金屬材料學(xué)-題庫(kù)(2)

1、材料0801第1章 鋼的合金化概論1、什么是合金元素？鋼中常用的合金元素有哪些？ 為合金化目的加入其含量有一定范圍的元素稱為合金元素。Si,Mn,Cr,Ni,W,Mo,V,Ti,Nb,Al,Cu,B等。2、哪些是奧氏體形成元素？哪些是鐵素體形成元素？ 在-Fe中有較大溶解度并穩(wěn)定固溶體的元素稱為奧氏體形成元素：Ni、Mn、Co，C、N、Cu；無(wú)限互溶，有限溶解。 在-Fe中有較大溶解度并穩(wěn)定固溶體的元素稱為鐵素體形成元素：Cr、V，W、Mo、Ti。3、合金元素在鋼中的存在形式有哪幾種？ 固溶體、化合物、游離態(tài)。（其中，化合物分為：碳化物、金屬間化合物、非金屬夾雜物）4、哪些是碳化物形成元素？哪

2、些是非碳化物形成元素？ Zr、Ti、Nb、V；W、Mo、Cr；Mn、Fe（強(qiáng)-弱） 非K：Ni、Si、Al、Cu。5、鋼中的碳化物按點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)分為哪幾類？各有什么特點(diǎn)？什么叫合金滲碳體？特殊碳化物？ 1）簡(jiǎn)單點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)：M2C、MC。又稱間隙相。 特點(diǎn)：硬度高，熔點(diǎn)高，穩(wěn)定性好。 復(fù)雜點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)：M23C6 、M7C3 、M3C。 特點(diǎn)：硬度、熔點(diǎn)較低，穩(wěn)定性較差。 2）合金滲碳體：當(dāng)合金元素含量較少時(shí)，溶解于其他碳化物，形成復(fù)合碳化物，即多元合金碳化物。如Mo，W，Cr含量較少時(shí)，形成合金滲碳體。 3）特殊碳化物：隨著合金元素含量的增加，碳化物形成了自己的特殊碳化物。VC，Cr7C3，Cr23C6

3、。6、合金鋼中碳化物形成規(guī)律。 1、K類型的形成 K類型與Me的原子半徑有關(guān)。rc/rMe 0.59 復(fù)雜點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，如Cr、Mn、Fe 。 Me量少時(shí)，形成復(fù)合K，如（Cr, M）23C6型 。2、相似者相溶 形成碳化物的元素在晶體結(jié)構(gòu)，原子尺寸和電子因素都相似，則兩者碳化物完全互溶，否則就有限互溶3、強(qiáng)碳化物形成元素優(yōu)先與碳結(jié)合形成碳化物。4、Nm/Nc比值決定了K類型 5、碳化物穩(wěn)定性越好，溶解越難，析出越難，聚集長(zhǎng)大也越難。7、合金元素對(duì)鐵碳平衡相圖的影響。1對(duì)臨界溫度的影響 a）Ni，Mn，Co，N,Cu，等元素?cái)U(kuò)大A相區(qū)，降低A1，A3點(diǎn) b）其他元素?cái)U(kuò)大F相區(qū)，提高A1，A3點(diǎn) c

4、）大多數(shù)Me使ES線左移，即Acm增加2對(duì)E，S點(diǎn)位置的影響 所有合金元素都使E，S點(diǎn)向左移動(dòng)8、為什么比較重要的大截面的結(jié)構(gòu)零件都必需用合金鋼制造？與碳鋼比較，合金鋼有何優(yōu)點(diǎn)？ 1）因?yàn)榇蠼孛娼Y(jié)構(gòu)零件要求強(qiáng)度，淬透性高，韌度好，碳鋼無(wú)法滿足 2）優(yōu)點(diǎn)：晶粒細(xì)化，淬透性高，回火穩(wěn)定性好，能滿足特殊需要，綜合性能滿足高性能要求。9、合金元素對(duì)奧氏體晶粒長(zhǎng)大的影響？ 1）Ti、Nb、V等強(qiáng)碳化物形成元素阻止奧氏體晶粒長(zhǎng)大的作用顯著，W，Mo作用中等。 2）C、N、B，P等元素促進(jìn)奧氏體晶粒長(zhǎng)大。 3）Mn在低碳鋼中有細(xì)化晶粒作用，在中碳以促進(jìn)晶粒長(zhǎng)大 4）Al，Si量少時(shí)，阻止奧氏體晶粒長(zhǎng)大，含量

5、較大時(shí)，促進(jìn)高溫晶粒長(zhǎng)大 5）非碳化物形成元素對(duì)奧氏體晶粒長(zhǎng)大影響不大10、合金元素對(duì)回火轉(zhuǎn)變的影響? 淬火合金鋼進(jìn)行回火時(shí)，其組織轉(zhuǎn)變與碳鋼相似。但由于合金元素的加入，使其在回火轉(zhuǎn)變時(shí)具有如下特點(diǎn)：()提高淬火鋼的回火穩(wěn)定性 ()產(chǎn)生二次硬化 ()防止第二類回火脆性 一、對(duì)馬氏體分解期的影響低溫回火：C和Me擴(kuò)散較困難，Me影響不大；中溫以上：Me活動(dòng)能力增強(qiáng)，對(duì)M分解產(chǎn)生不同程度影響: 1）Ni、Mn的影響很??；2）K形成元素阻止M分解，其程度與它們與C的親和力大小有關(guān)。這些Me碳活度ac，阻止了滲碳體的析出長(zhǎng)大；3）Si比較特殊：0，鐵素體形成元素，H0.3%的Ni-Cr、Ni-Cr-M

