技术中心科研人员应知应会100题-0701

PAGEPAGE45技术中心科研人员应知应会100题合金钢中的主要合金元素有哪些？哪些是铁素体形成元素，哪些是奥氏体形成元素？合金钢中的主要合金元素有：Si、Mn、Cr、Ni、Mo、V、Ti、Nb、Zr、Al、Cu、Co、N、B、Re等。铁素体形成元素有：Mo、V、W、Ti、Si、Al等；奥氏体形成元素有：Ni、Mn、C、N、Co、Cu等；Cr＞7％时促进铁素体形成，Cr＜7％促进奥氏体形成。合金元素与铁形成无限固溶体的条件是什么？凡溶质原子完全溶于固态溶剂中，并能保持溶剂元素的晶格类型所形成的合金相称为固溶体。根据溶质原子在溶剂中是占结点位置，还是占间隙位置，可将其分为置换固溶体与间隙固溶体；若溶质与溶剂以任何比例都能互溶，固溶度达100％，则称为无限固溶体，否则为有限固溶体。因此，只有置换固溶体有可能成为无限固溶体。只有合金元素与Fe在以下四个方面相近时，才可能形成无限固溶体：(1)晶体结构；(2)原子尺寸；(3)化学亲和力（电负性）；(4)原子价。微量元素在钢中的有益作用主要表现在哪些方面？微量元素在钢中的有益作用有：(1)细化晶粒，提高钢的强度和韧性，如V、Ti、Nb、Re等；(2)形成碳氮化物起弥散强化作用如V、Ti、Nb等；(3)改变夹杂物的形态、大小和分布，如Nb、Re等；(4)少量的Cu、P还可以提高低合金高强度钢的耐大气腐蚀能力。钢在加热转变时，为什么含有强碳化物形成元素的钢奥氏体晶粒不易长大？强碳化物形成元素在钢中与碳形成的碳化物很稳定，熔点很高，一般加热至900～1000℃时完全不溶于奥氏体，以细小弥散的碳化物颗粒形式存在。在钢的加热转变过程中，这种碳化物颗粒阻碍奥氏体长大时晶界的迁移，即阻碍奥氏体晶粒的长大，所以说这类钢奥氏体晶粒不易长大。为什么工具钢淬火加热温度选在奥氏体+碳化物两相区？工具钢在使用时，除要求有较高的硬度外，还要有良好的耐磨性。这种钢在淬火之前往往都需要进行球化退火，使之得到球化组织，所以在奥氏体+碳化物两相区加热时得到奥氏体和粒状渗碳体，而淬火后则为马氏体和粒状渗碳体。由于粒状渗碳体的存在，不但不降低钢的硬度，反而可提高耐磨性；同时又因加热温度很低，奥氏体晶粒很细，淬火后可得到细小的马氏体组织，使钢有较好的机械性能。简述合金元素对钢过冷奥氏体等温分解C曲线的影响规律？共析成分的C曲线最靠右，随着碳含量的增加或减少，C曲线都将左移；除了Co和大于2.5%的Al外，所有合金元素都降低珠光体转变速度，使C曲线右移，常用的合金元素中，按推迟珠光体转变的效果大小排列顺序为Mo、Mn、W、Ni、Si。合金元素的另一个影响是改变珠光体转变的温度范围，致使发生珠光体转变和贝氏体转变的温度范围完全分开。钢中常见的碳化物类型主要有六种，例如M6C就是其中一种，另外还有其它哪五种？哪一种类型碳化物最不稳定？另外五种碳化物为：MC、M2C、M3C、M7C3、M23C6，其中M23C6最不稳定。合金元素加入钢中可形成三种相，固溶体就是其中的一种相，另外还有哪两种相？一般来说哪一种相不参加钢中的组织转变？另外两种是金属间化合物和非金属相，一般非金属间化合物不参与钢中的组织转变。低碳珠光体耐强钢（锅炉蒸汽管道用钢）在使用过程中经常出现哪几个问题而影响使用寿命的？在使用过程中经常出现组织不稳定（石墨化）、氧化和腐蚀等问题而影响使用寿命。我国低合金高强度钢成分特点（或合金化原则）？低合金高强度钢的设计准则中除满足用户的力学性能、焊接性能、抗应力腐蚀开裂性能等指标外，还应注意选取适宜的合金成分，达到如下要求：(1)满足淬透性以保证大截面的性能均匀；(2)可以在300℃以上回火；(3)Ms点不能压得过低，以免淬火裂纹；(4)在满足强度要求下尽可能降低C含量；(5)少用贵重元素以降低成本。工业上钢铁材料常见的腐蚀破坏类型主要有哪几种？工业上钢铁材料常见的腐蚀破坏类型主要有：一般腐蚀；晶间腐蚀；点腐蚀；应力腐蚀断裂；腐蚀疲劳；磨损腐蚀等。15CrMo、W18Cr4V、0Cr18Ni9Ti、GCr15分别是什么钢，钢中Cr元素的主要作用？15CrMo是结构钢、W18Cr4V是高速工具钢、0Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢、GCr15是轴承钢。Cr在15CrMo是提高淬透性和强度；Cr在W18Cr4V中提高淬透性和淬硬性；Cr在0Cr18Ni9Ti中主要是提高耐腐蚀性；Cr在GCr15中主要是提高淬透性和提高马氏体的低温回火稳定性，有效提高钢的耐磨性和强度。15CrMo、W18Cr4V、0Cr18Ni9Ti、GCr15钢在使用状态下的显微组织是什么？15CrMo、W18Cr4V、0Cr18Ni9Ti、GCr15钢在使用状态下的显微组织分别是铁素体+珠光体、回火马氏体+少量碳化物、奥氏体和回火马氏体+粒状碳化物+残余奥氏体。奥氏体耐热钢及合金按强化相不同可分成哪三种类型？固溶强化型、沉淀强化型、金属间化合物强化型。奥氏体不锈钢在使用中常常出现晶间腐蚀破坏，请简述什么是奥氏体不锈钢的晶间腐蚀？奥氏体不锈钢晶间腐蚀是由于在时效过程中，沿晶界析出Cr23C6，引起晶界附近的奥氏体贫铬，使固溶体中铬含量降至钝化所需极限含量以下引起的。如何防止奥氏体不锈钢的晶间腐蚀？防止奥氏体不锈钢晶间腐蚀的恶措施有：固溶处理；降低钢中的碳含量；改变碳化物析出类型；改变晶界上碳化铬析出的数量及分布形态；延长敏化加热时间。钢材的强度随温度变化将发生变化，从合金化角度考虑如何提高钢的热强性？热强钢的合金化方向应该是：(1)固溶体的复合合金化应有效地提高基体原子的结合力并阻碍扩散；(2)加入能强烈形成碳化物的元素，以稳定碳化物相，减少强化固溶体的元素向碳化物相过渡的倾向。合金调质钢与工具钢在化学成分、热处理工艺、使用状态下组织及淬火、回火后的性能上有什么不同？合金调质钢的含碳量大约在0.30~0.45%之间，热处理工艺为淬火+高温回火，使用状态的组织为回火索氏体，淬火、回火后具有较好的综合力学性能（高的强度和耐磨性）。工具钢含碳量在0.6%以上，热处理工艺有两种：一种是淬火+低温回火，另一种是淬火+多次高温回火，使用状态下的组织为回火马氏体+渗碳体。高铬铁素体不锈钢缺点是脆性大，主要有哪几种脆性？高铬铁素体不锈的脆性主要有：高温脆性、475℃脆性、σ相脆性。18Cr2Ni4W是渗碳钢，简述其600~620℃高温回火的作用及组织变化？18Cr2Ni4W渗碳后在600~620℃进行多次回火，可以减少表层的残余奥氏体，高温回火亦有利于改善切削加工性。高温回火使马氏体分解为回火索氏体，同时奥氏体中将析出碳化物因而使残余奥氏体的马氏体点升高，在回火后的冷却过程中残余奥氏体将分解。18Cr2Ni4W在200℃回火后渗碳体的表层组织是什么？18Cr2Ni4W钢在200℃回火后渗碳体表层的组织为回火马氏体+粒状碳化物+残余奥氏体。比较说明过冷度、临界过冷度、动态过冷度的区别？结晶的热力学条件为液固两相自由能差△G<0。根据热力学计算结果，只有当实际结晶温度低于理论结晶温度时，即△T<0，才能使反应的吉布斯自由能△G<0，即结晶需要一定的过冷度△T；金属结晶时，首先需要形核，而形成的晶核半径必须超过临界晶核半径Rk时才能成为稳定晶核。临界晶核半径Rk与过冷度△T成反比。同时，过冷液体中存在的最大相起伏尺寸Rmax与过冷度△T成正比，当Rk=Rmax时，对应的过冷度△Tk即为临界过冷度。当△T>△Tk时，相起伏尺寸均达到或超过了Rk，晶胚能够生成晶核；若△T<△Tk，则最大相起伏尺寸仍小于临界晶核半径Rk，晶胚不能转变为稳定晶核。动态过冷即液态金属结晶时，液-固界面要不断地向液相中移动，因而必须在界面处存在一定过冷，才能在界面处实现从液体向固体的净原子输送。纤维组织及织构是如何形成的？