北京科技大学金属材料学实验报告思考题
北京科技大学金工实习报告答案
竭诚为您提供优质文档/双击可除北京科技大学金工实习报告答案篇一：北京科技大学金工实习报告答案篇二：北京科技大学金工实习报告答案金工实习报告答案篇三：金工实习报告答案铸造1、在框图上注明铸造生产工艺流程图。
3铸造实质是指将熔化的金属液浇注到预先制成的具有内腔的铸型，待凝固成型，从而获得铸件的方法，它是生产毛坯的主要方法之一。
其俩要素是熔融金属和铸型。
常用铸造材料有型砂和金属。
4、砂型铸造的常用铸造方法有整模造型、分模造型、挖砂造型、假箱造型。
你所知道的特种铸造方法有：精密铸造、熔模铸造、离心铸造、压力铸造。
5、型砂是用于制作铸型的，芯砂是用于制作砂芯的，而砂型是用型砂制成的铸型。
砂型铸造用的湿型砂主要由：石英砂、膨润土、煤粉和水等材料组成，应具有湿强度、透气性、耐火度、退让性等方面性能。
6、芯头是型芯的外伸部分，落入芯座内，起支撑、定位作用，为形成铸型上的芯座，在摸样上也有芯头。
7、型芯的主要作用是：形成铸件的内腔或组成铸件外形。
芯骨的作用是：提高型芯的强度、便于吊装。
芯头的作用是：支撑、定位、排气。
8、摸样是制作砂型的模具，铸型的型腔是获得铸件的空腔，铸件是制造零件的毛坯。
分型面是（左、右）铸型的分开，而分模面是摸样的接触面。
910、手工造型的(:北京科技大学金工实习报告答案)特点是操作灵活、适应性强，主要应用于单件、小批量生产中，一个完整的手工造型工艺过程，应包括准备工作，安放模样、填砂、紧实、起摸、修型、合型等主要工序。
11、目前使用最广的熔炼设是冲天炉、工频感应炉、中频感应炉、电炉及坩埚炉等。
你在铸造实习时，熔炼铝合金的设备名称是高温熔炉，其型号和功率为pgR-10-812kw12、铸造的优点有1、可以生产形状复杂、特别是具有复杂内腔的毛坯或零件。
2、铸造的适应性很广，在大型零件的生产中，铸造的优越性尤为显著。
3、铸件的成本低，一般情况下，铸造设备需要的投资较少，生产周期短。
4、采用精密铸造制造的铸件形状和尺寸与零件非常接近，因而节约金属、减少切削加工的工作量。
北京科技大学再结晶实验报告
冷变形金属再结晶组织的观察和分析1、实验目的了解回复、再结晶组织和性能的关系。
了解再结晶动力学的相关知识。
掌握晶粒长大规律。
2、实验样品光学显微镜不同变形量和退火后的纯铜晶相样一组压缩形变和退火后的α-Fe金相样一组3、实验内容3.1观察和画出变形60％的纯铜：没有退火，350︒Ｃ，550 ︒Ｃ，750 ︒Ｃ退火30min的组织形貌；结合画的图叙述再结晶组织的特点。
如下图所示分别为变形60％的纯铜没有退火，350︒Ｃ，550 ︒Ｃ，750 ︒Ｃ退火30min的组织形貌。
再结晶组织的特点：在金相显微镜下观察得到再结晶的晶粒细小而白亮，未再结晶者成狭长状，且呈暗灰色。
对于纯铜而言，再结晶组织内存在退火孪晶，两边界面平直的小块便是退火孪晶。
随着退火温度的增加，再结晶组织逐渐长大，并且退火孪晶也随着晶粒长大而长大。
在短暂的退火时间内，再结晶颗粒在形变的滑移带上形成细小的再结晶核心，随着保温温度的增加，再结晶颗粒长大吞食变形的基体的量越多，并且有更多的再结晶晶粒形成，并且随着保温温度的提高，在350℃还可以看见变形的具有纤维状组织的基体，而在550℃以后则完全再结晶，再结晶形成的晶粒比较均匀。
3.2 观察变形68％的纯铁，变形后在560℃分别保温12’，20’，27’，38’，42’试样的组织形貌；画出42’试样的组织形貌，讨论经形变后的Cu, Fe的再结晶组织的区别。
变形68％的纯铁，变形后在560℃分别保温42’试样的组织形貌图如下图所示：铜的形变再结晶组织有退火孪晶，而铁的形变再结晶组织没有退火孪晶。
铜是面心立方结构，其层错能较低，因此在一次再结晶的过程中会出现两边界面平直的退火孪晶片。
退火孪晶常在晶粒长大的晶界出现。
体心立方金属的孪晶界面能较高，例如铁，不易出现退火孪晶。
铁的再结晶完成后的组织为均匀的等轴晶粒，而铜再结晶完成后为具有退火孪晶的均匀晶粒。
