金屬材料學課程習題

1、第一章 鋼的合金化概論1.為什么說鋼中的S、P雜質(zhì)元素在一般情況下總是有害的？答：S、P會導致鋼的熱脆和冷脆，并且容易在晶界偏聚，導致合金鋼的第二類高溫回火脆性，高溫蠕變時的晶界脆斷。S能形成FeS，其熔點為989，鋼件在大于1000的熱加工溫度時FeS會熔化，所以易產(chǎn)生熱脆；P能形成Fe3P，性質(zhì)硬而脆，在冷加工時產(chǎn)生應力集中，易產(chǎn)生裂紋而形成冷脆。2.鋼中的碳化物按點陣結(jié)構(gòu)分為哪兩大類？各有什么特點？答：簡單點陣結(jié)構(gòu)和復雜點陣結(jié)構(gòu)。簡單點陣結(jié)構(gòu)的特點：硬度較高、熔點較高、穩(wěn)定性較好；復雜點陣結(jié)構(gòu)的特點：硬度較低、熔點較低、穩(wěn)定性較差。3.簡述合金鋼中碳化物形成規(guī)律。答：當rC/rM0.59

2、時，形成復雜點陣結(jié)構(gòu)；當rC/rM400，Me開始重新分布。非K形成元素仍在基體中，K形成元素逐步進入析出的K中，其程度取決于回火溫度和時間。6.有哪些合金元素強烈阻止奧氏體晶粒的長大？阻止奧氏體晶粒長大有什么好處？答：Ti、Nb、V等強碳化物形成元素（好處）：能夠細化晶粒，從而使鋼具有良好的強韌度配合，提高了鋼的綜合力學性能。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？答：在結(jié)構(gòu)鋼中，提高馬氏體淬透性作用顯著的元素從大到小排列：Mn、Mo、Cr、Si、Ni等。作用：一方面可以使工件得到均勻而良好的力學性能，滿足技術要求；另一方面，在淬火時，可選用比較緩和的冷卻介質(zhì)，以減小工

3、件的變形與開裂傾向。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？答：提高回火穩(wěn)定性的合金元素：Cr、Mn 、Ni、Mo、W、V、Si作用：提高鋼的回火穩(wěn)定性，可以使得合金鋼在相同的溫度下回火時，比同樣碳含量的碳鋼具有更高的硬度和強度；或者在保證相同強度的條件下，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；與回火后冷速無關；斷口為晶界脆斷。產(chǎn)生原因：鋼在200-350回火時，F(xiàn)e3C薄膜在奧氏體晶界形成，削弱了晶界強度；雜質(zhì)元素P、S、Bi等偏聚晶界，降低了晶界的結(jié)

4、合強度。防止措施：降低鋼中雜質(zhì)元素的含量；用Al脫氧或加入Nb（鈮）、V、Ti等合金元素細化奧氏體晶粒；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。產(chǎn)生原因：鋼在450-650回火時，雜質(zhì)元素Sb、S、As或N、P等偏聚于晶界，形成網(wǎng)狀或片狀化合物，降低了晶界強度。高于回火脆性溫度，雜質(zhì)元素擴散離開了晶界或化合物分解了；快冷抑制了雜質(zhì)元素的擴散。防止措施：降低鋼中的雜質(zhì)元素；加入能細化A晶粒的元素（Nb、V、Ti）加入適量的Mo、W元素；避免在第二類回火脆性溫度范圍回火。10.就合金元素對鐵素體力學性能、碳

5、化物形成傾向、奧氏體晶粒長大傾向、淬透性、回火穩(wěn)定性和回火脆性等幾個方面總結(jié)下列元素的作用：Si、Mn、Cr、Mo、W、V、Ni。答：Si：Si是鐵素體形成元素，固溶強化效果顯著；（強度增加，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，如果以化合物形式存在，則阻止奧氏體晶粒長大，從而細化A晶粒，同時增大了鋼的強度和韌性；Si提高了鋼的淬透性，使工件得到均勻而良好的力學性能。在淬火時，可選用比較緩和的冷卻介質(zhì)，以減小工件的變形與開裂傾向。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。M

