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1、名词解释合金元素：指为了使钢获得所需要的组织结构、物理、化学和力学性能而添加在钢中的元素。微合金元素：有些合金元素如 V，Nb，Ti, Zr 和 B 等，当其含量只在 0.1%左右时，就能显著地影响钢的组织与性能的若干元素。奥氏体形成元素 ：在 -Fe 中有较大的溶解度,且能稳定 -Fe 的元素C,N,Cu,Mn,Ni,Co,W 等铁素体形成元素： 在 -Fe 中有较大的溶解度，且能 -Fe 不稳定的元素Cr，V，Si，Al，Ti，Mo 等原位析出：指在回火过程中，合金渗碳体转变为特殊碳化物。碳化物形成元素向渗碳体富集，当其浓度超过在合金渗碳体中的溶解度时, 合金渗碳体就在原位转变成特殊碳化物
2、。如 Cr 钢碳化物转变离位析出： 含强碳化物形成元素的钢，在回火过程中直接从过饱和 相中析出特殊碳化物，同时伴随着渗碳体的溶解，如 V，Nb，Ti。 （和 Mo 既有原味析出又有异位析出）网状碳化物 ：热加工的钢材冷却后，沿奥氏体晶界析出的过剩碳化物（过共析钢）或铁素体（亚共析钢）形成的网状碳化物。热脆：指当某些钢在 1100-1200 度进行热加工时，分布与晶界的低熔点的共晶体熔化而导致开裂的现象。冷脆：指材料在低温条件下的极小塑变脆断。水韧处理 ： 将高锰钢加热到单相奥氏体温度范围，使碳化物完全溶入奥氏体，然后在水中快冷，从而获得获得单相奥氏体组织。 （水韧后不再回火）超高强度钢 ： 用
3、回火 M 或下 B 作为其使用组织，经过热处理后 抗拉强度大于 1400 MPa （或屈服强度大于 1250MPa）的中碳钢，均可称为超高强度钢。晶间腐蚀 ：晶界上析出连续的网状富铬的 Cr23C6 引起晶界周围基体产生贫铬区成为微阳极而引发的腐蚀。应力腐蚀：奥氏体或马氏体不锈钢受张应力时，在某些介质中经过一般不长的时间会发生破坏，且随应力增大，发生破裂的时间也越短，当取消应力时，腐蚀较小或不发生腐蚀，这种腐蚀现象称为应力腐蚀。n/8 规律 ：当 Cr 的含量达到 1/8，2/8，3/8，原子比时，Fe 的电极电位就跳跃式显著提高，腐蚀也显著下降。这个定律叫做 n/8 规律。双相钢：是指显微组
4、织主要是由铁素体和体积分数的马氏体所组成的低合金高强度结构钢，即在软相铁素体基体上分布着一定量的硬质相马氏体。针状铁素体钢：在低合金钢的基础上，当钢中的碳含量低于 0.06%时，添加适量的Mn、Mo、Nb 等元素，形成一种具有高密度位错结构的“针状铁素体”组织的钢。黑色组织：高速钢在实际铸锭凝固时，冷速平均冷速。合金元素来不及扩散，在结晶和固态相变过程中转变不能完全进行，共析转变形成 共析体为两相组织，易被腐蚀，在金相组织上呈黑色，而称作黑色组织。低（中高）合金钢：合金元素总量小于.的合金钢叫低合金钢。合金含量在.之间的合金钢叫中合金钢。大于的高合金钢。黄铜 ： Cu 与 Zn 组成的铜合金青
5、铜 ： Cu 与 Zn、Ni 以外的其它元素组成的铜合金白铜 ： Cu 与 Ni 组成的铜合金灰口铸铁：灰口铸铁中碳全部或大部分以片状石墨形式存在，其断口呈暗灰色。 （片状石墨对基体产生割裂作用，并在尖端造成应力集中，故灰口铸铁力学性能较差）可锻铸铁：可锻铸铁中的碳全部以或大部分以图案絮状的石墨形式存在，它是由一定成分的白口铸铁经长时间高温石墨化退火而形成的。又称韧性铸铁。蠕墨铸铁：蠕墨铸铁中的碳大部分以蠕虫状石墨形式存在。 （高耐热性）麻口铸铁：麻口铸铁中的碳一部分以渗碳体形式存在，另一部分以石墨形式存在，端口呈黑白相间。 （无实用价值） 。基体钢：指其成分含有高速钢淬火组织中除过剩余碳化物
