金属材料学_戴起勋_江苏大学考试试题2004金属材料学
金属材料学复习题整理(戴起勋)
1、细化晶粒对钢性能的贡献是强化同时韧化；提高钢淬透性的主要作用是使零件整个断面性能趋于一致，能采用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。
4、凡是扩大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减少，E点左移意味着出现莱氏体的碳含量减少。
7、在非调质钢中常用微合金化元素有 Ti、V、Nb、N等，这些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因为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。
1、钢的合金化基本原则是多元适量、复合加入。
在钢中细化晶粒作用较大的合金元素有 Ti、V、Nb等，细化晶粒对钢性能的作用是既强化又韧化。
2、在钢中，常见碳化物形成元素有Ti、Nb、V、Mo、W、Cr、（按强弱顺序排列，列举5个以上）。
钢中二元碳化物分为两类：r c/r M≤ 0.59为简单点阵结构，有MC和M2C 型；r c/r M > 0.59为复杂点阵结构，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原因是晶界析出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、加入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。
球墨铸铁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一定规律，影响组元在置换固溶体中溶解情况的因素有：溶剂与溶质原子的点阵结构、原子尺寸因素、电子结构。
7、对耐热钢最基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。
《金属材料学》考试真题及答案
精心整理一、选择题1、细化晶粒对钢性能的贡献是强化同时韧化；提高钢淬透性的主要作用是使零件整个断面性能趋于一致，能采用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、凡是扩大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减少，E点左移意味着出现莱氏体的碳含量减少。
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、锻铝和Ni等元素（列出2个）；使γ区缩小的元素使S、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、能采取比较缓慢的冷却方式以减少变形、开裂倾向。
4、高锰耐磨钢（如ZGMn13）经水韧处理后得到奥氏体组织。
在高应力磨损条件下，硬度提高而耐磨，其原因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、良好的热疲劳抗力、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）。
6、QT600-3是球墨铸铁，“600”表示抗拉强度≥600MPa，“3”表示延伸率≥3%。
H68是黄铜，LY12是硬铝，QSn4-3是锡青铜。
7、在非调质钢中常用微合金化元素有Ti、V等（写出2个），这些元素的主要作用是细化晶粒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两过程，和钢的热处理最大的区别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。
其中细晶强化对钢性能的贡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、能采取比较缓慢的冷却方式以减少变形、开裂倾向。
金属材料学答案戴起勋
第一章1.为什么说钢中的S、P杂质元素在一般情况下总是有害的？答：S、P会导致钢的热脆和冷脆，并且容易在晶界偏聚，导致合金钢的第二类高温回火脆性，高温蠕变时的晶界脆断。
S能形成FeS，其熔点为989℃，钢件在大于1000℃的热加工温度时FeS会熔化，所以易产生热脆；P能形成Fe3P，性质硬而脆，在冷加工时产生应力集中，易产生裂纹而形成冷脆。
2.钢中的碳化物按点阵结构分为哪两大类？各有什么特点？答：简单点阵结构和复杂点阵结构简单点阵结构的特点：硬度较高、熔点较高、稳定性较好；复杂点阵结构的特点：硬度较低、熔点较低、稳定性较差。
3.简述合金钢中碳化物形成规律。
答：①当r C/r M>时，形成复杂点阵结构；当r C/r M<时，形成简单点阵结构；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，形成复合碳化物。
③N M/N C比值决定了碳化物类型④碳化物稳定性越好，溶解越难，析出难越，聚集长大也越难；⑤强碳化物形成元素优先与碳结合形成碳化物。
4.合金元素对Fe-C相图的S、E点有什么影响？这种影响意味着什么？答：A形成元素均使S、E点向_____移动，F形成元素使S、E点向_____移动。