3.3 测定再结晶体积分数随保温时间变化曲线，要求有自己测试的原始数据以及误差分析。
金属材料学复习思考题及答案
⾦属材料学复习思考题及答案安徽⼯业⼤学材料学院⾦属材料学复习题⼀、必考题1、⾦属材料学的研究思路是什么？试举例说明。
答：使⽤条件→性能要求→组织结构→化学成分↑⽣产⼯艺举例略⼆、名词解释1、合⾦元素：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、化学或机械性能的含量在⼀定范围内的化学元素。
（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，会显著地影响钢的组织与性能，将这些化学元素称为微合⾦元素。
3、奥⽒体形成元素：使A3温度下降，A4温度上升，扩⼤γ相区的合⾦元素4、铁素体形成元素：使A3温度上升，A4温度下降，缩⼩γ相区的合⾦元素。
5、原位析出：回⽕时碳化物形成元素在渗碳体中富集，当浓度超过溶解度后，合⾦渗碳体在原位转变为特殊碳化物。
6、离位析出：回⽕时直接从过饱和α相中析出特殊碳化物，同时伴随有渗碳体的溶解。
7、⼆次硬化：在含有Mo、W、V等较强碳化物形成元素含量较⾼的⾼合⾦钢淬⽕后回⽕，硬度不是随回⽕温度的升⾼⽽单调降低，⽽是在500－600℃回⽕时的硬度反⽽⾼于在较低温度下回⽕硬度的现象。
8、⼆次淬⽕：在强碳化物形成元素含量较⾼的合⾦钢中淬⽕后残余奥⽒体⼗分稳定，甚⾄加热到500-600℃回⽕时仍不转变，⽽是在回⽕冷却时部分转变成马⽒体，使钢的硬度提⾼的现象。
9、液析碳化物：钢液在凝固时产⽣严重枝晶偏析，使局部地区达到共晶成分。
当共晶液量很少时，产⽣离异共晶，粗⼤的共晶碳化物从共晶组织中离异出来，经轧制后被拉成条带状。
由于是由液态共晶反应形成的，故称液析碳化物。
10、⽹状碳化物：过共析钢在热轧（锻）后缓慢冷却过程中，⼆次碳化物沿奥⽒体晶界析出呈⽹状分布，称为⽹状碳化物。
11、⽔韧处理：将⾼锰钢加热到⾼温奥⽒体区，使碳化物充分溶⼊奥⽒体中，并在此温度迅速⽔冷，得到韧性好的单相奥⽒体组织的⼯艺⽅式。
北京科技大学金属材料学实验报告思考题汇编
回火的过程实际上就是马氏体分解的过程，也是过饱和固溶的碳从α-Fe中脱溶并形成碳化物的过程。
回火温度越高，马氏体分解越充分，分解产物的长大越充分。
在回火过程中，回火温度——回火组织——钢的性能之间存在着一一对应关系。
回火温度越高，钢的硬度越低。
在150-250之间的回火称为低温回火，回火后的组织称为回火马氏体；在350-500之间进行的回火称为中温回火，回火后的组织称为回火屈氏体在500-650之间进行的回火称为高温回火，回火后的组织称为回火索氏体可以看出，回火之后，α-Fe中固溶的碳明显减少，使得碳固溶强化的作用大大减弱，反映到硬度上，就是随着回火温度升高，一般硬度都会下降。
淬火温度对组织和性能的影响：根据45钢“晶粒粗大马氏体，1000摄氏度，水淬，59.1”、“晶粒细小马氏体，860，水淬，57.1”、“铁素体+马氏体，770，水淬，46.2”；40CrNi“晶粒粗大马氏体，1000摄氏度，油淬，40.6”、“晶粒细小马氏体，860，油淬，50.9”、T8“晶粒粗大马氏体，1000摄氏度，水淬，66.2”、“晶粒细小马氏体，860，水淬，57.3”、可以得到如下结论：高温淬火得到粗晶马氏体，低温淬火得到细晶马氏体，而温度在铁素体与奥氏体两相区的淬火得到铁素体+马氏体双相组织。
在Ac3线以上，在保温时间相同的情况下，温度越高，得到的马氏体的晶粒越粗大。
这是因为淬火温度越高，奥氏体晶粒长大的越快，因此在淬火的时候获得的马氏体晶粒也就越粗大。
另外，尽管45钢和T8钢均表现出淬火温度越高，钢的硬度越高，但是本人对这一现象持怀疑态度。
所谓金属硬度小，也就是硬度测试仪的压头容易压入金属，即金属容易发生塑性变形。
塑性变形本质上是金属中的位错运动导致的。
而晶界等会阻挡位错的运动。
晶粒越小，同样大小的一块材料中，晶界就越多，对位错运动的阻碍就越大，材料形变的阻力就越大，宏观上就是硬度高。
