工程材料学试题

简题何铁体成素何谓氏形元？分举答小γ区元素铁素体形成元素使A3A4↓γ稳定存在区缩小当含有等元素时，能使γ区范围急剧缩小，以致达到某一元素的质量分数时，点A3与重合，γ区被封闭，超过此元素的质量分数时，则钢中在没有-相变，所以室温下能获得单相的铁素体组织2）扩大γ区元素，包括，Ni，Co，Al元素，使A3↓A4，γ稳定存在区扩大除外）当（<45时，点A3↑；Co）>45时A3↓;氏体稳定存在的区域扩大，这类元素称为奥氏体形成元素2.低钢温火性生原是么如防和轻？都晶脆）答：1.一类回火脆性指的是腐蚀在200-350℃间回火时出现的低温不可逆回火脆性，且无论回火冷却速度快慢，均不可避免。产生原因：200-350℃时，渗碳体薄膜在晶界形成，降低晶界强度b.杂志元素P,S,Bi等偏聚晶界，降低晶界强度Si对钢的回火稳定性有很好的一致作用。第二类回火脆性在450-650℃间回火产生的高温可逆回火脆性，回火后慢冷产生，快冷抑制。产生原因450-650时，杂质元素Sb,S,As等偏聚晶界N,P,O等素偏聚晶界，形成网状或片状化合物。3.奥体锈晶腐的因什？何减？答：奥氏体不锈钢在450850℃保温或缓慢冷却时，会出现晶间腐蚀。焊接件中常常出现。原因：晶界上析出Cr23C6，使周围基体产生贫铬区，从而形成腐蚀原电池。含碳0.003%时，钢中就出现晶间腐蚀。防止晶间腐蚀的措施：1降低C含；入Ti、Nb能形成稳K元素。当热处理工艺分合元Si在下钢中主作：械制用簧60Si2Mn低合钢（1Si高回火稳定性，使析出的碳化物不容易聚集，增加σs/σb比值（2）主要提钢的淬透性，同时强化马氏体基体，提高回火稳定性。Si,Cr同加入钢中则能降低钢的脱碳和石墨化倾向为么同碳情下含碳合形元的金比钢有高回稳性答因为强碳化形成元素在回火过程中阻碍了原的扩散提高了马氏体和残余奥氏体分解温度有碳化物形成元素的合金钢回火时，会析出弥散分布的碳化物，造成二次硬化现象，可提高回火后强度和硬度，提高钢对回火软化的抗力为么用簧在火后般进中回？般什温度围回？了高簧使寿采什措？答：目的：追求高的弹性极限和疲劳极限，消除应力处理温度范围350-450℃，回火屈氏体组织T残余奥氏体度40-45HRc；强化处理：弹簧经表面强化喷丸处理提高表面残余压应力，集中点的强度，延长弹簧的疲劳寿命。中温回火所得到的是屈氏体，有较高的弹性极限在此温度下回火所得到的弹簧极限最高，满足弹簧钢使用性能要求，故选择中温回火（以为表面承受的弹簧弯曲和扭转应力是最大的，故应从表面强化方向提高弹簧的寿命）为么锈中Cr量都过12％，Cr量为％的Cr12MoV钢是属不钢，为么不钢否任介中是锈？答1）不锈钢中，铬的最小质量物质的量比计数，分数应11.7，但碳是钢中必须存在的元素，它可以与Cr形Cr23C6的碳化物，按物质的量比计数与的比例即钢中要倍C的Cr先用来形成碳化铬剩余进入固溶体因此实际应用的不锈钢其均匀铬的质量分数为％或更（2Cr12MoV属于不锈钢，属于冷模具钢因为中的Cr是存在碳化物中，而不是存在固溶体中，只有当Cr存于固溶体中才能引起不锈的作用钢表什意？什碳工具只用制内受程极的具答：T10碳素具钢，含C量为1.0％；T7碳量为0.7％T3,0.8%;T12,1.2%.优碳素钢，碳素工具钢的缺点是红硬性差，经淬火和低温回火后，在室温下虽有很高的强度，但当温度高于250时，其硬度和耐磨性急剧下降，当温度达到500℃时，硬度已降到退火状态相似的程度，完全丧失了切削金属的能力，这就限制了碳素工具钢制造切削工具的使用，只能用于制造刃部受热程度较低的工具何二硬？次化产的因什？答:在含较多钢中，回火的硬度随回火的温度的升高，不是单调降低，而是在某一回火温度后，硬度反而增加，并且某一温度（一般在550℃）到达峰值，这种在一定回火温度下硬度出现峰值现象称为二次硬化。

