电厂高温金属材料课程自学辅导资料

1、电厂高温金属材料课程自学辅导资料二八年十月41电厂高温金属材料课程自学进度表教材：电厂金属材料 教材编者：宋琳生 出版社：中国电力出版社 出版时间：2003三、课程内容及时间安排表周次学习内容习题作业测验作业学时自学重点、难点、基本要求第一章金属材料的基础知识1. 何谓力学性能？金属材料的力学性能主要包括哪些特性？2. 为什么机械零件设计大多数以屈服强度为设计依据？3. HBS、HBR、HV、Hm各代表用什么方法测得的硬度？4. KIC是代表何种力学性能的符号？并解释其意义。5. 解释下列名词：晶核、晶胞、晶格、晶体、晶粒、晶界；合金；组元；相；组织；固溶体；金属化合物。6. 金属晶格的基本类

2、型有哪几种？试绘图说明它们原子排列情况。7. 试述液态金属的结晶过程。8. 什么叫过冷度？过冷度的大小对金属结晶后的晶粒大小和力学性能有何影响？9. 何谓加工硬化现象？试述产生加工硬化的原因。 10. 试用生产和生活中的实际例子说明加工硬化的利弊。11. 多晶体的屈服强度为何比单晶体的高？为什么常温下的金属晶粒愈细，其强度及塑性、韧性均愈好？12. 何谓再结晶现象？试述产生再结晶的原因。13. 固溶体和金属化合物在结构上有何不同？其力学性能各有什么特点？14. 什么是固溶强化？引起固溶强化的原因是什么？固溶强化与加工硬化有何不同？15. 什么叫弥散硬化？为什么有许多合金均用这种方法来进行硬化？

3、1. 某金属材料的拉伸试样，其Lo100mm，do10mm。拉伸时产生0.2残余变形的外力为65000N，Fm85000N，拉断后对接起来测得Lu120mm，du6.4mm，试求该金属材料的Rp0.2、Rm、A、Z.2. 试说明疲劳裂纹产生的条件、疲劳断裂过程及其断口特性。3. 何谓金属键？试用金属键说明金属有良好的导电性、导热性及塑性。4. 试计算面心立方体晶格的致密度。5. 试比较滑移与孪生有何不同？为何产生滑移的切应力较小？10掌握强度与塑性、硬度：（HB、HR、HV）、冲击韧性。疲劳强度等概念，了解晶界与晶粒位向的影响、冷塑性变形对组织和性能的影响； 重点掌握热作软化三阶段及冷热加工的

4、区别界限第一节重点内容： 1、强度与塑性2、硬度：HB、HR、HV3、冲击韧性：K4、疲劳强度：-1难点内容：性能指标的测试过程。第二节重点内容：1、晶体概念：晶体、晶格、晶胞。 2、常见的三种晶格。 3、单晶体与多晶体。 4、晶体缺陷：点、线、面缺陷。 5、纯金属的结晶：结晶概念、影响晶粒大小的因素、冷却曲线。 6、同素异晶转变。 难点内容：1 影响晶粒大小的因素。2 同素异晶转变。第三节重点内容：1、单晶体的塑性变形：滑移、孪生。2、多晶体的塑性变形：晶体与晶粒位向的影响。3、塑性变形对组织和性能的影响。4、热作软化三阶段：回复，再结晶，晶粒聚集长大。5、冷、热加工的区别界线，再结晶。难点

5、内容：1、热作软化三阶段：回复，再结晶，晶粒聚集长大。2、冷、热加工的区别界线，再结晶。第四节重点内容：1、合金的概念：合金、相、组织。2、合金的相结构及机械混合物组织。3、平衡相图的概念，相图的建立。4、匀晶相图与共晶相图。难点内容：平衡相图的概念，相图的建立第二章铁碳合金相图及其合金1. 名词解释：奥氏体、铁素体、渗碳体、珠光体2. 绘出Fe-Fe3C相图，说明相图中的主要点和线的意义，并以相组成标注3 分析含碳量各为0.4、1.2、3的铁碳合金在缓慢冷却时组织的转变过程，并画出显微组织示意图。4 何谓共析反应它与共晶反应有何异同？写出Fe-Fe3C相图中共晶反应与共析反应的反应式及反应后

6、所得的组织名称？5 低碳钢、中碳钢与高碳钢是如何划分的？这样划分有何意义？机器零件中有许多均是中碳钢的，这是为什么？6 说明下列钢号的品种名称、大致含碳量及主要用途： 20A、45、60、T8、T12A。7 何谓铸铁？它们是如何分类？如何编号8 白口铸铁、灰口铸铁与碳钢的主要区别在哪里？9 说明下列牌号所表示的材料，绘出它们的显微组织示意图：HT200、KT30006、QT60002。1绘出Fe-Fe3C相图，说明相图中的主要点和线的意义，并以组织组成物标注2. 分析含碳量各为0.4、1.2、3的铁碳合金在缓慢冷却时组织的转变过程，画出显微组织示意图并计算室温下组织组成物的相对量3. 分析一次

7、渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳体、共晶渗碳体、共析渗碳体的异同之处。4. 石墨对铸铁的性能有什么影响？球墨铸铁、可锻铸铁、灰口铸铁其石墨的形态有何不同？三种铸铁的机械性能又有何不同？14熟练掌握合金的概念：合金、相、组织以及合金的相结构及机械混合物组织。理解平衡相图的概念、相图的建立，看懂匀晶相图及共晶相图，掌握杠杆定律及应用。能够说出铁碳合金的相结构及组织，理解铁碳合金相图及特性点、线、区意义、典型合金的结晶过程、相变规律及室温组织。掌握碳钢和铸铁分类、牌号、应用举例。第一节重点内容：1、铁碳合金的相结构及组织。第二节重点及难点内容：1、铁碳合金相图及特性点、线、区意义。2、典型合金的结晶过程

