金屬材料學(xué)課后答案(較全)

1、金屬材料學(xué)課后答案(較全)第一章1.為什么說(shuō)鋼中的S、P雜質(zhì)元素在一般情況下總是有害的？答：S、P會(huì)導(dǎo)致鋼的熱脆和冷脆，并且容易在晶界偏聚，導(dǎo)致合金鋼的第二類高溫回火脆性，高溫蠕變時(shí)的晶界脆斷。S能形成FeS，其熔點(diǎn)為989，鋼件在大于1000的熱加工溫度時(shí)FeS熱脆；P能形成FeP，性質(zhì)硬而脆，在冷加工時(shí)產(chǎn)生應(yīng)3力集中，易產(chǎn)生裂紋而形成冷脆。2.鋼中的碳化物按點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)分為哪兩大類？各有什么特點(diǎn)？答：簡(jiǎn)單點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)和復(fù)雜點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：硬度較高、熔點(diǎn)較高、穩(wěn)定性較好；復(fù)雜點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：硬度較低、熔點(diǎn)較低、穩(wěn)定性較差。3.簡(jiǎn)述合金鋼中碳化物形成規(guī)律。答：當(dāng)r/r0.59時(shí)，形成復(fù)雜點(diǎn)

2、陣結(jié)構(gòu)；當(dāng)CMr/r400，Me開(kāi)始重新分布。非K形成元素逐步進(jìn)入析出的K中，其程度取決于回火溫度和時(shí)間。6.有哪些合金元素強(qiáng)烈阻止奧氏體晶粒的長(zhǎng)大？阻止奧氏體晶粒長(zhǎng)大有什么好處？答：Ti、Nb、V能夠細(xì)化晶粒，從而使鋼具有良好的強(qiáng)韌度配合，提高了鋼的綜合力學(xué)性能。7.哪些合金元素能顯著提高鋼的淬透性？提高鋼的淬透性有何作用？元素從大到小排列：Mn、Mo、Cr、Si、Ni等。性能，滿足技術(shù)要求；另一方面，在淬火時(shí)，可開(kāi)裂傾向。8.能明顯提高回火穩(wěn)定性的合金元素有哪些？提高鋼的回火穩(wěn)定性有什么作用？Mo、W、V、Si下，可在更高的溫度下回火，而使韌性更好些。9.第一類回火脆性和第二類回火脆性是在

3、什么條件下產(chǎn)生的？如何減輕和消除？答：第一類回火脆性:脆性特征：不可逆；與回火后冷速無(wú)關(guān)；斷口為晶界脆斷。產(chǎn)生原因：鋼在200-350回火時(shí)，F(xiàn)eC薄膜在P、S、Bi等偏聚晶界，降低了晶界的結(jié)合強(qiáng)度。防止措施：降低鋼中雜質(zhì)元素的含量；用Al脫氧或加入等合金元素細(xì)化奧氏體晶粒；加入Cr、Si調(diào)整溫度范圍；采用等溫淬火代替淬火回火工藝。第二類回火脆性：脆性特征：可逆；回火后滿冷產(chǎn)生，快冷抑制；斷口為晶界脆斷。Sb、S、As或N、P等偏聚于晶界，形成網(wǎng)狀或片狀化合物，降低了晶界強(qiáng)度。高于回火脆性溫度，抑制了雜質(zhì)元素的擴(kuò)散。化AMo、W10.就合金元素對(duì)鐵素體力學(xué)性能、碳化物形成傾向、奧氏體晶粒長(zhǎng)大傾

4、向、淬透性、回火穩(wěn)定性和回火脆性等幾個(gè)方面總結(jié)下列元素的作用：Si、Mn、Cr、Mo、W、V、Ni。答：Si：（Si強(qiáng)（度增加，韌性減?。㏒i是非碳化物形成元素，增大鋼中的碳活度，所以含Si鋼的脫C傾向和石墨化傾向較大；Si量少時(shí)，如果以化合物形式存在，則阻止A鋼的強(qiáng)度和韌性；Si提高了鋼的淬透性，使工件得到均勻而良卻介質(zhì)，以減小工件的變形與開(kāi)裂傾向。Si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；Si能夠防止第一類回火脆性。Mn:Mn強(qiáng)化鐵素體，在低合金普通結(jié)構(gòu)鋼中固溶Mn是奧氏體形成元素，促進(jìn)A晶粒長(zhǎng)大，增大鋼的過(guò)熱敏感性；Mn使A等溫轉(zhuǎn)變曲線右移，提高鋼的淬透性；Mn

5、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；Mn促進(jìn)有害元素在晶界上的偏聚，增大鋼回火脆性的傾向。Cr：（Cr強(qiáng)（度增加，韌性減小）Cr是碳化物形成元素，能細(xì)化晶粒，改善碳化物的均勻性；Cr阻止相變時(shí)碳化物的形核長(zhǎng)大，所以提高鋼的淬透性；Cr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；Cr促進(jìn)雜質(zhì)原子偏聚，增大回火脆性傾向；Mo:（W類似于Mo）度增加，韌性減?。┥铺蓟锏木鶆蛐?，大大提高鋼的回火穩(wěn)定性；A了鋼的強(qiáng)度和韌性；質(zhì)，以減小工件的變形與開(kāi)裂傾向。鋼第二類回火脆性的有效元素。V:（Ti、Nb類似于V）度增加，韌性減?。┦菑?qiáng)碳化物形成元素，形成的VC質(zhì)點(diǎn)穩(wěn)定性

6、定性；阻止AA時(shí)增大了鋼的強(qiáng)度和韌性；提高鋼的淬透性，消除回火脆性。Ni:以含Ni鋼的脫C傾向和石墨化傾向較大；對(duì)A晶粒長(zhǎng)大的影響不大；質(zhì)，以減小工件的變形與開(kāi)裂傾向。的硬度高于碳鋼；促進(jìn)鋼中有害元素的偏聚，增大鋼的回火脆性。總結(jié)：SiMnCrMoWVNiF的力學(xué)性能增加強(qiáng)度，減小增加強(qiáng)同增加同同增加上強(qiáng)上上強(qiáng)度，度、減小韌性韌性K形非弱K中中強(qiáng)中強(qiáng)K非K成傾K形強(qiáng)KK形強(qiáng)K形形成向形成成元形成成元形素成成元元素元素A晶細(xì)素元素促阻元素阻礙阻素大影響粒長(zhǎng)化進(jìn)礙作用礙大不大大傾向淬透增增作用中等增中等作用中等增加增阻礙增增加性加加加加加回火提提提提高提提影響穩(wěn)定高性低溫回火高高高高不大回火脆性推