S点左移意味着_____减小，E点左移意味着出现_______降低。
（左下方；左上方）（共析碳量；莱氏体的C量）5.试述钢在退火态、淬火态及淬火-回火态下，不同合金元素的分布状况。
答：退火态：非碳化物形成元素绝大多数固溶于基体中，而碳化物形成元素视C和本身量多少而定。
优先形成碳化物，余量溶入基体。
淬火态：合金元素的分布与淬火工艺有关。
溶入A体的因素淬火后存在于M、B中或残余A 中，未溶者仍在K中。
回火态：低温回火，置换式合金元素基本上不发生重新分布；>400℃，Me开始重新分布。
非K形成元素仍在基体中，K形成元素逐步进入析出的K中，其程度取决于回火温度和时间。
6.有哪些合金元素强烈阻止奥氏体晶粒的长大？阻止奥氏体晶粒长大有什么好处？答：Ti、Nb、V等强碳化物形成元素（好处）：能够细化晶粒，从而使钢具有良好的强韧度配合，提高了钢的综合力学性能。
金属材料学(第二版)课后答案 主编戴启勋
第一章钢的合金化原理1．名词解释1）合金元素: 特别添加到钢中为了保证获得所要求的组织结构从而得到一定的物理、化学或机械性能的化学元素。
(常用M来表示)2）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（如B 0.001%，V 0.2 %）时，会显着地影响钢的组织与性能，将这种化学元素称为微合金元素。
3）奥氏体形成元素:在γ-Fe中有较大的溶解度,且能稳定γ相；如Mn, Ni, Co, C, N, Cu；4）铁素体形成元素: 在α-Fe中有较大的溶解度，且能稳定α相。
如：V，Nb, Ti 等。
5）原位析出: 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如Cr钢中的Cr：ε-FexC→Fe3C→（Fe, Cr）3C→（Cr, Fe）7C3→（Cr, Fe）23C66）离位析出: 在回火过程中直接从α相中析出特殊碳化物，同时伴随着渗碳体的溶解，可使HRC和强度提高（二次硬化效应）。
如V，Nb, Ti等都属于此类型。
2．合金元素V、Cr、W、Mo、Mn、Co、Ni、Cu、Ti、Al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g-Fe 中形成无限固溶体？答：铁素体形成元素：V、Cr、W、Mo、Ti、Al；奥氏体形成元素：Mn、Co、Ni、Cu能在a-Fe中形成无限固溶体：V、Cr；能在g-Fe 中形成无限固溶体：Mn、Co、Ni3．简述合金元素对扩大或缩小γ相区的影响，并说明利用此原理在生产中有何意义？答：（1）扩大γ相区：使A3降低，A4升高一般为奥氏体形成元素分为两类：a.开启γ相区：Mn, Ni, Co 与γ-Fe无限互溶.b.扩大γ相区：有C，N，Cu等。
如Fe-C相图，形成的扩大的γ相区，构成了钢的热处理的基础。
（2）缩小γ相区：使A3升高，A4降低。
一般为铁素体形成元素分为两类:a.封闭γ相区：使相图中γ区缩小到一个很小的面积形成γ圈,其结果使δ相区与α相区连成一片。
《金属材料学》考试真题及答案
精心整理一、选择题1、细化晶粒对钢性能的贡献是强化同时韧化；提高钢淬透性的主要作用是使零件整个断面性能趋于一致，能采用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、凡是扩大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减少，E点左移意味着出现莱氏体的碳含量减少。
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、锻铝和Ni等元素（列出2个）；使γ区缩小的元素使S、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、能采取比较缓慢的冷却方式以减少变形、开裂倾向。
4、高锰耐磨钢（如ZGMn13）经水韧处理后得到奥氏体组织。
在高应力磨损条件下，硬度提高而耐磨，其原因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、良好的热疲劳抗力、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）。
6、QT600-3是球墨铸铁，“600”表示抗拉强度≥600MPa，“3”表示延伸率≥3%。
H68是黄铜，LY12是硬铝，QSn4-3是锡青铜。
7、在非调质钢中常用微合金化元素有Ti、V等（写出2个），这些元素的主要作用是细化晶粒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两过程，和钢的热处理最大的区别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。
其中细晶强化对钢性能的贡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、能采取比较缓慢的冷却方式以减少变形、开裂倾向。
金属材料学第二版戴起勋第一章课后题标准答案
第一章1.为什么说钢中的S、P杂质元素在一般情况下总是有害的？答:Ｓ、P会导致钢的热脆和冷脆,并且容易在晶界偏聚，导致合金钢的第二类高温回火脆性,高温蠕变时的晶界脆断。
