金属材料试题.docx

一、 填空题1、 凡是能扩大区的元素均使Fe-C相图中S、E点向（左下）移动，例（Ni、Co、Mn）等元素；凡封闭区的元素使S、E点向（左上）方向移动，例（Cr、W、Mo）等元素。2、 钢的强化机制主要有（固溶强化）（晶界强化）（第二相强化）（位错强化）。其中（晶界强化）对钢的贡献是既提高强度又改善塑韧性。3、 铝合金的热处理指的是（固溶加时效）。4、 零件选材的一般原则是（使用性）（工艺性）（经济性）。5、 从腐蚀机理知道防止钢铁材料腐蚀的着眼点应放在：（减少微电池数量）（提高基体电极电势）（利用钝化效应）。6、 马氏体不锈钢可分为三类：（Cr13型）（高碳高铬型）（低碳17%Cr2%Ni钢）。7、 铸铁中的碳主要是以（石墨）形式存在，根据碳存在的形式可将铸铁分为：（白口铸铁）（灰口铸铁）（麻口铸铁）。铸铁的组织特点是在（金属）基体上分布着（石墨）。二、 判断题1、 40CrNiMo、40CrMnMo、25Cr2Ni4WA属于高淬透性调质钢。（对）2、 不锈钢是在所有介质中都不发生腐蚀的钢。（错）3、 Nb、V、Ti等合金元素在钢中主要起细化晶粒、析出强化的作用。（对）4、 铸铁的石墨化过程主要与其化学成分有关，而与冷却速度无关。（错）5、 钢中不易形成碳化物的元素包括Fe、Mn、Cr、V、Nb、Zr、Ti等。（错）6、 有色金属及其合金是以马氏体型转变强化为主。（错）7、 青铜主要是指铜锡合金，黄铜主要指铜锌合金。（对）8、 固态铝热处理时其晶体结构存在同素异构转变。（错）9、 奥氏体的形成速度取决于奥氏体晶核的形成和长大，两者都与碳的扩散无关。（错）10、 加入合金元素W、Mo、可以抑制第二类回火脆性。（对）三、 选择题1、 适合制造渗碳零件的钢有（A）。A、16Mn，1Cr13，12Cr2Ni4A B、45,65Mn，T12 C、15,20CrMnTi2、 目前应用最广泛的耐酸钢为：（C）。A、马氏体型不锈钢 B、铁素体型不锈钢 C、奥氏体型不锈钢3、 在460480工作的汽轮机叶片可选用下列哪种材料：（A）。A、1Cr13 B、20CrMnTi C、40CrNi D、65Mn4、 下列属于钢的低倍缺陷的是：（D）。A、带状组织 B、液析 C、非金属夹杂物 D、白点5、 具有共晶反应的二元合金中，接近共晶成分的合金（A）。A、铸造性好 B、锻造性能好 C、热处理性能好 D、焊接性好6、 为了促进铸铁石墨化，可采用下述方法（B）。A、提高C，Si含量和冷速 B、增加C，Si含量，降低冷速C、降低C，Si含量，提高冷速 D、降低C，Si含量，降低冷速7、 可锻铸铁可以理解为（C）。A、锻造成形的铸铁 B、可以锻造的铸铁C、具有一定的塑形和刚性的铸铁 D、上述说法都不正确四、分析解答题1、什么是高速钢？合金元素在高速钢1841中主要起哪些作用？说明高速钢1841在生产实际中其铸态组织特征，如何改善高速钢铸态组织中碳化物分布不均匀现象？答：（1）高速钢是一种高碳且含有大量W、Mo、Cr、V及Co等合金元素的工具钢。经热处理后，在600以下仍然保持高的硬度，可达HRC60以上，故可在较高温度条件下保持高速切削能力和高耐磨性。同时具有足够高的强度，并兼有适当的塑形和韧性，很高的淬透性，中小型工具甚至在空气中冷却也能淬透，固有风钢之称。（2）碳的作用：碳对高速钢的性能影响很大。高速钢中的含碳量是较高的，主要目的是为了与大量的碳化物形成元素形成足够数量的各类碳化物。