7、遲低促進(jìn)高促促大大降降促進(jìn)進(jìn)進(jìn)降低低低11.根據(jù)合金元素在鋼中的作用，從淬透性、回性等方面比較下列鋼號(hào)的性能：40Cr、40CrNi、40CrMn、40CrNiMo40CrNi40Cr40CrNi40Cr奧氏體晶粒長(zhǎng)大傾向：40CrMn40Cr40CrNi40CrNiMo韌性：40CrNiMo40CrNi40CrMn40Cr（Ni能夠改善基體的韌度）降低回火脆性）12.為什么等元素對(duì)珠光體轉(zhuǎn)變阻止作用大，而對(duì)貝氏體轉(zhuǎn)變影響不大？C的擴(kuò)散和重新分布，而且還需要W、Mo、V等K形成元素的擴(kuò)A中的擴(kuò)散激活能遠(yuǎn)小于W、等置換原子的擴(kuò)散激活能，所以等K形成元素?cái)U(kuò)散是珠光體轉(zhuǎn)變時(shí)碳化物形核的控制因素。V主

8、要是通過(guò)推遲碳化物形核與長(zhǎng)大來(lái)提高過(guò)冷奧氏體的穩(wěn)定性除了推遲碳化物形核與長(zhǎng)大外，還增大了緩了C的擴(kuò)散。碳能作長(zhǎng)距離擴(kuò)散外，W、Mo、V等置換原子都不能顯著地?cái)U(kuò)散。W、Mo、V增加了C在y相中轉(zhuǎn)變，但作用比Cr、Mn、Ni小。試舉兩例說(shuō)明合金元素復(fù)合作用的機(jī)理。答：因?yàn)楹辖鹪啬軐?duì)某些方面起積極的作用，系，而是相互補(bǔ)充，相互加強(qiáng)。所以通過(guò)合金元能。復(fù)合合金化：由于Nb的化合物穩(wěn)定性好，其完全溶解的溫度可達(dá)1325-1360。所以在軋制或鍛造溫度下仍有未溶的Nb，能有效地阻止高溫加熱時(shí)AV的作用主要是沉淀析出強(qiáng)化。Mn-V有過(guò)熱傾向，而V是減弱了Mn的作用；Mn能降低碳活度，使穩(wěn)定性很好的VCVC

9、也能溶解許多，使鋼獲得較好的淬透性和回火穩(wěn)定性。14.合金元素V在某些情況下能起到降低淬透性的作用，為什么？而對(duì)于40Mn2和42Mn2V，后者的淬透性稍大，為什么？答：釩和碳、氨、氧有極強(qiáng)的親和力，與之形成加淬透性；反之，如以碳化物形式存在時(shí)，降低淬透性。15.怎樣理解“合金鋼與碳鋼的強(qiáng)度性能差異，現(xiàn)出來(lái)”？16.合金元素提高鋼的韌度主要有哪些途徑？答：細(xì)化奧氏體晶粒-如Ti、V、Mo提高鋼的回火穩(wěn)定性-如強(qiáng)K形成元素改善基體韌度-Ni細(xì)化碳化物-適量的Cr、V降低或消除鋼的回火脆性W、Mo金質(zhì)量通過(guò)合金化形成一定量的殘余奧氏體鋼，其油淬臨界淬透直徑Dc分別為，試解釋淬透性成倍增大的現(xiàn)象。元

10、素從大到小排列：Mn、Mo、Cr、Si、Ni等。Cr、Ni、Mo都能提高淬透性，40Cr、40CrNi、40CrNiMo單一加入到復(fù)合加入，淬透性從小到Cr和Ni的適當(dāng)配合可大大提高鋼的淬透性，而Mo提高淬透性的作用非常顯著。18.鋼的強(qiáng)化機(jī)制有哪些？為什么一般鋼的強(qiáng)化工藝都采用淬火-回火？答：四種強(qiáng)化機(jī)制：固溶強(qiáng)化、位錯(cuò)強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化和第二相彌散強(qiáng)化。因?yàn)榇慊?回火工藝充分利用了細(xì)晶強(qiáng)化,固溶強(qiáng)化、位錯(cuò)強(qiáng)化、第二相強(qiáng)化這四種強(qiáng)化機(jī)制。(1)淬火后獲得的馬氏體是碳在-Fe中的過(guò)飽和間隙固溶體,碳原子起到了間隙固溶強(qiáng)化效應(yīng)。(2)馬氏體形成后，奧氏體被分割成許多較小的取向不同的區(qū)域，產(chǎn)生了細(xì)晶強(qiáng)

11、化作用。(3)淬火形成馬氏體時(shí)，馬氏體中的位錯(cuò)密度增高，從而產(chǎn)生位錯(cuò)強(qiáng)化效應(yīng)。(4)淬火后回火時(shí)析出的碳化物造成強(qiáng)烈的第二相強(qiáng)化，同時(shí)也使鋼的韌性得到了改善。綜上所述：無(wú)論是碳鋼還是合金鋼，在淬火-回馬氏體并進(jìn)行相應(yīng)的回火是鋼的最經(jīng)濟(jì)最有效的綜合強(qiáng)化手段。19.試解釋40Cr13已屬于過(guò)共析鋼，而Cr12鋼中已經(jīng)出現(xiàn)共晶組織，屬于萊氏體鋼。答：因?yàn)镃r屬于封閉y相區(qū)的元素，使S點(diǎn)Cr12%時(shí)，共析碳量小于0.4%，所以含0.4%C、13%Cr的40Cr13不銹鋼就屬于過(guò)共析鋼。Cr使E點(diǎn)左移，意味著出現(xiàn)萊氏體的碳含量減小。在Fe-C點(diǎn)是鋼和鐵的分界線，了12%的Cr，盡管含碳量只有2%左右，鋼