6、n:Mn強化鐵素體，在低合金普通結(jié)構(gòu)鋼中固溶強化效果較好；（強度增加，韌性減?。㎝n是奧氏體形成元素，促進A晶粒長大，增大鋼的過熱敏感性；Mn使A等溫轉(zhuǎn)變曲線右移，提高鋼的淬透性；Mn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促進有害元素在晶界上的偏聚，增大鋼回火脆性的傾向。Cr：Cr是鐵素體形成元素，固溶強化效果顯著；（強度增加，韌性減小）Cr是碳化物形成元素，能細化晶粒，改善碳化物的均勻性；Cr阻止相變時碳化物的形核長大，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促進雜質(zhì)原子偏聚，增大回火脆性傾向；Mo:（W類似于Mo）是鐵素

7、體形成元素，固溶強化效果顯著；（強度增加，韌性減小）是較強碳化物形成元素，所以能細化晶粒，改善碳化物的均勻性，大大提高鋼的回火穩(wěn)定性；阻止奧氏體晶粒長大，細化A晶粒，同時增大了鋼的強度和韌性；能提高鋼的淬透性，使工件得到均勻而良好的力學性能。在淬火時，可選用比較緩和的冷卻介質(zhì)，以減小工件的變形與開裂傾向。能有效地抑制有害元素的偏聚，是消除或減輕鋼第二類回火脆性的有效元素。V:（Ti、Nb類似于V）是鐵素體形成元素，固溶強化效果顯著；（強度增加，韌性減?。┦菑娞蓟镄纬稍?，形成的VC質(zhì)點穩(wěn)定性好，彌散分布，能有效提高鋼的熱強性和回火穩(wěn)定性；阻止A晶粒長大的作用顯著，細化A晶粒，同時增大了鋼的強

8、度和韌性；提高鋼的淬透性，消除回火脆性。Ni:是奧氏體形成元素，促進晶粒長大，增大鋼的過熱敏感性；（強度增加，韌性增加）是非碳化物形成元素，增大鋼中的碳活度，所以含Ni鋼的脫C傾向和石墨化傾向較大；對A晶粒長大的影響不大；能提高鋼的淬透性，使工件得到均勻而良好的力學性能。在淬火時，可選用比較緩和的冷卻介質(zhì)，以減小工件的變形與開裂傾向。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；促進鋼中有害元素的偏聚，增大鋼的回火脆性?？偨Y(jié)：SiMnCrMoWVNiF的力學性能增加強度，減小韌性增加強度、韌性同上增加強度，減小韌性同上同上增加強度、韌性K形成傾向非K形成元素弱K形成元素中強K形成元素

9、中強K形成元素中強K形成元素強K形成元素非K形成元素A晶粒長大傾向細化促進阻礙作用中等阻礙作用中等阻礙作用中等大大阻礙影響不大淬透性增加增加增加增加增加增加增加回火穩(wěn)定性提高低溫回火提高提高提高提高提高影響不大回火脆性推遲低溫回脆，促進高溫回脆促進促進大大降低降低降低促進11.根據(jù)合金元素在鋼中的作用，從淬透性、回火穩(wěn)定性、奧氏體晶粒長大傾向、韌性和回火脆性等方面比較下列鋼號的性能：40Cr、40CrNi、40CrMn、40CrNiMo答：淬透性：40CrNiMo40CrMn 40CrNi 40Cr （因為在結(jié)構(gòu)鋼中，提高馬氏體淬透性作用顯著的元素從大到小排列：Mn、Mo、Cr、Si、Ni，而

