生成 Fe2O3的保護(hù)膜。使碳化物相減少，不易產(chǎn)生 P球化、石墨化的變化，有利于組織穩(wěn)定性。主加合金元素為 Cr、Mo：主要作用是固溶強(qiáng)化 F, T熱強(qiáng)性和再結(jié)晶溫度，阻止 P 球化和石墨化。輔加合金元素為 V、Ti、W:主要作用是形成穩(wěn)定碳化物，阻止Cr、Mo向碳化物中轉(zhuǎn)移，保持固溶體的強(qiáng)化特性，同時阻止P球化和石墨化。穩(wěn)定碳化物也有彌散強(qiáng)化 作用，可T

33、熱強(qiáng)性。5 .影響低溫韌性的主要因素有哪些晶體結(jié)構(gòu)：BCC的F低溫韌T差，HCP次之，F(xiàn)CC的A低溫韌性最好。化學(xué)成分：鋼中碳含量T ,使低溫韌性J ;鎰含量T可J韌脆轉(zhuǎn)變溫度；饃是降低鋼在低溫下變脆的最有效的合金元素，饃含量每T1%,韌脆轉(zhuǎn)變溫度約J 10C。硅、鋁、鈕、鈦、銀等元素也有J韌脆轉(zhuǎn)變溫度的作用。晶粒尺寸：細(xì)晶粒不但使鋼有較高的斷裂強(qiáng)度，而且使韌脆轉(zhuǎn)變溫度降低。熱處理與顯微組織：化學(xué)成分相同時，鋼分別經(jīng)調(diào)質(zhì)處理、正火處理、退火處理后的低溫韌性依次變差。當(dāng)鋼中的析出相彌散分布，且尺寸很小時，可能使基體塑性提高，低溫脆性變小。第八章其他專用結(jié)構(gòu)材料一.填空題1、車輪用鋼主要為中高碳

34、的碳素鋼.但它們的 冶金質(zhì)量比一般的碳素結(jié)構(gòu)鋼的要求高。鋼軌用鋼的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較車輪用鋼高，接近共析成分。2、炮火身管材料的主要力學(xué)性能指標(biāo)是比例極限、斷面收縮率 及沖擊吸收功。二、問答題1 .分析深沖壓用鋼的成分特點(diǎn)。1、超低碳、低硅：以保證鋼板的深冷沖壓能力；2、Al、Ti、Nb等微合金化，以細(xì)化晶粒，保證鋼板的強(qiáng)度、塑性和韌性；3、硫、磷含量要求很嚴(yán)，均屬于特級優(yōu)質(zhì)鋼。2 .分析船體用鋼的工作條件及對材料成分及性能的要求。(1)工作條件：環(huán)境復(fù)雜多變。惡劣天氣，大風(fēng)大浪，一年四季，環(huán)境溫度變化。(2)成分:高強(qiáng)度鋼：低碳，含碳量w %,主加Mn,微量Nb、V、Ti、Mo等細(xì)化晶粒；(3)

35、 F 級鋼：力口 Ni,提高鋼的低溫沖擊韌性。 (4)但合金元素的總量要受碳當(dāng)量的限制。(5)性能要求：低碳鋼，對碳當(dāng)量有嚴(yán)格要求。對沖擊韌性，特別是對低溫沖擊韌性要求高。多采用鋁脫氧，以獲得細(xì)晶粒鋼，或加入微量 Nb、V、Ti等。交貨狀態(tài)：控制軋制，溫度 -形 變控制軋制、正火。3 .核反應(yīng)堆堆芯包殼材料的主要性能要求有哪些(1)中子吸收截面?。?2)與燃料的相容性好；(3)抗冷卻劑的腐蝕性能好；(4)強(qiáng)度高、塑性大；(5)導(dǎo)熱性能好；（6）輻照損傷?。患庸ば阅芎?。4火炮身管材料的成分特點(diǎn)是什么這些合金元素的主要作用是什么成分特點(diǎn)：中碳的 Cr NiMoV鋼。含碳量，保證鋼有好的綜合力學(xué)性能

36、；主加Cr、Ni：提高鋼的淬透性， 保證毛坯經(jīng)過熱處理后在全長和整個壁厚中具有均勻的組織和力學(xué)性能，Ni還是顯著提高沖擊韌性的元素；Mo、V:提高鋼的回火穩(wěn)定性及高溫強(qiáng)度。銘?zhàn)x鋁鈕鋼：具有最為優(yōu)良的綜合力學(xué)性能。第九章新型無機(jī)材料一填空題1隨氣孔率增加，陶瓷材料的致密度降低，彈性模量降低，強(qiáng)度降低2陶瓷材料的特點(diǎn)是高溫強(qiáng)度比金屬高，斷裂韌性比金屬差_ .3在ZrO2基體陶瓷中，位于不同晶粒尺寸范圍內(nèi)的t相晶粒各有的韌化作用是：d>dm :dc<d<dm di<d<dc: d<di4陶瓷的顯微結(jié)構(gòu)中主要包括 結(jié)晶 相、玻壬 相和一氣相。5 ZrO2晶體有三種結(jié)