6、o、Ni-Cr-W馬氏體鋼中白點(diǎn)敏感性最大。七、冷成形性 合金元素溶入基體產(chǎn)生不同程度的畸變，冷作硬化率提高，冷成型性下降。P、Si、C等元素提高冷作硬化率，需要冷成型的材料應(yīng)嚴(yán)格控制P、N量，盡可能降低Si、C等量。八、熱壓力加工性 Me溶入基體導(dǎo)致熱壓力加工性能下降。如Mo、W、Cr、V等元素影響較大。 九、切削加工性 不同含C量的鋼要得到較好的切削性，其預(yù)處理是不同的。Al2O3,SiO2,氮化物，復(fù)雜氧化物，硅酸鹽等，硬度高，對(duì)切削不利。Mn，S加入易切削，硒，碲化合物也有利于切削。23怎么理解有些元素（Cr）是鐵素體形成元素，使奧氏體不穩(wěn)定。而對(duì)冷奧氏體的影響又起穩(wěn)定奧氏體作用，使C

7、曲線右移首先它們是鐵素體形成元素，降低A3溫度，提高A4溫度，縮小穩(wěn)定存在區(qū)，但它們也是碳化物形成元素，延長(zhǎng)孕育期時(shí)間，穩(wěn)定奧氏體。24多元少量，復(fù)合作用的合金化原則為何被采用，試舉例說(shuō)明各元素符合作用機(jī)理因?yàn)楹辖鹪啬軐?duì)某些方面起積極的作用，但很多情況下還有不希望的副作用。不同的合金元素，其作用是不同的，一般不是簡(jiǎn)單地線性關(guān)系，而是相互補(bǔ)充，相互加強(qiáng)，所以通過(guò)合金元素的復(fù)合能趨利避害，是剛獲得優(yōu)秀綜合性能。如耐熱鋼鋼中，Mo-Cr-V的復(fù)合作用，Cr提高固溶體電極電位，符合n/8定律；Mo提高原子間結(jié)合力，提高鋼的熱強(qiáng)性；V是強(qiáng)碳化物形成元素，形成的VC穩(wěn)定性好，彌散分布，提高熱強(qiáng)性。多個(gè)元

8、素的復(fù)合作用不是單個(gè)元素的疊加。25、鋼的強(qiáng)化機(jī)制有哪些？為什么一般鋼的強(qiáng)化均用淬火、回火？ 固溶強(qiáng)化、位錯(cuò)強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化、第二相彌散強(qiáng)化。 淬火后得到馬氏體或下貝氏體，強(qiáng)度硬度高，但有殘余奧氏體，回火消除應(yīng)力及脆性，穩(wěn)定工件尺寸，提高韌性。且淬、回火充分利用以上四種強(qiáng)化機(jī)制。26試解釋含Mn稍高的鉻鎳鋼易過(guò)熱，而含Si的鋼淬火加熱溫度應(yīng)稍高。且冷作硬化率較高，不利于冷變形加工。 Mn降低鋼的A1溫度，促進(jìn)晶粒長(zhǎng)大，增大過(guò)熱敏感性Si提高了A1溫度，所以要提高淬火溫度。溶入基體，點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不同程度的畸變，提高了冷作硬化率，硬而脆，不易變形，且一變形便變硬，不利于冷變形加工27、微量元素的作用

9、。鋼中的微合金化元素。有益作用 1）凈化作用 2）變質(zhì)作用 3）改變夾雜物性質(zhì)和形態(tài)4）微合金化有害作用 元素偏析，吸附在晶體缺陷和晶界處，影響剛的性能（塑韌性，熱塑性，焊接性等）常用微合金化元素：B,N,V,Ti,Zr,Nb,RE;28、提高韌性的合金化途徑。 1）細(xì)化晶粒、組織 2）提高鋼的回火穩(wěn)定性 3）改善基體韌度 4）細(xì)化碳化物 5）降低或消除鋼的回火脆性 6）在保證強(qiáng)度水平下，適當(dāng)降低碳含量7）提高冶金質(zhì)量。8）通過(guò)合金化形成一定量殘余奧氏體，利用穩(wěn)定的殘余奧氏體提高韌度29怎樣理解“合金鋼與碳素鋼的強(qiáng)度性能差異，主要不在于合金元素本身的強(qiáng)化作用，而在于合金元素對(duì)鋼相變過(guò)程的影響，

10、且合金元素的良好作用，只有在適當(dāng)?shù)臒崽幚項(xiàng)l件下才能表現(xiàn)出來(lái)?！碧峋V【合金的主要作用：a.產(chǎn)生相變，如擴(kuò)大某個(gè)相區(qū)（奧氏體區(qū)）以得到某種對(duì)應(yīng)的特殊性能.b.細(xì)化晶粒，改善機(jī)械性能，如缺口敏感性、淬透性。c.改變熱處理工藝，如提高鋼材的熱處理組織的穩(wěn)定性，降低熱處理溫度、縮短熱處理時(shí)間、提高熱處理質(zhì)量。】 從強(qiáng)化機(jī)制分析。第2章 鋼的編號(hào)方法寫(xiě)出下列鋼號(hào)的類屬、碳和合金元素的含量：15Mn：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，較高M(jìn)n量，0.15%C；16Mn：低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼，0.16%C；20g：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，鍋爐用，0.2%C；T10A：高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼，1%C；65Mn：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，較高M(jìn)n量，0.

