金屬材料學(xué)答案

1、(1)黃銅:銅鋅合金稱為黃銅，再加入其他元素后稱為多元黃銅。鋅當(dāng)量系數(shù)：每1%合金元素在組織上替代鋅的數(shù)量。15 / 10青銅:白銅:是以鎳為主要合金元素的銅合金。是銅和Sn Al、Be Si、Mn Cr、Cd Zr和Ti等合金的通稱。1)碳當(dāng)量：是將硅含量折合成相當(dāng)?shù)奶剂颗c實際碳含量之和。2)共晶度：是鑄鐵的碳含量與其共晶點碳含量的比值。(1) 蠕變極限：在規(guī)定溫度和規(guī)定時間產(chǎn)生一定蠕變變形量的應(yīng)力。(2) 持久強度：在規(guī)定溫度和規(guī)定時間引起斷裂的應(yīng)力。(3) 持久壽命：在規(guī)定溫度和規(guī)定應(yīng)力作用下引起斷裂的時間。(1) 液析碳化物：鋼液在凝固時產(chǎn)生的嚴(yán)重枝晶偏析，局部地區(qū)碳和鉻濃度達到共晶成

2、分，產(chǎn)生離異共晶，粗大的共晶碳化物經(jīng)軋制被拉成條帶狀。(2) 網(wǎng)狀碳化物：過共析鋼在熱軋(鍛)后緩慢冷卻過程中，二次碳化物沿奧氏體晶界析出呈網(wǎng)狀分布。(3) 水韌處理：將高錳鋼加熱到高溫奧氏體區(qū)，使碳化物充分溶入奧氏體中，并在此溫度迅速水冷,得到韌性好的單相奧氏體組織。超高強度鋼：室溫強度為b b1370MP或b s1245MPa勺鋼。(1) 晶間腐蝕：富鉻的Cr23C6碳化物沿晶界呈網(wǎng)狀連續(xù)析出，晶界附近形成10-5cm寬的貧鉻區(qū),當(dāng)貧鉻區(qū)Cr含量下降到12%X下時鈍化能力急劇下降，貧Cr區(qū)作為陽極發(fā)生腐蝕，腐蝕集中在晶 界附近。(2) 應(yīng)力腐蝕：在拉應(yīng)力作用下，不銹鋼在某些介質(zhì)中經(jīng)過不長的

3、時間就會發(fā)生破裂，而且拉應(yīng)力越大，越易發(fā)生破裂。(3) n/8規(guī)律：當(dāng)Cr的摩爾分?jǐn)?shù)每達到1/8, 2/8 , 3/8時，合金的腐蝕速度都相應(yīng)有一個突然的降低。第一章鋼的合金化原理3.簡述合金元素對擴大和縮小丫相區(qū)的影響，并說明利用此原理在生產(chǎn)中有何意義?奧氏體形成元素：擴大奧氏體相區(qū)，含量高時可以使奧氏體穩(wěn)定到室溫，成為室溫組織。鐵素體形成元素：縮小奧氏體相區(qū)，含量高時可以使奧氏體相區(qū)完全消失，使鐵素體成為高溫 組織。生產(chǎn)中的應(yīng)用：在鋼中加入大量奧氏體形成元素或鐵素體形成元素，得到室溫組織為奧氏體的 奧氏體鋼或高溫組織為鐵素體的鐵素體鋼，滿足特殊性能的要求。5、合金鋼中K形成元素（V、Mo

4、Cr、Mn）所形成的K基本類型及相對穩(wěn)定性。V:即使在鋼中含量很低（0.1%）時，也要優(yōu)先形成間隙相VC穩(wěn)定性很高。Mo 含量較高時可形成間隙相MoC和Mo2C間隙化合物Fe3Mo3（和Fe21Mo2C6穩(wěn)定性高。含 量較低時只能溶入Fe3C中，形成合金滲碳體。穩(wěn)定性低。Cr： 含量較高時可形成間隙化合物Cr23C6和Cr7C3穩(wěn)定性較高。含量較低時只能溶入Fe3C中，形成合金滲碳體。穩(wěn)定性低。Mn在鋼中只形成合金滲碳體。穩(wěn)定性最低。&如何利用合金元素來消除或預(yù)防第一次、第二次回火脆性?第一次回火脆性：強和中強碳化物形成元素及硅、鋁可以提高其發(fā)生的溫度，延緩其發(fā)生。第二次回火脆性：加鉬、鎢可以

