金屬材料學(xué)復(fù)習(xí)資料

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上金屬材料學(xué)復(fù)習(xí)資料題型：判斷，選擇，簡答，問答第一章1.要清楚的三點：1) 同一零件可用不同材料及相應(yīng)工藝。 例：調(diào)質(zhì)鋼；工具鋼代用調(diào)質(zhì)鋼：在機(jī)械零件中用量最大，結(jié)構(gòu)鋼在淬火高溫回火后具有良好的綜合力學(xué)性能，有較高的強(qiáng)韌性。適用于這種處理的鋼種成為調(diào)質(zhì)鋼。調(diào)質(zhì)鋼的淬透性原則，指淬透性相同的同類調(diào)質(zhì)鋼可以互相代用。2) 同一材料，可采用不同工藝 。例：T10鋼，淬火有水、水-油、分級等。強(qiáng)化工藝不同，組織有差別，但都能滿足零件要求。力求最佳的強(qiáng)化工藝。淬火冷卻方式常用水-油雙液淬火、分級淬火。成本低、工藝性能好、用量大。 3) 同一材料可有不同的用途。例：60Si2Mn

2、有時也可用作模具。低合金工具鋼也可做主軸，GCr15也可做量具、模具等。60Si2Mn是常用的硅錳彈簧鋼，主要用于汽車的板彈簧。低合金工具鋼可制造工具尺寸較大、形狀比較復(fù)雜、精度要求相對較高的模具。GCr15只在對非金屬夾雜物要求不嚴(yán)格時，制作切削工具、量具和冷軋輥等。2.各種強(qiáng)化機(jī)理（書24頁）鋼強(qiáng)化的本質(zhì)機(jī)理：各種途徑增大了位錯滑移的阻力，從而提高了鋼的塑性變形抗力，在宏觀上就提高了鋼的強(qiáng)度。1) 固溶強(qiáng)化：原子固溶于鋼的基體中，一般都會使晶格發(fā)生畸變，從而在基體中產(chǎn)生彈性應(yīng)力場，彈性應(yīng)力場與位錯的交互作用將增加位錯運動的阻力。從而提高強(qiáng)度，降低塑韌性。 2) 位錯強(qiáng)化：隨著位錯密度的增大

3、，大為增加了位錯產(chǎn)生交割、纏結(jié)的概率，所以有效阻止了位錯運動，從而提高了鋼的強(qiáng)度。但在強(qiáng)化的同時，也降低了伸長率，提高了韌脆轉(zhuǎn)變溫度。3) 細(xì)晶強(qiáng)化：鋼中的晶粒越細(xì)，晶界、亞晶界越多，可有效阻止位錯運動，并產(chǎn)生位錯塞積強(qiáng)化。細(xì)晶強(qiáng)化既提高了鋼的強(qiáng)度，又提高了塑性和韌度，所以是最理想的強(qiáng)化方法。4) 第二相強(qiáng)化：鋼中微粒第二相對位錯有很好的釘扎作用，位錯通過第二相要消耗能量，從而起到強(qiáng)化效果。根據(jù)位錯的作用過程，分為切割機(jī)制和繞過機(jī)制。根據(jù)第二相形成過程，分為回火時第二相彌散沉淀析出強(qiáng)化；淬火時殘留第二相強(qiáng)化。5) 彌散強(qiáng)化等于第二相強(qiáng)化：塑韌性下降總結(jié)：對結(jié)構(gòu)鋼，貢獻(xiàn)最大的是細(xì)晶強(qiáng)化和沉淀強(qiáng)化

4、；置換固溶對強(qiáng)化貢獻(xiàn)不大。*合金鋼與C鋼的強(qiáng)度性差異，在于合金元素對鋼相變過程的影響。3.合金化原理的重點問題：1) 什么是奧氏體形成元素，什么是鐵素體形成元素？答：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，如 Mn, Ni, Co, C, N, Cu；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，如：V，Nb, Ti。2) 鋼中碳化物穩(wěn)定性順序？答：碳化物在鋼中的穩(wěn)定性取決于金屬元素與碳親和力的大小，即d層電子數(shù)：電子越少，金屬元素與碳的結(jié)合強(qiáng)度越大，越穩(wěn)定。此外，考慮到熱效應(yīng)影響穩(wěn)定性時，碳化物生成熱越大，越穩(wěn)定。碳化物根據(jù)結(jié)構(gòu)類型可分為簡單點陣結(jié)構(gòu)和復(fù)雜點