S能形成FeS，其熔点为98９℃,钢件在大于１000℃的热加工温度时ＦeS会熔化，所以易产生热脆；P能形成Fe3Ｐ,性质硬而脆,在冷加工时产生应力集中,易产生裂纹而形成冷脆。
２.钢中的碳化物按点阵结构分为哪两大类？各有什么特点？答：简单点阵结构和复杂点阵结构简单点阵结构的特点：硬度较高、熔点较高、稳定性较好;复杂点阵结构的特点:硬度较低、熔点较低、稳定性较差。
3.简述合金钢中碳化物形成规律。
答：①当rＣ／r M>0.59时，形成复杂点阵结构；当ｒＣ/r M<0．59时,形成简单点阵结构;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，形成复合碳化物。
③ＮM／N C比值决定了碳化物类型④碳化物稳定性越好，溶解越难，析出难越，聚集长大也越难;⑤强碳化物形成元素优先与碳结合形成碳化物。
4．合金元素对Fe-C相图的S、E点有什么影响?这种影响意味着什么？答：A形成元素均使S、Ｅ点向＿____移动，F形成元素使S、E点向＿___＿移动。
Ｓ点左移意味着_____减小,E点左移意味着出现______＿降低。
(左下方；左上方）（共析碳量；莱氏体的C量）5.试述钢在退火态、淬火态及淬火-回火态下,不同合金元素的分布状况。
答：退火态:非碳化物形成元素绝大多数固溶于基体中，而碳化物形成元素视C和本身量多少而定。
优先形成碳化物，余量溶入基体。
淬火态:合金元素的分布与淬火工艺有关。
溶入A体的因素淬火后存在于M、B中或残余A 中,未溶者仍在K中。
回火态：低温回火，置换式合金元素基本上不发生重新分布;>40０℃，Me开始重新分布。
非K形成元素仍在基体中，K形成元素逐步进入析出的Ｋ中，其程度取决于回火温度和时间。
金属材料学第二版戴起勋第二章课后题答案
金属材料学第二版戴起勋第二章课后题答案文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]第二章工程结构钢1.叙述构件用钢一般的服役条件、加工特点和性能要求。
答：服役条件：①工程结构件长期受静载；②互相无相对运动受大气（海水）的侵蚀；③有些构件受疲劳冲击；④一般在-50~100℃范围内使用；加工特点：焊接是构成金属结构的常用方法；一般都要经过如剪切、冲孔、热弯、深冲等成型工艺。
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；2.低碳钢中淬火时效和应变时效的机理是什么对构件有何危害答：构件用钢加热到Ac1以上淬火或塑性变形后，在放置过程中，强度、硬度上升，塑性、韧性下降，韧脆转变温度上升，这种现象分别称为淬火时效和应变时效。
产生的原因：C、N等间隙原子偏聚或内吸附于位错等晶体缺陷处。
提高硬度、降低塑性和韧度。
危害：在生产中的弯角、卷边、冲孔、剪裁等过程中产生局部塑形变形的工艺操作，由于应变时效会使局部地区的断裂抗力降低，增加构件脆断的危险性。
应变时效还给冷变形工艺造成困难，往往因为裁剪边出现裂缝而报废。
3.为什么普低钢中基本上都含有不大于%w(Mn)答：加入Mn有固溶强化作用，每1%Mn能够使屈服强度增加33MPa。
但是由于Mn 能降低A3温度，使奥氏体在更低的温度下转变为铁素体而有轻微细化铁素体晶粒的作用。
Mn的含量过多时，可大为降低塑韧性，所以Mn控制在<%。
4.为什么贝氏体型普低钢多采用%w(Mo)和微量B作为基本合金化元素答：钢中的主要合金元素是保证在较宽的冷却速度范围内获得以贝氏体为主的组织。
当Mo大于%时，能显着推迟珠光体的转变，而微量的B在奥氏体晶界上有偏析作用，可有效推迟铁素体的转变，并且对贝氏体转变推迟较少。
因此Mo、B是贝氏体钢中必不可少的元素。
5.什么是微合金化钢微合金化元素的主要作用是什么答：微合金化钢是指成分规范上明确列入需加入一种或几种碳氮化物形成元素的钢中。
《金属材料学》考试真题及答案
一、选择题1、细化晶粒对钢性能的贡献是强化同时韧化；提高钢淬透性的主要作用是使零件整个断面性能趋于一致，能采用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、凡是扩大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减少，E点左移意味着出现莱氏体的碳含量减少。
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、锻铝和防锈铝。
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 等，这些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因为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、铝合金热处理包括固溶处理和时效硬化两过程，和钢的热处理最大区别是铝合金没有同素异构相变。
1、钢的合金化基本原则是多元适量、复合加入。
在钢中细化晶粒作用较大的合金元素有 Ti、V、Nb 等，细化晶粒对钢性能的作用是既强化又韧化。
2、在钢中,常见碳化物形成元素有 Ti、Nb、V、Mo、W、Cr、（按强弱顺序排列，列举5个以上）。
钢中二元碳化物分为两类：r c/r M≤ 0。