12、中卻已經(jīng)出現(xiàn)了萊氏體組織。20.試解釋含Mn稍高的鋼易過(guò)熱；而含Si的鋼于冷變形加工。答：Mn是奧氏體形成元素，降低鋼的A1溫度，促進(jìn)晶粒長(zhǎng)大，增大鋼的過(guò)熱敏感性；Si是鐵素體形成元素，提高了鋼的A1溫度，所以含Si鋼往往要相應(yīng)地提高淬火溫度。率提高，鋼的延展性下降。21.什么叫鋼的內(nèi)吸附現(xiàn)象？其機(jī)理和主要影響因素是什么？聚元素在缺陷處的濃度大于基體中的平均濃度，這種現(xiàn)象稱為內(nèi)吸附現(xiàn)象。在缺陷和晶內(nèi)處的畸變能之差。影響因素：溫度：隨著溫度的下降，內(nèi)吸附強(qiáng)烈；時(shí)間：通過(guò)控制時(shí)間因素來(lái)控制內(nèi)吸附；缺陷類型：缺陷越混亂，畸變能之差越大，吸附也越強(qiáng)烈；有優(yōu)先吸附的問(wèn)題；點(diǎn)陣類型：基體的點(diǎn)陣類型對(duì)間隙原

13、子有影響。22.試述鋼中置換固溶體和間隙固溶體形成的規(guī)律電子因素，無(wú)限固溶必須使這些因素相同或相似.與y-Fe的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)、原子半徑和電子結(jié)構(gòu)相似，即無(wú)限固溶；Cr、V與-Fe的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)、原子半徑和電子結(jié)構(gòu)相似，形成無(wú)限固溶體；Cu和-Fe結(jié)構(gòu)差別大有限固溶；原子半徑對(duì)溶解度影響：R8%，可以形溶解度極小。間隙固溶體形成的規(guī)律：溶劑金屬的晶體結(jié)構(gòu)和間隙元素的原子尺寸；間隙原子在固溶體中總是優(yōu)先占據(jù)有利的位置；間隙原子的溶解度隨溶質(zhì)原子的尺寸的減小而增大；的，C、N原子在y-Fe中的溶解度高于a-Fe。23.在相同成分的粗晶粒和細(xì)晶粒鋼中，偏聚元素的偏聚程度有什么不同？24.試述金屬材料的環(huán)境協(xié)調(diào)

14、性設(shè)計(jì)的思路求，更應(yīng)考慮材料在生命周期內(nèi)與環(huán)境的協(xié)調(diào)LCA方法應(yīng)用到材料設(shè)計(jì)過(guò)程中產(chǎn)生的新概念，它要求在設(shè)計(jì)時(shí)要充分兼顧性能、質(zhì)量、設(shè)計(jì)提出指標(biāo)及建議。元素和對(duì)生態(tài)環(huán)境及人體有害作用的元素。25.什么叫簡(jiǎn)單合金、通用合金？試述其合金化設(shè)計(jì)思想及其意義。答：簡(jiǎn)單合金：組元組成簡(jiǎn)單的合金系。適用環(huán)境協(xié)調(diào)性不好的合金元素。力學(xué)性能，又有好的再生循環(huán)性。改變材料性能，且元素?cái)?shù)最少的合金系。最理想的情況是所有金屬制品用一種合金系來(lái)制造，通過(guò)改變成分配比改變材料性能。能，如耐熱性、耐腐蝕性和高強(qiáng)度等。合金在具體用途中的性能要求則可以通過(guò)不同的熱處理加優(yōu)異、附加值更高的再生材料。26.與碳素鋼相比，一般情況

15、下合金鋼有哪些主要優(yōu)缺點(diǎn)？性傾向也較大。第二章工程結(jié)構(gòu)鋼能要求。答：服役條件：工程結(jié)構(gòu)件長(zhǎng)期受靜載；互相無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)受大氣（海水）的侵蝕；有些構(gòu)般都要經(jīng)過(guò)如剪切、沖孔、熱彎、深沖等成型工藝。良好的耐腐蝕性；2.低碳鋼中淬火時(shí)效和應(yīng)變時(shí)效的機(jī)理是什么？對(duì)構(gòu)件有何危害？答：構(gòu)件用鋼加熱到Ac1以上淬火或塑性變形后，在放置過(guò)程中，強(qiáng)度、硬度上升，塑性、韌淬火時(shí)效和應(yīng)變時(shí)效。產(chǎn)生的原因：C、N等間隙原子偏聚或內(nèi)吸附于危害：在生產(chǎn)中的彎角、卷邊、沖孔、剪裁等過(guò)的危險(xiǎn)性。應(yīng)變時(shí)效還給冷變形工藝造成困難，往往因?yàn)椴眉暨叧霈F(xiàn)裂縫而報(bào)廢。3.為什么普低鋼中基本上都含有不大于2.0%w(Mn)？Mn1%Mn能夠使屈

16、服強(qiáng)度增加Mn能降低A3溫度，使奧氏體在更低的溫度下轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體而有輕微細(xì)化鐵素體晶粒的作用。Mn的含量過(guò)多時(shí)，可大為降低塑韌性，所以Mn控制在2.0%。4.為什么貝氏體型普低鋼多采用0.5%w(Mo)和微量B作為基本合金化元素？度范圍內(nèi)獲得以貝氏體為主的組織。當(dāng)Mo大于0.3%時(shí)，能顯著推遲珠光體的轉(zhuǎn)變，而微量的B的轉(zhuǎn)變，并且對(duì)貝氏體轉(zhuǎn)變推遲較少。因此Mo、B是貝氏體鋼中必不可少的元素。5.什么是微合金化鋼？微合金化元素的主要作用是什么？加入一種或幾種碳氮化物形成元素的鋼中。單元或復(fù)合是常用的，其作用過(guò)阻止加熱時(shí)奧氏體晶粒長(zhǎng)大和抑制奧氏體形變?cè)俳Y(jié)晶這兩方面作用可使軋制后鐵素體晶粒細(xì)化，從而具

