金属材料学课后习题总结

.练习题第一章1、什么时候不能直接淬火？本质的粗粒钢为什么渗碳后不直接淬火？ 再结晶为什么能使晶粒微细化？ 渗碳时为什么不选择再结晶温度就a化？a :本质的粗粒钢，必须缓冷后加热再结晶，使晶粒微细化后再淬火。 晶粒粗糙。 a型核，生长过程。 影响渗碳效果。2、c是扩大还是缩小奥氏体相域的元素？a :扩大。3、Me对s、e点的影响是什么？a:a形成元素全部使s、e点向左下移动。 f形成元素使s、e点向左上方移动。s点左移-共析c量减少，e点左移-雷氏体的c量降低。4、合金钢的加热均匀化和碳钢有什么区别？a :合金元素阻碍碳原子的扩散和碳化物的分解，所以奥氏体化温度高，保温时间长。5、在设计一般结构钢的成分时，为什么MS点不能太低？a:m量少，Ar量多，影响强度。6、w、Mo等元素对贝氏体相变影响不大，但对珠光体相变的延迟作用大，如何理解？a :珠光体相变： Ti，v :主要(p相变时)通过延迟k形核和生长来提高过冷却的稳定性。w，Mo :1 )延迟k形核和生长。2 )增加固溶体原子间的结合力，降低Fe的自扩散系数，增加Fe的扩散活性能。3 )延迟c的扩散。贝氏体相变： w、Mo、v、ti:相中增加c的扩散活性能，降低扩散系数，延迟贝氏体相变，但作用小于Cr、Mn、Ni。7 .淬火性和淬火性a :淬火性：指钢在淬火时硬化的能力，用可能在马氏体淬火的最高硬度表示。淬火性：从钢的表面量到钢的半马氏体组织的深度。8、c在-Fe和-Fe中溶解度不同，那么大吗？a :在Fe中，是八面体空隙，比-Fe的四面体空隙大。9、c、n原子在-Fe中的溶解度不同，那个大吗？a:n很大。 因为n的半径比c小。10、合金钢中的碳化物形成元素(v、Cr、Mo、Mn等)所形成的碳化物的基本类型及其相对稳定性。V:MC型Cr:M7C3、M23C6型Mo:M6C、M2C、m7c三种Mn:M3C型。复杂晶格： M23C6、M7C3、M3C，稳定性差的简单晶格： M2C、MC、M6C稳定性好。如何理解二次硬化和二次淬火？a :二次硬化：含有高w、Mo、Cr、v钢的淬火后回火时，微细分散的特殊碳化物和回火冷却时a变化为m次，不仅硬度不降低，反而上升的现象称为二次硬化。二次淬火：用高合金钢回火冷却时残留奥氏体变化为马氏体的现象称为二次淬火。第二章1、退火后的低c钢板，一般在进行深拉深之前，为什么要先进行稍微变形的平坦的加工，然后再进行深拉深？a :克服时效现象，不出现上下屈伏点，深拉深时板面的平坦度提高。2、15MnTi和16Mn屈服强度有差异的原因。a :微合金元素的碳化物和氮化物的析出强化。3、Q235AF、Q235BZ的意思a:q-屈服点235-最低屈服强度值为235MPa A、b、c、D-质量等级符号F-沸腾钢Z-镇静钢b-半镇静钢TZ-特殊镇静钢4 .低合金高强度结构钢比碳结构钢屈服强度提高了25%100%的原因是什么？a :成分不同，Mn%高。 是以合金化为目的的添加元素。 还有Si、Nb、Ti、v、Al的作用。5、双相钢是如何获得的，有什么特点？a :由马氏体、奥氏体或贝氏体和铁素体基体两相组织构成的钢。 通过在二相区域加热后冷却的二相热处理或直接热轧而得到。 特征：1.连续屈服，没有屈服点伸长2 .高加工硬化速度3 .低屈服强度4 .高拉伸强度5 .均匀伸长和总伸长大。6、微珠光体钢提高强度能从什么方面考虑？a :微合金元素的作用：1.阻止加热时的a晶粒的生长2.a应变的再结晶。 3 .析出强化和晶粒微细化。7、工程结构钢的设计构想是？a:1 .在低碳范围内提高碳含量，提高强度。2 .添加合金元素提高强度。3 .热处理能改变组织，提高强度。4 .通过变形热处理细化组织，提高强度。5 .在提高强度时，必须注意焊接性能和脆性转变温度。8、低合金高强度结构钢的强度高吗？a :高强度对低碳结构钢来说，实际上碳含量低，合金元素含量低，所以强度与后述的钢无法比较。9、工程结构钢为什么碳含量低？答：保证良好的屈服强度、良好的冷热加工成形性、良好的焊接性、低的冷脆倾向、时效敏感性。10、双相钢的低屈服强度是好还是坏？a :均匀塑性变形能力强，冷加工性能好。第三章1、大型弹簧为什么先成形并强化，小型弹簧先强化并成形？ 小型弹簧成形后，为什么要进行低温退火？a :钢材在热成形前不具备弹簧所要求的性能，在热成形后进行淬火和中温回火，得到要求的性能。 冷成形弹簧在成形前钢丝具有一定的性能，即处于硬化状态，因此小型弹簧先强化后成形。 为了减少压力。2、水固件处理？a :将高猛钢加热到1050-1100，保温一定时间进行淬火，迅速放入水中冷却后，得到单一奥氏体组织，其韧性极高，该技术比水韧性处理更好。