【金属材料学】考试真题与答案解析

一、选择题1、细化晶粒对钢性能的奉献是 强化同时韧化 ；提高钢淬透性的主要作用是 个断面性能趋于全都，能承受比较缓和的方式冷却 。2、滚动轴承钢GCr15的Cr质量分数含量为1.5%。滚动轴承钢中碳化物不均匀性主要是指碳化物液析、带状碳化物、网状碳化物。3、选择零件材料的一般原则是使用性能要求、工艺性要求和经济性要求等。4、但凡扩大γ区的元素均使Fe-C相图中S、E点向左下方移动，例Ni、Mn等元素；凡封闭γ区的元素使S、E点向左上方移动，例Cr、Si、Mo等元素。S点左移意味着共析碳含量削减，E点左移意味着消灭莱氏体的碳含量削减。5、铝合金可分铸造铝合金和变形铝，变形铝又可分 硬铝 、超硬铝、锻铝 防锈铝 。6、H62是表示压力加工黄铜的一个牌号，主要成份及名义含量是Cu62%、Zn38% 。7、在非调质钢中常用微合金化元素有 Ti、V、Nb、N 元素的主要作用是细化组织和相间沉淀析出强化 。8、球铁的力学性能高于灰铁是由于球铁中石墨的断面切割效应、石墨应力集中效应要比灰铁小得多。9素异构相变。1TiV、Nb等，细化晶粒对钢性能的作用是既强化又韧化。、≤为简洁点阵构造，有和型；0.59为简单点阵构造，有M23C6、M7C3和M3C型。3、选择零件材料的一般原则是使用性能要求、工艺性要求和经济性要求等。汽车变速箱齿轮常用20CrMnTi钢制造，经渗碳和淬回火热处理。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缘由是晶界析出Cr23C6，导致晶界区贫Cr，为防止或减轻晶界腐蚀，在合金化方面主要措施有降低碳量、参加Ti、V、Nb强碳化物元素。5、影响铸铁石墨化的主要因素有 碳当量 、 冷却速度 在浇注时要经过 孕育 处理和 球化 处理。6、铁基固溶体的形成有肯定规律，影响组元在置换固溶体中溶解状况的因素有： 质原子的点阵构造 、原子尺寸因素 、 电子构造 。7、对耐热钢最根本的性能要求是良好的高温强度和塑性、良好的化学稳定性 抗氧化合金元素是 Cr 、 Al 、 Si 。钢中二元碳化物分为二类rC/M<为 简洁 点阵构造有C和 型rC/M>为 简单 点阵构造，有M3C、M7C3和 M23C6 型。两者相比，前者的性能特点是硬度高、 熔点高 和 稳定性好 。能扩大γ区的元素使铁碳相图中S、E点向 左下 方移动，例Mni 等元素〔列出2个；使γ区缩小的元素使、E点向 左上 方移动例 Cr、Mo、W 等元素〔列出3个。3、提高钢淬透性的作用是 获得均匀的组织，满足力学性能要求 能实行比较缓慢的冷却方式以削减变形、开裂倾向 。4、高锰耐磨钢〔如ZGMn13〕经水韧处理后得到 奥氏体 在高应力磨损条件下，硬度提高而耐磨，其缘由是 加工硬化 及 奥氏体中析出K和应力诱发马氏体相变 。5、对热锻模钢的主要性能要求有高热强性 、良好的热疲乏抗力、良好的冲击韧性 和良好的淬透性及耐磨性。常用钢号有5CrNiMo 〔写出一个。、3是球墨铸铁 “0”表示 抗拉强度≥a “3”表延长率≥3% 。H68是 黄铜 是 硬铝 ，QSn4-3是锡青铜 。、在非调质钢中常用微合金化元素有 、V 等〔写出2个，这些元素的主要作用是 细化晶组织 和 弥散沉淀强化 。8、铝合金热处理包括固溶处理和 时效硬化 和钢的热处理最大的区分是 加热过程中没有同素异构转变 。1、钢的强化机制主要有固溶强化、位错强化、细晶强化、沉淀强化。