随着钢中含碳量的增加，淬火回火后硬度和红硬性都相应的提高。钨和钼的作用：钨是高速钢获得红硬性的主要元素。由于W和C的结合力较强，提高了马氏体抗回火稳定性，在560回火时析出W2C，产生弥散强化，并且提高钢的耐磨性。钼在高速钢中的作用和钨相似。钼代钨，使钢中合金元素总量降低，价格便宜。由于碳化钼不如碳化钨稳定，所以含钼高速钢的脱碳倾向较大，过热敏感性较大。钒的作用：钒在高速钢中能显著提高钢的红热性，提高硬度和耐磨性，同时还能有效的细化晶粒，降低钢的过热敏感性。铬的作用：保证钢的淬透性。目前，绝大部分高速钢中都含有4%左右的Cr。铬也增加高速钢耐蚀性和增大抗氧化能力，减少粘刀现象，改善刃具切削能力。钴的作用：高速钢中加入钴可显著提高钢的红热性。另外钴对高速钢性能也有不利影响，如降低钢的韧性、增大钢的脱碳倾向。（3）高速钢的铸态组织常常由鱼骨状莱氏体（Ld）、黑色组织（共析体等）和白亮组织（Md+AR）组成。（4）1）在液体金属中加入合金元素Zr、Nb、Ti及Ce等变质剂，增加结晶核心，细化共晶碳化物；2）钢液结晶过程中，加超声震荡或电磁搅拌，采用连续铸造法；3）采用反复铸造方法。2、什么是铝合金的热处理？与碳钢有什么本质差别？解释铝铜二元合金的在时效进行过程中发生了哪些组织和性能变化（结合图例解释）？答:固溶加时效；本质区别：不存在同素异构转变。见图：通常可将铝合金的上述时效沉淀序列表示为：过饱和固溶体过饱和原子富聚区过渡沉淀相（亚稳平衡相）平衡沉淀相。峰时效对应于合金获得增强效果最大的阶段，合金的强度或硬度最高，时效组织中的强化相多为亚稳平衡相；在欠时效阶段合金的强度不发生变化或变化很小，为沉淀相过饱和溶质原子偏聚或亚稳相孕育析出时期；过时效阶段合金则发生了明显软化现象，这是由于亚稳相转变为平衡相，与基体脱离共格关系，引起应力场显著下降的结果。3、GCr15钢是应用最广的轴承钢，试说明该钢种的热处理工艺、目的，以及热处理后的组织与性能特点有哪些？答：经过球化退火处理和淬火加低温回火处理。球化退火的目的是降低硬度，改善切削加工性，同时获得均匀分布的细粒状珠光体，为最终处理做好组织上的准备。GCr15钢淬火温度控制在（84010）范围内，淬火组织为隐晶马氏体。淬火后应立即回火，以消除淬火应力、提高韧性、稳定组织和尺寸。回火温度为150160，回火时间为23h。为了消除零件在磨削时产生的磨削应力，以及进一步稳定组织和尺寸，在磨削加工后再进行一次附加回火，回火温度为120150，回火时间为23h。对于精密轴承，为了保证尺寸的稳定性，淬火后立即进行冷处理，然后再回火，磨削加工后再进行一次尺寸稳定性处理，在120150保温510h。GCr15钢经淬火回火处理后，钢的组织为：马氏体（w=80%）+残余奥氏体（w=10%）+碳化物（w10%），其硬度为HRC6165。一、 填空题1、 钢的强化机制主要有（晶界强化）（第二相强化）（位错强化）（固溶强化）。其中（晶界强化）对钢性能的贡献是既提高强度又改善塑、韧性。2、 凡是扩大区的元素均使Fe-C相图中S、E点向（左下）方移动，例（Ni、Mn）等元素（写出2个）；凡封闭区的元素使S、E点向（左上）方移动，例（Cr、Mo）等元素（写出2个）。S点左移意味着（钢中C的质量分数降低）。3、 在钢中，常见碳化物形成元素有（Cr、Mo、V、Ti、Zr）（按强弱顺序排列，列举5个以上）。钢中二元碳化物分为两类：0.59为（简单）点阵结构，有MC和（M2C）型；0.59为复杂点阵结构，有（M23C）（M7C3）和（M3C）型。