它们的区别是什么？对金属的性能有什么影响？晶体在塑性变形过程中，各晶粒沿变形方向逐渐伸长，变形量越大，晶粒伸长的程度越大，当变形量足够大时，晶粒呈现为一片如纤维状的条纹，即形成了纤维组织。多晶体在塑性变形时，同时伴随着单个晶体的转动，当变形量足够大时，多晶体中原本为随意取向的各个晶粒会逐渐调整各自取向并趋于一致，导致组织中出现择优取向，即形成了织构。二者相同点在于均是由塑性变形导致的，不同点在于：纤维组织是由晶粒的塑性变形形成的，而织构是晶粒的位相转动形成的。织构的产生在实际生产中，通常是有害的，它使多晶体金属出现明显的各向异性，造成不同方向的变形能力的不均匀性，但在某些特殊情况下，织构的各向异性可以得到应用。晶体滑移与孪晶变形的变形机制有什么不同？滑移变形是通过位错在切应力作用下沿滑移面逐步移动而实现的，是一种不均匀切变，只在某些滑移面上进行，各滑移带之间的晶体并未发生滑移，且切变时原子移动的距离是滑移方向上原子间距的整数倍，而孪晶变形是晶体在切应力的作用下，沿一定的结晶面和一定的晶向相对于另一部分晶体作均匀的切变，在切变区域内，与孪晶面平行的各层原子的切变量与其距孪晶面的距离成正比，原子的移动距离是孪生方向原子间距的分数倍。晶体结构与空间点阵有什么区别？空间点阵是晶体中质点排列的几何学抽象，用以描述和分析晶体点阵的周期性和对称性，由于各阵点的周围环境相同，它只可能有14种类型。晶体结构则是指晶体中（包括同类或异类的原子）或分子的具体排列情况，它们能组成各种类型的排列，因此可能存在的晶体结构是无限的。但是各种晶体结构总能按其原子或分子（也可以是彼此等同的原子群或分子群）排列的周期性和对称性归属于14种空间点阵中的一种。间隙固溶体与间隙化合物有什么异同？相同点：(1)都是由原子半径较小的非金属元素占据晶格间隙形成的；(2)成分在一定固溶度范围内变化。不同点：(1)间隙固溶体保持了溶剂的晶体结构，其成分不固定，不能用分子式表达。(2)间隙化合物的晶体结构与组成化合物的任一组元的晶格都不相同，虽然其成分同样是在一定的固溶度范围内变化，但其组元大致都有一定的原子组成比，可以用化学分子式表达，且其晶格类型与化学分子式有一定的对应关系。不平衡共晶和离异共晶有什么区别？不平衡共晶是指成分小于饱和溶解度的合金，由于结晶过程速度过快，固溶体形成枝晶偏析，使平均成分偏离固相线，温度降到固相线时仍有部分液相剩余，当合金冷却到共晶温度时，剩余液相发生共晶，形成共晶组织。其结果使组织中出现本不该出现的共晶组织。离异共晶是指结晶时先共晶数量较多而共晶体数量较少的情况下，有时共晶组织中与先共晶相相同的相会依附先共晶相生长，而将另一相推向最后结晶的晶界处，其结果使本该出现的共晶组织消失。说明一次碳化物、二次碳化物、三次碳化物的异同？从液态铁碳合金中结晶出来的先共晶碳化物称为一次碳化物，其形貌为粗大较规则的板片状；从奥氏体中析出的碳化物称为二次碳化物，其形貌一般沿奥氏体晶界呈网状分布；从铁素体中析出的碳化物称为三次碳化物，其形貌一般沿铁素体晶界呈片状分布。扩散第一定律如何表述？在什么条件上使用？扩散第一定律：扩散过程中，单位时间内通过垂直于扩散方向的单位截面积的扩散物质流量（称为扩散通量J），与浓度梯度dc/dx成正比。扩散第一定律仅适用于稳定态扩散，即在扩散过程中合金各处的浓度及浓度梯度都不随时间改变的情况。交滑移与复滑移有什么相同？有什么不同？交滑移是在两个或两个以上滑移面沿同一滑移方向同时或交替进行的滑移，只有螺型位错才能产生交滑移，其滑移线通常为波纹状；复滑移是两个或两个以上不同滑移系同时或交替进行的滑移，其滑移线或者平行或者相交呈一定角度。金属铸锭的三个区域是如何形成的？金属铸锭共分为表层细晶区、柱状晶区和中心等轴晶区三个区域，其形成过程分别为：(1)表层细晶区：高温液体倒入铸模后，靠近模壁的一薄层液体产生极大过冷，同时模壁可以为非均匀形核提供基底，故在此薄层液体中形成大量晶核，并同时向各个方向生长，由于晶核数目很多，相邻晶核很快相遇，不能继续长大，便在靠近模壁处形成很细的等轴晶粒区。(2)柱状晶区：表层细晶区形成后，金属凝固收缩使晶区与模壁脱离，液态金属的散热困难。在结晶前沿液体中仅有较小过冷度，不足以生成新的晶核，但有利于细晶区内靠近液相的某些小晶粒的继续长大，同时铸模内部液态金属仍处于过热状态，无法另行生核，因此结晶主要靠晶粒的继续长大来进行。内因：晶体的长大速度是各向异性的，一次轴方向长大速度最快，受到散热条件的影响只有那些一次轴平行于散热方向的晶粒长大速度最快，而主轴斜生的晶粒则被挤掉，垂直于模壁方向的散热速度最大，因而晶体沿其相反方向择优生长成柱状晶，由于这些优先生长的晶粒并排向液相中生长，侧面受彼此限制无法侧向生长，只能沿散热方向生长，结果便形成了柱状晶区。(3)中心等轴晶区：铸锭末期，内部残余液相的散热已经失去了方向性，晶核在液体中自由生长，各个方向上的长大速度差不多相等，因此形成了等轴晶区。二元合金三相平衡时为什么温度不变？在平衡条件下，系统的自由度数、组元数、相数之间的关系可以用相律来表达，其数学表达式为F=C-P+2，当系统的压力为常数时，F=C-P+1，其中C为系统组元数，P为平衡条件下系统中的相数，F为自由度数。二元合金三相平衡即C=2，P=3，代入公式即F=2-3+1=0，即系统中可独立变化的因素为零，所以温度不可变化。残余应力分成几种形式？它们分别是什么？金属在塑性变形时，外力所做的功有一小部分保留在金属内部，形成残余应力。残余应力可分为宏观内应力和微观内应力两种。宏观内应力是由于金属各部分不均匀变形引起的。在整个物体范围内处于平衡，平衡一旦遭到破坏即产生变形。微观内应力是由于晶粒或亚晶粒变形不均匀而引起的，在局部范围内可达很大数值，致使工件开裂。面心立方点阵是否可以用体心立方点阵表示？可以。面心立方可以用c/a=1.41的体心立方来表示。细化晶粒对材料的力学性能有何影响？为什么？细化晶粒有什么方法？晶粒大小对金属力学性能有很大影响。常温下，金属晶粒越细小，强度和硬度越高，同时塑性、韧性越好。这是因为：当外力作用于多晶体时，由于各晶粒位向不同，作用于各晶粒上的分切应力就不同，处于有利位向的晶粒，其滑移面上的分切应力将首先达到临界值，应该产生滑移。但由于受到周围不利滑移的晶粒的阻碍而不能立即滑移，要求它的变形必须和周围晶粒相互配合，否则将破坏晶粒间的连续性，导致材料断裂，所以，多晶体的变形较单晶体困难。各晶粒间位向差越小，其阻碍也越大，这种相邻晶粒间的互相制约便使强度提高。又因为多晶体晶界上的原子排列紊乱，聚集着较多的杂质原子，阻碍位错的运动，加之晶界两边晶粒位向不同，其滑移系的空间方位也不同，因而造成晶界处位错塞积，从而提高变形抗力。晶粒越小，晶界面积越大，位错运动的阻力就越大，因此，室温强度就越大。在相同外力作用下，细小晶粒的协同应变的晶粒数量较多，晶粒内部和晶界附近的应变度相差较小，变形较均匀，相对来说，因应力集中导致的开裂的机会较少，即在开裂之前可以承受较大的变形量，塑性得以提高。小晶粒金属中由于晶界的大量存在，裂纹不易产生及扩展，因而在断裂过程中吸收了更多的能量，即表现出较高的韧性。根据凝固理论，金属晶粒度取决于形核率和长大速率的比值，因此，细化晶粒的主要途径有：(1)增加过冷度；(2)加入形核剂；(3)振动和搅拌。什么是弥散强化？用位错理论解释原因？利用合金中弥散存在的第二相质点来提高合金强度的方法称为弥散强化，弥散质点通常为基体金属的氧化物、氮化物或金属间化合物等稳定相。在滑移面上运动着的位错遇到坚硬不变形的第二相粒子时，受到粒子的阻碍将发生弯曲，随着外力的增加，位错线受阻部位的弯曲加剧，直至位错绕过粒子后再次相遇并彼此抵消，最终形成了包围着粒子的位错环而被留下，其余部分位错恢复直线并继续滑移。