工程材料簡答

1、1.某廠生產(chǎn)的連桿，系用3Cr13鋼制造，經(jīng)改鍛后進行調(diào)質(zhì)處理。原調(diào)質(zhì)處理的主要工藝參數(shù)為：1020c加熱保溫后油淬冷至室溫，再加熱至640c保溫后油冷至室溫，發(fā)現(xiàn)沖擊韌度不合格，將調(diào)質(zhì)工藝參數(shù)調(diào)整為，奧氏體化溫度選在10501080C,回火溫度選在650C,回火后冷卻方式改為水冷，則產(chǎn)品合格。試分析其原因答：3Cr13鋼連桿零件在原調(diào)質(zhì)處理過程中，零件奧氏體化溫度1020C,在此溫度正常保溫，受氧化脫碳的制約，保溫時間不宜過長，較難獲得均勻的奧氏體組織，在3Cr13鋼種因含銘量高，碳原子擴散較慢，預(yù)使碳化物固溶，就需較高溫度或較長時間可見，奧氏體化溫度偏低，奧氏體組織不均勻，使獲得馬氏體組織

2、不均勻，是零件回火后沖擊韌度不合格的主要原因，3Cr13鋼具有回火脆性，在約600c時，第二類回火脆性達到最大，但3Cr13鋼在700c回火時，其水冷試樣比空冷試樣的沖擊韌度高75%原回火工藝的加熱溫度為640C,較靠近產(chǎn)生最大第二類回火脆性的溫度，有適當提高的余地，可見，回火溫度偏低及回火冷卻速度偏慢是零件沖擊韌度不合格的另一原因。2 .某Cr12模具進行線切割加工時，發(fā)生了開裂。通過線切割部位取樣檢測，發(fā)現(xiàn)模具原材料冶金質(zhì)量較差，共晶碳化物不均勻性>S,試分析造成開裂的原因，應(yīng)采用什么樣的對策？答：Cr12型萊氏體鋼組織中含有大量的共晶碳化物，從該模具線切割開裂的組織看，共晶

3、碳化物不均勻性嚴重，屬于不合格材料，這種不均勻的共晶碳化物易于造成應(yīng)力集中，當線切割時工件處于較高的硬度，導(dǎo)致零件沿脆弱處開裂；因此建議模具材料應(yīng)是進行鍛造，使共晶碳化物不均勻性獲得充分改善，然后進行球化退火，再淬火回火，這樣可以預(yù)防模具變形與開裂，其次是將硬度降低到5060HRC這樣對防止線切割的開裂極為有利。3 .問：某模具公司采用未經(jīng)鍛造的Cr12MoV鋼生產(chǎn)模具，發(fā)現(xiàn)在熱處理時開裂以及在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)崩刃等現(xiàn)象，試從原始組織出發(fā)分析其原因？答：由于Cr12MoV鋼屬萊氏體鋼，原始組織往往有較嚴重的碳化物偏析著不但會增加模具熱處理時開裂的可能性，而且直接影響到模具的使用壽命，因此一般在使

4、用該鋼時都需要經(jīng)過鍛造和預(yù)先熱處理。4 .問：簡述錘鍛模的工作條件及性能要求？答：錘鍛模在工作用受到高溫、高壓、高沖擊負荷的作用，在交變應(yīng)力作用下，模具表面產(chǎn)生網(wǎng)狀或放射狀的熱疲勞裂紋以及在模腔磨損或嚴重偏載，工藝性裂紋導(dǎo)致模具開裂，因此錘鍛模有較高的高溫強度和韌性，由于錘鍛模尺寸較大，還要求錘鍛模用鋼具有高的淬透性。5 .問：簡述冷徽模的主要失效形式？答：擦傷，在冷徽過程中由沖擊摩擦造成沖頭和凹模工作表滿出現(xiàn)溝痕或磨損崩落，在強力沖擊摩擦作用下，坯料上的金屬常黏附在凹模上形成一定厚度的環(huán)帶，這層環(huán)帶的存在造成冷鍛凸模偏離正常工作位置，引起打擊的偏載，致使局部區(qū)域超出抗拉強度而造成崩落脆性開裂

5、，常見與冷徽凹模，一般有兩種形式，一種是在擦傷嚴重和崩落造成的夾角處，由于應(yīng)力集中而造成裂紋產(chǎn)生，另一種是因整個截面淬硬或鋼中碳化物或非金屬夾雜物偏析而引起脆性開裂冷徽模常因硬度不夠或硬化層過錢而凹陷，或因尺寸超差而過早報廢。5 .問：冷作模具材料的主要失效形式及對使用性能的基本要求是什么？答：冷作模具材料的主要失效形式是磨損、脆斷、變形、咬合等。性能要求是良好的耐磨性高強度足夠的韌性良好的抗疲勞性能良好的抗咬合能力。6 .問：簡述Cr12MoV鋼采用不同的淬火溫度和回火溫度后的力學(xué)性能變化？答：Cr12MoV采用低溫淬火和低溫回火，可以獲得高的硬度、強度和斷裂韌度，若采用高溫淬火和高溫回火可

6、以獲得良好的熱硬性，其耐磨性硬度也較高，但抗壓強和斷裂韌度較低，而采用中文淬火與中文回火可以獲得最好的強韌性配合。7 .問：試比較6W6Mo5Cr4V<W6Mo5Cr4V域分有何不同，并分析其淬火狀態(tài)抗彎強度、塑性、沖擊韌度和淬火硬度的高低？答：6W6Mo5Cr4V的碳和磯的質(zhì)量分數(shù)低于W6Mo5Cr4V26W6Mo5Cr4V淬火狀態(tài)抗彎強度和塑性高于W6Mo5Cr4V26W6Mo5Cr4V8沖擊韌度高于W6Mo5Cr4V2但是6W6Mo5Cr4碎火硬度低于W6Mo5Cr4V2.8 .簡述銘系熱作模具鋼的共同特點？答：因含銘量較多，具有較高的淬透性耐熱疲勞強度較好回火穩(wěn)定性較高與鴇系熱作

7、模具鋼相比，有較高的韌性，但高溫強度不足因所含碳化物種類和數(shù)量大致相同，因而過熱敏感性也大致相同銘系熱作模具鋼熱塑性較高，鍛造開裂傾向較小，但鍛造溫度范圍稍窄，必須嚴格控制鍛打溫度。9 .問：壓鑄模常見的失效形式以及性能有哪些？答：壓鑄模常見的實效形式有：熱疲勞開裂、熱磨損和熱溶蝕。性能要求：較高的耐熱性和良好的高溫力學(xué)性能有兩大耐熱疲勞性高的導(dǎo)熱性良好的抗氧化性和耐蝕性高的淬透性10 .問：熱作模具材料應(yīng)具備哪些基本特征？答：較高的高溫強度好的韌性良好的耐磨性能和高的熱穩(wěn)定性有兩大耐熱疲勞性高淬透性良好的導(dǎo)熱性良好的成形加工工藝性能，以加工成形的需要。11 .問：壓鑄模為什么要進行表面強化處

