复习题答案0910Word文档下载推荐.docx

1、韧性指标主要有冲击韧性、断裂韧性。冲击韧性表示材料在冲击载荷作用下抵抗变形和断裂的能力。工程上常用ak来表征。（即用一次摆锤冲击弯曲试验来测定冲击载荷试样被折断而消耗的冲击功Ak，单位为焦耳（J）。而用试样缺口处的截面积F去除Ak，可得到材料的冲击韧度（冲击值）指标，即ak=Ak/F，其单位为kJ/m2或J/cm2。）断裂韧性指材料阻止宏观裂纹失稳扩展能力的度量，工程上常用裂纹尖端应力场强度因子的临界值KIC来表征。因此，上述两种韧性的实用意义是不同的，应用于不同的场合。6、分析各种硬度实验方法的原理及适用性。硬度表示材料抵抗外物压入的能力。工程上常用HB、HRC、HV来表征。布氏硬度HB：采

2、用一定直径D（mm）的淬火钢（或硬质合金）球为压头，施加一定的载荷P（一般3000kg）压入材料表面，保持规定时间，卸除载荷，测量压痕平均直径d（mm），负荷与其压痕球面面积之比值即为布氏硬度值。布氏硬度（HB）一般用于材料较软的时候，如有色金属、热处理之前或退火后的钢铁。布式硬度压痕较大，测量值准确，不适用成品和薄片，一般不归于无损检测一类。当HB450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。洛氏硬度HRC：采用一个顶角120的金刚石圆锥体为压头，在一定载荷（150kg载荷）下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。以0.002毫米作为一个硬度单位。洛氏硬度（HRC）一

3、般用于硬度较高的材料，如淬火钢等。适用范围HRC 2067，相当于HB225650。洛式硬度压痕很小，测量值有局部性，须测数点求平均值，适用成品和薄片，归于无损检测一类。维氏硬度HV：采用顶角为136的金刚石方形锥为压头，在一定载荷（120kg以内）下压入被测材料表面，用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值，即为维氏硬度值（HV）。维氏硬度（HV）测量值准确，适用于科学研究，能够测量极薄材料和显微硬度。第三章 金属的结构1、 试解释下列名词：2、 -Fe、Al、Cu、Zn各属何种晶体结构？-Febcc；Alfcc；Cufcc；Znhcp。3、 画出体心立方、面心立方和密排六方晶体中原子排列最密的晶面

4、和晶向4、 实际金属晶体中存在哪些晶体缺陷？举例说明它们对性能有哪些影响？点缺陷空位、置换原子、间隙原子；线缺陷位错（刃型、螺型）；面缺陷晶界、亚晶界、表面。晶体缺陷对晶体的性能有很大影响。 特别是对那些结构敏感的性能，如屈服强度、断裂强度、塑性、电阻率、磁导率等；另外晶体缺陷还与扩散、相变、塑性变形、再结晶、氧化、烧结等有密切关系。如：晶体中的原子正是由于空位和间隙原子不断地产生与复合才不停地由一处向另一处运动，这就是晶体中原子的自扩散，是固态相变、表面化学热处理、蠕变、烧结等物理化学过程的基础。面缺陷处原子的扩散能力强，因此面缺陷对固态相变、表面化学热处理、蠕变、烧结等物理化学过程有影响。

5、对电阻率、磁导率等物理性能有强烈的影响。又如：金属的塑性变形是借助位错的运动实现的，因此金属的强度与塑性等力学性能均与位错有密切关系。任何阻碍位错运动的因素可能提高金属的强度，晶界阻碍位错的运动引起位错的塞积，晶粒细化可以提高多晶体金属的强度。异类合金原子（以置换原子、间隙原子存在）与位错交互作用会引起固溶强化效应；间隙原子和位错的交互作用是形成金属屈服现象的重要原因。5、 在常温下，已知铜的原子直径为2.5510-10m，求铜的晶格常数。常温下铜为fcc结构，原子直径2d=21/2a，a=3.6110-10m6、 什么是过冷度？为什么金属结晶时一定要有过冷度？实验证明，纯金属液体被冷却到熔点