10、合金元素的復合作用更大。）回火穩(wěn)定性：40CrNiMo40CrMn 40CrNi 40Cr 奧氏體晶粒長大傾向：40CrMn40Cr 40CrNi 40CrNiMo 韌性：40CrNiMo40CrNi40CrMn40Cr（Ni能夠改善基體的韌度）回火脆性：40CrNi40CrMn40Cr40CrNiMo（Mo降低回火脆性）12.為什么W、Mo、V等元素對珠光體轉(zhuǎn)變阻止作用大，而對貝氏體轉(zhuǎn)變影響不大？答：對于珠光體轉(zhuǎn)變，不僅需要C的擴散和重新分布，而且還需要W、Mo、V等K形成元素的擴散，而間隙原子碳在A中的擴散激活能遠小于W、Mo、V等置換原子的擴散激活能，所以W、Mo、V等K形成元素擴散是珠

11、光體轉(zhuǎn)變時碳化物形核的控制因素。V主要是通過推遲碳化物形核與長大來提高過冷奧氏體的穩(wěn)定性W、Mo除了推遲碳化物形核與長大外，還增大了固溶體原子間的結(jié)合力、鐵的自擴散激活能，減緩了C的擴散。貝氏體轉(zhuǎn)變是一種半擴散型相變，除了間隙原子碳能作長距離擴散外，W、Mo、V等置換原子都不能顯著地擴散。W、Mo、V增加了C在y相中的擴散激活能，降低了擴散系數(shù)，推遲了貝氏體轉(zhuǎn)變，但作用比Cr、Mn、Ni小。13.為什么鋼的合金化基本原則是“復合加入”？試舉兩例說明合金元素復合作用的機理。答：因為合金元素能對某些方面起積極的作用，但許多情況下還有不希望的副作用，因此材料的合金化設計都存在不可避免的矛盾。合金元素

12、有共性的問題，但也有不同的個性。不同元素的復合，其作用是不同的，一般都不是簡單的線性關系，而是相互補充，相互加強。所以通過合金元素的復合能夠趨利避害，使鋼獲得優(yōu)秀的綜合性能。例子：Nb-V復合合金化：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A晶粒的長大，而V的作用主要是沉淀析出強化。Mn-V復合：Mn有過熱傾向，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VC溶點降低，從而在淬火溫度下VC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

13、對于40Mn2和42Mn2V，后者的淬透性稍大，為什么？答：釩和碳、氨、氧有極強的親和力，與之形成相應的穩(wěn)定化合物。釩在鋼中主要以碳化物的形式存在。其主要作用是細化鋼的組織和晶粒，降低鋼的強度和韌性。當在高溫溶入固溶體時，增加淬透性；反之，如以碳化物形式存在時，降低淬透性。15.怎樣理解“合金鋼與碳鋼的強度性能差異，主要不在于合金元素本身的強化作用，而在于合金元素對鋼相變過程的影響。并且合金元素的良好作用，只有在進行適當?shù)臒崽幚項l件下才能表現(xiàn)出來”？16.合金元素提高鋼的韌度主要有哪些途徑？答：細化奧氏體晶粒-如Ti、V、Mo提高鋼的回火穩(wěn)定性-如強K形成元素改善基體韌度-Ni細化碳化物-適量

14、的Cr、V降低或消除鋼的回火脆性W、Mo在保證強度水平下，適當降低含碳量，提高冶金質(zhì)量通過合金化形成一定量的殘余奧氏體17.40Cr、40CrNi、40CrNiMo鋼，其油淬臨界淬透直徑Dc分別為25-30mm、40-60mm、60-100mm，試解釋淬透性成倍增大的現(xiàn)象。答：在結(jié)構(gòu)鋼中，提高馬氏體淬透性作用顯著的元素從大到小排列：Mn、Mo、Cr、Si、Ni等。Cr、Ni、Mo都能提高淬透性，40Cr、40CrNi、40CrNiMo單一加入到復合加入，淬透性從小到大。較多的Cr和Ni的適當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.鋼的強化機制有哪些？為什么一般鋼的強化工

