发布时间 : 星期一 文章安徽工业大学2011金属材料学复习思考题及答案更新完毕开始阅读
金属材料学复习
11、一般地，钢有哪些强化与韧化途径？为什么一般钢的强化工艺都采用淬火-回火？ 答：1、强化途径：固溶强化、加工硬化、细晶强化、第二相强化； 韧化途径：①细化晶粒、组织
②提高回火稳定性—如强K形成元素。 ③改善基体韧度— Ni。
④细化K—适量Cr、V，使K小而匀。 ⑤降低回火脆性— W、Mo。
⑥低碳马氏体强韧化—在保证强度水平下，适当降低含C量。 ⑦提高冶金质量。
⑧通过合金化形成一定量的残余奥氏体。
⑨形变热处理—细晶强化、位错强化等的综合作用。
2、淬火-回火工艺：采用淬火-回火的热处理工艺，可以充分发挥各种强化机制作用，所以钢的强化一般采用淬火-回火工艺。 第二章 工程结构钢
1．对工程结构钢的基本性能要求是什么？
答： ?足够的强度和韧度；?良好的焊接性和成型工艺性；?良好的耐腐蚀性 2、合金元素在低合金高强度结构钢中的主要作用是什么？为什么考虑采用低C？ 答：强化作用：1、Mn、Si固溶强化铁素体。 2、细晶强化：
（1）V，Ti，Nb细化奥氏体晶粒。
(2) Cr，Mn，Ni增加过冷奥氏体稳定性，降低相变温度，细化铁素体和珠光体。
3、沉淀强化：V，Ti，Nb在铁素体中析出极细小的碳化物颗粒。 4、增加珠光体数量，使抗拉强度增加。 韧化作用：1、细晶强化同时提高韧性。
2、Mn、Ni、Cr降低韧-脆转变温度。Mn、Cr含量较低时可提高韧性，Ni对耐低温钢尤其重要。
考虑低C的原因：（保证塑性、韧性和焊接性）
（1）C含量过高，P量增多，P为片状组织，会使钢的脆性增加，使FATT50(℃)增高。 （2）C含量增加，会使C当量增大，当C当量>0.47时，会使钢的可焊性变差，不利于工程结构钢的使用。
3、以低碳贝氏体钢14CrMnMoVB为例，说明其合金化有何特点？ 答：（1）碳含量低（0.14%），保证韧性和焊接性。
（2）以0.5%Mo+B为基础，显著推迟先共析铁素体及珠光体转变，保证空冷条件下获得贝氏体组织。
（3）Cr，Mn，Ni：增加淬透性，使贝氏体转变温度降低，便于得到下贝氏体组织，具有更低的脆性转变温度。
（4）V，Ti，Nb：细化晶粒，弥散强化。
4．什么是微合金钢？主要有哪些微合金元素？其主要作用中什么？
答：1、微合金钢：在普通低碳钢或低合金高强度钢基本化学成分中加入微量合金元素如Nb、V、Ti、Al等，并采用控制轧制控制冷却工艺使钢的力学性能明显提高的高强度低合金钢 。 2、微合金钢中的主要微合金元素：Nb、V、Ti 3、微合金化元素的作用： (1)抑制奥氏体形变再结晶。
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金属材料学复习 ① 应变诱导析出Nb、V、Ti的氮化物，沉淀在晶界、亚晶界和位错上，阻碍晶界和位错运动，抑制再结晶。 ②固溶的Ni原子偏聚在奥氏体晶界，增强原子结合力，阻碍晶界运动。 (2)阻止奥氏体晶粒长大。加热时未溶及轧制时析出的TiN，Nb(C,N)。 (3)沉淀强化。微合金元素在铁素体中析出的碳化物、碳氮化物。 (4)细化铁素体组织
① 固溶在奥氏体中的Nb、V提高了奥氏体的稳定性，降低相变温度。 ② 细小的奥氏体和未再结晶的形变奥氏体增加了铁素体形核数量。 5．微珠光体钢是如何获得的？其主要强化机制如何？ 答：1、通过在含碳量小于0.1%的低合金高强度钢基础上，加入0.1%左右的V、Ti、Nb等合金元素，采用控制轧制和控制冷却技术获得的
