金屬材料學(xué)(第二版)課后答案 主編戴啟勛

1、精選文檔第一章 鋼的合金化原理1名詞解釋 1）合金元素: 特殊添加到鋼中為了保證獲得所要求的組織結(jié)構(gòu)從而得到肯定的物理、化學(xué)或機械性能的化學(xué)元素。(常用M來表示)2）微合金元素: 有些合金元素如V，Nb，Ti, Zr和B等，當(dāng)其含量只在0.1%左右（如B 0.001%，V 0.2 %）時，會顯著地影響鋼的組織與性能，將這種化學(xué)元素稱為微合金元素。3）奧氏體形成元素:在-Fe中有較大的溶解度,且能穩(wěn)定相；如 Mn, Ni, Co, C, N, Cu；4）鐵素體形成元素: 在-Fe中有較大的溶解度，且能穩(wěn)定相。如：V，Nb, Ti 等。5）原位析出: 元素向滲碳體富集，當(dāng)其濃度超過在合金滲碳體中的

2、溶解度時, 合金滲碳體就在原位轉(zhuǎn)變成特殊碳化物如Cr鋼中的Cr：-FexCFe3C（Fe, Cr）3C（Cr, Fe）7C3（Cr, Fe）23C6 6）離位析出: 在回火過程中直接從相中析出特殊碳化物，同時伴隨著滲碳體的溶解，可使HRC和強度提高（二次硬化效應(yīng)）。 如 V，Nb, Ti等都屬于此類型。2合金元素V、Cr、W、Mo、Mn、Co、Ni、Cu、Ti、Al中哪些是鐵素體形成元素？哪些是奧氏體形成元素？哪些能在a-Fe中形成無限固溶體？哪些能在g-Fe 中形成無限固溶體？ 答：鐵素體形成元素：V、Cr、W、Mo、Ti、Al；奧氏體形成元素：Mn、Co、Ni、Cu能在a-Fe中形成無限固

3、溶體：V、Cr；能在g-Fe 中形成無限固溶體：Mn、Co、Ni3簡述合金元素對擴大或縮小相區(qū)的影響，并說明利用此原理在生產(chǎn)中有何意義？答：（1）擴大相區(qū)：使A3降低，A4上升一般為奧氏體形成元素分為兩類：a.開啟相區(qū)：Mn, Ni, Co 與 -Fe無限互溶.b.擴大相區(qū)：有C，N，Cu等。如Fe-C相圖，形成的擴大的相區(qū)，構(gòu)成了鋼的熱處理的基礎(chǔ)。（2）縮小相區(qū)：使A3上升，A4降低。一般為鐵素體形成元素 分為兩類:a.封閉相區(qū)：使相圖中區(qū)縮小到一個很小的面積形成圈,其結(jié)果使相區(qū)與相區(qū)連成一片。如V, Cr, Si, A1, Ti, Mo, W, P, Sn, As, Sb。b.縮小相區(qū)：Z

4、r, Nb, Ta, B, S, Ce 等（3）生產(chǎn)中的意義：可以利用M擴大和縮小相區(qū)作用，獲得單相組織，具有特殊性能，在耐蝕鋼和耐熱鋼中應(yīng)用廣泛。4簡述合金元素對鐵碳相圖（如共析碳量、相變溫度等）的影響。答：答：1）轉(zhuǎn)變了奧氏體區(qū)的位置2）轉(zhuǎn)變了共晶溫度：（l）擴大相區(qū)的元素使A1，A3下降；(2)縮小相區(qū)的元素使A1，A3上升。當(dāng)Mo>8.2%, W>12%,Ti>1.0%,V>4.5%,Si>8.5%，相區(qū)消逝。 3.）轉(zhuǎn)變了共析含碳量：全部合金元素均使S點左移。（提問：對組織與性能有何影響呢？）5合金鋼中碳化物形成元素（V，Cr，Mo，Mn等）所形成的碳化

5、物基本類型及其相對穩(wěn)定性。答：答：基本類型：MC型；M2C型；M23C6型；M7C3型；M3C型；M6C型；（強K形成元素形成的K比較穩(wěn)定，其挨次為：Ti>Zr>Nb>V>W,Mo>Cr>Mn>Fe）各種K相對穩(wěn)定性如下：MCM2CM6CM23C6M7C3M3C（高-低）6主要合金元素（V，Cr，Ni，Mn，Si，B等）對過冷奧氏體冷卻轉(zhuǎn)變影響的作用機制。答：Ti, Nb, Zr, V：主要是通過推遲P轉(zhuǎn)變時K形核與長大來提高過冷的穩(wěn)定性；W，Mo,Cr：1）推遲K形核與長大；2）增加固溶體原子間的結(jié)合力，降低Fe的自集中激活能。作用大小為：Cr>