11、65%C；18Cr2Ni4W：合金結(jié)構(gòu)鋼，0.18%C，2%Cr，4%Ni，W1.5%；25CrMnTiBRe：合金結(jié)構(gòu)鋼，0.25%C，其余1.5%;30CrMnSi:合金結(jié)構(gòu)鋼，0.3%C，其余1.5%;50CrV:合金結(jié)構(gòu)鋼，0.5%C，其余=1.0%；5CrNiMo：合金工具鋼，0.5%C，其余1.5%;GCr15：滾動(dòng)軸承鋼，1.5%Cr；W6Mo5Cr4V2：高速工具鋼，合金元素百分含量；00Cr18Ni10：不銹鋼，“00”表示=0.03%，“0”表示可使彈簧鋼具有一定的沖擊韌度，較高的彈性極限、屈強(qiáng)比和最高的疲勞強(qiáng)度。14、為什么滾動(dòng)軸承鋼的含C量均為高C？滾動(dòng)軸承鋼中常含有哪

12、些合金元素？各起什么作用？為什么Cr量限制在一定范圍？ 1）C是軸承鋼中主要強(qiáng)化元素，軸承鋼含碳量一般較高，以提高鋼的耐磨性。滾動(dòng)軸承的工作條件極度苛刻，基本上在高負(fù)荷，高轉(zhuǎn)速和高靈敏條件下工作。所以應(yīng)具有高的抗壓強(qiáng)度和抗疲勞強(qiáng)度，有一定的韌性、塑性、耐磨性和耐蝕性，鋼的內(nèi)部組織、成分均勻，熱處理后有良好的尺寸穩(wěn)定性。故用含碳0.951.10。 2）Cr 是形成碳化物的主要元素。鉻可提高鋼的回火穩(wěn)定性、淬透性和組織均勻性。還能增加鋼的耐蝕能力。Si、提高淬透性，提高回火穩(wěn)定性 Mn提高淬透性，可改善滲碳層性能，提高過(guò)熱敏感性 Mo細(xì)化晶粒，降低回火脆性Mn提高淬透性，還可以和鋼中S生產(chǎn)穩(wěn)定的M

13、nS,硫化物常能包圍氧化物，形成以氧化物為核心的復(fù)合夾雜物，減輕氧化物對(duì)鋼的危害作用。 3）Cr含量的范圍為0.4%-1.65%，Cr含量高時(shí)，淬火后殘余奧氏體增多，降低韌度和尺寸穩(wěn)定性。含量低時(shí)，顯著降低沖擊韌度。15、滾動(dòng)軸承鋼的主要性能要求是什么？ 1）高而均勻的硬度和耐磨性； 2）高的接觸疲勞強(qiáng)度； 3）高的彈性極限和一定的韌度； 4）尺寸穩(wěn)定性好； 5）一定的耐蝕性； 6）具有良好的冷、熱加工工藝。16、易切鋼中常加入哪些元素？它們對(duì)提高切削性的作用機(jī)理是什么？ S、Ca、Te、Se、Pb。 S 與Mn在鋼中形成MnS，這類夾雜物能中斷基體金屬的連續(xù)性，在切削時(shí)促使斷削形成小而短的卷

14、曲半徑，易于排出。而且MnS具有潤(rùn)滑作用，其本身硬度低，能減少對(duì)刀具的磨損。但會(huì)降低鋼的橫向塑性及韌性；Ca 形成低熔點(diǎn)的復(fù)合氧化物，高速切削時(shí)，鈣系氧化物附著于切削工具表面起潤(rùn)滑和減磨作用；Te、Se 硒、碲的化合物也有利于提高切削加工性能；Pb 鉛的熔點(diǎn)低，切削時(shí)熔融，降低切削阻力，易斷屑、有潤(rùn)滑作用。17、為獲得好的切削加工性能。低C 鋼，中C鋼和高C鋼各應(yīng)經(jīng)過(guò)什么樣的熱處理，得到是什么樣的金相組織？ 低：正火 鐵素體加珠光體 中：正火 鐵素體加珠光體 高：球化退火 鐵素體加球狀珠光體18、對(duì)低淬鋼來(lái)說(shuō)，從成分上如何保證獲得低淬性？1）限制提高淬透性的元素Mn,Si,Ni,Cr等元素，2

15、）加入強(qiáng)碳化物形成元素Ti，Ti形成的TiC在淬火加熱時(shí)不溶于奧氏體，冷卻時(shí)又成為珠光體相變的核心，降低淬透性19、說(shuō)明合金滲C鋼中，常用合金元素Cr、Mn、Ti、Ni、Mo等對(duì)滲C鋼的工藝性能和機(jī)械性能的作用。Mn,Cr,Ni提高滲碳鋼的淬透性，以使較大尺寸的零件在淬火時(shí)心部能獲得大量的板條馬氏體組織。還可改善滲碳層性能。 Ti,V,W,Mo阻止奧氏體晶粒在高溫滲碳時(shí)長(zhǎng)大，細(xì)化晶粒。20、說(shuō)明20Cr、20CrMnTi、18Cr2Ni4WA鋼的主要性能特點(diǎn)及用途。 1）20Cr：具有較好的綜合性能，冷變形性較好，回火脆性不明顯。滲碳時(shí)有晶粒長(zhǎng)大傾向 多用于制造截面尺寸30mm，負(fù)荷不大的滲碳

