金属材料复习题
1、合金化:为获得所要求的组织结构、力学性能、物理、化学或工艺性能而特别在钢铁中加入某些元素
2、相变的主要特点：相变是在某一温度范围内进行；临界相变点随碳含量而变，出现了新的相变和产物，在平衡状态下可以两相共存
3、碳化物形成的一般规律：k的类型与合金元素的原子半径有关，相似者相溶，强k形成元素优先与碳结合形成碳化物，Nm/Nc比值决定了k类型，碳化物稳定性越好溶解越难析出越难聚集长大也越难
4、
5、合金钢加热时的转变:A相的形成，K的溶解，F的转变，A相中合金元素的均匀化，溶质元素在晶界平衡偏聚，A晶粒长大
6、二次淬火：在回火过程中从残余奥氏体中析出合金碳化物，从而贫化残余奥氏体中的碳和
合金元素，导致其马氏体转变温度高于室温，因而在冷却的过程中转变为马氏体。
7、二次硬化：回火温度在500-600℃之间，钢的硬度、强度和塑性均有提高，而在550-570时可达到硬度、强度的最大值
8、.特殊K形成途径:原位析出:在回火过程中合金渗碳体原位转变成特殊K。异位析出:直接由α相中析出特殊K
9、.固溶强化：机理固溶于钢的基体中，一般都会使晶格发生畸变，从而在基体中产生了弹性应力场，其与位错的交互作用将增加位错运动阻力。降低断后伸长率和冲击吸收能量，降低材料的加工性，提高钢的Tk
10、位错强化：机理随着位错密度的增大，增加了位错产生交割、缠结的概率，有效的阻止了位错运动。降低断后伸长率，提高Tk
11、细晶强化：机理钢中的晶粒越细，晶界、亚晶界越多，可有效阻止位错的运动，并产生位错塞积强化。提高强度，塑性和韧度
12、第二相弥散强化：机理钢中的微粒第二相对位错运动有很好的钉扎作用，位错要通过第二相要消耗能量，从而强化。机制：切割
机制、绕过机制，回火时第二相弥散沉淀析出强化，淬火时残留第二相强化
13、淬硬性:指在理想的淬火条件下以超过临界冷却速度所形成的M组织能够达到的最高硬度
14、脱碳:在各种热加工工序的加热或保温过程中，由于周围氧化气氛的作用，使刚才表面的碳全部或部分丧失掉
15、产生白点的必要条件:氢含量高，充分条件:内应力的存在，防止白点的最根本办法是降低钢中的含氢量，常用热处理方法:去氢退火
16、液析碳化物：由于碳和合金元素偏析，在局部微小区域内从液态结晶时析出的碳化物。
17、网状碳化物：过共析钢在热轧（锻）加工后缓慢冷却过程中由二次碳化物以网状析出于奥氏体晶界所造成的。
18、水韧处理：高锰钢铸态组织中沿晶界析出的网状碳化物显著降低钢的强度、韧性和抗磨性。将高锰钢加热到单相奥氏体温度范围，使碳化物充分溶入奥氏体，然后水冷，获得单一奥氏体组织。
19、黄铜；铜锌合金称为黄铜，再加入其他合金元素后，形成多元黄铜。
20、锌当量系数：黄铜中加入M后并不形成新相，只是影响α，β相的相对含量，其效果象增加了锌一样。可以用加入1%的其它合金元素对组织的影响上相当于百分之几的Zn的换算系数来预估加入的合金元素对多元黄铜组织的影响，这种换算关系称为锌当量系数。
21、青铜：是Cu和Sn、Al、Be、Si、Mn、Cr、Cd、Zr和Co 等元素组成的合金的统称。
22、白铜：是以镍为主要合金元素的铜合金。
23、碳当量：一般以各元素对共晶点实际含碳量的影响, 将这些元素的量折算成C%的增减, 这样算得的碳量称为碳当量（C.E）
24、共晶度：铸铁含C量与共晶点实际含C量之比, 表示铸铁含C 量接近共晶点C%的程度。
25、晶间腐蚀：晶界上析出连续网状富铬的Cr23C6引起晶界周围基体产生贫铬区，贫铬区成为微阳极而
26、应力腐蚀：奥氏体或M不锈钢受张应力时，在某些介质中经过一段不长时间就会发生破坏，且随应力增大，发生破裂的时间也越短；当取消张应力时，腐蚀较小或不发生腐蚀。
27、n/8规律：加入Cr可提高基体的电极电位，但不是均匀的增加，而是突变式的。当Cr的含量达到1/8，2/8，3/8，……原子比时，Fe的电极电位就跳跃式显著提高，腐蚀也显著下降。这个定律叫做n/8规律。
28、蠕变极限：在某温度下，在规定时间达到规定变形时所能承受的最大应力。
29、持久强度：在规定温度和规定时间断裂所能承受的应力（ζη）。
30、持久寿命：它表示在规定温度和规定应力作用下拉断的时间。
31、淬透性：指在规定条件下，决定钢材淬硬深度和硬度分布的特性，也就是钢在淬火时能获得马氏体的能力
32、红硬性：在高温下保持高硬度的能力
二、简答题
1、从合金化角度考虑，提高钢的韧度主要有哪些途径?
①加入Ti、V、W、Mo等强碳化物形成元素，细化晶粒；
②提高回火稳定性，加入Ti、V等强碳化物形成元素和Si元素；
③改善基体韧性，主要是加入Ni元素；
⑤细化碳化物，如加入Cr、V等元素使K小、匀、圆；
⑥降低或消除钢的回火脆性，主要是Mo 、W元素比较有效；
2、合金元素对马氏体转变有何影响？
①对马氏体点Ms- Mf温度的影响；②改变马氏体形态及精细结构（亚结构）。
合金元素有增加形成孪晶马氏体的倾向，且亚结构与合金成分和马氏体的转变温度有关.
3、Me在热处理下的分布：
退火、正火态，非k形成元素绝大多数固体溶于基体中，而K形成元素视C 和本身量多少而定，优先形成碳化物，其余融入基体；
淬火态，与淬火工艺有关，溶于A的元素淬火后存在于M,B,Ar中，未溶的仍在碳化物中；回火态，低温回火，置换式合金元素基本上不发生重新分布，大于400开始，非K形成元素仍在基体中，k形成元素逐步进入析出的碳化物中
4、什么叫钢的内吸附现象？其机理和主要影响因素是什么？
合金元素或杂质元素溶入基体后，与晶体缺陷产生交互作用，溶质原子在内界面缺陷区的浓度大大超过在基体中的平均浓度机理：1）晶界层内原子排列比较稀疏，溶质原子处在晶界层产生的畸变能比处在晶内产生的畸变能要小得多，这种畸变能之差产生晶界内吸附； 2）溶质原子与晶界和晶内的静电交互作用。
主要影响因素：1.畸变能差2. 温度3.原始浓度4. 多种溶质原子之间的相互作用
5.第一类回火脆性和第二类回火脆性是在什么条件下产生的？如何减轻和消除？答：第一类回火脆性:
脆性特征：①不可逆；②与回火后冷速无关；③断口为晶界脆断。
产生原因：钢在200-350℃回火时，Fe3C薄膜在奥氏体晶界形成，削弱了晶界强度；杂质元素P、S、Bi 等偏聚晶界，降低了晶界的结合强度。
防止措施：①降低钢中杂质元素的含量；②用Al脱氧或加入Nb （铌）、V、Ti等合金元素细化奥氏体晶粒；
③加入Cr、Si调整温度范围；④采用等温淬火代替淬火回火工艺。第二类回火脆性：
脆性特征：①可逆；②回火后满冷产生，快冷抑制；③断口为晶界脆断。
产生原因：钢在450-650℃回火时，杂质元素Sb、S、As或N、P等偏聚于晶界，形成网状或片状化合物，降低了晶界强度。高于回火脆性温度，杂质元素扩散离开了晶界或化合物分解了；快冷抑制了杂质元素的扩散。
防止措施：①降低钢中的杂质元素；②加入能细化A晶粒的元素（Nb、V、Ti）③加入适量的Mo、W元素；④避免在第二类回火脆
性温度范围回火。
防止：加入W，Mo消除或延缓杂质元素偏聚.
