金屬材料學(xué)試題

1、二.名詞解釋1、相間沉淀：合金元素釩在鋼中的有利作用主要是以其碳,氧化物形式存在于基體和晶界上,起到沉淀強(qiáng)化和抑制晶粒長(zhǎng)大的作用.釩在鐵素體中的溶解度比在奧氏體中的溶解度小的很多,隨著相變的進(jìn)行,在一定的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)條件下,釩的碳,氮化物在相界析出,通過(guò)在兩相區(qū)加速冷卻,可以細(xì)化晶粒,控制其碳,氮化物的析出,其沉淀物的大小和分布,決定了其沉淀強(qiáng)化的效果. 2、晶間腐蝕：晶間腐蝕是一種常見(jiàn)的局部腐蝕。腐蝕沿著金屬或合金的晶粒邊界或它的鄰近區(qū)域發(fā)展，晶粒本身腐蝕很輕微，這種腐蝕便稱為晶間腐蝕。3、高溫回火脆性：在回火過(guò)程中隨著回火溫度的升高，塑性不斷增加，而沖擊韌性卻不是呈直線上升的，在低溫25

2、0-400度回火和高溫450-650度范圍內(nèi)回火時(shí)，韌性會(huì)出現(xiàn)下降現(xiàn)象，這就是回火脆性。前者稱為低溫回火脆性，后者稱為高溫回火脆性。低溫回火脆性又稱為不可逆回火脆性或第一類回火脆性。碳鋼與合金鋼均會(huì)出現(xiàn)這種回火脆性，可能與低溫回火時(shí)在晶界或亞晶界上析出連續(xù)碳化物薄片有關(guān)，對(duì)于低溫回火脆性，只有避免在該脆性溫度范圍內(nèi)回火才能防止。合金鋼在450-650度范圍內(nèi)回火時(shí)可能產(chǎn)生高溫回火脆性，高溫回火脆性可以用更高溫度回火+快冷的辦法消除。4、475脆性：Fe-Cr合金在400550環(huán)境中長(zhǎng)期加熱時(shí),會(huì)產(chǎn)生一種特殊的脆性,硬度顯著提高,沖擊韌性嚴(yán)重下降。此情況稱為475脆性，可用加入稀土元素的方法解決

3、。三.大題:1、沉淀強(qiáng)化位錯(cuò)和第二相交互作用形成第二相強(qiáng)化。對(duì)于一般合金來(lái)說(shuō)第二相強(qiáng)化往往比固溶強(qiáng)化效果更為顯著。根據(jù)獲得第二相的工藝不同，按習(xí)慣將各種第二相強(qiáng)化分別稱呼。其中通過(guò)相變熱處理獲得的稱為沉淀強(qiáng)化；而把通過(guò)粉末燒結(jié)獲得的，稱為彌散強(qiáng)化。有時(shí)也不加區(qū)分地混稱為分散強(qiáng)化或顆粒強(qiáng)化。4 如果要單獨(dú)對(duì)析出強(qiáng)化給出一個(gè)定義。析出強(qiáng)化是指金屬在過(guò)飽和固溶體中溶質(zhì)原子產(chǎn)生偏聚和（或）由之脫溶出微粒彌散分布于基體中而產(chǎn)生的一種強(qiáng)化。析出強(qiáng)化在微合金鋼等金屬材料的生產(chǎn)中有相當(dāng)重要的作用。微合金鋼生產(chǎn)中，只加入微量的合金元素，只能形成碳、氮化物，主要通過(guò)細(xì)晶強(qiáng)化和析出強(qiáng)化來(lái)進(jìn)行強(qiáng)化。微合金化鋼的特點(diǎn)之

4、一就是利用碳、氮化物的溶解析出行為。微合金鋼的基體內(nèi)分布的碳、氮化物，還有金屬間化合物、亞穩(wěn)中間相等第二相質(zhì)點(diǎn)的析出在間界、運(yùn)動(dòng)位錯(cuò)之間產(chǎn)生的相互作用，導(dǎo)致鋼的流變應(yīng)力和屈服強(qiáng)度的提高。這就是微合金鋼的析出強(qiáng)化。 就位錯(cuò)與第二相的交互作用而言，一般將第二相分為變形的和不變形的兩大類，其強(qiáng)化機(jī)制不同。 對(duì)于多數(shù)的析出強(qiáng)化合金，在經(jīng)過(guò)固溶處理及時(shí)效后，在其早期階段，析出相的尺寸小，與基體保持共格，這時(shí)的析出相是可以變形的，位錯(cuò)可以切過(guò)析出相。當(dāng)析出相有一定尺寸的時(shí)候，就屬于不可變形的，運(yùn)動(dòng)位錯(cuò)接近它們時(shí)，只能繞過(guò)它們。像鋼中的碳化物、氮化物一般都是不可變形的。對(duì)于可變形的析出相，其強(qiáng)化效果主要決定