8、理，簡述常用的表面的處理方法？答：為了防止熔融金屬黏膜侵蝕，提高壓鑄模成型部分的抗蝕性和耐磨性，壓鑄模常用的表面強化處理，常用的表面強化處理方法有氮化、碳氮共滲、滲銘、滲鋁、滲硼等。12 .問：試比較5Cr2NiMoVSi與45Cr2NiMoVSi鋼的性能特點應(yīng)用范圍有什么區(qū)別？答45Cr2NiMoVSi與5Cr2NiMoVSi相比淬透性明顯提高熱穩(wěn)定性比5Cr2NiMoVSi鋼高150c具有高的強韌性抗熱疲勞和熱磨損性能較高，具有優(yōu)良的使用性能冷加工時較5Cr2NiMoVSi切削略困難些。45Cr2NiMoVSi使用與制造強韌性大截面錘鍛模，而5Cr2NiMoVSi適合于制造受力較輕的中小型

9、錘鍛模。13 .問：選擇壓鑄材料的主要依據(jù)有哪些？試按壓鑄溫度由低到高的排列鋁或鎂合金、鋅合金、鋼鐵和壓鑄銅合金的順序？答：選擇壓鑄材料的主要依據(jù)是首先根據(jù)壓鑄金屬的種類及其壓鑄溫度的高低來決定還要考慮生產(chǎn)批量大小和壓鑄件的形狀、重量以及精度要求等。由低到高：鋅合金，鋁或鎂合金，銅合金，鋼鐵。14 .問：塑料模具材料的工藝性能要求有哪些？答：鍛造性能機械加工性能焊接性能熱處理工藝性能鏡面拋光性能電加工性能和飾紋加工性能。15 .問：簡述低合金鋼20CrMnTi制作塑料模具的制造工藝路線？答：20CrMnTi制作塑料模具的路線為下料一鍛造模胚一退火一機械粗加工一冷擠壓成型一再結(jié)晶退火一機械半精加

10、工一滲碳一淬火，回火一接卸精加工一拋光一鍍銘一裝配。16 問：塑料模具用鋼按剛才特性和使用時的熱處理狀態(tài)可以分為哪幾類？答：滲碳型塑料模具鋼、淬硬型塑料模具用鋼、預(yù)硬型塑料模具鋼、耐蝕性塑料模具用鋼、失效硬化型塑料模具用鋼、調(diào)質(zhì)型塑料模具用鋼。17 .問：塑料鋼熱處理的基本要求是什么？時效硬化型鋼塑料模的熱處理工藝的基本工序是什么？答：塑料鋼熱處理的基本要求是適合的工件硬度和足夠的韌性確保淬火微小變形表面無缺陷易于拋光有足夠的變形抗力。時效硬化性鋼塑料模的熱處理工藝的基本工序是固溶處理時效處理。18 .問：簡述模具鋼的滲硼層是怎樣組成的？說明其有何優(yōu)異性？答：模具鋼的滲硼層是有硼化物層和擴散層

11、組成，具有擁堵高耐磨性高，超過滲碳層、滲氮層的耐磨性耐熱性高在600c不氧化，800c氧化極微紅硬性高，加熱到600800C硬度仍不降低耐蝕性高，在酸、堿、鹽中耐蝕性都很高，只是不耐硝酸腐蝕。問：什么是碳氮共滲，有什么主要特點？答：碳氮共滲是向工件表層同時滲入氮和碳，并以滲氮為主的化學(xué)熱處理工藝，氣體碳氮共滲具有以下特點：處理溫度低，時間短，工件變形小不受鋼種限制，碳鋼，低合金鋼、工具鋼鑄鐵和鐵基粉末冶金材料等均可進行處理工件經(jīng)處理后可獲得較高的表面硬度、疲勞抗力、耐磨性和耐蝕性，在干摩擦條件下還具有抗擦傷和抗咬合等性能深層脆性小，不易剝落，但應(yīng)深層較薄，不適合重載工作的零件。19 .問：試說

12、明Y10ACrWMnCR12W18Cr4V屬于哪類冷作模具鋼，在使用范圍上有何不同？答：T10A屬于低淬透性冷作模具鋼，適宜制造尺寸較小形狀簡單，負荷較輕，生產(chǎn)批量不大的冷作模具鋼，常用來制造小型切邊摸，落料模以及小型的拉伸膜。Cr12屬于高耐磨微變形冷作模具鋼廣泛用來制造形狀復(fù)雜的重載冷作模具，如切邊摸、落料模、拉絲模、挫絲模。CrWMn屬于低變形冷作模具鋼廣泛用來制造要求變形小，形狀較復(fù)雜的輕載沖裁模，輕載拉延，彎曲，翻邊模；W18Cr4V屬于強扶高耐磨冷作模具鋼，主要用于重載沖頭，如冷擠壓沖頭冷鍛沖頭中厚鋼板沖孔沖頭。20 .問：塑料模成型零件的熱處理基本要求是什么？試述用20Cr制造的

13、塑料模型腔件的制造工藝路線？答：適合的工作硬度和足夠的韌性確保淬火微小變形表面鴇缺陷易于拋光有足夠的變形抗力。制造工藝路線為：下料一鍛造模胚一退火一一機械粗加工一冷擠壓成型一再結(jié)晶退火一機械半精加工一滲碳一淬火，回火一機械精加工一拋光一鍍銘一裝配。21 .問：試述熱加壓模具的制造工藝路線及各熱加工工序的作用？答：熱擠壓模具的制造工藝型線一般為：下料一鍛造一預(yù)先熱處理一機械加工一淬火，回火一精加工。鍛造的目的是為了改善碳化物的均勻性預(yù)先熱處理包括退火，高溫調(diào)質(zhì)，斷后退火，退火是為了消除內(nèi)應(yīng)力并得到圓而細小的碳化物，高溫調(diào)質(zhì)即高溫淬火加高溫回火，是為了使碳化物均勻分布，形狀為細小的球形，改善毛坯的

14、力學(xué)性能，特別是斷裂韌度，鍛后正火是為了消除鏈狀碳化物淬火加回火時為了得到優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，如硬度沖擊韌度等。問：試敘述如何根據(jù)塑料制品種類和質(zhì)量要求選用塑料模具鋼？每類塑料模具鋼至少寫出兩種典型鋼號？答：對型腔表面要求耐磨性好，心部韌性要好但形狀并不復(fù)雜的塑料注塑模，可選用低碳合金結(jié)構(gòu)鋼，如20Cr和工業(yè)純鐵DT1DT2均屬此類鋼，對于大、中型且型腔復(fù)雜的模具可選用Lj鋼和12CrNi3A12CrNi4A等優(yōu)質(zhì)滲碳鋼對聚氯乙烯或氟塑料及阻燃的ABS塑料制品，所用模具鋼必須有較好的抗腐蝕性這類模具的成型件常用耐蝕塑料模具鋼，例如FCR,AFC-7718Ni及4Cr13等。對生產(chǎn)以玻璃纖維作添