6、;W>MoMn：（Fe,Mn）3C,減慢P轉(zhuǎn)變時合金滲碳體的形核與長大；擴大相區(qū)，猛烈推遲轉(zhuǎn)變，提高的形核功；Ni：開放相區(qū)，并穩(wěn)定相，提高的形核功（滲碳體可溶解Ni, Co）Co：擴大相區(qū)，但能使A3溫度提高（特例），使轉(zhuǎn)變在更高的溫度進行，降低了過冷的穩(wěn)定性。使C曲線向左移。 Al, Si ：不形成各自K，也不溶解在滲碳體中，必需集中出去為K形核制造條件；Si可提高Fe原子的結(jié)合力。 B，P，Re：猛烈的內(nèi)吸附元素，富集于晶界，降低了 的界面能，阻礙相和K形核。7合金元素對馬氏體轉(zhuǎn)變有何影響？答：合金元素的作用表現(xiàn)在：1） 對馬氏體點Ms- Mf溫度的影響；2） 轉(zhuǎn)變馬氏體形態(tài)及精細

7、結(jié)構(gòu)（亞結(jié)構(gòu)）。 除Al,Co 外，都降低Ms溫度，其降低程度：強CMnCrNiVMo,W,Si弱提高含量：可利用此特點使Ms溫度降低于0以下，得到全部組織。如加入Ni,Mn,C,N等合金元素有增加形成孿晶馬氏體的傾向，且亞結(jié)構(gòu)與合金成分和馬氏體的轉(zhuǎn)變溫度有關(guān).8如何利用合金元素來消退或預(yù)防第一次、其次次回火脆性？答：1）低溫回火脆性（第I類，不具有可逆性）其形成緣由：沿條狀馬氏體的間界析出K薄片；防止：加入Si, 脆化溫度提高300；加入Mo, 減輕作用。2)高溫回火脆性（第II類，具有可逆性）其形成緣由：與鋼雜質(zhì)元素向原奧氏體晶界偏聚有關(guān)。防止：加入W，Mo消退或延緩雜質(zhì)元素偏聚.9如何理

8、解二次硬化與二次淬火兩個概念的相關(guān)性與不同特點。答：二次硬化:在含有Ti, V, Nb, Mo, W等較高合金鋼淬火后，在500- 600范圍內(nèi)回火時，在相中沉淀析出這些元素的特殊碳化物，并使鋼的HRC和強度提高。(但只有離位析出時才有二次硬化現(xiàn)象)二次淬火：在強K形成元素含量較高的合金鋼中淬火后格外穩(wěn)定，甚至加熱到500-600回火時升溫與保溫時中仍不分解，而是在冷卻時部分轉(zhuǎn)變成馬氏體，使鋼的硬度提高。相同點：都發(fā)生在合金鋼中，含有強碳化物形成元素相對多，發(fā)生在淬回火過程中，且回火溫度550左右。不同點：二次淬火，是回火冷卻過程中Ar轉(zhuǎn)變?yōu)閙，是鋼硬度增加。二次硬化：回火后，鋼硬度不降反升的

9、現(xiàn)象（由于特殊k的沉淀析出）10一般地，鋼有哪些強化與韌化途徑？答1）強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；或者盡可能削減晶體中的可動位錯，抑制位錯源的開動，如晶須 。（主要機制有：固溶強化、細晶強化、位錯強化、“其次相”強化、沉淀強化、時效強化、彌散強化、析出強化、二次硬化、過剩相強化 ）2）韌化途徑：細化晶粒；降低有害元素的含量；防止預(yù)存的顯微裂紋；形變熱處理；利用穩(wěn)定的殘余奧氏體來提高韌性；加入能提高韌性的M，如Ni, Mn；盡量削減在鋼基體中或在晶界上存在粗大的K或其它化合物相。其次章 工程結(jié)構(gòu)鋼

10、1 對工程結(jié)構(gòu)鋼的基本性能要求是什么？答：（1）足夠高的強度、良好的塑性;（2）適當(dāng)?shù)某貨_擊韌性，有時要求適當(dāng)?shù)牡蜏貨_擊韌性;（3）良好的工藝性能。2合金元素在低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼中的主要作用是什么？為什么考慮接受低C？答：為提高碳素工程結(jié)構(gòu)鋼的強度，而加入少量合金元素，利用合金元素產(chǎn)生固溶強化、細晶強化和沉淀強化。利用細晶強化使鋼的韌-脆轉(zhuǎn)變溫度的降低，來抵消由于碳氮化物沉淀強化使鋼的韌-脆轉(zhuǎn)變溫度的上升?？紤]低C的緣由：（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