5、陣結(jié)構(gòu)。簡單點陣結(jié)構(gòu)：有M2C型、MC型，特點是硬度較高，熔點較高，穩(wěn)定性較好；復(fù)雜點陣結(jié)構(gòu)：有M23C6型、M7C3型、M3C型，其特點是硬度較低，熔點較低，穩(wěn)定性較差。特別指出：M6C型碳化物雖屬于復(fù)雜點陣結(jié)構(gòu)，但穩(wěn)定性比M23C6型、M7C3型好。基本類型：MC型；M2C型；M23C6型；M7C3型；M3C型；M6C型；（強(qiáng)K形成元素形成的K比較穩(wěn)定，其順序為：Ti>Zr>Nb>V>W,Mo>Cr>Mn>Fe）各種K相對穩(wěn)定性如下：MCM2CM6CM23C6M7C3M3C（高-低）3) 鋼的強(qiáng)化機(jī)制？提高鋼韌性的途徑？答：如上，鋼的強(qiáng)化機(jī)制是幾種

6、強(qiáng)化機(jī)制的綜合結(jié)果。 提高鋼韌性的途徑：教材版本，舉例參考上圖A. 細(xì)化奧氏體晶粒，從而細(xì)化了鐵素體晶粒與組織，如強(qiáng)碳化物形成元素；B. 提高鋼的回火穩(wěn)定性，如強(qiáng)碳化物形成元素；C. 改善基體韌度，如Ni；D. 細(xì)化碳化物；E. 降低或消除鋼的回火脆性；F. 在保證強(qiáng)度水平下，適當(dāng)降低含碳量；G. 提高冶金質(zhì)量；H. 通過合金化形成一定量的殘余奧氏體。4) 鋼中的雜質(zhì)？S、P作用？答：雜質(zhì)有三類：常存雜質(zhì)，冶煉殘余，由脫氧劑帶入，Mn、Si、Al；S、P難清除。隱存雜質(zhì)，生產(chǎn)過程中形成，如微量元素O、H、N等。偶存雜質(zhì)，與煉鋼時的礦石、廢鋼有關(guān)，如Cu、Sn、Pb、Cr等。典型雜質(zhì)：S容易與F

7、e結(jié)合形成熔點為989的FeS相，會使鋼產(chǎn)生熱脆性；P和Fe結(jié)合形成硬脆的Fe3P相，使鋼在冷加工過程中產(chǎn)生冷脆性；H留在鋼中形成所謂的白點，導(dǎo)致鋼的氫脆。5) 鋼中各合金元素作用？ 如Si，Cr？具體表現(xiàn)在T9和9SiCr（后面有題）答：復(fù)習(xí)PPT上有歸納。硅和鉻具體表現(xiàn)在T9和9SiCr上：對于9SiCr，由于Si、Cr的作用提高了淬透性，一般情況下油淬臨界直徑小于40mm；回火穩(wěn)定性較好，經(jīng)約250回火，硬度仍然大于60HRC；由于Si的存在，脫碳傾向較大，切削加工性相對也差些。6) 第一、第二類回火脆性的典型特征和產(chǎn)生原因（教材24頁）答：第一類回火脆性，典型特征有： 不可逆； 脆性的

8、產(chǎn)生與回火后冷卻速度無關(guān)； 脆性的表現(xiàn)特征為晶界脆斷。產(chǎn)生原因： Fe3C薄膜在原奧氏體晶界上形成，削弱了晶界強(qiáng)度； 雜質(zhì)元素P、S、Bi等由于內(nèi)吸附現(xiàn)象偏聚晶界，降低了晶界的結(jié)合強(qiáng)度。第二類回火脆性，典型特征： 可逆； 脆性是在回火后慢冷產(chǎn)生，快冷可抑制脆性； 脆性的表現(xiàn)特征為晶界脆斷。產(chǎn)生原因：回火時，雜質(zhì)Sb、S、As或N、P等偏聚晶界，形成網(wǎng)狀或片狀化合物，降低晶界強(qiáng)度。高于回火脆性溫度，雜質(zhì)擴(kuò)散離開晶界或化合物分解；快冷抑制了雜質(zhì)元素擴(kuò)散。4. 正火和淬火、高溫回火得到的同樣是珠光體組織，但為什么一般鋼要經(jīng)過淬火、回火？答：鋼的淬火目的是為了獲得馬氏體（或貝氏體）組織，提高鋼的硬度、

