金属材料学思考题答案1.doc

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1、1•简述什么是材料科学研究材料组分、结构、性能相互关系和变化规律的科学，是一门基础应用学科。2.什么是工程材料？工程材料分为哪些类别？凡与工程相关的材料均可称为工程材料。按性能可分为结构材料和功能材料；按化学方法分为金屈材料，陶瓷材料，高分子材料和复合材料。3.什么是新材料？开发新材料的重要意义是什么？新材料：相对于传统的材料而言。经过新工艺新技术制造的整合原有材料的功能的材料。意义：对高科技和新技术的发展具有非常关键的作用；是发展高科技的物质基础；是国家在科技领域处于领先地位的标志之一。4.钢的分类方法很多通常有哪些分类

2、？按冶金方法分：平炉、转炉、电炉（镇静钢、半镇静钢，沸腾钢）。按化学成分分：碳钢（普通碳钢，优质碳钢），合金钢（合金元素，合金含量）;按质量分：普通质量钢，优质质量钢，高级优质钢。按金相分：退火态（P+F,珠光体钢，P+Fe3C）,正火态（珠光体钢，贝氏体钢,奥氏体钢）；冷却时有无相变（铁素体，马氏体，奥氏体，双相钢）；按用途分：工程结构钢，机器零件用钢，工程模具用钢，特殊用钢（不锈钢，耐热钢、磁钢）。5.通常钢中的P,S控制钢的质量，按质量等级碳素钢，合金钢的钢材质量可分为哪些等级，P,S含量是如何控制的？可分为：普通质

3、量钢，优质钢，高级优质钢三个等级。碳素钢合金钢S%P%S%P%普通质量钢0.0450.0450.0450.045优质钢0.0350.0350.0350.035高级优质钢0.0300.0300.0250.0256.合金元素在钢中的分布或存在的形式有哪几种？可分为五种情况：1）形成非金属夹杂物（如氧化物、氮化物和硫化物等）,2）溶入固熔体，3）形成碳化物，4）自由存在，5）金属间化合物。7.按化学成分如何区分低中高碳钢和低中高合金钢？碳钢：（含碳量）低碳钢<0.25%,中碳钢0.3—0.6%,高碳钢20.6%；合金钢：（合金元

4、素）低合金钢<5%,中合金钢5—10%,高合金钢>10%&利用晶界偏聚理论解释钢的第二类回火脆性以及硼钢的淬透性问题钢的溶质原子在晶界的浓度大大超过在基体中的平均浓度的现象，称为晶界偏聚。淬火钢在淬火、回火过程中，Ni、Cr>Sb、Sn、P等都向原A晶界偏聚，产生晶界偏聚现象，Ni、Cr不仅自身偏聚，而且促进杂质元素的偏聚。这就造成了回火钢晶界结合力降低，出现脆性。重新加热时，可以使偏聚的合金元素重新均匀化，消除偏聚，从而消除回火脆性。9.钢中常见的合金元素有：C、N、Mn、Ni、Cu、Co、Hf、Zr>Ti、Ta、Nb、

5、V、W、Mo、Cr、Al、Si等，回答下列问题：（1）上述哪些是奥氏体形成元素？哪些是铁素体形成元素？奥氏体形成元素：C、N、Mn>Ni>Cu>Co；铁素体形成元素Hf、Zr>Ti>Ta、Nb、V、W、Mo、Cr、Al、Si。(2)哪些元素能与a-Fe形成无限固熔体？哪些元素能与Y—Fe形成无限固熔体？能与a—Fe形成无限固溶体Cr>V；能与Y—Fe形成无限固溶体Co、Mn^Ni。(3).上述元素哪些是碳化物形成元素?哪些是非碳化物形成元素?如何鉴别他们与碳的亲和力大小或强弱?请按由强到弱将他们排列。碳化物形成元素：Ti、

6、V、Cr、W、Nb、Mo、Zr>Mn；非碳化物形成元素：Ni、Cu>Co、Al、Si；碳化物形成元素在原子结构上均含有未填满的d电子层。与Fc原子相比，次电子层越不满，形成碳化物能力越强和碳的结合力越大，所形成的碳化物越稳定。强到弱将他们排列：Hf、Ti、Zr>Nb、V、Mo、W、Cr>Mn。(4).分析上述元素对Fe-C相图临界点A】，A3及S、E点影响。奥氏体形成元素使A】，A3点下降，A4上升；铁素体形成元素使A】，A?点上升，A4下降；非碳化物和碳化物形成元素均使S、E点左移。9.合金钢中常见的碳化物形成元素有哪儿

7、种类型？并按其稳定性强弱排序。稳定性强弱排序：MC>M2C>M6C>M23C6>M7C3>M3C010.合金元素中碳化物形成元素，非碳化物形成元素以及Si元素是如何影响钢中碳在奥氏体中扩散的？合金元素的加入改变了碳在钢中的扩散速度，也影响奥氏体的形成速度。碳化物形成元素Cr、Mo、W、Ti、V等，由于和碳有较强的亲和力，因此显著减慢了碳在奥氏体中的扩散速度，故奥氏体的形成速度大大减慢：非碳化物形成元素Co和Ni提高碳在奥氏体中的扩散速度，增大了奥氏体的形成速度。Si对碳在奥氏体中的扩散速度影响不大，故对奥氏体的形成速度几乎

8、无影响。11.试述Cr,Ni元素对淬火马氏体的亚结构影晌。Ci•降低奥氏体层错能，亚结构为位错。Ni提高奥氏体层错能，亚结构为挛生。15.通过合金化使钢强化的方法有哪些？固溶强化：溶质原子溶入基体金属中形成固溶体能强化金属。晶界强化：金属晶粒越细，晶界越多，阻碍位错运动的作用也越大，从而导致屈服点的提高