16、零件如齒輪，凸輪，滑閥，活塞，襯套，聯(lián)軸節(jié)，止動(dòng)銷(xiāo)等 2）20CrMnTi：是性能良好綜合力學(xué)性能，低溫沖擊韌度高，晶粒長(zhǎng)大傾向小，冷熱加工性能較差用于30mm一下承受高速，中速或重載及承受沖擊的滲碳零件，如齒輪，軸，齒圈，十字頭，離合器軸等3）18Cr2Ni4WA：高淬透性，有良好的強(qiáng)韌性配合，缺口敏感型好，工藝性較差，切削性，磨削性較好一般用做大截面，高強(qiáng)度又需要良好韌度和缺口敏感性很小的重要滲碳件，如齒輪，軸，曲軸，花鍵軸，渦輪，柴油機(jī)噴油嘴等21、說(shuō)明38CrMoAlA鋼中各合金元素的作用。 Cr、Mo元素，主要是提高鋼的淬透性。Mo元素兼有細(xì)化晶粒、消除回火脆性作用。加入Al元素，有

17、兩方面作用：一是Al元素與鋼中極少的N元素形成氮化物AlN，起細(xì)化晶粒作用；二是Al元素與氮化時(shí)表面滲入的N元素在鋼的表面形成氮化物AlN，得到滿意的氮化層。提高鋼表面的疲勞強(qiáng)度、表面硬度、耐磨性、耐蝕性、耐熱性以及抗咬合性。22、生產(chǎn)上某些機(jī)器零件選用工模具鋼制造，可獲得良好的使用性能。試舉例討論哪些機(jī)器零件選用工模具鋼制造可得到滿意的效果，并分析其原因和實(shí)質(zhì)。 對(duì)于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的零部件，常采用超高強(qiáng)度鋼。超高強(qiáng)度鋼具有二次硬化效果，高溫回火彌散析出M7C3、M2C和MC型特殊碳化物。具有較高的中溫強(qiáng)度，在400500溫度范圍使用時(shí)，瞬時(shí)抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度仍然極高23、分別簡(jiǎn)述普低鋼、滲C鋼、

18、低C馬氏體鋼、不銹鋼等鋼類的含C量都較低的原因。1）低合金高強(qiáng)度鋼：C含量過(guò)高，P量增多，P為片狀組織，會(huì)使鋼的脆性增加；C含量增加，會(huì)使C當(dāng)量增大，當(dāng)C當(dāng)量0.47時(shí)，會(huì)使鋼的可焊性變差，不利于工程結(jié)構(gòu)鋼的使用。 2）滲碳鋼：保證淬火時(shí)得到強(qiáng)韌性好的板條狀M組織。（含碳量低，以保證心部有足夠的塑性和韌性，碳高則心部韌性下降。）3）低C馬氏體鋼：保證淬火后獲得板條M組織，有自回火效應(yīng)，能具有高強(qiáng)度同時(shí)兼有良好塑性4）不銹鋼：含碳量低時(shí)，其產(chǎn)生晶格畸變中，高碳馬氏體少，且馬氏體轉(zhuǎn)變溫度高有自回火效應(yīng)，能具有高強(qiáng)度同時(shí)兼有良好塑韌性。如果碳含量增高，會(huì)與Cr形成碳化物，大量消耗Cr含量，使得防腐蝕

19、能力下降。第5章 工具用鋼1、說(shuō)明碳素工具鋼的優(yōu)缺點(diǎn)、用途及淬火方法。1）優(yōu)點(diǎn)：成本低，加工性能好，熱處理簡(jiǎn)單。2）缺點(diǎn)：淬透性低，必須用鹽水或堿水淬火，適合于制造斷面尺寸15mm的工具，變形開(kāi)裂傾向大，工作溫度應(yīng)低于200，組織穩(wěn)定性差且無(wú)熱硬性，綜合性能欠佳。3）用途：制作低速切削的刃具和簡(jiǎn)單的冷沖模。4）不完全淬火+低溫回火。2、試用合金化原理分析說(shuō)明9SiCr、CrWMn鋼的優(yōu)缺點(diǎn)。1） Si和Cr提高淬透性； Si和Cr提高回穩(wěn)性，經(jīng)250回火，硬度仍大于60HRC； 碳化物細(xì)小、分布均勻，不容易崩刃； 采用分級(jí)淬火或等溫淬火處理，變形較??； Si使鋼的脫碳傾向較大，切削加工性能相對(duì)