6、如何理解二次硬化与二次淬火两个概念的相关性与不同特点。
答：二次硬化:在含有Ti, V, Nb, Mo, W等较高合金钢淬火后，在500- 600℃范围内回火时，在α相中沉淀析出这些元素的特殊碳化物，并使钢的HRC和强度提高。(但只有离位析出时才有二次硬化现象) 二次淬火：在强K形成元素含量较高的合金钢中淬火后γ’十分稳定，甚至加热到500-600℃回火时升温与保温时中仍不分解，而是在冷却时部分转变成马氏体，使钢的硬度提高。
相同点：都发生在合金钢中，含有强碳化物形成元素相对多，发生在淬回火过程中，且回火温度550℃左右。
不同点：二次淬火，是回火冷却过程中Ar转变为m，是钢硬度增加。
二次硬化：回火后，钢硬度不降反升的现象（由于特殊k的沉淀析出）
7、一般地，钢有哪些强化与韧化途径？
宏观上：钢的合金化、冷热加工及其综合运用是钢强化的主要手段。
微观上：在金属晶体中造成尽可能多的阻碍位错运动的障碍
主要机制有：固溶强化、细晶强化、位错强化、“第二相”强化、沉淀强化、时效强化、弥散强化、析出强化、二次硬化、过剩相强化韧化途径：细化晶粒；降低有害元素的含量；防止预存的显微裂纹；形变热处理；利用稳定的残余奥氏体来提高韧性；加入能提高韧性的M，如Ni, Mn；尽量减少在钢基体中或在晶界上存在粗大的K或其它化合物相。
8、合金元素在低合金高强度结构钢中的主要作用是什么？为什么考虑采用低C？
为提高碳素工程结构钢的强度，而加入少量合金元素，利用合金元素产生固溶强化、细晶强化和沉淀强化。利用细晶强化使钢的韧-脆转变温度的降低，来抵消由于碳氮化物沉淀强化使钢的韧-脆转变温度
的升高。考虑低C的原因：①C含量过高，P量增多，P为片状组织，会使钢的脆性增加，使FATT50(℃)增高。
②C含量增加，会使C当量增大，当C当量>0.47时，会使钢的可焊性变差，不利于工程结构钢的使用。
9、什么是微合金钢？微合金化元素在微合金化钢中的主要作用有哪些？试举例说明。
微合金钢：利用微合金化元素Ti, Nb, V；主要依靠细晶强化和沉淀强化来提高强度；利用控制轧制和控制冷却工艺----- 高强度低合金钢微合金元素的作用：①抑制奥氏体形变再结晶；②阻止奥氏体晶粒长大；③沉淀强化；④改变与细化钢的组织
10、低碳贝氏体钢的合金化有何特点？
合金元素主要是能显著推迟先共析F和P转变，但对B转变推迟较少的元素如Mo，B，可得到贝氏体组织。①加入Mn, Ni, Cr等合金元素，进一步推迟先共析F和P转变，并使Bs点下降，可得到下B组织；
②加入微合金化元素充分发挥其细化作用和沉淀作用；③低碳,使韧性和可焊性提高。
11、调质钢、弹簧钢进行成分、热处理、常用组织及主要性能的比较，并熟悉各自主要钢种。
成分热处理常用组织主要性能
调质钢0.30~0.50%C的C钢或
中、低合金钢
淬火与高温回火回火S或回火T 较高的强度，良好的塑性和韧性弹簧钢中、高碳素钢或低合金钢淬火和中温回火回火T 高的弹性极限，高的疲劳强度，
足够的塑性和韧性
12、液析碳化物和带状碳化物的形成、危害及消除方法。
形成：均起因于钢锭结晶时产生的树枝状偏析；液析碳化物属于偏析引起的伪共晶碳化物（一次碳化物）；带状碳化物属于二次碳化物偏析（固相凝固过程中）危害：降低轴承的使用寿命，增大零件的
淬火开裂倾向，造成硬度和力学性能的不均匀性（各向异性）消除方法：①控制成分（C，Cr%）；②合理设计钢锭，改进工艺；
③大的锻（轧）造比来破碎碳化物；④采用高温扩散退火（1200℃左右）。
13、说明易切削钢提高切削性能的合金化原理。
钢中加入一定量的S、Te、Pb、Se或Ca等元素，形成MnS、CaS、MnTe、PbTe、CaO-SiO2、CaO-Al2O3-SiO2等或Pb的夹杂物。在热轧时，这些夹杂物沿扎向伸长，成条状或纺锤状，破坏钢的连续性，减少切削时对刀具的磨损，而又不会显著影响钢材纵向力学性能。
14、马氏体时效钢与低合金超强钢相比，在合金化、热处理、强化机制、主要性能等方面有何不同？
合金化热处理强化机制主要性能
马氏体时效钢1）过大γ相区（Ni、Co）；
2）时效强化（Ni，Ti, Al, Mo,
Nb ，Mo）；
3）为提高塑韧性，必须严
格控制杂事元素含量
（C,S,N,P）
1）高温奥氏体化后淬火
成马氏体
（Ms:100~150 ℃）；
2）进行时效，产生强烈
沉淀强化效应，显著提高
强度。
固溶强化
冷作相变强化
时效强化
高强度，同时具有良好的塑韧
性和缺口强度；
热处理工艺简单；
淬火后硬度低，冷变形性能和
切削性能好；
焊接性较好
低合金超强钢1）保证钢的淬透性（Cr, Mn,
Ni）；
2）增加钢的抗回火稳定性
（V, Mo）；
3）推迟低温回火脆性（Si）；
4）细化晶粒（V,Mo）。
淬火+ 低温回火或等温
淬火
晶粒细化、沉淀
硬化及亚结构
的变化
强度高；成本低廉；生产工艺
较简单；
韧塑性较差；
较大的脱C倾向；
焊接性不太好。
16、GCr15钢是什么类型的钢？这种钢中碳和铬的含量约为多少？碳和铬的主要作用分别是什么？其预先热处理和最终热处理分别是什么？为何要预先处理？
高碳铬轴承钢。C含量1%，Cr含量1.5%。C的作用：固溶强化提高硬度; 形成碳化物。Cr的作用：提高淬透性、耐磨性、耐蚀性预先热处理：（扩散退火，正火）+ 球化退火
最终热处理：淬火+ 低温回火+（稳定化处理）
正火目的：主要是消除网状K；返修退火不合格品。
球化退火目的：获得球状珠光体组织，球化退火加热为780—800 ℃
17、氮化钢的合金化有何特点？合金元素有何作用？
合金化特点：钢中加入氮化物形成元素后，氮化层的组织有很大变化，在α相中形成含有铬、钼、钨、钒、铝等合金元素的合金氮化物，其尺寸在5mm左右，并与基体共格，起着弥散强化作用。钢中最有效的氮化元素是铝、铌、钒，所形成的合金氮化物最稳定，其次是铬、钼、钨的合金氮化物。
合金元素作用：
加入Al（HV1000以上）, V, 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等可以使钢在高温下保持高强度；
加入少量Mo，可以防止高温回火脆性。
18、18-4-1高速钢的铸态显微组织特征是什么？为什么高速钢在热处理之前一定要大量地热加工？
答：铸态组织：鱼骨状Le+黑色与白色组织
铸态高速钢组织中粗大的共晶碳化物必须经过锻轧将其破碎，是其尽可能成为均匀分布的颗粒状碳化物。
19、高速钢18-4-1的最终热处理的加热温度为什么高达1280℃？在加热过程中为什么要在600~650℃和800~850℃进行二次预热保温？
答：加热温度高：为使奥氏体中合金度含量较高，应尽可能提高淬火温度至晶界熔化温度偏下
目标：淬火后获得高合金的M组织，具有很高抗回火稳定性；
在高温回火时析出弥散的合金碳化物产生二次硬化，使钢具有高的硬度和热硬性。
一次或两次预热：由于高合金的高速钢导热性差，为防止工件加热时变形，开裂和缩短加热的保温时间以减少脱碳。
20、高速钢18-4-1淬火后三次回火的目的是什么?这种回火在组织上引起什么样的变化？
答：目的：一方面，增强二次硬化效果；另一方面，（主要）是
为了利用二次淬火来降低残余奥氏体含量，也间接地提高了性能。回火后的显微组织为回火马氏体加碳化物。一次回火使大部分的残留奥氏体发生了马氏体转变，二次回火使第一次回火时产生的淬火马氏体回火，并且使残留奥氏体更多地转变为马氏体，三次回火可将残留奥氏体控制在合适的量，并且使内应力消除得更彻底
21、合金元素对渗碳有哪些影响？
碳化物形成元素：增大钢表面吸收碳原子的能力；增大渗碳层表面碳浓度；阻碍碳在奥氏体中的扩散。前两因素加速渗碳，有利于渗碳层的加厚，而后一因素不利于渗碳层的加厚。
非碳化物形成元素：与碳化物形成元素的作用相反
22、综合比较铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢和马氏体不锈钢的耐蚀性和力学性能？
耐蚀性：铁素体不锈钢?奥氏体不锈钢?马氏体不锈钢
强度：马氏体不锈钢?铁素体不锈钢?奥氏体不锈钢。
塑性、韧性：奥氏体不锈钢?马氏体不锈钢?铁素体不锈钢
23、奥氏体不锈钢晶间腐蚀产生的原因，影响因素与防止方法。
答：原因：奥氏体不锈钢晶间腐蚀主要是晶界上析出网状富铬的Cr23C6引起晶界周围基体产生贫铬区，贫铬区的宽度约10-5cm ，Cr<12%。在许多介质中没有钝化能力, 贫铬区成为微阳极而发生腐蚀。影响因素：
①C ：C<0.03%时无晶间腐蚀;化学成分：加入Ti, Nb 固C ，使奥氏体内固溶的C<0.03%以下。
②加热温度：550-800℃（650℃最敏感），T>800℃时K 重溶；T<500℃，扩散困难。
③加热时间：时间很长或很短，都难以存在晶间腐蚀。
防止办法：超低C ；改变K 类型；固溶处理；获得γ+δ（10-50%）双相组织。
24、不锈钢发生应力腐蚀破裂的产生原因，影响因素与防止方法。
原因：不锈钢在某些介质中受张应力时经过一段不长时间就会发生破坏。
影响因素：介质特点，附加应力和钢的化学成分。
①介质：含有Cl-和OH-腐蚀介质中特别敏感;②应力：应力越大，越严重;③介质温度：温度越高，越严重;4）不锈钢组织与成分: 对应力腐蚀的影响.
防止措施：
①提高纯度（降低N, H 以及杂质元素含量）；②加入2-4%Si 或2%Cu 或提高Ni%（>35%）；③采用高纯度15-25%F 不锈钢；④采用奥氏体和铁素体（50-70%）双相钢。
25、铸铁与钢相比，在主要成分、使用组织、主要性能上有何不同？
①成分：C 、Si 含量高，S 、P 含量高；
②组织：钢的基体 +（不同形状）石墨；
③热处理：不同形式的热处理
④性能：取决于基体组织及G 数量、形状、大小及分布. G ：HB3-5，屈强20MPa, 延伸率近为0;G 对基体有割裂（削弱）作用，对钢强度（抗拉强度）、塑性、韧性均有害，其性能特别塑、韧性;比钢要低，但：具有优良的减震性、减摩性以及切削加工性能、优良的铸造性能、低的缺口敏感性；
⑤生产：铸铁熔化设备简单，工艺操作简便，生产成本低廉
26、对灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁的成分（主要是C 与Si ）、组织、牌号、主要性能与应用做相互对比。
答：
灰口铸铁可锻铸铁
球墨铸铁成分C 2.5-3.6；Si 1-2.5 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
组织 F ，F+P ，P+片状G （A 型，… , F 型）
P ，F+团絮状G
F ，P+球状
G 牌号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 性能强度较低，塑韧性低，硬度HB130-270，耐磨性好，减振性好，缺口敏感性小等较高强度，良好塑性，有一定的塑变能力（展性铸铁，马铁），但并不能锻造。但生产周期长，工艺复杂，成本较高。
基体强度利用率高，可达70-90%；
强度，塑性，韧性，疲劳强度明显提高
用途可用作耐压减震件，如机床底制造一些形状复杂而在工作中以可制造各种受力复杂、负荷较大和
座、支柱等经受震动的薄壁（<25mm）小件耐磨的重要铸件，如曲轴、连杆、
齿轮等，在一定条件下可取代铸钢、
锻钢、合金钢。
27、可锻铸铁的成分与灰口铸铁相比，有何特点？其生产分几步？
答：成分：可锻铸铁：C 2.2, Si 1.2-2.0, Mn 0.4-1.2,P<0.1, S<0.2灰口铸铁：C 2.5-3.6 Si 1-2.