5、于析出相的本性，由于強(qiáng)化來(lái)源的不同，可以有不同的機(jī)制。對(duì)于不變形的析出相，其強(qiáng)化效果主要決定于第二相尺寸或相間的平均距離。析出相對(duì)位錯(cuò)的障礙力集中施加在位錯(cuò)的釘扎點(diǎn)上?？勺冃蔚诙嗟那羞^(guò)機(jī)制下，位錯(cuò)穿越質(zhì)點(diǎn)，能夠造成共格應(yīng)變以及對(duì)層錯(cuò)、有序化以及彈性模量等產(chǎn)生種種影響。例如析出強(qiáng)化合金在經(jīng)過(guò)固溶處理和時(shí)效后，析出相與基體保持共格，因而能夠產(chǎn)生共格應(yīng)變能。這種共格應(yīng)變能是由析出相與基體原子的錯(cuò)配度引起的。當(dāng)位錯(cuò)在析出相的共格內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，因彈*互作用產(chǎn)生強(qiáng)化。一般說(shuō)來(lái)，析出強(qiáng)化產(chǎn)生的強(qiáng)化作用在析出的第二相是尺寸細(xì)小、數(shù)量較多而且分布均勻的情況下，可以使材料獲得最大的強(qiáng)化效果。比如在Nb、V、

6、Ti三種微合金元素中，Nb、 V和Ti的微細(xì)析出相才能起這種作用，所以鋼的熱機(jī)械處理（或控軋控冷）要力圖實(shí)現(xiàn)細(xì)小的析出，然而0.0030.1mm顆粒度的析出也都能產(chǎn)生一定的效果。2、固溶強(qiáng)化 一般來(lái)說(shuō)，無(wú)論置換固溶體還是間隙固溶體，固溶體的硬度、強(qiáng)度總是比組成它的純金屬要高，并且隨著溶質(zhì)原子濃度的增加，溶質(zhì)原子和溶劑原子尺寸差別的增大（置換固溶體情況下），強(qiáng)化的效果加大。比如，低碳鋼在常溫狀態(tài)屬于體心立方晶格結(jié)構(gòu)的材料，較小原子半徑的元素如C、N，通常以間隙的形式固溶在鐵的晶格之中，多數(shù)合金元素的原子如Nb、V、Ti、Mo、Al等等都置換晶格某個(gè)鐵原子的位置的形式。固溶造成晶格的畸變，使鋼的屈

7、服強(qiáng)度提高。這種由于溶質(zhì)原子的固溶而引起的強(qiáng)化效應(yīng)，即稱為“固溶強(qiáng)化”。就固溶強(qiáng)化的微觀機(jī)理而言，固溶強(qiáng)化是由于溶質(zhì)原子和位錯(cuò)的交互作用的結(jié)果。溶質(zhì)原子和位錯(cuò)的交互作用就其性質(zhì)而言，可以是彈性的、化學(xué)的、電性的和幾何的等幾種類型。溶質(zhì)原子可以偏聚到位錯(cuò)周圍形成各種氣團(tuán)，也可以是均勻不規(guī)則地分布在基體中，這兩種情況都可以使金屬材料的基體造成強(qiáng)化。在幾種性質(zhì)類型的交互作用中，溶質(zhì)原子和位錯(cuò)的彈*互作用最為重要。晶體中的溶質(zhì)原子是點(diǎn)缺陷的一種，會(huì)引起其周圍發(fā)生彈性畸變。3、鋁合金時(shí)效強(qiáng)化四個(gè)階段（參考金屬學(xué)與熱處理）在時(shí)效熱處理過(guò)程中，該合金組織有以下四個(gè)階段： 補(bǔ)充：時(shí)效強(qiáng)化：過(guò)飽和固溶體在室溫放

