金属材料学考题

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1、简答题1.钢淬火后为什么一定要回火？钢淬火后得到马氏体或贝氏体组织，这吋候的马氏体或贝氏体组织是亚稳态组织，在一定条件下自发转变为稳定组织。若淬火件不回火，则过一段时间后，马氏体或贝氏体组织发生转变就体现为工件形状、尺寸发生变化。同时，淬火时，冷却速度快，工件存在较大的内应力，所以必须及时回火消除内应力，调整力学性能，适应不同零件的需要。2.导致低温回火脆性的两个主要原因。⑴发生回火转变（分解），存在e-Fe2.4C,并且向Fe3C转变，在马氏体品界处析出薄片状的铁碳化合物，在冲击下沿马氏体板条裂开，产生穿晶断裂。⑵杂质元素P、Sn、篠在淬火加热时偏聚在奥氏体晶界处，淬火后被冻结在

2、原来的位置。同时，在此处还会形成Fc3C连续薄膜，使晶界处脆性极大，容易造成沿晶脆断。3.耐热钢及耐热合金的基本性能要求。⑴良好的高温强度及与之相适应的塑性；⑵足够高的化学稳定性。4.工程结构钢屮合金元素对钢材有哪些强化作用。（1）固溶强化加入合金元素形成固溶体，提高强度。常用的合金元素有Mn、Si、Cu、P、C,合金元素在提高强度的同吋降低韧性。（2）细品强化晶粒细化可以提高强度和韧性。细化晶粒的重要途径是用铝脱氧、合金化。用铝脱氧生成细小弥散的A1N颗粒，用钛、锭、饥的合金化可以生成弥散的碳化物、氮化物、碳氮化物。这些弥散相都能钉扎晶界，阻碍奥氏体晶粒长大，转变后细化铁素体-珠

3、光体晶粒。（3）弥散强化（沉淀强化）規、钛、锐的合金化，使过冷奥氏体发生相间沉淀，并从铁素体中析出碳化物、氮化物、碳氮化物，钉扎晶粒移动，起弥散强化作用。氮化物最稳定，一般在奥氏体屮沉淀。碳化物、碳氮化物一般在奥氏体转变中产生相间沉淀和从铁素体中析出。沉淀强化相的尺寸2〜10nm。5.马氏体转变主要特点。①非恒温性和不完全性：一般在Ms以下一个温度区间内完成，当温度降低到某一温度Mf以下时，虽然马氏体转变量还未达到100%,但转变已不能进行。②表面浮凸和共格性：马氏体转变时，新相和母相的点阵间保持共格关系。③无扩散性：依靠母相以均匀切变进行点阵重构，无成分变化。④可逆性：奥氏体可以

4、在冷却时转变为马氏体，而已形成的马氏体重新加热时又能无扩散地转变为奥氏体。⑤位向关系和惯习面：马氏体转变不仅新相和母相有一定的位向关系，而且马氏体在奥氏体的特定晶面上形成，这个晶面称为惯习面。6•不锈钢发牛晶间腐蚀主要原因，最有效解决办法？发牛点腐蚀原因？原因;①品界上析出富珞的连续网状Cr23C6,引起晶界周围基体产生贫銘区②晶界上析出。相，产生贫珞区，特别是含钳钢，能促进。相在晶界析出。③氮含量髙，w（N）高于0.16%,沿晶界析出Cr2N，增加腐蚀倾向。④固溶处理后也会发生晶间腐蚀，原因是杂质元素P、Si的晶界偏聚。最有效解决办法：，降低碳含量，生产超低碳不锈钢，w（C）W0

5、.03%。当w（C）W0.03%,无Cr23C6析出。点腐蚀原因：如果不锈钢表面饨化膜的均匀性受到破坏，使得C1■易于穿透这些脆弱的钝化膜，并与钢基体发生作用，从而破坏了钝化膜。7•调质钢具有高温回火脆性，列举高温回火脆性的两个典型表现。（1）在高温回火后的冷却速度严重的影响到钢的韧•脆转化温度，冷却速度愈慢，室温冲击韧性愈低，韧■脆转化温度愈高。（2）在350〜600°C范围等温回火保持时间愈长，不管回火后冷却快慢，其在室温的冲击韧性愈恶化，韧■脆转化温度愈高。8.9.微合金元素在微合金钢中的作用？（1）抑制奥氏体形变再结晶在热加工过程屮，通过应变诱导析出Nb、Ti、V的氮化物，

6、沉淀在晶界、位错上，起钉扎作用，有效的阻止奥氏体再结晶时晶界和位错的运动，抑制再结晶过程的进行。（2）阻止奥氏体晶粒长大在锻造和轧制过程屮，会发生品粒长大现象。析出碳、氮化合物弥散分布。（3）沉淀强化微合金钢中的沉淀强化相主要是低温下析出的Nb（C、N）和VC。（4）改变钢的显微组织在轧制加热过程中，溶于奥氏体的微合金元素提高了过冷奥氏体的稳定性，降低了发生先共析铁素体和珠光体的温度范围，低温下形成的先共析铁素体和珠光体组织更细小，并使相间沉淀Nb（C、N）和V（C、N）的粒子更细小。10.氮化处理提高疲劳强度和耐磨性的原因。⑴表面形成高硬度的丫》Fe4N和£-Fe3-2N⑵氮原子

7、与合金元素形成氮化物，弥散强化作用，提高强度、硬度⑶表面渗入氮原子后体积膨胀，表面产生了压应力，能抵消外力作用产生的张应力，减少表面疲劳裂纹的产生。11.双相钢性能特点？为什么应力一应变曲线是光滑连续的，没有屈服平台？性能特点：⑴低屈服强度，一般不超过350MPa；⑵钢的应力■应变曲线是光滑连续的，没有屈服平台，没有锯齿形屈服现象；⑶高的伸长率，总生长率；⑷高的加工硬化指数；⑸高的塑性应变比。原因：析出铁素体时，碳集中在奥氏体中，最后奥氏体转变为中高碳马氏体，而铁素体