15、藝都采用淬火-回火？答：四種強化機制：固溶強化、位錯強化、細晶強化和第二相彌散強化。因為淬火+回火工藝充分利用了細晶強化,固溶強化、位錯強化、第二相強化這四種強化機制。 (1)淬火后獲得的馬氏體是碳在-Fe 中的過飽和間隙固溶體,碳原子起到了間隙固溶強化效應。(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)生了細晶強化作用。(3)淬火形成馬氏體時，馬氏體中的位錯密度增高，從而產(chǎn)生位錯強化效應。(4)淬火后回火時析出的碳化物造成強烈的第二相強化，同時也使鋼的韌性得到了改善。綜上所述：無論是碳鋼還是合金鋼，在淬火-回火時充分利用了強化材料的四種機制，從而使鋼的機械性能的潛力得到了充分

16、的發(fā)揮。所以獲得馬氏體并進行相應的回火是鋼的最經(jīng)濟最有效的綜合強化手段。19.試解釋40Cr13已屬于過共析鋼，而Cr12鋼中已經(jīng)出現(xiàn)共晶組織，屬于萊氏體鋼。答：因為Cr屬于封閉y相區(qū)的元素，使S點左移，意味著共析碳量減小，所以鋼中含有Cr12%時，共析碳量小于0.4%，所以含0.4%C、13%Cr的40Cr13不銹鋼就屬于過共析鋼。Cr使E點左移，意味著出現(xiàn)萊氏體的碳含量減小。在Fe-C相圖中，E點是鋼和鐵的分界線，在碳鋼中是不存在萊氏體組織的。但是如果加入了12%的Cr，盡管含碳量只有2%左右，鋼中卻已經(jīng)出現(xiàn)了萊氏體組織。20.試解釋含Mn稍高的鋼易過熱；而含Si的鋼淬火加熱溫度應稍高，且

17、冷作硬化率較高，不利于冷變形加工。答：Mn是奧氏體形成元素，降低鋼的A1溫度，促進晶粒長大，增大鋼的過熱敏感性；Si是鐵素體形成元素，提高了鋼的A1溫度，所以含Si鋼往往要相應地提高淬火溫度。冷作硬化率高，材料的冷成型性差。合金元素溶入基體，點陣產(chǎn)生不同程度的畸變，使冷作硬化率提高，鋼的延展性下降。21.什么叫鋼的內(nèi)吸附現(xiàn)象？其機理和主要影響因素是什么？答：合金元素溶入基體后，與晶體缺陷產(chǎn)生交互作用，使這些合金元素發(fā)生偏聚或內(nèi)吸附，使偏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。機理：從晶體結(jié)構(gòu)上來說，缺陷處原子排列疏松、不規(guī)則，溶質(zhì)原子容易存在；從體系能量角度上分析，溶

18、質(zhì)原子在缺陷處的偏聚，使系統(tǒng)自由能降低，符合自然界最小自由能原理。從熱力學上說，該過程是自發(fā)進行的，其驅(qū)動力是溶質(zhì)原子在缺陷和晶內(nèi)處的畸變能之差。影響因素：溫度：隨著溫度的下降，內(nèi)吸附強烈；時間：通過控制時間因素來控制內(nèi)吸附；缺陷類型：缺陷越混亂，畸變能之差越大，吸附也越強烈；其他元素：不同元素的吸附作用是不同的，也有優(yōu)先吸附的問題；點陣類型：基體的點陣類型對間隙原子有影響。22.試述鋼中置換固溶體和間隙固溶體形成的規(guī)律答：置換固溶體的形成的規(guī)律：決定組元在置換固溶體中的溶解度因素是點陣結(jié)構(gòu)、原子半徑和電子因素，無限固溶必須使這些因素相同或相似.Ni、Mn、Co與y-Fe的點陣結(jié)構(gòu)、原子半徑和

19、電子結(jié)構(gòu)相似，即無限固溶；Cr、V與-Fe的點陣結(jié)構(gòu)、原子半徑和電子結(jié)構(gòu)相似，形成無限固溶體；Cu和-Fe點陣結(jié)構(gòu)、原子半徑相近，但電子結(jié)構(gòu)差別大有限固溶；原子半徑對溶解度影響：R8%，可以形成無限固溶；15%，形成有限固溶；15%，溶解度極小。間隙固溶體形成的規(guī)律：間隙固溶體總是有限固溶體，其溶解度取決于溶劑金屬的晶體結(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；同一溶劑金屬不同的點陣結(jié)構(gòu)，溶解度是不同的，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晶粒鋼中，偏聚元素的偏聚程度有什么不同？24.試