二者比较可知，前者含有少量其他合金元素
可锻铸铁生产分两步：1）生产白口铸铁；2）高温G化退火（900-980度,15h ）
28、以Al-4%Cu合金为例，阐述铝合金的时效过程及主要性能（强度）变化。
①形成溶质原子（Cu）的富集区—GP[I]与母相α（Al为基的固溶体）保持共格关系，引起α的严重畸变，使位错运动受阻碍，从而提高强度；
⑤GP[I]区有序化—GP[II]区（θ’’）化学成分接近CuAl2，具有正方晶格，引起更严重的畸变，使位错运动更大阻碍，显著提高强度；
③溶质原子的继续富集，以及θ’形成θ’已达到CuAl2，且部分
地与母相晶格脱离关系，晶格畸变将减轻，对位错阻碍能力减小，合金趋于软化，强度开始降低。
④稳定相θ的形成与长大与母相完全脱离晶格关系，强度进一步降低。（这种现象称为过时效）
29、高速钢的热处理工艺比较复杂
①淬火加热时，为什么要预热?
高速钢合金量高，特别是W，钢导热性很差。预热可减少工件加热过程中的变形开裂倾向；缩短高温保温时间，减少氧化脱碳；可准确地控制炉温稳定性。
②高速钢W6Mo5Cr4V2的AC1在800℃左右，但淬火加热温度在1200~1240℃，淬火加热温度为什么这样高?因为高速钢中碳化物比较稳定，必须在高温下才能溶解。而高速钢淬火目的是获得高合金度的马氏体，在回火时才能产生有效的二次硬化效果
③高速钢回火工艺一般为560℃左右，并且进行三次，为什么?
由于高速钢中高合金度马氏体的回火稳定性非常好，在560℃左右回火，才能弥散析出特殊碳化物，产生硬化。同时在560℃左右回火，使材料的组织和性能达到了最佳状态。一次回火使大部分的残留奥氏体发生了马氏体转变，二次回火使第一次回火时产生的淬火马氏体回火，并且使残留奥氏体更多地转变为马氏体，三次回火可将残留奥氏体控制在合适的量，并且使内应力消除得更彻底。
⑤淬火冷却时常用分级淬火，分级淬火目的是什么?
降低热应力和组织应力，尽可能地减小工件的变形与开裂。
30、试定性比较40Cr、40CrNi、40CrNiMo钢的淬透性、回火脆性、韧度和回火稳定性，并简要说明原因淬透性：40Cr ＜40CrNi ＜ 40CrNiMo；Cr-Ni-Mo复合作用更大。
回脆性：40CrNiMo ＜40Cr ＜ 40CrNi；Cr、Ni↑脆性，Mo有效↓。
韧度：40Cr ＜ 40CrNi ＜ 40CrNiMo；Ni↑韧性，Mo细化晶粒。
回稳性：40Cr 、40CrNi ＜40CrNiMo；Mo↑回稳性。Ni影响不大。
A晶粒长大倾向：40Cr > 40CrNi > 40CrNiMo
31、合金化的基本原则？举例说明
多元适量，复合加入。
①Nb-V复合合金化：由于Nb的化合物稳定性好，其完全溶解的温度可达1325-1360℃。所以在轧制或锻造温度下仍有未溶的Nb，能有效地阻止高温加热时A晶粒的长大，而V的作用主要是沉淀析出强化。
②Mn-V复合：Mn有过热倾向，而V是减弱了Mn的作用；Mn 能降低碳活度，使稳定性很好的VC溶点降低，从而在淬火温度下VC 也能溶解许多，使钢获得较好的淬透性和回火稳定性
③
32、氮化钢:不需要进行任何热处理即可得到非常高的表面硬度，所以耐磨性好，零件之间发生咬死和擦伤的倾向小，可显著提高其疲劳强度，改善对缺口的敏感性，还具有抗水、油等介质腐蚀的能力，有一定的耐热性，在低于渗氮温度下受热可保持高的硬度。气体氮化，离子氮化
氮化处理提高零件疲劳强度和耐磨性原因:首先在表面形成高硬度的Fe4N相和Fe3-2N相,其次是渗入的氮原子与氮化物形成元素形成了弥散分布的合金氮化物，提高表层的硬度强度，另外表面渗入氮原子后体积膨胀，因而在表面产生了残余压应力，能抵消外力作用产生的张应力，减少表面疲劳裂纹的产生
Mn:
1）强化F →固溶强化，如低合金普通结构钢。2）↑淬透性→↓ΔGγ→α，使“C”线右移，如40 Mn2。3）↑晶粒长大→↓A1 ，强化C的促进晶粒长大作用，↑过热敏感性。4）↑Ar →↓Ms。量大时，获得A钢→Mn扩大γ区。5）↑回火脆性→促进有害元素偏聚。6）↓热脆性→脱硫，形成MnS；脱氧剂，MnO；易切削钢。
Si：
1）↑ζ，↓可切削性→固溶强化效果显著，如弹簧钢60Si2Mn等；2）↑低温回火稳定性→抑制ε-K形核长大及转变，如30CrMnSi、
9SiCr。3）↑抗氧化性→形成致密的氧化物，如高温抗氧化钢Cr18Si2,排气阀用钢4Cr9Si2。4）↑淬透性→↓K形核长大，使“C”线右移，高C时作用较大。5）↑淬火温度→↑A1 。如9SiCr，Ac1为770℃。6）↑脱C、石墨化倾向→Si↑碳活度，含Si钢脱C
倾向大。如9SiCr、60Si2Mn等。
Mo：
1）↑淬透性→推迟P转变，对B转变影响较小。2）↑热强性→↑固溶体原子间结合力，如珠光体热强钢12CrMoV。3）↓回火脆性→有效地抑制有害元素的偏聚，如40CrNiMo。4）↑回火稳定性→较强K形成元素，↓碳活度，且K稳定不易长大。5）细化晶粒→较强K形成元素，↓碳活度，阻止晶界移动。6）↑非氧化性酸的耐蚀性，防止点蚀→形成MoO3，致密而稳定。
Ni：
1）↑基体韧度→Ni↓位错运动阻力，使应力松弛。如马氏体时效钢。40CrNi、40CrNiMo钢的韧度较高。2）稳定A组织，→Ni↓A1 ，扩大γ区，量大时，室温为A组织，如18-8奥氏体不锈钢。3）↑淬透性→↓ΔGγ→α，使“C”线右移，Cr-Ni复合效果更好。如12CrNi3、40CrNi。4）↑回火脆性→Ni促进有害元素的偏聚，如40CrNi回火脆性大。5）↓Ms →↑Ar。
V：
1）↑热强性→VC质点稳定性好，且弥散分布，如耐热钢Cr-Mo-V。2）细化晶粒→VC质点细小、稳定，有效阻止晶界移动，如40Mn2V、50CrV。3）↑红硬性、耐磨性→VC质点细小、稳定、弥散，如高速钢均含V。4）↓过热倾向→VC质点溶解稳定较高，晶粒不易长大，40Mn2V。5）↓磨削性→VC质点硬度高，容易产生磨削裂纹，如9Mn2V的磨削性较差。
Cr:
1）↑淬透性→↓ΔGγ→α，↓K形核长大。Cr、Ni等复合作用大，如调质钢40Cr—40CrNi—40CrNiMo。2）↑回稳性→阻止M3C型长大。如40 Cr与40钢相比，回火到相同硬度时，回火温度可↑30-40℃。
3）↑抗氧化性、热强性→形成Cr2O3，↑FeO出现的温度；↑原子间结合力，↑热强性。如耐热钢，Mo-Cr-V。4）↑耐蚀性→↑电极电位，n/8定律。如不锈钢。5）细化晶粒，改善K均匀性→K较稳定，如GCr15。6）↑回火脆性→促进杂质原子偏聚，如40CrNi。7）↑A1 →F 形成元素。↑热疲劳性，如5CrNiMo；↑淬火温度，如GCr15为840℃，而T10为780℃；含Cr量多时→F钢，如1Cr17。8）↓Ms →↑Ar，如GCr15比T10钢的Ar多，分布为8%左右和3%左右。
试从合金化原理角度分析9SiCr钢的主要特点
Si、Cr↑淬透性，D油<40mm ；Si、Cr↑回稳性；Si、Cr使碳化物细小、分布均匀→不容易崩刃；分级或等温处理，变形较小；Si使脱碳倾向较大，切削加工性相对也差些。适于制作形状较复杂、变形要求小工件，特别是薄刃工具，如丝锥、扳牙、铰刀等。
试从合金化原理角度分析9Mn2V钢的主要特点
1）Mn↑淬透性，D油 = ~30mm；
2）Mn↓↓ MS，淬火后AR较多，约20~22%，使工件变形较小；3）V能克服Mn的缺点，↓过热敏感性，且能细化晶粒；4）含0.9%C 左右，K细小均匀，但钢的硬度稍低，回火稳定性较差，宜在200℃以下回火；5）钢中的VC使钢的磨削性能变差。9Mn2V广泛用于各类轻载、中小型冷作模具。
试从合金化原理角度分析60si2mn 钢的主要特点
硅锰弹簧钢是同时加入硅、锰，能显著强化基体铁素体，大为提高了钢的弹性极限，屈强比可达到0.8-0.9，而且疲劳强度也有显著提高。硅锰元素的共同作用提高了钢的淬透性，硅还有效地提高了回火稳定性。硅促进脱碳倾向，锰增大了钢过热敏感性，但是两者复合加入后，硅锰钢的脱碳和过热敏感性较硅钢、锰钢为小。
试从合金化原理角度分析crwmn 钢的主要特点
由于cr、w、mn 三元复合作用，有较高淬透性，油淬临界直径在50-70mm；淬火后钢中的残留奥氏体可达18%-20%，淬火后变形小；由于含碳量高，保证形成比较多的碳化物，并且cr、w 的碳化物比较稳定，也使淬火加热时的奥氏体晶粒细小，所以该钢具有高硬度、高
耐磨性。
试从合金化原理角度分析5CrNiMo钢的主要特点
试从合金化原理角度分析W6Mo5Cr4V2钢的主要特点