位错线绕过间距为λ的第二相粒子所需的临界切应力与间距λ成反比。λ越小，强化作用越大。空位扩散和间隙扩散的扩散激活能的物理意义各是什么？有何不同？间隙扩散的扩散激活能的物理意义为溶质原子发生跳动时所需的额外内能。空位扩散的扩散激活能的物理意义为形成空位所需的内能和溶质原子发生跳动时所需的额外内能的总和。空位扩散的激活能较间隙扩散的激活能多出一项空位形成能，因而空位扩散速度比间隙扩散速度小。什么是再结晶？是否属于相变？为什么？在生产中有何意义？冷变形后的金属加热到一定温度后，在原来的变形组织中重新产生了无畸变的新晶粒，而性能也发生了明显的变化，并恢复到完全软化状态，这个过程称为再结晶。再结晶不属于相变。再结晶过程虽然经历了形核与长大过程，但是再结晶前后各晶粒的晶格类型及成份不变，没有新相形成，因此不属于相变。在实际生产中，尤其在冷成型加工过程中，由于成型时产生了加工硬化，给进一步的冷变形造成困难。因此，为了降低硬度，提高塑性有必要进行再结晶退火。位错运动出晶体后产生塑性变形，那么在变形后晶体内位错是增多了，还是减少了？为什么？金属的塑性变形主要是通过位错的滑移运动来实现的，变形后晶体内部的位错数量增加。这是由于晶体内存在大量弥散分布的坚硬质点，相当于位错源，使晶体在变形过程中，位错不断增殖。从热力学角度分析，为什么结晶必需有一定的过冷度？分析金属液相向固相转变的热力学过程得出，单位体积自由能的变化△Gv的表达式可计为：Gv=Lm*（T-Tm）/Tm，其中，Lm为熔化潜热，结晶时其值>0，Tm为理论结晶温度，T为实际结晶温度。可见，只有当（T-Tm）<0，即实际结晶温度小于理论结晶温度时，△Gv<0，反应才能自发进行，即金属结晶时必需存在一定的过冷度。合金结晶需要什么条件？合金结晶需要满足以下条件：热力学条件：液、固两相的自由能差△G<0；动力学条件：存在动态过冷；能量条件：存在能量起伏以补偿增加的表面能；结构条件：形成晶核的基础。为什么密排立方不属于空间点阵？密排立方不能简单地算作一种空间点阵，这是因为：密排立方晶胞之内的原子与晶胞角上的原子具有不同的周围环境。在分析这种晶体结构时，可将每个阵点看作是由一对原子组成，即由晶胞角上的一个原子与相应的晶胞之内的一个原子共同组成，例如：0，0，0点阵可看作是由0，0，0和2/3，1/3，1/2这一对原子组成，在这种情况下，密排立方可归类于简单六方点阵。什么是枝晶偏析？影响因素是什么？怎样消除？固溶体合金不平衡结晶时，先后从液相结晶出的固相成份不同，同时冷却速度较快，不足以使固相中的成分扩散均匀，先结晶部分含高熔点组元较多，后结晶部分含低熔点组元较多，由于固溶体晶体通常成树枝状，使枝干和枝间的化学成分不同，故称之为枝晶偏析。影响枝晶偏析的因素：(1)枝晶偏析大小与分配系数，即液相线和固相线间的水平距离或成分间隔有关。距离越大，偏析越严重。(2)结晶温度即溶质原子的扩散能力。温度越高，溶质原子扩散能力越大，偏析越小。(3)冷却速度。冷速越大，枝晶偏析越严重。工业生产中，采用扩散退火或均匀退火消除枝晶偏析，即将铸件加热到低于固相线100~200℃的温度，进行长时间保温，予以消除。间隙相与间隙固溶体有何区别？间隙相与间隙固溶体有本质的区别。(1)间隙相的晶体结构与组成间隙相的任一组元的晶格都不相同；(2)间隙相属金属化合物，其组元有一定的原子组成比，可用化学分子式表示；(3)间隙相的硬度较间隙固溶体高。比较面心、体心、密排立方结构的塑性？金属或合金最基本的塑性变形方式是滑移，在其他条件相同时，金属晶体中的滑移系越多，则滑移时可供采用的空间位相越多，晶体的塑性越好。面心立方晶体的密排面是{111}，密排晶向<111>，滑移面共四个，每个滑移面上有三个滑移方向，共12个滑移系；体心立方晶体的密排面是{110}，密排晶向<111>，滑移面共六个，每个滑移面上有二个滑移方向，共12个滑移系；密排立方晶体的密排面是（0001），密排方向<1120>，滑移面共四个，每个滑移面上有三个滑移方向，共3个滑移系；因此，面心立方和体心立方的塑性较好，而密排立方塑性较差。金属变形有那几种形式？在什么条件下发生？金属变形主要通过滑移和孪生两种方式进行。滑移是在切应力作用下发生的，当作用在滑移系上的分切应力达到某一临界值时，即发生滑移。与滑移相似，当外力作用在孪生方向的分切应力达到临界值时，开始发生孪生变形。孪生的临界分切应力比滑移大得多，只有在滑移很难进行时才进行孪生变形。什么是固溶强化？其原因是什么？将异类原子（溶质）加入到基体金属（溶剂）中获得固溶体，从而使强度提高的强化方法称固溶强化。其强化机理主要为：溶质原子的溶入使晶格发生畸变，对在滑移面上的位错有阻碍作用，此外，在位错线上的溶质原子对位错有钉扎作用，从而提高变形抗力，起到强化作用。再结晶与纯金属结晶有何不同？纯金属结晶与再结晶的差别在于：纯金属结晶是由液态到固态的转变，而再结晶过程是由固态到固态的转变过程。纯金属结晶有恒定的转变温度，而再结晶随条件不同，可在较宽泛温度范围内变化。纯金属结晶需要一定的过冷度，而再结晶不需要过冷度。简述金属材料的强化方法？说明原因？金属材料的强化方法大体有：加工硬化、细晶强化、弥散强化、固溶强化、聚合型合金强化。加工硬化：经过塑性变形的金属，由于位错的运动及相互作用会在晶体内部形成大量的位错发团等障碍，使位错运动阻力增大，变形抗力增加，提高强度。细晶强化：利用晶体内大量的晶界阻碍位错及裂纹的扩展，提高晶体强度。弥散强化：晶体内弥散分布的坚硬不变形质点会阻碍位错的运动，增加晶体变形抗力，提高强度。固溶强化：溶质原子的存在会导致晶格的畸变，阻碍位错的运动，同时溶质原子也会与位错发生交互作用，钉扎位错，提高强度。聚合型强化：利用组成相的基本强度和相对比例提高金属的整体强度。写出铁碳系相图的包晶反应、共晶反应、共析反应的反应式，并标出反应温度和成分？在1495℃恒温下，成分为Wc=0.53%的液相L与Wc=0.09%的δ铁素体发生包晶反应，形成Wc=0.17%的奥氏体γ，其反应式为：LB+δH＝γJ在1148℃恒温下，成分为Wc=4.3%的液相转变为Wc=2.11%的奥氏体γ和渗碳体组成的混合物，其反应式为：Lc＝γE+Fe3C在727℃恒温下，成分为Wc=0.77%的奥氏体γ转变为Wc=0.0218%的δ铁素体和渗碳体组成的混合物，其反应式为：γs＝αP+Fe3C。说明钢渗碳时为什么在奥氏体状态下进行，而不在铁素体状态下进行？渗碳在奥氏体状态下进行的原因在于：(1)从致密度角度看，虽然铁素体的总间隙量比奥氏体大，但铁素体的单个间隙尺寸远小于奥氏体，C溶解进铁素体比溶入奥氏体困难得多；(2)从溶解度角度看，C在奥氏体中的溶解度远大于铁素体中的溶解度，而且C在奥氏体中的扩散更加容易；(3)从温度角度看，温度越高，扩散系数越大，奥氏体的存在温度高于铁素体，因此，奥氏体渗碳更容易。什么克肯达尔效应（Kirkendalleffect），它对材料的微观结构有什么影响？将两种不同金属焊合在一起，并标定界面，在一定温度下保持足够时间后观察其界面，发现界面发生偏移，从而证实了固态扩散的存在，这就是著名的克肯达尔效应。材料中的各个组员可以通过置换扩散来达到或接近平衡状态。简述层错能和扩展位错之间的关系？由一个全位错分解而成的两个不全位错之间会产生相互排斥，同时在两个不全位错之间存在一堆垛层错，其层错能为γ，层错区在排斥力的作用下有扩大的趋势，而在层错能的作用下有缩减的趋势，当斥力与张力相等时，两个不全位错达到平衡距离Ds，其值与层错能成正比，层错能越大，扩展位错中的两条不全位错的平衡距离越短。什么是滑移线和滑移带，它们是如何在金属表面形成的？晶体的塑性变形是通过位错的滑移实现的，当滑移的晶面逸出晶体表面时，在滑移晶面和晶体表面的相交处即形成一条滑移台阶，一条滑移台阶就是一条滑移线，许多密集在一起的互相平行的滑移线宏观上反映为一个大台阶，即形成滑移带。