原因：二次硬化是高温回火时从马氏体中析出的高温分散的合金碳化物粒子所造成的，这类碳化物粒子在高温下非常稳定很不容易聚集长大从而使钢具有很好的高温强度这对高温下工作的钢，特别是告诉切削工具及热变形模具用钢，是极为重要的何铝金实？明实强的质答：所谓实效是指淬火后得到的铝合金过饱和固溶体在一定温度下随时间增大而分解，导致合金强度和硬度增高的现象。其实质是沉淀强化相从过饱和固溶体中析出和长大。在室温下，合金自发强度的过程称为自然时效，在某一人工加热温度下进行的时效过程则称人工时效10.分合元在列中主作（1机制用碳（2奥体锈（3）（4W18Cr4V(5)Cr12MoV答）Cr提高淬透性，保证热处理后心部强化并提高韧性，还能细化碳化物，提高渗碳层的耐磨性；（2）Cr，提高机体的电极电位，缩γ区，当Cr量很高时，就能得到单一的F织，另外Cr在化物介质中很易钝化，生成致密的氧化膜，使钢的耐磨性大大加强，可扩大γ区，室温获得r组织，与Cr配使用）Cr，Si，提高淬透，强化马氏体基体，提高回火稳定性（）Cr，增加钢的淬透性W保证高红硬性的主要元素，形成碳化物，减少过热敏感性，提高强度硬度耐磨性（高于20％，碳化物不均匀增加，强度塑性下降）V显著阻碍r晶粒长大（5Cr，形成碳化物，提高淬透性，回火稳定性，二次硬化，Ms点下降，残余奥氏体增多，可保证微小的体积变形Mo,V,可提淬透性和回火稳定性，碳化物可细化晶粒，改善碳化物不均匀性，提高韧性和强度11.在际产，灰铸制的壁件，有层硬高表层白，使械工难指形高层原？善法答：原因：铸件冷却时，在表层和薄壁处，由于冷却速度较快，达不到石墨化，往往产生白口，碳Fe3C形式存在，导致组织硬化而脆加工性能差，易剥落；方法：去白口处理，软化退火，在850℃-950高温保持1-2h，消除白口，降低硬度，改善加工性12.何钢过敏性钢加哪元可降过敏感？说为么答：过热感性指钢在加热过程中，由于加热温度过高，晶粒迅速长大的性质。强碳化物形成元素均可降低钢的过热敏感性，如Nb,Ti,W,V因为这些强化碳化物形成元素存在时，会形成强碳化物，钢在加热时强碳化物分解温度较高，不易分解，钉扎在晶粒中，使晶界不易移动，防止温度过高，奥氏体晶粒迅速长大，而降低过热敏感性13.钢形成元（Ni,Mn达一定时以大大区甚至室下然持氏组，问有么业用答：在工业上为了得到奥氏体型不锈钢，通常在钢中加入大量的等氏体形成元素14.合钢碳相，韧要，要因什？答：合金钢实在碳素钢的基础上加入合金元素，可以细化晶粒、提高回火稳定性、改善基本韧性。细化K,而使R细均布，降低回火脆性，进而提高了强韧性。15.为么动承的碳均高？动承中含有些金素它在动承中作？答）滚动轴承含碳量高，属于过共析钢，高碳可以保证钢有高的硬度和耐磨性，实践证明，在同样硬度的情况下在马氏体上有均匀细小的碳化物存在比单纯马氏体的耐磨性高为了形成足够的碳化物，钢中的含碳量不能艾迪，但过高的含碳量会增加碳化物分布的不均匀性，且易于生成网状碳化物，而使机械性能降低，故轴承钢含碳量0.95%-1.15%2Cr,Mn,Si(3)Cr可高钢的淬透性，钢中部Cr溶于渗碳体，形成稳定的合金渗碳体，在淬火加热时溶解缓慢，可减少过热倾向，经热处理后可得到较细的组织；碳化物能以细小质点均匀分布在钢中，即可提高钢的回火稳定性，又可提高钢的硬度，进而提高钢的耐磨性和接触疲劳强度Cr还可提高钢的耐蚀性能，但如果钢Cr的量分数过大时，大1.65%则会使残余奥氏体增多，使钢的硬度和尺寸稳定性降低，同时还会增加碳化物的不均匀性，降低钢的韧性，对于大型的轴承，需加入Si,Mn进一步增加透性，Si0.40%-0.60%显提高钢的强度和弹性极限铸的墨阶和响素Fe-G相的规律结晶墨化过程可分为三个阶段一阶段（高温石墨化:由液体中直接结晶出一次石墨GI）和通过共反应形成共晶石墨；第二阶段（中温石墨化:

在1153～740范围缓冷氏体中析出G；第三阶段（低温石墨化）:740℃析反应形成共析石墨A→F+G析石墨化进行程度铸铁名称

铸铁显微组织第一阶段

第二阶段

第三阶段完全石墨化

F+G灰口铸铁

完全石墨化

完全石墨化

部分石墨化

F+P+G未石墨化

P+G麻口铸铁白口铸铁

部分石墨化未石墨化

未石墨化未石墨化

未石墨化未石墨化

L'd+P+GP+Fe3C+L'd

Ⅱ影响因素：冷却速度：时，按Fe-G晶；、eq\o\ac(△,T)eq\o\ac(△,)↑时，按Fe-Fe3C系晶化学成分：）C、Si强促进石墨化；Al、Cu、、P等非K形成元素都能进石墨2MnCr、Mo、W、V等K形成元素及S都碍石墨化进行；3铸铁的过热和高温静置的影响：在一定温度范围内，提高铁水的过热温度，提高高温静置的时间，都会导致铸铁中石墨基体组织的细化，使铸铁强度提高16.说下钢主用和号括中合元在中的要用答渗碳造各类工具和耐磨性运输冶金采矿化工设备的普通减速机小齿轮提高钢的回火稳定性，硬度，耐磨性和耐腐蚀}Cr提高淬透性，部分Cr可形（）3C少过热倾向；（2）1Cr18Ni9Ti不锈钢，可制造各种在腐蚀介质中工作的管，阀门，吸收塔，及存储和运输酸类用的容器等Cr决不锈钢耐蚀性能的主要因素提高固溶体的电极电位形成氧化（钝化膜）提高耐腐蚀性；Ni可大γ相区，室温获得γ组织（3Cr12MoV冷模钢，可做冷冲模，冷挤压模等，Cr提高钢的回火稳定性和回火温240-270℃回火利于充分消除淬火应力σk高又不至降低温4模具钢，制造截面小于螺旋弹簧板弹簧，Mn提高淬透性，强化铁素体，回火稳定性，相同回火温度下存在的较高强度和硬度17.T9钢造道受到200℃—℃其度耐性迅下而失；钢制的具其部热230—250，度低60HRc,耐性好还以常作为么答：T9钢红硬性较，受热到℃-250时，硬度和耐磨性迅速下降，失去工作能力，而钢为合金刃具钢，由于合金元素的加入，均提高钢的淬透性和红硬性，使钢的硬度，耐磨性提高18.在料存存、20CrMnTi、W18Cr4v、GCr15、、T12.现要作锻、轴高车、簧手条试用料并明采用种法使状态的微织答：垫锻模：3Cr2W18V高温淬火温回火；淬火：M+rR+k回：S回+rR+K曲轴：45钢