4、 影响铸铁石墨化的主要因素有（化学成分）（冷却速度）。球墨铸铁在浇注时要经过（球化）处理和（孕育）处理。5、 通常将经过（淬火后高温回火）处理而使用的结构钢称为调质钢。马氏体于高温回火的组织为（回火索氏体）。40CrMn、40CrNi、35CrMo等（中淬透性）钢的油淬临界淬火直径为40调质钢。6、 高速钢采用贝氏体等温淬火，淬火后的组织为（下贝氏体）及（马氏体）和（碳化物以及残余奥氏体）。二、 判断题1、 二次硬化对于在高温下工作的高速切削工具及热变性模具用钢具有重要的作用。（对）2、 Mn、Cr、Ni、P、V等合金元素可抑制钢中的回火脆性。（错）3、 高速钢淬火加热过程产生过烧时，会导致晶界熔化，其组织中会出鱼骨状共晶莱氏体及黑色组织。（对）4、 钨钼系高速钢典型牌号简称是6452。（对）5、 钢中不易形成碳化物的元素包括Fe、Mn、Cr、V、Nb、Zr、Ti等。（错）6、 凡是缩小相区的元素（如Cr、W、Mo、V、Ti、Si等）均使线上升，使S、E向左上移动。（对）7、 高速钢淬火加热过程产生过热时，奥氏体晶界上析出碳化物成网状。（对）8、 不锈钢是在所有介质中都不发生腐蚀的钢。（错）9、 固溶强化的作用是：不减弱钢的韧性，同时还提高了钢材的强度。（错）10、 钢材的碳含量越高，焊缝出的硬化与脆化倾向于显著，在焊接应力的作用下越容易产生裂纹。（对）三、 选择题1、 灰铸铁中的石墨形态一般为（B）。A、球状 B、片状 C、团絮状 D、蠕虫状2、 金属材料的生产方法，目前主要是（A）。A、高温冶金 B、水法冶金 C、粉末冶金 D、电冶金3、 球墨铸铁等温淬火的目的是为获得如下基体组织（D）。A、马氏体 B、马氏体+少量残留奥氏体 C、上贝氏体+马氏体D、下贝氏体+马氏体+少量残留奥氏体4、 在下列调质钢中，淬透性最好的钢是（B）。A、40 B、40CrNiMo C、40Mn2 D、40MnB5、 制造高速切削刀具的钢是（C）。A、T12A，3Cr2W8V B、Cr12MoV，9SiCr C、W18Cr4V，W6Mo5Cr4V26、 铝合金（Al-Cu）的时效过程为（B）。A、富溶质原子区 B、富溶质原子区C、富溶质原子区 D、富溶质原子区7、 为改造高速钢铸态组织中碳化物的不均匀性，应进行（D）。A、扩散退火 B、正火 C、球化退火 D、反复锻造四、 分析解答题1、 简述高速钢中W、V、Cr合金元素的主要作用。高速钢在淬火加热时，如产生欠热、过热和过烧现象，在金相组织上各有什么特征。答：钨是高速钢获得红硬性的主要元素。由于W和C的结合力较强，提高了马氏体抗回火稳定性，在560回火时析出W2C，产生弥散强化，并且提高钢的耐磨性。钒的作用：钒在高速钢中能显著提高钢的红硬性，提高硬度和耐磨性，同时还能有效的细化晶粒，降低钢的过热敏感性。但由于VC的硬度较高，使钢的磨削性变差。铬的作用：铬在高速钢中主要在于M6C中，Cr的溶入使M6C的稳定性下降，在高温时容易溶解，一部分Cr能形成M23C6，它的稳定性更低，在加热时几乎全部溶解于奥氏体中，从而保证了钢的淬透性。目前，绝大部分高速钢中都含4%左右的Cr。铬也增加高速钢耐腐蚀性和增大抗氧化能力，减少粘刀现象，改善刃具切削能力。高速钢淬火加热过程容易产生的缺陷有过热、欠热和过烧。淬火温度过高，晶粒长大，碳化物溶解过多，未溶解碳化物产生角状化；奥氏体中合金度过高，即使后面冷却很快，也会在奥氏体晶界上析出碳化物成网状分布，这是过热。