9、強(qiáng)度和耐磨性，并保持足夠的韌性。回火目的是消除淬火應(yīng)力，降低脆性；穩(wěn)定工件尺寸；調(diào)整淬火零件的力學(xué)性能。5. 在這些處理過程中，合金元素存在的形式和所處的位置是怎樣變化的，其它組織結(jié)構(gòu)是怎樣變化的？6. 固溶強(qiáng)化、位錯強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化等強(qiáng)化機(jī)制是如何相互轉(zhuǎn)化的？7.合金化設(shè)計到組織設(shè)計的要點答：1) 碳化物的類型及性質(zhì)： 碳化物的形成規(guī)律： 2) 合金元素對相圖的影響： 合金元素對C線的影響： 3) 合金元素對過程的影響： 合金元素對工藝性的作用：鋼的強(qiáng)韌化矛盾8.合金化原則多元適量，復(fù)合加入 （看總復(fù)習(xí)PPT）9.主要合金元素的作用（總復(fù)習(xí)PPT）第三、四章1.掌握各類鋼的特點（總復(fù)

10、習(xí)PPT）2.彈簧、熱鍛模的服役條件及技術(shù)要求答：彈簧的服役條件：板簧主要承受彎曲載荷，失效形式是疲勞破壞；螺旋彈簧主要承受扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，失效形式也為疲勞破壞。彈簧的技術(shù)要求：高的彈性極限e、屈強(qiáng)比s/b彈性；高的疲勞強(qiáng)度-1避免早期疲勞破壞；有足夠的塑性和韌性不產(chǎn)生脆性斷裂；足夠的淬透性保證e和整體強(qiáng)度；具有良好的表面質(zhì)量。熱鍛模的服役條件：1）反復(fù)冷、熱易產(chǎn)生龜裂、熱疲勞；2）表層溫度500，沖擊力大；3）強(qiáng)烈摩擦磨損；4）模具尺寸比較大。熱鍛模的性能要求：熱疲勞抗力A1，硬度是有利的；熱強(qiáng)性韌度高溫回火；消除回脆，整體性能好；模具高溫耐磨性；淬透性好，導(dǎo)熱性好。熱鍛模的工藝要求：注意保護(hù)模面

11、和模尾，以避免脫碳。加熱要注意預(yù)熱，450左右預(yù)熱，升溫速度要慢，<50/h；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；淬火后必須立即回火，絕對不允許冷至室溫。3. 軸承鋼的冶金質(zhì)量答：對軸承鋼的基本質(zhì)量要求是純凈和組織均勻。純凈就是雜質(zhì)元素和非金屬夾雜物要少，組織均勻是鋼中碳化物要細(xì)小，分布要均勻。因以上兩種原因造成的失效占總失效的65%。非金屬夾雜主要有氧化物，硫化物和硅酸鹽三種。根據(jù)形狀劃分又可分為脆性夾雜物、塑性夾雜物和球狀不變形夾雜物。其中危害最大的是硬而脆的氧化物，主要有剛玉和尖晶石。鋼冶煉時徹底脫氧是獲得高純凈鋼的必要條件。碳化物的不均勻性可分為碳化

12、物液析，可采用高溫擴(kuò)散退火消除；帶狀碳化物可由較長的退火時間消除；而控制終軋或終鍛溫度、控制終軋后冷速或正火可消除網(wǎng)狀碳化物。老師PPT上的：碳化物細(xì)小均布。主要有三類K：K液析 結(jié)晶時枝晶偏析而存在高溫擴(kuò)散退火，不允許液析嚴(yán)重；帶狀K 軋制時二次碳化物偏析高溫擴(kuò)散退火；網(wǎng)狀K冷卻時在晶界析出正火。4. 高速鋼的熱處理工藝（后面有題）答：1) 高速鋼經(jīng)鍛軋后，要經(jīng)過退火處理，有普通退火和等溫退火兩種方式，其中普通退火工藝為860-880保溫2-3小時。2) 然后進(jìn)行淬火前的預(yù)熱，因為高速鋼導(dǎo)熱率低，淬火加熱溫度又很高。預(yù)熱可減少工件在淬火加熱過程中的變形開裂傾向，縮短高溫保溫時間，減少氧化脫碳

13、。分為一次預(yù)熱和兩次預(yù)熱。一次預(yù)熱為800-850，適用于直徑小的工件；兩次預(yù)熱是在一次預(yù)熱之前加一次500-600預(yù)熱。預(yù)熱時間一般為淬火時間的兩倍。3) 淬火溫度和時間的確定。4) 采用分級淬火的冷卻方式5. 工具鋼的球化處理答：一般要求鋼中的碳化物呈球狀、細(xì)小、均勻分布，這樣可保證鋼的耐磨性和韌度，而且對熱處理工藝也非常有利。因此，一般情況下工具鋼的預(yù)先熱處理都采用球化退火。低合金工具鋼在淬火前必須經(jīng)過球化退火，得到粒狀珠光體的原始組織，以利于切削加工，并且淬火過熱傾向小。球化退火一般采用等溫退火工藝，由退火溫度以30-40/h冷至700，等溫4h，再爐冷到600出爐。工具鋼的工藝特點：