51. 下列材料中，（）最难切削加工。D (A)铝和铜（B) 45钢 (C)合金结构钢 (D)耐热钢 59．加工高硬度淬火钢、冷硬铸铁和高温合金材料应选用（）刀具。B (A)陶瓷刀具（B)金刚石刀具（C)立方氮化硼刀具(D)高速钢 67．高温合金是指（）。B (A)切削中将产生高温的合金（B)材料将工作在高温环境中 (C)材料通过高温生产（(D）材料经过高温热处理 195.耐热性好的刀具材料〔）。B (A）抗弯强度好（B)韧性差(C)硬度低（D）抵抗冲击能力强 359.金属材料硬度符号HRC表示（）。D (A）布氏硬度(B)硬度(C)维氏硬度 (D）洛氏硬度 374.牌号QT表示（）。A (A)球墨铸铁（B)灰铸铁（C)可锻铸铁（D)蠕墨铸铁 多项选择 726.球墨铸铁分为（）。ABCE (A）铁素体（B）铁素体、珠光体 (C）珠光体(D)孕育铸铁（E）贝氏体 751.金属材料抵抗局部变形特别是（）的能力称为硬度。ACD (A)塑性变形（B）开裂(C)压痕(D）划痕（E）拉断 811.立方氮化硼(CBN)刀具适于加工（）。ABE (A)高硬度淬火钢(B)高速钢(HRC62) (C)铝合金（D)铜合金(E)高硬度工具钢 812.涂层硬质合金适宜加工（）。AD (A)高锰钢(B)高温合金钢（C)高强度钢(D)钛合金(E）有色金属 834．铁素体球墨铸铁用于制造（）。AB (A)壳体零件（B)阀体零件(C)曲轴（D）传动轴 (E)气缸套 874 金刚石砂轮适用于（）刀具材料的磨削。DE (A)高速钢(B)碳素工具钢(C)硬质合金（D）立方氮化硼(E)聚晶金刚石 877.轴的常用材料是（）。ABE (A)碳钢(B)合金钢(C)可锻铸铁（D)铝合金（E）球墨铸铁 917.适当提高钢中的（）有利于改善钢的切削性能。CD (A) 硅 (B)锰(C)硫(D)磷(E)镍 三、是非题（第951题一第1300题。将判断结果填入括号中。正确的填√，错误的填×。每题1.0分，满分350分。） 1132钢材淬火时工件发生过热将降低钢的韧性。（）√ 1157．球墨铸铁通过退火提高韧性和塑性。（）√ 1159.钨钛钻类刀具不适合用于切削高温合金。（）√ 1182.钢材淬火加热时工件发生过热或过烧，可以用正火予以纠止。（）× 1186.钢的表面热处理主要方法有表面淬火和化学热处理。（）√ 1195在回火处理时，决定钢的织织和性能的主要因索是回火温度。（）√ 1220，一般情况下多以抗压强度作为判断金属强度高低的指标。（）×
过程考核题目 一、填空题 1、（钛）、（铌）、（钒）等强碳化物形成元素阻止奥氏体晶粒长大的作用显著。 2、对结构钢的强度，贡献最大的是（细晶）强化和（沉淀）强化。 3、希望钢中的碳化物在大小、分布、形状和数量的特征参量上为（小）、（均）、（圆）和（适量）。 4、调质钢的含碳量（0.25~0.45％）；碳素弹簧钢的含碳量（0.60~1.05％）；低合金弹簧钢的含碳量（0.40~0.74％）；渗碳钢的含碳量（0.12~0.25％）。 5、普通弹簧冷卷成型后进行（去应力退火）热处理；车辆用板簧淬火后进行（中温回火）热处理。 6、高锰铸钢化学成分的特点是（高碳）、（高锰），常用的高锰铸钢为（ZGMn13型）型，铸态的高锰钢必须经过（水韧）处理，被广泛应用于承受（大冲击载荷）、（强烈磨损）是工况下工作的零件。 7、高速钢淬火加热温度Ac1+（400 ），常采用的冷却方式是（分级）淬火，回火温度（560 ）℃，（3 ）次。 8、（Cr12MoV ）钢主要制造大尺寸、形状复杂、承受载荷较大的模具，曾经有“冷作模具王牌”之称。 9、热作模具的苛刻工作条件要求模具钢具有（高抗热塑性变形能力）、（高韧度）、（高抗热疲劳性）和（良好的抗热烧蚀性）。 1、与碳素钢相比，一般情况下合金钢具有（晶粒细化）、（淬透性高）、（回火稳定性好）三大优点。 2、不锈钢中含碳量越（高），耐蚀性（下降）。
3、钢的热强性指标主要有（蠕变极限）、（抗拉强度）、（高温疲劳强度）、（持久寿命）。 4、石墨可以从（液体）中析出、也可以从（奥氏体）中析出，还可以由（渗碳体）中分解得到。 5、对于大部分工模具钢来说，碳化物是钢中重要的第二相。一般要求碳化物呈（球状）、（细小）、（均匀）分布。 1、（防锈铝）是不能热处理强化的铝合金。 2、（调质钢）钢在机械零件中是用量最大的。 3、铁素体不锈钢都是高（铬）钢。 4、（奥氏体）不锈钢是应用最广泛的不锈钢。 5、（锡黄铜）有海军黄铜之称，（H70/H68）是弹壳黄铜。 6、实际上铸铁是以（铁-碳-硅）为主的多元合金。 7、奥氏体不锈钢中的主要合金元素是（Ni ），其主要作用是（形成并稳定奥氏体，使刚获得完全奥氏体组织，从而使钢具有良好的强度和塑性、韧性的配合，并具有优良的冷热加工性和焊接性等）。 8、合金工具钢中，合金元素的主要作用是（提高淬透性）、（细化碳化物）、（提高钢的强韧性）。 9、第一类回火脆性温度范围（200~350℃），第二类回火脆性温度范围（450~650℃）。 10、耐热钢中常用的合金元素中，（Mo ）、（W ）是提高耐热钢热强性的重要元素。 11、现在一般提倡高速钢中不加或少加（钴）、锰）、（硅）是低合金高强度钢中最常用且较经济的元素。 12、可锻铸铁经（石墨化退火）处理得到的。
1 化学第八单元复习题 第八单元知识点 一、金属的化学性质 1、大多数金属可与氧气的反应 2、金属 + 酸 → 盐 + H 2↑ 3、金属 + 盐 → 另一金属 + 另一盐 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb （H ）Cu Hg Ag Pt Au 金属活动性由强逐渐减弱 在金属活动性顺序里： （１）金属的位置越靠前，它的活动性就越强 （２）位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢（不可用浓硫酸、硝酸） （３）位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。（除K 、Ca 、Na 、Ba ） 二、防止铁制品生锈的措施： ①保持铁制品表面的清洁、干燥 ②表面涂保护膜：如涂油、刷漆、电镀、烤蓝等 ③制成不锈钢 1、下列有关金属的描述不正确的是（ ） A. 地壳中含量最多的金属元素是铝 B. 车船表面涂油漆可防止生锈 C. 废铜屑可全部溶解于过量稀盐酸 D. 黄铜比纯铜的硬度大 2．将铁放入下列溶液中，溶液的质量会减少的是（ ） A ．盐酸溶液 B ．硫酸溶液 C ．硫酸亚铁溶液 D ．硫酸铜溶液 3．新买的铝锅、铝壶用来烧开水，凡是水浸到的地方都会变黑，这现象说明该水中含有（ ） A ．钾元素 B ．钠元素 C ．钙元素 D ．铁元素 4.下列成语所描述的过程，从化学的角度理解正确的是( ) A ．真金不怕火炼：金的化学性质稳定 B ．釜底抽薪：木柴燃烧必须达到着火点 C ．铁杵磨成针：主要发生了化学变化 D ．百炼成钢：只发生了物理变化 5、下列事实不能说明Zn 比Ag 活泼的是（ ） A.Zn 能与AgNO 3溶液反应，置换出Ag B.Zn 能与稀硫酸反应，Ag 则不能 C.自然界没有以单质形式存在的Zn ，而有以单质形式存在的Ag D.Zn 的熔点为420℃，Ag 的熔点为962℃ 6、某单质X 能从某溶液中置换出单质Y ，由此推断下列说法中正确的是( ) A ．X 一定是排在金属活动顺序表中的氢以前的金属 B ．X 是金属时，Y 可能是金属，也可能是非金属 C ．X 是金属时，Y 一定是金属 D ．X 、Y 都是金属时，Y 一定比X 活泼 7、下列化学方程式符合题意且书写正确的是（ ） A.不能用铁制容器配制波尔多液：2Fe+3CuSO 4=Fe 2(SO 4)3+3Cu B.用点燃的方法除去二氧化碳气体中混有的少量一氧化碳：2CO+O 2点燃 ==2CO 2 C.验证Fe 和Zn 的金属活动性：Zn+FeCl 2=ZnCl 2+Fe D.炼铁的原理：3C+Fe 2O 3高温 ==2Fe+3CO 2↑ 8、通过下列实验可以得出的结论，其中不合理．．． 的是（ ） A.甲实验中黄铜片能在铜片上刻画出痕迹可以说明黄铜的硬度比铜片大 B.乙实验既可以说明分子在不停的运动着，又可以说明氨水显碱性 C.丙实验既可以说明二氧化碳易溶于水，又可以说明二氧化碳具有酸性 D.丁实验既可以说明一氧化碳有还原性，又可以说明一氧化碳有可燃性 9、下列有关事实不能用金属活动性顺序解释的是 ( ) A ．不能用金属铜与稀硫酸反应制取氢气 B ．银的导电性强于铜 C ．镁和铝与稀盐酸反应的剧烈程度不同 D ．铜能将银从硝酸银溶液中置换出来 10控制变量法是实验探究的重要方法。利用下图所示实验不能实现的探究目的是 （ ） A ．甲中①②对比可探究铁的锈蚀与植物油是否有关 B ．甲中①③对比可探究铁的锈蚀与水是否有关 C ．乙可探究可燃物的燃烧是否需要达到一定温度 D ．乙可探究可燃物的燃烧是否需要与氧气接触 11、有甲、乙、丙三种金属，如果将甲、乙、丙分别投 入到CuSO 4溶液中，一段时间后，甲、丙表面出现红色物质，乙没有明显现象；再将大小相同的甲、丙分别放到相同的盐酸中，甲、丙均产生气泡，但甲产生气泡的速度明显快于丙，则甲、乙、丙三种金属的活动性顺序是 （ ） A ．甲>丙>乙 B ．丙>乙>甲 C ．甲>乙>丙 D ．丙>甲>乙 12、金属M 与AgNO 3溶液反应的化学方程式为：M+2AgNO 3=M （NO 3）2+2Ag ． 则下列说法错误的是（ ） A. M 的金属活动性比Ag 强 B. 金属M 可能是铜 C. 该反应属于复分解反应 D. 该反应前后M 的化合价发生了改变 13、用实验比较铜、锌、银的金属活动性，最好的方法是选用下列试剂中的（ ） A ．ZnSO 4溶液 B ．NaOH 溶液 C ．稀硫酸 D ．CuSO 4溶液 14、下列现象和事实，可用金属活动性作合理解释的是（ ） ①金属镁在空气中比铝更容易燃烧，说明镁比铝的活动性强