因此我对45钢、T8钢实验数据所显示出来的马氏体晶粒越粗大，硬度越高持怀疑态度。
北科大材科基实验金属及合金凝固组织的观察和分析
金属及合金凝固组织的观察和分析张文北京科技大学材料学院铸锭组织分为三个区，最外层是细晶区，金属液体浇入铸模后，与温度较低模壁接触的液体会产生强烈的过冷，产生大量的晶核，并向液相内生长。
如果浇铸温度较低，铸锭尺寸不很大，整个液体会很快全部冷却到熔点一下，因此各处都能形核，造成全部等轴细晶粒的组织。
但在一般情况下，只有那些仍然靠近模壁的晶粒长成而形成细晶区。
柱状晶区，金属浇铸后，模壁被金属加热温度不断升高，由于结晶时潜热的释放吗，使模壁处的温度梯度降低。
细晶区前沿不易形核，随着液相温度逐渐降低，已生成的晶体向液体内生长。
等轴晶区，在凝固过程中，开始凝固的等轴激冷晶游离以及枝晶熔断而产生大量游离自由细晶体，它们随溶液对流漂移移到铸锭中心部分。
如果中心部分溶液有过冷，则这些游离细晶体作为籽晶最终长成中心的等轴晶区。
匀晶凝固过程是晶体材料从高温液相冷却下来的凝固转变产物包括多相混合物晶体和单相固溶体两种，其中由液相结晶出单相固溶体的过程称为匀晶转变。
共晶凝固过程是从液相同时结晶处两个固相。
一般把成分在共晶成分左边并有共晶反应的合金称亚共晶合金，而在右边的称过共晶合金，合金成分偏离共晶成分但冷却时仍发生共晶反应的合金，在冷却过程中先结晶出固溶体晶体，然后在生成共晶。
包晶凝固过程是有些合金当凝固到一定温度时，已结晶出来的一定成分的固相与剩余液相发生反应生成另一种固相的恒温转变过程。
1 实验材料及方法1.1实验材料光学显微镜表格 1 铝锭成分表Table 1 Aluminum composition铝锭浇铸条件样品号模壁材料模壁厚度/mm模子温度/℃浇铸温度/℃1砂10室温6802钢105006803钢10室温7804钢10室温680Table 2 Alloy composition样品成分样品成分1-a25%Ni+75%Cu铸造3-a80%Sn + 20%Sb1-b25%Ni+75%Cu 退火3-b35%Sn + 65%Sb2-a70%Pb + 30%Sn4-a51%Bi + 32%Pb +17%Sn 2-b38.1%Pb + 61.9%Sn4-b58%Bi + 16%Pb +26%Sn 2-c20%Pb + 80%Sn4-c65%Bi + 10%Pb +25%Sn1.2实验方法1.用肉眼观察5种浇铸方法所获得的铝锭的横截面和纵截面；2.调节金相显微镜的放大倍数为100倍；3.在显微镜下分别观察1-a至4-c样品，并用手机拍照记录。
北科大余永宁金属学原理课后解答10解
3. 导出二元合金中母相α和析出相β均为理想溶体以及规则溶体的相变总驱动力和形核驱动 力（以 J/mol 表示）。设原始成分为 x0，在脱溶温度α相平衡成分为 xα，脱溶物核心成分 和β相平衡成分近似相等为 xβ，交互作用系数为Ω。 解：(1)设 A-B 二元合金（如下图 a 所示），x0 成分的α相在 T1 下脱溶，相变总驱动力为
=
(1 −
xβ
)(
µ
α A
(
xα
)
−
µ ) α A( x0 )
+
xβ
µ( α B( xα )
−
µ ) α B( x0 )
因
µ
Φ i
= GiΦ
+ RT ln aΦi ，故
10-3
∆G I
=
(1 −
xβ
)µ
α A(
xα
)
+
µ x α β B( xα )
− [(1 −
xβ
µ) α A(x0 )
+
x
β
µ
α B(
10-1
对于立方体状核心，设 a 为边长，形核时的自由能变化∆G 为
∆G = a 3∆GV + 6a 2γ
上式对 a 的导数等于 0 时，求出临界核心的边长 a＊，
d∆G da
= 3a 2∆GV
+ 12aγ
=0
得
a∗ = − 4γ = 4 × 0.6 m = 1.43 ×10-9 m
∆GV 7 ×108
∆G
α →α x0
'+
β
为
∆Gmα→α ' +β
=
RT
⎡ ⎢(1 ⎣
金属材料学复习思考题及答案.