17、有較好的強(qiáng)韌度配合。織和性能特點(diǎn)是什么？為什么能在汽車工業(yè)上得到大量應(yīng)用，發(fā)展很快？答：主要成分：0.2%C，1.21.5%Si，0.81.5%MnV組織：F+M組織，F(xiàn)基體上分布不連續(xù)島狀混合型F中非常干凈，C、N等間隙原子很少；C和Me大部分在M中.性能特點(diǎn)：低s，且是連續(xù)屈服，無(wú)屈服平臺(tái)冷加工性能好；加工硬化率n值大，成型后s可達(dá)500700MPa。鋼的強(qiáng)度。7.在低合金高強(qiáng)度工程結(jié)構(gòu)鋼中大多采用微合金元素（Nb、V、Ti么？單元或復(fù)合是常用的，其作用主阻止加熱時(shí)奧氏體晶粒長(zhǎng)大和抑制奧氏體形變?cè)俳Y(jié)晶這兩方面作用可使軋制后鐵素體晶粒細(xì)化，從而具有較好的強(qiáng)韌度配合。第三章為什么說(shuō)淬透性是評(píng)定

18、鋼結(jié)構(gòu)性能的重要指標(biāo)？直接影響淬火后產(chǎn)品質(zhì)量調(diào)質(zhì)鋼中常用哪些合金元素？這些合金元素各起什么作用？：淬透性，但過(guò)熱傾向，回脆傾向；Cr：淬透性，回穩(wěn)性，但回脆傾向；Ni:基體韌度，復(fù)合淬透性，回脆；：淬透性,回穩(wěn)性，細(xì)晶,回脆傾向；V：有效細(xì)晶，淬透性，過(guò)熱敏感性。機(jī)械制造結(jié)構(gòu)鋼和工程結(jié)構(gòu)鋼對(duì)使用性能和工藝性能上的要求有什么不同？工程結(jié)構(gòu)鋼：、良好的焊接性和成型工藝性；、良好的耐腐蝕性；、低的成本機(jī)械制造結(jié)構(gòu)鋼：具有良好的力學(xué)性能不同零件，對(duì)鋼強(qiáng)、塑、韌、疲勞、耐磨性等有不同要求具有良好冷熱加工工藝性熱處理、車、銑、刨、磨等低碳馬氏體鋼在力學(xué)性能和工藝性上有哪些優(yōu)點(diǎn)？在應(yīng)用上應(yīng)注意些什么問(wèn)題？力

19、學(xué)性能：抗拉強(qiáng)度，；屈服強(qiáng)度,；伸長(zhǎng)率，；沖擊韌度AK6J。這些性能指甚至優(yōu)于調(diào)質(zhì)鋼。工藝性能：鍛造溫度淬火加自回火局限性：工作溫度;強(qiáng)化后難以進(jìn)行冷加工焊接等工序;只能用于中小件;淬火時(shí)變形大,要求嚴(yán)格的零件慎用.某工廠原來(lái)使用生產(chǎn)直徑為高強(qiáng)度調(diào)質(zhì)鋼筋，要求（熱處理（工藝是（）油淬，）回火。因該鋼缺貨，庫(kù)存有鋼。請(qǐng)考慮是否可以代用。熱處理工藝如何調(diào)整？能代替，油淬或水淬，回火試述彈簧的服役條件和對(duì)彈簧鋼的主要性能要求。為什么低合金彈簧鋼中碳含量一般在（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）之間？服役條件：儲(chǔ)荷作用下服役；性能要求：高的彈性極限及彈性減退抗力好，下，還要求彈簧具有導(dǎo)電、無(wú)磁、耐高溫和耐蝕等性能，良好的表面

20、質(zhì)量和冶金質(zhì)量總的來(lái)說(shuō)是為了保證彈簧不但具有高的彈性彈簧為什么要求較高的冶金質(zhì)量和表面質(zhì)量？彈簧的什么？要嚴(yán)格控制彈簧鋼材料的內(nèi)部缺陷，要方和疲勞裂紋源，顯著地降低彈簧的疲勞強(qiáng)度不一定高。強(qiáng)度極限是在外力作用下進(jìn)一步發(fā)生形變.是保持構(gòu)件機(jī)械強(qiáng)度下能承受的最大應(yīng)力，包括拉伸、壓縮和剪切強(qiáng)度，不一定指彈性極限有些普通彈簧冷卷成型后為什么進(jìn)行去應(yīng)力退火？車輛用板簧淬火后，為什么要用中溫回火？去應(yīng)力退火的目的是：消除金屬絲冷拔加工和彈簧冷卷成形的內(nèi)應(yīng)力；簧尺寸；（提高金屬絲的抗拉強(qiáng)度和彈性極限；回火目（的：）減少或消除淬火內(nèi)應(yīng)力，防止工件變形或開(kāi)裂。（）獲得工藝要求的力學(xué)性能。（）穩(wěn)定工件尺寸回火工藝

21、選擇的依據(jù)是彈性參數(shù)和韌性參數(shù)的平衡和配合大型彈簧為什么要先成形后強(qiáng)化，小型彈簧先強(qiáng)化后成形?為了方便成型，大彈簧強(qiáng)化后就很難改變形狀了，所以要先成型再?gòu)?qiáng)化。反之小彈簧就可以先強(qiáng)化再成型直徑為的鋼棒料，經(jīng)正火后難切削為什么？硬度提高很多，而變得難以切削。鋼的切削加工型與材料的組織和硬度之間有什么關(guān)系？為獲得良好的切削性，中碳鋼金相組織？硬度高切削性能差。中碳鋼：淬火加高溫回火，回火后得回火索氏體少量碳化物和殘余奧氏體用低淬鋼做中、小模數(shù)的中、高頻感應(yīng)加熱淬火齒輪有什么特點(diǎn)？象；在表面形成殘余壓應(yīng)力，提高疲勞強(qiáng)度。小“仿形硬化”（關(guān)鍵）滾動(dòng)軸承鋼常含哪些元素、為什么含Cr量限制在一定范圍？高碳、

