金属材料学-题库(共26页).doc
《金属材料学-题库(共26页).doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《金属材料学-题库(共26页).doc(26页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、精选优质文档-倾情为你奉上金属材料学(原稿)第1章 钢的合金化概论1、什么是合金元素?钢中常用的合金元素有哪些? 为合金化目的加入其含量有一定范围的元素称为合金元素。Si,Mn,Cr,Ni,W,Mo,V,Ti,Nb,Al,Cu,B等。2、哪些是奥氏体形成元素?哪些是铁素体形成元素? 在-Fe中有较大溶解度并稳定固溶体的元素称为奥氏体形成元素:Ni、Mn、Co,C、N、Cu;无限互溶,有限溶解。 在-Fe中有较大溶解度并稳定固溶体的元素称为铁素体形成元素:Cr、V,W、Mo、Ti。3、合金元素在钢中的存在形式有哪几种? 固溶体、化合物、游离态。(其中,化合物分为:碳化物、金属间化合物、非金属夹杂
2、物)4、哪些是碳化物形成元素?哪些是非碳化物形成元素? Zr、Ti、Nb、V;W、Mo、Cr;Mn、Fe(强-弱) 非K:Ni、Si、Al、Cu。5、钢中的碳化物按点阵结构分为哪几类?各有什么特点?什么叫合金渗碳体?特殊碳化物? 1)简单点阵结构:M2C、MC。又称间隙相。 特点:硬度高,熔点高,稳定性好。 复杂点阵结构:M23C6 、M7C3 、M3C。 特点:硬度、熔点较低,稳定性较差。 2)合金渗碳体:含有合金元素的渗碳体,即渗碳体内一部分铁原子被合金元素所代替,晶体结构并未改变。(Fe,Me)3C 3)特殊碳化物:随着合金元素含量的增加,碳化物形成了自己的特殊碳化物。VC,Cr7C3,
3、Cr23C6。6、合金钢中碳化物形成规律。 1、K类型的形成 K类型与Me的原子半径有关。rc/rMe 0.59 复杂点阵结构,如Cr、Mn、Fe 。 Me量少时,形成复合K,如(Cr, M)23C6型 。2、相似者相溶 完全互溶:原子尺寸、电化学因素均相似。有限溶解:一般K都能溶解其它元素,形成复合K3、强碳化物形成元素优先与碳结合形成碳化物。4、NM/NC比值决定了K类型 5、碳化物稳定性越好,溶解越难,析出越难,聚集长大也越难。7、合金元素对铁碳平衡相图的影响。1) 改变了奥氏体区的位置2) 改变了共晶温度 扩大相区的元素使A1,A3下降;缩小相区的元素使A1,A3升高。3) 改变了共析
4、含碳量 所有合金元素均使S点左移。8、为什么比较重要的大截面的结构零件都必需用合金钢制造?与碳钢比较,合金钢有何优点? 1)合金钢比碳钢回火脆性好,所以要达到同样的回火硬度,合金钢的回火温度可以比碳钢高,回火时间也可以长些,合金钢回火后内应力比碳钢小,塑性也高。 2)优点:晶粒细化,淬透性高,回火稳定性好。9、合金元素对奥氏体晶粒长大的影响? 1)Ti、Nb、V,W、Mo晶粒长大; -阻碍 2)C、N、B晶粒长大; -促进 3)非K元素Ni、Co、Cu作用不大 。10、合金元素对回火转变的影响? 淬火合金钢进行回火时,其组织转变与碳钢相似。但由于合金元素的加入,使其在回火转变时具有如下特点:(
5、)提高淬火钢的回火稳定性 ()产生二次硬化 ()防止第二类回火脆性 一、对马氏体分解期的影响低温回火:C和Me扩散较困难,Me影响不大;中温以上:Me活动能力增强,对M分解产生不同程度影响: 1)Ni、Mn的影响很小;2)K形成元素阻止M分解,其程度与它们与C的亲和力大小有关。这些Me碳活度ac,阻止了渗碳体的析出长大;3)Si比较特殊:0.3%的Ni-Cr、Ni-Cr-Mo、Ni-Cr-W马氏体钢中白点敏感性最大。七、冷成形性 P、Si、C等元素冷作硬化率,需要冷成型的材料应严格控制P、N量,尽可能Si、C等量。八、热压力加工性 Me溶入基体热压力加工性能。如Mo、W、Cr、V等元素影响较大