15、加劑的熱塑性塑料制品的注射?；驘峁绦运芰现破返膲嚎s模，要求模具有高硬度、高耐磨性、高的抗壓強度和較高韌性，常用淬硬型模具鋼，如選用T8AT10Cr6WV等淬硬型模具鋼制造透明塑料的模具要求模具材料由良好的鏡面拋光性能和高耐磨性，所以采用時效硬化型鋼制造，例如18Ni類PMSPC嚕，也可以預(yù)硬型鋼如P20系列及8CrMn5NiSCa等。簡答題1 .問：刃型位錯重要特征？答：刃型位錯有一額外半原子面為錯線是一個具有一定寬度的細長的晶格畸變管道，其中既有正應(yīng)變，又有切應(yīng)變位錯線與晶體滑移的方向相垂直，即位錯線運動的防線個垂直于位錯線。2 .問：螺型位錯重要特征？答：螺型位錯沒有額外半原子面螺型位錯線

16、是一個具有一定寬度的細長的晶格畸變管道，其中只有切應(yīng)變，而無正應(yīng)變位錯線與滑移方向平行，位錯線運動的方向與位錯線垂直。問：影響表面能的因素？答：外部介質(zhì)的性質(zhì)裸露晶面的原子密度晶體表面的曲率。此外，表面能的大小還與晶體的性質(zhì)有關(guān)。問：金屬的結(jié)晶形核要點？答：液態(tài)金屬的結(jié)晶必須在過冷的液體中進行，液態(tài)金屬的過冷度必須大于臨界過冷度，經(jīng)胚尺寸必須大于臨界晶核半徑rk。rk值大小與晶核表面能成正比，與過冷度成反比。形核既需要結(jié)構(gòu)起伏，也需要能量起伏，二者皆是液體本身存在的自然現(xiàn)象。晶核的形成過程是源自的擴散遷移過程，因此結(jié)晶必須在一定溫度下進行。在工業(yè)生產(chǎn)中，液體金屬的凝固總是以非均勻形核方式進行。

17、3 .問：晶體長大機制分為：二維晶核長大機制螺旋位錯長大機制垂直長大機制。4 .問：晶體長大的要點？答：具有粗糙界面的金屬，其長大機理為垂直長大，所需過冷度小，長大速度大。具有光滑界面的金屬化合物、亞金屬或非金屬等，其長大機理有兩種方式：其一為二維晶核長大方式；其二為螺型位錯長大方式。它們的長大速度都很慢，所需的過冷度很大。晶體生長的界面形態(tài)與界面前沿的溫度梯度和界面的微觀結(jié)構(gòu)有關(guān)，在正的溫度梯度下長大時，光滑界面的一些小晶面互成一定角度，程鋸齒狀；粗糙界面的形態(tài)為平行于Tm等溫面的平直界面，呈平面長大方式。問：晶粒大小的控制？答：控制過冷度變質(zhì)處理攪動、振動5 .問：增加過冷度的方法？答：增

18、加過冷度的方法主要是提高液態(tài)金屬的冷卻速度。在鑄造生產(chǎn)中，為了提高鑄件的冷卻速度，可以采用金屬型或石墨型代替砂型，增加金屬型的厚度，境地金屬型的溫度，采用蓄熱多、散熱快的金屬型，局部加冷鐵，以及采用水冷鑄型等。增加過冷度的另一種方法使采用低的澆注溫度、減慢鑄型溫度不至升高太快，另一方面由于延長了凝固時間，晶核形成的數(shù)目增多，結(jié)果即可獲得較細小的晶粒。6 .問：包晶轉(zhuǎn)變的兩個特點？答：一是包晶轉(zhuǎn)變的形成相依附在初晶相上形成；二是包晶轉(zhuǎn)變的不完全性。問：鑄錠三個晶區(qū)組成？答：外表層的細晶區(qū)、中間的柱狀晶區(qū)和心部的等軸晶區(qū)。問：影響柱狀晶生長的因素？答：鑄錠模的冷卻能力，鑄錠模及剛結(jié)晶的固體的導(dǎo)熱能

19、力越大，越有利于柱狀晶的生成。澆注溫度與澆注速度，澆注溫度或者澆注速度的提高，將使溫度梯度增大，因而有利于柱狀晶區(qū)的發(fā)展。融化溫度，融化溫度越高，液態(tài)金屬的過熱度越大，晶枝的碎枝殘片和非金屬夾雜物溶解得越多，非均勻形核數(shù)目減少，從而減少了柱狀晶前沿液體中形核的可能性，有利于柱狀晶區(qū)的發(fā)展。問：鋼的含碳質(zhì)量分數(shù)對切削加工性能的影響？答：低碳鋼中的鐵素體較多，塑性韌性好，奇效加工時產(chǎn)生的切削熱較大，容易粘刀，而且切屑不易折斷，影響表面粗糙度，因此切削加工性能不好。高碳鋼中滲碳體多，硬度較高，嚴重磨損刀具，切削性能也差。中碳鋼中的鐵素體與滲碳體的比例適當，硬度和塑性也比較適中，其切削加工性能較好。一

20、般認為，鋼的硬度大致為HB時切削加工性能較好。問：鋼錠的分類？答：鎮(zhèn)靜鋼、沸騰鋼和半鎮(zhèn)靜鋼。問：攣生的主要特點？答：攣生是在切應(yīng)力的作用下發(fā)生的，但攣生所需的臨界切應(yīng)力遠遠高于滑移時的臨界切應(yīng)力。只有在滑移很難進行的條件下，晶體才發(fā)生攣生變形，如一些具有密排六方結(jié)構(gòu)的金屬滑移系少，在晶體取向不利于滑移時常以攣生方式進行塑性變形攣生變形速度極快，常引起沖擊波，并伴隨聲響。4由于攣晶的形成改變了晶體的位向，從而使其中某些原來位于不利取向的滑移系轉(zhuǎn)變到有利于發(fā)生滑移的位置，可以激發(fā)進一步的滑移變形，使金屬的變形能力得到提高。7 .問：多晶體塑性變形的特點？答：在一定外力作用下不同晶粒的各滑移系的分切

21、應(yīng)力值相差很大。它的變形不是孤立的和任意的，臨近的晶粒之間必須相互協(xié)調(diào)配合多晶體的塑性具有不均勻性。8 .問：對霍爾-佩奇公式可做如下說明？答：在多晶體中，屈服強度是與滑移從先塑性變形的晶粒轉(zhuǎn)移到相鄰晶粒密切相關(guān)的，而這種轉(zhuǎn)移能否發(fā)生，主要取決于在已滑移晶粒晶界附近的位錯塞積群所發(fā)生的應(yīng)力集中能否激發(fā)相鄰晶粒滑移系中的位錯源，使其開動起來，從而進行協(xié)調(diào)性的多滑移。根據(jù)T=nr0的關(guān)系式，應(yīng)力集中t的大小決定于塞積群的位錯數(shù)目n,n越大，則應(yīng)力集中也越大。當外加應(yīng)力和其他條件一定時，位錯數(shù)目n是與引起塞積的障礙一一晶界到位錯源的距離成正比。晶粒越大，則這個距離越大，n也就越大，所以應(yīng)力集中也越大

