工程材料学 河北科技大学 金属材料工程

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1、一、填空题（30分）1、钢的合金化基本原则是多元适量、复合加入。在钢中细化晶粒作用较大的合金元素有Ti、V、Nb等，细化晶粒对钢性能的作用是既强化又韧化。2、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）。钢中二元碳化物分为两类：rc/rM≤0.59为简单点阵结构，有MC和M2C型；rc/rM>0.59为复杂点阵结构，有M23C6、M7C3和M3C型。3、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等。汽车变速箱齿轮常用20CrMnTi钢制造，经渗碳

2、和淬回火热处理。4、奥氏体不锈钢1Cr18Ni9晶界腐蚀倾向比较大，产生晶界腐蚀的主要原因是晶界析出Cr23C6，导致晶界区贫Cr，为防止或减轻晶界腐蚀，在合金化方面主要措施有降低碳量、加入Ti、V、Nb强碳化物元素。5、影响铸铁石墨化的主要因素有碳当量、冷却速度。球墨铸铁在浇注时要经过孕育处理和球化处理。6、铁基固溶体的形成有一定规律，影响组元在置换固溶体中溶解情况的因素有：溶剂与溶质原子的点阵结构、原子尺寸因素、电子结构。7、对耐热钢最基本的性能要求是良好的高温强度和塑性、良好的化学稳定性。常用的抗氧化合金

3、元素是Cr、Al、Si。1、钢中二元碳化物分为二类：rC/rM<0.59，为简单点阵结构，有MC和型；rC/rM>0.59，为复杂点阵结构，有M3C、M7C3和M23C6型。两者相比，前者的性能特点是硬度高、熔点高和稳定性好。2、凡能扩大γ区的元素使铁碳相图中S、E点向左下方移动，例MnNi等元素（列出2个）；使γ区缩小的元素使S、E点向左上方移动，例Cr、Mo、W等元素（列出3个）。3、提高钢淬透性的作用是获得均匀的组织，满足力学性能要求、能采取比较缓慢的冷却方式以减少变形、开裂倾向。4、高锰耐磨钢（如ZGM

4、n13）经水韧处理后得到奥氏体组织。在高应力磨损条件下，硬度提高而耐磨，其原因是加工硬化及奥氏体中析出K和应力诱发马氏体相变。5、对热锻模钢的主要性能要求有高热强性、良好的热疲劳抗力、良好的冲击韧性和良好的淬透性及耐磨性。常用钢号有5CrNiMo（写出一个）。6、QT600-3是球墨铸铁，“600”表示抗拉强度≥600MPa，“3”表示延伸率≥3%。H68是黄铜，LY12是硬铝，QSn4-3是锡青铜。7、在非调质钢中常用微合金化元素有Ti、V等（写出2个），这些元素的主要作用是细化晶粒组织和弥散沉淀强化。8、铝

5、合金热处理包括固溶处理和时效硬化两过程，和钢的热处理最大的区别是加热过程中没有同素异构转变1、细化晶粒对钢性能的贡献是  强化同时韧化    ；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     。 2、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均匀性主要是指   碳化物液析   、 带状碳化物   、 网状碳化物  。 83、选择零件材料的一般原则是 使用性能要求 、工艺性要求 和 经济性要求等 。 4、凡是扩大γ区的元素均使Fe-

6、C相图中S、E点向 左下 方移动，例 Ni、Mn 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   共析碳含量减少  ，E点左移意味着  出现莱氏体的碳含量减少     5、铝合金可分铸造铝合金和变形铝，变形铝又可分  硬铝  、 超硬铝 、 锻铝   和   防锈铝   。 6、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 Cu62%、Zn38%   。   7、在非调质钢中常用微合金化元素有  Ti、V、Nb、N  等，这些元素的主要作用

7、是      细化组织和相间沉淀析出强化          。   8、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。   9、铝合金热处理包括  固溶处理 和   时效硬化   两过程，和钢的热处理最大区别是   铝合金没有同素异构相变   。    二、解释题（30分）1、40Mn2钢淬火加热时，过热敏感性比较大。答案要点：在C%较低时，Mn可以细化珠光体。在C%较高时，Mn加强了C促进奥氏体晶粒长大的作用，且降低了A1温度。因此40Mn2钢过热敏感性比

8、较大。2、40CrNiMo钢正火后，切削性能比较差。答案要点：40CrNiMo钢因含有Ni、Cr能提高淬透性，正火后都能得到许多马氏体组织，使切削性能变差。3、球墨铸铁的强度和塑韧性都要比灰口铸铁好。答案要点：球铁中，石墨呈球形，灰口铁石墨呈片状。球状石墨对基体的切割作用和石墨的应力集中效应大大小于片状，球铁基体的利用率大大高于灰口铁，所以球墨铸铁的强度和塑韧性都要比灰口铸铁好。4、铝