金属材料学题库.doc

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1、第1章钢的合金化概论1、什么是合金元素？钢中常用的合金元素有哪些？为合金化目的加入其含量有一定范围的元素称为合金元素。Si,Mn,Cr,Ni,W,Mo,V,Ti,Nb,Al,Cu,B等。2、哪些是奥氏体形成元素？哪些是铁素体形成元素？在γ-Fe中有较大溶解度并稳定γ固溶体的元素称为奥氏体形成元素：Ni、Mn、Co，C、N、Cu；无限互溶，有限溶解。在α-Fe中有较大溶解度并稳定α固溶体的元素称为铁素体形成元素：Cr、V，W、Mo、Ti。3、合金元素在钢中的存在形式有哪几种？固溶体、化合物、游离态。（其中，化合物分为：碳化物、金属间化合物、非金属夹杂物）4、哪些是碳化物形成元素？哪些是非碳化

2、物形成元素？Zr、Ti、Nb、V；W、Mo、Cr；Mn、Fe（强->弱）非K：Ni、Si、Al、Cu。5、钢中的碳化物按点阵结构分为哪几类？各有什么特点？什么叫合金渗碳体？特殊碳化物？1）①简单点阵结构：M2C、MC。又称间隙相。特点：硬度高，熔点高，稳定性好。②复杂点阵结构：M23C6、M7C3、M3C。特点：硬度、熔点较低，稳定性较差。2）合金渗碳体：当合金元素含量较少时，溶解于其他碳化物，形成复合碳化物，即多元合金碳化物。如Mo，W，Cr含量较少时，形成合金渗碳体。3）特殊碳化物：随着合金元素含量的增加，碳化物形成了自己的特殊碳化物。VC，Cr7C3，Cr23C6。6、合金钢中碳化物

3、形成规律。1、K类型的形成K类型与Me的原子半径有关。rc/rMe<0.59—简单结构相，如Mo、W、V、Ti；rc/rMe>0.59—复杂点阵结构，如Cr、Mn、Fe。Me量少时，形成复合K，如（Cr,M）23C6型。2、相似者相溶形成碳化物的元素在晶体结构，原子尺寸和电子因素都相似，则两者碳化物完全互溶，否则就有限互溶3、强碳化物形成元素优先与碳结合形成碳化物。4、Nm/Nc比值决定了K类型5、碳化物稳定性越好，溶解越难，析出越难，聚集长大也越难。7、合金元素对铁碳平衡相图的影响。1对临界温度的影响a）Ni，Mn，Co，N,Cu，等元素扩大A相区，降低A1，A3点b）其他元素扩大F相区

4、，提高A1，A3点c）大多数Me使ES线左移，即Acm增加2对E，S点位置的影响所有合金元素都使E，S点向左移动8、为什么比较重要的大截面的结构零件都必需用合金钢制造？与碳钢比较，合金钢有何优点？1）因为大截面结构零件要求强度，淬透性高，韧度好，碳钢无法满足2）优点：晶粒细化，淬透性高，回火稳定性好，能满足特殊需要，综合性能满足高性能要求。9、合金元素对奥氏体晶粒长大的影响？1）Ti、Nb、V等强碳化物形成元素阻止奥氏体晶粒长大的作用显著，W，Mo作用中等。2）C、N、B，P等元素促进奥氏体晶粒长大。3）Mn在低碳钢中有细化晶粒作用，在中碳以促进晶粒长大4）Al，Si量少时，阻止奥氏体晶粒

5、长大，含量较大时，促进高温α晶粒长大5）非碳化物形成元素对奥氏体晶粒长大影响不大10、合金元素对回火转变的影响?淬火合金钢进行回火时，其组织转变与碳钢相似。但由于合金元素的加入，使其在回火转变时具有如下特点：(１)提高淬火钢的回火稳定性　(２)产生二次硬化　(３)防止第二类回火脆性　一、对马氏体分解期的影响低温回火：C和Me扩散较困难，Me影响不大；中温以上：Me活动能力增强，对M分解产生不同程度影响:1）Ni、Mn的影响很小；2）K形成元素阻止M分解，其程度与它们与C的亲和力大小有关。这些Me↓碳活度ac，阻止了渗碳体的析出长大；3）Si比较特殊：<300℃时强烈延缓M分解。二、对残余奥

6、氏体转变的影响当回火温度达到200℃以上，会发生残留奥氏体的分解，遵循过冷奥氏体恒温转变规律，但转变仍不完全三、对碳化物析出的影响1）碳化物聚集长大Si和强碳化物形成元素有很好的阻碍作用2）碳化物成分变化和类型转变强碳化物形成元素不但取代Fe原子，达到一定量时碳化物类型发生转变，生成更稳定碳化物3）特殊碳化物形成碳化物形成元素与碳比例（Nm/Nc）比较高时，回火时析出特殊碳化物11、哪些合金元素提高钢的淬透性作用显著？淬透性：钢淬火时获得M的能力。B、Mn、Mo、Cr、Si、Ni。12、什么叫回火稳定性？提高回火稳定性的合金元素有哪些？提高钢的回火稳定性有何作用？淬火钢在回火时，抵抗强度、

7、硬度下降的能力称为回火稳定性。Cr，Mn，Ni，Mo。作用：在达到相同硬度的情况下，合金钢的回火温度比碳钢高，回火时间也应适当增长，可进一步消除残余应力，因而合金钢的塑性、韧性较碳钢好；而在同一温度回火时，合金钢的强度、硬度比碳钢高。13、什么是回火脆性？各在什么条件下产生？如何消除或减轻？淬火钢在某些温度区间回火或从回火温度缓慢冷却通过该温度区间的脆化现象，回火脆性可分为第一类回火脆性和第二类回火脆性。1）第一类回火脆