课题一：金属材料的的性能 1、金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫（强度、硬度、塑性、弹性）。P3 5、当应力超过材料的屈服极限，零件会发生塑性变形。 2、要求耐磨的零件，应选择（塑性、硬度、疲劳极限、强度）好的材料。 3、材料的耐磨性与什么力学性能（塑性、硬度、疲劳极限、强度）关系密切 4、在交变载荷工作条件下的零件材料要考虑的主要的力学性能指标为什么？（塑性、硬度、疲劳极限、强度）。P9 6、各种硬度之间存在着一定的关系,因此各种硬度值之间是可以换算吗？错 （各种硬度值之间无直接换算关系，只是相对比较） 7、拉伸试验可以测定金属材料的弹性、强度和塑性等多项指标数据。所以拉伸试验是机械性能试验的重要方法。对的P3-5。补充：低碳钢拉伸实验中，应力超过屈服点后不会立刻在局部形成缩颈是因为已变形的部分得到了形变强化而比未变形的部分强度高。 8、退火、正火后的零件用一般用HBS硬度表示，淬火后的零件一般用HRC硬度表示。P8表1-2（HBS、HRC、HRA、HV）P6、P7
9、硬度根据测定方法的不同，分为布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。 10、在有关工件的图样上，出现了以下几种硬度标注方法，问是否正确，如不正确应如何修改？ HBW210～300 HRC5～15？HV300 800～900HV 前三个标注均不正确，应修改如下： HBW210～300应改为210～300HBW； HRC5～15 HRC的测量范围在：20～70HRC； HV300 应改为300HV；800～900HV标注是正确的。补充：金属的晶体结构与结晶 1、普通玻璃、沥青、松香、食盐哪种是晶体。食盐是晶体 2、对金属材料来说，晶粒越细小，则力学性能怎样？力学性能越高 3、空位是点缺陷，位错是面缺陷，晶界是线缺陷吗？（参考） 不对，正确的是：空位是点缺陷，位错是线缺陷，晶界是面缺陷。 4、根据晶体几何特征，晶体缺陷一般分为以下哪三类？ ?分为点缺陷、线缺陷、面缺陷。（参考） 5、工业上将通过细化晶粒以提高材料强度的方法叫做什么？细晶强化 细晶强化：细晶强化能使材料强度和硬度提
第一章答案 1、为什么说钢中的S、P杂质元素总是有害的？ 答：S容易和Fe结合成熔点为989℃的FeS相，会使钢产生热脆性；P和Fe结合形成硬脆的Fe3P相使钢在冷加工过程中产生冷脆性。 2、合金元素对Fe-C相图的S、E点有什么影响？这种影响意味着什么？ 答：凡是扩大γ相区的元素均使S、E点向左下方移动，如Mn、Ni; 凡是封闭γ相区的元素均使S、E点向左上方移动，如Cr、Si、Mo。E点左移意味着出现莱氏体的碳含量减小；S点左移意味着共析碳含量减小。 3、那些合金元素能够显着提高钢的淬透性？提高钢的淬透性有什么作用？ 答：B、Mn、Mo、Cr、Si、Ni等元素能够显着提高钢的淬透性。提高钢的淬透性一方面可以使工件得到均匀而良好的力学性能，满足技术要求;另一方面在淬火时，可以选用比较缓和的冷却介质以减小零件的变形和开裂的倾向。 4、为什么说合金化的基本原则是“复合加入”？举二例说明合金复合作用的机 理。 答：1.提高性能，如淬透性；2.扬长避短，合金元素能对某些方面起积极作用，但往往还有些副作用，为了克服不足，可以加入另一些合金元素弥补，如Si-Mn，Mn-V;3.改善碳化物的类型和分布，某些合金元素改变钢中碳化物的类型和分布或改变其他元素的存在形式和位置，从而提高钢的性能，如耐热钢中Cr-Mo-V,高速钢中V-Cr-W。 5、合金元素提高钢的韧度主要有哪些途径？ 答：1.细化A晶粒；2.提高钢的回火稳定性；3.改善机体韧度；4.细化碳化物；5.降低或消除钢的回火脆性；6.在保证强度水平下适当降低碳含量；7.提高冶金质量；8.通过合金化形成一定量的残余A，利用稳定的残余A提高钢的韧度。 6、钢的强化机制有那些？为什么一般的强化工艺都采用淬火-回火？ 答：固溶强化、细晶强化、位错强化、第二相强化。因为一般的钢的强化都要求它有一定的强度的同时又要保持一定的任性，淬火后钢中能够形成M,这给了钢足够的强度，但是带来的后果就是韧度不够，而回火能够在强度降低不大的情况下给淬火钢以足够的韧性，这样能够得到综合力学性能比较优良的材料，所以一般钢的强化工艺都采用淬火加回火。 7、铁置换固溶体的影响因素？ 答：1.溶剂与溶质的点阵结构；2.原子尺寸因素；3.电子结构。 第二章 1、叙述构件用钢一般的服役条件、加工特点、性能要求? 答：服役条件：工程结构件长期受静载荷；互相无相对运动；受大气（海水）侵蚀；
金属材料复习题 1、合金化:为获得所要求的组织结构、力学性能、物理、化学或工艺性能而特别在钢铁中加入某些元素 2、相变的主要特点：相变是在某一温度范围内进行；临界相变点随碳含量而变，出现了新的相变和产物，在平衡状态下可以两相共存 3、碳化物形成的一般规律：k的类型与合金元素的原子半径有关，相似者相溶，强k形成元素优先与碳结合形成碳化物，Nm/Nc比值决定了k类型，碳化物稳定性越好溶解越难析出越难聚集长大也越难 4、 5、合金钢加热时的转变:A相的形成，K的溶解，F的转变，A相中合金元素的均匀化，溶质元素在晶界平衡偏聚，A晶粒长大 6、二次淬火：在回火过程中从残余奥氏体中析出合金碳化物，从而贫化残余奥氏体中的碳和 合金元素，导致其马氏体转变温度高于室温，因而在冷却的过程中转变为马氏体。 7、二次硬化：回火温度在500-600℃之间，钢的硬度、强度和塑性均有提高，而在550-570时可达到硬度、强度的最大值 8、.特殊K形成途径:原位析出:在回火过程中合金渗碳体原位转变成特殊K。异位析出:直接由α相中析出特殊K 9、.固溶强化：机理固溶于钢的基体中，一般都会使晶格发生畸变，从而在基体中产生了弹性应力场，其与位错的交互作用将增加位错运动阻力。降低断后伸长率和冲击吸收能量，降低材料的加工性，提高钢的Tk 10、位错强化：机理随着位错密度的增大，增加了位错产生交割、缠结的概率，有效的阻止了位错运动。降低断后伸长率，提高Tk 11、细晶强化：机理钢中的晶粒越细，晶界、亚晶界越多，可有效阻止位错的运动，并产生位错塞积强化。提高强度，塑性和韧度 12、第二相弥散强化：机理钢中的微粒第二相对位错运动有很好的钉扎作用，位错要通过第二相要消耗能量，从而强化。机制：切割
金属材料练习题及答案 【典型例题】 类型一：合金的概念及其性质 例1 制取合金常用的方法是将两种或两种以上的金属（或金属与非金属）加热到某一温度。使其全部熔化，再冷却成为合金。根据表中数据判断（其他条件均满足），下列合金不宜采用这种方法制取的是（）。 A．Fe—Al合金B．Na—Al合金C．Mg—Fe合金D．Mg—Al合金 【答案】C 【解析】由题意知，C项的合金不宜采用题给方法制取，原因是镁的沸点（1090℃）比铁的熔点（1535℃）低，当温度升高到大于1090℃而小于1535℃时，镁已经变成气体逸散，而铁还没有熔化。 【总结升华】涉及合金的知识还可以有合金的概念、常见合金的种类、熔点比较、硬度比较。 举一反三： 【变式1】合金有许多特点，如Na—K合金为液体，而Na和K的单质均为固体。据此试推测生铁、纯铁、碳三种物质中，熔点最低的是（）。 A．纯铁B．生铁C．碳D．无法确定 【答案】B 【变式2】有关合金的性质叙述不正确的是 A、合金的熔点比它的各成分的熔点低 B、合金一定是金属熔合而成 C、合金的硬度和强度一般比纯金属高 D、硬铝、黄铜、钢均为合金 【答案】B 类型二：关于铁合金 例2 取3.00 g某钢样粉末放在O2气流中充分灼烧后，将得到的气体通到足量含140Ba(OH)2的溶液中，得到了0.50 g沉淀。 （1）写出下列反应的化学方程式。 ①Fe和O2点燃：________________； ②产生的气体通入140Ba(OH)2溶液：________________。 （2）钢样中碳的质量分数是________。 【答案】（1）①3Fe+2O2Fe3O4②CO2+140Ba(OH)2==140BaCO3↓+H2O （2）1.0％【解析】钢是除去S、P等杂质后的Fe—C合金，所以将钢样粉末放在O2气流中灼烧时，Fe、C分别与O2反应生成Fe3O4和CO2。CO2通入140Ba(OH)2溶液中得到140BaCO3沉淀，根据40BaCO3的质量求出n (CO2)，利用原子守恒，钢样中n (C)=n (CO2)，从而求出碳的质量分数。 【总结升华】在计算中要注意使用守恒法使解题灵活快捷。