22、；晶粒小，則n也小，應(yīng)力集中也小，因此在同樣外加應(yīng)力下，大晶粒的位錯塞積所造成的應(yīng)力集中激發(fā)相鄰晶粒發(fā)生塑性變形的機會比小晶粒要大的多。小晶粒的應(yīng)力集中小，則需要再較大的外加應(yīng)力下才能使相鄰晶粒發(fā)生塑性變形。這就是為什么晶粒越細，屈服強度越高的主要原因。問：在生產(chǎn)上應(yīng)用的去應(yīng)力退火即回復(fù)處理？答：就是利用回復(fù)過程使冷加工的金屬件在基本保持加工硬化狀態(tài)的條件下，降低其內(nèi)應(yīng)力，以減輕變形和翹曲，并改善工件的耐蝕性，降低電阻率。此外，對鑄件和焊接件加工后及時進行去應(yīng)力退火以防止變形和開裂，也是通過回復(fù)過程來實現(xiàn)的。9 .問：影響再結(jié)晶溫度的因素？答：變形程度，金屬的冷變形程度越大，其儲存能越高，再結(jié)

23、晶的驅(qū)動力也越大金屬的純度，一般來說，金屬的純度越高，其再結(jié)晶溫度就越低原始晶粒的尺寸，在其他條件相同時，金屬的原始晶粒越細，其再結(jié)晶溫度就越低。加熱時間和加熱速度，退火加熱保溫時間越長，原子擴散移動越能充分地進行，故增加退火時間有利于新的再結(jié)晶晶粒充分形核和生長，可降低再結(jié)晶溫度問：影響再結(jié)晶晶粒大小的因素？答：變形程度，變形程度對金屬再結(jié)晶晶粒大小有一定的影響。原始晶粒尺寸，當變形量一定時，金屬的原始晶粒越細，則再結(jié)晶后的晶粒也越細。雜質(zhì)與合金元素，金屬中的雜質(zhì)與合金元素一方面增加變形金屬的儲存能，另一方面阻礙晶界的移動，一般都能起到細化晶粒的作用。變形溫度，變形溫度越高，回復(fù)程度便越大，

24、結(jié)果使變形金屬的儲存能減少，故使再結(jié)晶晶粒粗化退火溫度，當變形程度和退火保溫時間一定時，再結(jié)晶退火溫度越高，再結(jié)晶后的晶粒便越粗大。10 .問：熱加工對金屬組織與性能的影響？答：改善鑄錠和鋼坯的組織形成纖維組織形成帶狀組織晶粒大小，正常的熱加工一般可使晶粒細化。11 .問：熱原理及其應(yīng)用？答：熱原理是將鋼在固態(tài)下加熱到預(yù)定的溫度，保溫一定的時間，然后以預(yù)定的方式冷卻到室溫的一種熱加工工藝。通過熱處理可以改變鋼的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，從而改善其工藝性能和使用性能，充分挖掘鋼材潛力，延長零件的使用壽命，提高產(chǎn)品質(zhì)量,節(jié)約材料和能源。正確的熱處理工藝還可以消除鋼材經(jīng)鑄造、鍛造、焊接等熱加工工藝造成的各種缺陷

25、，細化晶粒、消除偏析、降低內(nèi)應(yīng)力，使組織和性能更加均勻。12 .問：共析鋼由珠光體到奧氏體的轉(zhuǎn)變包括以下四個階段？奧氏體形核，奧氏體長大，剩余滲碳體溶解氏體均勻化。13 .問：影響奧氏體形成速度的因素？答：（1）加熱溫度的影響，一方面，由于珠光體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體的過程是擴散相變過程，隨著加熱溫度的升高，原子擴散系數(shù)增加，熱別是碳在奧氏體中的擴散系數(shù)增加，加快了奧氏體的星河和長大速度，同時加熱溫度升高，奧氏體中的碳濃度差增大，濃度梯度加大，故原子擴散速度加快，另一方面，加熱溫度升高，奧氏體與珠光體的自由能差增大，相變驅(qū)動力AGv增大。（2）原始組織的影響，（3）化學(xué)成分的影響質(zhì)量分數(shù)的影響，鋼中含碳

26、質(zhì)量分數(shù)越高，奧氏體的形成速度越快。合金元素的影響，首先，合金元素影響了碳在奧氏體中的擴散速度，碳化物形成元素大大減小了碳在奧氏體中的擴散速度，故顯著減慢了奧氏體的形成速度；其次合金元素改變了鋼的臨界溫度，故改變了奧氏體轉(zhuǎn)變時的過熱度，從而改變了奧氏體與珠光體的自由能差，因此改變了奧氏體的形成速度；第三，合金元素在珠光體中分布是不均勻的。問：奧氏體晶粒度的概念？答：起始晶粒度，奧氏體轉(zhuǎn)變剛剛完成，其晶粒邊界剛剛相互接觸時的奧氏體晶粒大小成為奧氏體的起始晶粒度。實際晶粒度，鋼在某一具體的熱處理或熱加工條件下獲得的或奧氏體的實際晶粒的大小成為奧氏體的實際晶粒度本質(zhì)晶粒度，根據(jù)標準試驗方法，在（93

27、0±10）C保溫38h后測定的奧氏體晶粒大小成為本質(zhì)晶粒度。問：影響奧氏體晶粒長大的因素？加熱溫度和保溫時間的影響加熱速度的影響質(zhì)量分數(shù)的影響合金元素的影響問：奧氏體的冷卻方式？答：一種是等溫冷卻，將奧氏體狀態(tài)的鋼迅速冷卻至臨界點以下某一溫度保溫一定的時間，使奧氏體在該溫度下發(fā)生組織轉(zhuǎn)變，然后再冷至室溫；另一種是連續(xù)冷卻，將奧氏體在一個溫度范圍內(nèi)發(fā)生連續(xù)轉(zhuǎn)變。14 .問：為什么過冷奧氏體的孕育期和轉(zhuǎn)變速度與等溫溫度之間具有這種變化規(guī)律？答：因為過冷奧氏體的穩(wěn)定性同時由兩個因素控制：一個事舊相與新相之間的自由能差A(yù)G;另一個是原子的擴散系數(shù)Do等溫溫度越低，過冷度越低，過冷度越大，自由

28、能差A(yù)G也越大，則加快過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變速度；但原子擴散系數(shù)卻隨等溫溫度降低而減小，從而減慢過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變速度。高溫時，自由能差A(yù)G起主導(dǎo)作用，低溫時，原子擴散系數(shù)D起主導(dǎo)作用。處于“鼻尖”時，兩個因素綜合作用的結(jié)果，使轉(zhuǎn)變孕育期變短，轉(zhuǎn)變速度最大。15 .問：影響過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線的因素？答：（1）含碳質(zhì)量分數(shù)的影響（2）合金元素的影響（3）奧氏體狀態(tài)的影響。此外，由于形變會細化奧氏體晶粒，或者增加亞結(jié)構(gòu)，因此奧氏體在高溫或低溫進行形變也會顯著影響珠光體轉(zhuǎn)變速度。16 .問：馬氏體的性能？答：鋼中馬氏體機械性能的顯著特點是具有高硬度和高強度。但是韌性很差。在鋼的各種組織中，馬氏體的比容最