8、、相变规律及温室组织。第三节重点内容：碳钢分类，牌号，应用举例第四节重点内容：铸铁分类，牌号，应用举例第三章钢的热处理1.绘出奥氏体的等温转变曲线，试分析将过冷奥氏体分别置于700、650、550及500、300等温转变时，所得到的组织在结构上和机械性能上的不同。2.马氏体的硬度为什么很高？低碳马氏体和高碳马氏体性能上有什么不同？为什么？3.影响淬火钢硬度的主要因素是什么？如果其他条件都相同，试比较下述材料的淬火硬度：(1)含碳0.3%和0.6%的碳钢；(2)含碳0.6%和0.8%的碳钢；4. 有两个含碳量为1.2%的碳钢试样，分别加热到780和860保温相同时间，使之达到平衡状态，然后很快水

9、淬至室温，试问：1)哪种加热温度的马氏体晶粒较粗大？2)哪种加热温度的马氏体含碳量较高？3)哪种加热温度的残余奥氏体较多？4)哪种加热温度的未熔碳化物较少？5)哪种加热温度淬火最适合？为什么？5. T12钢加热到770后用下图所示的各种方式冷却，分析其所得到组织？6.现有一共析钢试样，其显微组织为粗片状珠光体，通过何种热处理可得到下述组织？1)细片状珠光体；2)索氏体（粒状珠光体）。7.试分析表面淬火、渗碳、渗氮热处理工艺在用钢、性能、应用范围等方面的差别。8.一根6mm的45号钢圆棒材，先经840加热淬火，硬度为HRC55（未回火），然后从一端加热，依靠热传导使圆棒材上各点达到如下图所示的温

10、度。试问：1)各点所在部位的组织是什么？2)整个如图示的圆棒缓冷至室温后，各点所在部位的组织又是什么？3)若将圆棒从图示温度快冷淬火至室温后，各点所在部位的组织会是什么？1.现有两个成分相同的过共析钢试样，加热到不同的温度，一个试样得到了粗大均匀的奥氏体晶粒，另一个试样为细小的奥氏体晶粒和一部分碳化物，两试样同时过冷到710进行等温转变，试问哪个试样转变所需的孕育期长？为什么？2. 指出下列组织的主要区别：1)奥氏体与过冷奥氏体；2)索氏体与细珠光体；3)屈氏体与极细珠光体；4)马氏体与回火马氏体；5)上贝氏体与下贝氏体；3. 45号钢经调质处理硬度为HB240，若再进行200回火，是否可以使

11、其硬度提高？为什么？此钢经淬火、低温回火后硬度为HRC57，若再进行560回火，是否会降低其硬度？为什么？4分析以下几种说法是否正确？为什么？1)过冷奥氏体的冷却速度愈快，钢冷却后的硬度值愈高；2)钢经淬火后处于硬脆状态；3)本质细晶粒钢加热后的实际晶粒比本质粗晶粒钢细；4)同一钢材在相同加热保温条件下，水淬比油淬的淬透性好，小件比大件的淬透性好。5现有低碳钢齿轮和中碳钢齿轮各一只，为了使齿轮表面具有高的硬度和耐磨性，各应怎样进行热处理？并分析比较热处理后它们在组织与性能上的差别？10了解热处理的意义及作用、热处理的分类。理解奥氏体的形成与奥氏体晶粒大小分级及控制方法。掌握奥氏体的等温转变：C

12、曲线、转变产物的组织名称、金相特点、性能特点。掌握退火、正火的种类，淬火的目的、种类、组织及性能。淬硬性与淬透性，影响因素。钢的回火脆性及克服办法钢的表面热处理：表面淬火及化学热处理原理。第一节重点内容： 1、奥氏体的形成：相变临界的温度。 2、奥氏体晶粒度长大分级及控制。难点内容：1、奥氏体的形成：相变临界的温度第二节重点内容： 1、奥氏体的等温转变：C曲线，转变产物的组织名称，金相特点，性能特点。 2、奥氏体的连续转变：C曲线，转变产物的组织名称，金相特点，性能特点，临界冷速。难点内容：1、 奥氏体的等温转变：C曲线第三节，第四节重点内容：1、退火、正火的种类，应用举例。2、淬火的目的、种

13、类、组织及性能。3、淬硬性与淬透性，影响的因素。4、钢的回火：目的、种类、组织及性能。回火脆性及克服办法。5、钢的表面热处理：表面淬火及化学热处理原理，应用举例。难点内容：1、淬硬性与淬透性，影响的因素。第五节 重点内容：1、渗碳、渗氮、碳氮共渗第四章合金钢1. 何谓合金钢?合金钢有哪些特点?2. 合金钢中经常加入的合金元素是哪些?各主要起什么作用?3. 合金元素加入后对组织和性能主要起什么作用?4. 合金元素的加入,会对Fe-Fe3C相图产生什么影响?这些影响有何实际意义?5. 合金元素的加入,对奥氏体等温转变曲线会产生什么影响?这些影响有何实际意义?6. 合金元素的加入,对马氏体在回火时的