如果温度再高，合金元素的分布不均匀，会导致晶界熔化，出现铸态组织特征，主要为鱼骨状共晶莱氏体及黑色组织，这就是所谓的过烧。严重的过热和过烧，钢的脆性很大，不能使用。欠热是淬火温度较低，大量的碳化物未溶。W18Cr4V钢淬火温度超过1300时，容易出现过热特征，加热温度超过1320将发生过烧现象。所以W18Cr4V钢淬火温度一般在12601300。2、 材料库中存有：42CrMo，GCr15，T13,60Si2Mn。现要制作锉刀、齿轮、连杆螺栓，试从库中选材，并说明采用何种热处理强化？指出使用状态下的显微组织。答：锉刀：T13，碳素工具钢的热处理工艺为淬火+低温回火。一般亚共析钢采用完全淬火，淬火后的组织为细针状马氏体。（1）碳素刃具钢淬透性低，为了淬火后获得马氏体组织，淬火时工件要在强烈的淬火介质（如水、盐水、碱水等）中冷却，因而淬火时产生的应力大，将引起较大的变形甚至开裂，故而淬火后应及时回火。（2）碳素钢在淬火前经球化退火处理，在退火处理过程中，由于加热时间长、冷却速度快，会有石墨析出，使钢脆化（称为黑脆），应引起重视。（3）碳素工具钢由于含碳量高，在加热过程中易氧化脱碳，所以加热时必须注意保护，一般用盐浴炉火在保护气氛条件下加热。齿轮、连杆螺栓：42CrMo，最终热处理的目的是采用淬火或正火及随后高温回火的热处理工艺，以获得所要求的组织和性能。3、 金属材料的主要腐蚀方式是什么？提高钢的耐蚀性采用什么措施？回答要点：金属材料在工业生产中的腐蚀失效形式是多种多样的，不同材料在不同负荷及不同介质环境的作用下，其腐蚀形式主要有以下几类：一般腐蚀：金属裸露表面发生大面积的较为均匀的腐蚀，虽降低构件受力有效面积及其适用寿命，但比局部腐蚀的危害性小。晶间腐蚀：指沿晶界进行的腐蚀，使晶粒的连接遭到破坏。这种腐蚀的危害性最大，它也可以使合金变脆或丧失强度，敲击时失去金属声响，易造成突然事故。应力腐蚀：金属在腐蚀介质及拉应力（外加应力或内应力）的共同作用下产生破裂现象。断裂方式主要是沿晶的，也有穿晶的，这是一种危险的低应力脆性断裂。点腐蚀：点腐蚀是发生在金属表面局部的一种腐蚀破坏形式。点腐蚀形成后能迅速地向深处发展，最后穿透金属。腐蚀疲劳：金属在腐蚀介质及交变应力的作用下发生的破坏。其特点是产生腐蚀坑和大量裂纹，显著降低钢的疲劳强度，导致过早断裂。腐蚀疲劳不同于机械疲劳，它没有一定的疲劳极限，随着循环次数的增加，疲劳强度一直是下降的。除了上述各种腐蚀形式外，还有由于宏观电池作用而产生的腐蚀。例如，金属构件中铆钉与铆接材料不同、异种金属的焊接、船体与螺旋桨材料不同等因电极电位差别而造成的腐蚀。从上述腐蚀机理可见，防止腐蚀的着眼点应放在：尽可能减少原电池数目；使钢的表面形成一层稳定的、完整的、与钢的基体结合牢固的钝化膜；在形成原电池的情况下，尽可能减少两极的电极电位差。补充：某精密镗床主轴用38CrMoAl制造钢，某重型齿轮铣床主轴选择了20CrMnTi制造，某普通车床主轴材料为40Cr钢。试分析说明它们各自应采用什么样的热处理工艺及最终的组织和性能特点（不必写出热处理工艺具体参数）。答：38CrMoAl 钢制造镗床的镗杆的热处理工艺方案正火调质粗加工去应力退火机加工渗氮精加工组织：氮化物+扩散层,心部组织为均匀分布的回火索氏体及碳化物性能：齿顶处为硬度为825857 HV5，心部硬度为280285 HV5，脆性等级:III级20CrMnTi下料锻造正火加工齿轮局部镀铜（防渗碳）渗碳预冷淬火、低温回火喷丸磨齿（精磨）组织及性能：热处理后，表面渗碳层的组织由合金渗碳体与回火马氏体及少量残余奥氏体组成，硬度为60HRC-62HRC。