59为简单点阵结构，有MC和 M2C 型；r c/r M > 0.59为复杂点阵结构，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原因是晶界析出 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、加入Ti、V、Nb强碳化物元素。
金属材料学戴起勋版最全答案-金属材料学戴起勋第三版课后答案
第一章1.为什么说钢中的S、P杂质元素在一般情况下总是有害的？答：S、P会导致钢的热脆和冷脆，并且容易在晶界偏聚，导致合金钢的第二类高温回火脆性，高温蠕变时的晶界脆断。
S能形成FeS，其熔点为989℃，钢件在大于1000℃的热加工温度时FeS会熔化，所以易产生热脆；P能形成Fe3P，性质硬而脆，在冷加工时产生应力集中，易产生裂纹而形成冷脆。
2.钢中的碳化物按点阵结构分为哪两大类？各有什么特点？答：简单点阵结构和复杂点阵结构简单点阵结构的特点：硬度较高、熔点较高、稳定性较好；复杂点阵结构的特点：硬度较低、熔点较低、稳定性较差。
3.简述合金钢中碳化物形成规律。
答：①当r C/r M>0.59时，形成复杂点阵结构；当r C/r M<0.59时，形成简单点阵结构；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，形成复合碳化物。
③N M/N C比值决定了碳化物类型④碳化物稳定性越好，溶解越难，析出难越，聚集长大也越难；⑤强碳化物形成元素优先与碳结合形成碳化物。
4.合金元素对Fe-C相图的S、E点有什么影响？这种影响意味着什么？答：A形成元素均使S、E点向_____移动，F形成元素使S、E点向_____移动。
S点左移意味着_____减小，E点左移意味着出现_______降低。
（左下方；左上方）（共析碳量；莱氏体的C量）5.试述钢在退火态、淬火态及淬火-回火态下，不同合金元素的分布状况。
答：退火态：非碳化物形成元素绝大多数固溶于基体中，而碳化物形成元素视C和本身量多少而定。
优先形成碳化物，余量溶入基体。
淬火态：合金元素的分布与淬火工艺有关。
溶入A体的因素淬火后存在于M、B中或残余A 中，未溶者仍在K中。
回火态：低温回火，置换式合金元素基本上不发生重新分布；>400℃，Me开始重新分布。
非K形成元素仍在基体中，K形成元素逐步进入析出的K中，其程度取决于回火温度和时间。
《金属材料学》考试真题及答案
一、选择题1、细化晶粒对钢性能的贡献是强化同时韧化；提高钢淬透性的主要作用是使零件整个断面性能趋于一致，能采用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、凡是扩大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减少，E点左移意味着出现莱氏体的碳含量减少。
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、锻铝和防锈铝。
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 等，这些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因为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、铝合金热处理包括固溶处理和时效硬化两过程，和钢的热处理最大区别是铝合金没有同素异构相变。
1、钢的合金化基本原则是多元适量、复合加入。
在钢中细化晶粒作用较大的合金元素有 Ti、V、Nb 等，细化晶粒对钢性能的作用是既强化又韧化。
2、在钢中，常见碳化物形成元素有 Ti、Nb、V、Mo、W、Cr、（按强弱顺序排列，列举5个以上）。
钢中二元碳化物分为两类：r c/r M≤ 0.59为简单点阵结构，有MC和 M2C 型；r c/r M > 0.59为复杂点阵结构，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原因是晶界析出 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、加入Ti、V、Nb强碳化物元素。
《金属材料学》考试真题及答案
一、选择题1、细化晶粒对钢性能的贡献是强化同时韧化；提高钢淬透性的主要作用是使零件整个断面性能趋于一致，能采用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、凡是扩大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减少，E点左移意味着出现莱氏体的碳含量减少。
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、锻铝和防锈铝。
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 等，这些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因为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、铝合金热处理包括固溶处理和时效硬化两过程，和钢的热处理最大区别是铝合金没有同素异构相变。