6、。 九、切削加工性 不同含C量的钢要得到较好的切削性,其预处理是不同的。25、钢的强化机制有哪些?为什么一般钢的强化均用淬火、回火? 固溶强化、位错强化、细晶强化、第二相弥散强化。 在众多的热处理方法中,以淬火、回火工艺对金属材料的强化最为显著,这是因为它充分利用了以上四种强化机制。26、试解释含Mn稍高的铬镍钢易过热,而含Si的钢淬火加热温度应稍高。且冷作硬化率较高,不利于冷变形加工。27、微量元素的作用。钢中的微合金化元素。 常用微合金化元素:B,N,V,Ti,Zr,Nb,RE;改善切削加工性:S,Se,Bi,Pb,Ca;能净化、变质、控制夹杂物形态:Ti,Zr,RE,Ca;有害元素:P,
7、S,As,Sn,Pb。28、提高韧性的合金化途径。 1)细化晶粒、组织 如Ti、Nb、Mo; 2)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)回脆 W、Mo ; 6)在保证强度水平下,适当含C量.冶金质量。 29、怎样理解“合金钢与碳素钢的强度性能差异,主要不在于合金元素本身的强化作用,而在于合金元素对钢相变过程的影响,且合金元素的良好作用,只有在适当的热处理条件下才能表现出来。”提纲【合金的主要作用:a.产生相变,如扩大某个相区(奥氏体区)以得到某种对应的特殊性能.b.细化晶粒,改善机械性能,如缺口敏感性、淬透性。c.改变热处理工
8、艺,如提高钢材的热处理组织的稳定性,降低热处理温度、缩短热处理时间、提高热处理质量。】 从强化机制分析。第2章 钢的编号方法写出下列钢号的类属、碳和合金元素的含量:15Mn:优质碳素结构钢,较高Mn量,0.15%C;16Mn:低合金高强度结构钢,0.16%C;20g:优质碳素结构钢,锅炉用,0.2%C;T10A:高级优质碳素工具钢,1%C;65Mn:优质碳素结构钢,较高Mn量,0.65%C;18Cr2Ni4W:合金结构钢,0.18%C,2%Cr,4%Ni,W1.5%;25CrMnTiBRe:合金结构钢,0.25%C,其余1.5%;30CrMnSi:合金结构钢,0.3%C,其余1.5%;50Cr
9、V:合金结构钢,0.5%C,其余=1.0%;5CrNiMo:合金工具钢,0.5%C,其余1.5%;GCr15:滚动轴承钢,1.5%Cr;W6Mo5Cr4V2:高速工具钢,合金元素百分含量;00Cr18Ni10:不锈钢,“00”表示=0.03%,“0”表示=0.08%;1Cr18Ni9Ti:不锈钢,0.1%C,其余百分含量。第3章 工程构件用钢1、叙述构件用钢一般的性能要求。 1、足够的强度与韧度(特别是低温韧度); 2、良好的焊接性和成型工艺性;3、良好的耐腐蚀性 4、低的成本。2、与普通碳素结构钢相比,普低钢有何性能特点?主要用途是什么? 比普通碳素结构钢有较高的屈服点s或屈服强度 0.2和
10、屈强比s/b,较好的冷热加工成型性,良好的焊接性,较低的冷脆倾向、缺口和时效敏感性,以及有较好的抗大气、海水等腐蚀能力。 该钢多轧制成板材、型材、无缝钢管等,被广泛用于桥梁、船舶、锅炉、车辆及重要建筑结构中。3、为什么普低钢中差不多都含有不大于1.8%Mn? Mn固溶强化作用大,1%Mn,s33MPa。约有3/4量溶入F中,弱的细晶作用,TK。同样量多时可大为降低塑韧性。所以Mn控制在应力、裂纹-疲劳。13、为什么合金弹簧钢把Si作为重要的主加合金元素?弹簧淬火后为什么要进行中温回火? Si与Mn共同作用提高钢的淬透性,Si有效提高回火稳定性,促进脱碳倾向。 中温回火-可使弹簧钢具有一定的冲击
11、韧度,较高的弹性极限、屈强比和最高的疲劳强度。14、为什么滚动轴承钢的含C量均为高C?滚动轴承钢中常含有哪些合金元素?各起什么作用?为什么Cr量限制在一定范围? 1)C是轴承钢中主要强化元素,轴承钢含碳量一般较高,以提高钢的耐磨性。滚动轴承钢应具有高的抗压强度和抗疲劳强度,有一定的韧性、塑性、耐磨性和耐蚀性,钢的内部组织、成分均匀,热处理后有良好的尺寸稳定性。故用含碳0.951.10、含铬0.401.60的高碳低铬轴承钢。 2)Cr 是形成碳化物的主要元素。铬可提高钢的力学性能、淬透性和组织均匀性。还能增加钢的耐蚀能力。Si、Mn 在轴承钢中能提高淬透性。锰还可和钢中的硫生成稳定的MnS,硫化
