【金屬材料學】考試真題與答案解析

一、選擇題1、細化晶粒對鋼性能的奉獻是 強化同時韌化 ；提高鋼淬透性的主要作用是 個斷面性能趨于全都，能承受比較緩和的方式冷卻 。2、滾動軸承鋼GCr15的Cr質量分數(shù)含量為1.5%。滾動軸承鋼中碳化物不均勻性主要是指碳化物液析、帶狀碳化物、網狀碳化物。3、選擇零件材料的一般原則是使用性能要求、工藝性要求和經濟性要求等。4、但凡擴大γ區(qū)的元素均使Fe-C相圖中S、E點向左下方移動，例Ni、Mn等元素；凡封閉γ區(qū)的元素使S、E點向左上方移動，例Cr、Si、Mo等元素。S點左移意味著共析碳含量削減，E點左移意味著消滅萊氏體的碳含量削減。5、鋁合金可分鑄造鋁合金和變形鋁，變形鋁又可分 硬鋁 、超硬鋁、鍛鋁 防銹鋁 。6、H62是表示壓力加工黃銅的一個牌號，主要成份及名義含量是Cu62%、Zn38% 。7、在非調質鋼中常用微合金化元素有 Ti、V、Nb、N 元素的主要作用是細化組織和相間沉淀析出強化 。8、球鐵的力學性能高于灰鐵是由于球鐵中石墨的斷面切割效應、石墨應力集中效應要比灰鐵小得多。9素異構相變。1TiV、Nb等，細化晶粒對鋼性能的作用是既強化又韌化。、≤為簡潔點陣構造，有和型；0.59為簡單點陣構造，有M23C6、M7C3和M3C型。3、選擇零件材料的一般原則是使用性能要求、工藝性要求和經濟性要求等。汽車變速箱齒輪常用20CrMnTi鋼制造，經滲碳和淬回火熱處理。4、奧氏體不銹鋼1Cr18Ni9晶界腐蝕傾向比較大，產生晶界腐蝕的主要緣由是晶界析出Cr23C6，導致晶界區(qū)貧Cr，為防止或減輕晶界腐蝕，在合金化方面主要措施有降低碳量、參加Ti、V、Nb強碳化物元素。5、影響鑄鐵石墨化的主要因素有 碳當量 、 冷卻速度 在澆注時要經過 孕育 處理和 球化 處理。6、鐵基固溶體的形成有肯定規(guī)律，影響組元在置換固溶體中溶解狀況的因素有： 質原子的點陣構造 、原子尺寸因素 、 電子構造 。7、對耐熱鋼最根本的性能要求是良好的高溫強度和塑性、良好的化學穩(wěn)定性 抗氧化合金元素是 Cr 、 Al 、 Si 。鋼中二元碳化物分為二類rC/M<為 簡潔 點陣構造有C和 型rC/M>為 簡單 點陣構造，有M3C、M7C3和 M23C6 型。兩者相比，前者的性能特點是硬度高、 熔點高 和 穩(wěn)定性好 。能擴大γ區(qū)的元素使鐵碳相圖中S、E點向 左下 方移動，例Mni 等元素〔列出2個；使γ區(qū)縮小的元素使、E點向 左上 方移動例 Cr、Mo、W 等元素〔列出3個。3、提高鋼淬透性的作用是 獲得均勻的組織，滿足力學性能要求 能實行比較緩慢的冷卻方式以削減變形、開裂傾向 。4、高錳耐磨鋼〔如ZGMn13〕經水韌處理后得到 奧氏體 在高應力磨損條件下，硬度提高而耐磨，其緣由是 加工硬化 及 奧氏體中析出K和應力誘發(fā)馬氏體相變 。5、對熱鍛模鋼的主要性能要求有高熱強性 、良好的熱疲乏抗力、良好的沖擊韌性 和良好的淬透性及耐磨性。常用鋼號有5CrNiMo 〔寫出一個。、3是球墨鑄鐵 “0”表示 抗拉強度≥a “3”表延長率≥3% 。H68是 黃銅 是 硬鋁 ，QSn4-3是錫青銅 。、在非調質鋼中常用微合金化元素有 、V 等〔寫出2個，這些元素的主要作用是 細化晶組織 和 彌散沉淀強化 。8、鋁合金熱處理包括固溶處理和 時效硬化 和鋼的熱處理最大的區(qū)分是 加熱過程中沒有同素異構轉變 。1、鋼的強化機制主要有固溶強化、位錯強化、細晶強化、沉淀強化。其中 細晶強化 性能的奉獻是既提高強度又改善塑、韌性。