14、转变有何影响?7. 合金元素在结构钢中的主要作用是什么?与碳元素的作用有什么区别?8. 渗碳钢、调质钢、弹簧钢、滚动轴承钢是如何进行划分的？它们各自最主要的特点在哪里？9. 低合金工具钢、高速钢、模具钢是如何划分的？它们各自的最主要的特点在哪里？10. 何谓不锈钢？工程上常用的不锈钢有哪几种？11. 腐蚀分哪两类？其损坏的特征有什么不同？工程上是通过哪些途径来提高钢材的耐腐蚀性能的？12. 耐磨钢要具备哪些主要的特性？工程上常用的耐磨材料有哪几种？13. 在低合金耐磨钢中通常加入哪些合金元素？它们分别主要起什么作用？14. 高锰钢为什么能够承受较大冲击载荷工况条件下的磨损？常用的高锰耐磨钢是什

15、么牌号？15. 为什么说高铬白口铸铁在抵御磨料磨损是具有较高的能力？耐磨高铬白口铸铁中主要加入哪些合金元素？它们分别起什么作用？同习题作业2，4，5，6，8，910理解合金钢与合金元素、合金元素在钢中存在形式及强化途径；掌握合金元素对钢性能的影响；能够说出合金钢的分类与牌号；了解和掌握普通低合金钢、渗碳钢、调质钢、弹簧钢和轴承钢。第一节重点内容：1、合金钢与合金元素。2、合金元素在钢中存在的形式及强化途径。3、对铁碳合金相图的影响。4、对热处理C曲线的影响。难点内容： 1、对热处理C曲线的影响第二节重点内容：1、分类。2、牌号。难点内容： 1、合金钢的牌号第三节重点内容：1、普通低合金钢。2、

16、渗碳钢。3、调质钢。4、弹簧钢。5、轴承钢。难点内容：合金结构钢的使用范围及特点。第四节重点内容：刃具刚、量具钢、模具钢第五节 重点内容：不锈钢、耐磨钢第五章耐热钢1何谓耐热钢?火电厂热力设备中的某些零件为什么必须用耐热钢来制造?2什么叫等强度温度?绘图分析它与晶界强度及晶内强度的关系。3何调蠕变?绘图说明蠕变不同阶段的特点。温度或压力增大后，对蠕变曲线有影响?4什么叫持久强度?一船情况下是如何测定持久强度的?待久强度如何表示法?5何谓应力松弛?热力设备中哪些零件易产生应力松弛现象？通常用什么数据来表示材料的抗应力松弛性能？6钢材在高温状态下长期工作组织上会产生那些变化?这些变化对性能有什么影

17、响?7火电厂锅炉设备中会产生哪些腐蚀损坏现象?这些腐蚀损坏有什么危害?8钢的耐热性能是用何种方法来提高的?耐热钢中常加入哪些合金元素?9试分析铬、钼、钒在耐热钢中各主要起什么作用?l0工程上是按什么原则对耐热钢进行分类的?耐热钢通常分为几类?同习题作业3，5，6，9，1010了解热力用钢的工作条件，能够说出高温力学性能：蠕变强度、持久强度、应力松弛、热疲劳。了解并掌握高温用钢的组织稳定性：碳化物球化、石墨化、合金元素再分配。高温用钢的化学稳定性。熟练掌握强化原理及合金元素在耐热钢中的作用。掌握珠光体耐热钢、马氏体耐热钢、铁素体耐热钢、奥氏体耐热钢的分类、牌号及特点。熟悉锅炉受热面管子及通道用钢

18、包括：锅炉管道的工作条件及对材料的要求、管道材料及热处理。第一节重点内容：1、热力设备用钢的工作条件。2、高温机械性能：蠕变强度、持久强度、应力松弛、热疲劳。第二节 重点内容：1、高温用钢的化学稳定性：氧化与腐蚀及腐蚀类型。第三节 重点内容：1、高温用钢的组织稳定性：碳化物球化、石墨化，合金元素再分配。第四节 重点内容：1、 强化原理。2、 合金元素在耐热钢中的作用。第五节 重点内容： 1、珠光体耐热钢2、马氏体耐热钢3、铁素体耐热钢4、奥氏体耐热钢第六章有色金属及其合金1. 铝及其合金有何特点？工程上哪些零部件需要用铝合金来制造？2. 铝合金分成几类？试用合金相图来解释分类的原则。3. 何谓

19、黄铜？分几类？怎样编号？试举一些常用的黄铜的牌号，并说明含义、性能特点及用途。4. 何谓青铜？分几类？怎样编号？试举一些常用的青铜的牌号，并说明含义、性能特点及用途。5. 钛合金有何特点？工程上应用的钛合金有哪几种？各有何特点？6. 何谓轴承合金？其组织结构有何特点？ 7汽轮发电机的轴承合金是何牌号？解释牌号中符号及数字的意义，画出显微组织示意图同习题作业2，3，78能够说出纯铜牌号、性能以及铜合金：黄铜、青铜、白铜的性能。了解纯铝牌号、性能及铸造铝合金、压力加工铝合金的性能及使用。掌握轴承合金的性能要求及巴氏合金的种类。第一节重点内容：铝及其合金的牌号、性能、用途第二节重点内容：铜及其合金的

20、牌号、性能、用途第三节重点内容：钛及其合金的牌号、性能、用途第四节重点内容：轴承合金的牌号、性能、用途第七章锅炉与汽轮机用钢及事故分析1. 对锅炉管子用钢的基本要求有哪些？怎样来满足这些要求的？2. 何谓锅炉受热面管子的长时超温爆管？爆破口宏观上有何特点？爆管前后的显微组织有何差异，为什么？3. 错用钢材有什么危害？如何避免错用钢材？4. 为什么常用1Cr13、2Cr13钢作汽轮机的叶片材料？参数较高的大型汽轮机叶片常用哪些钢种制造？为什么？5. 汽轮机叶片事故以何种形式的损坏为主？为什么？怎样才能减少和避免叶片断裂事故？6. 对转子用钢有何特殊要求？为什么?7. 何谓耐磨材料？粉煤灰中引起磨

