东北大学22春《材料科学导论》综合作业二答案参考1. 与碳素钢相比，在相同回火温度下，合金钢比相同含碳的碳素钢具有更高的____和强度与碳素钢相比，在相同回火温度下，合金钢比相同含碳的碳素钢具有更高的____和强度正确答案：硬度硬度2. 共析钢在加热时组织转变，主要包含奥氏体晶粒的形成与长大两个过程共析钢在加热时组织转变，主要包含奥氏体晶粒的形成与长大两个过程此题为判断题(对，错)正确答案：√3. 碳对铁碳合金的组织和性能有着重大影响，不同成分的铁碳合金在机械性能和工艺性能等方面产生了极碳对铁碳合金的组织和性能有着重大影响，不同成分的铁碳合金在机械性能和工艺性能等方面产生了极大差异此题为判断题(对，错)正确答案：√4. 纯铁发生γ→a多形性转变，设界面是非共格的，估计在1150K以及900K时a-Fe界面迁移速度晶界扩散激活能近似为120纯铁发生γ→a多形性转变，设界面是非共格的，估计在1150K以及900K时a-Fe界面迁移速度晶界扩散激活能近似为120kJ/mol，原子间距≈0.248nm两相的摩尔自由能差为 其中系数： [温度范围/KABCDE740＜T≤860-2696931294.373-2.2882421.7794×-5.156663×860＜T≤9405442896-24104.3140.02958-2.953537×8.167968×940＜T≤1080243631.7-932.28321.350039-8.736977×2.126265×1080＜T≤1240587297-1967.5622.473726-1.382798×2.898708×]解根据上表的数据，1150K的RT=8.314×1150J/mol=9561.1J/mol； 900K的RT=8.3 14×900J/mol=7482.6J/mol； 因为在这两个温度下，多形性转变界面迁移速度简化为 晶界扩散系数，简单假设晶界厚度d≈6，原子振动顷率则在1150K温度下界面迁移速度为 在900K温度下界面迁移速度为 结果表明，在这两个温度下的界面迁移速度差不多相等，这是因为有两个相反的因素起作用：温度高时扩散速度快，但是界面迁移的驱动力小；反之，温度低时扩散速度慢，但是界面迁移的驱动力大。
所以导致在这两个温度下界面迁移的速度相近 5. QSn4—3是_____________一个牌号，其中“4”表示______________QSn4—3是_____________一个牌号，其中“4”表示______________正确答案：青铜w(Sn)=4％青铜,w(Sn)=4％6. 铸铁不能进行热处理 )铸铁不能进行热处理 )错误7. 设母相(fcc结构)的，最近邻原子间距为0.14nm若在刃位错上形核，如果简单地假设核心是圆柱状，长度为直径的两设母相(fcc结构)的，最近邻原子间距为0.14nm若在刃位错上形核，如果简单地假设核心是圆柱状，长度为直径的两倍，又设位错密度为(简单地认为都是刃位错)，每原子面长度位错线上包含10个原子大致估计ln(/)，利用题的结果，求核心的临界直径在位错上形成圆柱状核心的临界半径为 式中，利用第10—4题的数据，，形核驱动力临界半径为 上式得及6.2×m是临界半径，3.80×m大小相当位错的临界形核功为 单位长度位错所占的体积，n为原子体积现在是fcc结构，点阵常数，1个晶胞含有4个原子，原子体积Ω是 故单位长度位错所占的体积。
单位体积中位错所占的体积Vd匀 按10-4题数据，温度为600K，在晶内形成非共格核心所需的形核功，故在位错上形核率与在晶内形核率之比 这个结果说明在位错上形核是主要的，在晶内均匀形核可以忽略 8. 正火不可作为最终热处理正火不可作为最终热处理此题为判断题(对，错)正确答案：×9. 不论晶核大小，形成晶核时都需要形核功不论晶核大小，形成晶核时都需要形核功错误晶核半径在rk～r0之间时需要形核功，r≥r0不需要形核功10. 钢在淬火时向马氏体转变过程中，其主要特点是：钢冷却到Ms以下时奥氏体转变为马氏体，只有____向___钢在淬火时向马氏体转变过程中，其主要特点是：钢冷却到Ms以下时奥氏体转变为马氏体，只有____向____的晶格改变，不发生碳原子扩散正确答案：γ一Fe α—Feγ一Feα—Fe11. 含碳质量分数wC=0．3％及wC=1．2％的φ5mm碳钢试样，都经过860℃加热淬火，试说明淬火后所得到的组织形态含碳质量分数wC=0．3％及wC=1．2％的φ5mm碳钢试样，都经过860℃加热淬火，试说明淬火后所得到的组织形态、精细结构及成分?若将两种钢在860℃加热淬火后，将试样进行回火，则回火过程中组织结构会如何变化?正确答案：860℃加热两种钢均在单相区(见Fe-Fe3C相图)淬火后均为MwC=1．2％的碳钢中有一定量的残余奥氏体。