22、鉻、硅、錳等合金元素它可以提高淬透性、回火穩(wěn)定性、硬度、耐磨）性織有那些要求，為什么？要求：純凈和組織均勻，不允許缺陷存在原因：軸承鋼的接觸疲勞壽命隨鋼中的氧化物級(jí)別增加而降低；非金屬夾雜物可破壞值；碳化物的尺寸和分布對(duì)軸承的接觸疲勞壽鋼的沖擊韌度滾動(dòng)軸承鋼原始組織中碳化物的不均勻性有哪幾種情況？應(yīng)如何改善或消除？液析碳化物、帶狀碳化物和網(wǎng)狀碳化物消除措施：液析碳化物：采用高溫?cái)U(kuò)散退火，一般在進(jìn)行擴(kuò)散退火帶狀碳化物：需要長(zhǎng)時(shí)間退火后冷速或正火在使用狀態(tài)下，的最佳組織是什么？在工藝上應(yīng)如何保證？58級(jí)；中含；隱晶基體上分布細(xì)小均勻的粒狀K，一般可有少量AR熱處理工藝：球化退火為最終淬火作組織準(zhǔn)般

23、采用保護(hù)氣氛加熱或真空加熱；保溫或更長(zhǎng)回火，硬度；如要求消除AR淬火后立即冷處理,而后立即低溫回火。終熱處理工藝分類機(jī)床主軸有哪幾種？每種主軸可選用那些鋼號(hào)？其冷熱加工工藝路線是怎樣的？服役條件：傳遞扭矩，交變性，有時(shí)會(huì)承受彎曲、拉壓負(fù)荷；都有軸承支承，軸頸處受磨損，需要較高的硬度，耐磨性好；大多數(shù)承受一定的沖擊和過(guò)載性能要求：足夠的強(qiáng)度；一定的韌度和耐磨性分類：輕載主軸：采用鋼，整體經(jīng)正火或調(diào)質(zhì)處理，軸頸處高頻感應(yīng)加熱淬火；用等鋼進(jìn)行滲碳淬火重載主軸：可用鋼制造，滲碳淬火氮化鋼制造，經(jīng)調(diào)質(zhì)后氮化處理，可滿足要求冷熱加工工藝路線：毛坯預(yù)先熱處理機(jī)械粗加工最終熱處理（淬火回火或滲碳淬火等精加工。

24、分析齒輪的服役條件、性能要求。在機(jī)床、汽車拖拉機(jī)及重型機(jī)械上，常分別采用哪些材料做齒輪？應(yīng)用那些熱處理工藝？服役條件：機(jī)床齒輪：載荷不大，工作平穩(wěn)，一般無(wú)大的沖擊力，轉(zhuǎn)速也不高航空發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪和一些重型機(jī)械上的齒輪承受高速和重載抗力、足夠的塑性和韌度、耐磨性好機(jī)床齒輪：、等鋼，熱處理工藝為正火或調(diào)質(zhì)，高頻感應(yīng)加熱淬火、多采用高淬透性滲碳鋼，如、等鋼。高錳耐磨鋼有什么特點(diǎn)，如何獲得這些特點(diǎn)，在什么情況下適合使用這類鋼？特點(diǎn)：高碳、高錳。鑄件使用。特點(diǎn)獲得手段：材質(zhì)方面：控制碳含量、錳含量、加入適量合金元素?zé)崽幚矸矫妫核g處理加熱T應(yīng)，一般為，在一定保溫時(shí)間下，K全部溶入A中緩慢加熱、避免產(chǎn)生裂紋鑄

25、件出爐至入水時(shí)間應(yīng)盡量縮短，以避免碳化物析出。冷速要快，常采用水冷。水冷前水溫不宜超過(guò)，水冷后水溫應(yīng)小于水韌處理后不宜再進(jìn)行的回火處理，也不宜在以上溫度環(huán)境中使用。應(yīng)用：廣泛應(yīng)用于承受大沖擊載荷、強(qiáng)烈磨損的工況下工作的零件，如各式碎石機(jī)的襯為什么型高錳耐磨鋼咋淬火時(shí)能得到全部奧氏體組織，而緩冷卻得到了大量的馬氏體？由于高錳鋼的鑄態(tài)組織為奧氏體，碳化物及少量的相變產(chǎn)物珠光體所組成。沿奧氏體晶界析出的碳化物降低鋼的韌性，為消除碳化物，將鋼加熱至奧氏體區(qū)溫度（，間（每壁厚保溫中進(jìn)行淬火，從而得到單一的奧氏體組織元素的存在降低了點(diǎn)，在冷卻過(guò)程中元素會(huì)析出以使火時(shí)冷卻速度較快點(diǎn)可以析出，點(diǎn)上升，得到的就

26、是大量馬氏體組織。一般說(shuō)硫（）元素在鋼中的有害作用是引一定量的元素？損，降低加工表面粗糙度，提高刀具壽命。通常鋼的被切削性隨鋼中硫含量的增多而增高。鋼滲碳后是否適合直接淬火，為什么？不能，原因：不是本質(zhì)細(xì)晶粒鋼，元（在一定范圍內(nèi)，對(duì)本質(zhì)晶粒鋼是在以下）易長(zhǎng)大，雖然可以細(xì)化珠光體，但是卻可以增大奧氏體長(zhǎng)大的傾向，對(duì)，含錳較高，晶粒鋼，不能直接淬火。在飛機(jī)制造廠中，常用鋼制造發(fā)動(dòng)機(jī)變速箱齒輪。為減少淬火后殘余應(yīng)力保證獲得必需的沖擊吸收能量，采用如下工藝：將滲碳后的齒輪加熱到左右，保溫后淬入的第一熱浴中，保溫的第二熱浴中，保持，去出空冷到室溫。問(wèn)此時(shí)鋼表、里的組織是什么？（已知該鋼的是，表面滲碳后的