11、工程結(jié)構(gòu)鋼的使用。3什么是微合金鋼？微合金化元素在微合金化鋼中的主要作用有哪些？試舉例說明。答：微合金鋼：利用微合金化元素Ti, Nb, V；主要依靠細晶強化和沉淀強化來提高強度；利用把握軋制和把握冷卻工藝- 高強度低合金鋼微合金元素的作用：1）抑制奧氏體形變再結(jié)晶；例：再熱加工過程中，通過應(yīng)變誘導(dǎo)析出鈮、鈦、釩的氮化物，沉淀在晶界、亞晶界和位錯上，起釘扎作用，有效地阻擋奧氏體再結(jié)晶的晶界和位錯的運動，抑制再結(jié)晶過程的進行。 2)阻擋奧氏體晶粒長大；例：微量鈦（w0.02%）以TiN從高溫固態(tài)鋼中析出，呈彌散分布，對阻擋奧氏體晶粒長大很有效。 3)沉淀強化；例： w(Nb)0.04%時,細化晶

12、粒造成的屈服強度的增量G大于沉淀強化引起的增量Ph;當(dāng)w(Nb)0.04%時, Ph增量大大增加,而G保持不變。4)轉(zhuǎn)變與細化鋼的組織例：在軋制加熱時，溶于奧氏體的微合金元素提高了過冷奧氏體的穩(wěn)定性，降低了發(fā)生先共析鐵素體和珠光體的溫度范圍，低溫下形成的先共析鐵素體和珠光體組織更細小，并使相間沉淀Nb(C,N)和V(C,N)的粒子更細小。4低碳貝氏體鋼的合金化有何特點？解：合金元素主要是能顯著推遲先共析 F和P轉(zhuǎn)變，但對B轉(zhuǎn)變推遲較少的元素如Mo，B，可得到貝氏體組織。1）加入Mn, Ni, Cr等合金元素，進一步推遲先共析F和P轉(zhuǎn)變，并使Bs點下降，可得到下B組織；2)加入微合金化元素充分發(fā)

13、揮其細化作用和沉淀作用；3)低碳,使韌性和可焊性提高。第三章 機械制造結(jié)構(gòu)鋼1名詞解釋 1）液析碳化物：由于碳和合金元素偏析，在局部微小區(qū)域內(nèi)從液態(tài)結(jié)晶時析出的碳化物。2）網(wǎng)狀碳化物：過共析鋼在熱軋（鍛）加工后緩慢冷卻過程中由二次碳化物以網(wǎng)狀析出于奧氏體晶界所造成的。3）水韌處理：高錳鋼鑄態(tài)組織中沿晶界析出的網(wǎng)狀碳化物顯著降低鋼的強度、韌性和抗磨性。將高錳鋼加熱到單相奧氏體溫度范圍，使碳化物充分溶入奧氏體，然后水冷，獲得單一奧氏體組織。4）超高強度鋼：一般講，屈服強度在1 370MPa（140 kgf/mm2）以上，抗拉強度在1 620 MPa（165 kgf/mm2）以上的合金鋼稱超高強度鋼

14、。2 調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼進行成分、熱處理、常用組織及主要性能的比較，并生疏各自主要鋼種。答：成分熱處理常用組織主要性能調(diào)質(zhì)鋼0.300.50%C的C鋼或中、低合金鋼 淬火與高溫回火回火S或回火T 較高的強度，良好的塑性和韌性彈簧鋼中、高碳素鋼或低合金鋼淬火和中溫回火回火T 高的彈性極限，高的疲憊強度，足夠的塑性和韌性主要鋼種:A.調(diào)質(zhì)鋼：按淬透性大小可分為幾級：1）40，45，45B2）40Cr，45Mn2, 45MnB, 35MnSi3）35CrMo, 42MnVB, 40MnMoB ，40CrNi4）40CrMnMo, 35SiMn2MoV，40CrNiMo B.彈簧鋼：1）Mn彈簧鋼： 60

15、Mn，65Mn 2）MnSi彈簧鋼：55Si2Mn，60Si2MnA 3）Cr彈簧鋼： 50CrMn， 50CrVA, 50CrMnVA (使用T<300 )4）耐熱彈簧：30W4Cr2VA (可達500) 5）耐蝕彈簧：3Cr13, 4Cr13, 1Cr18Ni9Ti （溫度<400 ）3液析碳化物和帶狀碳化物的形成、危害及消退方法。答：形成：均起因于鋼錠結(jié)晶時產(chǎn)生的樹枝狀偏析；液析碳化物屬于偏析引起的偽共晶碳化物（一次碳化物）；帶狀碳化物屬于二次碳化物偏析 （固相凝固過程中）危害：降低軸承的使用壽命，增大零件的淬火開裂傾向，造成硬度和力學(xué)性能的不均勻性（各向異性）消退方法：1）