热处理：淬火高温回火；淬火：M回：回火S高速车刀：W18Cr4v；球化退火高温火+次回火；淬火：M+K+rR

回火：回火M+未溶K+rR弹簧：60Mn;热理：淬火温回火；淬火：栾晶M+rR回火：回T手锯条：T12：完全淬火温回火淬火：隐晶M+未知K。回火：回M+K19.分说制汽覆许用碳（％）制机零（机主）用碳，造具如刀多高，％的铁合工上少用的因答汽覆盖多事冷变形加冲压出来的所要求很好的塑性变形而低碳钢形成α固溶体是软相，具有很好的塑性变形能力（机器零件既要求强度硬度又要求一定的塑性和耐韧性，即综合性能好3工具钢要受到工件的压力，摩擦力，要求硬度和耐磨性好用Cm的硬度耐（C>1.3时，含有很多的CmCm是脆相。20.指下零最的造料答：1机床床身：灰铁，具有良好的抗震性2汽车板簧弹簧钢因弹簧钢有吸收能量和缓和机械的震荡和冲击作用3凸轮轴：调制钢高的屈服强度和疲劳极限，良好的冲击韧性和塑性轴的表面和局部有一定的耐磨性4铣刀：速钢，广泛用于制造尺寸打切削速度大，负荷重及工作温度高的各种加工工具5丝模；冷作模具用钢，有更高的耐磨性较高的韧性21.说下钢代的义

1）钢

为1.3%2）钢）Cr12MoV合金工具钢承钢含Cr=1.2%,MoV<1.5%4）Q450:普通碳素钢屈服强度是5HT100灰铸铁最低抗拉强度是100MPa6QT100-17:球墨铸铁