20、述金屬材料的環(huán)境協(xié)調(diào)性設計的思路答：金屬材料的使用，不僅要考慮產(chǎn)品的性能要求，更應考慮材料在生命周期內(nèi)與環(huán)境的協(xié)調(diào)性。將LCA方法應用到材料設計過程中產(chǎn)生的新概念，它要求在設計時要充分兼顧性能、質(zhì)量、成本和環(huán)境協(xié)調(diào)性，從環(huán)境協(xié)調(diào)性的角度對材料設計提出指標及建議。盡量不使用環(huán)境協(xié)調(diào)性不好的元素，即將枯竭性元素和對生態(tài)環(huán)境及人體有害作用的元素。25.什么叫簡單合金、通用合金？試述其合金化設計思想及其意義。答：簡單合金：組元組成簡單的合金系。設計化思想：通過選擇適當?shù)脑兀缓泻υ?、不含枯竭元素和控制熱加工工藝來改變材料的性能。簡單合金在成分設計上有幾個特點：合金組元簡單，再生循環(huán)過程中容易分選

21、；原則上不加入目前還不能精煉方法除去的元素；盡量不適用環(huán)境協(xié)調(diào)性不好的合金元素。意義：不含對人體及生態(tài)環(huán)境有害的元素，不含枯竭性元素，并且主要元素在地球上的儲量相當大，并且容易提取。所生產(chǎn)的材料既具有良好的力學性能，又有好的再生循環(huán)性。通用合金：是指通過調(diào)整元素含量能在大范圍內(nèi)改變材料性能，且元素數(shù)最少的合金系。設計思想：合金的種類越多，再生循環(huán)就越困難。最理想的情況是所有金屬制品用一種合金系來制造，通過改變成分配比改變材料性能。意義：這種通用合金能滿足對材料要求的通用性能，如耐熱性、耐腐蝕性和高強度等。合金在具體用途中的性能要求則可以通過不同的熱處理等方法來實現(xiàn)。通過調(diào)整成分配比開發(fā)出性能更

22、加優(yōu)異、附加值更高的再生材料。26.與碳素鋼相比，一般情況下合金鋼有哪些主要優(yōu)缺點？答：優(yōu)點：晶粒細化、淬透性高、回火穩(wěn)定性好；缺點：合金元素的加入使鋼的冶煉以及加工工藝性能比碳素鋼差，價格也較為昂貴。而且回火脆性傾向也較大。第二章 工程結(jié)構(gòu)鋼1.敘述構(gòu)件用鋼一般的服役條件、加工特點和性能要求。答：服役條件：工程結(jié)構(gòu)件長期受靜載；互相無相對運動受大氣（海水）的侵蝕；有些構(gòu)件受疲勞沖擊；一般在-50100范圍內(nèi)使用；加工特點：焊接是構(gòu)成金屬結(jié)構(gòu)的常用方法；一般都要經(jīng)過如剪切、沖孔、熱彎、深沖等成型工藝。性能要求：足夠的強度與韌度（特別是低溫韌度）；良好的焊接性和成型工藝性；良好的耐腐蝕性；2.低

23、碳鋼中淬火時效和應變時效的機理是什么？對構(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，在放置過程中，強度、硬度上升，塑性、韌性下降，韌脆轉(zhuǎn)變溫度上升，這種現(xiàn)象分別稱為淬火時效和應變時效。產(chǎn)生的原因：C、N等間隙原子偏聚或內(nèi)吸附于位錯等晶體缺陷處。提高硬度、降低塑性和韌度。危害：在生產(chǎn)中的彎角、卷邊、沖孔、剪裁等過程中產(chǎn)生局部塑形變形的工藝操作，由于應變時效會使局部地區(qū)的斷裂抗力降低，增加構(gòu)件脆斷的危險性。應變時效還給冷變形工藝造成困難，往往因為裁剪邊出現(xiàn)裂縫而報廢。3.為什么普低鋼中基本上都含有不大于2.0%w(Mn)？答：加入Mn有固溶強化作用，每1%Mn能夠使屈服強度增加33