一、填空题 1、特别添加到钢中为了保证获得所要求的组织结构、物理、化学和机械性能的化学元素称为，在碳钢基础上加入一定量合金元素的钢称为。高合金钢：般指合金元素总含量超过的钢。一般指合金元素总含量在范围内的钢称为中合金钢。低合金钢：一般指合金元素总含量的钢。微合金钢：合金元素(如V,Nb,Ti,Zr,B)含量小于或等于，而能显著影响组织和性能的钢。 2、奥氏体形成元素使A3线，A4线，在较宽的成分范围内，促使奥氏体形成，即扩大了γ相区。根据Fe-Me相图的不同可分为：开启γ相区元素和扩展γ相区元素。、属于开启γ相区合金元素，与γ-Fe无限固溶，使δ和α相区缩小。C、N、Cu、Zn、Au属于扩展γ相区的元素，合金元素与α-Fe和γ-Fe均形成有限固溶体。 3、铁素体(α)稳定化元素使A4降低，A3升高，在较宽的成分范围内，促使铁素体形成，即缩小了γ相区。根据Fe-Me相图的不同，可分为：封闭γ相区(无限扩大α相区)和缩小γ相区(不能使γ相区封闭)。对封闭γ相区的元素，当合金元素达到某一含量时，A3与A4重合，其结果使δ相与α相区连成一片。当合金元素超过一定含量时，合金不再有α-γ相变，与α-Fe形成无限固溶体。 4、扩大γ相区元素降低了共析温度，缩小γ相区元素升高了共析温度。几乎所有合金元素都使共析S碳含量点降低，尤其以强碳化物形成元素的作用最为强烈。共晶点E的碳含量也随合金元素增加而降低。 5、碳化物在钢中的稳定性取决于金属元素与碳元素亲和力的大小，一般来说，碳化物的生成热愈大，碳化物愈稳定。根据碳化物结构类型，分为简单点阵结构和复杂点阵结构。形成碳化物的结构类型与合金元素的原子半径有关，当r C/r M＞0.59时，形成复杂点阵结构，当r C/r M＜0.59时形成简单点阵结构。 6、强C化合物形成元素有钛、锆、铌、钒，中等强度的有钼、钨、铬，弱的有锰、铁，强碳化物形成元素总是优先与碳结合形成碳化物，若碳含量有限，较弱的碳化物形成元素将溶入固溶体中，碳化物稳定性愈好，溶解越难，析出越难，聚集长大越难。碳化物形成元素可提高碳在奥氏体中的扩散激活能，阻碍奥氏体晶粒的长大，非碳化合物形成元素对奥氏体晶粒的长大作用。
山东理工大学成人高等教育金属材料及工艺复习题 一、单项选择题 1、钢锉应选用哪一种材料？ A. Q235 B. T12 C. 45 D. W18Cr4V 2、合金化学成份对流动性的影响主要取决于（） A．熔点 B．结晶温度范围C．凝固点D．过热温度 3、正火是将工件加热到一定温度，保温一段时间，然后采用的冷却方式是（）。 A．随炉冷却 B．在油中冷却 C．在空气中冷却 D．在水中冷却 4、碳溶入α-Fe中形成的固溶体，其晶格形式是( ) A.简单立方晶格 B.体心立方晶格 C.面心立方晶格 D.密排六方晶格 5、铁碳合金中的铁素体属于( ) A.置换固溶体 B.间隙固溶体 C.金属化合物 D.机械混合物 6、Fe-Fe3C相图中，GS线是平衡结晶时( ) A. 奥氏体向珠光体转变的开始线 B. 奥氏体向二次渗碳体转变的开始线 C. 奥氏体向铁素体转变的开始线 D. 奥氏体向δ固溶体转变的开始线 7、下列塑料中，属于热固性塑料的是( ) A.聚氯乙烯 B.聚苯乙烯 C.ABS D.酚醛塑料 8、砂型铸造中可铸造的材料是( ) A.任何金属材料 B.以有色金属为主 C.以钢为主 D.仅限于黑色金属
9、金属的锻造性是指金属材料锻造的难易程度，以下材料锻造性较差的是( ) A.含碳量较高的钢 B.纯金属 C.单相固溶体 D.组织均匀的低碳钢 10、锻造几吨重的大型锻件，一般采用( ) A.自由锻造 B.模型锻造 C.胎模锻造 D.辊锻 11、制造铝合金薄壁杯形零件一般采用( ) A.正挤压 B.反挤压 C.复合挤压 D.径向挤压 12、焊接电源应具有下降的外特征，它保证( ) A.焊接电流稳定不变 B.短路电流不致过大 C.焊接电压稳定不变 D.空载电压为零 13、非熔化极氩弧焊所用的电极是( ) A.电焊条 B.碳棒 C.铈——钨棒 D.金属棒 14、钎焊的主要缺点是( ) A.变形大 B.接头强度较低，特别是冲击韧度较低 C.只能焊接同种金属 D.焊接温度高 15、在切削平面中测量的主切削刃与基面之间的夹角是( ) A.前角γ0 B.后角 C.主偏角 D.刃倾 角 二、是非判断题 （）1、碳在γ- Fe中的最大溶解度为2.11%。 （）2、淬火后的钢，随着回火温度的增高，其强度和硬度也增高。 （）3、固溶体保持溶剂的晶格类型。 （）4、完全退火主要应用于亚共析钢。 （）5、细化晶粒虽能提高金属的强度，但增大了金属的脆性。 （）6、完全退火主要应用于亚共析钢。 （）7、金属在0℃以下的变形称为冷变形。
第一章金属材料基础知识 一、填空题 1．金属材料一般可分为钢铁材料和非铁金属两类。 2. 钢铁材料是铁和碳的合金。 3．钢铁材料按其碳的质量分数w（C）(含碳量)进行分类，可分为工业纯铁；钢和白口铸铁或（生铁）。 4．生铁是由铁矿石原料经高炉冶炼而得的。高炉生铁一般分为炼钢生铁和铸造生铁两种。 5．现代炼钢方法主要有氧气转炉炼钢法和电弧炉炼钢法。 6．根据钢液的脱氧程度不同，可分为沸腾钢、半镇静钢、镇静钢和特殊镇静钢。 7．机械产品的制造一般分为设计、制造与使用三个阶段。 8．钢锭经过轧制最终会形成板材、管材、型材、线材和其他材料等产品。 9．金属材料的性能包括使用性能和工艺性能。 10．使用性能包括力学性能、物理性能和化学性能。 11．填出下列力学性能指标的符号：屈服点σ s 、洛氏硬度A标尺HRC、断后伸长率δ 5 或δ 10 、断面收缩 率ψ、对称弯曲疲劳强度σ -1 。 12．金属疲劳断裂的断口由裂纹源、裂纹扩展区和最后断裂区组成。 13．铁和铜的密度较大，称为重金属；铝的密度较小，则称为轻金属。 14．金属的化学性能包括耐蚀性、抗氧化性和化学稳定性等。 15．金属晶格的基本类型有体心立方晶格、面心立方晶格与密排立方晶格三种。 16．实际金属的晶体缺陷有点缺陷、线缺陷、面缺陷三类。 17．金属结晶的过程是一个晶核的形成和晶核的长大的过程。 18．金属结晶时冷却速度越大，过冷度越大，金属的实际结晶温度越低。 19．金属的晶粒愈细小，其强度、硬度越高，塑性、韧性越好。 20．合金的晶体结构分为固溶体、金属化合物与机械混合物三种。 21．根据溶质原子在溶剂晶格中所占据的位置不同，固溶体可分为间隙固溶体和置换固溶体两类。 22．在金属铸锭中，除存在组织不均匀外，还常有缩孔、气泡、偏析及夹杂等缺陷。 23．填写铁碳合金基本组织的符号：奥氏体A；铁素体F；渗碳体Fe 3 C或Cm；珠光体P；高温莱氏体 Ld ；低温莱氏体 Ld′。 24．奥氏体在1148℃时碳的质量分数可达 2.11%，在727℃时碳的质量分数为0.77%。 25．碳的质量分数为0.77%的铁碳合金称为共析钢，当加热后冷却到S点(727℃)时会发生共析转变，从奥氏体 中同时析出F和 Fe 3 C 的混合物，称为P。 二、单项选择题 1．拉伸试验时，试样拉断前能承受的最大标称应力称为材料的B。 A．屈服点； B．抗拉强度； C．弹性极限。 2．测定淬火钢件的硬度，一般常选用B来测试。
一、填空题 1奥氏体形成元素使A3（921）线降低，A4（1394）线升高，在较宽的成分范围内，促使奥氏体形成，即扩大了γ相区。根据Fe-Me相图的不同可分为：开启γ相区元素和扩展γ相区元素。Ni，Mn，Co 属于开启γ相区合金元素，与γ-Fe无限固溶，使δ和α相区缩小。C、N、Cu、Zn、Au属于扩展γ相区的元素，合金元素与α-Fe和γ-Fe均形成有限固溶体。 2、铁素体(α)稳定化元素使A4升高，A3降低，在较宽的成分范围内，促使铁素体形成，即缩小了γ相区。根据Fe-Me相图的不同，可分为：封闭γ相区(无限扩大α相区)和缩小γ相区(不能使γ相区封闭)。对封闭γ相区的元素，当合金元素达到某一含量时，A3与A4重合，其结果使δ相与α相区连成一片。当合金元素超过一定含量时，合金不再有α-γ相变，与α-Fe形成无限固溶体。 3.碳化物在钢中的稳定性取决于金属元素与碳元素亲和力的大小，碳化物的生成热愈大，碳化物愈稳定。根据碳化物结构类型，分为简单点阵结构和复杂点阵结构。在钢中，常见碳化物形成元素有Ti、Nb、V、Mo、W、Cr、（按强弱顺序排列，列举5个以上）。 形成碳化物的结构类型与合金元素的原子半径有关，当rC/rM 大于0.59时，形成复杂点阵结构，有M23C6、M7C3和M3C 型。当rC/rM 小于0.59时形成简单点阵结构。有MC和M2C 型；两者相比，后者的性能特点是硬度高、熔点高和稳定性好。 4.强C化合物形成元素有Ti,Zr,Nb,V ，中等强度的有W,Mo,Cr，弱的有Mn，Fe，强碳化物形成元素总是优先与碳结合形成碳化物，若碳含量有限，较弱的碳化物形成元素将溶入固溶体中，碳化物稳定性愈好，溶解越难，析出越难，聚集长大越难。