14、鍛造 球化退火不完全淬火，淬火工藝參數(shù)要求嚴(yán)格。6. 高碳鋼的第二相答：指的是碳化物。99頁7. 齒輪、軸類零件的選材料齒輪：不同機(jī)械的齒輪，其工作條件差別很大，所以在選擇材料和熱處理工藝上也有很大不同。1) 機(jī)床齒輪，載荷不大，工作平穩(wěn)，一般無大的沖擊力，轉(zhuǎn)速也不高。常選用調(diào)質(zhì)鋼制造，如45、40Cr、42SiMn等鋼，熱處理工藝為正火或調(diào)質(zhì)，高頻感應(yīng)加熱淬火。一般工藝路線為：備料 鍛造 正火 粗加工 調(diào)質(zhì)處理 半精加工 高頻淬火+ 回火 磨削2) 汽車、拖拉機(jī)的變速箱齒輪，汽車、拖拉機(jī)上的變速箱齒輪屬于重載荷齒輪。一般都采用滲碳鋼，如20Cr、20CrMnTi等，進(jìn)行滲碳熱處理。一般工藝路

15、線為：備料鍛造 正火 粗加工 滲碳+淬火+回火 噴丸 磨削 3) 重載齒輪，航空發(fā)動機(jī)齒輪和一些重型機(jī)械上的齒輪承受高速和重載，一般多采用高淬透性滲碳鋼，如12CrNi3A、18Cr2Ni4WA等鋼。工藝路線較復(fù)雜：備料 模鍛 正火+高溫回火 機(jī)械加工 滲碳 高溫回火 機(jī)械加工 淬火+回火 精加工 檢驗。軸類零件：軸是各類機(jī)械中最基本零件，也是關(guān)鍵零部件。它直接影響精度和使用壽命。1) 輕載主軸。如普通車床主軸，負(fù)荷小，沖擊力不大，磨損也不嚴(yán)重，一般采用45鋼，整體經(jīng)正火或調(diào)質(zhì)處理，軸頸處高頻感應(yīng)加熱淬火。2) 中載主軸。如銑床，中等負(fù)荷，有一定沖擊力，磨損也較重，一般用40Cr等制造，進(jìn)行調(diào)

16、質(zhì)處理，軸頸處高頻感應(yīng)加熱淬火。如沖擊力較大，也可用20Cr等鋼進(jìn)行滲碳淬火。3) 重載主軸。如組合機(jī)床的主軸，負(fù)荷較大，沖擊力大，磨損嚴(yán)重，可用20CrMnTi鋼制造，滲碳淬火。4) 高精度主軸。如精密鏜床的主軸，雖然負(fù)荷不大，磨損也不嚴(yán)重，但是精度要求很高，一般可用38CrMoAlA氮化鋼制造，經(jīng)調(diào)質(zhì)后氮化處理，可滿足要求。8. 不同表面強(qiáng)化工藝特點、應(yīng)用和適用鋼種。82頁表面強(qiáng)化手段也有很多，如既改變表面化學(xué)成分又改變組織的滲碳9.各類鋼的工藝特點：總復(fù)習(xí)PPT除第一章外的其余1. 各類結(jié)構(gòu)鋼的特點、應(yīng)用及演變(后面)2. 工具鋼的特點、應(yīng)用及演變3. 工程結(jié)構(gòu)鋼：1) 工程結(jié)構(gòu)鋼中的基

17、本服役條件以及性能要求？牌號？Q295基本服役條件：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；如：橋梁、船舶等受到像風(fēng)力或海浪沖擊。性能要求：足夠的強(qiáng)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。牌號：鐵素體-珠光體（F-P）類型是工程結(jié)構(gòu)鋼中最主要的一類鋼。有Q295、Q345、Q390、Q420、Q460五個牌號。根據(jù)質(zhì)量要求分為A、B、C、D四個等級。A、B級為普通質(zhì)量級；C級為優(yōu)質(zhì)級；D級和E級為特殊質(zhì)量級，有低溫沖擊韌性要求。后面的數(shù)字表示屈服強(qiáng)度大于等于多少MPa2) 什么是鋼的微合金化？在鋼