8、置或加熱到某一溫度保溫，隨著時(shí)間延長(zhǎng)，其強(qiáng)度、硬度升高，塑性、韌性下降的現(xiàn)象(1) 形成溶質(zhì)原子偏聚區(qū)GP（）區(qū)在新淬火狀態(tài)的過(guò)飽和固溶體中，銅原子在鋁晶格中的分布是任意的、無(wú)序的。時(shí)效初期，即時(shí)效溫度低或時(shí)效時(shí)間短時(shí)，銅原子在鋁基體上的某些晶面上聚集，形成溶質(zhì)原子偏聚區(qū)，稱GP（）區(qū)。GP（）區(qū)與基體保持共格關(guān)系，這些聚合體構(gòu)成了提高抗變形的共格應(yīng)變區(qū)，故使合金的強(qiáng)度、硬度升高。 (2)GP 區(qū)有序化形成GP（）區(qū)隨著時(shí)效溫度升高或時(shí)效時(shí)間延長(zhǎng)，銅原子繼續(xù)偏聚并發(fā)生有序化，即形成GP（） 區(qū)。它與基體仍保持共格關(guān)系，但尺寸較GP（）區(qū)大。它可視為中間過(guò)渡相，常用”表示。它比GP（）區(qū)周圍的畸

9、變更大，對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻礙進(jìn)一步增大，因此時(shí)效強(qiáng)化作用更大，”相析出階段為合金達(dá)到最大強(qiáng)化的階段。 (3)形成過(guò)渡相 ：隨著時(shí)效過(guò)程的進(jìn)一步發(fā)展，銅原子在GP（）區(qū)繼續(xù)偏聚，當(dāng)銅原子與鋁原子比為1：2 時(shí)，形成過(guò)渡相。由于的點(diǎn)陣常數(shù)發(fā)生較大的變化，故當(dāng)其形成時(shí)與基體共格關(guān)系開始破壞，即由完全共格變?yōu)榫植抗哺?，因此相周圍基體的共格畸變減弱，對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻礙作用亦減小，表現(xiàn)在合金性能上硬度開始下降。由此可見(jiàn)，共格畸變的存在是造成合金時(shí)效強(qiáng)化的重要因素。(4)形成穩(wěn)定的相過(guò)渡相從鋁基固溶體中完全脫溶，形成與基體有明顯界面的獨(dú)立的穩(wěn)定相Al2Cu，稱為相。此時(shí)相與基體的共格關(guān)系完全破壞，并有自己獨(dú)立的晶

10、格，其畸變也隨之消失，并隨時(shí)效溫度的提高或時(shí)間的延長(zhǎng)，相的質(zhì)點(diǎn)聚集長(zhǎng)大，合金的強(qiáng)度、硬度進(jìn)一步下降，合金就軟化并稱為“過(guò)時(shí)效”。相聚集長(zhǎng)大而變得粗大。4、工程結(jié)構(gòu)鋼的焊接性（參考金屬材料學(xué)冶金工業(yè)出版社）一、填空題 （30分，每空格1分）1、鋼的強(qiáng)化機(jī)制主要有 固溶強(qiáng)化 、 位錯(cuò)強(qiáng)化 、 細(xì)晶強(qiáng)化 、 沉淀強(qiáng)化 。 其中 細(xì)晶強(qiáng)化 對(duì)鋼性能的貢獻(xiàn)是既提高強(qiáng)度又改善塑、韌性。2、提高鋼淬透性的作用是 獲得均勻的組織，滿足力學(xué)性能要求 、 能采取比較緩慢的冷卻方式以減少變形、開裂傾向 。3、滾動(dòng)軸承鋼GCr15的Cr質(zhì)量分?jǐn)?shù)含量為 1.5%左右 。滾動(dòng)軸承鋼中碳化物不均勻性主要是指 碳化物液析 、

11、 碳化物帶狀 、 碳化物網(wǎng)狀 。4、選擇零件材料的一般原則是 滿足力學(xué)性能要求 、 良好的工藝性能 、 經(jīng)濟(jì)性 和環(huán)境協(xié)調(diào)性等其它因素。5、凡是擴(kuò)大區(qū)的元素均使Fe-C相圖中S、E點(diǎn)向 左下 方移動(dòng)，例 Mn、Ni 等元素（寫出2個(gè)）；凡封閉區(qū)的元素使S、E點(diǎn)向 左上 方移動(dòng)，例 Cr、Mo 等元素（寫出2個(gè)）。S點(diǎn)左移意味著 共析碳含量降低 。 6、QT600-3是 球墨鑄鐵 ，“600”表示 抗拉強(qiáng)度不小于600MPa ，“3”表示 延伸率不小于3% 。 7、H68是 黃銅 ，LY12是 硬鋁 ，QSn4-3是 錫青銅 。 8、在非調(diào)質(zhì)鋼中常用微合金化元素有 Ti、V 等（寫出2個(gè)），這些