29、大。馬氏體具有鐵磁性和鋼的矯頑力；磁飽和強度隨馬氏體中碳及合金元素質(zhì)量分數(shù)的增加而下降，馬氏體的電阻比奧氏體和珠光體的高。17 .問：奧氏體具有高強度、高硬度的原因？答：（1）固溶強化，過飽和的間隙原子碳在“相晶格中造成晶格的正方畸變，形成一個強烈的應(yīng)力場，該應(yīng)力場與位錯發(fā)生強烈的交互作用，阻礙位錯的運動，從而提高馬氏體的硬度和強度。（2）相變強化，馬氏體轉(zhuǎn)變時，在晶體內(nèi)造成晶格缺陷密度很高的亞結(jié)構(gòu)，如板條馬氏體中高密度的位錯、片狀馬氏體中的攣晶等，這些缺陷都將阻礙位錯的運動，使得馬氏體強化（3）時效強化，馬氏體形成以后，由于一般鋼的點M,大都處在室溫以上，因此在淬火過程中及在室溫停留時，或在

30、外力作用下，都會發(fā)生“自回火"。使位錯難以運動，從而造成馬氏體時效強化。(4)原始奧氏體晶粒大小及板條馬氏體束大小對馬氏體強度的影響。原始奧氏體晶粒越細小、馬氏體板條束越小，則對馬氏體強度越高。18 .問：馬氏體有塑性和韌性的原因？答：由于在片狀馬氏體中攣晶亞結(jié)構(gòu)的存在大大減少了有效滑移系；同時在回火時，碳化物沿攣晶面不均勻析出使脆性增大；此外，片狀馬氏體中含碳質(zhì)量分數(shù)高，晶格畸變大，淬火應(yīng)力大，以及存在大量的顯微裂紋也是其韌性差的原因。而板條馬氏體中含碳質(zhì)量分數(shù)低，可以發(fā)生“自回火"，且碳化物分布均勻；其次是胞狀位錯亞結(jié)構(gòu)中位錯分布不均勻，存在低密度位錯區(qū)，為位錯提供了活

31、動余地，由于位錯運動能緩和局部應(yīng)力集中，延緩裂紋形核及削減已有裂紋尖端的應(yīng)力峰，而對人性有利；此外，淬火應(yīng)力小，不存在顯微裂紋，裂紋通過馬氏體條也不易擴展，因此，板條馬氏體具有很高的強度和良好的韌性，同時還具有脆性轉(zhuǎn)折溫度低、缺口敏感性和過載敏感性小等優(yōu)點。19 .問：影響脫溶動力學(xué)因素？答：(1)時效溫度的影響。溫度越高，原子活動能力越強，脫溶速度越快。(2)合金成分的影響。時效溫度相同時，合金的熔點越低，脫溶沉淀速度越快。(3)晶體缺陷的影響，一般來說，增加晶體缺陷，將使新相易于形成，使脫溶速度加快。20 .問：影響固溶度的因素。答：原子尺寸因素，電負性因素，電子濃度因素和晶體結(jié)構(gòu)因素。2

32、1 .問：塑性變形對金屬性能的影響？答：1顯微組織的變化2亞結(jié)構(gòu)的細化3變形織構(gòu)4殘余應(yīng)力。22.問：說明金屬結(jié)晶時為什么必須過冷的根本原因？答：要獲得結(jié)晶過程所必需的驅(qū)動力，一定要使實際結(jié)晶溫度低于理論結(jié)晶溫度，這樣才能滿足結(jié)晶的熱力學(xué)條件，過冷度越大，液固兩相自由能的差值越大，即相變驅(qū)動力越大，結(jié)晶速度便越快，這就說明了金屬結(jié)晶時為什么必須過冷的根本原因。問：什么是相律？相律數(shù)學(xué)表達式有什么用途？答：相律是表示在平衡條件下，系統(tǒng)的自由度數(shù)，系統(tǒng)的自由度數(shù)、組元數(shù)和相數(shù)之間的關(guān)系；數(shù)學(xué)表達式：系統(tǒng)的自由度數(shù)f=組元數(shù)c+相數(shù)p+2用途：(1)利用相律可以確定系統(tǒng)中可能存在的相數(shù)；(2)利用相

33、律可以解釋純金屬和二元合金結(jié)晶時的差別問：利用鐵碳合金相圖計算co(c)=0.40%亞共析鋼的室溫組織的組成物和相組成物的質(zhì)量分數(shù)。答：組織組成物的質(zhì)量分數(shù)：組織組成物包括先共析鐵素體和珠光體。先共析鐵素體co(a)(0.77-0.40)/(0.77-0.218)=49.5%珠光體：3(P)=1-3(a)=1-49.5%=50.5%相組成物的質(zhì)量分數(shù)：珠光體相組成物包括鐵素體和滲碳體。鐵素體：9s=(6.69-0.40)-(6.69-0.218)=94.3%珠光體：co(Fe3C)=1-co(a)=1-94.3%=5.7%問：簡述奧氏體晶粒對鋼在室溫下組織和性能的影響。答：奧氏體晶粒細小時，冷

34、卻后轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織也細小，其強度與塑性韌性都較高，冷脆轉(zhuǎn)變溫度也較低；反之，粗大的奧氏體晶粒，冷卻轉(zhuǎn)變后仍獲得粗晶粒組織，使鋼的力學(xué)性能(特別是沖擊韌性)降低，甚至在淬火時發(fā)生變形、開裂。問：簡述鋼回火的目的答：(1)降低零件脆性，消除或降低內(nèi)應(yīng)力；(2)獲得所要求的力學(xué)性能；(3)穩(wěn)定尺寸；(4)改善加工性問：金屬晶粒大小對金屬的性能有何影響？說明鑄造時細化晶粒的方法及其原理。答：金屬晶粒越細，金屬的強度越高，塑性和韌性也越好，反之力學(xué)系能越差。鑄造時細化晶粒的方法有：(1)增加過冷度：當過冷度增大時，也太金屬的結(jié)晶能力增強，形核率可大大增加，而長大速度增加較少，因而可使晶粒細化。變質(zhì)處理：

35、在液態(tài)金屬結(jié)晶前，加入一些細小的變質(zhì)劑，使金屬結(jié)晶時形核率N增加，因而可使晶粒細化。（3）振動處理：在金屬結(jié)晶時，對液態(tài)金屬附加機械振動、超聲波振動或電磁振動等措施使已生長的晶粒因破碎而細化，同時破碎的晶粒尖端也起凈核作用，增加了形核率，使晶粒細化。問：寫出鐵碳合金共析轉(zhuǎn)變反應(yīng)方程式，轉(zhuǎn)變產(chǎn)物是什么?組織組成物的質(zhì)量分數(shù)是多少答：反應(yīng)方程式：丫s=ap+Fe3c轉(zhuǎn)變產(chǎn)物：珠光體組成物含量：co（a）=（6.69-0.77）/（6.69-0.218）=88.7%«（Fe3C）=1-co（a）=1-88.7%=11.3%問：試說明淬火鋼種出現(xiàn)殘余奧氏體的原因是什么。對其性能有何影響？答：

36、原因：馬氏體轉(zhuǎn)變時在MsMf溫度范圍內(nèi)，連續(xù)冷卻的任何停頓和減慢，都增大奧氏體的穩(wěn)定性和殘余奧氏體的量；另外，馬氏體形成時體積膨脹，對未轉(zhuǎn)變的奧氏體構(gòu)成大的壓應(yīng)力，也使馬氏體轉(zhuǎn)變不能進行到底，而總要保留一部分不能轉(zhuǎn)變的（殘余）奧氏體。影響：殘余奧氏體存在馬氏體之間可改善鋼的韌性。問：什么是鋼的熱處理？鋼熱處理的作用是什么？熱處理是將鋼加熱到固態(tài)加熱到預(yù)定的溫度，保溫一定時間，然后以預(yù)定的冷卻方式冷卻到室溫的一種熱加工工藝。熱處理可以改變鋼的內(nèi)部組織架構(gòu)，改善鋼的工藝性能和使用性能，充分挖掘鋼的使用潛力，延長零件的使用壽命，提高產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約材料和能源；熱處理可以消除鋼材經(jīng)鑄造、鍛造、焊接等熱加