21、损的主要是哪两种硬颗粒？8. 管道弯头什么部位最容易磨损？复合材质的耐磨管道弯头有何特性？1.试述在不同的工作温度下最常用的锅炉受热面管子用钢的成分、热处理工艺及特点。2. 何谓锅炉受热面管子的短时超温爆管？爆破口宏观上有何特点？爆管前后的显微组织有何差异，为什么？3. 目前最常用的磨球材料为何种牌号？该材质有什么特点？4. 高温螺栓易产生何种形式的破坏？工程上采用哪些防范措施？8掌握锅炉主要设备选材及事故分析方法、汽轮机主要设备选材及事故分析方法和螺栓主要设备选材及事故分析方法。第一节 重点内容：1、锅炉管道用钢及事故分析2、锅炉汽包几其他部件用钢难点内容：受热面管道常见的事故第二节 重点内

22、容：1、汽轮机叶片用钢及事故分析2、汽轮机转子及其它部件用钢难点内容：汽轮机叶片常见的事故分析第三节 重点内容：1、螺栓的工作条件及对材料性能的要求2、螺栓用钢介绍3、螺栓的断裂分析难点内容：螺栓的断裂分析电厂高温金属材料课程自学指导书本课程在专业培养目标中的定位： 电厂金属材料课程是高等工程院校热能动力工程类、电厂金属材料类等专业教学计划中必不可少的一门重要主干专业基础课程，也是机械类、电厂化学类专业的技术基础课。在整个专业人才培养方案中起着承上启下，为后续课程的开设打基础的作用。 该课程的任务为讲授电厂常用金属材料的成分、组织、相结构、性能间的关系和变化规律；依据工作状况的应用要求，培养学

23、生具有正确选取材料、正确选择一般零件热处理方法的能力。电厂金属材料课程的主要特色 课程内容特色鲜明。将金属材料的基础理论知识、金属材料加工与工业上常用金属材料及材料选用与电厂用材结合，既讲解了金属材料的共性，又突出了特性。本课程的知识模块 本课程由金属材料学基本理论、金属材料加工学、工程材料和材料选用四个知识模块组成。 1在金属材料学基本理论方面：介绍材料的组织结构、结晶和制备过程、二元相图的基本理论。 2在金属材料加工学方面：介绍材料的变形、强化、热加工和冷加工成形，以及金属材料的热处理原理和工艺。 3在工程材料方面：介绍常见的工业常用钢、铸铁、有色金属及其合金的成分、组织、性能和用途的基本

24、知识，突出介绍耐热钢。 4在材料选用方面：介绍汽轮机和锅炉用材的选用方法。一、每章的重点和难点第一章 金属材料的基础知识第一节 金属材料的性能重点内容：1、强度与塑性2、硬度：HB、HR、HV3、冲击韧性：K4、疲劳强度：-1难点内容：性能指标的测试过程。第二节 金属的晶体结构与晶体重点内容：1、晶体概念：晶体、晶格、晶胞。2、常见的三种晶格。3、单晶体与多晶体。4、晶体缺陷：点、线、面缺陷。5、纯金属的结晶：结晶概念、影响晶粒大小的因素、冷却曲线。6、同素异晶转变。难点内容：1.影响晶粒大小的因素。2.同素异晶转变。第三节 金属的塑性变形与再结晶重点内容：1、单晶体的塑性变形：滑移、孪生。2

25、、多晶体的塑性变形：晶体与晶粒位向的影响。3、塑性变形对组织和性能的影响。4、热作软化三阶段：回复，再结晶，晶粒聚集长大。5、冷、热加工的区别界线，再结晶。难点内容：1、热作软化三阶段：回复，再结晶，晶粒聚集长大。2、冷、热加工的区别界线，再结晶。第四节 合金的相结构及二元合金相图重点内容：1、合金的概念：合金、相、组织。2、合金的相结构及机械混合物组织。3、平衡相图的概念，相图的建立。4、匀晶相图与共晶相图。难点内容：平衡相图的概念，相图的建立第二章 铁碳合金相图及其合金第一节 铁碳合金的相结构重点内容：1、铁碳合金的相结构及组织。第二节 铁碳合金的相图重点及难点内容：1、铁碳合金相图及特性

26、点、线、区意义。2、典型合金的结晶过程、相变规律及温室组织。第三节 碳钢重点内容：碳钢分类，牌号，应用举例第四节 铸铁重点内容：铸铁分类，牌号，应用举例第三章 钢的热处理第一节 钢在加热时的转变重点内容：1、奥氏体的形成：相变临界的温度。 2、奥氏体晶粒度长大分级及控制。难点内容：1、奥氏体的形成：相变临界的温度第二节 钢在冷却时的转变重点内容： 1、奥氏体的等温转变：C曲线，转变产物的组织名称，金相特点，性能特点。2、奥氏体的连续转变：C曲线，转变产物的组织名称，金相特点，性能特点，临界冷速。难点内容：1、奥氏体的等温转变：C曲线第三、四节 钢的淬火、回火、退火、正火重点内容：1、退火、正火