16、把握成分（C，Cr%）；2）合理設(shè)計鋼錠，改進工藝；3）大的鍛（軋）造比來裂開碳化物；4）接受高溫集中退火（1200左右）。 4說明易切削鋼提高切削性能的合金化原理。答：鋼中加入肯定量的S、Te、Pb、Se或 Ca等元素，形成MnS、CaS、MnTe、PbTe、CaO-SiO2、CaO-Al2O3-SiO2等或Pb的夾雜物。在熱軋時，這些夾雜物沿扎向伸長，成條狀或紡錘狀，破壞鋼的連續(xù)性，削減切削時對刀具的磨損，而又不會顯著影響鋼材縱向力學(xué)性能。5.馬氏體時效鋼與低合金超強鋼相比，在合金化、熱處理、強化機制、主要性能等方面有何不同？合金化熱處理強化機制主要性能馬氏體時效鋼1） 過大相區(qū)（Ni、C

17、o）； 2） 時效強化（Ni，Ti, Al, Mo, Nb ，Mo）； 3） 為提高塑韌性，必需嚴(yán)格把握雜事元素含量（C,S,N,P） 1）高溫奧氏體化后淬火成馬氏體（Ms:100150 ）； 2）進行時效，產(chǎn)生猛烈沉淀強化效應(yīng)，顯著提高強度。 固溶強化冷作相變強化時效強化高強度，同時具有良好的塑韌性和缺口強度；熱處理工藝簡潔；淬火后硬度低，冷變形性能和切削性能好；焊接性較好低合金超強鋼1）保證鋼的淬透性（Cr, Mn, Ni）； 2）增加鋼的抗回火穩(wěn)定性（V, Mo）； 3）推遲低溫回火脆性（Si）； 4）細化晶粒（V,Mo）。 淬火 + 低溫回火或等溫淬火 晶粒細化、沉淀硬化及亞結(jié)構(gòu)的變化

18、強度高；成本低廉；生產(chǎn)工藝較簡潔；韌塑性較差；較大的脫C傾向； 焊接性不太好。3 高錳鋼在平衡態(tài)、鑄態(tài)、熱處理態(tài)、使用態(tài)四種狀態(tài)下各是什么組織？為何具有抗磨特性？答：平衡態(tài)組織：+ (Fe,Mn)3C； 鑄態(tài)組織：+碳化物；熱處理態(tài)組織：單相p；使用狀態(tài)下組織: 表面硬化層 + 內(nèi)部 具有抗磨特性的緣由：1)高沖擊和強擠壓下，其表面層快速產(chǎn)生加工硬化，在滑移面上形成硬化層，即冷作硬化，使其具有抗磨性。2)加入2-4%的Cr或適量的Mo和V，能形成細小碳化物，提高屈服強度、沖擊韌性和抗磨性。4 GCr15鋼是什么類型的鋼？這種鋼中碳和鉻的含量約為多少？碳和鉻的主要作用分別是什么？其預(yù)先熱處理和最

19、終熱處理分別是什么？答：高碳鉻軸承鋼 。C含量1%，Cr含量1.5%。C的作用：固溶強化提高硬度; 形成碳化物。Cr的作用：提高淬透性、耐磨性、耐蝕性預(yù)先熱處理：（集中退火，正火）+ 球化退火最終熱處理：淬火 + 低溫回火 +（穩(wěn)定化處理 ）8氮化鋼的合金化有何特點？合金元素有何作用？答：合金化特點：鋼中加入氮化物形成元素后，氮化層的組織有很大變化，在相中形成含有鉻、鉬、鎢、釩、鋁等合金元素的合金氮化物，其尺寸在5mm左右，并與基體共格，起著彌散強化作用。鋼中最有效的氮化元素是鋁、鈮、釩，所形成的合金氮化物最穩(wěn)定，其次是鉻、鉬、鎢的合金氮化物。合金元素作用：加入Al（HV1000以上）, V,

20、 Cr, Mo, W（HV900以下）可以提高表面硬度；加入Cr，Mn，Mo提高淬透性；加入Mo，V等可以使鋼在高溫下保持高強度；加入少量Mo，可以防止高溫回火脆性。第四章 工具鋼1從總體看，工具鋼與結(jié)構(gòu)鋼相比，在主要成分、組織類型、熱處理工藝、主要性能與實際應(yīng)用方面各自有何特點？答：結(jié)構(gòu)鋼工具鋼成分C：中低C合金元素:中偏低中高C合金元素:中偏低高C組織P（S,T）,B,MM,S,T熱處理退、正、淬、回火淬火回火綜合性能強韌（熱）硬，強應(yīng)用工程或制造結(jié)構(gòu)各種工具2接受一般素工具鋼的優(yōu)點是什么？局限性是什么？ 答：優(yōu)點：成本低，冷熱性能較好，熱處理簡潔，應(yīng)用范圍較寬。不足處：1）淬透性低,鹽水