2、提高鋼淬透性的作用是 獲得均勻的組織，滿足力學性能要求 能實行比較緩慢的冷卻方式以削減變形、開裂傾向 。3、滾動軸承鋼GCr15的Cr質量分數(shù)含量為 1.5%左右。滾動軸承鋼中碳化物不均勻性主要是指 化物液析 、 碳化物帶狀 、 碳化物網狀 。4、選擇零件材料的一般原則是滿足力學性能要求、良好的工藝性能、經濟性 和環(huán)境協(xié)調性等其它因素。5、但凡擴大γFe-CS、E左下 方移動，例左上 方移動，例Cr、Mo 出2個。S點左移意味著 共析碳含量降低 。、3是 球墨鑄鐵 “0”表示 抗拉強度不小于a “”表示 延長率小于3% 。7、H68是 黃銅 是 硬鋁 ，QSn4-3是 錫青銅 。、在非調質鋼中常用微合金化元素有、V 等〔寫出2個，這些元素的主要作用是 細晶化 和 沉淀強化 。9、鋁合金熱處理包括固溶處理和 時效硬化 和鋼的熱處理最大的區(qū)分是 沒有同素異構轉變 。二、解釋題1、高速鋼有很好的紅硬性，但不宜制造熱錘鍛模。有能滿足熱錘鍛模服役條件所需要高韌性和良好熱疲乏性能的要求。2S、PS元素在鋼中會形成低熔點〔989℃〕FeS，在1000℃以上的熱壓力加工過程中會熔化，使鋼在熱Fe3PS、P3、9SiCrT9Si61Cr18Ni91Cr18Ni9CrCr23C6從而導致Cr，1/8Cr%，使電極電位大大降低，從而導致晶界腐蝕。1、40Mn2C%較低時，MnC%較高時，Mn加強了C促進奧氏體晶粒長大的作用，且降A140Mn22、40CrNiMo40CrNiMoNi、Cr3、球墨鑄鐵的強度和塑韌性都要比灰口鑄鐵好。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，不能靠重加熱熱處理來細化。發(fā)生重結晶而細化晶粒。5、H68、H70組織中只有單相彈殼、子彈殼等。15603體，三次回火可將殘留奧氏體掌握在適宜的量，并且使內應力消退得更徹底2、在低合金高強度構件用鋼中，Si、MnSi＜1.1%,Mn＜2%。Si>1.1Mn>2%時，卻顯著地降低鋼的塑性。所以，在低合金高強度構件用鋼中，Si、Mn3、SiSiε-FexCFe3C，即有效地阻擋了Fe3C4、4Cr13〔質量分數(shù)〕0.4%左右，但已是屬于過共析鋼。S0.4%C，4Cr13過共析鋼。5、40CrNiCrNi鋼含有Cr、NiCr、Ni40CrNi回火后快冷能抑制高溫回火脆性，所以常用水或油冷卻。Am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ns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，Ms1MoMoMoMo長大。MoMoMoO3膜；Mo與C2、高速鋼的成分和熱處理工藝比較簡單，試答復以下問題：W、Mo、VW6Mo5Cr4V2的AC18001200~1240℃，淬火加熱溫度為什么這樣高?560℃三次回火，為什么?答案要點：1〕WW6C，淬火加熱時未溶K抗回火穩(wěn)定性，在回火時彌散析出W2C，提高耐磨性。但W降低鋼的導熱性。Mo作用與W相像。含Mo的高速鋼熱塑性較好，便于熱壓力加工或熱塑性變形。V顯著提高紅硬性、硬度和耐磨性，同時可有效降低過熱敏感性。高速鋼中要使W、Mo、V1000℃以上，故需要高的淬火加熱溫度。M560℃左右回火，才能彌散析出特別碳化物，產生硬化。同時在560℃左右回火，使材料的組織和性能到達了最正確狀態(tài)。