金属材料的主要物理参数及测试方法有哪些？主要参数有强度（抗拉强度、屈服强度等）、塑性（延伸率、面收缩率）、硬度、韧性。测试方法：强度、塑性由拉伸试验测出；硬度可由布氏硬度或洛氏硬度测出；韧性可由冲击试验测出。什么是Ｃ－曲线？分哪几个区域？各有何特点？将过冷奥氏体所有温度下等温转变的开始点和终了点的时间绘制在温度－时间（对数）坐标图上，就为IT曲线，由于曲线的形状呈字母“C”形，又成为C曲线。过冷奥氏体在A1以下三个温度区间将分别发生不同类型的组织转变：A1至550℃左右的高温区，发生珠光体转变；在550至Ms点的中温区，发生贝氏体转变，在Ms至Mf点低温区发生马氏体转变。珠光体转变动力学特点：(1)是一个形核核长大的过程，转变开始之前有一个孕育期；(2)温度一定时，转变速度随时间延长有一极大值；(3)随转变温度的降低，珠光体转变的孕育期有一极小值，在此温度下，转变最快；(4)合金元素的影响很显著。贝氏体转变特点：(1)也是一个形核核长大的过程；(2)表面会产生浮凸；(3)转变有一个上限温度（Bs），高于该温度不能形成；同时也有一个下限温度（Bf），达到此温度则转变即告终止。(4)转变也具有不完全性，即使冷至Bf温度，贝氏体转变也不能进行完全，随转变温度升高，转变的不完全性愈甚。(5)贝氏体转变时新相与母相奥氏体间存在一定的晶体学取向关系。马氏体转变特点：(1)表面浮凸效应核切变共格性；(2)无扩散性；(3)新相与母相间具有一定的晶体学关系（取向关系和惯习面）；(4)转变的不完全性；(5)转变的可逆性。什么是钢的临界温度？常用的临界温度有哪些？钢在加热和冷却时发生相转变的温度叫临界点或临界温度。常用的临界温度有平衡时A1、A3、Acm，加热时Ac1、Ac3、Accm，冷却时Ar1、Ar3、Arcm.电弧炉炼钢分成几个阶段，各阶段的主要作用？目前电弧炉炼钢主要分熔化期和氧化期2个阶段。熔化期的主要任务是在保证炉体寿命的前提下，以最少的电耗将固体炉料迅速熔化为均匀的液体。在这同时，炉中还伴随着发生一些物化反应，如去除钢液中的大部分磷和其它杂质以及减少或限制钢液的吸气与元素的挥发等。氧化期的主要任务是控制冶炼温度为主，并以调渣、供氧和脱碳为手段，促进熔池激烈沸腾，迅速完成所指定的各项任务。在这同时也为还原精炼创造有利的条件。钢中硫、磷元素的来源？以什么形式存在？有何主要危害？钢中硫、磷主要来源于炼钢原材料如废钢、造渣材料和合金铁。磷在钢中与铁形成磷化铁，磷化铁比碳化铁更稳定而溶解于钢液中，但在固体钢中溶解度极低，以Fe2P或Fe2P等形式析出。危害主要为：(1)磷高的钢易产生冷脆；(2)磷降低钢的冲击韧性，对铬镍钢、铬锰钛钢影响比较明显；(3)磷在钢中偏析严重，仅次于硫。硫在钢液凝固结晶时以低熔点的FeS或Fe－FeS共晶体的形式析出，分布在晶粒周界上。危害主要为：(1)降低钢的塑性；(2)能使钢产生热脆；(3)能降低钢的横向力学性能；(4)在钢中偏析严重；(5)能降低高级优质钢的淬透性。炼钢过程中如何去除硫、磷等有害元素？硫：由于硫是活泼的非金属元素之一，在炼钢温度下，它能够同很多金属和非金属元素化为合，因此钢液脱硫的基本原理是把溶解于钢液中的硫转变为在钢液中不溶解相，并使之进入渣中或经熔渣再向气相溢出。由脱硫公式：(FeS)+(CaO)=(CaS)+(FeO)可知提高渣中CaO的含量，尽量降低渣中SiO2的含量，提高钢液的温度和增大渣量及不断地改善流动性，那么钢液中地硫必然能够得到脱除。磷：磷在钢液中无限溶解，但它的某些化合物如P2O5、3FeO．P2O5、Ca3P2等却溶解很少，并极易上浮到渣中，如果能以稳定状态存在并排除，就可以实现钢液的脱磷。但熔渣中P2O5、3FeO．P2O5在高温下都是不稳定的，为了达到去磷的目的，必须使P2O5、3FeO．P2O5形成更稳定的化合物，常用的是使用CaO。脱磷公式如下：2[P]+5(FeO)→(P2O5)+5[Fe](P2O5)+3(FeO)→(3FeO·P2O5)4(CaO)+(3FeO·P2O5)→(4CaO·P2O5)+(3FeO)因为4CaO·P2O5能够比较稳定地存在于炉渣中，在放渣时被除掉所以为使脱磷反应能够顺利进行，在熔渣中应有足够数量的CaO，以保证有自有CaO参加脱磷反应，但过量的会使熔渣粘度增加，流动性变坏，反而减慢了脱磷反应速度。钢包精炼炉的主要作用有哪些，精炼包中吹氩的主要作用是什么？钢包精炼炉的主要功能有：(1)钢液升温和保温功能；(2)氩气搅拌功能；(3)真空脱气功能。吹氩作用：(1)钢包底部吹氩可使钢包中的钢液产生环流，用控制气体流量的方法控制钢液的搅拌强度，使钢液的成分和温度迅速地趋于均匀；(2)搅拌的钢液增加了钢中非金属夹杂物碰撞长大的机会。上浮的氩气泡不仅能够吸收钢中的气体，促进了氢气和氮的排出，还会粘附悬浮与钢液中的夹杂，把这些粘附的夹杂带至钢液表面被渣层所吸收；(3)扩大渣、金属反应面，加速反应物质的传递过程，提高反应速率；(4)对于开浇温度有比较严格要求的钢种或浇注方法，都可以用吹氩的办法将钢液温度降到规定的要求；(5)将渣的过量热转移给钢水。精炼炉渣流动性差会产生哪些不良后果？(1)钢包初渣流动性差，会影响出钢脱氧、脱硫效果；(2)初渣流动性差会影响出钢增碳效果，导致碳元素控制不稳定；(3)精炼渣的流动性差会引起电弧不稳定，升温速度慢；(4)炉渣反应动力学条件差，导致脱氧，脱硫效果差，成分控制困难；(5)粘稠的炉渣吸附夹杂物的能力差，达不到理想的净化钢液目的；(6)粘稠的炉渣表面容易结壳，导致喂线及合金化困难；(7)钢液浇注结束，钢包底部粘渣使钢包清理困难，影响钢包的正常周转，也影响下一炉钢液的处理效果。真空脱气可以获得哪些冶金效果？(1)脱氢：经真空精炼后的钢液，氢含量一般可以小于1.5×10－6，精炼过程脱氢率可达到60％～90％。(2)脱氮：经真空精炼后的钢液，氮含量一般可在（40～80）×10－6，精炼过程脱氮率可达到20％～35％。(3)脱氧：钢液在进入钢包前用铝强制脱氧，使钢液中溶解的氧急剧下降，一般可由700×10－6下降到50×10－6左右，钢中总氧量下降并不多，氧仍以氧化物夹杂形式存在于钢中，吹氩搅拌促使夹杂物上浮，能达到下降60％夹杂物的效果。经真空精炼处理后钢液含氧量可达到（5～15）×10－6。(4)去除钢中夹杂：钢液在真空中长时间的搅拌，使钢中夹杂有充分聚集，长大，上浮的机会，精炼后，钢中夹杂总量，颗粒的尺寸和夹杂的形态，都得到明显的改善。(5)成分的精确控制：如〔Al〕控制范围为0.009%，其它元素一般可以控制范围为0.01%~0.02%。(6)脱硫：钢包精炼炉可以创造极为优越的脱硫热力学和动力学条件。一般LF脱硫率可达到40%～60%，VD脱硫率可达到20%～50%。为什么说碳是真空下最理想的脱氧剂？在真空下碳氧反应产生的产物是CO气体，不会玷污钢液，而且随着CO气泡在钢液中的上浮，有利于去除钢液中的气体和非金属夹杂物。在常压下碳的脱氧能力不大，但是在真空条件下，CO的分亚降低极大的提高脱氧能力，碳的脱氧能力大大超过硅和铝的脱氧能力。为什么要对钢液进行钙处理？用铝脱氧的钢液中存在的氧化铝夹杂物，熔点很高，在液态钢中呈固态，在连铸过程中很容易在中间包水口处聚集，引起堵塞。钢材中的Al2O3在轧制过程中会被破碎，沿轧制方向连续分布，造成严重的缺陷。如何控制铝脱氧产物，使之在钢液中呈液态，大量上浮，不仅可以消除水口堵塞，保证连铸顺利进行，而且有利于改善钢的纯洁度。向铝脱氧的钢液中喂入SiCa线，就能够改变铝氧化物夹杂物的形态，钙是强脱氧剂，进入钢液后很快成为蒸汽，在上浮过程中与钢中氧作用生成钙的氧化物，CaO与Al2O3结合生成低熔点的钙铝化合物，而且密度小，在钢液中聚集上浮排入炉渣，因而可以改善钢液的浇铸性能和钢的质量。