心部组织多数情况下是屈氏体、回火马氏体和少量铁素体，硬度为25HRC-40HRC，心部韧性一般都高于700kJ/m2。40Cr 作为拖拉机上连杆、螺栓材料，其加工工艺路线为：下料锻造退火粗机加工调质精机加工装配。组织：最终使用状态下的组织为回火索氏体。性能：在铁素体基体上均匀分布粒状碳化物的弥散强化作用与溶入基体中的碳和合金元素的固溶强化作用使调质钢具有较高的屈服强度和疲劳强度。组织均匀，减小裂纹在局部薄弱区域形成的可能性，使钢塑性和韧性良好。一、 填空题1、 在钢中，常见碳化物形成元素有（Fe、Mn、Cr、V、Nb、Zr、Ti）（按强弱顺序排列，列举5个以上）。钢中二元碳化物分为两类：0.59为（简单）点阵结构，有MC和（）型；0.59为复杂点阵结构，有（）（）和（）型。2、 影响铸铁石墨化的主要因素有（化学成分）（冷却速度）。球墨铸铁在浇注时要经过（球化）处理和孕育处理。3、 高速钢淬火加热过程容易产生的缺陷有（欠热）（过热）和过烧；过烧后的组织为（莱氏体组织）。4、 钢的强化形式主要有：（晶界强化）（位错强化）（固溶强化）（第二相强化）。5、 黄铜是（铜锌）合金，白铜则是以（镍）为主要合金元素的铜合金。6、 工业锅炉中的构件，如炉底板、炉栅等材料一般选用（耐热钢），此钢种的特点是具有（高温抗氧化性和高强度）的能力。7、 金属材料的腐蚀类型有：（一般腐蚀）（晶间腐蚀）（应力腐蚀）（点腐蚀）（腐蚀疲劳）。二、 判断题1、 用热处理和合金化的方法可以消除第一类回火脆性。（错）2、 碳以渗碳体形式存在的铸铁是白口铸铁。（对）3、 耐磨性好的材料，其减摩性也好。（错）4、 常用于生产硝酸的化工设备的材料为铁素体不锈钢。（对）5、 增加回火脆性敏感性元素有Mn、Cr、Ni、P、V。（对）6、 钢中的C、N、Si等合金元素在钢中主要起固溶强化的作用。（对）7、 奥氏体不锈钢的耐蚀性、塑性均比马氏体不锈钢、铁素体不锈钢高。（对）8、 通常采用先正火处理后再球化退火处理的方法消除钢中的网状碳化物。（错）9、 高速钢反复锻造是因为硬度高不易成形。（错）10、 不锈钢是在所有介质中都不发生腐蚀的钢。（错）三、 选择题1、 具有共晶反应的二元合金中，接近共晶成分的合金（A）。A、铸造性好 B、锻造性能好 C、热处理性能好 D、焊接性好2、 1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢，进行固溶处理的目的是（B）。A、提高硬度和耐磨性 B、提高抗腐蚀性，防止晶间腐蚀 C、提高硬度，便于切削加工3、 可锻造铁中团絮石墨由下述方法获得（A）。A、高温退火从渗碳体分解 B、孕育处理C、由灰口铸铁锻造而得 D、以上说法都不对4、 钢的红硬性（热硬性）主要取决于（C）。A、钢的含碳量 B、马氏体中的含碳量 C马氏体中的合金元素含量5、 已知直径为50mm的轴，要求心部硬度为HRC3040，轴颈表面硬度为HRC5055，应选用（C）。A、45 B、20CrMnTi C、40CrNi D、65Mn6、 下列属于钢的低倍缺陷的是（A）。A、疏松 B、带状组织 C、液析 D、MnS夹杂7、 在青铜中常用淬火+回火方法进行强化的铜合金是（A）。