27、的种类，应用举例。2、淬火的目的、种类、组织及性能。3、淬硬性与淬透性，影响的因素。4、钢的回火：目的、种类、组织及性能。回火脆性及克服办法。5、钢的表面热处理：表面淬火及化学热处理原理，应用举例。难点内容：1、淬硬性与淬透性，影响的因素。第五节 钢的化学热处理重点内容：1、渗碳、渗氮、碳氮共渗第四章 合金钢第一节 合金元素对钢性能的影响重点内容：1、合金钢与合金元素。2、合金元素在钢中存在的形式及强化途径。3、对铁碳合金相图的影响。4、对热处理C曲线的影响。难点内容：1、对热处理C曲线的影响第二节 合金钢的分类及编号方法重点内容：1、分类。2、牌号。难点内容：1、合金钢的牌号第三节 合金结构

28、钢重点内容：1、普通低合金钢。2、渗碳钢。3、调质钢。4、弹簧钢。5、轴承钢。难点内容：合金结构钢的使用范围及特点。第四节 合金工具钢重点内容：刃具刚、量具钢、模具钢第五节 特殊性能钢重点内容：不锈钢、耐磨钢第五章 耐热钢第一节 耐热钢的高温性能重点内容：1、热力设备用钢的工作条件。2、高温机械性能：蠕变强度、持久强度、应力松弛、热疲劳。第二节 耐热钢的化学稳定性重点内容：1、高温用钢的化学稳定性：氧化与腐蚀及腐蚀类型。第三节 耐热钢的组织稳定性重点内容：1、高温用钢的组织稳定性：碳化物球化、石墨化，合金元素再分配。第四节 耐热钢中的合金元素及其作用重点内容：1、强化原理。2、合金元素在耐热钢

29、中的作用。第五节 耐热钢的分类重点内容：1、珠光体耐热钢2、马氏体耐热钢3、铁素体耐热钢4、奥氏体耐热钢第六章 有色金属及其合金第一节 铝及其合金重点内容：铝及其合金的牌号、性能、用途第二节 铜及其合金重点内容：铜及其合金的牌号、性能、用途第三节 钛及其合金重点内容：钛及其合金的牌号、性能、用途第四节 轴承合金重点内容：轴承合金的牌号、性能、用途第七章 锅炉与汽轮机用钢及事故分析第一节 锅炉主要设备用钢及事故分析重点内容：1、锅炉管道用钢及事故分析2、锅炉汽包几其他部件用钢难点内容：受热面管道常见的事故第二节 汽轮机主要设备用钢及事故分析重点内容：1、汽轮机叶片用钢及事故分析2、汽轮机转子及其

30、它部件用钢难点内容：汽轮机叶片常见的事故分析第三节 螺栓用钢及断裂事故分析重点内容：1、螺栓的工作条件及对材料性能的要求2、螺栓用钢介绍3、螺栓的断裂分析难点内容：螺栓的断裂分析二、思考题及习题解答第一套一、名词解释（每题2分）1.加工硬化 2.热处理 3.固溶强化 4.奥氏体 5.冲击韧性二、单项选择题（每题1分）1.金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫（ ）。A.强度B.硬度C.塑性D.弹性2金属的典型晶体结构有面心立方、体心立方和密排六方三种，它们的晶胞中原子数分别为：A4；2；6B6；2；4C4；4；6D2；4；63按用途分，GCr15钢属于（   

31、            ）A、调质钢B、滚动轴承钢C、刃具钢4含碳量小于( )的铁碳合金称为钢。A0.77%B2.1%C4.3%5、下列金属中( )属于黑色金属。 A.铬B.铜C.铅6、合金钢按合金元素的总量不同分为低合金钢、中合金钢和高合金钢三种,其中合金元素含量( )的钢称为高合金钢。 A.5% B.10% C.17%7在晶体缺陷中，属于点缺陷的有（ ）。A.间隙原子B.位错C.晶界D.缩孔8铁素体是碳溶解在（ ）中所形成的间隙固溶体。A-FeB-FeC-FeD-Fe9加热是钢进行

32、热处理的第一步，其目的是使钢获得（）。A基体组织BA体组织CP体组织DM体组织10.下列不属于Fe-Fe3C相图中的组成相是：A.铁素体B.奥氏体C.渗碳体D.石墨11.Fe-Fe3C相图的组元是：A.Fe和Fe3CB.Fe和CC.铁素体和Fe3CD.奥氏体和Fe3C12.碳钢的淬火工艺是将其工件加热到一定温度，保温一段时间，然后采用的冷却方式是（ ）。A随炉冷却B在风中冷却C在空气中冷却D在水中冷却13.完全退火主要用于（ ）。A亚共析钢B共析钢C过共析钢D所有钢种14.金属在一定温度和应力作用下,随着时间的增长,慢慢地发生塑性变形的现象,称为( )。A.疲劳 B.热脆性 C.蠕变15.比较

33、下列三种不同的碳当量,其中与( )对应的钢材的可焊性最好。A.Ce=1 B.Ce=0.6% C.Ce=0.2%16.下贝氏体与上贝氏体比较，下贝氏体的（               ）A、硬度高，强度高，韧性好； B、硬度高，强度高，韧性差；C、硬度低，强度低，韧性好；17.优质碳素钢中,硫、磷的含量分别为( )。A.S0.045% P0.045%B.S0.05% P0.05%C.S0.035% P0.035%18.12Cr1MoV钢属于( )。A.普通低