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-Fe x C→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，可使硬度和强度提高（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α-Fe中形成无限固溶体？哪些能在γ-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α-Fe中形成无限固溶体：V、Cr；能在γ-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？（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。
材料力学实验思考题答案
材料力学实验思考题答案1. 引言。
材料力学实验是材料力学课程的重要组成部分，通过实验可以更直观地了解材料的性能和行为。
在实验过程中，学生需要不断思考和分析，以深化对材料力学知识的理解。
本文将针对材料力学实验中的一些思考题进行解答，希望能够帮助学生更好地掌握相关知识。
2. 实验思考题答案。
2.1 为什么在材料力学实验中常常使用金属材料？答，金属材料具有良好的可塑性和韧性，适用于各种加载条件下的实验。
同时，金属材料的力学性能稳定，易于加工和制备，因此在材料力学实验中被广泛应用。
2.2 为什么在拉伸试验中会出现颈缩现象？答，在拉伸试验中，当金属材料受到拉力作用时，由于材料内部应力分布不均匀，会出现局部应力集中的现象，导致材料发生颈缩。
这是由于材料的塑性变形导致的，属于材料的典型失效形式。
2.3 为什么在材料力学实验中需要进行应力应变曲线的测定？答，应力应变曲线是材料力学性能的重要指标，通过曲线的测定可以了解材料的屈服强度、抗拉强度、延伸率等性能参数。
这对于材料的选用和设计具有重要意义，因此在材料力学实验中需要进行应力应变曲线的测定。
2.4 为什么在材料力学实验中需要进行硬度测试？答，硬度是材料抵抗局部变形的能力，是材料力学性能的重要指标之一。
通过硬度测试可以快速了解材料的硬度水平，评估材料的耐磨性和耐腐蚀性能，对于材料的使用和维护具有重要意义。
2.5 为什么在材料力学实验中需要进行冲击试验？答，冲击试验可以评估材料的韧性和抗冲击性能，对于材料在受到冲击载荷时的表现具有重要意义。
通过冲击试验可以了解材料在实际工作条件下的表现，为工程设计和材料选择提供重要参考。
3. 结语。
通过对材料力学实验思考题的解答，可以更深入地了解材料力学知识的实际应用。
希望学生在实验过程中能够不断思考和分析，提高对材料力学的理解和掌握，为将来的工程实践奠定坚实的基础。
金属材料学课后答案(较全)
金属材料学课后答案（较全）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/rM>0.59时，形成复杂点阵结构；当rC/rM<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/NC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。
金属材料学课后习题总结
习题第一章1、何时不能直接淬火呢?本质粗晶粒钢为什么渗碳后不直接淬火？重结晶为什么可以细化晶粒？那么渗碳时为什么不选择重结晶温度进行A化?答：本质粗晶粒钢,必须缓冷后再加热进行重结晶，细化晶粒后再淬火。
晶粒粗大。
A 形核、长大过程。
影响渗碳效果.2、C是扩大还是缩小奥氏体相区元素？答：扩大.3、Me对S、E点的影响？答：A形成元素均使S、E点向左下方移动.F形成元素使S、E点向左上方移动.S点左移—共析C量减小；E点左移-出现莱氏体的C量降低。
4、合金钢加热均匀化与碳钢相比有什么区别？答：由于合金元素阻碍碳原子扩散以及碳化物的分解，因此奥氏体化温度高、保温时间长。