连铸有哪些优越性？(1)节省工序缩短流程；(2)提高金属收得率；(3)降低能量消耗；(4)生产过程机械化和自动化程度高；(5)连铸钢种扩大，产品质量日益提高。合金钢连铸对钢水的基本要求是什么？(1)合适的钢水温度；(2)成分稳定并最大限度降低有害杂质含量；(3)脱氧和控制纯净度。为什么有的钢锭要进行退火处理？钢锭浇完之后后脱模或带模入坑加盖，利用地坑的保温作用，可使钢锭冷却速度减慢，以便钢中奥氏体充分转变为珠光体，而避免空冷时的奥氏体到马氏体转变。有些钢种经入坑冷却后就不致开裂。对于炸裂敏感钢种，尤其是含合金元素较多的马氏体钢，坑冷不能保证奥氏体充分分解，坑冷之后还有较多残余奥氏体，如果此时出坑还会发生马氏体转变造成炸裂。对这些钢种在坑冷之后，还有进退火炉退火，通过退火炉内的加热和保温，使残余奥氏体全部分解，再随炉冷却下来，以避免马氏体转变。炸裂倾向大的钢种还要用红送退火的办法，即高温脱模后立即装入炉温在700℃以上的退火炉进行退火，才能避免炸裂。再结晶退火的转变有几个过程?冷变形金属在加热时会发生回复、再结晶和晶粒长大等过程。什么叫钢锭的表面裂纹、气孔、皮下气泡、翻皮？它们对轧制产品有什么影响？表面裂纹：主要包括横裂纹和纵裂纹。横裂纹经轧制在钢坯上呈现“人”之形或“之”之形裂缝，跨角大者横裂纹轧制时易折断。纵裂纹一般经轧制时能缩小，轻者可消除，但钢锭加热或轧制工艺不、塑性不佳时，会扩大甚至导致钢坯报废。表面气孔：钢锭表面气孔主要是钢锭模潮湿，钢中气体或者是所用涂料产生的气体凝聚在钢锭表面等原因造成的。镇静钢锭常产生表面气孔，气孔深度浅者2～3mm，深者可15～16mm。经过加热、轧制，有的气孔可以消除；有的气孔在钢坯表面形成丛生状的细小裂纹（又名针孔），其深度减小。皮下气泡：在钢坯的表皮附近出现的气泡称为皮下气泡。其危害为造成钢坯表面裂纹，严重者会造成大量结疤。皮下气泡对轧制产品的影响与延伸系数有关。当轧制变形量不大时，暴露在表面的气泡呈海绵状；当轧制变形量很大时，缺陷得到延伸，在钢坯表面呈聚集状气泡裂纹。翻皮：钢锭表面或皮下大致呈水平方向的氧化物夹杂称为翻皮。危害为可造成钢坯表面结疤和拉裂，陷入较深的翻皮会导致钢坯、钢材报废。感应加热的原理，感应炉冶炼中电磁搅拌的作用？感应加热工作原理：类似于没有铁芯的变压器。感应圈相当于变压器的原线圈，坩埚中的炉料相当于副线圈，但这个副线圈只有一匝，且是闭合的。当感应圈接通交流电源时，在感应圈中间产生交变磁场，交变磁场切割坩埚中的金属炉料，因而在金属炉料中产生感应电势。由于金属炉料本身形成一闭合磁路，所以在炉料中产生了感应电流，感应电流通过炉料时产生焦耳作为热源，而将炉料加热和熔化。电磁搅拌作用：(1)均匀钢液的温度，感应炉内钢液温度的分布是不均匀的，且坩埚深度和直径比较大，电磁搅拌可以加快钢液的温度均匀；(2)均匀钢液的化学成分；(3)加速补加合金料的熔化；(4)改善冶金反应的动力学条件，增加渣钢相界面处发生的冶金反应的反应速度；(5)使运动的钢液冲刷炉衬材料，影响坩埚的寿命；(6)“驼峰”现象使钢液面暴露，增加大气对钢液的污染，影响钢液的精炼效果。真空自耗炉重熔的原理？利用自耗电极与金属熔池间形成的真空电离弧对自耗电极加热，使之熔化后形成金属熔滴从电极滴落到水冷结晶器中形成熔池，在水冷结晶器的强制冷却下凝固成钢锭。在整个过程通过与气压有关的反应，脱除合金液中溶解的气体，使蒸汽压较高的有害痕量元素减到最低，对于非金属夹杂物而言，不稳定的氧化物或氮化物被热分解或被合金中存在的碳所还原，并通过气相去除，而部分稳定但比重轻的夹杂物，在重熔过程中主要是通过上浮并被弧光推动到结晶器壁上来实现去除的。真空电弧重熔的主要优点：(1)去除溶解气体，如氮和氢；(2)促进有害元素（蒸汽压高）的去除；(3)减少氧化物夹杂；(4)实现重熔锭底部至顶端的定向凝固，以避免宏观偏析同时使微观偏析减至最少。电渣重熔的基本原理？原理为强大的电流在熔渣中放出电阻热，渣池达到1700～1800℃的高温过热状态，使进入渣池内的自耗电极熔化、细小的金属熔滴与高温渣相发生一系列物理化学反应后，滴落于金属熔池内，由于四周水冷结晶器的强制冷却，钢液逐渐凝固成型。电渣重熔过程中炉渣的作用？电渣渣系的选择要求？炉渣起着发生电阻热的作用，同时有提纯、净化、精炼金属的功能。炉渣对电渣重熔过程的稳定性、电渣钢的质量、技术经济指标以及消耗和成本都是至关重要的。因此，在渣系的选择上有很多具体要求。(1)熔渣应有适当低的熔点一般要求渣的熔点比精炼金属的熔点低100～200℃，对于电渣钢生产而言，渣的熔点在1350～1450℃左右。熔点较低的熔渣流动性好，易于去除非金属夹杂，获得较薄的渣皮和光洁的电渣锭表面。熔点较高的熔渣比较粘稠，渣的导热性及电渣锭的表面质量相对较差，但冶炼电耗相对较低。(2)熔渣必须具有能够产生足够热量的比电阻（电阻率）所选择的渣系必须具有足够的比电阻，这样所产生的热量不仅可以熔化金属，并能满足冶金反应的需要。一般熔渣的电阻率选择在0.2～0.8Ω·cm（欧姆·厘米）的范围内。比如通过查表得知，在1650℃以下AHΦ－6渣的电阻率为0.57Ω·cm;60%CaF2:20%Al2O3：20%CaO和70%CaF2:25%Al2O3：5%CaO的渣系的电阻率为均为5Ω·cm。65%CaF2:30%Al2O3：5％TiO2渣的电阻率为0.70Ω·cm。一般电导率高的渣系，渣阻和电阻率低。使用电导率高的渣系，熔化速率低，冶炼时间长，冶炼电耗相对较高。(3)熔渣应具有良好的流动性熔渣的粘度关系到渣的流动性及去除夹杂及气体的能力。粘度小的熔渣，渣的流动性好，熔渣与金属的反应速度增加，有利于夹杂物的去除及金属凝固时析出的气体的逸出，可减少夹渣的可能性，电渣锭的表面质量好。另外，粘度与渣温有关我们把粘度不随渣温而发生显著变化的渣称之为“长渣”。把渣温降低到一定范围粘度急剧增大的渣称之为“短渣”。采用“长渣”可获得良好的钢锭表面。粘度的单位用“泊”来表示（P＝g/cm．sec或泊＝克／厘米．秒）。电渣钢生产过程中所用的炉渣，温度在1550～1650℃的范围时，粘度在0.5泊以下。提高输入功率，渣温升高可以降低渣的粘度，改善电渣锭的表面质量。(4)渣中不稳定氧化物要少熔渣中类似FeO、SiO2、MnO等不稳定的变价氧化物应当尽可能少，否则容易引起钢中易氧化元素的烧损。比如萤石中SiO2含量高可引起钢中锰和钛的烧损。其反应式为2〔Mn〕+(SiO2)→2(MnO)+〔Si〕（2～1）〔Ti〕+(SiO2)＝(TiO2)+〔Si〕 (2～2)(5)炉渣应具有一定的经济性和环保性为了降低生产成本，在炉渣的选用上应尽量避免选取价格过高的材料。在渣系的选择上，在质量允许的情况下，从节电和环保的角度应当尽可能考虑选用低氟节电的渣系。多年来，国外一些厂家从资源和环保方面考虑研究出很多无氟或低氟渣系。此类渣系的主要缺点是，其组元铝氧粉和石灰的熔点都很高，因此引燃比较困难。(6)熔渣的成分尽可能接近低共熔点在电渣重熔过程中，熔渣的成分接近低共熔点，可使熔渣的化学成分始终保持稳定，有利于保持工艺的再现性。目前，东特集团三个生产基地使用的渣系都符合上述要求。常用的渣系有：二元渣系：CaF2：Al2O3三元渣系：CaF2：Al2O3：CaO；CaF2：Al2O3：MgO四元渣系：CaF2：Al2O3：CaO：MgO；CaF2：Al2O3：CaO：TiO2；CaF2：Al2O3：CaO：SiO2。五元渣系：CaF2：Al2O3：CaO：MgO：SiO2有些渣系的选择是根据重熔钢种的特性来确定的，这里说的钢种特性主要是指重熔钢种的技术条件中需要格外重视并应采取相应技术措施的款项。比如重熔要求硫含量低的钢种应当选择含石灰的渣系，重熔含硫高的易切削钢应当选用含SiO2的酸性渣。