34、合金钢B.珠光体耐热钢C.马氏体耐热钢19用于降低冷变形金属中的内应力的方法是：( )A低温回火B回复退火C再结晶退火D高温回火20在热加工过程中，一般不发生：( )A动态回复B动态再结晶C静态再结晶D加工硬化21用于调整低碳钢的硬度和改善其切削加工性能的热处理工艺是：( )A完全退火B球化退火C正火D回火22除（ ）元素外，其它合金元素溶于奥氏体后，均能增加过冷奥氏体的稳定性。ACoBCrCMnDTi23在Fe-Fe3C相图中，钢与铁的分界点的含碳量为（ ）。A2B2.06C2.11D2.224珠光体是一种（ ）。A固溶体B金属化合物C机械混合物D单相组织金属25共晶成分的铁碳合金发生共晶反

35、应时，其反应式为( )： A.L+FÞA B.AÞF+Fe3C C.LÞA+Fe3C D.AÞP 26.金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将( ).A.越高B.越低C.越接近理论结晶温度D.不变27.在金属结晶时，向液体金属中加入某种难熔杂质来有效细化金属的晶粒，以达到改善其机械性能的目的，这种细化晶粒的方法叫做( ). A.时效处理 B.变质处理 C.加工硬化 D.调质 28金属铸造时，为细化晶粒，可采用( )：A快速浇注B时效处理C以砂型代替金属型D以金属型代替砂型29.钢在淬火后获得的马氏体组织的粗细主要取决于( )：A.奥氏体的本质晶粒度B

36、.奥氏体的实际晶粒度C.奥氏体的起始晶粒度。30.马氏体的硬度取决于：A.冷却速度B.转变温度C.碳含量。三、判断对错题（每题1分，错误的填“×”。正确的填“”）1、钢中的基本相包括铁素体、马氏体、渗碳体、奥氏体和珠光体。( )2、金属材料的断裂韧性与裂纹尖端所处的应力状态有关。( )3、奥氏体不锈钢进行淬火处理后,也会使硬度提高,塑性和韧性下降。( )4、钢中的基本相包括铁素体、马氏体、渗碳体、奥氏体和珠光体。( )5、金属材料的断裂韧性与裂纹尖端所处的应力状态有关。( )6、奥氏体不锈钢进行淬火处理后,也会使硬度提高,塑性和韧性下降。( )7、低碳马氏体比高碳马氏体的综合性能好,

37、主要原因是因为它的含碳量少。( )8、具有相同的显微组织的合金将具有相同的性能。( )9、碳钢中必须保证一定的锰含量,锰对钢的性能有良好的影响,是一个有益的元素,所以在碳钢中锰并不是杂质元素。( )10、长期过热引起的爆管由于蠕胀原因,一般爆口变形较大,破口边缘锐利。( )11、各种硬度之间存在着一定的关系,因此各种硬度值之间是可以换算。( )12.凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶过程。（ ）13.在实际金属的结晶过程中，自发形核比非自发形核更重要，往往起优先的主导的作用。（ ）14.一般情况下，晶粒愈大，金属的强度、塑性愈好。（ ）15.碳钢在室温下的相组成物是铁素体和渗碳体。（ ）16珠

38、光体是单相组织。（ ）17亚共析钢的基本相是铁素体和珠光体。（ ）18扩散是原子的定向移动。（ ）19金属铸件可通过再结晶退火细化晶粒。（ ）20再结晶虽包含形核和长大过程，但它不是一个相变过程。（ ）四、综合分析题1淬火钢为什么要进行回火处理？2比较珠光体、贝氏体、马氏体的硬度（按照硬度由高到低依次写出三种组织的名称）。3为何晶粒越细、材料的强度越高，其塑韧性也越好？4电厂常见的腐蚀损坏类型包括哪些？5识别下列各钢的种类,并指明有下划线的数字和符号的含义：20G 1Cr18Ni9Ti GCr15 T8 20CrMnTi2Cr13 W18Cr4V ZG156汽轮机叶片事故以何种形式的损坏为主？

39、怎样才能减少和避免叶片断裂事故？第二套综合题分析题1简述金属结晶的过程。2绘出Fe-Fe3C相图，说明相图中的主要点和线的意义，在空白图上填出各相区和组织。3选材设计一个车床主轴。要求：该主轴受交变弯曲和扭转的复合应力，载荷和转速均不高，冲击载荷也不大，请选材（45钢、T8、20CrMnTi）并设计热处理工序。4锅炉、汽轮机高温部件所用钢材在高温下长期运行中发生的组织性质变化主要有哪5种？5.T12钢加热到770后用图3-42所示的各种方式冷却，分析其所得到组织？6将5mm的T8钢加热至760并保温，后经不同冷却方式得到：P、S、B下、B下M少量残余A、M少量残余A。在C曲线上描写工艺曲线示意

40、图。7分析上贝氏体与下贝氏体组织与性能的主要区别。8工程上是按什么原则对耐热钢进行分类的?耐热钢通常分为几类?9何谓锅炉受热面管子的长时超温爆管？爆破口宏观上有何特点？爆管前后的显微组织有何差异，为什么？10退火亚共析钢室温金相组织中珠光体量为60%,试估算该钢的含碳量,并指出其大致钢号。参考答案第一套一、名词解释（每题2分）1.加工硬化：金属发生塑性变形，随着变形度的增大，金属的强度和硬度显著提高，塑性和韧性明显下降，这种现象叫加工硬化。2.热处理：通过加热、保温和冷却来改变钢的组织，从而改变钢的机械性能的工艺，称为热处理。3.固溶强化：由于溶质原子进入溶剂晶格的间隙或结点,使晶格发生畸变,