5、对一般结构钢的成分设计时，要考虑其M S点不能太低,为什么？答：M量少，Ar量多，影响强度.6、W、Mo等元素对贝氏体转变影响不大，而对珠光体转变的推迟作用大，如何理解？答：对于珠光体转变：Ti, V:主要是通过推迟（P转变时）K形核与长大来提高过冷γ的稳定性。
W,Mo：1）推迟K形核与长大.2）增加固溶体原子间的结合力，降低Fe的自扩散系数，增加Fe的扩散激活能。
3）减缓C的扩散.对于贝氏体转变：W，Mo，V，Ti：增加C在γ相中的扩散激活能，降低扩散系数，推迟贝氏体转变，但作用比Cr，Mn，Ni小。
7、淬硬性和淬透性答:淬硬性:指钢在淬火时硬化能力，用淬成马氏体可能得到的最高硬度表示。
淬透性：指由钢的表面量到钢的半马氏体区组织处的深度。
8、C在γ-Fe与α—Fe中溶解度不同,那个大?答：γ-Fe中,为八面体空隙,比α—Fe的四面体空隙大。
9、C、N原子在α-Fe中溶解度不同，那个大？答：N大,因为N的半径比C小。
10、合金钢中碳化物形成元素（V，Cr，Mo,Mn等）所形成的碳化物基本类型及其相对稳定性。
答：V：MC型;Cr：M7C3、M23C6型；Mo：M6C、M2C、M7C3型;Mn：M3C型.复杂点阵：M23C6、M7C3、M3C、稳定性较差;简单点阵：M2C、MC、M6C稳定性好.11、如何理解二次硬化与二次淬火？答:二次硬化:含高W、Mo、Cr、V钢淬火后回火时，由于析出细小弥散的特殊碳化物及回火冷却时A'转变为M回,使硬度不仅不下降，反而升高的现象称二次硬化。
材料力学实验报告思考题答案
材料力学实验报告思考题答案在材料力学实验中，我们通过对材料的拉伸、压缩、弯曲等力学性能进行测试，从而了解材料的力学性能和力学行为。
在实验过程中，我们遇到了一些思考题，下面我将对这些思考题进行回答。
1. 为什么在拉伸试验中，材料会出现颈缩？颈缩是材料在拉伸过程中出现的一种现象，它是由于材料在拉伸过程中受到局部应力过大而发生的。
当材料受到拉伸力时，材料内部会出现应力集中的现象，导致局部应力过大，从而引起颈缩。
在颈缩过程中，材料的截面积会逐渐减小，从而导致材料的抗拉强度降低。
2. 为什么金属材料在拉伸过程中会出现冷加工硬化现象？冷加工硬化是金属材料在拉伸过程中出现的一种现象，它是由于材料在冷加工过程中发生了位错密集和滑移运动，从而导致材料的晶粒变形和变形结构的改变。
在拉伸过程中，冷加工硬化会使材料的抗拉强度和屈服强度增加，但同时也会使材料的塑性变形能力降低。
3. 在压缩试验中，为什么材料的抗压强度大于抗拉强度？在压缩试验中，材料的抗压强度通常会大于抗拉强度，这是由于在压缩过程中，材料受到的应力是沿着材料的纵向方向作用的，而在拉伸过程中，材料受到的应力是沿着材料的横向方向作用的。
由于材料在纵向方向上的结构强度通常会大于横向方向上的结构强度，因此导致了材料的抗压强度大于抗拉强度。
4. 在弯曲试验中，为什么材料的弯曲变形会出现弯曲曲线？在弯曲试验中，当材料受到弯曲力作用时，材料会发生弯曲变形，从而导致弯曲曲线的出现。
弯曲曲线是由于材料在弯曲过程中受到不均匀的应力分布，从而导致材料的上表面和下表面出现了不同程度的变形，最终形成了弯曲曲线。
通过对以上思考题的回答，我们对材料力学实验中的一些现象和现象背后的原理有了更深入的了解。
在今后的实验和学习中，我们应该继续加强对材料力学的理解，不断提高自己的实验能力和分析能力，从而更好地应用和发展材料力学的理论和实践。
材料力学实验报告思考题答案
材料力学实验报告思考题答案在材料力学实验中，我们通过对材料的力学性能进行测试和分析，来了解材料的力学特性和性能表现。
在实验过程中，我们遇到了一些问题和思考题，下面就这些问题进行一一解答。
1. 为什么要进行拉伸试验和压缩试验？拉伸试验和压缩试验是材料力学实验中常用的两种试验方法，通过这两种试验可以得到材料在不同受力状态下的性能参数，比如弹性模量、屈服强度、断裂强度等。
拉伸试验可以得到材料在拉伸状态下的性能参数，而压缩试验则可以得到材料在压缩状态下的性能参数。
这两种试验可以全面了解材料的力学性能，为材料的选用和设计提供依据。
2. 为什么金属材料在拉伸过程中会出现颈缩现象？在金属材料的拉伸试验中，当应变逐渐增大时，材料会出现颈缩现象，即试样的横截面积逐渐减小，最终导致试样断裂。