12、元素的主要作用是 細(xì)晶強(qiáng)化 和 沉淀強(qiáng)化 。 9、鋁合金熱處理包括固溶處理和 時(shí)效硬化 兩過(guò)程，和鋼的熱處理最大的區(qū)別是 沒(méi)有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變 。二、解釋題（30分，每小題5分）1、高速鋼有很好的紅硬性，但不宜制造熱錘鍛模。答案要點(diǎn)：高速鋼雖有高的耐磨性、紅硬性，但韌性比較差、在較大沖擊力下抗熱疲勞性能比較差，高速鋼沒(méi)有能滿足熱錘鍛模服役條件所需要高韌性和良好熱疲勞性能的要求。2、在一般鋼中，應(yīng)嚴(yán)格控制雜質(zhì)元素S、P的含量。答案要點(diǎn)：S能形成FeS，其熔點(diǎn)為989，鋼件在大于1000的熱加工溫度時(shí)FeS會(huì)熔化，所以易產(chǎn)生熱脆；P能形成Fe3P，性質(zhì)硬而脆，在冷加工時(shí)產(chǎn)生應(yīng)力集中，易產(chǎn)生裂紋而形成冷

13、脆。3、9SiCr鋼和T9鋼相比，退火后硬度偏高，在淬火加熱時(shí)脫碳傾向較大。答案要點(diǎn)：Si是非K形成元素，能有效地強(qiáng)化鐵素體，所以使鋼在退火后硬度偏高；Si提高碳活度，使?jié)B碳體穩(wěn)定性變差，促進(jìn)了鋼在加熱時(shí)脫碳傾向較大。4、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。答案要點(diǎn)：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(shí)發(fā)生相變，得到了大量的馬氏體。5、4Cr13含碳量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)

14、）為0.4%左右，但已是屬于過(guò)共析鋼。答案要點(diǎn)：Cr元素使共析S點(diǎn)向左移動(dòng)，當(dāng)Cr含量達(dá)到一定程度時(shí)，S點(diǎn)已左移到小于0.4%C，所以4Cr13是屬于過(guò)共析鋼。6、奧氏體不銹鋼1Cr18Ni9晶界腐蝕傾向比較大。答案要點(diǎn)：1Cr18Ni9含C較高，又沒(méi)有Ti等穩(wěn)定C的強(qiáng)碳化物形成元素，所以在晶界上容易析出Cr23C6，從而使晶界上產(chǎn)生貧Cr區(qū)，低于不銹鋼的基本成分要 求，所以在晶界處的腐蝕傾向比較大。三、問(wèn)答題（40分）1、試總結(jié)Ni元素在合金鋼中的作用，并簡(jiǎn)要說(shuō)明原因。（10分）答案要點(diǎn)：1）基體韌度 Ni位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻力，使應(yīng)力松弛；2）穩(wěn)定A， NiA1 ，擴(kuò)大區(qū)，量大時(shí)，室溫為A組織； 3

15、）淬透性G，使“C”線右移，Cr-Ni復(fù)合效果更好；4）回火脆性 Ni促進(jìn)有害元素偏聚；5）Ms ，Ar 馬氏體相變驅(qū)動(dòng)力。2、高速鋼的熱處理工藝比較復(fù)雜，試回答下列問(wèn)題：（12分，每小題3分）1）淬火加熱時(shí)，為什么要預(yù)熱? 2）高速鋼W6Mo5Cr4V2的AC1在800左右，但淬火加熱溫度在12001240，淬火加熱溫度為什么這樣高?3）高速鋼回火工藝一般為560左右，并且進(jìn)行三次，為什么? 4）淬火冷卻時(shí)常用分級(jí)淬火，分級(jí)淬火目的是什么?答案要點(diǎn)：1）高速鋼合金量高，特別是W，鋼導(dǎo)熱性很差。預(yù)熱可減少工件加熱過(guò)程中的變形開裂傾向；縮短高溫保溫時(shí)間，減少氧化脫碳；可準(zhǔn)確地控制爐溫穩(wěn)定性。2）