24、MPa。但是由于Mn能降低A3溫度，使奧氏體在更低的溫度下轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體而有輕微細化鐵素體晶粒的作用。Mn的含量過多時，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？答：鋼中的主要合金元素是保證在較寬的冷卻速度范圍內(nèi)獲得以貝氏體為主的組織。當Mo大于0.3%時，能顯著推遲珠光體的轉(zhuǎn)變，而微量的B在奧氏體晶界上有偏析作用，可有效推遲鐵素體的轉(zhuǎn)變，并且對貝氏體轉(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？答：微合金化鋼是指化學成分規(guī)范上明確列入需加入一種或幾種碳氮化物形

25、成元素的鋼中。作用：Nb、V、Ti單元或復合是常用的，其作用主要有細化晶粒組織和析出強化。微合金元素通過阻止加熱時奧氏體晶粒長大和抑制奧氏體形變再結(jié)晶這兩方面作用可使軋制后鐵素體晶粒細化，從而具有較好的強韌度配合。6.在汽車工業(yè)上廣泛應用的雙相鋼，其成分、組織和性能特點是什么？為什么能在汽車工業(yè)上得到大量應用，發(fā)展很快？答：主要成分： 0.2%C，1.21.5%Si，0.81.5%Mn，0.45%Cr，0.4%Mo，少量V 、Nb、Ti。（質(zhì)量分數(shù)）組織：F+M組織，F(xiàn)基體上分布不連續(xù)島狀混合型M（20%）。 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：低s，且是連續(xù)屈

26、服，無屈服平臺和上、下屈服；均勻塑變能力強，總延伸率較大，冷加工性能好；加工硬化率n值大，成型后s可達500700MPa。因為雙相鋼具有足夠的沖壓成型性，而且具備良好的塑性、韌度，一定的馬氏體還可以保證提高鋼的強度。7.在低合金高強度工程結(jié)構(gòu)鋼中大多采用微合金元素（Nb、V、Ti等），它們的主要作用是什么？答：Nb、V、Ti單元或復合是常用的，其作用主要有細化晶粒組織和析出強化。微合金元素通過阻止加熱時奧氏體晶粒長大和抑制奧氏體形變再結(jié)晶這兩方面作用可使軋制后鐵素體晶粒細化，從而具有較好的強韌度配合。8.什么是熱機械控制處理工藝？為什么這種工藝比相同的成分普通熱軋鋼有更高的力學綜合性能？第三章

27、 機械制造結(jié)構(gòu)鋼第六章 耐熱鋼1.在耐熱鋼的常用合金元素中，哪些是抗氧化元素？哪些是強化元素？哪些是奧氏體形成元素？說明其作用機理。答：Cr：提高鋼抗氧化性的主要元素，Cr能形成附著性很強的致密而穩(wěn)定的氧化物Cr2O3，提高鋼的抗氧化性。Al：是提高鋼抗氧化性的主要元素，含鋁的耐熱鋼在其表面上能形成一層保護性良好的Al2O3膜，它的抗氧化性能優(yōu)于Cr2O3膜。Si：是提高抗氧化性的輔助元素，效果比Al還要有效。高溫下，在含硅的耐熱鋼表面上形成一層保護性好、致密的SiO2膜。鋼中含硅量達12時，就有較明顯的抗氧化效果。Mo、W：是提高低合金耐熱鋼熱強性能的重要元素，Mo溶入基體起固溶強化作用，能提高鋼的再結(jié)晶溫度，也能析出穩(wěn)定相，從而提高熱強性。W的作用于Mo相似。Ti、Nb、V：是強碳化物形成元素，能形成穩(wěn)定的碳化物，提高鋼的松弛穩(wěn)定性，也提高熱強性。當鋼中有Mo、Cr等元素時，能促進這些元素進入固溶體，提高高溫強度。Ni：是奧氏體形成元素，獲得奧氏體組織。2