金属材料学试题总结.docVIP

1、生产一些材料容易出现的问题及其防治措施 防锈铝 ①Al‐Mn 防锈铝易产生晶内偏析，使压力加工制品在退火时易产生不均匀的粗大晶粒，从而导致板材深冲体表面粗糙，甚至产生裂纹； 措施：控制Mn、Fe 含量；铸锭进行高温均匀化退火；将加热温度由390~440℃提高到480~520℃；采用高温快速退火。 ②Al‐Mg 防锈铝易出现：a、钠脆和b、时效软化现象； 措施：a、熔炼时禁止使用钠盐做熔剂火覆盖剂；加入0.004%Sb 或0.02%Bi，消除分布在晶界的Na；b、进行组织稳定化处理。 黄铜 ①脱锌：表面的锌在酸性或盐类溶液中受到腐蚀，使表面残存一层多孔的纯铜；可添加少量砷、镁元素防止脱锌； ②季裂：零件以冷压力加工成形时，由于其中有残余内应力存在，在氨、湿气、海水作用下，极易出现应力腐蚀开裂现象；冷压力加工后的黄铜零件（如弹壳等）必须进行消除内应力的退火或电镀保护（250～300℃保温1h 以上）。 7、从合金化角度考虑，提高钢的韧度主要有哪些途径? 答：1）加入Ti、V、W、Mo 等强碳化物形成元素，细化晶粒； 2）提高回火稳定性，加入Ti、V 等强碳化物形成元素和Si 元素； 3）改善基体韧性，主要是加入Ni 元素； 4）细化碳化物，如加入Cr、V 等元素使K 小、匀、圆； 5）降低或消除钢的回火脆性，主要是Mo、W 元素比较有效； 8、在一般钢中，为什么应严格控制杂质元素S、P 的含量。 答：S 能形成FeS，其熔点为989℃，钢件在大于1000℃的热加工温度时FeS会熔化，所以易产生热脆；P 能形成Fe3P，性质硬而脆，在冷加工时产生应力集中，易产生裂纹而形成冷脆。 9、简述合金元素在钢中的作用有哪些？ 答：合金元素在钢中的作用是：强化铁素体、细化晶粒、提高淬透性、提高红硬性、增加残余奥氏体量。 10、用45 号钢加工的二根轴，分别进行调质和正火热处理。问它们的相组织和力学性能如何？有哪些区别？ 答：45钢调质处理相组织：回火索氏体，45钢正火处理相组织：索氏体+铁素体，调质处理的钢与正火处理的钢相比，不仅强度较高、而且塑性和冲击韧性显著提高，尽管两者硬度相近，这是由于调质处理后的组织为回火索氏体，其渗碳体呈颗粒状，而正火得到的是索氏体，其渗碳体呈片状。因此，重要结构一般都要进行调质处理。 11、GCr15 钢是什么类型的钢？这种钢中碳和铬的含量约为多少？碳和铬的主要作用分别是什么？其预先热处理和最终热处理分别是什么？ 答：高碳铬轴承钢：C 含量1%，Cr 含量1.5%； C 的作用：固溶强化提高硬度，形成碳化物； Cr的作用：提高淬透性、耐磨性、耐蚀性； 预先热处理：（扩散退火，正火）+球化退火； 最终热处理：淬火+低温回火+（稳定化处理）。 12、GCr15 钢是什么类型钢，它最终组织是什么？从性能要求角度谈为何采用此组织形态？ 答：GCr15 钢是轴承钢。轴承钢经淬火及回火后的组织为极细的回火马氏体、均匀分布的细粒状碳化物以及少量的残余奥氏体，硬度为62~66HRC。对于精密轴承，为了保证能长期存放和使用中不变形，在淬火后要立即进行“冷处理”，以使钢中未转变的残余奥氏体进一步发生转变。 滚动轴承的性能要求：1 高的淬硬性和必要的淬透性；2 高的耐磨性；3 高的接触疲劳性能；4 高的弹性极限和一定的冲击韧性；5 尺寸要精确而经久稳定；6 一定的抗腐蚀能力；7 良好的工艺性能。 高碳为了保证轴承钢有高的硬度和耐磨性，Cr 的作用是提高钢的淬透性和钢的耐腐蚀性能。碳化物能以细小质点均匀分布于钢基体组织中，既可提高钢的回火稳定性，又可提高钢的硬度，进而提高钢的耐磨性和接触疲劳强度。马氏体中的碳含量在0.45%‐0.5%时，轴承钢既具有高硬度，又有良好的韧性，还具有最高的接触疲劳寿命。淬火后应立即回火，以消除内应力，提高韧性、稳定组织和尺寸。 13、简述合金元素对扩大或缩小γ相区的影响，并说明利用此原理在生产中有何意义？ 答：扩大γ相区： 1）开启γ相区：Mn、Co、Ni 等合金元素与γ‐Fe 无限互溶。 2）扩大γ相区：有C、N、Cu 等元素。如Fe‐C 相图，形成的扩大的γ相区。 缩小γ相区： 1）封闭γ相区：使相图中γ区缩小到一个很小的面积形成γ圈,其结果使δ相区与α相区连成一片。这类元素：V、Cr、A1、Ti、Mo、W、P 等。 2）缩小γ相区：这类元素与封闭γ相去类似，这类元素：Zr、Nb、Ta、B、S 等。 生产意义：可以利用M 扩大和缩小γ相区作用，获得单相组织，具有特殊性能，在耐蚀钢和耐热钢中应用广泛；此外熟悉合金元素对相图的影响，可以预测合金钢的组织与性能。 14、一般地，钢有哪些强化与韧化途径？ 答：①强化的主要途径： 宏观上：钢的合金化、冷热加工及其综合运用是钢强化的主要手段。 微观上：在金属晶体中