6、以外的基体化学成分的钢种。 （高强度高硬度，韧性和疲劳强度优于高速钢，可做冷热变形模具刚，也可作超高强度钢）二次淬火，二次硬化：见后面问答题第一章1、合金元素 V、Cr 、W、Mo、Co、Ni、Cu、Ti、Al、Mn 中哪些是铁素体形成元素？哪些是奥氏体形成元素？哪些能在 a-Fe 中形成无限固溶体？哪些能在 -Fe 中形成无限固溶体？为什么？答：奥氏体形成元素：C,N,Cu,Mn,Ni,Co 等。铁素体形成元素： Cr，V，Si，Al，Ti ，Mo,W 。V、Cr 与 -Fe 可形成无限置换固溶体；Mn、Co、Ni 与 -Fe 可形成无限置换固溶体。决定组元在置换固溶体中的溶解条件是： (1
7、)溶剂与溶质的点阵相同；(2) 原子尺寸因素(形成无限固溶体时，两者之差不大于8%) ；(3) 组元的电子结构( 组元在周期表中的相对位置)。2、简述合金元素对铁碳相图（如共析碳量等等临界点）的影响。答：1改变奥氏体相区位置 奥氏体形成元素均使奥氏体存在的区域扩大，其中开启 相区的元素如,Ni、Mn、Co 含量较多时可使钢在室温下得到单相奥氏体相区。铁素体形成元素均使奥氏体的相区缩小，其中封闭 相区的元素如 Cr Ti Si 等超过一定含量时，可使钢在室温获得单相铁素体组织。2改变共析/共晶转变温度 扩大 相区的元素，使共析转变温度降低。缩小 相区的元素，使其升高。3改变了共析含碳量几乎所有合
8、金元素均使共析点（S）左移，说明钢在 C 不到0.77%时就会因过共析而析出 Fe3CII， 即共析含碳量降低。3简述合金元素对扩大或缩小 相区的影响，并说明利用此原理在生产中有何意义？（1）扩大 相区：使 A3 降低，A 4 升高。一般为奥氏体形成元素分为两类：a.开启 相区：Mn, Ni, Co 与 -Fe 无限互溶.b.扩大 相区：有 C，N，Cu 等。如 Fe-C 相图，形成的扩大的 相区，构成了钢的热处理的基础。（2）缩小 相区：使 A3 升高，A 4 降低。一般为铁素体形成元素 分为两类:a.封闭 相区：使相图中 区缩小到一个很小的面积形成 圈,其结果使 相区与 相区连成一片。如
9、V, Cr, Si, A1, Ti, Mo, W, P, Sn, As, Sb。 b.缩小 相区：Zr, Nb, Ta, B, S, Ce 等（3)生产中的意义：可以利用 M 扩大和缩小 相区作用，获得单相组织，具有特殊性能，在耐蚀钢和耐热钢中应用广泛。如何利用合金元素来消除或预防第一次、第二次回火脆性？1）低温回火脆性（第 I 类，不具有可逆性）其形成原因：沿条状马氏体的间界析出 K 薄片；防止：加入 Si, 脆化温度提高 300；加入 Mo 减轻作用。2)高温回火脆性（第 II 类，具有可逆性）其形成原因：与钢杂质元素向原奥氏体晶界偏聚有关。防止：加入 W，Mo 消除或延缓杂质元素偏聚.如
10、何理解二次硬化与二次淬火两个概念的相关性与不同特点。答：二次硬化:在含有 Ti, V, Nb, Mo, W 等较高合金钢淬火后，在 500- 600范围内回火时，在 相中沉淀析出这些元素的特殊碳化物，并使钢的 HRC 和强度提高。(但只有离位析出时才有二次硬化现象)二次淬火：在强 K 形成元素含量较高的合金钢中淬火后 十分稳定，甚至加热到 500-600回火时仍不分解，而是在冷却时部分转变成马氏体，使钢的硬度提高。相同点：都发生在合金钢中，含有强碳化物形成元素相对多，发生在淬回火过程中，且回火温度 550左右。不同点：二次淬火，是回火冷却过程中 Ar 转变为 m，使钢硬度增加。二次硬化：回火后
11、，由于特殊 k 的沉淀析出，钢硬度不降反升。一般地，钢有哪些强化与韧化途径？强化固溶强化细晶强化位错强化第二相强化（弥散强化、析出强化、沉淀强化、时效强化、二次硬化、过剩相强化）韧化1、细化晶粒 2、提高冶金质量，降低杂质元素含量 3、改善基体韧性 4、细化碳化物 5、调整化学成分 6、形变热处理，减少显微裂纹 7、低碳马氏体强韧化、提高钢的耐回火性7合金元素对马氏体转变有何影响？答：合金元素的作用表现在：1.对马氏体点 Ms- Mf 温度的影响；除 Al,Co 外，绝大多数合金元素都降低 Ms、Mf 温度，其降低程度：强 CMnCrNiVMo,W,Si 弱。且随合金元素含量增加，马氏体转变温