18、中加入少量(一般不大于0.2%，通常在0.1%以下)特殊的合金元素(如鈮、釩、鈦、硼等)以提高性能的工藝技術(shù)。微合金元素的主要作用是細(xì)化晶粒組織和析出強(qiáng)化。3) 合金元素在低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼中的主要作用是什么？為什么考慮采用低碳？答：合金元素通過固溶強(qiáng)化、析出彌散強(qiáng)化、細(xì)化晶粒強(qiáng)化和增加珠光體含量這四種強(qiáng)化機(jī)制提高這類鋼的強(qiáng)度。（以下為各種元素的作用：）C：固溶強(qiáng)化效果和珠光體含量，低成本。C，塑、韌性，焊接性、冷成型。如0.1%C，TK為-50，0.3%C，TK為50，一般均應(yīng)限制在0.2%以下Si：最常用且較經(jīng)濟(jì)的元素。強(qiáng)化F較顯著，1%Si，s85MPa，TK，量多時可大為降低塑韌性，所

19、以Si控制在<1.1%Mn：固溶強(qiáng)化作用大，1%Mn，s33MPa。約有3/4量溶入F中，弱的細(xì)晶作用，TK。同樣量多時可大為降低塑韌性.所以Mn控制在<1.8%。NbV TiAl：形成穩(wěn)定細(xì)小的K等，粒子210nm，既細(xì)晶又沉淀強(qiáng)化，s，、AK，綜合效果TK。改善焊接性。作用順序：Ti>Nb>Al>V。Re：脫氧去硫吸氫作用，改善塑韌性，TK碳含量增加使韌脆轉(zhuǎn)變溫度提高，又使鋼的焊接、成形困難，容易引起結(jié)構(gòu)件發(fā)生嚴(yán)重的變形和開裂。所以，低合金高強(qiáng)度鋼的基本成分應(yīng)考慮低碳，稍高的錳含量，并適當(dāng)用硅強(qiáng)化。網(wǎng)上答案：為提高碳素工程結(jié)構(gòu)鋼的強(qiáng)度，而加入少量合金元素，利用

20、合金元素產(chǎn)生固溶強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化和沉淀強(qiáng)化。利用細(xì)晶強(qiáng)化使鋼的韌-脆轉(zhuǎn)變溫度的降低，來抵消由于碳氮化物沉淀強(qiáng)化使鋼的韌-脆轉(zhuǎn)變溫度的升高。考慮低C的原因：（1）C含量過高，P量增多，P為片狀組織，會使鋼的脆性增加，使FATT50()增高。（2）C含量增加，會使C當(dāng)量增大，當(dāng)C當(dāng)量>0.47時，會使鋼的可焊性變差，不利于工程結(jié)構(gòu)鋼的使用。4. 機(jī)器零件用鋼1) 高錳鋼（ZGMn13）在 Acm 以上溫度加熱后空冷得到大量的馬氏體，而水冷卻可得到全部奧氏體組織？高錳鋼在Acm以上溫度加熱后得到了單一奧氏體組織，奧氏體中 合金度高（高C、高M(jìn)n），使鋼的Ms低于室溫以下。如快冷，就獲得

21、 了單一奧氏體組織，而慢冷由于中途析出了大量的K，使奧氏體的合金 度降低，Ms上升，所以空冷時發(fā)生相變，得到了大量的馬氏體。2) 高錳鋼主要有些什么特點？主要在什么場合使用？高錳鋼化學(xué)成分的特點是高碳、高錳，并且其成分變化范圍比較大。由于該類鋼加工非常困難，基本上都是鑄件使用。高錳鋼冷作硬化的本質(zhì)是通過大形變在奧氏體基體中產(chǎn)生大量層錯，形成孿晶和馬氏體，成為位錯運動的障礙。強(qiáng)烈沖擊后，表面硬度提高，心部仍保持韌性的奧氏體，所以承受強(qiáng)有力的沖擊載荷而不破裂。所以被廣泛應(yīng)用于承受大沖擊載荷、強(qiáng)烈磨損的工況下工作的零件，如各式碎石機(jī)的襯板、顎板、磨球，挖掘機(jī)斗齒，坦克履帶板等。5