41、使固溶体硬度和强度升高,这种现象叫固溶强化现象。4.奥氏体：碳原子溶入-Fe中形成的间隙固溶体。 5.冲击韧性：冲击韧性是材料抵抗冲击载荷而不被破坏的能力。二、单项选择题（30个´1分）选择题答案题号解答题号解答题号解答题号解答题号解答题号解答1A6B11A16A21A26B2A7A12D17A22A27B3B8A13A18B23C28D4B9B14C19B24C29C5A10D15C20D25C30C三、判断对错题（每题1分，错误的填“×”。正确的填“”）1、钢中的基本相包括铁素体、马氏体、渗碳体、奥氏体和珠光体。(×)2、金属材料的断裂韧性与裂纹尖端所处的应力

42、状态有关。()3、奥氏体不锈钢进行淬火处理后,也会使硬度提高,塑性和韧性下降。(×)4、Q235-AF是球墨铸铁的牌号，“235”表示抗拉强度。（×）5、45钢常用最终热处理是调质处理。（×）6、ZGMn13通常在铸态下使用，不再进行其它热处理。（×）7、低碳马氏体比高碳马氏体的综合性能好,主要原因是因为它的含碳量少。(×)8、具有相同的显微组织的合金将具有相同的性能。(×)9、碳钢中必须保证一定的锰含量,锰对钢的性能有良好的影响,是一个有益的元素,所以在碳钢中锰并不是杂质元素。(×)10、长期过热引起的爆管由于蠕胀原因,一

43、般爆口变形较大,破口边缘锐利。(×)11、各种硬度之间存在着一定的关系,因此各种硬度值之间是可以换算。(×)12、凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶过程。（×）13、在实际金属的结晶过程中，自发形核比非自发形核更重要，往往起优先的主导的作用。（）14、一般情况下，晶粒愈大，金属的强度、塑性愈好。（×）15、碳钢在室温下的相组成物是铁素体和渗碳体。（）16、珠光体是单相组织。（×）17、亚共析钢的基本相是铁素体和珠光体。（×）18、扩散是原子的定向移动。（×）19、金属铸件可通过再结晶退火细化晶粒。（×）20、再结晶

44、虽包含形核和长大过程，但它不是一个相变过程。（）四、综合分析题1淬火钢为什么要进行回火处理？答：淬火钢不经回火一般不能直接使用。回火是为了降低脆性，减少或消除内应力，防止工件变形和开裂；获得工艺所要求的力学性能；稳定工件尺寸；对某些高淬透性的合金钢，高温回火可降低硬度，以利切削加工。2比较珠光体、贝氏体、马氏体的硬度（按照硬度由高到低依次写出三种组织的名称）。答：马氏体、贝氏体、珠光体。3为何晶粒越细、材料的强度越高，其塑韧性也越好？答：晶粒越细、材料的强度越高这是因为：（1）晶界的作用，金属的晶粒越细小（单位体积内晶粒数越多）时，晶界数量越多，晶界能够阻止位错的移动，该晶体的塑变抗力越大，即

45、强度越高。（2）位向差的作用外力的切应力分量在外力呈45°角度时最大。因此，晶体中与外力方向接近45°的滑移系最容易发生滑移，而接近0°与90°时，切应力分量最小，晶体不易发生滑移。由于多晶体金属中相邻晶粒位向不同，当一个晶粒的位向接近45°发生滑移时，必然受到相邻晶粒的牵制作用，相邻晶粒间的位向差越大时，牵制作用越大，从而增加了塑变抗力，使强度提高。晶粒越细、塑性韧性好，这是因为多晶体在应力作用下，塑性变形分散在更多的晶粒之中，晶粒越细时，多晶体各处的塑性变形越均匀。相反，多晶体的晶粒很措大时，某些大晶粒的位向不利于滑移变形，则在较大的体积内

46、牵制塑性变形，使塑性变形不均匀。4电厂常见的腐蚀损坏类型包括哪些？答：电厂常见的腐蚀损坏有蒸汽腐蚀、烟气腐蚀、垢下腐蚀、应力腐蚀、苛性脆化、腐蚀疲劳。5识别下列各钢的种类,并指明有下划线的数字和符号的含义：20G 1Cr18Ni9Ti GCr15 T8 20CrMnTi2Cr13 W18Cr4V ZG15 答：a）碳素结构钢，G锅（拼音首字母）b）1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢 碳含量<0.1%，9%的镍， c）GCr15 滚动轴承钢 1.5%铬d）T8 碳素工具钢 ，T工具（英文）e）20CrMnTi合金渗碳钢0.2%的碳, f）2Cr13 特殊性能钢13的铬， g）W18Cr4V

47、高速钢 18%钨 h)ZG15 铸钢ZG铸钢（拼音）6汽轮机叶片事故以何种形式的损坏为主？怎样才能减少和避免叶片断裂事故？答：按照叶片断裂的性质，叶片断裂可分为长期疲劳损坏、短期疲劳损坏、接触疲劳损坏、应力腐蚀和腐蚀废劳损坏等。防止长期疲劳损坏的主要措施是：消除共振、提高叶片制造质量和安装质量、运行条件。防止短期疲劳损坏的主要方法是设法消除低频共振和防止水击的发生。防止接触疲劳损坏的措施是：消除共振（特别是切向振型），提高气轮机的安装质量，设法增大叶根的接触面积，改善叶轮与叶根接触面的接触状况使叶根齿部在工作状态下尽量保持均匀的接触，避免局部点或区接触应力的集中。防止应力腐蚀损坏的措施主要是改