12、度继续下降。2.改变马氏体形态及精细结构（亚结构） 。 合金元素 Cr、Ni、Mo、Mn 等有增加形成孪晶马氏体的倾向，且亚结构与合金成分和马氏体的转变温度有关。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：（1）足够高的强度、良好的塑性;（2）适当的常温冲击韧性，有时要求适当的低温冲击韧性;（3）良好的工艺性能。2低合金高强度钢的合金化特点答：低合金高强度钢是指在普通碳素钢的基体上通过添加一种或多种少量合金元素（总质量分数低于） ，使钢的强度明显高于碳素钢的一类工程结构钢。合金元素的作用：1）溶入铁素体基体产生固溶强化（Si、 Mn、Ni、W、Mo、V、Cr）2）细化晶粒（V、
13、Mo） ，利用细晶强化使钢的韧-脆转变温度的降低，来抵消由于碳氮化物沉淀强化使钢的韧-脆转变温度的升高。3）析出弥散的碳、氮化物，起沉淀强化作用。4）增加珠光体的含量以提高强度。3什么是微合金钢？微合金化元素在微合金化钢中的主要作用有哪些？试举例说明。答：微合金钢：在现有的钢中添加微量元素使钢的性能明显提高，并通过工艺和化学成分使细晶强化和沉淀强化良好组合后的钢。主要微合金化元素 Ti, Nb, V；作用：1）抑制奥氏体形变再结晶：在热加工过程中，通过应变诱导析出 Nb、Ti、V的氮化物，沉淀在晶界、亚晶界和位错上，起钉扎作用，能有效抑制再结晶过程的进行。 2)阻止奥氏体晶粒长大：微量 Nb（
14、N，C）以及 TiN 从高温固态钢中析出，呈弥散分布，阻止奥氏体晶粒长大。 3)沉淀强化：低温下析出沉淀相 Nb（N，C）以及 VC，起沉淀强化作用，能显著提高钢的屈服强度。4)改变与细化钢的显微组织：在轧制加热时，溶于奥氏体的微合金元素提高了过冷奥氏体的稳定性，降低了发生先共析铁素体和珠光体的温度范围，细化了组织和析出相。第三章 机械制造结构钢.调质钢、弹簧钢进行成分、热处理、常用组织及主要性能的比较，并熟悉各自主要钢种。答：成分 热处理 常用组织 主要性能调质钢 0.300.50%C 的 C钢或中、低合金钢淬火高温回火回火 S 或回火 T较高的强度，良好的塑性和韧性弹簧钢 中、高碳素钢或低
15、合金钢淬火中温回火回火 T 高的弹性极限，高的疲劳强度，足够的塑性和韧性主要钢种:A.调质钢：按淬透性大小可分为几级：1）40，45，45B2）40Cr，45Mn2, 45MnB, 35MnSi3）35CrMo, 42MnVB, 40MnMoB ，40CrNi4）40CrMnMo, 35SiMn2MoV，40CrNiMo B.弹簧钢：1）Mn 弹簧钢： 60Mn，65Mn 2）MnSi 弹簧钢：55Si2Mn，60Si2MnA 3）Cr 弹簧钢： 50CrMn， 50CrVA, 50CrMnVA (使用 T1000 综合.判断下列钢号的类别、成分、常用的热处理方法及使用状态下的显微组织和用途：
16、Q275 、ZGMn13、40Cr、35CrMo 、20CrMnTi 、GCr15、60Si2Mn、W18Cr4V（作业） 、Cr12MoV、3Cr2W8V、5CrNiMo、9SiCr 、CrWMn、4Cr13、1Cr18Ni9Ti、Cr17、12CrMo、38CrMoAlA。Q275 碳素工程结构钢 wc=0.38%， wMn1.0%，w Si1.5% 组织：铁素体+珠光体 热处理：正火或退火，淬火+低温回火 性能：具有较低的强度、较好的塑性和切削加工性能，一定的焊接性能。用途：冷冲压薄板、冷拔钢管、冷拉钢丝等ZGMn13 高锰钢 高碳高锰 wc 在 1.0%左右 WMn=10-14% 组织：奥氏体+细小碳化物 热处理：固溶+水韧处理
