金属材料学考试范围.doc

填空题 1、钢的合金化基本原则是 多元适量 、 复合加入 。细化晶粒对钢性能的贡献是 既提高强度又提高塑韧性 。 2、在钢中，常见碳化物形成元素有 Ti、Nb、V、W、Mo、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，其性能特点是 硬度高 、 熔点高 、 稳定性好 ； rc/rM 0.59为 复杂点阵结构，有 M3C 、 M7C3 和 M23C7 型。 3、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 在晶界上析出了Cr23C6 ，为防止或减轻晶界腐蚀，在合金化方面主要措施有 加入Ti、Nb液相沉淀法在粉末冶金中的应用主要有以下四种： 、 、 、 。 、影响球磨的因素为： 、 、 、 、 、 。、 、 、 、 、 、影响熔盐电解过程和电流效率的主要因素有： 、 、 极间距离 。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。 3、高锰钢（ZGMn13）在Acm以上温度加热后空冷得到大量的马氏体，而水冷却可得到全部奥氏体组织。 答案要点：高锰钢在Acm以上温度加热后得到了单一奥氏体组织，奥氏体中 合金度高（高C、高MnMs上升，所以空冷时发生相变，得到了大量的马氏体。 4、球墨铸铁的强度和塑韧性都要比灰口铸铁好。 答案要点：灰铁：G形态为片状，易应力集中，产生裂纹，且G割裂基体严重，使材料有效承载面积大为减小。而球铁：G形态为球状，基体是连续的，，相对而言，割裂基体的作用小，基体可利用率可达70~90%；且球状G应力集中倾向也大为减小。因此钢的热处理强化手段在球铁中基本都能采用，所以其强度和塑韧性都要比灰口铸铁好。 5、铝合金的晶粒粗大，不能靠重新加热热处理来细化。 答案要点：铝合金没有同素异构转变，不能象钢那样可以靠重新加热产生重 结晶来细化晶粒。 三、问答题（40分） 1、试总结Si元素在合金中的作用，并简要说明原因（10分）。 答案要点： 1）σ，可切削性 固溶强化效果显著； 2）低温回火稳定性 抑制ε-K形核长大及转变； 3）抗氧化性 形成致密的氧化物； （2分） 4）淬透性 阻止K形核长大，使“C”线右移，高C时作用较大； 5）淬火温度 F形成元素，A1 ； 6）脱C、石墨化倾向 Si↑碳活度，含Si钢脱C倾向大。（2分M和ARW：提高红硬性、耐磨性的主要元素；V：提高红硬性、耐磨性的重要元素，一般高速钢都含V，V能有效细化晶粒，且VC也细小；Cr：提高淬透性和抗氧化性，改善切削性，一般都含4%左右。 欠热：晶粒很细小，K很多；过热：晶粒较大，K较少；过烧：晶界有熔化组织，即鱼骨状或黑色组织。 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；（2分）淬透性：40Cr ＜ 40CrNi ＜ 40CrNiMo；Cr-Ni-Mo复合作用更大。 回脆性：40CrNiMo ＜40Cr ＜ 40CrNi；Cr、Ni↑脆性，Mo有效↓。 韧 度：40Cr ＜ 40CrNi ＜ 40CrNiMo；Ni↑韧性，Mo细化晶粒。 回稳性：40Cr 、 40CrNi ＜ 40CrNiMo；Mo↑回稳性。Ni影响不大。Ni元素在合金钢中的作用，并简要说明原因。（10分） 答案要点： 1）Ni↓位错运动阻力，使应力松弛； 2）稳定A，Ni↓A1 ，扩大γ区，量大时，室温为A组织； 3）↑淬透性→↓ΔG，使“C”线右移，Cr-Ni复合效果更好； 4）↑回火脆性 → Ni促进有害元素偏聚； 5）↓Ms ，↑Ar → ↓马氏体相变驱动力。 6、高速钢的热处理工艺比较复杂，试回答下列问题：（12分，每小题3分） 1）淬火加热时，为什么要预热? 2）高速钢W6Mo5Cr4V2的AC1在800℃左右，但淬火加热温度在1200~1240℃，淬火加热温度为什么这样高? 3）高速钢回火工艺一般为560℃左右，并且进行三次，为什么? 4）淬火冷却时常用分级淬火，分级淬火目的是什么? 答案要点： 1）高速钢合金量高，特别是W，钢导热性很差。预热可减少工件加热过 程中的变形开裂倾向；缩短高温保温时间，减少氧化脱碳；可准确地控制炉温稳定性。 2）因为高速钢中碳化物比较稳定，必须在高温