A、铍青铜 B、铝青铜 C、锡青铜四、 分析题1、 铸铁按照碳和石墨的存在形式不同，可分为哪几类，各自有哪些组织特征和用途？铸铁的石墨化分为几个阶段，生产实际中可利用石墨化的不同阶段控制铸铁的什么组织？为了得到铸铁，生产实际中如何控制合金按照Fe石墨相图转变？答：根据碳的存在形式可分为两种：（1） 白口铸铁（简称白口铁）白口铸铁中的碳主要以渗碳体（Cm）的形式存在，断口呈白两色。其性能硬而脆，切削加工困难。（2）灰口铸铁（简称灰口铁）灰口铸铁中的碳主要以片状石墨的形式存在，断口呈灰色。灰口铸铁具有良好的铸造性能和切削加工性能。且价格低廉，制造便宜。（3）麻口铸铁（简称麻口铁）麻口铸铁中的碳既以渗碳体形式存在。又以石墨状态存在。断口夹杂着白亮的游离渗碳体和暗灰色的石墨，故称为麻口铁。生产中很少用麻口铁。石墨形式的不同。将铸铁分为以下四种：（1）灰口铸铁铸铁中的石墨形状呈片状。（2）蠕墨铸铁铸铁中的石墨大部分分为短小蠕虫状。（3）可锻铸铁铸铁中的石墨呈不规则团絮状。（4）球墨铸铁铸铁中的石墨呈球形。石墨化进行程度铁的显微组织铁名称第一阶段第二阶段完全石墨化完全石墨化铁素体+石墨灰口铸铁部分石墨化铁素体+珠光体+石墨未石墨化珠光体+石墨部分石墨化未石墨化莱氏体+珠光体麻口铸铁未石墨化未石墨化莱氏体白口铸铁铸铁石墨化的程度与组织的关系控制合理的化学成分，尽量避免阻碍石墨化元素的出现，降低冷却速度，是铁碳合金按照铁石墨相图转化2、 铝合金的热处理强化过程是什么？与合金钢的热处理强化有什么异同点？答：固溶加时效。通常可将铝合金的上述时效沉淀序列表示为：过饱和固溶体过饱和原子富集区过渡沉淀相（亚稳平衡相）平衡沉淀相。峰时效对应于合金获得增强效果最大的阶段，合金的强度或硬度最高，时效组织中的强化相多为亚稳平衡相；在欠时效阶段合金的强度不发生变化或变化很小，为沉淀相过饱和溶质原子偏聚或亚稳相孕育析出时期；过时效阶段合金则发生了明显软化现象，这是由于亚稳相转变平衡相，与基体脱离共格关系，引起应力场显著下降的结果。本质区别：不存在同素异构转变。相同点：在固溶和淬火段均得到过饱和固溶体。3、 高速钢的成分和热处理工艺比较复杂，试回答下列问题：1） 高速钢中W、Mo、V合金元素的主要作用是什么？2）为什么高速钢在发现之后的10年时间内一直没有得到应用？写出两个典型的高速钢牌号。3）高速钢的在800左右，但淬火加热温度在12001240，淬火加热温度为什么这样高？写出高速钢的热处理工艺（可用图表示）。4）常用560三次回火，为什么？每次回火后的组织有什么特征？答：1）钨是钢获得红硬性的主要元素。M6C型K，回火析出W2C；W热导率钢导热性差，钼和钨相似，1%Mo可取代1.52.0%W；V显著红硬性、硬度和耐磨性，细化晶粒，过热敏感性；以VC存在。2） 因为高速钢含有大量的合金元素致使其发生奥氏体组织相变的温度过高，由于当时人们对相图致使的缺乏，一直没有制定出合理的热处理工艺，所以在高速钢被发现10年时间内一直没有得到应用。典型的牌号：W18Cr4V，W6Mo5Cr4V23） 高速钢中的合金碳化物比较温度，必须在高温相爱才能将其溶解。M7C3M23C6型在1000左右溶解完M6C在1200时部分溶解MC比较稳定，在1200时开始少量溶解。所以，虽然高速钢的在820840范围，但其淬火加热温度必须在+400以上。4） 高速钢淬火后的残余奥氏体w达25%30%，第一次回火后仍有w=10%左右残余奥氏体未能转变，因而需进行第二次回火，以使残余奥氏体继续转变，并使残余奥氏体继续转变，并使第一次回火冷却形成的马氏体回火，消除二次淬火时形成的内应力。