22、. 工模具鋼1) 高速鋼在淬火后必須經(jīng)過三次回火，試論述這種回火的工藝過程以及對組織的影響。高速鋼一般需要在560左右三次回火，其過程為：一次回火使大部分的殘留奧氏體發(fā)生了馬氏體轉(zhuǎn)變，二次回火使第一次回火時產(chǎn)生的淬火馬氏體回火，并且使殘留奧氏體更多地轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，三次回火可將殘留奧氏體控制在合適的量，并且使內(nèi)應(yīng)力消除得更徹底。2) 量具鋼的典型應(yīng)用特征。量具鋼最重要的要求是具有穩(wěn)定而精確的尺寸。沒有專用的鋼號。盡量降低淬火加熱溫度，采用油冷，淬火后進(jìn)行冷處理。有時在淬火回火后還應(yīng)進(jìn)行時效處理。6. 不銹鋼1) 常見不銹鋼牌號馬氏體不銹鋼：主要有Cr13型不銹鋼，如1Crl34Crl3等Crl3

23、型，Crl7Ni2、9Cr18等鐵素體不銹鋼：如0Cr17Ti ，1Cr25Ti，00Cr27Mo等奧氏體不銹鋼：具有單相A組織，如0Cr18Ni9、1Crl8Mn8Ni5N等奧氏體-鐵素體復(fù)相不銹鋼：如0Cr21Ni5Ti沉淀硬化不銹鋼：如0Cr17Ni4Cu4Nb2) 不銹鋼腐蝕類型均勻腐蝕：腐蝕均勻地在材料的表面產(chǎn)生，損壞大量的材料。容易發(fā)現(xiàn)，危害性不是很大。點腐蝕：由于應(yīng)力等原因使腐蝕集中在材料表面不大的區(qū)域，向深處發(fā)展，最后甚至能穿透金屬。晶界腐蝕：晶界腐蝕是指腐蝕過程是沿著晶界進(jìn)行的，其危害性最大。如蟲蛀的蘋果。應(yīng)力腐蝕：鋼在拉應(yīng)力狀態(tài)下能發(fā)生應(yīng)力腐蝕破壞的現(xiàn)象。沒有什么預(yù)兆，所以

24、其危害性也是比較大的。磨損腐蝕：在腐蝕介質(zhì)中同時有磨損，腐蝕和磨損相互促進(jìn)、相互加速的現(xiàn)象稱為磨損腐蝕。3) 不銹鋼中n/8定律將較穩(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，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。7. 耐熱鋼1) 耐熱鋼中常用的合金元素有鉻、鉬、鋁、硅、鎳、鈦、鈮、釩，試分析哪些是抗氧化性元素？說明其作用機(jī)理答：鉻Cr，提高鋼抗氧化性主要元素。能形成致密而穩(wěn)定的氧化物Cr2O3，提高鋼的抗氧化性。隨著溫度提高，所需鉻的含量也增加，如600650，需要5%Cr ；800時，為12%Cr。也能固溶強(qiáng)化，

25、提高鋼的持久強(qiáng)度和蠕變極限。鋁Al：提高抗氧化性的有效元素。在1000時， 6%Al相當(dāng)于18%Cr的水平。但鋁會降低冶金工藝性，使鋼變脆。因此不能單獨加入，作為輔助合金化元素。硅Si：提高抗氧化性的輔助元素。但效果比Al還要有效，使鋼脆性大，用Si代替部分Cr。且硅可以促進(jìn)石墨化，使碳化物聚集長大。一般在23%Si。用于滲碳罐，抗?jié)B性好。除此之外，鎳是為了獲得工藝性良好的奧氏體而加入，對抗氧化性影響不大；鈦、鈮、釩是強(qiáng)碳化物形成元素，可生成穩(wěn)定碳化物，影響也不大。而鉬、鎢形成的氧化物熔點低，使抗氧化性被破壞。作用機(jī)理：鉻、鋁、硅氧化物點陣結(jié)構(gòu)接近Fe3O4，離子半徑也比鐵小，會縮小FeO形成

26、區(qū)，升高FeO的形成溫度。這些合金元素如果溶入氧化膜形成固溶體，氧化膜會得到固溶強(qiáng)化，增加穩(wěn)定性。致密氧化膜有效阻止了氧原子和鐵原子的擴(kuò)散，提高抗氧化性。8. 鑄鐵（注意復(fù)習(xí)PPT上的圖）1) 什么是灰鑄鐵，什么是球鑄鐵，其性能特點？答：灰鑄鐵是指斷面呈灰色，其中碳主要以片狀石墨形式存在的鑄鐵。其性能特點如下： 抗拉強(qiáng)度低、塑韌性很差； 缺口敏感性小，良好的鑄造性、可切削性； 硬度和抗壓強(qiáng)度較高； 良好的減震性和減摩性； 存在壁厚敏感效應(yīng)。球磨鑄鐵是將鐵水經(jīng)過球化處理，將片狀石墨轉(zhuǎn)化為球狀石墨而獲得的一種鑄鐵。其性能特點如下：球狀G應(yīng)力集中減小，基體的縮減作用減小，割裂基體作用減小。球墨鑄鐵基