2、主要强化机制： 1）细晶强化
1、钢坯加热时未溶的TiN，Nb(C,N)阻止γ长大。
2、轧制时在晶界、亚晶界和位错上应变诱导析出铌、钛、钒的氮化物，抑制再结晶，并阻止γ长大。
3、固溶的铌原子偏聚在奥氏体晶界，增强原子结合力，阻碍晶界运动，抑制再结晶。 4、固溶在奥氏体中的Nb、V提高了奥氏体的稳定性，降低相变温度。 2）沉淀强化。
微合金元素在铁素体中析出的碳化物、碳氮化物。 第三章 机械制造结构钢
1、．典型调质钢、弹簧钢、氮化钢、渗碳钢中合金元素作用、热处理特点及主要注意事项。 答：热处理
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合金元素作用：
3、高锰钢在平衡态、铸态、热处理态、使用态四种状态下各是什么组织？为何具有抗磨特性？ 答：(1) 平衡态组织：珠光体和碳化物。
(2) 铸态组织：粗大的铸态奥氏体和碳化物。 (3) 热处理组织：粗大的铸态奥氏体。
(4) 使用组织：表面是形变高碳马氏体，心部是单相奥氏体。
(5) 具有抗磨性的原因：表面应力超过屈服强度时会产生加工硬化，形成马氏体。硬度提高到HB450－500，耐磨性提高。
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4、GCr15钢是什么类型的钢？这种钢中碳和铬的含量约为多少？碳和铬的主要作用分别是什么？其预先热处理和最终热处理分别是什么？其中的碳化物不均匀性主要表现在哪些方面，各自的成因如何，如何消除？ 答：（1）GCr15钢是滚动轴承钢。
（2）含碳量为1%，含铬量为1.5%。 (3)碳的主要作用：
?形成含碳量为0.45%的回火马氏体基体，提高强度、硬度和耐磨性。
?形成数量为8%的、细颗粒未溶合金渗碳体(Fe,Cr)3C，提高耐磨性、细化奥氏体晶粒。 铬的作用：?提高淬透性； ?细化奥氏体晶粒 ?提高耐磨性
(4)预先热处理：正火+球化退火
正火：得到细片状珠光体。850-950℃加热，空冷；
球化退火：得到均匀细粒状珠光体组织。780-800℃加热，炉冷。 最终热处理：淬火+回火
淬火：830-860℃加热，油冷； 回火：150-170℃。 （5）碳化物的不均匀性可分为:
液析碳化物：由于枝晶偏析引起的伪共晶碳化物，尺寸一般较大，具有高的硬度和脆性；采用高温扩散退火，一般在1200℃进行扩散退货即可消除
带状碳化物：属于二次碳化物，碳化物偏析区沿轧制方向伸长呈带状分布，直接影响钢的冷、热加工性能，严重损害轴承的接触疲劳寿命；采用长时间退火才能消除
网状碳化物：由二次碳化物析出于奥氏体晶界造成的，他降低了钢的冲击韧度；控制终轧或终锻温度、控制轧制后冷速或正火可防止和消除网状碳化物。 第四章 工具钢
1、从总体看，工具钢与结构钢相比，在主要成分、组织类型、热处理工艺、主要性能与实际应用方面各自有何特点？ 答： 结构钢 工具钢 主要成分 碳 中低C（0.08-0.65%） 中高C（0.6-1.3%） 合金元素 中偏低（总量一般<5%，少数为 5%~10%，属于低合金钢和中合中偏低高C，总量一般<5% 金钢） 组织类型 热处理工艺 综合性能 实际应用
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P（S,T）,B,M 退火、正火、淬火、回火 M,S,T 淬火、回火 足够的强韧、良好的焊接性和高的耐磨性、热稳定性和足够成型工艺性和耐腐蚀性 的强度与韧度 工程或制造结构 各种工具