这是因为在拉伸过程中，材料会发生塑性变形，而塑性变形的发生是由于晶格滑移和再结晶等原因导致的。
当应变达到一定程度时，晶粒开始发生滑移，形成了颈缩现象。
3. 为什么金属材料的屈服强度比抗拉强度要低？金属材料的屈服强度比抗拉强度要低的原因主要有两个方面。
首先，屈服强度是材料在发生塑性变形时的抗力，而抗拉强度是材料在拉伸过程中的最大抗力。
在材料发生塑性变形时，晶粒开始发生滑移，而在达到最大抗力之后，晶粒开始断裂，这时材料的抗拉强度达到最大值。
其次，材料的屈服强度受到材料内部缺陷和应力集中等因素的影响，因此通常情况下屈服强度要低于抗拉强度。
4. 为什么在压缩试验中，材料的抗压强度要大于抗拉强度？在材料的压缩试验中，由于材料在压缩状态下受到的应力是均匀分布的，而在拉伸状态下受到的应力是集中分布的，因此材料的抗压强度要大于抗拉强度。
此外，在压缩试验中，材料的断裂形式通常是挤压破坏，而在拉伸试验中，材料的断裂形式通常是拉伸断裂，这也是导致抗压强度大于抗拉强度的原因之一。
通过对这些问题的思考和分析，我们可以更深入地了解材料力学实验中的一些重要概念和原理，为我们的实验工作提供更多的指导和帮助。
金属材料复习总结及思考题DOC
金属材料学复习思考题第一章金属的结构与结晶1．解释下列名词点缺陷，线缺陷，面缺陷，亚晶粒，亚晶界，刃型位错，单晶体，多晶体，过冷度，自发形核，非自发形核，变质处理，变质剂。
2．常见的金属晶体结构有哪几种？α-Fe 、γ- Fe 、Al 、Cu 、Ni 、Pb 、Cr 、V 、Mg、Zn 各属何种晶体结构？3．配位数和致密度可以用来说明哪些问题？4．晶面指数和晶向指数有什么不同？5．实际晶体中的点缺陷，线缺陷和面缺陷对金属性能有何影响？6．为何单晶体具有各向异性，而多晶体在一般情况下不显示出各向异性？7．过冷度与冷却速度有何关系？它对金属结晶过程有何影响？对铸件晶粒大小有何影响？8．金属结晶的基本规律是什么？晶核的形成率和成长率受到哪些因素的影响？9．在铸造生产中，采用哪些措施控制晶粒大小？在生产中如何应用变质处理？第二章金属的塑性变形与再结晶1．解释下列名词加工硬化、回复、再结晶、热加工、冷加工。
2．产生加工硬化的原因是什么？加工硬化在金属加工中有什么利弊？3．划分冷加工和热加工的主要条件是什么？4．与冷加工比较，热加工给金属件带来的益处有哪些？5．为什么细晶粒钢强度高，塑性，韧性也好？6．金属经冷塑性变形后，组织和性能发生什么变化？7．分析加工硬化对金属材料的强化作用？8．已知金属钨、铁、铅、锡的熔点分别为3380℃、1538℃、327℃、232℃，试计算这些金属的最低再结晶温度，并分析钨和铁在1100℃下的加工、铅和锡在室温（20℃）下的加工各为何种加工？9．在制造齿轮时，有时采用喷丸法（即将金属丸喷射到零件表面上）使齿面得以强化。
试分析强化原因。
第三章合金的结构与二元状态图1．解释下列名词合金，组元，相，相图；固溶体，金属间化合物，机械混合物；枝晶偏析，比重偏析；固溶强化，弥散强化。
2．指出下列名词的主要区别1）置换固溶体与间隙固溶体；2）相组成物与组织组成物。
3．下列元素在α-Fe 中形成哪几种固溶体?Si、C、N、Ni、Mn4．试述固溶强化、加工强化和弥散强化的强化原理,并说明三者的区别. 5．固溶体和金属间化合物在结构和性能上有什么主要差别？6. 何谓共晶反应、包晶反应和共析反应?试比较这三种反应的异同点.7．二元合金相图表达了合金的哪些关系？8．在二元合金相图中应用杠杆定律可以计算什么？9. 已知A（熔点 600℃）与B(500℃) 在液态无限互溶；在固态 300℃时A溶于 B 的最大溶解度为 30% ，室温时为10%，但B不溶于A；在 300℃时，含 40% B 的液态合金发生共晶反应。
金属材料学思考题答案2资料
温度，促进晶粒长大，直接淬火
某精密镗床主轴用38CrMoAl钢制造，某重型齿轮铣床主轴选择了20CrMnTi制造，某普
40Cr钢。试分析说明它们各自应采用什么样的热处理工艺及最终的组织
。
钢采用调质处理加渗氮处理，形成γ’（Fe4N）、ε（Fe