其中 细晶强化 性能的奉献是既提高强度又改善塑、韧性。2、提高钢淬透性的作用是 获得均匀的组织，满足力学性能要求 能实行比较缓慢的冷却方式以削减变形、开裂倾向 。3、滚动轴承钢GCr15的Cr质量分数含量为 1.5%左右。滚动轴承钢中碳化物不均匀性主要是指 化物液析 、 碳化物带状 、 碳化物网状 。4、选择零件材料的一般原则是满足力学性能要求、良好的工艺性能、经济性 和环境协调性等其它因素。5、但凡扩大γFe-CS、E左下 方移动，例左上 方移动，例Cr、Mo 出2个。S点左移意味着 共析碳含量降低 。、3是 球墨铸铁 “0”表示 抗拉强度不小于a “”表示 延长率小于3% 。7、H68是 黄铜 是 硬铝 ，QSn4-3是 锡青铜 。、在非调质钢中常用微合金化元素有、V 等〔写出2个，这些元素的主要作用是 细晶化 和 沉淀强化 。9、铝合金热处理包括固溶处理和 时效硬化 和钢的热处理最大的区分是 没有同素异构转变 。二、解释题1、高速钢有很好的红硬性，但不宜制造热锤锻模。有能满足热锤锻模服役条件所需要高韧性和良好热疲乏性能的要求。2S、PS元素在钢中会形成低熔点〔989℃〕FeS，在1000℃以上的热压力加工过程中会熔化，使钢在热Fe3PS、P3、9SiCrT9Si61Cr18Ni91Cr18Ni9CrCr23C6从而导致Cr，1/8Cr%，使电极电位大大降低，从而导致晶界腐蚀。1、40Mn2C%较低时，MnC%较高时，Mn加强了C促进奥氏体晶粒长大的作用，且降A140Mn22、40CrNiMo40CrNiMoNi、Cr3、球墨铸铁的强度和塑韧性都要比灰口铸铁好。片状，球铁基体的利用率大大高于灰口铁，所以球墨铸铁的强度和塑韧性都要比灰口铸铁好。4、铝合金的晶粒粗大，不能靠重加热热处理来细化。发生重结晶而细化晶粒。5、H68、H70组织中只有单相弹壳、子弹壳等。15603体，三次回火可将残留奥氏体掌握在适宜的量，并且使内应力消退得更彻底2、在低合金高强度构件用钢中，Si、MnSi＜1.1%,Mn＜2%。Si>1.1Mn>2%时，却显著地降低钢的塑性。所以，在低合金高强度构件用钢中，Si、Mn3、SiSiε-FexCFe3C，即有效地阻挡了Fe3C4、4Cr13〔质量分数〕0.4%左右，但已是属于过共析钢。S0.4%C，4Cr13过共析钢。5、40CrNiCrNi钢含有Cr、NiCr、Ni40CrNi回火后快冷能抑制高温回火脆性，所以常用水或油冷却。Am以上温度加热后得到了单一奥氏体组织，奥氏体中合金度高〔高ns于室温以下。如快冷，就获得了单一奥氏体组织，而慢冷由于中途析出了大量的K，使奥氏体的合金度降低，Ms1MoMoMoMo长大。MoMoMoO3膜；Mo与C2、高速钢的成分和热处理工艺比较简单，试答复以下问题：W、Mo、VW6Mo5Cr4V2的AC18001200~1240℃，淬火加热温度为什么这样高?560℃三次回火，为什么?答案要点：1〕WW6C，淬火加热时未溶K抗回火稳定性，在回火时弥散析出W2C，提高耐磨性。但W降低钢的导热性。Mo作用与W相像。含Mo的高速钢热塑性较好，便于热压力加工或热塑性变形。V显著提高红硬性、硬度和耐磨性，同时可有效降低过热敏感性。高速钢中要使W、Mo、V1000℃以上，故需要高的淬火加热温度。M560℃左右回火，才能弥散析出特别碳化物，产生硬化。同时在560℃左右回火，使材料的组织和性能到达了最正确状态。