如此连续进行三次高温回火后，残余奥氏体量可保持低于5%左右。高速钢经回火后的组织为回火马氏体（w=70%65%）+碳化物（w20%25%）+残余奥氏体（w5%）.一、 填空题1、 碳钢常存的元素中有益元素是（Si）（Mn），有害元素使（P）和（S）。2、 选择材料的三条基本原则是材料（经济性）（使用性）和（工艺性）。3、 根据化学成分的特点，铜合金分为（白铜）（黄铜）和（青铜）三大类。4、 根据石墨的形态，铸铁可分为（灰口铸铁）（可锻铸铁）和（蠕墨铸铁）（球墨铸铁），它们的石墨形态分为（片状）（不规则团絮状）（蠕虫状）和（球状），为了细化石墨，通常对铁水进行（孕育）处理。5、 钢的强化形式主要有：（晶界强化）（位错强化）（固溶强化）（第二相强化）。6、 工业锅炉中的构件，如炉底板、炉栅等材料一般选用（耐热钢），此钢种的特点是具有（高温强度和耐高温氧化）的能力。二、 判断题1、 有色金属及其合金是以马氏体型相变强化为主。（错）2、 合金调质钢的综合机械性能高于碳素调质钢。（对）3、 固溶时效处理是铝合金强化的主要方法之一。（对）4、 高温回火脆性可以通过再次回火快冷后消除。（错）5、 晶间强化可以提高钢的强度，但不能改善韧度。（错）6、 GCr15钢经过淬火+回火处理后，其组织为马氏体+碳化物+残余奥氏体。（对）7、 固态铝热处理时其晶体结构存在同素异构转变。（错）8、 马氏体不锈钢在焊接前必须进行预热，焊后进行热处理，以减少焊后残余应力，减少开裂。（对）9、 F型抗氧化钢是在F不锈钢的基础上进行抗氧化合金而形成的钢种。（对）10、 灰铸铁具有优良的铸造性能、耐磨性和消震性是由于基体中存在石墨。（对）三、 选择题四、 分析题1、 金属腐蚀的主要方式是什么？如何提高钢的耐蚀性？答：金属腐蚀类型：一般腐蚀；晶间腐蚀；应力腐蚀；点腐蚀；腐蚀疲劳。腐蚀措施：尽可能减少原电池数目；使钢的表面形成一层稳定的、完整的、与钢的基体结合牢固的钝化膜；在形成原电池的情况下，尽可能减少两极间的电极电位。2、 什么是高速钢？合金元素在高速钢中主要起哪些作业？说明高速钢1841在生产实际中其铸态组织特征，如何改善高速钢铸态组织中碳化物分布不均匀现象？答：（1）高速钢是一种高碳且含有大量W、Mo、Cr、V及Co等合金元素的工具钢。经热处理后，在600以下仍然保持高的硬度，可达HRC60以上，故可在较高温度条件下保持高速切削能力和高耐磨性。同时具有足够高的强度，并兼有适当的塑形和韧性，很高的淬透性，中小型工具甚至在空气中冷却也能淬透，固有风钢之称。（2）碳的作用：碳对高速钢的性能影响很大。高速钢中的含碳量是较高的，主要目的是为了与大量的碳化物形成元素形成足够数量的各类碳化物。随着钢中含碳量的增加，淬火回火后硬度和红硬性都相应的提高。钨和钼的作用：钨是高速钢获得红硬性的主要元素。由于W和C的结合力较强，提高了马氏体抗回火稳定性，在560回火时析出W2C，产生弥散强化，并且提高钢的耐磨性。钼在高速钢中的作用和钨相似。钼代钨，使钢中合金元素总量降低，价格便宜。由于碳化钼不如碳化钨稳定，所以含钼高速钢的脱碳倾向较大，过热敏感性较大。钒的作用：钒在高速钢中能显著提高钢的红热性，提高硬度和耐磨性，同时还能有效的细化晶粒，降低钢的过热敏感性。铬的作用：保证钢的淬透性。目前，绝大部分高速钢中都含有4%左右的Cr。