21、中淬火,變形開裂傾向大。2）組織穩(wěn)定性差,熱硬性低,工作溫度小于200 。3什么是紅硬性?為什么它是高速鋼的一種重要性能？哪些元素在高速鋼中提高紅硬性?答：紅硬性：在高的溫度下保持硬度的力量。提高熱硬性的元素有：W、Mo、V、Co、N (常與Al協(xié)作加入)。418-4-1高速鋼的鑄態(tài)顯微組織特征是什么？為什么高速鋼在熱處理之前肯定要大量地?zé)峒庸?？答：鑄態(tài)組織：魚骨狀Le+黑色與白色組織鑄態(tài)高速鋼組織中粗大的共晶碳化物必需經(jīng)過鍛軋將其裂開，是其盡可能成為均勻分布的顆粒狀碳化物。7高速鋼18-4-1的最終熱處理的加熱溫度為什么高達1280？在加熱過程中為什么要在600650和800850進行二次預(yù)

22、熱保溫？答：加熱溫度高：為使奧氏體中合金度含量較高，應(yīng)盡可能提高淬火溫度至晶界熔化溫度偏下（晶粒仍舊很細，8-9級）。目標(biāo)：淬火后獲得高合金的M組織，具有很高抗回火穩(wěn)定性；在高溫回火時析出彌散的合金碳化物產(chǎn)生二次硬化，使鋼具有高的硬度和熱硬性。一次或兩次預(yù)熱：由于高合金的高速鋼導(dǎo)熱性差，為防止工件加熱時變形，開裂和縮短加熱的保溫時間以削減脫碳。8高速鋼18-4-1淬火后三次回火的目的是什么?這種回火在組織上引起什么樣的變化？答：目的：一方面，增加二次硬化效果；另一方面，（主要）是為了利用二次淬火來降低殘余奧氏體含量，也間接地提高了性能?；鼗鸷蟮娘@微組織為回火馬氏體加碳化物。9高碳、高鉻工具鋼耐

23、磨性極好的緣由何在？抗氧化的緣由為什么？第五章 不銹耐蝕鋼1名詞解釋： 1）晶間腐蝕：晶界上析出連續(xù)網(wǎng)狀富鉻的 Cr23C6引起晶界四周基體產(chǎn)生貧鉻區(qū)，貧鉻區(qū)成為微陽極而發(fā)生的腐蝕。2）應(yīng)力腐蝕：奧氏體或M不銹鋼受張應(yīng)力時，在某些介質(zhì)中經(jīng)過一段不長時間就會發(fā)生破壞，且隨應(yīng)力增大，發(fā)生裂開的時間也越短； 當(dāng)取消張應(yīng)力時，腐蝕較小或不發(fā)生腐蝕。這種腐蝕現(xiàn)象稱為“應(yīng)力腐蝕（裂開）”。 4） n/8規(guī)律：加入Cr可提高基體的電極電位，但不是均勻的增加，而是突變式的。當(dāng)Cr的含量達到1/8，2/8，3/8，原子比時，F(xiàn)e的電極電位就跳動式顯著提高，腐蝕也顯著下降。這個定律叫做n/8規(guī)律。2從電化學(xué)腐蝕原

24、理看，接受哪些途徑可提高鋼的耐蝕性？答：1）使鋼表面形成穩(wěn)定的表面愛護膜；2）得到單相均勻的固溶體組織；3）提高固溶體（陽極）的電極電位。3合金元素及環(huán)境介質(zhì)對耐蝕鋼的耐蝕性的影響。答：合金元素：Cr打算和提高耐蝕性的主要元素；Ni可提高耐蝕性；C與Cr形成碳化物，降低耐蝕性；Mn，N提高高鉻不銹鋼在有機酸中的耐蝕性；Mo提高不銹鋼的鈍化力量；Cu少量加入可有效地提高不銹鋼在硫酸及有機酸中的耐蝕性；Si提高在鹽酸、硫酸和高濃度硝酸中耐蝕性。環(huán)境介質(zhì)：（1）氧化性介質(zhì)如硝酸，NO3 是氧化性的，不銹鋼表面氧化膜簡潔形成，鈍化時間短。（2）在稀硫酸等非氧化性酸中，由于介質(zhì)中溶有的氧量較低，而SO4