6、Tm（理论结晶温度）时保温，无论保温多长时间结晶都不会进行，只有当温度明显低于Tm时，结晶才开始。也就是说，金属要在过冷 （Undercooled）的条件下才能结晶。理论结晶温度与实际结晶温度的差值即为过冷度。从结晶热力学分析：结晶驱动力为体系的自由能差G0，结晶阻力为结晶出的新生液固界面能。当温度TTm时，G0，液相稳定；当温度T=Tm时，G=0，液固平衡状态；当温度TTm时，G0, 固相稳定。因此，只有当T400），形成回火索氏体S（等轴晶F+ Fe3C粒） ，S 综合机械性能好11、为什么钢淬火后回火是钢最有效的强化手段？淬火形成：固溶强化：过饱和C和Me，位错强化：高密度位错细晶强化：

7、极细小、不同取向的马氏体束 回火第二相强化：析出细小碳化物粒子基本保持了淬火态的细小晶粒、高密度位错及一定的固溶强化作用。12、确定下列钢件的退火方法及退火后的组织1） 经冷轧后的15钢钢板。要求降低硬度2） ZG35的铸造齿轮3） 改善T12钢的切削加工性能1）再结晶退火，退火后的组织F+P2）完全退火，退火后的组织F+P3）球化退火，退火后的组织球状渗碳体分布于铁素体基体上13、指出下列工件的回火温度，并说明回火后的组织1） 45钢轴2） 60钢弹簧3） T12钢锉刀1）560600，回火后的组织S2）350-500，回火后的组织T3）150-250，回火后的组织M14、试说明表面淬火、渗

8、碳、氮化处理在适用钢种、性能、应用等方面的差别。适用钢种应用表面淬火通过快速加热，使刚件表面很快到淬火的温度，在热量来不及穿到工件心部就立即冷却，实现局部淬火。中碳钢、合金调质钢获得高硬度，高耐磨性的表面，而心部仍然保持的良好韧性。机床主轴，齿轮，发动机的曲轴等渗碳处理使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层，再经过淬火和低温回火，使工件的表面层具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。低碳钢、合金渗碳钢更高的表面硬度高的耐磨性和疲劳强度并保持心部有低碳钢淬火后的强韧性使工件能承受冲击载荷。飞机汽车和拖拉机等的机械零件如齿轮轴凸轮轴等。氮化处理指在一定温度（一般在AC1）以下，

9、使活性氮原子渗入工件表面的化学热处理工艺。氮化温度低、变形小。优异的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性及耐高温。钻头、螺丝攻、挤压模、压铸模、鍜压机用鍜造模、螺杆、连杆、曲轴、吸气及排气活门及齿轮凸轮等15、什么是钢的回火脆性？如何避免？回火脆性是指淬火钢回火后出现韧性下降的现象。回火脆性可分为第一类回火脆性（250400）和第二类回火脆性（450650）。第一类回火脆性与碳化物片沿M晶界析出有关，具有不可逆性，与回火后的冷却速度无关。因此只能避免在此温度回火。第二类回火脆性与P等元素在原A晶界偏聚有关，具有可逆性，与回火后的冷却速度有关，回火保温后，缓冷出现，快冷不出现，出现脆化后可重新加热后快冷消除

10、。因此可提高钢材的纯度（P等杂质元素含量）；加入适量的Mo、W等有益的合金元素；采用回火后快冷的方法。16、为什么过共析钢的淬火温度不选择在ACCM以上？如过共析钢的淬火温度选择在ACCM以上，（1）淬火温度过高A粗大M粗大，从而力学性能，淬火应力变形，开裂； （2）A中C%M中C%残余AM脆性、HRC、耐磨性。因此过共析钢的淬火温度不选择在ACCM以上。第六章 钢铁材料2、 试分析金属的主要强化机制。（1）固溶强化：溶质原子 晶格畸度 与位错相互作用 阻碍位错运动强化。（2）细晶强化：晶界 阻碍位错运动 强化（3）位错强化：位错 增殖并相互作用 阻碍位错运动 强化（4）第二相强化：第二相粒子