27、約是）表層：回火馬氏體加少量殘余奧氏體心部：回火索氏體某精密鏜床主軸用型齒輪銑床主軸選擇了制造，某普通車床材料為鋼。試分析說(shuō)明它們各自采用什么樣的熱處理工藝及最終的組織和性能熱處理工藝：氮化鋼制造某精密鏜床主軸，經(jīng)調(diào)鋼制造某重型齒輪銑床主軸，滲碳淬火。鋼制造某普通車床材料，進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，軸頸處高頻感應(yīng)加熱淬火最終組織和性能特點(diǎn)：氮化鋼耐熱性及腐蝕性，淬透性不高表面一般是殘余奧氏體+馬氏體+碳低碳馬氏體+上貝氏體+鐵素體的混合組織；具有較高的強(qiáng)度和韌性，特別是具有較高的低溫沖擊韌性良好的加工性，加工變形微小，抗疲勞性能相當(dāng)好鋼表面馬氏體，心部回火索氏體；鋼一定的韌性、塑性和耐磨性點(diǎn)軋制（鍛制）和

28、控制冷卻等強(qiáng)韌化方法，取消了調(diào)質(zhì)處理達(dá)到或接近調(diào)質(zhì)鋼力學(xué)性能的一類優(yōu)質(zhì)或特殊質(zhì)量結(jié)構(gòu)鋼微合金化元素：Ti、V、等元素，V是主要的。多元適量，復(fù)合加入原則組織：主要是彌散析出K素體(IGF)組織,細(xì)化了晶粒,熱鍛后的晶粒度可達(dá),抗拉強(qiáng)度、沖擊韌度都很高材料選用的基本原則有哪些？滿足工藝性能要求要經(jīng)濟(jì)適用其他因素：考慮外形和尺寸特論述選擇材料的基本思路和方法。分析材料的工作條件、尺寸形狀和應(yīng)力狀態(tài)，科學(xué)合理的確定零件的技術(shù)要求；通過(guò)分析出實(shí)際工作時(shí)零件的主要和次要失效抗力指標(biāo)作為選材的基本依據(jù)；根據(jù)所要求的主要力學(xué)性能，選擇材料綜合考慮鋼種是否滿足次要失效抗力指標(biāo)的可能性和可能采用的工藝措施審查所

29、選鋼種是否滿足所有工藝性基本要求和生產(chǎn)成本盡量選擇簡(jiǎn)化加工工藝的材料、要考慮零件的綜合成本、保證淬透性鋼的合理選擇第六章耐熱鋼在耐熱鋼的常用合金元素中，哪些是抗氧化元素？哪些是強(qiáng)化元素？哪些是奧氏體形成元素？說(shuō)明其作用機(jī)理。答：Cr：提高鋼抗氧化性的主要元素，Cr能形成附著性很強(qiáng)的致密而穩(wěn)定的氧化物，提高鋼的抗氧化性。Al熱鋼在其表面上能形成一層保護(hù)性良好的膜，它的抗氧化性能優(yōu)于膜。：是提高抗氧化性的輔助元素，效果比Al一層保護(hù)性好、致密的膜。鋼中含硅量達(dá)、：是提高低合金耐熱鋼熱強(qiáng)性能的重要元素，溶入基體起固溶強(qiáng)化作用，能提高鋼的再結(jié)晶溫度，也能析出穩(wěn)定相，從而提高熱強(qiáng)性。的作用于相似。Ti、

30、V：是強(qiáng)碳化物形成元素，能形成穩(wěn)、Cr素進(jìn)入固溶體，提高高溫強(qiáng)度。：是奧氏為什么鍋爐管子用珠光體熱強(qiáng)鋼的含C有一鍋爐管子經(jīng)運(yùn)行兩年后，發(fā)現(xiàn)有“起瘤”現(xiàn)象，試分析原因，并提出改進(jìn)設(shè)想。證有足夠強(qiáng)度的前提下，盡可能降低碳量。提高鋼熱強(qiáng)性的途徑有哪些？答：合加入，可顯著提高熱強(qiáng)性。強(qiáng)化晶界:凈化晶界:界上空位較多，原子易快速擴(kuò)散。B易偏聚于晶界，減少晶界空位。彌散相強(qiáng)化：金屬基體上分布著細(xì)小、穩(wěn)定、彌散分布的第二相質(zhì)點(diǎn)，能有效地阻止位錯(cuò)運(yùn)難熔質(zhì)點(diǎn)和時(shí)效析出兩種。強(qiáng)鋼的蠕變強(qiáng)度。為什么基熱強(qiáng)鋼比基熱強(qiáng)鋼的熱強(qiáng)性要高？合力。對(duì)基合金來(lái)說(shuō)，面心立方晶體的原子的蠕變抗力高。因?yàn)閵W氏體晶體的原子排列比較致密，

31、合金元素在晶體中不容易擴(kuò)散，并且晶界上原子有序度比較好，晶界強(qiáng)度較高。什么叫抗氧化鋼？常用在什么地方？具有一定強(qiáng)度的鋼。常用于工業(yè)爐子中的構(gòu)件、爐底板、料架、爐罐等。為什么低合金熱強(qiáng)鋼都用Cr、V合金化？答:因?yàn)镃r是提高鋼抗氧化性的主要元素，Cr能形成附著性很強(qiáng)的致密而穩(wěn)定的氧化物，提高鋼的抗氧化性。Cr也能固溶強(qiáng)化，提高鋼的持久強(qiáng)度和蠕變極限。是提高低合金耐熱鋼熱強(qiáng)性能的重要元素，溶入基體起V是強(qiáng)碳化物形成、Cr等元素時(shí)，能促進(jìn)這些元素進(jìn)入固溶體，提高高溫強(qiáng)度。第八章鑄鐵、什么區(qū)別？（硅在1%以下白而脆的，白口鑄鐵硬度高、脆性大、很難加工。因此，在工業(yè)應(yīng)用方面很少直接使用，只用于少數(shù)要求耐

32、磨而不受沖擊的制件，如拔絲坯料（）灰口鑄鐵；含碳量大于，鑄鐵中的碳色。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(jiǎn)單，成本低、廣泛用于制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜鑄件和耐磨件。（）鋼的成分要復(fù)雜的多，而且性能也是各不相同鋼是含碳量在之間的鐵證其韌性和塑性，含碳量一般不超過(guò)。鋼P(yáng)0.045%，S0.050%P、均0.035%高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼（P0.035%，S0.030%）按照化學(xué)成分又分碳素鋼：.低碳鋼（C0.25%）.中碳鋼（C0.250.60%）.高碳鋼（C0.60%）。合金鋼：低合金鋼（合金元素總含量5%）.中合金鋼（合金元素總含量）.高合金鋼（合金元素總含量）。、C、P、元素對(duì)鑄鐵石

