金屬材料學(xué)-題庫(kù)

1、材料08011第1章鋼的合金化概論1、什么是合金元素？鋼中常用的合金元素有哪些？為合金化目的加入其含量有一定范圍的元素稱為合金元素。SiMnCrNiWMoVTiNbAlCuB等。2、哪些是奧氏體形成元素？哪些是鐵素體形成元素？在γFe中有較大溶解度并穩(wěn)定γ固溶體的元素稱為奧氏體形成元素：Ni、Mn、Co，C、N、Cu；無(wú)限互溶，有限溶解。在αFe中有較大溶解度并穩(wěn)定α固溶體的元素稱為鐵素體形成元素：Cr、V，W、Mo、Ti。3、合金元素

2、在鋼中的存在形式有哪幾種？固溶體、化合物、游離態(tài)。（其中，化合物分為：碳化物、金屬間化合物、非金屬夾雜物）4、哪些是碳化物形成元素？哪些是非碳化物形成元素？Zr、Ti、Nb、V；W、Mo、Cr；Mn、Fe（強(qiáng)弱）非K：Ni、Si、Al、Cu。5、鋼中的碳化物按點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)分為哪幾類？各有什么特點(diǎn)？什么叫合金滲碳體？特殊碳化物？1）①簡(jiǎn)單點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)：M2C、MC。又稱間隙相。特點(diǎn)：硬度高，熔點(diǎn)高，穩(wěn)定性好。②復(fù)雜點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)：M23C6、M7C3、

3、M3C。特點(diǎn)：硬度、熔點(diǎn)較低，穩(wěn)定性較差。2）合金滲碳體：當(dāng)合金元素含量較少時(shí)，溶解于其他碳化物，形成復(fù)合碳化物，即多元合金碳化物。如Mo，W，Cr含量較少時(shí)，形成合金滲碳體。3）特殊碳化物：隨著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、合金鋼中碳化物形成規(guī)律。1、K類型的形成K類型與Me的原子半徑有關(guān)。rcrMe0.59—復(fù)雜點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，如Cr、Mn、Fe。Me量少時(shí)，形成復(fù)合K，如（CrM）

4、23C6型。2、相似者相溶形成碳化物的元素在晶體結(jié)構(gòu)，原子尺寸和電子因素都相似，則兩者碳化物完全互溶，否則就有限互溶3、強(qiáng)碳化物形成元素優(yōu)先與碳結(jié)合形成碳化物。4、NmNc比值決定了K類型5、碳化物穩(wěn)定性越好，溶解越難，析出越難，聚集長(zhǎng)大也越難。7、合金元素對(duì)鐵碳平衡相圖的影響。1對(duì)臨界溫度的影響a）Ni，Mn，Co，NCu，等元素?cái)U(kuò)大A相區(qū)，降低A1，A3點(diǎn)b）其他元素?cái)U(kuò)大F相區(qū)，提高A1，A3點(diǎn)c）大多數(shù)Me使ES線左移，即Acm增

5、加2對(duì)E，S點(diǎn)位置的影響所有合金元素都使E，S點(diǎn)向左移動(dòng)8、為什么比較重要的大截面的結(jié)構(gòu)零件都必需用合金鋼制造？與碳鋼比較，合金鋼有何優(yōu)點(diǎn)？材料08013（1）Si元素可有效推遲脆性溫度區(qū)；（2）用Al脫氧或加入W、V、Ti等合金元素細(xì)化A晶粒及采用含WMoV的合金，降低敏感性；（3）回火時(shí)快速加熱，短時(shí)保溫；（5）采用等溫淬火2）第二類回火脆性，發(fā)生的溫度在450～650℃，具有可逆性、與回火后的冷卻速度有關(guān)、斷口為沿晶脆性斷口。防止

6、方法：（1）降低鋼中的有害元素；（2）加入能細(xì)化A晶粒的元素（TiNbV）；（3）加入適量Mo、W元素；（4）避免在第二類回火脆性溫度范圍回火（5）回火后快冷14、合金元素對(duì)“C”曲線、珠光體轉(zhuǎn)變、貝氏體轉(zhuǎn)變、Ms點(diǎn)的作用？一、對(duì)“C”曲線1）Ni、Si、弱碳化物形成元素，Mn大致保持“C”線形狀，使“C”線向右作不同程度的移動(dòng)；2）Co不改變“C”線，但使“C”線左移；3）K形成元素，使“C”線右移，且改變形狀。Me不同作用，使“C”

7、曲線出現(xiàn)不同形狀，大致有五種。二、過(guò)冷A體的P、B轉(zhuǎn)變P轉(zhuǎn)變:奧氏體形成元素降低Ac使轉(zhuǎn)變溫度降低，過(guò)冷度減小，轉(zhuǎn)變驅(qū)動(dòng)力減小。鐵素體形成元素升高Ac使轉(zhuǎn)變溫度增大。除Co，Al外的合金元素總是不同程度的推遲珠光體轉(zhuǎn)變，使珠光體轉(zhuǎn)變曲線右移B轉(zhuǎn)變:Mn、Ni、Cr、V降低Bs點(diǎn)，在珠光體和貝氏體轉(zhuǎn)變溫度之間出現(xiàn)過(guò)冷奧氏體中溫穩(wěn)定區(qū)奧氏體形成元素NiMn降低Bs點(diǎn)。使貝氏體轉(zhuǎn)變的驅(qū)動(dòng)力減小，孕育期增長(zhǎng)，轉(zhuǎn)變速度減慢。三、對(duì)Ms點(diǎn)：除Co、

8、Al外，所有溶于奧氏體的合金元素都使Ms、Mf點(diǎn)下降，使鋼在淬火后的殘余奧氏體量增加。15、白點(diǎn)和層狀斷口的形成原因是什么？由于鋼中氫的重新分布與聚集，破壞了鋼的可塑性，使鋼變脆。失去塑性的鋼在氫壓力與鋼中的內(nèi)應(yīng)力的同時(shí)作用下很容易在氫聚集處沿金屬?gòu)?qiáng)度弱的方向產(chǎn)生局部脆性開(kāi)裂，即形成所謂氫致裂紋——白點(diǎn)。層狀斷口:主要原因是鋼錠結(jié)晶過(guò)程中夾雜物在晶界上沉積，在熱加工時(shí)沉積在晶界上的夾雜物沿加工方向伸長(zhǎng)，使晶界變脆，形成層狀斷口。1616

9、綜合分析合金元素在綜合分析合金元素在αFeαFe和γFeγFe中周期性溶解規(guī)律和形成無(wú)限固溶體的必要和充分條中周期性溶解規(guī)律和形成無(wú)限固溶體的必要和充分條件奧氏體形成元素使A3溫度下降，A4溫度上升，奧氏體穩(wěn)定存在相區(qū)擴(kuò)大鐵素體形成元素則相反。合金元素與鐵形成置換固溶體，他們擴(kuò)大或縮小γ相區(qū)的作用與該元素在周期表中位置有關(guān)，與他們的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，電子因素和原子大小有關(guān)，有利于擴(kuò)大γ相區(qū)的合金元素，其本身具有面心立方點(diǎn)陣或在其多型性轉(zhuǎn)變中有面