1、钢的合金化基本原则是多元适量、复合加入。
在钢中细化晶粒作用较大的合金元素有 Ti、V、Nb 等，细化晶粒对钢性能的作用是既强化又韧化。
2、在钢中，常见碳化物形成元素有 Ti、Nb、V、Mo、W、Cr、（按强弱顺序排列，列举5个以上）。
钢中二元碳化物分为两类：r c/r M≤ 0.59为简单点阵结构，有MC和 M2C 型；r c/r M > 0.59为复杂点阵结构，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原因是晶界析出 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、加入Ti、V、Nb强碳化物元素。
金属材料学课后答案主编戴启勋
第一章钢的合金化原理1．名词解释1）合金元素: 特别添加到钢中为了保证获得所要求的组织结构从而得到一定的物理、化学或机械性能的化学元素。
(常用M来表示)2）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%左右（如B %，V %）时，会显著地影响钢的组织与性能，将这种化学元素称为微合金元素。
3）奥氏体形成元素:在γ-Fe中有较大的溶解度,且能稳定γ相；如 Mn, Ni, Co, C, N, Cu；4）铁素体形成元素: 在α-Fe中有较大的溶解度，且能稳定α相。
如：V，Nb, Ti 等。
5）原位析出: 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如Cr钢中的Cr：ε-FexC→Fe3C→（Fe, Cr）3C→（Cr, Fe）7C3→（Cr, Fe）23C66）离位析出: 在回火过程中直接从α相中析出特殊碳化物，同时伴随着渗碳体的溶解，可使HRC 和强度提高（二次硬化效应）。
如 V，Nb, Ti等都属于此类型。
2．合金元素V、Cr、W、Mo、Mn、Co、Ni、Cu、Ti、Al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g-Fe 中形成无限固溶体？答：铁素体形成元素：V、Cr、W、Mo、Ti、Al；奥氏体形成元素：Mn、Co、Ni、Cu能在a-Fe中形成无限固溶体：V、Cr；能在g-Fe 中形成无限固溶体：Mn、Co、Ni3．简述合金元素对扩大或缩小γ相区的影响，并说明利用此原理在生产中有何意义？答：（1）扩大γ相区：使A3降低，A4升高一般为奥氏体形成元素分为两类：a.开启γ相区：Mn, Ni, Co 与γ-Fe无限互溶.b.扩大γ相区：有C，N，Cu等。
如Fe-C相图，形成的扩大的γ相区，构成了钢的热处理的基础。
（2）缩小γ相区：使A3升高，A4降低。
一般为铁素体形成元素分为两类:a.封闭γ相区：使相图中γ区缩小到一个很小的面积形成γ圈,其结果使δ相区与α相区连成一片。
《金属材料学》考试真题及答案
一、选择题1、细化晶粒对钢性能的贡献是强化同时韧化；提高钢淬透性的主要作用是使零件整个断面性能趋于一致，能采用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、凡是扩大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减少，E点左移意味着出现莱氏体的碳含量减少。
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、锻铝和防锈铝。
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 等，这些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因为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、铝合金热处理包括固溶处理和时效硬化两过程，和钢的热处理最大区别是铝合金没有同素异构相变。
1、钢的合金化基本原则是多元适量、复合加入。
在钢中细化晶粒作用较大的合金元素有 Ti、V、Nb 等，细化晶粒对钢性能的作用是既强化又韧化。
2、在钢中，常见碳化物形成元素有 Ti、Nb、V、Mo、W、Cr、（按强弱顺序排列，列举5个以上）。
钢中二元碳化物分为两类：r c/r M≤ 0.59为简单点阵结构，有MC和 M2C 型；r c/r M > 0.59为复杂点阵结构，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原因是晶界析出 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、加入Ti、V、Nb强碳化物元素。
《金属材料学》考试真题及答案
精心整理一、选择题1、细化晶粒对钢性能的贡献是强化同时韧化；提高钢淬透性的主要作用是使零件整个断面性能趋于一致，能采用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、凡是扩大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减少，E点左移意味着出现莱氏体的碳含量减少。