12、物常能包围氧化物,形成以氧化物为核心的复合夹杂物,减轻氧化物对钢的危害作用。 3)Cr含量的范围为0.4%1.65%,此时淬火+低温回火后,具有较好的疲劳强度、耐磨性、弹性极限、屈服强度。15、滚动轴承钢的主要性能要求是什么? 1)高而均匀的硬度和耐磨性; 2)高的接触疲劳强度; 3)高的弹性极限和一定的韧度; 4)尺寸稳定性好; 5)一定的耐蚀性; 6)具有良好的冷、热加工工艺。16、易切钢中常加入哪些元素?它们对提高切削性的作用机理是什么? S、Ca、Te、Se、Pb。 S 与Mn在钢中形成MnS,使切屑易于折断,因而提高了切削加工性能,而且MnS具有润滑作用,其本身硬度低,能减少对刀具的
13、磨损。但会降低钢的横向塑性及韧性;Ca 加入钢中后对夹杂物具有一种变质作用,提高了切削加工性能;Te、Se 硒、碲的化合物也有利于提高切削加工性能;Pb 在钢中溶解度极小,降低切削阻力,易断屑、有润滑作用。17、为获得好的切削加工性能。低C 钢,中C钢和高C钢各应经过什么样的热处理,得到是什么样的金相组织? 低: 中: 高:18、对低淬钢来说,从成分上如何保证获得低淬性?1)限制提高淬透性的元素2)加Ti(先形成碳化物,降低固溶体中的碳量)19、说明合金渗C钢中,常用合金元素Cr、Mn、Ti、Ni、Mo等对渗C钢的工艺性能和机械性能的作用。Mn,Cr,Ni提高渗碳钢的淬透性,以使较大尺寸的零件
14、在淬火时心部能获得大量的板条马氏体组织。还可改善渗碳层性能。 Ti,V,W,Mo阻止奥氏体晶粒在高温渗碳时长大,细化晶粒。20、说明20Cr、20CrMnTi、18Cr2Ni4WA钢的主要性能特点及用途。 1)20Cr:有较高的及,但较差,渗碳后需二次淬火以提高零件心部韧性,无回火脆性;冷应变塑性高;可切削性在高温正火或状态下良好,但退火后较差;较好。 多用于制造渗碳零件,如:机床变速箱齿轮、齿轮轴、凸轮等;对热处理变形小和高耐磨性的零件,如小于3的齿轮、轴、花键轴等。 2)20CrMnTi:是性能良好的渗碳钢,淬透性较高,良好的加工性,加工变形微小,抗疲劳性能相当好。用于齿轮,轴类,活塞类零
15、配件等.用于汽车,飞机各种特殊零件部位。3)18Cr2Ni4WA:是常用的合金渗碳钢,强度,韧性高,淬透性良好,也可在不渗碳而调质的情况下使用。一般用做截面较大,载荷较高且韧性良好,缺口敏感性低的重要零件。21、说明38CrMoAlA钢中各合金元素的作用。 Cr、Mo元素,主要是提高钢的淬透性。Mo元素兼有细化晶粒、消除回火脆性作用。加入Al元素,有两方面作用:一是Al元素与钢中极少的N元素形成氮化物AlN,起细化晶粒作用;二是Al元素与氮化时表面渗入的N元素在钢的表面形成氮化物AlN,提高钢表面的疲劳强度、表面硬度、耐磨性、耐蚀性、耐热性以及抗咬合性。22、生产上某些机器零件选用工模具钢制造
16、,可获得良好的使用性能。试举例讨论哪些机器零件选用工模具钢制造可得到满意的效果,并分析其原因和实质。23、分别简述普低钢、渗C钢、低C马氏体钢、不锈钢等钢类的含C量都较低的原因。1)低合金高强度钢:C含量过高,P量增多,P为片状组织,会使钢的脆性增加;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。 2)渗碳钢:保证淬火时得到强韧性好的板条状M组织。(含碳量低,以保证心部有足够的和韧性,碳高则心部韧性下降。)3)低C马氏体钢:保证淬火后获得板条M组织。4)不锈钢:碳会降低耐腐蚀性能。第5章 工具用钢1、说明碳素工具钢的优缺点、用途及淬火方法。1)优点
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 金属材料 题库 26
限制150内