材料结构与表征-金属部分复习大纲2014-答案

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1、《材料结构与表征》考试大纲金属部分：1．钢铁热处理有何特点及其适用范围是什么？定义：热处理是指将钢在固态下加热、保温和冷却。以改变钢的组织结构，获得所需要性能的一种工艺；特点：热处理区别于其他加工工艺如铸造、压力加工等的特点是只通过改变工件的组织来改变性能，而不改变其形状；适用范围：只适用于固态下发生相变的材料，不发生固态相变的材料不能用热处理强化。2．典型钢的普通热处理有哪些方法，适用范围如何？1、退火：将钢加热至适当温度保温，然后缓慢冷却（炉冷）的热处理工艺。如a、完全退火：细化组织和降低硬度提高塑性，去除内应力，主要用于亚共析钢铸、锻

2、件；b、不完全退火：细化组织，降低硬度，主要用于中、高碳钢及低合金钢内的锻、轧件，组织细化程度低于完全退火；c、去应力退火：消除内应力，使之达到稳定状态，主要用于铸件、焊接件、锻轧件及机加工件。对于过共析钢，必须采用正火消除网状渗碳体及其他组织缺陷后，才可采用这种退火法；2、正火：将亚共析钢加热到Ac3+30-50度，共析钢加热到Ac1+30-50度，过共析钢加热到Accm+30-50度保温后空冷的工艺。适用范围：①低碳钢：提高硬度，改善加工性能，防止机加工粘刀，降低表面粗造度值；②中碳钢和合金钢：细化晶粒，均匀组织，为淬火做好准备；③高碳

3、钢和高合金钢：消除网状碳化物，为球化退火作准备；④渗碳钢：消除渗层中的网状碳化物；⑤锻件和铸件：消除不正常组织（如粗晶等）；⑥要求不高的碳钢：消除不正常组织（如粗晶等）；3、淬火：将钢加热到临界点以上，保温后以大于Vk速度冷却，使奥氏体转变为马氏体的热处理工艺。如a、单介质淬火：在单一冷却介质（如水、油、空气等）中淬火，达到硬度、强度等要求，为最常用的方法；b、双介质淬火：在两种淬火介质（如水—油、水—空气、油—空气等）中淬火，保证足够的淬硬层，避免淬裂，减少变形，适用于中、高碳钢零件和合金钢大型零件；c、分级淬火：先淬入浴槽中，使零件内外

4、温度都达到浴槽介质的温度，然后再淬入另一种冷却较缓慢的介质，减少变形和开裂，适用于形状复杂、变形要求严格的零件，包括尺寸较小的合金钢、碳钢零件，尺寸较大零件或淬透性差的钢种；d、固溶处理：将其他相充分溶解到固溶体中，适用于沉淀硬化不锈钢、马氏体时效钢。4、回火：指将淬火钢加热到A1以下的某温度保温后冷却的工艺。如a、低温回火：150~250℃回火，获得回火马氏体组织。目的是在保持高硬度条件下，提高塑性和韧性，适用于超高强度钢、工模具钢、量具、刃具、轴承及渗碳钢；b、中温回火：350~500℃回火，获得托氏体组织。目的是获得高弹性和足够的硬度

5、，保持一定的韧性，适用于中温超高强度钢、弹簧、热锻模具；c、高温回火：500~650℃回火，获得索氏体组织。目的是达到较高强度与韧性良好配合，适用于结构钢零件、渗氮件预备热处理；d、时效：从过饱和固溶体中析出金属间化合物，提高硬度、强度；5、渗碳：增加表面碳含量，提高表面硬度、耐磨性及抗疲劳性能，碳氮共渗与渗碳相似，但渗入温度略低，渗层较浅，变形较小，用于心部有一定强度和良好韧性而表面要求高硬度（HRc58~64）的场合，还用于提高耐磨性或疲劳性能的场合。主要用于齿轮、销类和轴类。1．说明共析钢的完全奥氏体化的过程。定义：奥氏体话是指在临界

6、点以上加热，目的是获得均匀的奥氏体组织；过程：第一步奥氏体精河形成：首先在alpha与Fe3C相界形核；第二步奥氏体晶核长大：gama晶核通过碳原子的扩散想alpha和Fe3C方向长大；第三步残余Fe3C溶解：铁素体的成分、结构更接近于奥氏体，因而先消失。残余的Fe3C随保温时间延长继续溶解直至消失；第四步奥氏体成分均匀化：Fe3C溶解后，其所在部位碳含量仍很高，通过长时间保温使奥氏体成分趋于均匀。1．下列说法是否正确？为什么？（1）马氏体是硬而脆的相；错，高硬度是马氏体性能的主要特点。马氏体的硬度主要取决于其含碳量。随着含碳量增加，其硬度

7、增加。而马氏体的塑性和韧性主要取决于其亚结构的形式。针状马氏体脆性大，而板条马氏体具有较好的塑性和韧性。（2）过冷奥氏体的冷却速度大于Vk时，则冷速越大，所得马氏体的硬度越高；错，马氏体硬度取决于含碳量,与冷却速度无关（3）钢中的合金元素含量越高，其淬火后的硬度也越高；错,合金元素对淬透性的影响大,但对硬度影响小（4）本质细晶粒钢的晶粒总是比本质粗晶粒钢的晶粒细；错,晶粒的大小与加热温度和保温时间有关.本质细晶粒钢只是加热时长大的趋向比本质粗晶粒钢小,但不代表本身比本质粗晶粒钢的晶粒细（5）同种钢材在同样的加热条件下，总是水冷的比油冷的淬透

8、性好，小件比大件的淬透性好。水的冷却能力强，但低温冷却能力太大，只适用于形状简单的碳钢件；油的低温区冷却能力较理想，但高温区冷却能力太小，适用于合金钢和小尺寸的碳钢件。2．什么是