一次回火使大局部AR發(fā)生M轉變，二次回火使第一次回火時產生的淬火M回火，并使AR更多地轉變?yōu)镸，三次回火可將AR掌握在適宜的量，并且使內應力消退得更徹底。3、從合金化角度考慮，提高鋼的韌度主要有哪些途徑?Ti、Nb、VTi、Nb、VNi。細化碳化物。碳化物細小、園整、分布均勻和適量對韌度有利。W、Mo。C4、分析說明圖中鋁合金〔Al-4%Cu〕時效硬化不同過程中的性能變化，并說明其緣由〔解釋以下圖。圖 130℃時效時鋁銅合金的硬度與時間關系生變化：形成Cu原子富集區(qū)有序化：Cu原子有序化，形成θ””,它與基體仍舊完全共格，產生的畸變比G.P.3〕形成過渡θ〃相：過渡相θ〃CuAl2，由完全共格變成局部共格，共格畸變開頭減弱，因此圖中硬度開頭下降。形成穩(wěn)定θ相：過渡相θ〃完全從基體中脫溶，形成穩(wěn)定的θCuAl2，共格畸變作用完全消逝，故圖中硬度進一步下降。1SiSi提高鋼強度；Si提高鋼的淬透性；可阻擋鐵素體形核和長大，使“C”曲線右移；SiKiA1溫度。FeO加熱時易脫碳；Si2W、V、Cr合金元素的主要作用。高速鋼在淬火加熱時，如產生欠熱、過熱和過燒現(xiàn)象，在金相組織上各有什么特征。Ld、黑色共析體、白亮馬氏體和剩余奧氏體組成〔圖略。WW6C，淬火加熱時未溶K穩(wěn)定性，在回火時彌散析出W2C，提高耐磨性。但是WV耐磨性，同時可有效降低過熱敏感性。Cr體和黑色組織。3、鋼的強化機制主要有哪些?從合金化角度考慮，提高鋼的韌度主要有哪些途徑?1〕Ti、Nb、V、W、Mo提高鋼的回火穩(wěn)定性。在一樣強度水平下能提高塑性和韌度。Ni。細化碳化物。碳化物細小、園整、分布均勻和適量對韌度有利。W、Mo。C%.4、從熱力學和動力學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？從熱力學而言，高溫鐵水冷卻時對石墨的形成是有利的。而從動力學條件看，形成石墨需要高的C濃度Fe、CFe3CCFe、CFe3CC原子不能充分集中，所以易得到Fe3C1Mn-VSi-Mn〔10〕Mn-VMn有過熱傾向，而VMnMnVCVCSi-MnSi、MnSiCMnSi-MnC、過熱傾向降低，這樣的合金復合在彈簧鋼中得到了很好的應用。2、說明高速鋼的鑄態(tài)組織特征〔3分。有一批高速鋼鉆頭，淬火后硬度比正常的偏低，估量是淬火加熱有問題。淬火加熱可能消滅什么問題?〔3〕怎樣從金相組織上來進展推斷?〔6〕高速鋼的鑄態(tài)組織為：黑色組織〔混合型〕+白亮組織〔MAR〕+萊氏體。淬火后硬度比正常的偏低可能是欠熱、過熱或過燒等緣由。欠熱：晶粒很細小，KK49SiCr〔10〕Si、Cr↑淬透性，D油<40mm；Si、Cr↑回穩(wěn)性，~250℃回火，>60HRC；Si、CrSi工性相對也差些。適于制作外形較簡單、變形要求小工件，特別是薄刃工具，如絲錐、扳牙、鉸刀等。1Ni〔10〕答案要點：↑基體韌度→Ni↓位錯運動阻力，使應力松弛；A，→Ni↓A1，擴大γA“C”線右移，Cr-Ni↑回火脆性→Ni↓Ms，↑Ar→↓馬氏體相變驅動力?！?3〕淬火加熱時，為什么要預熱?W6Mo5Cr4V2的AC18001200~1240℃，淬火加熱溫度為什么這樣高?560℃左右，并且進展三次，為什么?淬火冷卻時常用分級淬火，分級淬火目的是什么?1〕W，鋼導熱性很差。預熱可削減工件加熱過程中的變形開裂傾向；縮短高溫保溫時間，削減氧化脫碳；可準確地掌握爐溫穩(wěn)定性。馬氏體，在回火時才能產生有效的二次硬化效果。