铬也增加高速钢耐蚀性和增大抗氧化能力，减少粘刀现象，改善刃具切削能力。钴的作用：高速钢中加入钴可显著提高钢的红热性。另外钴对高速钢性能也有不利影响，如降低钢的韧性、增大钢的脱碳倾向。（3）高速钢的铸态组织常常由鱼骨状莱氏体（Ld）、黑色组织（共析体等）和白亮组织（Md+AR）组成。（4）1）在液体金属中加入合金元素Zr、Nb、Ti及Ce等变质剂，增加结晶核心，细化共晶碳化物；2）钢液结晶过程中，加超声震荡或电磁搅拌，采用连续铸造法；3）采用反复铸造方法。 合金元素的作用：碳对高速钢的性能影响很大。高速钢中的含碳量是较高的，主要目的是为了与大量的碳化物形成元素形成足够数量的各类碳化物。随着钢中含碳量的增加，淬火回火后硬度和红硬性都相应的提高。钨是高速钢获得红硬性的主要元素。W在高速钢3、 铸铁的石墨化分为几个阶段，生产实际中可利用石墨化的不同阶段控制铸铁的什么组织？答：铸铁的石墨化过程可分为三个阶段：第一阶段，即液相至共晶阶段，包括：从过共晶成分的液相中直接结晶出一次石墨和共晶成分的液相结晶出奥氏体加石墨；由一次渗碳体和共晶渗碳体在高温退火时分解形成的石墨。中间阶段，即共晶转变至共析转变之间阶段。包括从奥氏体中直接析出二次石墨和二次渗碳体在此温度区间分解形成的石墨。第二阶段，即共析转变阶段。包括共析转变是，形成的共析石墨和共析渗碳体退火时分解形成的石墨。如何控制组织：石墨化进行程度铁的显微组织铁名称第一阶段第二阶段完全石墨化完全石墨化铁素体+石墨灰口铸铁部分石墨化铁素体+珠光体+石墨未石墨化珠光体+石墨部分石墨化未石墨化莱氏体+珠光体麻口铸铁未石墨化未石墨化莱氏体白口铸铁一、填空题1.碳钢常存的元素中有益元素是 、 ，有害的杂质是 和 。2.选择材料的三条基本原则是材料 材料的使用性能要求 、材料的工艺性能 和 经济型 。3.从金属材料的强化机理可以看出，除了细晶强化 外，其他几种强化机理都使材料的 塑性 和 韧性 有不同程度的降低。4.根据石墨的形态，铸铁可分为 、 、 和 。它们的石墨形态分别为 、 、 和 。为了细化石墨，减少其破坏基体的连续性，改善和提高铸铁的性能，通常对铁水进行 处理。5.有色金属是指除了 钢铁 以外的金属及合金，早期的青铜是以 为主加元素的铜合金，黄铜是以 为主加元素的铜合金。6.工具钢根据其用途分为 刃具钢 、 模具钢 和 量具钢 钢。二、判断题1.不锈钢是在作任一种介质都不受腐蚀的钢种 。2.碳以渗碳体形式存在的铸铁是白口铸铁 。3.炼钢的原理是还原反应 。4.可锻铸铁在高温状态下可以进行锻造成形加工 。5.固溶时效处理是铝合金的主要强化手段之一 。6.耐磨性好的材料，其减摩性也好 。7.合金调质钢的综合机械性能高于碳素调质钢 。8.提高轴承钢疲劳强度的重要方法是严格限制合金的杂质含量 。9.材料的化学成分和热处理状态相同，其截面尺寸大小不影响材料的性能 。10. 高速钢反复锻造是因为硬度高不易成形 。 三、选择题1.以铜、锌为主的合金称 。A.黄铜 B.青铜 C.白铜 D.紫铜2.铝合金（Al-Cu）的时效过程为 。A. 富溶质原子区 B. 富溶质原子区C. 富溶质原子区 D. 富溶质原子区3.铸铁熔点比钢 ，流动性比钢 ，收缩率比钢 ，故铸性能好。A.高、好、小 B.低、好、小 C.高、差、大 D.低、差、大4.可锻铸铁中团絮状石墨由下述方法获得 。A.高温退火从渗碳体分解 B.孕育处理C.由灰口铸锻造而得 D.上述说法都不对5.钢的红硬性（热硬性）主要取决于