27、體的利用率大大提高。強(qiáng)度和硬度較高，具有一定韌性，有較好的耐磨性。2) 為什么球鐵強(qiáng)度和塑韌性都比灰鐵好？答：球鐵中，石墨呈球形，灰口鐵石墨呈片狀。球狀石墨對基體的切割作用和石墨的應(yīng)力集中效應(yīng)大大小于片狀，球鐵基體的利用率大大高于灰口鐵，所以球墨鑄鐵的強(qiáng)度和塑韌性都要比灰口鑄鐵好。3) 從熱力學(xué)和動力學(xué)條件分析壁厚鑄件可得到石墨組織，而在壁薄時卻得到白口組織答：從熱力學(xué)而言，高溫鐵水冷卻時對石墨的形成是有利的。而從動力學(xué)條件看，形成石墨需要高的C濃度起伏和Fe、C長距離的擴(kuò)散，而Fe3C的形成只需要C濃度起伏和Fe、C短距離的擴(kuò)散，因此不利于石墨的形成但有利于Fe3C的形成。鑄件在壁厚時，由于

28、冷速慢，C原子可充分?jǐn)U散，石墨形成的動力學(xué)條件較好，有利于石墨形成。壁薄時，由于鐵水冷卻快，C原子不能充分?jǐn)U散，所以易得到Fe3C白口組織。9. 有色金屬1) 青銅、黃銅區(qū)別答：黃銅是以鋅為主要元素的銅合金。而青銅最早是指銅錫合金 ，含鋁、硅、鈹、錳和鉛的銅基合金，也稱青銅。通常把銅錫合金稱為錫青銅（普通青銅），其它稱為無錫青銅（特殊青銅）。組織不同，性能自然也不同。普通青銅有較高的強(qiáng)度、硬度和耐磨性；普通黃銅有較高的塑性，耐蝕性較好。2) 鋁合金分類答：鋁合金可分為變形鋁合金-1和鑄造鋁合金-2兩種；其中變形鋁合金又可分為防銹鋁-3不能熱處理強(qiáng)化和硬鋁/超硬鋁/鍛鋁-4能熱處理強(qiáng)化兩種。3)

29、 什么是形狀記憶合金答：合金在低溫下被施加應(yīng)力產(chǎn)生變形，應(yīng)力去除后形變保留，但加熱會逐漸消除形變，并恢復(fù)原來形狀，這種現(xiàn)象稱為形狀記憶效應(yīng)（shape memory effect），簡稱SME。具有形狀記憶效應(yīng)的合金稱為形狀記憶合金(shape memery alloy)，簡稱SMA.2、結(jié)構(gòu)鋼復(fù)習(xí)小結(jié)表1 典型結(jié)構(gòu)鋼的特點、應(yīng)用及演變類型服役條件及性能要求常用牌號C量%常用工藝組織應(yīng)用要點低強(qiáng)鋼靜載、大氣、海水侵蝕；無相對運動；有時受交變應(yīng)力，低溫。要有良好的綜合性能，焊接性好，耐蝕，時效敏感性小16Mn15MnV15MnVN14CrMnMoVB<0.2一般不進(jìn)行熱處理，常在熱軋態(tài)供應(yīng)

30、F+P；低C-貝氏體低C-馬氏體工程構(gòu)件，船舶，橋梁。建筑等Si、Mn、C有限制范圍；低C-貝氏體中B、Mo的作用；雙相鋼概念低C馬氏體良好的強(qiáng)韌性，TK低，缺口敏感性低；冷變形性、焊接性好，脫C、變形開裂傾向小20MnV15MnVB20SiMn2MoVA0.15-0.25淬火+低溫回火板條馬氏體代調(diào)質(zhì)件、中小尺寸碳鋼滲C件低C-馬氏體的優(yōu)越性及合理應(yīng)用滲碳鋼受磨損、接觸疲勞應(yīng)力、彎曲、沖擊力；要求表面硬度高、耐磨，心部強(qiáng)度高，有一定塑性、韌度，良好的工藝性能，淬透性、滲C工藝性好20Cr、20CrV20CrMnTi18Cr2Ni4WA0.12-0.25滲C +直接淬火；一次淬火；二次淬火表層