N）相，合金氮化物，共
>1450MPa，ζS>1200MPa，
>6%。热处理工艺是920℃±20℃油淬，470℃±10℃回火。因该钢缺货，库存有25MnSi
25MnSi钢为低碳马氏体钢，经适当的热处理后能获得与调质钢相当的
钢与45MnSiV 相比不含V元素，但有Mn，过热敏感性较大，因而要降低淬火加热温
45MnSiV相比，25MnSi钢淬透性较低，油淬应改成用盐水淬火
指出下列钢号属于什么钢？各符号代表什么意义？ Q235、15、T7、T10A、08F、Y40Mn。
：普碳钢，屈服强度>=235MPa
：优质碳素结构钢，含碳量约为0.15%
：碳素工具钢，含碳量约为0.70%
：高级优质碳素工具钢，含碳量约为1.0 %
：低合金结构钢，08：含碳量0.08%，F：沸腾钢
TK。改善焊接性。
，P：耐大气腐蚀性最有效的元素。一般含量:0.025~0.25% Cu ，0.05~0.15％ P 。 ↑P，
为什么贝氏体型低合金高强度钢多采用0.5%Mo和微量B作为基体合金化元素？
Mo使P右移显著，但Mo却不能使F右移；加入微量B使F右移但贝氏
什么是微合金钢？微合金化元素（NbTiV ）的主要作用是什么？
γ’（Fe4N）、ε（Fe
N）相，M回；心部组织M回。
金属材料复习思考题及参考答案
金属材料复习思考题及参考答案金属材料复习思考题及参考答案（计算分析部分）（仅供参考）1.根据gb700-88《碳素结构钢》的规定，牌号为q235钢的力学性能应达到：σs≥235mpa，σb≥375mpa，δ5≥26％，ψ≥55％。
现对进厂的一批q235钢材采用d0=10mm的标准短试样(试样的标距等于5倍直径)进行拉伸试验，测得的试验数据是fs=20kn，fb=32kn，断后标距长l1=65mm，d1=6.3mm，试问这批钢材合格否？2.某金属材料弯曲试样，其l0=100mm，d0=10mm，弯曲时测得fs=18kn，fb=28kn，拉断后对接起来测得l1=124mm，d1=6.4mm，求该材料的σs、σb、δ、ψ。
3.排序体心立方晶格的并致密度。
4.计算面心立方晶格的致密度。
5.排序YCl六方晶格的并致密度。
6.某退火态碳素钢钢号不清，经金相检察其显微组织是f+p，其中p所占到比例约为20%，先行认定该碳素钢含碳量。
7.依据pb-sn合金相图，若f点的合金成分是wsn=2%，g点的合金成分就是wsn=99%。
反问在以下温度t时，wsn=20%的合金电子显微镜非政府中存有哪些二者共同组成物？它们的相对质量百分数就是多少？⑴t=300℃；⑵刚冷到183℃；共晶转变尚未开始；⑶在183℃；共晶转型正在展开中；⑷共晶转变刚完成，温度仍在183℃时；⑸加热至室温（20℃）时。
8.依据pb-sn合金相图，若f点的合金成分是wsn=2%，g1点的合金成分是wsn=99%。
问在下列温度t时，wsn=80%的合金显微组织中有哪些相组成物？它们的相对质量百分数是多少？⑴t=300℃；⑵刚不高不低183℃；共晶转型尚未已经开始；⑶在183℃；共晶转变正在进行中；⑷共晶转型刚顺利完成，温度仍在183℃时；⑸冷却到室温（20℃）时。
9.排序珠光体中铁素体和渗碳体的相对量。
10.计算莱氏体中奥氏体和渗碳体的相对量。
11.20钢在共析反应后⑴计算相组成物f和fe3c的相对量；⑵排序非政府共同组成物f和p的相对量。
金属材料学思考题答案1
1.简述什么是材料科学研究材料组分、结构、性能相互关系和变化规律的科学，是一门基础应用学科。
2.什么是工程材料？工程材料分为哪些类别？凡与工程相关的材料均可称为工程材料。
按性能可分为结构材料和功能材料；按化学方法分为金属材料，陶瓷材料，高分子材料和复合材料。
3.什么是新材料？开发新材料的重要意义是什么？新材料：相对于传统的材料而言。
经过新工艺新技术制造的整合原有材料的功能的材料。
意义：对高科技和新技术的发展具有非常关键的作用；是发展高科技的物质基础；是国家在科技领域处于领先地位的标志之一。
4.钢的分类方法很多通常有哪些分类？按冶金方法分：平炉、转炉、电炉（镇静钢、半镇静钢，沸腾钢）。