25、 又不是氧化劑，H+濃度又高，一般的鉻不銹鋼和Cr18Ni9型不銹鋼難以達鈍化狀態(tài)，因而是不耐蝕的。（3）強有機酸中，由于介質(zhì)中氧含量低，又有H+存在，一般鉻和鉻鎳不銹鋼難鈍化，易被腐蝕。（4）在含有Cl*的介質(zhì)中，Cl*簡潔破壞不銹鋼表面氧化膜，穿透過并與鋼表面起作用，產(chǎn)生點腐蝕。4奧氏體不銹鋼晶間腐蝕產(chǎn)生的緣由，影響因素與防止方法。答：緣由：奧氏體不銹鋼晶間腐蝕主要是晶界上析出網(wǎng)狀富鉻的Cr23C6引起晶界四周基體產(chǎn)生貧鉻區(qū)，貧鉻區(qū)的寬度約10-5cm，Cr<12%。在很多介質(zhì)中沒有鈍化力量, 貧鉻區(qū)成為微陽極而發(fā)生腐蝕。影響因素：a.C：C<0.03%時無晶間腐蝕;化學(xué)成分：

26、加入Ti, Nb固C，使奧氏體內(nèi)固溶的C<0.03%以下。b.加熱溫度：550-800（650最敏感），T>800時K重溶；T<500，集中困難。c.加熱時間：時間很長或很短，都難以存在晶間腐蝕。防止方法：超低C；轉(zhuǎn)變K類型；固溶處理；獲得+（10-50%）雙相組織。5不銹鋼發(fā)生應(yīng)力腐蝕裂開的產(chǎn)生緣由，影響因素與防止方法。答：緣由：不銹鋼在某些介質(zhì)中受張應(yīng)力時經(jīng)過一段不長時間就會發(fā)生破壞。影響因素：介質(zhì)特點，附加應(yīng)力和鋼的化學(xué)成分。1）介質(zhì)：含有Cl-和OH-腐蝕介質(zhì)中特殊敏感;2）應(yīng)力：應(yīng)力越大，越嚴(yán)峻;3）介質(zhì)溫度：溫度越高，越嚴(yán)峻;4）不銹鋼組織與成分: 對應(yīng)力腐蝕的影

27、響. 防止措施：1）提高純度（降低N, H以及雜質(zhì)元素含量）；2）加入2-4%Si或2%Cu 或提高Ni%（>35%）； 3） 接受高純度15-25%F不銹鋼；4）接受奧氏體和鐵素體（50-70%）雙相鋼。第六章 耐熱鋼及耐熱合金1名詞解釋： 1）蠕變極限：在某溫度下，在規(guī)定時間達到規(guī)定變形時所能承受的最大應(yīng)力。 2）長久強度：在規(guī)定溫度和規(guī)定時間斷裂所能承受的應(yīng)力（）。 4） 長久壽命：它表示在規(guī)定溫度和規(guī)定應(yīng)力作用下拉斷的時間。2耐熱鋼及耐熱合金的基本性能要求有哪兩條？ 答：足夠高的高溫強度、高溫疲憊強度足夠高的高溫化學(xué)穩(wěn)定性（特殊是抗氧化性能）3如何利用合金化（或怎么合金化）提高鋼

28、的高溫強度？答：V，Ti 碳化物沉淀強化； Mo、W、Cr固溶強化； B強化晶界。4如何利用合金化（或怎么合金化）提高鋼的高溫抗氧化性能？5耐熱鋼有哪些種類？答：（1）F-P 耐熱鋼，常用鋼種：12Cr1MoV，15CrMo, 12Cr2MoWVSiTiB（2）馬氏體耐熱鋼 ，鋼種：2Cr12MoV, 2Cr12WMoV（3）工業(yè)爐用耐熱鋼，F(xiàn)e-Al-Mn爐用耐熱鋼，Cr-Mn-C-N爐用耐熱鋼，高Cr-Ni奧氏體爐用耐熱鋼 （4）奧氏體耐熱鋼，分為三類:簡潔奧氏體耐熱鋼（Cr18Ni9型奧氏體不銹鋼）;固溶強化型奧氏體耐熱鋼;沉淀強化型奧氏體耐熱鋼。第七章 鑄鐵1名詞解釋：1）碳當(dāng)量：一般

29、以各元素對共晶點實際含碳量的影響, 將這些元素的量折算成C%的增減, 這樣算得的碳量稱為碳當(dāng)量（C.E）（C.E = C + 0.3 （Si+P） + 0.4 S - 0.03 Mn由于S, P%低, Mn的作用又較小C.E = C + 0.3 Si ）2）共晶度：鑄鐵含C量與共晶點實際含C量之比 , 表示鑄鐵含C量接近共晶點C%的程度。（共晶點實際C量 = 4.3 - 0.3Si）2鑄鐵與鋼相比，在主要成分、使用組織、主要性能上有何不同？答：鑄鐵與鋼總體比較：（鑄鐵）A. 成分：C、Si含量高，S、P含量高；2.5-4.0 C, 1.0-3.0 Si, 0.5-1.4 Mn, 0.01-0.