16、因?yàn)楦咚黉撝刑蓟锉容^穩(wěn)定，必須在高溫下才能溶解。而高速鋼淬火目的是獲得高合金度的馬氏體，在回火時(shí)才能產(chǎn)生有效的二次硬化效果。3）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，產(chǎn)生硬化。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)。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(shí)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。4）分級(jí)淬火目的：降低熱應(yīng)力和組織應(yīng)力，盡可能地減小工件的變形與開裂。3、從合金化角度考慮，提高鋼的韌度主要有哪些途徑?（8分

17、）1）加入Ti、V、W、Mo等強(qiáng)碳化物形成元素，細(xì)化晶粒；2）提高回火穩(wěn)定性，加入Ti、V等強(qiáng)碳化物形成元素和Si元素；3）改善基體韌性，主要是加入Ni元素；4）細(xì)化碳化物，如加入Cr、V等元素使K小、勻、圓；5）降低或消除鋼的回火脆性，主要是Mo 、W元素比較有效；（2分）適當(dāng)降低碳含量；提高鋼的純凈度，降低雜質(zhì)元素S、P、O、N的含量；4、試從合金化原理角度分析9Mn2V鋼的主要特點(diǎn)。（10分）答案要點(diǎn)：1）Mn淬透性，D油 = 30mm；2）Mn MS，淬火后AR較多，約2022%，使工件變形較?。?）V能克服Mn的缺點(diǎn)，過(guò)熱敏感性，且能細(xì)化晶粒；4）含0.9%C左右，K細(xì)小均勻，但鋼的

18、硬度稍低，回火穩(wěn)定性較差，宜在200以下回火；5）鋼中的VC使鋼的磨削性能變差。9Mn2V廣泛用于各類輕載、中小型冷作模具。一、填空題 （30分）1、鋼的合金化基本原則是 多元適量 、 復(fù)合加入 。細(xì)化晶粒對(duì)鋼性能的貢獻(xiàn)是 既提高強(qiáng)度又提高塑韌性 。2、在鋼中，常見(jiàn)碳化物形成元素有 Ti、Nb、V、W、Mo、Cr 按強(qiáng)弱順序排列，列舉5個(gè)以上）。鋼中二元碳化物分為兩類：rc/rM 0.59為簡(jiǎn)單點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，有 MC 和 M2C 型，其性能特點(diǎn)是 硬度高 、 熔點(diǎn)高 、 穩(wěn)定性好 ；rc/rM 0.59為 復(fù)雜點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，有 M3C 、 M7C3 和 M23C7 型。3、選擇零件材料的一般原則是 力

19、學(xué)性能 、 工藝性能 、 經(jīng)濟(jì)性 和環(huán)境協(xié)調(diào)性等其它因素。4、奧氏體不銹鋼1Cr18Ni9晶界腐蝕傾向比較大，產(chǎn)生晶界腐蝕的主要原因是 在晶界上析出了Cr23C6 ，為防止或減輕晶界腐蝕，在合金化方面主要措施有 加入Ti、Nb 等強(qiáng)碳化物形成元素 、 降低鋼中的含C量 。5、影響鑄鐵石墨化的主要因素有 化學(xué)成分 、 冷卻速度 。球墨鑄鐵在澆注時(shí)要經(jīng)過(guò) 孕育 處理和 球化 處理。QT600-3是 球墨鑄鐵 。 6、對(duì)耐熱鋼最基本的性能要求是 熱強(qiáng)性 、 抗氧化性 。7、鐵基固溶體的形成有一定規(guī)律，影響組元在置換固溶體中溶解情況的因素有： 點(diǎn)陣結(jié)構(gòu) 、 電子因素 、 原子半徑 。 8、提高鋼淬透性

20、的主要作用是 獲得均勻的組織，滿足力學(xué)性能要求 、 能采取比較緩慢的冷卻方式以減少變形、開裂傾向 。二、解釋題（30分，每小題5分）1、40Mn2鋼淬火加熱時(shí)，過(guò)熱敏感性比較大。答案要點(diǎn)：Mn促進(jìn)了晶粒長(zhǎng)大傾向，因?yàn)镸n降低A1溫度，又強(qiáng)化了C促進(jìn)晶粒長(zhǎng)大的作用。所以，40Mn2鋼過(guò)熱敏感性比較大。2、40CrNiMo鋼正火后，切削性能比較差。答案要點(diǎn)：40CrNiMo鋼由于含有提高淬透性的元素Cr、Ni、Mo，而且又是多元復(fù)合作用更大，所以鋼的淬透性很好，在正火條件下也會(huì)有大量的馬氏體、或貝氏體組織產(chǎn)生。因此其切削性能比較差。3、球墨鑄鐵的強(qiáng)度和塑韌性都要比灰口鑄鐵好。答案要點(diǎn)：灰鐵：G形態(tài)