37、工工藝造成的各種缺陷，細化晶粒、消除偏析、降低內(nèi)應(yīng)力、使組織和性能更加均勻。問：為什么液態(tài)金屬再理論結(jié)晶溫度不能結(jié)晶，而必須在一定的過冷條件下才能進行呢？答：熱力學(xué)第二定律指出：在等溫等壓條件下，物質(zhì)系統(tǒng)總是自發(fā)地從自由能較高的狀態(tài)向自由能較低的狀態(tài)轉(zhuǎn)變，如果液相的自由能比固相的自由能，那么金屬將自發(fā)地從固相轉(zhuǎn)變?yōu)橐合?，即金屬發(fā)生融化；如果液相的自由能高于固相的自由能，那么液相將自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)楣滔?，即金屬發(fā)生結(jié)晶，從而使系統(tǒng)的自由能降低，處于更穩(wěn)定的狀態(tài)；液相金屬和固相金屬的自由能之差構(gòu)成了金屬結(jié)晶的驅(qū)動力；過冷度越大，液、固兩相自由能的差值越大，即相變驅(qū)動力越大，結(jié)晶速度越快。問：什么是鋼的正

38、火工藝？用途是什么？答：正火是將鋼加熱到Ac3（亞共析鋼）和Accm（過共析鋼）以上適當?shù)臏囟?，保溫一定時間，使之完全奧氏體化，然后再空氣中冷卻，以得到珠光體類型組織的熱處理工藝。用途：（1）改善低碳鋼的切削加工性能；（2）消除中碳鋼熱加工缺陷；（3）消除過共析鋼網(wǎng)狀碳化物；（4）提高普通結(jié)構(gòu)鋼的力學(xué)性能。問：試說明為什么亞共析剛必須進行完全淬火，而過共析鋼則只能進行不完全淬火。答：亞共析鋼必須在Ac3+（3050C）加熱，進行完全淬火，并使淬火組織中保留一定數(shù)量的細小彌散碳化物顆粒，以提高其耐磨性。而過共析鋼加熱到Ac1+（3050C）進行不完全淬火，其原因在于：若碳化物完全融入奧氏體中，馬

39、氏體中將出現(xiàn)過多的殘余奧氏體，從而會造成多方面的害處，例如，碳含量過高，淬火后全部行成片狀馬氏體，脆性增加，且奧氏體增加，硬度下降；組織中會失去硬而耐磨的碳化物顆粒，令耐磨性降低等。而且淬火后會得到粗針狀馬氏體，顯微裂紋增多，令鋼的脆性增大。同時會令淬火應(yīng)力增大，加大攻堅變形開裂傾向。問：什么是晶體缺陷？晶體缺陷的種類有哪些？答：在實際應(yīng)用的金屬材料中總是不可避免地存在著一些原子偏離規(guī)則排列的不完整性區(qū)域，這就是晶體區(qū)域。根據(jù)晶體缺陷的幾何特征，可以分為以下三類：（1）點缺陷：空位、間隙原子核置換原子。（2）線缺陷：最簡單、最基本的類型有兩種，分別為刃型位錯、螺旋位錯。（3）面缺陷：包括晶體的

40、外表面和內(nèi)界面兩類問：簡述在不平衡結(jié)晶條件下的共晶反應(yīng)有哪些？答：（1）偽共晶：在不平衡結(jié)晶條件下，成分在共晶點附近的亞共晶和過共晶合金，也可能得到全部共晶組織，這種非共晶成分的合金所得到的共晶組織成為偽共晶。（2）離異共晶：在線共晶數(shù)量較多而共晶組織甚少的情況下，有時共晶組織中與先共晶相相同的那一相，會依附于先共晶相上生長，剩下的另一相則單獨依存于晶界處，從而使共晶組織的特征消失，這種兩相分離的共晶稱為離異共晶。問：描述三元合金成分三角形中具有特定直線的意義。答：（1）通過三角形定點的任一直線：凡成分位于該線上的合金，它們所含的、由這條邊對應(yīng)定點所代表的組元的質(zhì)量分數(shù)為一定值。（2）平行于三

41、角形某一邊的直線：凡成分位于該直線上的三元合金，它們所含的、由另兩個頂點所代表的兩組元的質(zhì)量分數(shù)之比是恒定的。問：馬氏體具有高硬度和高強度的原因是什么？答：馬氏體具有高硬度、高強度的原因是多方面的，其中主要包括固溶強化、相變強化、時效強化以及晶界強化等。首先是碳對馬氏體的固溶強化，過飽和的間隙原子碳在“相晶格中造成晶格的正方畸變，形成一個強烈的應(yīng)力場，該應(yīng)力場與位錯發(fā)生強烈的交互作用，阻礙位錯的運動，從而提高馬氏體的硬度和強度；其次是相變強化，馬氏體轉(zhuǎn)變時，在晶體內(nèi)造成晶格缺陷密度很高的亞結(jié)構(gòu)，如板條馬氏體中高密度的位錯、片狀馬氏體中的攣晶等，這些缺陷都將阻礙位錯的運動，使得馬氏體強化；最后，

42、時效強化也是一個重要的強化因素，馬氏體形成以后，由于一般鋼的Ms點大都處在室溫以上，因此在淬火過程中及在室溫停留時，或在外力作用下，都會發(fā)生“自回火”，即碳原子核合金元素的院子向位錯及其他晶體缺陷處擴散偏聚或碳化物的彌散析出，釘扎位錯，使位錯難以運動，從而造成馬氏體時效強化；第四，原始奧氏體晶粒大小及板條馬氏體束大小對馬氏體強度的影響，原始奧氏體晶粒大小及板條馬氏體束的尺寸對馬氏體的強度也有一定的影響。問：為什么過冷液體形核要求晶核具有一定的臨界尺寸？答：在過冷液體中出現(xiàn)經(jīng)胚時，一方面原子從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)將使系統(tǒng)的自由能降低，它是結(jié)晶的驅(qū)動力；另一方面，由于晶胚構(gòu)成新的表面，形成表面能，從而使

43、系統(tǒng)的自由能升高，它是結(jié)晶的阻力。當rWRk時，隨著精辟尺寸r的增大，則系統(tǒng)的自由能增加，顯然這個過程是不能自動進行，這種晶胚不能成為穩(wěn)定的晶胚，而瞬時形成，又瞬時消失。但當R>Rk時，則隨著晶胚尺寸的增大，伴隨著系統(tǒng)自由能的降低，這一過程可以自動進行，晶胚可以自發(fā)地正大成穩(wěn)定的晶核，將不再消失。問：求碳質(zhì)量分數(shù)小于等于0.02%的鐵碳合金在室溫下的各組織的含量。答：含碳質(zhì)量分數(shù)為0.02%鐵碳合金室溫下的組織為F+Fe3F=（6069-0.02）/（6069-0.008）X100%Fe3C=（0.02-0.008）/（6.69-0.008）x100%問：簡述晶體長大機制和界面形態(tài)。答：