一次回火使大局部AR发生M转变，二次回火使第一次回火时产生的淬火M回火，并使AR更多地转变为M，三次回火可将AR掌握在适宜的量，并且使内应力消退得更彻底。3、从合金化角度考虑，提高钢的韧度主要有哪些途径?Ti、Nb、VTi、Nb、VNi。细化碳化物。碳化物细小、园整、分布均匀和适量对韧度有利。W、Mo。C4、分析说明图中铝合金〔Al-4%Cu〕时效硬化不同过程中的性能变化，并说明其缘由〔解释以下图。图 130℃时效时铝铜合金的硬度与时间关系生变化：形成Cu原子富集区有序化：Cu原子有序化，形成θ””,它与基体仍旧完全共格，产生的畸变比G.P.3〕形成过渡θ〃相：过渡相θ〃CuAl2，由完全共格变成局部共格，共格畸变开头减弱，因此图中硬度开头下降。形成稳定θ相：过渡相θ〃完全从基体中脱溶，形成稳定的θCuAl2，共格畸变作用完全消逝，故图中硬度进一步下降。1SiSi提高钢强度；Si提高钢的淬透性；可阻挡铁素体形核和长大，使“C”曲线右移；SiKiA1温度。FeO加热时易脱碳；Si2W、V、Cr合金元素的主要作用。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。Ld、黑色共析体、白亮马氏体和剩余奥氏体组成〔图略。WW6C，淬火加热时未溶K稳定性，在回火时弥散析出W2C，提高耐磨性。但是WV耐磨性，同时可有效降低过热敏感性。Cr体和黑色组织。3、钢的强化机制主要有哪些?从合金化角度考虑，提高钢的韧度主要有哪些途径?1〕Ti、Nb、V、W、Mo提高钢的回火稳定性。在一样强度水平下能提高塑性和韧度。Ni。细化碳化物。碳化物细小、园整、分布均匀和适量对韧度有利。W、Mo。C%.4、从热力学和动力学条件分析壁厚铸件可得到石墨组织，而在壁薄时却得到白口组织？从热力学而言，高温铁水冷却时对石墨的形成是有利的。而从动力学条件看，形成石墨需要高的C浓度Fe、CFe3CCFe、CFe3CC原子不能充分集中，所以易得到Fe3C1Mn-VSi-Mn〔10〕Mn-VMn有过热倾向，而VMnMnVCVCSi-MnSi、MnSiCMnSi-MnC、过热倾向降低，这样的合金复合在弹簧钢中得到了很好的应用。2、说明高速钢的铸态组织特征〔3分。有一批高速钢钻头，淬火后硬度比正常的偏低，估量是淬火加热有问题。淬火加热可能消灭什么问题?〔3〕怎样从金相组织上来进展推断?〔6〕高速钢的铸态组织为：黑色组织〔混合型〕+白亮组织〔MAR〕+莱氏体。淬火后硬度比正常的偏低可能是欠热、过热或过烧等缘由。欠热：晶粒很细小，KK49SiCr〔10〕Si、Cr↑淬透性，D油<40mm；Si、Cr↑回稳性，~250℃回火，>60HRC；Si、CrSi工性相对也差些。适于制作外形较简单、变形要求小工件，特别是薄刃工具，如丝锥、扳牙、铰刀等。1Ni〔10〕答案要点：↑基体韧度→Ni↓位错运动阻力，使应力松弛；A，→Ni↓A1，扩大γA“C”线右移，Cr-Ni↑回火脆性→Ni↓Ms，↑Ar→↓马氏体相变驱动力。〔23〕淬火加热时，为什么要预热?W6Mo5Cr4V2的AC18001200~1240℃，淬火加热温度为什么这样高?560℃左右，并且进展三次，为什么?淬火冷却时常用分级淬火，分级淬火目的是什么?1〕W，钢导热性很差。预热可削减工件加热过程中的变形开裂倾向；缩短高温保温时间，削减氧化脱碳；可准确地掌握炉温稳定性。马氏体，在回火时才能产生有效的二次硬化效果。