金属材料学考试试题及答卷B

1、江苏大学考试试题标准答卷第1页共4页课程名称：金属材料学（ B）考试日期：专业学号：金属材料工程03 级姓名：题号一二三四总计核查人签名得分阅卷人签名一、填空题（30 分）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 M0.59为简单点阵结/r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M 3C 、 M7C3和 M 23C7型。选

2、择零件材料的一般原则是力学性能、工艺性能、经济性和3、环境协调性等其它因素。4、 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Cr 23C6，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等强碳化物形成元素、降低钢中的含C量。5、 影响铸铁石墨化的主要因素有化学成分、 冷却速度。球墨铸铁在浇注时要经过孕育处理和球化处理。 QT600-3 是 球墨铸铁。6、 对耐热钢最基本的性能要求是热强性、抗氧化性。7、 铁基固溶体的形成有一定规律，影响组元在置换固溶体中溶解情况的因素有：点阵结构、电子因素、原子半径。8、 提高钢淬透性的主要作用是获

3、得均匀的组织，满足力学性能要求、能采取比较缓慢的冷却方式以减少变形、开裂倾向。二、解释题（ 30 分，每小题5 分）1、 40Mn2 钢淬火加热时，过热敏感性比较大。答案要点： Mn促进了晶粒长大倾向， 因为 Mn降低 A1 温度，又强化了 C 促进晶粒长大的作用。所以， 40Mn2钢过热敏感性比较大。2、 40CrNiMo 钢正火后，切削性能比较差。答案要点： 40CrNiMo 钢由于含有提高淬透性的元素 Cr、Ni 、 Mo，而且又是多元复合作用更大，所以钢的淬透性很好，在正火条件下也会有大量的马氏体产生。因此其切削性能比较差。3、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：

4、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 7090%；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。4、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。5、 H68、H70 俗称弹壳黄铜，常用于制造炮弹壳、子弹壳。答案要点： 弹壳黄铜的 Zn 含量小于 32%，所以是单相黄铜，其塑性很好，特别适宜制造要求深冲压性能

5、较好的弹壳等零件。6、在一般钢中，应严格控制杂质元素S、 P 的含量。答案要点： 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。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），可切削性 固溶强化效果显著；2）低温回火稳定性 抑制 -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5）淬火温度 F 形成元素， A1 ；C 时作用

6、较大；6）脱 C、石墨化倾向 Si 碳活度，含 Si 钢脱 C 倾向大。（ 2 分）2、画出示意图说明高速钢的铸态组织（ 3 分）。简述高速钢中 W、V 、Cr 合金元素的主要作用（ 3 分）。高速钢在淬火加热时，如产生欠热、过热和过烧现象，在金相组织上各有什么特征（6 分）。答案要点：高速钢的铸态组织为：黑色组织（混合型） +白亮组织（ M 和 AR）+莱氏体，高速钢铸态组织图（略） 。W ：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

7、， 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。3、从合金化角度考虑，提高钢的韧度主要有哪些途径?（8 分）答案要点：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）4、试定性比较 40Cr、 40CrNi、 40CrNiMo 钢的淬透性、回火脆性、韧度和回火稳定性，并简要说明原因（ 10 分，比较为 1.5 分, 解释为 1 分）。答案要点：淬透性： 40Cr 40CrNi 40CrNiMo ；Cr-Ni-Mo 复合作用更大。回脆性： 40CrNiMo