3、钢奥氏体化后，应快速水冷得到马氏体组织，对高锰钢进行水韧性处理后，奥氏体组织为什么不变成马氏体组织？a :由于锰的存在，Ms和Mf移动到室温以下，因此得到了奥氏体。4、奥氏体柔软，为什么有耐磨性？a :一般的水韧性处理是ZGMn13系高锰钢，主要用于受冲击负荷的部件，当冲击作用于奥氏体表面时，会发生强加工硬化，硬化层磨损后，新鲜的奥氏体露出，会再硬化，这样的反复发生。5、为什么是铸钢a :因为有强的加工硬化，所以不能用机械加工法成形。 主要是用铸造法得到的，所以是铸钢。6、耐磨性是奥氏体耐磨性吗？a :铸钢锰13经水韧性处理后的硬度为180200HB，硬度不高。 由于是奥氏体组织，所以大部分金属材料都是热相变，但该钢的特征是应力相变在施加外力时相变，从奥氏体转变为硬度高的马氏体。7、ZGMn13铸型组织及水韧性组织答：高锰钢的铸造组织由奥氏体基体、晶界连续网状碳化物和晶内针板状碳化物、少量的珠光体和磷共晶组成。 由于性能很脆，一般不在铸造状态下使用。 高锰钢的使用状态为水韧性固溶处理状态，组织为单一奥氏体。 热处理后，韧性大幅度提高，满足兵役条件。8、40、40Cr、40CrNi、40CrNiMo的淬火性比较40CrNiMo40CrNi40Cr409、调质钢、弹簧钢、轴承钢的热处理方法为例进行说明吗？a :调质钢：淬火高旋转弹簧钢：淬火中旋转轴承钢：淬火后冷加工低旋转第四章1、淬火加热时，为什么要进行预热？a :高速钢合金量高，特别是w，所以高速钢的导热性差。 预热能降低工件加热中的变形裂纹倾向，缩短高温保温时间，减少氧化脱碳，能正确控制炉温稳定性。2、高速钢W6Mo5Cr4V2的AC1在800左右，淬火加热温度是12001240，淬火加热温度为什么这么高？a :高速钢碳化物稳定，所以必须在高温下溶解。 高速钢淬火的目的是获得高合金度的马氏体，在回火时能发挥有效的二次硬化效果。3、高速钢的回火技术一般在560左右，而且为什么要进行三次？a :高速钢的高合金度马氏体的回火稳定性非常好，因此只有在560左右回火后，特殊的碳化物才分散析出，产生二次硬化。 同时在560左右回火，使材料的组织和性能处于最佳状态。 三次回火为了尽量减少Ar，形成m。4、淬火冷却时常用的分级淬火、分级淬火的目的是什么？a :阶段性淬火的目的：降低热应力和组织应力，尽可能减小工件的变形和裂纹。5、是不是回火索卡体？你是怎么看到资料中有回火马氏体的？a :合金元素的影响。 因为延迟马氏体中的碳的析出，增加奥氏体稳定性，其相变也延迟，所以即使高温回火也能得到回火马氏体组织。6、问题： Cr12MoV有两种常用热处理工艺：一是1000淬火，160回火； 另一种是1100淬火，510回火。 研究为什么在1000的低温淬火中只能采用160的低温回火，在1100的高温淬火中只能采用510的高温回火1)1000淬火，碳和合金元素溶入奥氏体的量少，对拉斯马氏体碳化物残留奥氏体进行淬火。 由于拉斯马氏体有较强的配合，碳化物的存在有利于提高耐磨性和硬度，同时加热温度低，热应力小，低温回火的主要目的是在保证硬度的基础上，缓和应力，提高马氏体的稳定性，从而在高温回火中硬度过低，达到性能要求2)1100淬火，碳和合金元素大量溶解在奥氏体中，淬火后的残留奥氏体数增多，510回火从二次淬火和二次硬化的观点考虑。 同时提高回火温度，有助于提高韧性、缓和应力的低温回火如果不满足上述要求，则残留奥氏体数多，硬度、强度不足。第五章1、铬为什么能决定不锈钢的耐腐蚀性能？含铬的钢是不锈钢吗？a:1 )铬提高钢的耐腐蚀性能的第一个原因是铬提高铁-铬合金钢的电极电位。 铬含量达到1/8、2/8、3/8原子比时(耐腐蚀组织元素的原子数与合金的总原子数之比)，铁-铬合金钢的电极电位飞跃性地上升，这种变化规律被称为n/8法则。2 )铬提高钢耐腐蚀性的第二个原因是铁-铬合金钢在氧化性介质中容易形成致密的钝化膜(FeOCr2O3)，该钝化膜稳定且完全，与基底金属牢固地结合，将基底和介质完全隔离，有效地防止钢的进一步氧化和腐蚀。2、奥氏体不锈钢1Cr18Ni9晶界腐蚀倾向大的原因是什么？1Cr18Ni9由于c高，没有Ti等稳定c强的碳化物形成元素，所以在晶界容易析出Cr23C6，在晶界产生不良Cr区，低于不锈钢的基本成分的要求，因此在晶界的腐蚀倾向大。3，4cr 13为什么是过共析钢？a:Cr元素使共析s点向左移动，当Cr含量达到一定程度时，s点向左移动不足0.4%C，因此4Cr13属于过共析钢。4、什么是奥氏体不锈钢的固溶处理？a :固溶处理是奥氏体不锈钢的最大软化处理。 此时的奥氏体具有最大的合金度，因此具有最高的耐腐蚀性。5、什么是奥氏体不锈钢的稳定化处理？a :晶界的碳化铬全部溶解，钛和铌的碳化物的一部分