21、為片狀，易應(yīng)力集中，產(chǎn)生裂紋，且G割裂基體嚴(yán)重，使材料有效承載面積大為減小。而球鐵：G形態(tài)為球狀，基體是連續(xù)的，相對(duì)而言，割裂基體的作用小，基體可利用率可達(dá)7090%；且球狀G應(yīng)力集中傾向也大為減小。因此鋼的熱處理強(qiáng)化手段在球鐵中基本都能采用，所以其強(qiáng)度和塑韌性都要比灰口鑄鐵好。4、鋁合金的晶粒粗大，不能靠重新加熱熱處理來(lái)細(xì)化。答案要點(diǎn)：鋁合金沒(méi)有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，不能象鋼那樣可以靠重新加熱產(chǎn)生重結(jié)晶來(lái)細(xì)化晶粒。5、H68、H70俗稱彈殼黃銅，常用于制造炮彈殼、子彈殼。答案要點(diǎn)：彈殼黃銅的Zn含量小于32%，所以是單相黃銅，其塑性很好，特別適宜制造要求深沖壓性能較好的彈殼等零件。6、在一般鋼中，應(yīng)

22、嚴(yán)格控制雜質(zhì)元素S、P的含量。答案要點(diǎn)：S能形成FeS，其熔點(diǎn)為989，鋼件在大于1000的熱加工溫度時(shí)FeS會(huì)熔化，所以易產(chǎn)生熱脆；P能形成Fe3P，性質(zhì)硬而脆，在冷加工時(shí)產(chǎn)生應(yīng)力集中，易產(chǎn)生裂紋而形成冷脆。三、問(wèn)答題（40分）1、試總結(jié)Si元素在合金中的作用，并簡(jiǎn)要說(shuō)明原因（10分）。答案要點(diǎn)：1），可切削性 固溶強(qiáng)化效果顯著；2）低溫回火穩(wěn)定性 抑制-K形核長(zhǎng)大及轉(zhuǎn)變；3）抗氧化性 形成致密的氧化物； （2分）4）淬透性 阻止K形核長(zhǎng)大，使“C”線右移，高C時(shí)作用較大；5）淬火溫度 F形成元素，A1 ；6）脫C、石墨化傾向 Si碳活度，含Si鋼脫C傾向大。（2分）2、畫出示意圖說(shuō)明高速鋼

23、的鑄態(tài)組織（3分）。簡(jiǎn)述高速鋼中W、V、Cr合金元素的主要作用（3分）。高速鋼在淬火加熱時(shí)，如產(chǎn)生欠熱、過(guò)熱和過(guò)燒現(xiàn)象，在金相組織上各有什么特征（6分）。答案要點(diǎn)：高速鋼的鑄態(tài)組織為：黑色組織（混合型）+白亮組織（M和AR）+萊氏體，高速鋼鑄態(tài)組織圖（略）。W：提高紅硬性、耐磨性的主要元素；V：提高紅硬性、耐磨性的重要元素，一般高速鋼都含V，V能有效細(xì)化晶粒，且VC也細(xì)??；Cr：提高淬透性和抗氧化性，改善切削性，一般都含4%左右。欠熱：晶粒很細(xì)小，K很多；過(guò)熱：晶粒較大，K較少；過(guò)燒：晶界有熔化組織，即魚骨狀或黑色組織。3、從合金化角度考慮，提高鋼的韌度主要有哪些途徑?（8分）答案要點(diǎn)：1）加入Ti、V、W、Mo等強(qiáng)碳化物形成元素，細(xì)化晶粒；2）提高回火穩(wěn)定性，加入Ti、V等強(qiáng)碳化物形成元素和Si元素；3）改善基體韌性，主要是加入Ni元素；4）細(xì)化碳化物，如加入Cr、V等元素使K小、勻、圓；5）降低或消除鋼的回火脆性