44、長大機制有兩種：（1）二維晶核長大機制（2）螺旋位錯長大機制。晶體生長的界面形態(tài)：（1）正溫度梯度下以平面狀態(tài)的長大形態(tài)（2）負溫度梯度下以樹枝狀長大。問：求含碳質(zhì)量分數(shù)4.5%的鐵碳合金在室溫下的各組織的質(zhì)量分數(shù)。答：含碳質(zhì)量分數(shù)4.5%的鐵碳合金室溫下的組織為Ld+Fe3c（萊氏體+滲碳體）Ld=（6.69-X5）/（6.69-4.33）X100%Fe3C=（X5-4.33）/（6.69-4.33）X100%n問：簡述片狀馬氏體和板條馬氏體性能差別。答：馬氏體的蘇醒和韌性主要取決于馬氏體的亞結(jié)構(gòu)。片狀馬氏體具有高強度、高硬度，但韌性很差，其特點是硬而脆。在具有相同屈服強度的條件下，板條馬氏

45、體比片狀馬氏體的韌性要好很多。其原因在于片狀馬氏體中微細攣晶亞結(jié)構(gòu)的存在皮壞了有效滑移系，使脆性增大；而板條馬氏體中的高密度位錯是不均勻分布的，存在低密度區(qū)，為位錯提供了活動的余地，所以仍有相當好的韌性。此外，片狀馬氏體的碳濃度高，晶格的正方畸變大，這也使其韌性降低而脆性增大，同時，片狀馬氏體中存在許多顯微裂紋，還存在著較大的淬火內(nèi)應(yīng)力,這些也都使其脆性增大。所以，片狀馬氏體的性能特點是硬度高而脆性大。而板條馬氏體則不然，由于碳濃度低，再加上自回火，所以晶格正方度很小或沒有，搓火應(yīng)力也小，而且不存在顯微裂紋。這些都使得板條狀馬氏體的韌性相當好。問：比較20鋼和T10鋼的退火、正火、淬火組織的異

46、同。答：退火：20鋼，奧氏體T10鋼，珠光體正火：20鋼，奧氏體T10鋼，珠光體淬火：20鋼，馬氏體T10鋼，馬氏體問：鐵碳合金中基本相是哪些？其力學(xué)性能如何？答：基本相有鐵素體、奧氏體、滲碳體。鐵素體的強度和硬度不高，但具有良好的塑性和韌性。奧氏體的硬度較低而塑性較高，易于鍛壓成型。滲碳體硬度很高而塑性和韌性幾乎為零，脆性大。問：試述熱變形對金屬組織和性能的影響。答：（1）改變鑄錠和坯料的組織和性能（2）產(chǎn)生熱變形纖維組織（流線）（3）可能產(chǎn)生帶狀組織（4）可能產(chǎn)生熱組織與魏氏組織。問：簡述奧氏體晶粒對鋼在室溫下組織和性能的影響。答：奧氏體晶粒細小時，冷卻后轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織液細小，其強度與塑性

47、韌性都較高，冷脆轉(zhuǎn)變溫度也較低；反之，粗大的奧氏體組織，冷卻轉(zhuǎn)變后仍獲得粗晶粒組織，使鋼的力學(xué)性能（特別是沖擊韌性）降低，甚至在淬火時發(fā)生變形、開裂。問：寫出下列牌號數(shù)字及文字的含意，Q235-F、KTZ450-06、H6&LF5.答：Q235-F:表示普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，其屈服強度為235MPaF表示是沸騰鋼。KTZ450-06:表示珠光體基體的可鍛鑄鐵，其表示最低抗拉強度為450MPa,最小伸長率為6%H68:表示含銅68%勺黃銅。LF5:表示防銹鋁，其序數(shù)號為5.問：軸承鋼應(yīng)滿足哪些性能要求？答：（1）高的接觸疲勞強度和抗壓強度；（2）高的硬度和耐磨性；（3）高的彈性極限和一定的沖擊

48、韌度；（4）有一定的抗蝕性。問：試述耐磨鋼的耐磨原理。答：耐磨鋼工作時，如收到強烈的沖擊、壓力或摩擦，則表示因塑性變形會產(chǎn)生強烈的加工硬化，而使表面硬度提高到500550HBS,因而獲得高的耐磨性，而心部仍保持原來奧氏體所具有的高的塑性與韌性。當舊表面磨損后，新露出的表面又可在沖擊與摩擦作用下，獲得新的耐磨層。故這種鋼具有很高的抗沖壓能力與耐磨性，但在一般機器工作條件下，它并不耐磨。問：簡述回火的目的。答：（1）降低零件脆性，消除或降低內(nèi)應(yīng)力；（2）獲得所要求的力學(xué)性能；（3）穩(wěn)定尺寸；（4）改善加工性問：提高零件疲憊壽命的方法有哪些？答：（1）設(shè)計上減少應(yīng)力集中，轉(zhuǎn)接處避免銳角連接；（2）減

49、小零件表面粗糙度；（3）強化表面，在零件表面造成殘余壓應(yīng)力，抵消一部分拉應(yīng)力，降低零件表面實際拉應(yīng)力峰值，從而提高零件的疲勞強度。問：試述正火的主要應(yīng)用場合。答：（1）改善低碳鋼和地攤合金鋼的切削加工性；（2）作為普通結(jié)構(gòu)零件或大型及外形復(fù)雜零件的最終熱處理；（3）作為中碳和低合金結(jié)構(gòu)鋼重要零件的準備熱處理；（4）消除過共析鋼中的網(wǎng)狀二次滲碳體。問：試述熱變形對金屬組織和性能的影響。答：（1）改變鑄錠和坯料的組織和性能；（2）產(chǎn)生熱變形纖維組織（纖維）（3）可能產(chǎn)生帶狀組織；（4）可能產(chǎn)生熱組織與魏氏組織。綜述題問：用20CrMnTi制造汽車變速箱齒輪，要求吃面硬度HRC56-60,中心硬度H

50、RC30-45,試寫出加工工藝路線，并說明各熱處理的作用目的。答：加工工藝路線為：下料一鍛造一正火一機械粗加工一滲碳+淬火+低溫回火一噴丸一磨齒，正火處理可使用同批毛坯具有相同的硬度（便于切削加工），并使組織細化，均勻；滲碳后表面含碳質(zhì)量分數(shù)提高，保證淬火后得到高的硬度，提高耐磨性和接觸疲勞強度；噴丸處理是提高齒輪表層的壓力使表層材料強化，提高抗疲勞能力。問：說明45鋼試樣（力10mm經(jīng)下列溫度加熱后，保溫并在水中冷卻得到的室溫組織：700C,760C,840C,1100C答：700C：因為它沒有達到相變溫度，因此沒有發(fā)生相變，組織為鐵素體和珠光體。760C：它的加熱溫度為Ac1Ac3,因此組