31、：M回+K+AR心部：低C-M回或S回齒輪、凸輪、銷等零件20CrMnTi的廣泛應(yīng)用；滲C工藝特點及應(yīng)用；主要合金元素作用氮化鋼高硬度、高耐磨性；高疲勞強(qiáng)度；尺寸穩(wěn)定35CrMo38CrAl38CrMoAlA0.25-0.45調(diào)質(zhì)+氮化表面硬化層，心部S回主軸、鏜桿等重要零件38CrMoAlA鋼性能特點；Me作用調(diào)質(zhì)鋼常在扭轉(zhuǎn)、彎曲、拉伸、沖擊等條件下工作。要求綜合性能好，足夠的淬透性，防止回火脆性40Cr40CrNi40CrNiMo0.25-0.50調(diào)質(zhì)S回軸類零件為主常用元素作用；淬透性；回脆彈簧鋼動載荷，沖擊，振動，周期性交變應(yīng)力。要求高屈服強(qiáng)度，高屈強(qiáng)比，高疲勞強(qiáng)度，一定塑韌性，工藝性

32、能好65Mn60Si2Mn50CrVA55SiMnMoV0.5-0.75淬火+中溫回火T回各種彈簧或彈性零件Si-Mn作用；強(qiáng)化成型方法；冶金質(zhì)量、表面質(zhì)量軸承鋼高速、高應(yīng)力。要求接觸疲勞強(qiáng)度高，抗壓強(qiáng)度高，硬度高而均勻，耐磨，尺寸穩(wěn)定GCr15GCr15SiMn0.95-1.05球化退火；淬火+低回M+K主要用于軸承冶金質(zhì)量控制，組織控制高錳鋼受沖擊、強(qiáng)烈磨損。既耐沖擊，又耐磨，強(qiáng)韌性好ZGMn131.0-1.3水韌處理A受沖擊強(qiáng)烈磨損零件高錳耐磨鋼性能特點、原因，水韌處理橫向3、合金工具鋼復(fù)習(xí)小結(jié)表2 典型工具鋼的特點、應(yīng)用及演變類型常用牌號C量常用工藝組織性能特點應(yīng)用要點碳素T7-T12

33、0.65-1.35球化退火淬火（多種方法）+低回M回+K高硬度，耐磨，加工性好低速，形狀簡單常用牌號優(yōu)缺點低合金9SiCrCrWMn0.85-1.50M回+K輕載，小尺寸，要求變形小、形狀較復(fù)雜工具高速鋼18-4-16-5-4-20.70-1.65正確鍛造，球退；淬火工藝特點：預(yù)熱，嚴(yán)格T、t，分級淬火，回火多次M回+K+AR高硬度，耐磨，高紅硬性高速切削，重載荷，大進(jìn)刀量鍛造目的，熱處理工藝特點，合金元素作用冷作模具鋼Cr12Cr12MoV5CrW2Si(9Mn2V)正確鍛造，球退；淬火工藝與高速鋼相似，一次、二次硬化法 M回+K+AR高硬度，耐磨，有一定韌度，工藝性好各種冷作模具強(qiáng)韌性之間

34、的協(xié)調(diào)熱作模具鋼5CrNiMo5CrMnMo3Cr2W8V0.3-0.6正確鍛造球化退火淬火+高回工藝操作S(T)或M回+K熱強(qiáng)性，耐熱疲勞性，熱硬性，耐磨，沖擊韌度好，淬透性足夠錘鍛模熱擠壓模壓鑄模服役條件，工藝操作，合金元素作用量具鋼GCr15CrWMnCr12MoV淬火+低回M回+K高硬度，耐磨，尺寸穩(wěn)定，表面質(zhì)量各種量具尺寸穩(wěn)定性可能會出的典型題1. 一般地，鋼有哪些強(qiáng)化與韌化途徑？強(qiáng)化的主要途徑宏觀上：鋼的合金化、冷熱加工及其綜合運用是鋼強(qiáng)化的主要手段。微觀上：在金屬晶體中造成盡可能多的阻礙位錯運動的障礙；或者盡可能減少晶體中的可動位錯，抑制位錯源的開動，如晶須 。固溶強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化、位錯強(qiáng)化、“第二相”強(qiáng)化沉淀強(qiáng)化、時效強(qiáng)化、彌散強(qiáng)化、析出強(qiáng)化、二次硬化、過剩相強(qiáng)化 ）韌化途徑：細(xì)化晶粒；降低有害元素的含量；防止預(yù)存的