5、消除。9、如何理解二次硬化和二次淬火的相關(guān)性和不同點?相關(guān)性：（1）都是在高溫回火時發(fā)生的。（2）都使硬度升高。不同點:（1）二次硬化是指回火后硬度升高的現(xiàn)象；二次淬火是指回火冷卻時殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的相變過程。（2）二次淬火只是產(chǎn)生二次硬化的原因之一；沉淀強化也能產(chǎn)生二次硬化。10. 般的，剛有哪些強化與韌化途徑?強化：固溶強化；細(xì)晶強化；加工硬化；沉淀強化。韌化：減少缺陷；降低雜質(zhì)；細(xì)化晶粒；加入適量的鎳、錳。第二章工程結(jié)構(gòu)鋼1. 對工程結(jié)構(gòu)鋼的基本性能要求是什么？ 較高的屈服強度、良好的塑性和韌性；（2）低溫韌性和耐大氣腐蝕;（3）良好的成形性，包括冷變形性和焊接性。2. 合金元素在

6、低合金高強結(jié)構(gòu)鋼中主要作用是什么？為什么考慮采用低 Q強化作用1、固溶強化：Mn Si固溶強化鐵素體。2、細(xì)晶強化：V, Ti , Nb和Al細(xì)化奧氏體晶粒。Cr , Mn Ni增加過冷奧氏體穩(wěn)定性，降低相變溫度，細(xì)化鐵素體和珠光體。3、V, Ti , Nb在鐵素體中析出極細(xì)小的碳化物顆粒，產(chǎn)生沉淀強化。4、增加珠光體數(shù)量，使抗拉強度增加。工程結(jié)構(gòu)鋼的韌化1、Mn Ni、Cr降低韌-脆轉(zhuǎn)變溫度。Mn 17%X上的高鉻不銹鋼。(3)非氧化性酸中一般Cr, Cr-Ni不銹鋼難以鈍化，需加入Ni、Me,Cu增加鋼的鈍化能力。 強有機酸介質(zhì)中一般Cr, Cr-Ni不銹鋼難以鈍化需加入Me, CuMn增

7、加鋼的鈍化能力。含Cl-1介質(zhì)中需加入Mo增強抗點蝕能力。4. 奧氏體不銹鋼晶間腐蝕產(chǎn)生的原因，影響因素及防止方法?產(chǎn)生原因：富鉻的Cr23C6碳化物沿晶界呈網(wǎng)狀連續(xù)析出，在晶界附近形成10-5cm寬的貧鉻區(qū)，當(dāng) 貧鉻區(qū)Cr含量下降到12%X下時鈍化能力急劇下降，貧Cr區(qū)作為陽極發(fā)生腐蝕，腐蝕集中在晶界 附近。消除措施: 鋼中含C量降到0.03%以下，不析出碳化物，不會發(fā)生晶間腐蝕。(2)加入Ti，Nb生成穩(wěn)定的TiC, NbC固定鋼中C,不生成鉻的碳化物，不產(chǎn)生貧鉻區(qū)。 調(diào)整化學(xué)成分，出現(xiàn)10- 50臨鐵素體，使Cr23C6在 5 / 丫相界5相一側(cè)呈點狀析出，避免了 在奧氏體晶界析出。鉻在

8、5相中擴散快，不會產(chǎn)生貧鉻區(qū)。在550-800C長時間加熱，通過鉻的擴散消除奧氏體中的貧鉻區(qū)。5. 不銹鋼發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂的產(chǎn)生原因，影響因素及防止方法?產(chǎn)生原因：張應(yīng)力使位錯運動形成表面滑移臺階，破壞了表面鈍化膜。裸露的滑移臺階若來不及 修補成完整的鈍化膜，會發(fā)生陽極溶解形成蝕坑，并繼續(xù)向內(nèi)部擴展，形成腐蝕裂紋。影響因素(1)腐蝕介質(zhì)Cl-強烈引起應(yīng)力腐蝕。隨Cl-濃度升高，破壞時間縮短。(2)只有張應(yīng)力才會產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。應(yīng)力越大，破壞時間越短。在含Cl-的水溶液中，80C以上才產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。溫度越高，破壞時間越短。(4) 組織和成分 鐵素體不銹鋼和高鎳奧氏體不銹鋼不敏感，含鐵素體的復(fù)相不銹

9、鋼敏感性低。Cr18Ni9型奧氏體不 銹鋼很敏感。 氮促進應(yīng)力腐蝕裂紋的誘發(fā)和傳播。防止措施(1)加入 2-4%的 Si 或 2%勺 Cl。(2)氮含量0.04%,并盡量降低磷、砷、銻、鉍等雜質(zhì)元素含量。(3) 采用高純度鐵素體不銹鋼。采用奧氏體鐵素體復(fù)相不銹鋼，鐵素體占50-70%第六章耐熱鋼及耐熱合金2.耐熱鋼和耐熱合金的基本性能要求有那兩條?(1)高溫強度；(2)高溫化學(xué)穩(wěn)定性。4.如何利用合金化提高鋼的高溫抗氧化性能?加入Cr, Si, Al提高FeO生成溫度，阻止FeC生成。當(dāng)Cr，Al含量高時，可形成致密、穩(wěn)定、結(jié)合牢固的Cr2O3 AI2C3阻礙鐵原子擴散。3、如何利用合金化提高