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、锻铝和Ni等元素（列出2个）；使γ区缩小的元素使S、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、能采取比较缓慢的冷却方式以减少变形、开裂倾向。
4、高锰耐磨钢（如ZGMn13）经水韧处理后得到奥氏体组织。
在高应力磨损条件下，硬度提高而耐磨，其原因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、良好的热疲劳抗力、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）。
6、QT600-3是球墨铸铁，“600”表示抗拉强度≥600MPa，“3”表示延伸率≥3%。
H68是黄铜，LY12是硬铝，QSn4-3是锡青铜。
7、在非调质钢中常用微合金化元素有Ti、V等（写出2个），这些元素的主要作用是细化晶粒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两过程，和钢的热处理最大的区别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。
其中细晶强化对钢性能的贡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、能采取比较缓慢的冷却方式以减少变形、开裂倾向。
《金属材料学》考试真题及答案
精心整理一、选择题1、细化晶粒对钢性能的贡献是强化同时韧化；提高钢淬透性的主要作用是使零件整个断面性能趋于一致，能采用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、凡是扩大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减少，E点左移意味着出现莱氏体的碳含量减少。
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、锻铝和Ni等元素（列出2个）；使γ区缩小的元素使S、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、能采取比较缓慢的冷却方式以减少变形、开裂倾向。
4、高锰耐磨钢（如ZGMn13）经水韧处理后得到奥氏体组织。
在高应力磨损条件下，硬度提高而耐磨，其原因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、良好的热疲劳抗力、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）。
6、QT600-3是球墨铸铁，“600”表示抗拉强度≥600MPa，“3”表示延伸率≥3%。
H68是黄铜，LY12是硬铝，QSn4-3是锡青铜。
7、在非调质钢中常用微合金化元素有Ti、V等（写出2个），这些元素的主要作用是细化晶粒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两过程，和钢的热处理最大的区别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。
其中细晶强化对钢性能的贡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、能采取比较缓慢的冷却方式以减少变形、开裂倾向。
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一、填空题（30分）
1、细化晶粒对钢性能的贡献是强化同时韧化；提高钢淬透性的主要作用是使零件整个断面性能趋于一致，能采用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、从合金化角度考虑，提高钢的韧度主要有哪些途径?
答案要点：
1）细化奥氏体晶粒。如强碳化物形成元素Ti、Nb、V等。
2）提高钢回火稳定性。如强碳化物形成元素Ti、Nb、V等都很有效。
3）改善基体的韧度。如加Ni。
4）细化碳化物。碳化物细小、园整、分布均匀和适量对韧度有利。
5）降低或消除回火脆性。如加入W、Mo。
6）在保证强度时，尽可能降低含C量.
4、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，并说明其原因（解释下图）。
图130℃时效时铝铜合金的硬度与时间关系
答案要点：铝合金时效时，随温度的不同和时间的延长，新相的形成和析出经历以下几个阶段，从而使硬度发生变化：
1）形成铜原子富集区：为G.P.区，导致点阵畸变，因而硬度提高。
答案要点：高锰钢在Acm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C、高Mn），使钢的Ms低于室温以下。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，Ms上升，所以空冷时发生相变，得到了大量的马氏体。
5、4Cr13含碳量（质量分数）为0.4%左右，但已是属于过共析钢。
2）高速钢W6Mo5Cr4V2的AC1在800℃左右，但淬火加热温度在1200~1240℃，淬火加热温度为什么这样高?
3）常用560℃三次回火，为什么?