51、織為鐵素體、馬氏體和少量殘余奧氏體。840C：它的加熱溫度在Ac3以上，加熱時全部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，冷卻后的組織為馬氏體和少量殘余奧氏體。1100C：因它的加熱溫度過高，加熱時奧氏體晶粒粗化，淬火后得到粗片狀馬氏體和少量殘余奧氏體。問：指出下列零件的鍛造毛坯進行正火的主要目的及正火后的顯微組織：（1）20鋼齒輪；（2）45鋼小軸；（3）T12鋼鋰刀。答：（1）20鋼齒輪正火目的：細化晶粒，均勻組織，消除內(nèi)應(yīng)力，提高硬度，改善切削加工性。組織：晶粒均勻細小的大量鐵素體和少量索氏體。（2）45鋼小軸正火目的：細化晶粒，均勻組織，消除內(nèi)應(yīng)力。組織：晶粒均勻細小的鐵素體和索氏體。（3）T12鋼鋰刀正火目的

52、：細化晶粒，均勻組織，消除網(wǎng)狀Fe3Cn,為球化退火做組織準備，消除內(nèi)應(yīng)力。組織：索氏體和球狀滲碳體。問：將T8鋼加熱至760c并保溫足夠時間，問采用什么樣的冷卻工藝可得到如下組織：珠光體，索氏體，屈氏體，上貝氏體，下貝氏體，屈氏體+馬氏體，馬氏體+少量殘余奧氏體。答：珠光體：冷卻至線550c范圍內(nèi)等溫停留一段時間，再冷卻下來得到珠光體組織。索氏體：冷卻至650c600c溫度范圍內(nèi)等溫停留一段時間，再冷卻下來得到索氏體組織。屈氏體：冷卻至600c550c溫度范圍內(nèi)等溫停留一段時間，再冷卻下來得到屈氏體組織。上貝氏體：冷卻至600c350c范圍內(nèi)等溫停留一段時間，再冷卻下來得到上貝氏體組織。下貝

53、氏體：冷卻至350cMs范圍內(nèi)等溫停留一段時間，再冷卻下來得到下貝氏體組織。屈氏體+馬氏體：以大于獲得馬氏體組織的最小冷卻速度并小于獲得珠光體組織的最大冷卻速度連續(xù)冷卻，獲得屈氏體+馬氏體。馬氏體+少量殘余奧氏體：以大于獲得馬氏體組織的最小冷卻速度冷卻獲得馬氏體+少量殘余奧氏體。問：T8鋼件（。12mnX100mm整體加熱至800c保溫后，將A段入水淬冷，B段空冷，分析處理后工件的顯微組織。答:T8是共析鋼，室溫為P體，整體加熱至800c保溫，轉(zhuǎn)變?yōu)锳體。當A段入水淬冷后表面為M體，當心是A'體；B段空冷后為S體或T體。若該工件A段加熱至800c保溫，B段不加熱，然后整體水冷，分析各段

54、的組織變化：T8鋼A段加熱至800c保溫，原P體轉(zhuǎn)變?yōu)锳體，隨后水冷使表層是M體，內(nèi)部是A'體。B段由于未加熱，不變化，水冷后仍為原組織P體。問：在工廠用T12鋼材料生產(chǎn)絲錐時，制成絲錐的硬度要求HRC6064生產(chǎn)中劃入了Q235鋼料，按T12鋼進行淬火+低溫回火處理，問其中Q235鋼制成的絲錐的性能能否達到要求？為什么？答：不能達到要求。Q235屬于普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，碳的質(zhì)量分數(shù)很低，一般為0.1%0.17%,按照T12淬火溫度淬火（760c780C）,鋼中只有少量珠光體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，大量鐵素體未發(fā)生轉(zhuǎn)變。因此淬火后的硬度很低，不能使用。選擇：面心立方晶胞中的原子半徑為（，2/4a）符

55、號hkl表示（晶面族）過冷度由于液相中的成分變化而引起的，稱之為（成分過冷）刃型位錯線與柏氏矢量的關(guān)系是（垂直）金屬結(jié)晶時，冷卻速度越快，其實際結(jié)晶溫度將（越低）在負溫度梯度下，具有粗糙界面的物質(zhì)最常見的晶體長大方式是（樹林狀生長）具有勻晶相圖的單相固溶體合金（切削性能好）二元合金進行共晶反應(yīng)時，其相組成是（三相共存）二次滲碳體是從（奧氏體）析出的具有良好綜合力學(xué)性能的組織是（下貝氏體）（11）細化晶粒，可采用（加變質(zhì)劑）的工藝措施關(guān)于CCT曲線，錯誤的說法是（CCT曲線是制定鋼處理加熱規(guī)范的依據(jù)）球化退火的主要目的（降低硬度以利切削加工）（14）鋼在具體的熱處理或熱加工條件下實際獲得的奧氏體

56、晶粒大小稱為（實際結(jié)晶度）（15）滾動軸承零件在淬火后應(yīng)采取（低溫回火）工藝。多選：具有面心立方結(jié)構(gòu)的金屬有（Al、CuuAu）固溶體按溶質(zhì)原子在晶格中所占位置可分為（置換固溶體、間隙固溶體）晶體的面缺陷有（晶界、亞晶界、攣晶界、相界、層錯）在鑄錠或鑄件中，經(jīng)常存在的常有缺陷有（縮孔、氣孔、偏析）馬氏體的機械性能主要取決于（含碳量、組織形態(tài)、內(nèi)部亞結(jié)構(gòu)）簡單題1.固溶體和金屬間化合物在結(jié)構(gòu)、性能等方面有何差異？答：固溶體是合金的組元之間以不同比例相互混合，形成的固相結(jié)構(gòu)與組成合金的某一相同的固體。金屬間化合物是合金間組元相互作用形成的一種新相，所以在結(jié)構(gòu)上：固溶體的結(jié)構(gòu)跟其中一組元相同，金屬化

57、合物跟任何一個組元都不相同。性質(zhì)上：固溶體隨著溶質(zhì)分數(shù)的增加，強度、硬度升高，塑性韌性下降，且電阻率升高，電阻系數(shù)降低，金屬化合物相對固溶體具有高硬度、高強度、低塑性低韌性的性能。2.如果其他條件相同，試比較不同鑄造條件下鑄錠晶粒的大?。海?）高溫澆注與低溫澆注；（2）澆注時采用振動與不采用振動。答：（1）低溫澆注晶粒更細小，因為低溫澆注，相同條件下，傳導(dǎo)相同的熱量，溫度降的更快，可以增加過冷度；（2）振動的晶粒更細小，因為振動促使晶核提前形成，另一方面使成長中的枝晶破碎，增加形核數(shù)目。3.試用位錯理論解釋加工硬化的原因。答：隨塑性變形的進行，位錯的密度不斷增加，因此位錯運動時相互交錯加劇，產(chǎn)生位錯塞積群、割階、纏結(jié)網(wǎng)等障礙，阻礙位錯進一步運動，引起變形抗力增加，因此提高了金屬的強度，硬度，同時塑性、韌性降低。4.什么是離異共晶？它是怎么產(chǎn)生的？答：在先共晶數(shù)量較多而共晶組織甚少的情況下，有時共晶組織中與先共晶相相同那一相，會依附于先共晶相上生長，剩下的另一相則單獨存在于晶界處，從而使共晶組織的特征消失，這種兩