重熔含钛不锈钢1Cr18Ni9Ti等钢种时应当选择提纯萤石和含TiO2的渣系，重熔对氢敏感的钢种尽可能使用贫石灰或不含有石灰的渣系等等。金属加热过程的传热方式主要有哪些？主要有三种方式：传导、对流、辐射。控制轧制有什么优点？(1)提高热轧钢材的综合性能；(2)简化生产工艺过程，采用轧后控制一定工艺参数可以取代常化等热处理；(3)降低钢材生产成本，即采用少的能源和加入微量合金元素，即可得到与热处理钢材具有同样性能的控制轧制钢材，简化了工艺降低了成本。控制轧制有几种方式？根据奥氏体发生塑性变形条件一般可分为以下三种类型：(1)再结晶控制轧制，即将钢加热到奥氏体温度后进行金属的塑性变形，在轧制过程中所发生的动态和静态再结晶，完成其再结晶过程。(2)非结晶型控制轧制，将钢加热到奥氏体温度后，在奥氏体化的再结晶温度以下所发生的塑性变形，变形后不再发生再结晶。(3)两相区控制轧制，将钢加热到奥氏体温度后，通过一定的变形，然后冷却到奥氏体加铁素体两相区再继续进行塑性变形，并且在Ar1温度以上结束轧制的方法。什么叫控制冷却？控制冷却的原理是什么？控制冷却是通过控制热轧过程中和轧后钢材的冷却速度，达到改善钢材的组织状态，提高钢材性能，缩短钢材的冷却时间，提高轧机生产能力的冷却工艺。轧后控制冷却还可以防止钢材在冷却过程中由于不均匀收缩，使钢材扭曲或弯曲。钢材采用完全再结晶型的高温控轧，高温终轧后的慢冷或空冷则使变形后奥氏体晶粒在再结晶完成之后的冷却过程中长大，这使相变后钢材的奥氏体组织粗大。对低、中碳钢、低合金钢和微合金化钢，由于热形变的影响，促使钢的变形奥氏体向铁素体转变温度Ar3点升高，也就是说，铁素体在较高的温度提前析出。高温下形成的铁素体晶粒容易长大，冷却后常温得到粗大的铁素体组织。另外，奥氏体晶粒粗大及Ar1温度的升高，会使珠光体尺寸粗大，片层间距加厚。这种组织的力学性能较差。如果变形奥氏体终轧是在部分再结晶区，轧后空冷容易引起奥氏体晶粒严重不均。相变后的室温组织，也形成粗细不等的混晶组织。如果终轧处于未再结晶区温度，由于形变诱导相变的作用，使奥氏体向铁素体转变温度升高，则轧后很快相变析出铁素体，慢冷时铁素体晶粒长大，因而降低了钢材的强韧性能。因此，热轧或控轧后必须配合控制冷却工艺，加快热轧后钢材的冷却速度，防止奥氏体晶粒长大；降低奥氏体向铁素体和珠光体转变的相变温度，防止铁素体晶粒长大；细化珠光体组织，才能收到钢的强韧化效果。这就是控制轧制必须与控制冷却相结合的原因，也是热轧后必须进行控制冷却的主要原因之一。控制冷却有哪几种方式？控制冷却的主要目的是改善钢材的组织状态，提高钢材的性能。控制冷却已在钢板、钢管、型钢线材生产中得到广泛应用，其工艺方法很多，主要的有以下几种：(1)轧后余热淬火，如厚钢板的轧后余热淬火、钢筋的轧后余热淬火、钢轨的轧后余热淬火和石油管的轧后余热淬火等，就是使钢材的表层或整个断面淬火，得到马氏体组织，然后利用回火处理或余热自回火得到良好的金相组织，达到改善性能的目的。(2)轧后的快速冷却，如轴承钢的轧后快冷、板带的层流冷却或水幕冷却、线材的二次冷却等，其作用是将轧材从终轧温度快速冷却到一定的中间温度，如铁素体转变温度稍下或珠光体转变温度，阻止铁素体、珠光体在高温形成和晶粒变粗大，最后获得细小的室温金相组织，改善钢材的力学性能。(3)中间控制冷却，如板带轧机的机架间冷却，线棒材生产的终轧前的加速冷却，是为了获得准确的终轧温度，结合控制轧制改善钢材的组织和性能。(4)轧后余热正火，如锅炉管的余热正火，是控制冷却的应用，旨在改善锅炉管的持久性能。控制冷却的种类较多，而且同一种控制冷却，其开冷温度、终冷温度、冷却速度等也会因生产工艺和钢种的不同而有较大的差异。钢材热处理工艺的制定原则？确定热处理工艺类型应考虑以下几点：(1)钢的化学成分和原始组织；(2)钢的临界点；(3)标准要求；(4)订货要求；(5)设备条件。常用钢材热处理工艺分哪几种类型？它们的主要作用是什么？常用钢铁热处理工艺分哪几种类型：可分为退火、正火、淬火、回火、化学热处理等五大类，这些工艺要点分述如下：(1)退火：再结晶退火：钢经过某种加工之后（冷作硬化）使晶粒破坏，晶粒歪扭，出现高硬度低塑性的加工硬化现象。为了消除硬化现象而提高塑性，以便继续进行加工（轧制或冲压）常常把钢加热到临界温度以下的一定温度，保温一段时间后随炉缓慢冷却，使钢的组织处于稳定状态。重结晶退火：将钢加热到临界温度以上，使其组织发生变化（重结晶）保温一段时间后随炉缓慢冷却，从而使钢的组织重新回复到十分稳定的原始组织状态。(2)正火：将钢加热到临界温度以上（亚共析钢为AC3＋（30～50℃），过共析钢为ACm＋（30～50℃）），保温一段时间后在空气中冷却，使其组织重新结晶细化，并消出一些热处理缺陷（如网状渗碳体等）。(3)淬火：将钢加热到临界温度以上，保温一段时间后快速冷却至室温，从而获得予期的组织（如马式体）。亚共析钢通常加热到AC3＋（30～50℃）；过共析钢加热到AC1＋（30～50℃）。(4)回火：将淬火后的钢加热至AC1以下某一温度，保温一段时间后冷却，使其组织转变为较为稳定的组织，使其性能达到标准规定指标要求。回火通常分为低温、中温和高温回火，低温回火温度为150～300℃；中温回火温度为350～450℃；高温回火温度为500～(5)化学热处理：将试样或工件置于一定的化学介质中（如碳、氮或金属等），加热到一定温度，保温一段时间，使试样或工件表面层渗入某种元素，从而改变其表面层的化学成分和各种性能，以达到某种特殊目的。什么是无损检测？无损检测的主要方法有哪些？无损检测是现代物理检验的重要方法之一，其特点是对各种材料逐个全面地进行非破坏性的检验，从而测知材料的某些物理性质（如温度、压力、应力、组织、机械性能、宏观缺陷等）。主要方法有：(1)超声波检验法：简称UT，适用于固体材料内部缺陷的检测；(2)射线检测：简称RT，适用于焊缝和铸件内部体积状缺陷；(3)涡流检测：简称ET，适用于导电材料表面及今表面缺陷的检测；(4)磁粉检测：简称MT，适用于铁磁材料表面及表面缺陷的检测；(5)渗透检测：简称PT，适用于非孔型材料表面开口缺陷的检测。超声波探伤的原理及探头的工作原理？超声波无损探伤的基本原理是利用探头产生高频震荡波（通常频率为2MHz以上，已经超出人耳能够听闻的范围，称为超声波），超声波通过涂在钢材表面的耦合剂进入钢材内部传播，在遇到缺陷（如内部裂纹、疏松、缩孔等）时，声波发生反射，并被探头接收。探头接收到的反射波（称为伤波）在探伤仪的屏幕上直观反映为一个不规则回波。根据回波的大小、形态可认定缺陷的性质、大小及位置。超声波探头中的压电晶片具有压电效应，到高频电脉冲激励压电晶片时，发生逆压电效应，将电能转化为声能（机械能），探头发射超声波。但探头接收超声波时，发生正压电效应，将声能转化为电能。这样超声波探头实现了电能和声能的转换，因此也把探头成为换能器。超声波检验的质量等级？经常采用的标准是GB/T4162-91《锻轧钢棒超声波检验方法》和GB/T6402-91《钢锻件超声波检验方法》。在用户有要求时，可以根据钢材的规格、种类、牌号等按以上两个标准规定探伤级别。探伤级别越高，其采用试块的平底孔也就越小，对钢材内部质量要求也就越高。通常执行GB/T4162中B级或GB/T6402中的2级、3级。另外，我们在出口材生产中经常采用的还有SEP1921-84《直径（边长）100mm以上锻材的超声检验方法》，验收级别用检验组别+合格级别表示，例如3组C/c级。其中：(1)检验组别=1\*ROMANI组：直探头检验，在一个或几个最大50mm宽的母线总长度方向的外表面上进行检验（圆在端面上），一般来说声束应该覆盖锻件的核心区域。