20、差些。2） Cr、W、Mn復(fù)合作用，有較高淬透性。 殘留奧氏體在1820%，淬火后變形??； 含Cr、W碳化物較多且較穩(wěn)定，晶粒細(xì)小具有高硬度、高耐磨性； 回穩(wěn)性較好，回火溫度超過(guò)250，硬度才低于60HRC； W使碳化物易形成網(wǎng)狀。3、什么是紅硬性？ 紅硬性即熱穩(wěn)定性，是鋼在較高溫度下能保持一定強(qiáng)度的性質(zhì)。4、W18Cr4V 鋼中各合金元素的作用是什么？W：鎢是鋼獲得紅硬性的主要元素。形成M6C型碳化物，淬火加熱時(shí)未溶M6C阻礙奧氏體晶粒長(zhǎng)大，W和C結(jié)合力較強(qiáng)，提高馬氏體回火穩(wěn)定性。Cr：主要形成M23C6和存在于M6C中，高溫易溶解，保證剛的淬透性。提高耐腐蝕性，抗氧化能力，切削能力V顯著提

21、高熱硬性，硬度，耐磨性，起細(xì)化晶粒，降低過(guò)熱敏感性作用。5、18-4-1鋼的鑄態(tài)組織是什么？畫(huà)出示意圖。魚(yú)骨狀萊氏體（Ld）+黑色組織（共析體等）+白亮組織（M+AR）。示意圖：6、何謂“定比C”經(jīng)驗(yàn)規(guī)律？在鋼設(shè)計(jì)時(shí)，如果碳和碳化物形成元素滿足合金碳化物中分子式的定比關(guān)系，可以獲得最大的二次硬化效應(yīng)，這就是定比碳經(jīng)驗(yàn)規(guī)律。C=0.033W0.063Mo0.20V0.06Cr7、高速鋼回火為什么采用560左右的溫度回火？ 由于高速鋼中高合金度馬氏體的回火穩(wěn)定性非常好，在560左右回火，才能彌散析出特殊碳化物，二次硬化效果最好。同時(shí)在560左右回火，使材料的組織和性能達(dá)到了最佳狀態(tài)。8、高速鋼每次

22、回火為什么一定要冷到室溫再進(jìn)行下一次回？為什么不能用較長(zhǎng)時(shí)間的一次回火代替多次回火？只有冷到室溫，A才會(huì)發(fā)生M轉(zhuǎn)變，減少殘余A量。不冷下來(lái)，會(huì)產(chǎn)生殘余奧氏體穩(wěn)定化。三次回火才能將殘余A控制在合適的量，并且使應(yīng)力消除徹底。轉(zhuǎn)變時(shí)間較長(zhǎng)易使A穩(wěn)定。9、碳化物分布不均勻?qū)Ω咚黉摰毒叩男阅芎蛪勖惺裁从绊懀?產(chǎn)生各向異性碳化物分布不均勻，淬火后組織不均勻，硬度也不均勻，使內(nèi)應(yīng)力增大，脆性大，易變性開(kāi)裂。導(dǎo)致刀具易崩刃，硬度，熱硬性和耐磨性下降，抗彎強(qiáng)度，韌度，擾度下降10、為了進(jìn)一步提高高速鋼刀具壽命，可采用哪幾種化學(xué)熱處理？這些化學(xué)熱處理方法各有什么特點(diǎn)？表面化學(xué)熱處理有：表面氮化、表面硫氮共滲、硫

23、氮硼等多元共滲、蒸氣處理等。這些處理溫度均不超過(guò)560，工件的顯微組織性能均為改變。在工件表面覆層 物理氣相沉積法，沉積TiC，TiN覆層。高硬度，優(yōu)異耐磨性，抗黏著性和抗咬合性，顯著提高工具使用壽命11、高速鋼在退火態(tài)、淬火態(tài)、回火態(tài)各有些什么類型的碳化物？ 退火態(tài)：M23C6，M6C，MC； 淬火態(tài)：M6C，MC； 回火態(tài)：M6C，MC，M2C；12、根據(jù)各種刃具的主要性能要求，對(duì)比C素工具鋼、低合金工具鋼、高速鋼的特點(diǎn)，說(shuō)明各適于做什么樣的工具。由于碳素工具鋼淬透性低，熱處理時(shí)變形開(kāi)裂傾向大，只適宜制造斷面尺寸小于15mm的工具，低速切削的刃具和形狀簡(jiǎn)單的冷沖模。低合金鋼的淬透性比較高，

24、熱處理變形較小，耐磨性也較好，所以可以制造形狀比較復(fù)雜，變性要求小的薄刃工具，耐磨性較高，變形小的工具，承受輕載的冷作模具。高速鋼具有變形小，淬透性好，耐磨性高熱硬性高的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于制造負(fù)載大、生產(chǎn)批量大、耐磨性要求較高、熱處理變形要求小的形狀復(fù)雜的冷作模具。13、簡(jiǎn)述冷作模具用鋼的性能要求。冷作模具鋼有哪些類型？1）高的硬度及耐磨性；高的強(qiáng)度和足夠的韌性；良好的工藝性能（具有足夠的淬透性，淬火變形?。?。2）碳素工具鋼，低合金工具鋼，高鉻和中鉻模具鋼，基體鋼。14、Cr12MoV鋼的主要優(yōu)缺點(diǎn)是什么？ 優(yōu)點(diǎn)：高的淬透性、回火穩(wěn)定性好，強(qiáng)度和耐磨性高； 缺點(diǎn)：高溫塑性較差，有碳化物偏析存在，