48、善叶片材料的质量,消除叶片材质的内应力,改善蒸汽的品质；同时要避免叶片产生共振。防止腐蚀疲劳损坏的措施主要是提高叶片材料的耐腐蚀性能，尽量减小交变应力水乎;同时改善蒸汽的品质。第二套1简述金属结晶的过程。答：金属的结晶过程一般包括两个过程，即形核过程和晶核长大过程。形核过程是当温度降到结晶温度时，熔液中开始出现时聚时散的类似晶体结构的小集团，当小集团达到一定临界值时，逐渐稳定，这种最初形成的小晶体被称为晶核。熔液中晶核数目的多少与过冷度、熔液中含高熔点杂质数目等因素有关，把单位时间内单位体积中所产生晶核数用形核速率（简称形核率）来表示。长大过程是晶核逐渐长大的过程，晶核的长大过程具有方向性，一

49、般沿过冷度大的方向生长，这种生长方式类似树枝的生长，被称为树枝状长大，直到液相消耗完毕。2绘出Fe-Fe3C相图，说明相图中的主要点和线的意义，在空白图上填出各相区。铁碳合金下图中各主要线的意义是：1ACD为液相线。当温度高于ACD线时，铁碳合金呈液态状态。2AECF为固相线。若温度低于AECF线时，铁碳合金凝固为固体。3ECF为共晶线。若含碳量在ECF线投影范围（2.11%6.69%）内，铁碳合金在1148时必然发生共晶反映，形成莱氏体。4ES为碳在奥氏体中溶解度变化线，简称Acm。从这根线可以看出，碳在秋耕氏体中的最大溶解度是在1148时，可溶解碳2.11%，布在727时，由于碳在奥氏体中

50、的溶解度会降低，会从奥氏体中析出渗碳体。从固溶体奥氏体中析出的渗碳体称为二次渗碳体（Fe3CII）,以区别从液体中直接结晶的一次渗碳体(Fe3CI)。5GS为奥氏体在冷却过程中析出铁素体起始温度线,简称A3线.6GP为奥氏体在冷却过程中转变为铁素体的终止温度线.7PSK为共析线,简称A1线.合金含碳量在PSK线投影范围（0.02%6.。69%）内时，奥氏体在727时必然发生共析反应，形成珠光体。8PQ为碳在铁素体中溶解度变化线。9简化的铁碳合金下图共有一个液相和三个固相，在相图中分别占有四个单相区，即L，A，F及Fe3C;渗碳体也可作为铁碳相图的一个组元，它的成分是固定不变的，因此在相图上它的

51、相区仅是一条竖直线。相图中有五个相区，即L+A、L+Fe3C、A+F及F+Fe3C它们都被两个单相区从左右两个方向夹在中间,两相区的两平衡相即左右两个单相区的相.相图中的两条水平线是三相平衡线上有三个点,分别与三个单相区以点相连接,当发生三相平衡反应时,三个平衡相的成分即这三个点的成分,说明了温度和三个平衡相的成分是固定的.从相图可以看出，含碳量大于0.008%时任何成分的铁碳合金在室温时都处在F+Fe3C相区内，即合金的相结构都要由这两相组成。但这两个相的相对量不同，相的形态和分布不同，即组织不同，合金的性能会在很大范围之内变化3选材设计一个车床主轴。要求：该主轴受交变弯曲和扭转的复合应力，

52、载荷和转速均不高，冲击载荷也不大，请选材（45钢、T8、20CrMnTi）并设计热处理工序。答：可选择45号钢，调质处理。加工路线为：正火调质。4锅炉、汽轮机高温部件所用钢材在高温下长期运行中发生的组织性质变化主要有哪5种？答：(1)珠光体球化和碳化物聚集。(2)石墨化(仅限于不含铬的珠光体耐热钢)。(3)时效和新相的形成(如不锈钢中相的形成等)。(4)热脆性。(5)合金元素在固溶体和碳化物之间的重新分配5.T12钢加热到770后用图3-42所示的各种方式冷却，分析其所得到组织？（1）M+少量残余A，（2）M+B下+少量残余A，（3）B下6将5mm的T8钢加热至760并保温，后经不同冷却方式得

53、到：P、S、B下、B下M少量残余A、M少量残余A。在C曲线上描写工艺曲线示意图。答：退火（或随炉冷）时获得P，正火（或空冷）时获得S，等温淬火获得B下；等温淬火B下转变未完成，随后淬入水中获得B下M少量残余A，淬火（水冷）获得M少量残余A。图(略)7分析上贝氏体与下贝氏体组织与性能的主要区别。答：上贝氏体组织呈羽毛状，电子显微镜下可以看出上贝氏体是有许多密排在一起的条状铁素体束与沉淀出来的碳化物间隔而成的机械混合物。上贝氏体有一定的硬度，但塑性和韧性很差，这样的组织在生产中应用较少。下贝氏体为黑色针叶状组织，是由针叶状的铁素体和在其片间呈有规律分布的碳化物粒子组成的机械混合物，下贝氏体具有良好的综合机械性能，强度和硬度较高（HRC约4555），塑性和韧性较好。8工程上是按什么原则对耐热钢进行分类的?耐热钢通常分为几类?答：根据小截面正火后的金相组织，耐热钢可以分为珠光体耐热钢、马氏体耐热钢、铁素体耐热钢和奥氏体耐热钢四大类。（1）珠光体耐热钢：珠光体耐热钢中所加入的合金元素主要为铬、钼、钒，而且其总含量一般在5以下，因此，有时也称为低合金耐热钢，这类钢的组织为铁素体和珠光体；若正火时冷却速度较