棒：轴向一个检验路径饼：端面和表面各一个检验路径管、环：轴向4个检测路径=2\*ROMANII组：直探头检验，在两个或几个最大50mm宽的母线长度或弧线上进行（端面作圆轨迹）。声束应该覆盖核心区域和锻件大部分的体积。棒：轴向上互成90º的两个检验路径饼：端面或表面200mm间距，2个或几个检验路径管、环：轴向4个或几个检测路径=3\*ROMANIII组：直探头在两个互相垂直的方向上扫查,同时可用不同类型的探头尽可能地检测锻件的表面,以发现不同类型的缺陷。棒：轴向上至少一半的弧面；端面检测双方协商饼：整个端面和最小半个弧面的圆周管、环：整个外表面和一个端面=4\*ROMANIV组：合同中应规定检验的总体积、检验范围和检验使用的探头类型。(2)合格级别A、允许极限值的大小分级可靠性限制尺寸级别单个缺陷，mm长条缺陷，mm最大面积，mm2A141080B10760C7540D5330E3230B、数量级别数量级别单个缺陷多个缺陷a3216b168c84d42e21以上例3组C/c级为例，具体指的是按3组规定进行扫查，合格级别是C/c（单个小于∮7mm平底孔缺陷不得超过8个，小于∮5mm平底孔长条缺陷不得多于4条）。另一个经常采用的探伤标准是ASTMA388《重型钢锻件超声波检测》，这个标准是一个检验方法标准并未规定具体的合格级别，因而在签订技术协议时，必须单独给出合格级别。我国高温合金的分类原则？我国的高温合金分类按照合金基体分为铁基、镍基、钴基合金；按照强化方式分为固溶强化和时效沉淀强化；按照加工方式分为变形、铸造和粉末三类；标定用途的焊接高温合金。采用汉语拼音字母符号“GH”作变形高温合金牌号的前缀（“G”和“H”分别为“高”和“合”字汉语拼音的第一个字母），后接阿拉伯数字，表示变形高温合金的分类。每个变形高温合金牌号的首位数字是表示其基体分类，铁基变形高温合金牌号首位数字均是“1”或“2”，镍基变形高温合金牌号首位数字均是“3”或“4”，钴基变形高温合金牌号首位数字均是“5”或“6”。合金牌号首位数字是单数，表示该类合金为固溶强化合金；合金牌号首位数字是双数，表示该类合金为时效沉淀强化合金。同时还有粉末高温合金代号为“FGH”、铸造高温合金代号为“K”和焊接高温合金“HGH”。高温合金的主要强化机制？变形高温合金的主要强化机制分别是固溶强化和时效沉淀强化两种。另外还有形变强化、细晶强化和晶界强化等方式。高温合金常见的析出项有哪些？哪些是强化相？哪些是有害相？高温合金中通常出现的析出相有γ"、γ′、β、碳化物、δ、η、Laves、σ、μ、χ相等。有益相：γ′相、碳化物（MC、M6C、M23C6）、γ"、ε“、δ、η相等；有害相：Laves相、σ、μ、χ相等。简述高温合金热稳定性及抗氧化性原理？高温合金的抗氧化对于大多数高温合金来说主要依靠在表面形成致密的Cr2O3薄膜，其在中温条件下（300～900℃）为熔点高达2400℃的稳定氧化物，可以有效的降低氧的扩散通过率，具有优良的抗氧化性能，但在高于1000℃时会转变成易挥发的CrO3，破坏抗氧化效果；但部分高Al合金则可以通过形成Al2O高温合金变形特点是什么？高温合金的热加工特点有以下几个：(1)导热系数低，钢锭、钢坯均热速度慢；(2)加热温度上限低，再结晶温度高，可变形温度范围窄；(3)材料的变形抗力大；(4)在整个热加工过程中不发生相变；简述高温合金锻造工艺制定原则？高温合金的锻造工艺主要是针对高温合金钢锭的加热和变形，不但要使合金钢锭有较好的热加工塑性，还要获得良好的组织和性能。高温合金的锻造工艺的制定原则主要有以下几个方面：(1)加热温度必须低于合金中低熔点相的熔化温度；(2)加热升温速度根据合金化程度可以进行微量调整，但一般要求在低于1000℃时升温速度小于50℃/小时，1000℃以上时升温速度小于(3)变形量和变形速率根据合金化程度进行调整；(4)变形温度需要根据合金的最大塑性温度范围和最终组织与性能要求确定；(5)终锻温度需要高于再结晶温度，以避免造成不完全热加工现象和内部裂纹。钢铁行业常用的标准有哪几类？钢铁行业常用的标准有按对象、内容和使用范围不同可基础标准、产品标准、方法标准、包装标准等四类。常用的、有代表性的国际及国外标准化组织有哪些？其基本情况是怎样的？ISO—国际标准化组织，1946年成立，其发布的标准代号为ISO。CEN—欧洲标准化委员会，1961年成立，其发布的标准代号为EN。DIN—德国标准化学会，其发布的标准代号为DIN。JISC—日本工业标准委员会，其发布的标准代号为JIS。SAE—美国汽车工程师协会，其材料编号方法（例如SAE4140或4140）被广泛使用。其发布的美国航空材料规范标准代号为AMS。AISI—美国钢铁学会。这个学会并不是标准的起草单位，但其材料编号方法（例如AISI4140或4140）在世界范围内同样被广泛使用。ASTM—美国材料与试验学会，1898年成立，是美国国家标准的制定和发布单位，其发布的标准代号为ASTM。SAE和AISI的材料编号方法基本是一致的，只有个别的有区别，例如上面提到的SAE4140和AISI4140就是同一种材料。ASTM也基本上采用的SAE的编号方法。日常工作中经常使用的国际及国外标准有哪些？在日常工作中经常采用的国际及国外标准有：ASTMA29/A29M-1993：《热加工和冷加工碳素钢和合金钢棒材的一般要求》；JISG4051-1979：《机械结构用碳素钢钢材》；DIN17212-1972：《火焰淬火和感应淬火钢交货技术条件》；EN10083-1991：《淬火和回火钢》；ASTMA295-1994：《耐磨高碳轴承钢》；DIN17230-1980：《滚动轴承钢交货技术条件》；JISG4311-1991：《耐热钢棒》；ASTMA484M-1998：《不锈钢和耐热钢棒材、钢坯和锻件的一般要求》；ASTMA681-1994：《合金工具钢》；DIN17350-1980：《工具钢交货技术条件》；ISO4957-1999：《工具钢》；JISG4404-2000：《合金工具钢钢材》等。我国钢分类的标准是什么？GB/T13304-1991：《钢分类》。其中规定了：第一部分：钢按化学成分分类方法（包括非合金钢、低合金钢、合金钢划分原则）第二部分：钢按主要质量等级和主要性能及使用特性分类中国、德国、美国、日本、英国等5个国家的钢铁牌号是如何表示的，举例说明？(1)中国钢铁牌号表示方法：中国所有钢铁牌号采用的是汉语拼音之母＋化学元素符号＋数字的表示方法。①优质碳素结构钢、碳素弹簧钢：如50Mn表示平均碳含量为0.50%的含锰优质碳素结构钢。②碳素工具钢：如T8表示平均碳含量为0.8%的碳素工具钢，“T”是碳素工具钢“碳”的汉语拼音第一个字母。③易切削结构钢（为改善切削性能，加入S、Ca、Pb等元素）：如Y40Mn表示平均碳含量为0.40%的含锰易切削结构钢。“Y”是易切削结构钢钢“易”的汉语拼音第一个字母。④低合金高强度钢（其合金元素含量低于合金结构钢，但具有较高的力学性能）：如Q345A表示屈服强度为345MPa的低合金高强度钢，其质量等级为A级。质量等级为A~E共5级。⑤合金结构钢、合金弹簧钢：如25Cr2Mo1V表示平均碳含量0.25%、平均铬含量1.75%（平均含量1.50%～2.49%，表示为2，其它以此类推）、平均钼含量1.00%、平均钒含量0.23%（不足1.5%，不写出数字）的合金结构钢。⑤保证淬透性结构钢：表示方法和优质碳素结构钢和合金结构钢相同，但牌号后加“H”。⑥合金工具钢、高速工具钢：如W6Mo5Cr4V2（高速工具钢）平均碳含量超过1%，不表示出来，其它表示规则同合金结构钢。⑦轴承钢：如GCr15表示平均铬含量为1.50%的高碳铬轴承钢，牌号前缀为“G”；G20CrMo牌号前缀为“G”，其它表示规则同合金结构钢。