金属材料学复习题

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1、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合金元素，在碳钢基础上加入一定量合金元素的钢称为合金钢。高合金钢：般指合金元素总含量超过10%的钢。一般指合金元素总含量在5-10%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<5%的钢。微合金钢：合金元素(如V,Nb,Ti,Zr,B)含量小于或等于0.2%，而能显著影响组织和性能的钢。2、奥氏体形成元素使A3线降低，A4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，

2、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。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

3、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rC/rM＞0.59时，形成复杂点阵结构，当rC/rM＜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

4、，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。7、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。8、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

5、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。9、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；10．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。11、细化晶粒对钢性能的贡献是提高钢强度与塑性；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。12、滚动轴承钢GCr15的Cr质量分数含量为1.5%。滚动轴承钢中碳化物不

6、均匀性主要是指液析碳化物、带状碳化物、网状碳化物。13、选择零件材料的一般原则是使用性能要求、工艺性要求和经济性要求。14、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crsimo等元素。S点左移意味着共析碳量减小，E点左移意味着出现莱氏体的碳含量减小。15、铝合金可分铸造铝合金和变形铝，变形铝又可分防锈铝、硬铝合金、和超硬铝合金锻铝合金16、H62是表示黄铜的一个牌号，主要成份及名义含量是62%cu38%zn的普通黄铜。17、在非调质钢中常用微合金化元素有TiNbVN等，这些元素

7、的主要作用是析出碳（氮）化合物18、球铁的力学性能高于灰铁是因为球铁中石墨的微量杂质、要比灰铁小得多。19、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。20、过渡族金属与碳的亲和力有强弱之分，Ti、Ta、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。21、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

8、二个条件是原子尺寸因素，第三个条件是电子结构。22、提高钢的淬透性