30、5 P, 0.02-0.2 SB. 組織：鋼的基體 +（不同外形）石墨；C. 熱處理：不同形式的熱處理D. 性能：取決于基體組織及G數(shù)量、外形、大小及分布. G：HB3-5， 屈強20MPa, 延長率近為0;G對基體有割裂（減弱）作用，對鋼強度（抗拉強度）、塑性、韌性均有害，其性能特殊塑、韌性;比鋼要低，但：具有優(yōu)良的減震性、減摩性以及切削加工性能、優(yōu)良的鑄造性能、低的缺口敏感性；E. 生產(chǎn)：鑄鐵熔化設(shè)備簡潔，工藝操作簡便，生產(chǎn)成本低廉3對灰口鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵的成分（主要是C與Si）、組織、牌號、主要性能與應(yīng)用做相互對比。答： 灰口鑄鐵可鍛鑄鐵球墨鑄鐵成分C 2.5-3.6；Si 1-

31、2.5 C 2.2, Si 1.2-2.0, Mn 0.4-1.2,P<0.1, S<0.2;C3.6-3.8%,Si 2.0-2.5,Mn0.6-0.8, P< 0.1組織F，F(xiàn)+P，P+片狀G（A型， , F型） P，F(xiàn)+團絮狀G F，P+球狀G 牌號HT100，150，200，250，HT300，350 KT300-6，330-8，350-10，370-12（F-KT） KTZ450-5，500-4，600-3，700-2 （P-KT QT400-18，400-15，450-10，500-7，600-3， 700-2，800-2，900-2 性能強度較低，塑韌性低，硬度

32、HB130-270，耐磨性好，減振性好，缺口敏感性小等 較高強度，良好塑性，有肯定的塑變力量（展性鑄鐵，馬鐵），但并不能鍛造。但生產(chǎn)周期長，工藝簡單，成本較高?；w強度利用率高，可達70-90%；強度，塑性，韌性，疲憊強度明顯提高 用途可用作耐壓減震件，如機床底座、支柱等制造一些外形簡單而在工作中以經(jīng)受震驚的薄壁（<25mm）小件 可制造各種受力簡單、負荷較大和耐磨的重要鑄件，如曲軸、連桿、齒輪等，在肯定條件下可取代鑄鋼、鍛鋼、合金鋼。4鍛鑄鐵的成分與灰口鑄鐵相比，有何特點？其生產(chǎn)分幾步？答：成分：可鍛鑄鐵：C 2.2, Si 1.2-2.0, Mn 0.4-1.2,P<0.1,

33、S<0.2灰口鑄鐵：C 2.5-3.6 Si 1-2.二者比較可知，前者含有少量其他合金元素可鍛鑄鐵生產(chǎn)分兩步：1）生產(chǎn)白口鑄鐵；2）高溫G化退火（900-980度,15h ）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（強度）變化。答：分為四階段：1）形成溶質(zhì)原子（Cu）的富集區(qū)GPI與母相（Al為基的固溶體）保持共格關(guān)系，引起的嚴(yán)峻畸變，使位錯運動受阻礙，從而提高強度；2）GPI區(qū)有序化GPII區(qū)（）化學(xué)成分接近CuAl2，具有正方晶格，引起更嚴(yán)峻的畸變，使位錯運動更大阻礙，顯著提高強度；3）溶質(zhì)原子的連續(xù)富集，以及形成已達到CuAl2，且部分地與母相晶格

34、脫離關(guān)系，晶格畸變將減輕，對位錯阻礙力量減小，合金趨于軟化，強度開頭降低。4）穩(wěn)定相的形成與長大與母相完全脫離晶格關(guān)系，強度進一步降低。（這種現(xiàn)象稱為過時效）2變形鋁合金分為幾類？說明主要變形鋁合金之間的合金系、牌號及主要性能特點。答：(1)非熱處理強化變形鋁合金主要有防銹鋁合金：合金系：Al-Mn系 牌號： LF21Al-Mg-（Mn） 牌號： LF2, 3, 5, 6, 7, 10,11,12等性能：耐蝕性好；塑性好（易加工成形）；焊接性好； 可利用冷加工硬化來提高強度 （2）熱處理強化變形鋁合金,（過飽和）固溶處理和時效處理；主要有硬鋁、鍛鋁、超硬鋁合金：A 硬鋁：基本是Al-Cu-Mg

35、合金；牌號性能低合金硬鋁（鉚釘硬鋁）LY1，LY3，LY10合金 Mg, Cu%較低，有較高塑性，但強度較低，時效速度慢。 標(biāo)準(zhǔn)硬鋁LY11可淬火（過飽和固溶）時效，強度提高高合金硬鋁LY12具有良好的耐熱性，強度高，但塑性及承受冷熱加工力量差。耐熱硬鋁較多的Mn, Mg，強化相S，外，還有Al19Mg2Mn，可制做250-300 工作的飛機零件。 B超硬鋁合金，Al-Zn-Mg-Cu系合金牌號：LC3，LC4，LC5，LC6，LC9 性能：強度高（淬火+120時效），但抗蝕性差（包鋁），組織穩(wěn)定性不好，工作溫度小于120C鍛鋁合金合金系：Al-Mg-Si, Al-Mg-Si-Cu（一般鍛鋁合