⑧不锈钢和耐热钢：牌号前面的“1”表示平均碳含量为0.10%、“2”表示平均碳含量为0.20%，其它类推；牌号前面的“0”表示碳含量上限不大于0.08%，“00”表示平均碳含量不大于0.03%。其它表示规则同合金结构钢。典型牌号有1Cr13、2Cr13、1Cr18Ni9Ti、0Cr19Ni9、00Cr18Ni10N。⑨高温合金：牌号前缀为“GH”，前缀后面加4位数字，代表不同的成分和热处理要求。⑩其它类型：LZ—铁路车辆用车轴钢；JZ—铁路机车用车轴钢；前缀“ML”—表示冷镦钢和铆螺钢；前缀“NS”加3位数字—表示耐蚀合金；前缀“1J～6J”加2位数字—表示不同类型的精密合金。(2)美国钢铁牌号表示方法：××××—4位数字，表示合金结构钢或碳素结构钢，范围从10××至98××。例如：4140、1140。后面加“H”表示保证淬透性。×××—3位数字，表示不锈钢或耐热钢，范围为3××至5××。例如：304、316.M×(×)或T×(×)—前缀“M”或“T”加1位或2位数字，表示高速工具钢，例如M42、T2。H××—前缀“H”加2位数字，表示热作工具钢，例如H13。A×—前缀“A”加1位数字，表示空冷硬化冷作工具钢，例如A8。D×—前缀“D”加1位数字，表示高碳高铬冷作工具钢，例如D2。O×—前缀“O”加1位数字，表示油淬冷作工具钢，例如O1。S×—前缀“S”加1位数字，表示耐冲击工具钢，例如S5。P×(×)—前缀“P”加1位数字2位数字，表示低碳型工具钢，例如P20。(3)日本钢铁牌号表示方法：分类名称符号备注工具钢碳素工具钢SKS:Steel(钢)；K:(工具)中空钢SKCS:Steel(钢)；K:(工具)；C:Chisel(凿子)合金工具钢SKSS:Steel(钢)；K:(工具)；S:Special(特殊)SKDS:Steel(钢)；K:(工具)；D:(模具)SKTS:Steel(钢)；K:(工具)；T:(锻造)高速工具钢SKHS:Steel(钢)；K:(工具)；H:HighSpeed(高速)易切钢含硫易切钢SUMS:Steel(钢)；U:Use(用途)；M:Machinerbility(切削性)轴承钢高碳铬轴承钢SUJS:Steel(钢)；U:Use(用途)；J:(轴承)弹簧钢弹簧钢SUPS:Steel(钢)；U:Use(用途)；P:Spring(弹簧)不锈钢不锈钢棒SUS-BS:Steel(钢)；U:Use(用途)；S:Stainless(不锈钢)；B:Bar(棒)冷加工不锈钢棒SUS-CBS:Steel(钢)；U:Use(用途)；S:Stainless(不锈钢)；B:Bar(棒)；C:Cold(冷)热轧不锈钢板SUS-HPS:Steel(钢)；U:Use(用途)；S:Stainless(不锈钢)；结构钢碳素钢S××CS:Steel(钢)；××:(碳含量)；C:Carbon(碳)，铬钼铝钢SACMS:Steel(钢)；A:Aluminum(铝)；Chromium(铬)；M:Molybdenum(钼)铬钼钢SCMS:Steel(钢)；C:Chromium(铬)；铬钢SCrM:Molybdenum(钼)；S:Steel(钢)；C:Chromium(铬)镍铬钢SNCS:Steel(钢)；N:Nickel(镍)；C:Chromium(铬)镍铬钼钢SNCMS:Steel(钢)；N:Nickel(镍)；C:Chromium(铬)；M:Molybdenum(钼)锰钢SMnS:Steel(钢)；Mn:Manganese(锰)锰铬钢SMnCS:Steel(钢)；Mn:Manganese(锰)；Chromium(铬)注：①需要指出的是上表中的的不锈钢牌号命名方法是和产品的形状结合的表示方法，但实际情况是用户要求订货或咨询时，经常以SUS形式出现，例如SUS304、SUS316，而不带后面的产品形状的代号（B、CB、HP）。②日本的不锈钢牌号的后3位数字和美国的不锈钢牌号是有对应关系的，例如SUS304和304就是一个牌号，成分上只有很小的差别。③日本的结构钢牌号后面有时也加“H”，其含义和中国、美国结构钢牌号后面的“H”含义是一样的，表示保证淬透性。(4)英国钢铁牌号表示方法：英国钢铁牌号平时工作中接触的较少，而且其编号方法规律性不强，这里只简要介绍不锈钢和结构钢表示方法。牌号编制方法：3位数字＋大写字母＋2位数字第1位数字：表示类别号，具体为：0—普通含锰量碳素钢、1—较高含锰量碳素钢、2—易切削碳素钢、3—奥氏体不锈钢、4—马氏体和铁素体不锈钢、5~9—和合金钢，包括合金结构钢、弹簧钢、轴承钢。第2、3位数字：表示化学成分组别（分类十分细且规律性不强）。字母：表示供货条件，A—保证化学成分、M—保证机械性能、H—保证淬透性、M—表示不锈钢第5、6位数字：表示含碳量万分之几数值。牌号举例：040A10、075H40、120M36、216M28、722M24、304S12(5)德国钢铁牌号表示方法：德国的钢铁牌号的表示方法是所有国家中最为复杂的，它采用数字代号和字母＋数字体系两种表示方法，例如1.2379、W-Nr.1.2379和X155CrMoV12-1表示的是同一个牌号，对应我国的牌号是Cr12Mo1V1（冷作高合金工具钢）。其中1.2379和W-Nr.1.2379采用的是数字代号的表示方法，而X155CrMoV12-1采用的是字母＋数字体系的表示方法。“W-Nr.”是德语“数字代号”缩写，有时在牌号中出现，有时则不出现。数字代号体系的牌号表示方法较为常用，下面就常用分类加以简单介绍。编号方法：×.××××共5位数字，用小数点隔开。①小数点前面的1位数字，1代表钢和铸钢。②小数点后2、3位数字表示钢组。③小数点后4、5位数字为顺序号。常用的牌号分类如下表：数字范围钢组数字范围钢组1.11××～1.12××碳素结构钢1.32××～1.33××高速工具钢1.15××～1.18××碳素工具钢1.40××～1.45××不锈钢1.20××～1.28××合金工具钢1.47××～1.48××耐热钢不锈钢、耐热钢产品理化检验项目的定义、作用及检验、试验方法有哪些？不锈钢、耐热钢目前执行的国家标准主要有：GB/T1220-1992《不锈钢棒》、GB/T1221-1992《耐热钢棒》、GB/T4226-1984《不锈钢冷加工钢棒》、GB/T8732-2004《汽轮机叶片用钢》等四个标准。主要的检验项目有：不锈钢：常温试样力学性能（包括试样布氏硬度或洛氏硬度）、耐腐蚀性能（晶间腐蚀试验）、低倍组织、热顶锻。耐热钢：常温试样力学性能（包括试样布氏硬度或洛氏硬度）、低倍组织、热顶锻。（对于GB/T8732-2004条件还增加了发纹、非金属夹杂物及δ-铁素体等检验）其中： (1)常温力学性能是指常温下（+20℃拉伸试验可获得强度指标和塑性指标，是对设计、使用及材料的研究都有重要价值的基础数据。拉伸试验通常检验项目有屈服强度、抗拉强度、伸长率、面缩率。采用的标准是GB/T228-2002《金属拉伸试验方法》，通常采用标距为5倍工作直径或10倍工作直径的拉伸试样。冲击试验是一种动态的力学试验，它是把一定形状的试样用摆锤以一定的速度将其打断，打断试样所需要的能量，即为冲击功。采用的标准是GB/T229-1994《金属夏比缺口冲击试验方法》，通常测定的是2mmU型缺口的金属夏比冲击功。(2)硬度试验指的是金属抵抗其它比较坚硬而不会发生永久变形的物体对他压入的性能。常用的有布氏硬度试验、洛氏硬度试验两种。布氏硬度试验属于压入硬度试验法，它的测量进精度高、重复性好，是应用最为广泛的方法。其基本原理是用一定直径的钢球，在一定静力负荷的作用下压入试样表面，将负荷保持一定的时间后卸去负荷，测量钢球压出的压痕直径或深度，求出压痕面积，并计算出压痕表面积上的平均压力值。此平均压力值定义为布氏硬度，以HB表示。通常采用的10mm