10、鋼的高溫強度?(1)提高基體強度 加入Ni、Mn N,以奧氏體作為基體，奧氏體的原子排列較致密，原子間結(jié)合力強，比鐵素體熱強性好。加入W Mo產(chǎn)生固溶強化。(2)晶界強化純化晶界:使晶界處分布的P, S及其它低熔點雜質(zhì)形成穩(wěn)定的難熔化合物。填充空位:加入B填充晶界空位，阻止擴散。晶界沉淀強化:沉淀相在晶界不連續(xù)析出，形成強化相骨架。(3)沉淀強化:加入W V, Ti，Nb, Al，在晶內(nèi)析出具有高的高溫強度和高溫穩(wěn)定性的碳化物、金屬間化合物。第八章 鋁合金1.以Al-4 %Cu合金為例，闡述鋁合金的時效過程及主要性能變化?隨溫度升高，可分為四個階段。Cu原子在100晶面上富集，形成銅原子富集區(qū)

11、(GP區(qū))。GP區(qū)進一步擴大，并有序化，具有正方點陣，稱為0。 銅、鋁原子之比為1: 2時，形成過渡相0，具有正方點陣。 形成穩(wěn)定相CuAI2,稱0，正方點陣。與此對應(yīng)，性能變化也分為四鋼階段。與基體保持共格關(guān)系，產(chǎn)生嚴(yán)重的點陣畸變，提高硬度、強度。 與基體保持共格關(guān)系，強化效果最強烈。 與基體保持半共格關(guān)系，強化效果下降，處于過時效階段。 與基體共格關(guān)系完全破壞，合金強度、硬度進一步降低。2.變形鋁合金分為幾類，說明主要變形鋁合金的合金系，牌號及主要性能特點?非熱處理強化變形鋁合金(1)鋁錳防銹鋁合金合金系：鋁-錳。牌號：LF21。性能特點：在大氣和海水中耐蝕性和純鋁相當(dāng)。良好的工藝性能。

12、鋁鎂防銹鋁合金 合金系：鋁-鎂。牌號：LF2。性能特點：在大氣和海水中耐蝕性優(yōu)于LF21合金，在酸性和堿性介質(zhì)中比LF21稍差。第九章 鎂合金1.鎂的晶格類型如何，鎂及鎂合金有何主要性能特點?鎂具有密排六方點陣結(jié)構(gòu)。主要性能特點:密度輕，在金屬材料中比強度和比剛度最高。(2)高的抗震能力，能承受沖擊載荷。優(yōu)良的切削加工性和拋光性能。2.鎂合金按生產(chǎn)方法分為幾類，其牌號如何表示?分為變形鎂合金和鑄造鎂合金兩大類。變形鎂合金(1)鎂鋅鋯系合金。牌號：MB15鎂錳系合金。牌號：MB1鎂稀土系和鎂釷系耐熱鎂合金。牌號：MA11鎂鋰合金。牌號：MA21鑄造鎂合金(1)鎂鋁鋅鑄造合金。牌號：ZM5 (2)

13、鎂鋅鋯鑄造合金。牌號：ZM1(3)鎂稀土鋯系耐熱鑄造合金。牌號：ZM6第十章 銅合金2.銅合金分為幾類，不同銅合金的牌號如何表示，主要性能是什么?黃銅：二元黃銅：銅鋅合金。H85 H7Q H62塑性好。多元黃銅:鋁黃銅，HAI77-2，提高耐蝕性，增加強度。錫黃銅，HSn70-1,提高耐蝕性，增加強度。鉛黃銅，提高切削性。青銅:錫青銅：銅-錫合金。QZSn10鑄造收縮率小，適于鑄造形狀復(fù)雜，壁厚變化大的工件。多元錫青銅:錫磷青銅,QZSn6.5 0.1(P)，提高強度 錫鋅青銅，QSn4 3 (Zn),改善力學(xué)性能。鋁青銅:銅-鋁合金。QAI10,良好的力學(xué)性能、耐蝕性和耐磨性。鋁鐵鎳青銅:QAI10 4 4,強度高，耐熱,耐磨性好。白銅:普通白銅：銅-鎳合金。B20耐蝕性好，冷熱加工性好。鋅白銅：BZn15 20, (Ni: 15% Zn： 20% 高強度，高彈性。鋁白銅： 高強度，高彈性，高耐蝕性。電工白銅：康銅，考銅，B0.6白銅第十一章鈦合金1鈦的晶格類型如何，鈦合金的分類及牌號?晶格類型：固態(tài)下有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變:bcc結(jié)構(gòu)，稱B Ti。882 C, hcp 結(jié)構(gòu)，稱 a Ti。882-1678 C,分類及牌號:(1) a鈦合金。牌號:TA4TA5TA6, TA7 TA&a+B鈦合金。牌號:TC1,TC2TC3 TC1O(3) B鈦合金