33、墨化有什么影響？為什么三低（C、低）一高（高）的鑄鐵易出現(xiàn)白口？（）合金元素可以分為促進(jìn)石墨化元素和阻礙石墨化元素，順序?yàn)椋篈l、C、Ti、P、Zr、Cr、V、B等。其中，為強(qiáng)。C和是鑄鐵中主要的強(qiáng)烈促進(jìn)石墨化元素，為綜合考慮它們的影響，引入碳當(dāng)量CE=C%+，一般CE4%，接近共晶點(diǎn)。性能，控制其含量。（）鑄鐵的含碳量高，脆性大，焊接性很差，在焊接過(guò)程中易產(chǎn)生白口組織和裂紋。脆，切削加工性能很差。采用含碳、硅量高的鑄、鑄鐵壁厚對(duì)石墨化有什么影響？冷速越快，不利于鑄鐵的石墨化，這主要取決于澆注溫度、快，第二階段石墨化難以充分進(jìn)行。、石墨形態(tài)是鑄鐵性能特點(diǎn)的主要矛盾因素，試分別比較說(shuō)明石墨形態(tài)對(duì)

34、灰鑄鐵和球墨鑄鐵，數(shù)量越多對(duì)基體的削弱作用和應(yīng)力集中程度越大。石墨形狀影響鑄鐵性能：片狀、團(tuán)絮狀、球狀。性能。的強(qiáng)度、塑性和韌性。、球墨鑄鐵的性能特點(diǎn)及用途是什么？球墨鑄鐵。將灰口鑄鐵鐵水經(jīng)球化處理后獲得，汽車零部件及農(nóng)機(jī)具等.。珠光體型球墨鑄鐵輪；機(jī)床主軸、蝸輪、蝸桿；軋鋼機(jī)的軋輥；水壓機(jī)的工作缸、缸套、活塞等。鐵素體型球墨鑄鐵車后橋殼等。、和剛相比，球墨鑄鐵的熱處理原理有什么異同？加回火、等溫淬火等。、各是什么鑄鐵？數(shù)字代表什么意義？各具有什么樣的基體和石墨形態(tài)？說(shuō)明他們的力學(xué)性能特點(diǎn)及用途。（）灰鑄鐵常用型號(hào)為球墨鑄鐵常用型號(hào)為黑心可鍛鑄鐵常用牌號(hào)為其中適用于氣密性零件適用于水暖件，適用

35、于閥門(mén)、汽車底盤(pán)。（）牌號(hào)中代號(hào)后面只有一組數(shù)字時(shí)，表示抗度越小。）灰口鑄鐵：灰鑄鐵是指石墨呈片其產(chǎn)量約占鑄鐵總產(chǎn)量的以上。牌號(hào)：常用的牌號(hào)為、組織灰鑄鐵的組織是由液態(tài)鐵水緩慢冷卻時(shí)通過(guò)石鐵。熱處理鐵的強(qiáng)化效果不大，其基體強(qiáng)度利用率只有。灰鑄鐵常用的熱處理有：消除內(nèi)應(yīng)力退火、消除白口組織退火和表面淬火。用途灰鑄鐵主要用于制造承受壓力和振動(dòng)的零部件，如機(jī)床床身、各種箱體、殼體、泵體、缸體等。相比，它的碳當(dāng)量較高，一般為過(guò)共晶成分，這有利于石墨球化。牌號(hào)：、組織球墨鑄鐵是由基體+球狀石墨組成，鑄態(tài)下的基體組織有鐵素體、鐵素體加珠光體和珠光體入到鐵水中能使石墨結(jié)晶成球形的物質(zhì)稱為球化劑，常用的球化劑

36、為鎂、稀土和稀土鎂。鎂是育處理，常用的孕育劑為硅鐵和硅鈣合金。性能產(chǎn)生的應(yīng)力集中更小，基體強(qiáng)度利用率可達(dá)。接近于碳鋼，塑性和韌性比灰鑄鐵和可鍛鑄鐵都高。熱處理退火、正火、淬火加回火、等溫淬火等。用途球墨鑄鐵在汽車、機(jī)車、機(jī)床、礦山機(jī)械、動(dòng)力機(jī)械、工程機(jī)械、冶金機(jī)械、機(jī)械工具、管道等雜，強(qiáng)度、韌性和耐磨性要求高的零件。牌號(hào)：KTHKTBKTZ分別表示黑心、白心、珠光體可鍛鑄鐵代號(hào)組織可鍛鑄鐵的組織與第二階段石墨化退火的程度氏體+體+團(tuán)絮狀石墨組織，由于表層脫碳而使心部的+團(tuán)絮狀石墨的組織，稱為珠光體可鍛鑄鐵。性能由于可鍛鑄鐵中的團(tuán)絮狀石墨對(duì)基體的割裂程度及引起的應(yīng)力集中比灰鑄鐵要小，因而其強(qiáng)度、

37、塑性和韌性均比灰鑄鐵高，接近于鑄鋼，但。用途可鍛鑄鐵常用于制造形狀復(fù)雜且承受振動(dòng)載荷的薄壁小型件，如汽車、拖拉機(jī)的前后輪殼、管造性能差，用灰鑄鐵則韌性等性能達(dá)不到要求。、如何理解鑄鐵在一般的熱處理過(guò)程中，石墨分布。鑄鐵的熱處理目的在于兩方面：一是改變基體組織，改善鑄鐵性能，二是消除鑄件應(yīng)力。值處理后仍為片狀或球狀，同時(shí)它的尺寸不會(huì)變化，分布狀況不會(huì)變化。鑄鐵件熱處理只能改變基體組織，不能改變的變化所致。普通灰口鑄鐵包括孕育鑄鐵石墨片對(duì)機(jī)械性能強(qiáng)度、延性影響很大，灰口鑄鐵性較鋼高，因此鑄鐵熱處理中冷卻速度尤其淬火要嚴(yán)格控制。、某廠生產(chǎn)球墨鑄鐵曲拐。經(jīng)澆注后，表面常到珠光體基體組織，應(yīng)采用什么樣的