碳化物形成元素可提高碳在奥氏体中的扩散激活能，阻碍奥氏体晶粒的长大，非碳化合物形成元素对奥氏体晶粒的长大作用影响不大。 5.合金钢中的相组成包括：固溶体，碳化物和氮化物，金属间化合物。 6.碳化物形成元素（如钒、钛、铬、钼、钨）如果含量较多，将使奥氏体向珠光体的转变显著推迟，但对奥氏体向贝氏体的转变的推迟并不显著，因而使这两种转变的等温转变曲线从鼻子处分离，而形成两个c形。当这类元素增加到一定程度时，在这两个转变区域的中间还将出现过冷奥氏体的亚稳定区。合金元素对马氏体转变温度Ms (起始转变温度)和Mn (终了转变温度)的影响也很显著，大部分元素均使Ms和Mn点降低，其中以碳的影响最大,其次为锰、钒、铬等；但钴和铝则使Ms和Mn点升高。 7 除Co外，几乎所有的合金元素使C曲线右移；其结果，降低了钢的临界冷却速度，提高了钢的淬透性。 8选择零件材料的一般原则是满足使用性能要求、工艺性要求和经济性要求等。汽车变速箱齿轮常用 和淬回火热处理。 细化晶粒对钢性能的贡献是提高钢强度与塑性.韧性；提高钢淬透性的主要作用是使工件得到均匀而良好的力学性能，满足技术要求；减小工件淬火时的变形与开裂倾向。（提高钢淬透性的主要作用是使零件整个断面性能趋于一致，能采用比较缓和的方式冷却） 10、滚动轴承钢GCr15的Cr质量分数含量为 1.5%左右。滚动轴承钢中碳化物不均匀性主要是指液析碳化物、带状碳化物、网状碳化物。 11、凡是扩大γ区的元素均使Fe-C相图中S、E点向左下方移动，例Mn，Ni 等元素；凡封闭γ区的元素使S、E点向左上方移动，例Cr Si Mo 等元素。S点左移意味着共析c量减小，E点左移意味着出现莱氏体的碳含量减小。 12、铝合金可分铸造铝合金和变形铝，变形铝又可分防锈铝硬铝超硬铝和锻铝 13、H62是表示压力加工黄铜的一个牌号，主要成份及名义含量是62%cu38%zn的普通黄铜。 14、在非调质钢中常用微合金化元素有Ti Nb V N 等，这些元素的主要作用是细化组织和相间沉淀析出强化 15、球铁的力学性能高于灰铁是因为球铁中石墨的断面切割效应、石墨应力集中效应要比灰铁小得多。 16、铝合金热处理包括固溶处理和时效处理两过程，和钢的热处理最大区别是强化机理（铝合金没有同素异构相变）。 17、过渡族金属与碳的亲和力有强弱之分，Ti、T a、Hf、Zr、V、Nb、Cr、W、Mo、Mn、Fe元素与碳的亲和力有强至弱的排列的次序Ti，Zr，Nb ，V,W，Mo，Cr，Mn，Fe ；其中Ti，Zr，Nb,V是强碳化物形成元素；W，Mo，Cr是中碳化物形成元素，Mn，Fe是弱碳化物形成元素。 18、合金元素和铁形成无限固溶体的条件有三个方面，第一个条件是溶剂与溶质的点阵结构，第二个条件是原子尺寸因素，第三个条件是电子结构。 29、提高钢的淬透性的元素有Mo，Cr ，V ，W 等 20、W18Cr4V是高速钢，其铸态组织是莱氏体，淬火组织是高合金马氏体，回火组织是高合金奥氏体。 21、N、C是间隙元素，由于N的原子半径小于C，所以N在α-Fe中的溶解度比C 高，另外由于Fe 的晶格类型有α-Fe和γ-Fe之分，因此C、N元素在α-Fe的溶解度远远小于在γ-Fe中的溶解度。22、含有强碳化物元素的淬火钢，在回火时，碳化物的形成方式一般原位形核，单独形核混合形核三种，其中原位形核对钢的强韧性有较大的贡献。 23、淬火钢在较高温度下回火时，碳化物形成元素（Cr、Mo、W 、V、Nb）阻止马氏体的分解，非 置换原子在铁中的扩散能力要比间隙原子慢几
金属材料试题及答案 【篇一：金属材料与热处理试题及答案_文档】txt>1、常见的金属晶格类型有___________、___________和 ___________。 体心立方晶格面心立方晶格密排立方晶格 2、金属的机械性能主要包括强度、硬度、塑性、韧性、疲劳强度等指标，其中衡量金属材料在静载荷下机械性能的指标有 ___________、___________、___________。衡量金属材料在交变载荷和冲击载荷作用下的指标有___________和___________。强度硬度塑性疲劳强度冲击韧性 3、常用的回火方法有低温回火、___________ 和 ___________ 。中温回火高温回火 4、工程中常用的特殊性能钢有_________、_________、 _________。 不锈钢耐热钢耐磨刚 5、根据铝合金成分和工艺特点，可将铝合金分为___________和__________两大类。变形铝合金铸造铝合金 6、按冶炼浇注时脱氧剂与脱氧程度分，碳钢分为_________、 _________、_________和_________。沸腾钢镇静钢连铸坯半镇静钢 7、钢在一定条件下淬火后，获得一定深度的淬透层的能力，称为钢的淬透性。淬透层通常以工件______到______的深度来表示。表面半马氏体层 8、冷塑性变形的内应力，按作用范围，可分为____________、____________、 ____________ 。宏观（第一类）内应力晶间（第二类）内应力晶格畸变（第三类）内应力 9、铸铁中____________________________的过程称为石墨化，影响石墨化的主要因素有___________ 和 ___________。碳以石墨形式析出冷却速度化学成分 10、根据共析钢的“c”曲线，过冷奥氏体在a1温度以下等温转变的组织产物可分为三大类，即___________型组织、___________型组织和___________型组织等。 珠光体贝氏体马氏体
金属材料学复习思考题及答案 安徽工业大学材料学院金属材料学复习题 一、必考题 1、金属材料学的研究思路是什么？试举例说明。答：使用条件→性能要求→组织结构→化学成分↑生产工艺举例略二、名词解释 1、合金元素：添加到钢中为了保证获得所要求的组织结构从而得到一定的物理、化学或机械性能的含量在一定范围内的化学元素。（常用M 来表示） 2、微合金元素：有些合金元素如V，Nb，Ti,Zr和B等，当其含量只在0.1%左右（如B0.001%，V0.2%）时，会显著地影响钢的组织与性能，将这些化学元素称为微合金元素。 3、奥氏体形成元素：使A3温度下降，A4温度上升，扩大γ相区的合金元素 4、铁素体形成元素：使A3温度上升，A4温度下降，缩小γ相区的合金元素。 5、原位析出：回火时碳化物形成元素在渗碳体中富集，当浓度超过溶解度后，合金渗碳体在原位转变为特殊碳化物。 6、离位析出：回火时直接从过饱和α相中析出特殊碳化物，同时伴随有渗碳体的溶解。 7、二次硬化：在含有Mo、W、V等较强碳化物形成元素含量较高的高合金钢淬火后回火，硬度不是随回火温度的升高而单调降低，而是在500－600℃回火时的硬度反而高于在较低温度下回火硬度的现象。 8、二次淬火：在强碳化物形成元素含量较高的合金钢中淬火后残余奥氏体十分稳定，甚至加热到500-600℃回火时仍不转变，而是在回火冷却时部分转变成马氏体，使钢的硬度提高的现象。9、液析碳化物：钢液
在凝固时产生严重枝晶偏析，使局部地区达到共晶成分。当共晶液量很少时，产生离异共晶，粗大的共晶碳化物从共晶组织中离异出来，经轧制后 被拉成条带状。由于是由液态共晶反应形成的，故称液析碳化物。 10、网状碳化物：过共析钢在热轧（锻）后缓慢冷却过程中，二次碳 化物沿奥氏体晶界析出呈网状分布，称为网状碳化物。 11、水韧处理：将高锰钢加热到高温奥氏体区，使碳化物充分溶入奥 氏体中，并在此温度迅速水冷，得到韧性好的单相奥氏体组织的工艺方式。 12、晶间腐蚀：金属材料在特定的腐蚀介质中沿着材料的晶界发生的 一种局部腐蚀。13、应力腐蚀：金属材料在特定的腐蚀介质和拉应力共同 作用下发生的脆性断裂。 14、n/8规律：当Cr的摩尔分数每达到1/8，2/8，3/8……时，铁基 固溶体的电极电位跳跃式地增加，合金的腐蚀速度都相应有一个突然的降低，这个定律叫做n/8规律。15、碳当量：将铸铁中的石墨元素（Si、P) 都折合成C的作用所相当的总含碳量。16、共晶度：铸铁实际含碳量与其 共晶含碳量之比,它放映了铸铁中实际成分接近共晶成分的程度。17、黄铜：以Zn为主要合金元素的铜合金。 18、锌当量系数：黄铜中每质量分数1%的合金元素在组织上替代Zn 的量。19、青铜：是Cu和Sn、Al、Si、Be、Mn、Zr、Ti等元素组成的合 金的通称。20、白铜：是以Ni为主要合金元素的铜合金。 第1页共1页 三、问答题： 第一章钢的合金化原理
