2012年哈工大继续教育中高级专业课程作业346.docVIP

7、何为合金渗碳体?与渗碳体相比，性能如何? 答：在钢中纯粹Cr23C6形式的碳化物较少出现，其中部分铬原子将被钢中的Fe、Mo、w所替代，形成复合碳化物，如(Fe、Cr、W)23C6。②M7C3型，如Cr7C3等。这类碳化物具有复杂六方点阵，常出现在含cr量不太高(3％～4％)的结构钢中，同样这类碳化物常形成复合碳化物，如(Cr、Fe)7C3等。③M3C型，如Fe3C等。这类碳化物具有正交晶系点阵，渗碳体中铁原子也可被若干合金元素所替代，形成合金渗碳体。 导致钢中含碳量小于2.11％时，也会出现共晶莱氏体，如高速钢W18Cr4V钢中，由于大量合金元素的存在，虽图1-3 Mn、cr对铁碳相图奥氏体相区的影响然其含碳量只有0.8％，但也有共晶莱氏体存在。S点左移，导致钢中含碳量小于0.77％时，钢也会变为过共折而折出二次渗碳体，如不锈钢4Crl3钢，其含碳量仅为0.4％，但已经是过共折钢了。 8、双相钢的化学成分、组织和性能特点是什么? 答：双相不锈钢是在其固溶组织中铁素体相与奥氏体相约各占一半，一般量少相的含量也需要达到30%。在含C较低的情况下，Cr含量在18%~28%，Ni含量在3%~10%。有些钢还含有Mo、Cu、Nb、Ti，N等合金元素。该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点，与铁素体相比，塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，同时还保持有铁素体不锈钢的475脆性以及导热系数高，具有超塑性等特点。与奥氏体不锈钢相比，强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能，也是一种节镍不锈钢? 答：1）调质钢的合金化有如下特点： (1)碳含量(质量分数)一般在0.20％～0.50％范围，以获得高的力学综合性能，若碳含量太高，则塑性和韧性太低，而碳含量太低，强度又不足。 (2)合金元素总量不是很大，一般不超过3％～7％(质量分数)，属于中低合金钢范畴。 (3)所含合金元素的种类较多，一般都是加入1种～3种合金元素，常加入的合金元素有Cr、Ni、Mn、Si、W、Mo、V、Ti、B及稀土等，其中Cr、Ni、Mn、Si等加入量较大，它们在改善钢的性能方面起主导作用，常称为主加元素，而Mo、V、Ti、W等常配合一定数量的主加元素加入钢中，且加入量通常较少，它们在改善钢的性能方面起辅助作用，故称为辅加元素。 (4)通常对杂质元素(主要是S、P)的含量限制很严。 上述各种合金元素在调质钢中的作用主要可归纳为以下四个方面： (1)提高淬透性。调质钢常用的合金元素中，Mn、Cr、M0、B等对提高淬透性的作用较为显著，si、Ni的作用较弱。这些元素在钢中的含量(质量分数)一般为：锰l％～2％，硅1％～1．5％，铬1％～2％，镍≤4．5％，硼为0．001％～0．0035％。Ti、V、Nb等强碳化物形成元素，在通常的淬火加热温度下，极少溶于奥氏体中，而大部分以碳化物、氮化物的形式存在，故不能显著提高钢的淬透性，有的甚至起反作用。 (2)抑制高温回火脆性。钢中含有Cr、Ni、Mn、B等元素时会增加对高温回火脆性的敏感性，当Cr、Ni、Mn等同时存在时，更能促进回火脆性的显著增大。为了抑制高温回火脆性，除了在回火后采取快冷外，常在钢中加入适量的钼或钨，钨对抑制高温回火脆性的作用不及钼，一份钼的作用相当于三份钨的作用。通常钼的加入量为0.25％～0.40％(质量分数)，而钨的加入量则为0.8％～1.2％(质量分数)。 (3)细化奥氏体晶体。锰能促进奥氏体晶体的长大，钒、钛、铌等大部分则以碳或氮的化合物的形式存在，对奥氏体晶界起钉扎作用，能显著细化奥氏体晶粒。 (4)提高回火稳定性。调质钢中加入碳化物形成元素(如V、Mo、W、Cr等)能显著提高回火稳定性。硅对渗碳体的析出和长大有着强烈的延迟作用，故亦能显著提高其回火稳定性。 2）马氏体结构钢是指低碳钢或低碳合金钢经淬火低温回火处理，得到高强度、高韧性的低碳马氏体组织作为应用状态的钢。一般中碳(合金)结构钢的强度和韧度是互为矛盾的。为了追求高的塑性和韧性，采用调质处理，势必牺牲强度；若要保持高强度水平，采用淬火+低温回火，又显得塑性、韧性不足。但是低碳(合金)结构钢采用淬火+低温回火工艺，则可得到位错板条马氏体+板条相界残余奥氏体薄膜+板条内部自回火或低温回火析出的细小分散碳化物组织。因此，低碳马氏体的力学性能在具有高强度的同时兼有良好的韧度和塑性，其综合力学性能和中碳合金调质钢的性能相当，某些性能甚至优于调质钢，表3-9为中碳调质钢和低碳马氏体结构钢的性能比较。低碳马氏体钢不但在静载荷下具有低的缺口敏感性，而且还具有低的疲劳缺口敏感度。低碳马氏体的冷脆倾向比较小，还有良好的工艺性能，冷变形能力良好，焊接性能优良，热处理