38、熱處理工藝？鑄件冷卻時(shí)，表層及薄截面處，往往產(chǎn)生白口。白口組織硬而脆、加工性能差、易剝落。因退火工藝為：加熱到保溫，隨后爐冷到再出爐空冷。在高溫保溫期間，游高滲碳體和共晶滲碳體分解為石墨和A導(dǎo)致硬度下降，從而提高了切削加工性。、解釋機(jī)床底座常用灰鑄鐵制造的原因。工藝問(wèn)題,這些零件形狀復(fù)雜,除鑄造用其他方法難以得到毛坯,而灰口鑄鐵具有十分優(yōu)秀的鑄造性能.而鋼的鑄造性很差.其一,價(jià)格便宜,這些產(chǎn)品的重量很重.其二,減震,灰鑄鐵中含碳有這個(gè)特性.其三,減磨.灰鑄鐵中石墨有儲(chǔ)油的用，從而灰鑄鐵比結(jié)構(gòu)鋼耐。其四,對(duì)缺口敏感性很低,灰鑄鐵本身的顯微結(jié)構(gòu)石墨是呈現(xiàn)細(xì)片狀結(jié)構(gòu)，千瘡百孔的,再加幾個(gè)缺口不要緊.

39、鋼要是有缺口,十分容易在缺口處疲勞破壞。、影響鑄態(tài)組織的主要因素是什么？卻速度是主要因素。第九章鋁合金、試述鋁合金的合金化原則。為什么以硅、銅、鎂、錳、鋅等元素為主加元素，而以鈦、硼、稀土等作為輔加元素。等更優(yōu)良的性能，如密度小，僅為，約為鋼或銅的；優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性；良好的耐性能不高，不適合作為承受較大載何的結(jié)構(gòu)零材料相媲美。鎂、錳、鋅元素等。這些合金元素在固態(tài)鋁中的溶解度一般都是有限的。、鋁合金熱處理強(qiáng)化和鋼淬火強(qiáng)化的主要區(qū)別是什么？鋁合金的熱處理強(qiáng)化不發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。溫加熱保溫時(shí)，第二相從過(guò)飽和固溶體中析出，引起溫度、硬度以及物理和化學(xué)性能的顯著變際上包括了固溶處理與時(shí)效處理兩部分。

40、、以合金為例，簡(jiǎn)要說(shuō)明鋁合金時(shí)效的基本過(guò)程。形成溶質(zhì)原子偏聚區(qū)GP（）區(qū)。在新淬分布是任意的、無(wú)序的。時(shí)效初期，即時(shí)效溫度面上聚集，形成溶質(zhì)原子偏聚區(qū)，稱GP（）區(qū)。GP（）區(qū)與基體保持共格關(guān)系，這些聚合體構(gòu)成了提高抗變形的共格應(yīng)變區(qū)，故使GP區(qū)有序化形成GP（）區(qū)。隨著時(shí)效溫度升高或時(shí)效時(shí)間延GP（）區(qū)。它與基體較GP（）區(qū)大。它可視為中間過(guò)渡相，常用”表示。它比GP（）區(qū)周圍的畸變更大，對(duì)更大，”相析出階段為合金達(dá)到最大強(qiáng)化的階段。形成過(guò)渡相。隨著時(shí)效過(guò)程的進(jìn)一步發(fā)展，銅原子在GP（）區(qū)繼續(xù)偏聚，當(dāng)銅原子與鋁原子比為：時(shí)，形成過(guò)渡相。由于的點(diǎn)陣常數(shù)發(fā)生較大的變化，故當(dāng)其形成時(shí)與合金時(shí)效強(qiáng)化

41、的重要因素。形成穩(wěn)定的相。明顯界面的獨(dú)立的穩(wěn)定相相此時(shí)相與基體的共格關(guān)系完全破壞，并有自己獨(dú)立高或時(shí)間的延長(zhǎng)，相的質(zhì)點(diǎn)聚集長(zhǎng)大，合金的強(qiáng)度、硬度進(jìn)一步下降，合金就軟化并稱為“過(guò)時(shí)效”。相聚集長(zhǎng)大而變得粗大。、鋁合金的成分設(shè)計(jì)要滿足哪些條件才能有時(shí)效強(qiáng)化？金的元素能否溶解于固溶體以及固溶度隨溫度變化的程度。如硅、錳在鋁中的固溶度比較小，結(jié)構(gòu)與基體差異不大，強(qiáng)化效果甚微。因此，二元鋁硅、鋁錳、鋁鎂、鋁鋅通常都不采金，及三元合金或多元合金，如鋁鎂硅、鋁解度和固態(tài)相變，則可通過(guò)熱處理進(jìn)行強(qiáng)化。成局部不均勻析出而降低時(shí)效強(qiáng)化效果。、硬鋁合金有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？說(shuō)明（LY12）的熱處理特點(diǎn)。硬鋁屬于化作用，經(jīng)時(shí)

42、效處理后具有很高的硬度、強(qiáng)度，故硬鋁合金的熱處理特性是強(qiáng)化相的充分固溶溫度與（+）三元共晶的熔點(diǎn).因此，固溶度的過(guò)飽和固溶體，合金最理想的淬火溫度為，但實(shí)際生產(chǎn)條件很難做到，所以合金常用的淬火溫度為。、試述鑄造鋁合金的類型、特點(diǎn)和用途。鑄造鋁合金一般分為以下個(gè)系列:合金該系合金又稱為硅鋁明,一般的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。合金具有優(yōu)良的鑄造性能,如流動(dòng)性好、氣密性好、收縮率小和熱裂傾向小,經(jīng)過(guò)變質(zhì)和熱處理之后,具有良好的力學(xué)性能、物理性能、耐腐蝕性能和中等的機(jī)加工性能,是鑄造鋁合金中品種最多,用途最廣的一類合金。合金該系合金中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為,加人其他元素使室溫和高溫力學(xué)性能大幅度提高,如(T6)合金的標(biāo)準(zhǔn)性能b為是目前世界上強(qiáng)度最高的鑄造鋁合金之一,、和合金具有很高的耐熱性能。中添加了混合稀土,提