37、構(gòu)，分別 m 相 t 相和 - c 相二問答題1在ZrO2增韌的陶瓷中，存在幾種韌化機(jī)理晶粒尺寸與韌化機(jī)理間有何關(guān)系a）相變韌化:當(dāng)裂紋擴(kuò)展進(jìn)入含有t- ZrO2晶粒的區(qū)域時，在裂紋場尖端應(yīng)力場的作用下，裂紋尖端形成過程區(qū)內(nèi)的t相ZrO2將發(fā)生t-m相變，因相變體積膨脹吸收能量使KICT,同時還會對裂紋產(chǎn)生壓應(yīng)力，阻礙裂紋擴(kuò)展，也使KICT。b）顯微裂紋韌化顯微裂紋在主裂紋尖端過程區(qū)內(nèi)張開，而分散和吸收能量， 使主裂紋擴(kuò)展阻力增大，從而TKIQ前提：微裂紋細(xì)小不相互連接。c）殘余應(yīng)力韌化：dc<d<dm, t-m時，不誘發(fā)顯微裂紋，但 m相晶粒周圍存在殘余應(yīng)力。當(dāng)裂紋擴(kuò)展入殘余應(yīng)力

38、區(qū)時，殘余應(yīng)力釋放，同時有閉合阻礙裂紋擴(kuò)展的作用，使KICT,產(chǎn)生A KICS。d）復(fù)合韌化：在含有ZrO2相變韌化的陶瓷中，上述幾種韌化機(jī)理常同時產(chǎn)生，因?yàn)榫Я３叽绮皇墙^對均勻單一的，而是一個范圍。d>dm :顯微裂紋韌化dc<d<dm :殘余應(yīng)力韌化di<d<dc：相變韌化d<di ：不產(chǎn)生韌化作用2、有哪些方法可以提高和改善陶瓷材料的韌性相變增韌：（1）應(yīng)力誘導(dǎo)增韌（2）顯微裂紋韌化（3）殘余應(yīng)力韌化（4）復(fù)合韌化.o 纖維增韌：（1）單向排布長纖維增韌（2）多維多向排布纖維增韌。短纖維、晶須及顆粒增韌（1）短纖維增韌陶瓷基復(fù)合材料（2）晶須增韌陶瓷基

39、復(fù)合材料 3）顆粒增韌陶瓷基復(fù)合材 料（4）晶須與顆粒復(fù)合增韌陶瓷材料。3、在ZrO2基陶瓷中，存在幾種臨界晶粒尺寸位于不同晶粒尺寸范圍內(nèi)的晶粒各有什么韌化作用t-m轉(zhuǎn)變臨界晶粒尺寸 dc：d>dc,室溫下t已轉(zhuǎn)變?yōu)?m; d<dc,有可能產(chǎn)生相變韌化。應(yīng)力誘發(fā)t-m相變的臨界粒徑 di: di<d<dc的晶粒才會發(fā)生應(yīng)力誘發(fā)相變； d<di,太穩(wěn)定，誘發(fā)不了相變。t一m相變誘發(fā)顯微裂紋的臨界直徑dm:d>dm ,相變時誘發(fā)了顯微裂紋。dc<d<dm :不足以誘發(fā)顯微裂紋，但m相周圍有殘余應(yīng)力。這種顯微裂紋與殘余應(yīng)力均會產(chǎn)生韌化作用。di<

40、dc<dm綜合體 一填空題1、Cr在高速鋼中的主要作用是提高淬透性，在不銹鋼中的主要作用是提高耐腐蝕能力_,在耐熱鋼中的主要作用是提高抗氧化性二、問答題1、Cr在高速鋼、不銹鋼、耐熱鋼中的主要作用是什么他為什么會有這些作用A:耐熱鋼Cr：要使氧化膜具有良好的抗氧化性，單一加入Cr。原因：隨Cr、Sk Al含量的T ,氧化膜中FeO量J , FeO生成溫度T ,直至氧化膜主要為Cr2O3或SiO2 （ Fe2SiO4或A12O3。這些膜與基體結(jié)合牢固，致密，可阻止Fe2+和O原子的擴(kuò)散，具有良好的保護(hù)作用。B:不銹鋼；（1）加入Cr,提高基體的電極電位；當(dāng)Cr量達(dá)（即1/8）時，由一+,鋼已能耐大氣、水溶液和稀硝酸的腐蝕。（2）當(dāng)Cr量達(dá)25at%（即2/8）時，由+ 一 +,可耐更強(qiáng)烈腐蝕介質(zhì)的 腐蝕。（3）加入Cr、Si Al形成致密的氧化膜；（4）在鋼中加入Cr、Si、Al等合金元素，能在鋼 的表