11、 阻碍位错运动 强化 3、 合金元素对奥氏体相区有什么影响？它们怎样改变E、S点和A1、A3线的位置？扩大相区元素（奥氏体稳定化元素）：A4，A3（Mn,Ni,Co作用最强，使相消失，相扩大至室温；Co, C, N, Cu作用次之。缩小 相区元素（F稳定化元素）：A3，A4（Cr,Mo,W,V,Ti,Al,Si作用强，可使相区完全封闭；B,Nb,Zr作用次之。几乎所有合金元素使S、E点大大左移。4、 合金元素对钢的等温转变“C”曲线有哪些影响？又是如何影响淬透性的？“C”曲线位置：除Co以外的合金元素均使“C”曲线右移，因此提高淬透性。“C”曲线形状：碳化物形成元素（Mn,Cr,Mo,W,V,

12、Nb,Zr,Ti）使“C”曲线上下分离成两个C形转变临界温度：除Co、Al以外的合金元素均使转变临界温度下降。5、 合金元素对钢的回火转变温度有哪些影响？（1）提高回火稳定性：V、Si、Mo、W、Ni、Mn、Co；（2）产生二次硬化：沉淀硬化：V、Mo、W、Cr （Ni、Co协同）；（3）影响回火脆性：（第二类回火脆性450-600oC高温，与P有关）：增大第二类回火脆性：Mn、Cr、Ni，消除第二类回火脆性：Mo（0.5%）、W（1%）6、 为何要向不锈钢中加入大量的Cr和Ni？加入Cr：电极电位含量12.5%电极电位跃升（如马氏体不锈钢）；形成单相F Cr量12.7%单相F（如铁素体不锈钢

13、）；加入Ni：形成单相A（如奥氏体不锈钢）7、 手工锯条、普通螺钉、机床主轴分别用何种碳钢制造？手工锯条T12；普通螺钉Q235；机床主轴458、 试述渗碳钢和调质钢的合金化和热处理特点合金化特点热处理特点渗碳钢低C：0.1%0.25%加入提高淬透性元素：Cr，Ni，Mn，B加入Mo、W、V、Nb、Ti等阻碍A晶粒长大和形成（碳化物）提高耐磨性Ni增加渗层塑、韧性 正火渗碳淬火低温回火调质钢中C：0.25%0.50%，以0.4左右为主主：加入提高淬透性元素Cr,Ni,Mn,Si,B辅：加入Mo,W消除回火脆性正火淬火高温回火（表面淬火）10、简述高速钢的热处理和性能特点，并说明合金元素的作用。

14、高速钢的性能特点：高硬度：HRC60；高耐磨性；高热硬性；足够塑性和韧性。靠加入的合金元素的作用来保证：高C:0.7 %1.5%M硬度，形成高硬度的碳化物；加入Cr（4）提高淬透性保证获得M；加入W,Mo,形成二次硬化保证高的热硬性；加入V形成高硬度的碳化物提高耐磨性。如W系W18Cr4V热硬性突出；W-Mo系W6Mo5Cr4V2热塑性、韧性突出。高速钢的热处理特点：锻造（莱氏体碎化）球化退火（预热）淬火（1220-1280oC）回火（550-570oC，三次） 由于合金元素的作用使S、E点大大左移，高速钢中有莱氏体组织，因此通过锻造使莱氏体碎化，降低脆性。由于合金元素含量多，热应力大，采用预热；加热至1220-1280oC高温使合金元素充分溶解于奥氏体中，以利于回火时提高回火稳定性和形成二次硬化。