25、淬火溫度波動(dòng)會(huì)引起組織和性能的較大變化15、Cr12型鋼和高速鋼在成分上、組織上、熱處理工藝上有什么相似之處？都是高合金鋼，高碳鋼但含碳量不同。都會(huì)產(chǎn)生二次硬化。強(qiáng)度，塑性，韌度好。淬火后都出現(xiàn)萊氏體組織，碳化物多，殘余奧氏體多，且熱處理溫度高。16、Cr12型鋼的熱處理工藝為什么常用一次硬化法，而不用二次硬化法？ 一次硬化法即較低溫度淬火+低溫回火，晶粒細(xì)小，強(qiáng)韌性好；二次硬化法即較高溫度淬火+多次高溫回火，得到一定紅硬性和耐磨性，此法鋼的韌性較低，Cr12鋼要求韌性好，不需要太高硬度。17、有些廠，為了減少Cr12MoV鋼淬火變形開(kāi)裂，只淬到200左右就出油，出油后不空冷，立即低溫回火，而

26、且只回火一次。這樣做有什么不適？為什么？只淬到200，還存在較多的共晶碳化物，碳化物不均勻且存在偏析。含碳量高，易變性開(kāi)裂，且回火后不空冷A不轉(zhuǎn)變?yōu)镸，以殘余奧氏體存在鋼中。只回火一次，殘余應(yīng)力大，殘余奧氏體多。18、某廠制造Cr12型鋼冷模時(shí)，往往用原料直接在機(jī)械加工或稍加改鍛后就機(jī)械加工，這樣做有什么不妥？Cr12鋼含較多共晶碳化物，會(huì)沿雜質(zhì)方向呈條帶狀或網(wǎng)狀分布，組織結(jié)構(gòu)差，使用會(huì)開(kāi)裂。不鍛造，共晶碳化物破碎性能差，組織結(jié)構(gòu)差，使用壽命短。20、熱錘鍛模、熱擠壓模和壓鑄模的主要性能要求有哪些異同點(diǎn)？1）共同點(diǎn)：具有高抗熱塑性變形能力、高韌性、高抗熱疲勞、良好的抗熱燒蝕性。2）不同點(diǎn)：熱錘

27、鍛模鋼：具有高的熱疲勞抗力，熱強(qiáng)性和韌度，高溫耐磨性，良好的淬透性和導(dǎo)熱性；熱擠壓模鋼：要求有高的熱穩(wěn)定性、較高的高溫強(qiáng)度、耐熱疲勞性和高的耐磨性；壓鑄模鋼：有高的耐熱疲勞性、較高的導(dǎo)熱性、良好的耐磨性及耐蝕性和一定的高溫強(qiáng)度等；韌性熱錘鍛模鋼，熱擠壓模鋼，壓鑄模鋼，強(qiáng)度依次減小。21、錘鍛模的工作條件及主要性能要求是什么？ 錘鍛模具是在高溫下通過(guò)沖擊強(qiáng)迫金屬成形的工具。工作時(shí)受到比較高的單位壓力和沖擊力，以及高溫金屬對(duì)模具型腔的強(qiáng)烈摩擦作用。模具型腔表面經(jīng)常被升溫且模具的截面較大而型腔形狀復(fù)雜。因此，錘鍛模具鋼應(yīng)具有較高的高溫強(qiáng)度與耐磨性；良好的耐熱疲勞性和導(dǎo)熱性；高的淬透性；良好的沖擊韌度

28、和低的回火脆性傾向。22、對(duì)熱錘鍛模的回火硬度要求小型模略高，大型模略低，模面硬度較高，模尾硬度較低，為什么？ 小型鍛模形狀簡(jiǎn)單，尺寸小，冷得快所以硬度相對(duì)高；大型鍛模由于尺寸很大，淬火時(shí)的應(yīng)力和變形較大，工作時(shí)應(yīng)力分布不均勻，要有較高的韌度，鍛件的溫度也較高，故需要硬度較低。 鍛模由型腔和燕尾兩部分組成，高溫金屬對(duì)模具型腔有強(qiáng)烈的摩擦作用，因此模面需要較高的硬度；燕尾部分承受沖擊，因此模尾需犧牲硬度，提高韌性。 23、對(duì)形狀復(fù)雜的5CrNiMo(或5CrMnMo)鋼制熱鍛模，為減小變形、防止開(kāi)裂，在淬火操作上應(yīng)采取哪些措施？1)淬火過(guò)程中要注意預(yù)冷和預(yù)熱，加熱時(shí)一般在450左右預(yù)熱，升溫速度

29、不大于50/h;2）注意保護(hù)模面和模尾，以避免脫碳;3）冷卻要注意預(yù)冷，預(yù)冷到780左右，循環(huán)油冷，冷至150200取出；4）淬火后必須立即回火，絕對(duì)不允許冷至室溫。24、3Cr2W8V鋼的主要優(yōu)缺點(diǎn)是什么？ 優(yōu)點(diǎn)：高的熱穩(wěn)定性、耐磨性和淬透性，變形??； 缺點(diǎn)：韌度和抗疲勞性差。25、高速鋼和經(jīng)過(guò)二次硬化的Cr12型鋼都具有很高的紅硬性。能否制作熱作模具？為什么？ 不能。因?yàn)闊嶙髂＞呤窃诜磸?fù)受熱和冷卻條件下工作的，許多模具還受到比較大的沖擊力，所以模具的苛刻工作條件要去模具鋼具有高抗熱塑性變形能力、高韌性、高抗熱疲勞、良好的抗熱燒蝕性。而高速鋼和經(jīng)過(guò)二次硬化的Cr12型鋼為高碳鋼，不能完全達(dá)到