36、金）；Al-Cu-Mg-Ni-Fe （耐熱鍛鋁合金）牌號：LD2，LD5，LD6，LD10；LD7，LD8，LD9 性能：良好的熱塑性，較高的機械性能。3鑄造鋁合金主要分為幾類？說明主要鑄造鋁合金的合金系、牌號及主要性能特點。答：一般鍛鋁合金：Al-Mg-Si, Al-Mg-Si-Cu 耐熱鍛鋁合金：Al-Cu-Mg-Ni-Fe 合金系牌號主要性能特點Al-Si系 ZL1xx最好的鑄造性能、中等強度和抗蝕性，應(yīng)用最廣泛。Al-Cu系 ZL20x最高的高溫存室溫性能，適于制造大負荷或耐熱鑄件，但鑄造性能和抗蝕性較差。Al-Mg系 ZL30x有最好的抗蝕性和較高的強度，但鑄造、耐熱性能差，適于抗蝕

37、、耐沖擊和表面裝飾性高的鑄件。Al-Zn系 ZL40x鑄態(tài)下的高強度鋁合金，在強度、抗蝕性和鑄造性能，均中等第九章 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？答：密排六方點陣（冷變形較困難）鎂：強度和彈性模量較低；在大氣中有足夠的耐蝕性，但在淡水、海水中耐蝕性差，熔煉困難。鎂合金：強度硬度高，塑韌性好，一般可焊性較差。2鎂合金按生產(chǎn)方法分幾類？其牌號如何表示？答：分為變形鎂合金和鑄造鎂合金兩大類變形鎂合金主要合金系為：Mg-Zn-Zr系，Mg-Al-Zn系、Mg-Re-Zr系、Mg-Mn系和Mg-Li系 牌號有MB1，MB2，MB3等鑄造鎂合金中主要合金系：Mg-Zn-Zr系；Mg

38、-Al-Zn系；Mg-Re-Zr系；Mg-Th-Zr系Mg-Al-Ag系等 牌號有ZM1，ZM2，ZM5等第十章 銅合金1名詞解釋：1）黃銅；銅鋅合金稱為黃銅，再加入其他合金元素后，形成多元黃銅。2）鋅當(dāng)量系數(shù) ：黃銅中加入M后并不形成新相，只是影響，相的相對含量，其效果象增加了鋅一樣?？梢杂眉尤?%的其它合金元素對組織的影響上相當(dāng)于百分之幾的Zn的換算系數(shù)來預(yù)估加入的合金元素對多元黃銅組織的影響，這種換算關(guān)系稱為鋅當(dāng)量系數(shù)。3）青銅：是Cu和Sn、Al、Be、Si、Mn、Cr、Cd、Zr和Co等元素組成的合金的統(tǒng)稱。 4）白銅：是以鎳為主要合金元素的銅合金。2銅合金主要分為幾類？不同銅合金的

39、牌號如何？其主要性能是什么？答：A紫銅a韌銅：0.02%-0.10%O；T1，T2，T3，T4； T1、T2： 導(dǎo)電及高純度銅合金用；T3、T4： 一般用銅材及銅合金. b無氧銅：<0.003%；TU1，TU2: 主要用于電子真空儀器儀表中導(dǎo)體 c脫氧銅：<0.01%；TUP，TUMn；TUP 主要用于焊接用銅材，制作熱交換器、排水管、 冷凝管等； TUMn 用于電子管用銅材 B黃銅，a低鋅黃銅 H96、H90、H85 黃銅，用于冷凝器和散熱器。b三七黃銅 H70、H68 黃銅， 用于深沖或深拉制造簡單外形的零件。c四六黃銅 H62、H59 +黃銅，用于制造銷釘、螺帽、導(dǎo)管及散熱器零件。C青銅 二元青銅： Cu-Sn， Cu-Al， Cu-Be，；二元錫青銅相：Cu5Sn 電子化合物為基的固溶體； 相： CuSn 為基的固溶體；相：Cu31Sn8 電子化合物性能： 1）錫青銅鑄造的優(yōu)點是鑄件收縮率小，適于鑄造外形簡單、壁厚變化大的零件;2）錫青銅在大氣、海水和堿性溶液中有良好耐蝕性，用于海上船舶、礦山機械零件；3）力學(xué)性能，工業(yè)錫青銅中錫含量不超過14%，其中Sn<7-8%