抗拉强度100MPaδ=17%7)45:优碳素结构钢含碳量0.45%,HT100(灰铸)抗拉强度>=100MPa860Si2Mn；T12；10）22.现20CrMnTi钢制的车轮其工艺线：造-处-加工热理精工试析次处工名及用答：热处1正火或调质，细化晶粒，消除锻后缺陷组织，为后续热处理作准备，有利于车削加工；热处理2渗碳淬火+温回火，提高表面硬度、耐磨性，延长使用寿命，保持心部韧性23.合钢热理艺C钢比什不?答：合金钢是碳钢中加入了合金元素，因为合金元素扩散比c慢得多，匀化时间比较长，所以合金钢加热处理时的：保时间比碳钢的长，2.度高，3.度小，4.热、预冷（减少高温停留时间，防止氧化和脱碳）24.工上铁料见腐破类主有几？答：一般腐蚀（连续腐蚀：一般腐蚀，金属露表面发生面积的较为均匀的腐蚀，虽降低构件受力有效面积及其使用寿命但比局部腐蚀的危害性小(2)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。晶间腐蚀位A不锈钢主要腐蚀形式，这是由于晶界区域与晶内成分或应力有差别。引起晶界区域电极电势显著降低而造成的电极电势的差别所致(3)点腐蚀：生在金属表面局部区域的一种腐蚀破坏形式产生原因：在介质的作用下，金属表面钝化膜受到局部损坏而造成的，或者在含有Crl的质中材料表面缺陷疏松及非金属夹杂物等都可引起点腐蚀。点腐蚀形成后能迅速地向深处发展，最后穿透金属。点腐蚀危害性很大，尤其是对各种容器是极为不利的。出现点腐蚀后应及时磨光或涂漆，以避免腐蚀加深(4)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。在氮化物，碱性氮氧化物或其他水溶性介质中常发生应力腐蚀，在许多设备的事故中占相当大的比例(5腐蚀疲劳：属在腐蚀介质及变应力作用下发生的破坏.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，它没有一点的疲劳极限，随着循环次数的增加，疲劳强度值是下降的。25.在料中40Cr,20CrMnTi,GCr15,Cr12MoV,60Si2Mn,4CrB,现要作冲，轮轴轴，金具，选材并明采何热理使用态的微织冷模Cr12MoV热处理方法：铸造+锻造球退化+火回火铸造组织，锻造淬化K球化退化：淬：M+K+rR；火：回火S+K+rR;65Mn:热理，淬火+中温回火；淬火：栾晶M+rR回：回火凸轮,轴40Cr热理：淬高温回火，淬火：；回火：回火S轴:GCr15热处理球退火淬火低温回火球化退火粒状淬隐晶M+K+Rr;回火：回火T合刃钢：球化火淬火回火；淬火：隐晶M+K；火：回火26.用W18Cr4V钢制盘铣试排加工的的画出热理艺线回下问2用下的微织什3W,Cr,V合金元的要用什（4W18Cr4V的Aan在在800左右淬加温在1200-1250℃火热度什这么？（）用℃三回为么能一长间回代？答1工艺曲线：下料-锻造化退火-加工-火-次回火砂-削-汽处理图）球化退火：既调整硬度便于切削加工，又调整组织为淬火作准备；淬火：提高材料硬度强度；回火：尽可能减少rR，并使钢在回火程中获得高的热硬性（组织：回火M+细小分布均匀的K+量Rr(3)W:提高钢的硬性，减少过热敏感性，提高强度，硬度，耐磨性Cr：增加的淬透性，改善耐磨性，提高硬度V显著阻碍r晶长大VC-1200℃左右开始明显溶解硬度，耐磨性，韧性提高，引起二次硬化）速钢的淬火加热温度尽量高些样可以使较多的（提刃具热硬性的元素融入奥氏体中1000℃以上加热淬火W,V在奥氏体中溶解度急增加；在1300左右加热，各合金元素在奥氏体中的溶解度也大为增加27.W18Cr4V钢的火热度达1280℃若一工钢Ac1+(30-50℃)方来定其火热度淬后W18Cr4V制的刃能达要的能为么用制造盘铣，最热理艺曲？分淬特和火点答1不能达到要求，温度较低，不能使足够的合金元素融入奥氏体，使其达到不到所要求的性能（2回火：三次回火：第一次：只对淬火起回火作用，在回火却过程中发生的转变，同时产新的内应力；第二次：没有彻底转变rR继续发生新的转变，有产生新的内应力；第三次：因高速钢的Ms和Mf点很低，淬火rR多大35%三次回火后仍保1-2%，与此同时，K出量增多，产生二次硬化现象，提高了刃具使用性能28.T18淬火分别在200℃，400℃600℃回火又得到什么织？答：200℃回火M，400回火T，600℃回S29.Cr12MoV钢什钢Cr12MoV作一莱体，什铸后经成铸？该常热理艺什？到么织答1合金工具钢（足够的韧性和疲劳抗力，热处理变形小钢的淬透性，淬火回火的硬度，耐磨性，强度均Cr12高。力学性能：硬度：退火255-207HB压痕直3.8-4.2mm淬=58HRC化K莱氏体钢铸造后易形成大块（片）状K锻造淬化K降低脆性，提高钢的使用性能（）热处理a.淬火950-1000油冷b.火℃，回火2h（组织：细粒状次硬化，低温淬火（℃）+温回火b.二次硬化：高温淬火1115-1118℃+温回火30.说下零的火回温，火得的织硬度答145钢小轴840℃淬火+500℃回火右回火（2）60钢弹簧淬火+380℃回42HRC左右，回火T3T12钢800℃淬火200℃回火，62HRC左右，回火M31.A形成元扩γ区，稳体F形元缩γ区但了Co、Al等少元外几所Me都“C曲右，了定冷A体作，何解?答：C曲线右移动，即减慢珠光体类型转变产物的形成速度，使马氏体转变速度下降，而是rR升高，进而保持过冷A的稳定性32.对般构的分计，考其MS点不太，为么答：对于结构钢的成分设计时需要加入合金元素，使Ms下降，则会增加量时钢的硬度下降，疲劳抗力下降，所以要考虑不能太低。33.为么对的温火定有好作？答：以显著减慢M的分解速度，、Fe的结合力于FeC的结合力，则Si对钢的低回火稳定性有很好的作用。34.有零为么经调处，不接火？答：有些零件需