练习题（一） 1．碳素钢的分类的依据是（） A．硬度B．含碳量C．用途D．机械性能 2．最易使钢铁生锈的环境是（） A．干燥的空气B．潮湿的空气 C．浸没在水中D．浸没在油中 3．下列物质不属于铁合金的是（） A．不锈钢B．碳素钢C．生铁D．氧化铁 4．不属于金属单质特征的是（） A．一般都容易导电、导热、有延展性 B．都具有较高的硬度和密度 C．都有金属光泽 D．熔点都很高 5.多数合金与组成成份相比较，合金的（） A〃熔点高，硬度小B〃密度大 C〃机械强度差D〃熔点低，硬度大 6.下列生活用品中，由金属材料制成的是（） A.塑料袋 B.玻璃杯 C.瓷碗 D.铁锅 7.在我国文明发展过程中，最早较广泛使用的金属是（） A.铜 B.铁 C.铝 D.铅 8.2000年5月,保利集团在香港拍卖会上花费3000多万港元购回在火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、猴首和虎首。普通铜器时间稍久容易出现铜绿[主要成分Cu2(OH)2CO3]。这三件1760年铜铸的国宝在240年后看上去仍熠熠生辉不生锈，下列对其原因的分析，最有可能的是（） A〃它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金 B〃环境污染严重，它们表面的铜绿被酸雨洗去 C〃铜的金属活动性比H小，因此它们不易氧化 D〃它们是含一定比例金、银、锡、锌的铜合金 9．下列说法中不正确的是（） A．人类历史上使用最早的合金是青铜 B．司母戊鼎是我国目前已发现的最重的青铜器 C．目前世界上使用量最大的合金是铝合金 D．目前世界上用途最广的合金是钢 10．适宜于制作不锈钢用具的钢是（） A．低碳钢B．中碳钢C．高碳钢D．合金钢 11．下列金属中属于黑色金属的是（） A．铁B．金C．银D．铜 12．下列金属中不属于货币金属的是（） A．铁B．金C．银D．铜
金属材料与热处理 一、填空题（将正确答案填写在横线上） 1．原子呈无序、无规则堆积状态的物质称为非晶体，原子呈无序、规则排列的物质称为晶体。一般固态金属都属于晶体。 2．结晶是金属从高温液体状态冷却凝原子有序排序的的过程 3．金属结晶温度与实际结晶温度之差称为过冷度。 4．过冷度的大小与冷却速度有关，冷却速度越快，金属实际结晶的温度越低，过冷度越大。 6. 金属的整个结晶过程包括晶核的产生和长大两个基本过程。 7. 一般戏晶粒金属比粗晶粒金属具有较高强度的和硬度，较好的塑性 和韧性。 8．金属材料的性能一般分为两类，一类是使用性能，包括物理性能、化学性能和力学性能：另一类是工艺性能。 9.机械零件在使用中常见的损坏形式有变形、断裂及磨损。 10.变形一般分别为弹性变形和塑性变形两种。不能随载荷的去除而消失的 变形称为塑性变形。 11.金属经压力加工后，不仅改变了形态，而且改变了性能。 12.强度是指金属材料在静载荷作用下，抵抗塑性变形或断裂 的能力。 13.金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力称为冲击韧性。 14.铸造性能主要取决于金属的流动性、收缩性和偏析倾向等。 15．锻压性能常用塑性和变形抗力两个指标来综合衡量。 16．合金是以一种金属为基础，加入其他金属或非金属，经过熔合而获得的具有金属特性的材料。 21.含碳量大于0.02%而小于2.11% 的铁碳合金称为钢。 二、判断题 1.非晶体具有各向同性。( √) 2.单晶体具有各向异( √) 3.多晶体中各晶粒的位向是完全相同的。（×） 4.相同原子构成的晶体，它们的性能相似。（×） 5.金属结晶时，过冷度越大，结晶后晶粒越粗。（×） 6.一般情况下，金属的晶粒越细，其力学性能越差。（×） 7.金属的同素异构转变是在恒温下进行的。（√） 8.组成元素相同而结构不同的各金属晶体，就是同素异构体。（×） 9.同素异构转变也遵循晶核形成与晶核长大的规律。（√） 10.常用的塑性材料在使用时，一般不允许有塑性变形。（√） 11.弹性变形不能随载荷的去除而消失。（×） 12.单晶体的塑性变形主要是以滑移的方式进行的。( ×) 13.再结晶的金属完全消除了加工硬化现象。( √) 14.所有金属材料在拉伸试验时都会出现显著的屈服现象。( ×) 15.洛氏硬度值无单位。（√） 16.一般来说，硬度高的材料其强度也较高。( √) 17.选材时，只要满足工件使用要求即可，并非各项能指标都越高越好。( √)
金属材料学复习题及答案〔1-32 题〕 1. 解释以下名词 合金元素:特别添加到金属中为了保证获得所要求的组织构造、物理、化学和机械性能的化学元素。 合金钢：为了增加某些性能而添加合金元素的钢 马氏体：碳溶于α-Fe 的过饱和的固溶体，是奥氏体通过无集中型相变转变成的亚稳定 相 奥氏体：碳溶于 -Fe 中形成的固溶体 淬透性：钢在淬火时能获得马氏体的力量，是钢本身固有的一个属性 淬硬性：在抱负淬火条件下，以超过临界冷却速度所形成的马氏体组织能够到达的最高 硬度 淬火临界冷却速度：为了获得马氏体所需的最低的冷却速度 二次硬化 ：某些铁碳合金〔如高速钢〕须经屡次回火后，才进一步提高其硬度。这种 硬化现象，称为二次硬化，它是由于特别碳化物析出和〔或〕由于与奥氏体转变为马氏体或贝氏体所致 不锈钢 ：在空气、水、盐、酸、碱等腐蚀介质中具有高的化学稳定性的钢 耐热钢：通常将在高温条件下工作的钢称耐热钢 2. 合金元素在钢中以什么形式存在?对钢的性能有哪些影响? 答：存在形式：溶于固溶体、形成碳化物和氮化物、存在于金属化合物、各类夹杂物、自由态 固溶体：随溶质元素含量的增多，产生固溶强化作用 3. 指出Fe-C 相图中Ac1、Ac3、ACcm 、Ar1、Ar3、Arcm 各相变点的意义。 答：Ac1：加热时，P 向A 转变的开头温度； Ac3：加热时，先共析F 全部转为A 的终了温度 ACcm ：加热时，Fe 3C Ⅱ全部融入A 的终了温度 Ar1：冷却时，A 向P 转变的开头温度Ar3： 冷却时，A 开头析出先共析F 的温度Arcm ： 冷却时，A 开头析出Fe 3C Ⅱ的温度 5. 指出以下铁碳合金工件的淬火及回火温度，并说明回火后得到的组织和大致硬度。 〔1〕wc=0.45%钢制小轴〔要求综合力学性能好〕；〔2〕wc=0.60%钢制弹簧；〔3〕wc=1.2% 钢制锉刀。 答：(1). 45 钢小轴,840 度淬火，回火温度调质 500-600，布氏 250 左右，回火索氏体 (2)60 弹簧钢，820 度淬火，回火温度 380-420，硬度 40-45HRC ，回火托氏体 (3)T12 钢锉刀 ，780-800 度淬火，回火温度 160-180，硬度 60-60HRC ，回火马氏体 6. 现有低碳钢和中碳钢齿轮各一个，为了使齿面具有高硬度和高耐磨性，应进展何种热处理？ 并比较经热处理后组织和性能上有何不同？ 答：低碳钢进展的热处理工艺：渗碳直接淬火+低温回火 外表组织为：回火M+碳化物
金属材料学复习题及答案（1-32题） 1.解释下列名词 合金元素:特别添加到金属中为了保证获得所要求的组织结构、物理、化学和机械性能 的化学元素。 合金钢：为了增加某些性能而添加合金元素的钢 马氏体：碳溶于α-Fe的过饱和的固溶体，是奥氏体通过无扩散型相变转变成的亚稳定相 奥氏体：碳溶于ɣ-Fe中形成的固溶体 淬透性：钢在淬火时能获得马氏体的能力，是钢本身固有的一个属性 淬硬性：在理想淬火条件下，以超过临界冷却速度所形成的马氏体组织能够达到的最高硬度 淬火临界冷却速度：为了获得马氏体所需的最低的冷却速度 二次硬化：某些铁碳合金（如高速钢）须经多次回火后，才进一步提高其硬度。这种 硬化现象，称为二次硬化，它是由于特殊碳化物析出和（或）由于与奥氏体转变为马氏体或贝氏体所致 不锈钢：在空气、水、盐、酸、碱等腐蚀介质中具有高的化学稳定性的钢 耐热钢：通常将在高温条件下工作的钢称耐热钢 2.合金元素在钢中以什么形式存在?对钢的性能有哪些影响? 答：存在形式：溶于固溶体、形成碳化物和氮化物、存在于金属化合物、各类夹杂物、自由态 固溶体：随溶质元素含量的增多，产生固溶强化作用 3.指出Fe-C相图中Ac1、Ac3、ACcm、Ar1、Ar3、Arcm各相变点的意义。 答：Ac1：加热时，P向A转变的开始温度； Ac3：加热时，先共析F全部转为A的终了温度 ACcm：加热时，Fe3CⅡ全部融入A的终了温度 Ar1：冷却时，A向P转变的开始温度 Ar3：冷却时，A开始析出先共析F的温度 Arcm：冷却时，A开始析出Fe3CⅡ的温度 5.指出下列铁碳合金工件的淬火及回火温度，并说明回火后得到的组织和大致硬度。 （1）wc=0.45%钢制小轴（要求综合力学性能好）；（2）wc=0.60%钢制弹簧；（3）wc=1.2%钢制锉刀。 答：(1).45钢小轴,840度淬火，回火温度调质 500-600，布氏250左右，回火索氏体 (2)60弹簧钢，820度淬火，回火温度380-420，硬度40-45HRC，回火托氏体 (3)T12钢锉刀，780-800度淬火，回火温度160-180，硬度60-60HRC，回火马氏体 6.现有低碳钢和中碳钢齿轮各一个，为了使齿面具有高硬度和高耐磨性，应进行何种热处理？并比较经热处理后组织和性能上有何不同？ 答：低碳钢进行的热处理工艺：渗碳直接淬火+低温回火表面组织为：回火M+碳化物