30、這些要求。26、影響鋼材尺寸穩(wěn)定性的因素有哪些？殘余奧氏體量自然時(shí)效引起尺寸變化殘余應(yīng)力應(yīng)力分布及釋放，引起尺寸變化27、什么是基體鋼？它有何優(yōu)點(diǎn)？基體鋼是指其成分與高速鋼的淬火組織中基體成分相似的鋼種。 優(yōu)點(diǎn)：這類鋼既具有高速鋼的高強(qiáng)度、高硬度，有因?yàn)椴缓写罅康腒而使韌度和疲勞強(qiáng)度優(yōu)于高速鋼。28、我國(guó)塑料模具鋼有哪些種類？按模具制造方法分為兩大類： 1）切削成形塑料模具用鋼 （包括調(diào)質(zhì)鋼、易切削預(yù)硬鋼、失效硬化型鋼） 2）冷擠壓成形塑料模具鋼29、常用量具鋼有哪幾種？量具鋼的熱處理有何特點(diǎn)？低合金工具鋼 碳素工具鋼 表面硬化鋼 不銹鋼。量具鋼的熱處理特點(diǎn)：重視先HT；盡量降低淬火加熱溫度

31、，以減少時(shí)效因素，淬火加熱時(shí)進(jìn)行預(yù)熱，加熱溫度宜取下限；淬火冷卻用油冷，一般不用分級(jí)；淬火后立即進(jìn)行冷處理減小AR量，延長(zhǎng)回火時(shí)間，回火或磨削之后進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的低溫失效處理等。30、簡(jiǎn)述硬質(zhì)合金的性能及應(yīng)用。硬度高、耐磨性好、使用壽命長(zhǎng)；抗壓強(qiáng)度高；導(dǎo)熱率低及線膨脹系數(shù)?。荒透g性、耐氧化性好，耐酸、耐堿；不需要熱處理，不存在尺寸和硬度等變化問(wèn)題；脆性大；加工困難。硬質(zhì)合金作為模具材料，主要用于制作麻花鉆，銑刀等形狀復(fù)雜的刀具，銅材料擠壓模，燃油噴嘴，軸承等。第6章 特殊性能鋼1、什么是腐蝕？腐蝕的主要形式有哪些？腐蝕：在外界介質(zhì)作用下，金屬逐漸受到破壞的現(xiàn)象?；瘜W(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。電化學(xué)腐蝕有

32、均勻腐蝕、點(diǎn)腐蝕、晶界腐蝕、應(yīng)力腐蝕、磨損腐蝕、腐蝕疲勞。2、提高金屬耐蝕性的方法有哪些？（1）使鋼的表面形成穩(wěn)定保護(hù)膜，Cr、Al、Si有效。（2）提高不銹鋼固溶體的電極電位或形成穩(wěn)定鈍化區(qū)，降低微電池的電動(dòng)勢(shì)Ni貴而緊缺，Si易使鋼脆化，Cr理想。（3）使鋼獲得單相組織 Ni、Mn 單相奧氏體組織。（4）機(jī)械保護(hù)措施或復(fù)蓋層，如電鍍、發(fā)蘭、涂漆等方法。 3、何謂塔馬定律（即n/8規(guī)律）？將較穩(wěn)定的A組元加入到較活潑的B組元固溶體中，當(dāng)A組元含量達(dá)n/8原子比時(shí)，固溶體電極電位突然升高，耐蝕性也有一急劇變化。也稱為二元合金固溶體電位的n/8定律。4、A不銹鋼的固溶處理與穩(wěn)定化處理的目的各是什

33、么?固溶處理：軟化處理，得到單一奧氏體組織，鋼的強(qiáng)度和硬度降至最低，耐蝕性能達(dá)到最高。穩(wěn)定化處理：消除晶間腐蝕傾向。5、鐵素體型不銹鋼的主要性能特點(diǎn)、用途。含碳量0.25%，為提高某些性能，可加入Mo,Ti,Al,Si等元素；在硝酸、氨水等介質(zhì)中有較好的耐蝕性和抗氧化性；力學(xué)性能和工藝性較差,脆性大，韌脆轉(zhuǎn)變溫度TK在室溫左右。無(wú)同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，多在退火軟化態(tài)下使用。用途：多用于受力不大的有耐酸和抗氧化要求的結(jié)構(gòu)部件。6、何謂“475脆”和“相脆”？475脆性：。在400525長(zhǎng)時(shí)間加熱或緩慢冷卻時(shí)，鋼就變得很脆, 以475加熱為最甚，所以把這種現(xiàn)象稱為475脆性。相脆化：相具有高的硬度，形成時(shí)