答案要点：
1）W的作用主要是提高钢红硬性。主要形成W6C，淬火热时未溶K阻碍晶粒长大，溶解部分提高抗回火稳定性，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相似。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。
三、问答题（40分）
1、试总结Mo元素在合金中的作用，并简要说明原因。
答案要点：Mo元素在合金中的主要作用归结如下：
（1）降低回火脆性，一般认为Mo可以抑制有害元素在晶界的偏聚；
（2）提高贝氏体的淬透性，因为Mo大大推迟珠光体的转变而对贝氏体转变影响较小；
（3）细化晶粒，提高回火稳定性。Mo是强碳化物形成元素，与碳的结合力较大形成的碳化物稳定，不易长大。
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、凡是扩大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减少，E点左移意味着出现莱氏体的碳含量减少。
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、锻铝和
答案要点：Cr使Fe-C相图中S点左移，当Cr达到13%时，可使共析点的含碳量<0.4%，因此虽然4Cr13只有0.4%C左右，但已是属于过共析钢。
6、奥氏体不锈钢1Cr18Ni9晶界腐蚀倾向比较大。
答案要点：在奥氏体不锈钢1Cr18Ni9焊接后，在焊缝及热影响区容易在晶界析出Cr的碳化物Cr23C6从而导致晶界贫Cr，低于1/8规律的Cr%，使电极电位大大降低，从而导致晶界腐蚀。
2）高速钢中要使W、Mo、V等元素发挥作用必须使其充分地溶解到奥氏体中，然后在回火时产生二次硬化效果，由于这些元素形成的碳化物稳定，溶解温度在1000℃以上，故需要高的淬火加热温度。
3）由于高速钢中高合金度M的回火稳定性非常好，在560℃左右回火，才能弥散析出特殊碳化物，产生硬化。同时在560℃左右回火，使材料的组织和性能达到了最佳状态。一次回火使大部分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控制在合适的量，并且使内应力消除得更彻底。
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等，这些元素的主要作用是
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因为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、铝合金热处理包括固溶处理和时效硬化两过程，和钢的热处理最大区别是铝合金没有同素异构相变。
2）形成Cu原子富集区有序化：Cu原子有序化，形成θ'',它与基体仍然完全共格，产生的畸变比G.P.更大,并且随θ''的长大，共格畸变区进一步扩大，对位错的阻碍也进一步增加，因此图中硬度进一步上升。
3）形成过渡θ〃相：过渡相θ〃成分接近CuAl2，由完全共格变成部分共格，共格畸变开始减弱，因此图中硬度开始下降。
3、9SiCr钢和T9钢相比，退火后硬度偏高，在淬火加热时脱碳倾向较大。
答案要点：9SiCr虽然与T9含碳量相同，但由于它含有Cr、Si合金元素，Si是非K形成元素，固溶强化基体的作用较大，因此退火后硬度偏高。另外Si提高碳皇度，促进石墨化，因此在加热时脱碳倾向较大。
4、高锰钢（ZGMn13）在Acm以上温度加热后空冷得到大量的马氏体，而水冷却可得到全部奥氏体组织。
4）形成稳定θ相：过渡相θ〃完全从基体中脱溶，形成稳定的θ相成分为CuAl2，共格畸变作用完全消失，故图中硬度进一步下降。
二、解释题（30分）
1、高速钢有很好的红硬性，但不宜制造热锤锻模。
答案要点：高速钢虽有高的耐磨性、红硬性，但韧性比较差、在较大冲击力下抗热疲劳性能比较差，高速钢没有能满足热锤锻模服役条件所需要高韧性和良好热疲劳性能的要求。
2、在一般钢中，应严格控制杂质元素S、P的含量。
答案要点：S能形成FeS，其熔点为989℃，钢件在大于1000℃的热加工温度时FeS会熔化，所以易产生热脆；P能形成Fe3P，性质硬而脆，在冷加工时产生应力集中，易产生裂纹而形成冷脆。
（4）提高热强性，因为Mo可以较强地提高固溶体原子的结合力。
（5）提高防腐性，特别是对于非氧化性介质。因为Mo可以形成致密而稳定的MoO3膜；
（6）提高红硬性，因Mo与C原子结合力强，故回火稳定性比较好并且形成的在高温下碳化物稳定。
2、高速钢的成分和热处理工艺比较复杂，试回答下列问题：
1）高速钢中W、Mo、V合金元素的主要作用是什么?