\r\n wC=0．3％的碳钢其马氏体成分为wC=0．3％形态为板条状精细结构为位错\r\n wC=1．2％的碳钢其马氏体成分为wC=1．2％形态为针状精细结构为孪晶\r\n wC=0．3％的碳钢在200℃以下回火时组织形态变化较小硬度变化也不大但碳原子向位错线附近偏聚倾向增大当回火温度高于250℃时渗碳体在板条间或沿位错线析出使强度、塑性降低；当回火温度达300～400℃时析出片状或条状渗碳体硬度、强度显著降低塑性开始增高当400～700℃回火时发生碳化物的聚集、长大和球化及a相的回复、再结晶此时硬度、强度逐渐降低塑性逐渐增高\r\n wC=1．2％的碳钢低于100℃回火时碳原子形成富碳区；100～200℃回火时析出大量细小碳化物因此硬度稍有提高；200～300℃回火时残留奥氏体转变为回火马氏体(或贝氏体)使硬度升高但同时马氏体的硬度降低因此总体上硬度变化不大；高于300℃回火时碳化物继续析出随后便是碳化物长大及球化而a相发生回复、再结晶使硬度降低韧性增高860℃加热,两种钢均在单相区(见Fe-Fe3C相图),淬火后均为M,wC=1．2％的碳钢中有一定量的残余奥氏体。
wC=0．3％的碳钢,其马氏体成分为wC=0．3％,形态为板条状,精细结构为位错wC=1．2％的碳钢,其马氏体成分为wC=1．2％,形态为针状,精细结构为孪晶wC=0．3％的碳钢,在200℃以下回火时,组织形态变化较小,硬度变化也不大但碳原子向位错线附近偏聚倾向增大当回火温度高于250℃时,渗碳体在板条间或沿位错线析出,使强度、塑性降低；当回火温度达300～400℃时,析出片状或条状渗碳体,硬度、强度显著降低,塑性开始增高,当400～700℃回火时,发生碳化物的聚集、长大和球化及a相的回复、再结晶此时,硬度、强度逐渐降低,塑性逐渐增高wC=1．2％的碳钢,低于100℃回火时,碳原子形成富碳区；100～200℃回火时,析出大量细小碳化物,因此,硬度稍有提高；200～300℃回火时,残留奥氏体转变为回火马氏体(或贝氏体)使硬度升高,但同时,马氏体的硬度降低,因此,总体上硬度变化不大；高于300℃回火时,碳化物继续析出,随后便是碳化物长大及球化,而a相发生回复、再结晶,使硬度降低,韧性增高12. 冷处理的目的是______，此时发生的残余奥氏体的转变产物为______冷处理的目的是______，此时发生的残余奥氏体的转变产物为______。
减少AR$M13. 已知混凝土的基准配合比为1:2.1:3.2，W/C=0.6，混凝土拌合物的实测密度为ρ02420kg/m3已知混凝土的基准配合比为1:2.1:3.2，W/C=0.6，混凝土拌合物的实测密度为ρ02420kg/m3，试计算1m3混凝土中各种材料用量C=351kg/m3，W=211kg/m3，S=737kg/m3，G=1123kg/m314. 钢中的有害杂质元素只有硫、磷钢中的有害杂质元素只有硫、磷此题为判断题(对，错)正确答案：×15. 60Si2Mn钢中平均含碳量为_____60Si2Mn钢中平均含碳量为_____正确答案：0.60%60%16. 熔点高于____℃的模样称为高熔点模样A.60B.80C.120D.150熔点高于____℃的模样称为高熔点模样A.60B.80C.120D.150参考答案：C17. 为什么说通过淬火得到马氏体是钢的最经济而有效的强化方法?为什么说通过淬火得到马氏体是钢的最经济而有效的强化方法?马氏体具有高的强度和硬度马氏体的强化充分而合理地利用了四种强化机制：固溶强化、相变强化、沉淀强化和细晶强化，强化效果特别显著要得到马氏体，工艺过程并不复杂，只需将钢淬火即可。
所以说通过淬火得到马氏体是钢的最经济而有效的强化方法18. 一般在室温下，细晶粒金属具有较高的____；对于中、小型铸件，若要细化晶粒宜采用____的方法一般在室温下，细晶粒金属具有较高的____；对于中、小型铸件，若要细化晶粒宜采用____的方法正确答案：强度和硬度增加过冷度强度和硬度增加过冷度19. 认识矿物的产状有助于了解矿物的成因和富集过程，不但有利于地质找矿，而且对工程技术人员来说，冶炼一种金属后被废弃的炉渣，可能是另一种与之共生的金属或非金属的富集矿 )A.错误B.正确参考答案：B20. LY12的( ) A．耐蚀性好 B．铸造性能好 C．时效强化效果好 D．压力加工性好LY12的( ) A．耐蚀性好 B．铸造性能好 C．时效强化效果好 D．压力加工性好C21. 水泥混凝土工作性好坏不仅影响到混凝土的施工过程，而且影响混凝土硬化后的力学性能 )水泥混凝土工作性好坏不仅影响到混凝土的施工过程，而且影响混凝土硬化后的力学性能 )正确22. 焊接性能主要与金属材料的化学成分有关，尤其与碳的影响最大焊接性能主要与金属材料的化学成分有关，尤其与碳的影响最大此题为判断题(对，错)。
正确答案：√23. Q235一A.F钢的牌号中，屈服强度为_____Q235一A.F钢的牌号中，屈服强度为_____正确答案：235 MPa235MPa24. 武汉长江大桥用Q235钢建造，虽然Q345(16Mn)钢比Q235钢贵，但南京长江大桥采用Q345．钢是符合经济性武汉长江大桥用Q235钢建造，虽然Q345(16Mn)钢比Q235钢贵，但南京长江大桥采用Q345．钢是符合经济性原则的 )此题为判断题(对，错)正确答案：√25. 纯金属的结晶与同素异构转变都有一个恒温的过程纯金属的结晶与同素异构转变都有一个恒温的过程此题为判断题(对，错)正确答案：√26. 碳素钢在锻造温度范围内锻造性良好的原因是_________。