34、伴有大的體積效應(yīng)，且又常沿晶界分布，使鋼產(chǎn)生了很大的脆性，并可能促進(jìn)晶間腐蝕。7、奧氏體不銹鋼的主要優(yōu)缺點(diǎn)是什么？?jī)?yōu)點(diǎn)：具有很高的耐腐蝕性； 塑性好，容易加工變形成各種形狀鋼材； 加熱時(shí)沒(méi)有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，焊接性好； 韌度和低溫韌度好，一般情況下沒(méi)有冷脆傾向，有一定的熱強(qiáng)性；缺點(diǎn)：價(jià)格較貴，切削加工較困難，線膨脹系數(shù)高，導(dǎo)熱性差，易產(chǎn)生晶間腐蝕，強(qiáng)度較低。8、什么是晶間腐蝕？奧氏體不銹鋼焊接后，在腐蝕介質(zhì)中工作時(shí)，在離焊縫不遠(yuǎn)處會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的晶間腐蝕。沿金屬晶界進(jìn)行的腐蝕稱為晶間腐蝕。9、說(shuō)明奧氏體型不銹鋼產(chǎn)生晶界腐蝕的原因及防止辦法。1）在焊縫及熱影響區(qū)(450800)，沿晶界析出了（Cr,Fe

35、）23C6碳化物，晶界附近區(qū)域產(chǎn)生貧Cr區(qū)（低于1/8定律的臨界值），在腐蝕介質(zhì)作用下腐蝕 2）防止辦法：（1）降低鋼中的含C量；（2）加入強(qiáng)K形成元素Ti、Nb，析出特殊K，穩(wěn)定組織；（3）進(jìn)行10501100的固溶處理，保證Cr含量；（4）對(duì)非穩(wěn)定性A不銹鋼進(jìn)行退火處理，使A成分均勻化，消除貧Cr區(qū);（5）對(duì)穩(wěn)定性鋼，通過(guò)熱處理形成Ti、Nb的特殊K，以穩(wěn)定固溶體中Cr含量，保證含Cr量水平。10、常用的耐熱鋼有哪幾種？用途如何？ 根據(jù)不同服役條件，將耐熱鋼分為熱強(qiáng)鋼和熱穩(wěn)定性鋼兩大類。熱強(qiáng)鋼：P熱強(qiáng)鋼、M熱強(qiáng)鋼、A型高溫合金。鍋爐鋼管，緊固件，轉(zhuǎn)子，汽輪機(jī)葉片，氣閥抗氧化鋼：F型抗氧化鋼

36、、A型抗氧化鋼。廣泛用于工業(yè)爐子中的構(gòu)件，爐底板，料架，爐罐等服役載荷不大，但經(jīng)受工作介質(zhì)有高溫化學(xué)腐蝕。11、什么是抗氧化性？提高鋼抗氧化性的主要元素有哪些？1）抗氧化性：是指金屬材料在高溫時(shí)抵抗氧化性氣氛腐蝕作用的能力。2）從合金化角度，提高鋼抗氧化性的途徑有：加入合金元素，提高鋼氧化膜穩(wěn)定性；加入合金元素，形成致密、穩(wěn)定的氧化膜。Cr，Al，Si，Ti12、什么是應(yīng)力松弛？什么是蠕變？應(yīng)力松弛：應(yīng)力松弛現(xiàn)象是在具有恒定總變形的零件中，隨時(shí)間延長(zhǎng)而自行降低應(yīng)力的現(xiàn)象。蠕變：金屬在一定溫度和靜載荷長(zhǎng)時(shí)間的作用下，發(fā)生緩慢的塑性變形的現(xiàn)象稱為蠕變。13、什么是熱強(qiáng)性？提高熱強(qiáng)性的途徑有哪些？1

37、）熱強(qiáng)性：指鋼在高溫和應(yīng)力長(zhǎng)期作用下抵抗塑性變形和斷裂的能力。2）提高熱強(qiáng)性的途徑有：強(qiáng)化基體、強(qiáng)化晶界、彌散相強(qiáng)化、熱處理。14、何謂抗氧化鋼？常用在什么地方？1）抗氧化鋼:在高溫下有較好的抗氧化能力且具有一定強(qiáng)度的鋼。2）廣泛用于工業(yè)爐的構(gòu)件、爐底板、料架、爐罐等。15、為什么高M(jìn)n耐磨鋼在淬火時(shí)得到全部奧氏體，而緩冷卻得到大量的馬氏體？“水韌處理”，加熱到奧氏體狀態(tài)，鋼中碳化物全部溶于奧氏體中，快冷時(shí)，碳化物來(lái)不及析出，得到具有良好韌性的具有過(guò)飽和碳的單相奧氏體。緩冷時(shí)，碳化物析出，C曲線右移，得到大量馬氏體16、高錳耐磨鋼有些什么特點(diǎn)？為什么會(huì)有這些特點(diǎn)？如何獲得這些特點(diǎn)？ 1）在強(qiáng)烈沖擊和嚴(yán)重磨損條件下能發(fā)生沖擊硬化而具有很高的耐磨能力。2）因其鑄態(tài)組織為：A+K。經(jīng)水韌處理（加熱到A狀態(tài)，使K充分溶入A中，然后用水急冷），得到具有良好韌性的具有過(guò)飽和C的單相A組織。3）耐磨機(jī)理：當(dāng)高M(jìn)n鋼制零件受到劇烈的沖擊或較大的壓力作用時(shí)，表面層會(huì)迅速產(chǎn)生較大程度的加工硬化，同時(shí)還發(fā)生應(yīng)力誘發(fā)M相變。從而使表面層的硬度和耐磨性得到提高，而內(nèi)部仍然為原始A狀態(tài)。17、低溫用鋼分幾類？低溫用鋼的性能要求是什么？鋼類：低碳錳鋼，低碳鎳鋼，奧氏體鋼低溫下有足夠的強(qiáng)度；較高的低溫韌