按化学成分分：碳钢(普通碳钢，优质碳钢)，合金钢(合金元素，合金含量)；按质量分：普通质量钢，优质质量钢，高级优质钢。
按金相分：退火态(P+F，珠光体钢，P+Fe3C)，正火态(珠光体钢，贝氏体钢，奥氏体钢)；冷却时有无相变(铁素体，马氏体，奥氏体，双相钢)；按用途分：工程结构钢，机器零件用钢，工程模具用钢，特殊用钢（不锈钢，耐热钢、磁钢）。
5.通常钢中的P，S控制钢的质量，按质量等级碳素钢，合金钢的钢材质量可分为哪些等级，P，S含量是如何控制的?可分为五种情况：1）形成非金属夹杂物（如氧化物、氮化物和硫化物等），2）溶入固熔体，3）形成碳化物，4）自由存在，5）金属间化合物。
7.按化学成分如何区分低中高碳钢和低中高合金钢？碳钢：(含碳量)低碳钢≤0.25％，中碳钢0.3－0.6％，高碳钢≥0.6％；合金钢：(合金元素)低合金钢<5％，中合金钢5－10％，高合金钢>10％8.利用晶界偏聚理论解释钢的第二类回火脆性以及硼钢的淬透性问题钢的溶质原子在晶界的浓度大大超过在基体中的平均浓度的现象，称为晶界偏聚。
淬火钢在淬火、回火过程中，Ni、Cr、Sb、Sn、P等都向原A晶界偏聚，产生晶界偏聚现象，Ni、Cr不仅自身偏聚，而且促进杂质元素的偏聚。
金属材料学思考题答案
金属材料学思考题答案2绪论、第一章、第二章1．钢中的碳化物按点阵结构分为哪两大类;各有什么特点答：分为简单点阵结构和复杂点阵结构;前者熔点高、硬度高、稳定性好;后者硬度低、熔点低、稳定性差..2．何为回火稳定性、回火脆性、热硬性合金元素对回火转变有哪些影响答：回火稳定性：淬火钢对回火过程中发生的各种软化倾向如马氏体的分解、残余奥氏体的分解、碳化物的析出与铁素体的再结晶的抵抗能力回火脆性：在200-350℃之间和450-650℃之间回火;冲击吸收能量不但没有升高反而显着下降的现象热硬性：钢在较高温度下;仍能保持较高硬度的性能合金元素对回火转变的影响：①Ni、Mn影响很小;②碳化物形成元素阻止马氏体分解;提高回火稳定性;产生二次硬化;抑制C和合金元素扩散..③Si比较特殊：小于300℃时强烈延缓马氏体分解;C相图S、E点有什么影响这种影响意味着什么3．合金元素对Fe-Fe3答：凡是扩大奥氏体相区的元素均使S、E点向左下方移动;如Mn、Ni等；凡是封闭奥氏体相区的元素均使S、E点向左上方移动;如Cr、Si、Mo 等E点左移：出现莱氏体组织的含碳量降低;这样钢中碳的质量分数不足2％时就可以出现共晶莱氏体..S点左移：钢中含碳量小于0.77％时;就会变为过共析钢而析出二次渗碳体..4．根据合金元素在钢中的作用;从淬透性、回火稳定性、奥氏体晶粒长大倾向、韧性和回火脆性等方面比较下列钢号的性能:40Cr、40CrNi、40CrMn、40CrNiMo..1淬透性：40CrNiMo 〉40CrMn 〉 40CrNi 〉 40Cr2 回火稳定性：40CrNiMo 〉40CrNi 〉 40CrMn 〉 40Cr3 奥氏体晶粒长大倾向：40CrMn 〉 40Cr 〉 40CrNi 〉 40CrNiMo4 韧性：40CrNiMo 〉40CrNi 〉40Cr〉40CrMn Mn少量时细化组织5 回火脆性： 40CrMn 〉40CrNi> 40Cr 〉40CrNiMo5.怎样理解“合金钢与碳钢的强度性能差异;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..并且合金元素的良好作用;只有在进行适当的热处理条件下才能表现出来”从强化机理和相变过程来分析不是单一的合金元素作用合金元素除了通过强化铁素体;从而提高退火态钢的强度外;还通过合金化降低共析点;相对提高珠光体的数量使其强度提高..其次合金元素还使过冷奥氏体稳定性提高;C曲线右移;在相同冷却条件下使铁素体和碳化物的分散度增加;从而提高强度..然而;尽管合金元素可以改善退火态钢的性能但效果远没有淬火回火后的性能改变大..除钴外;所有合金元素均提高钢的淬透性;可以使较大尺寸的零件淬火后沿整个截面得到均匀的马氏体组织..大多数合金元素都有阻止奥氏体晶粒长大的倾向Mn除外;从而细化晶粒;使淬火后的马氏体组织均匀细小..合金元素还能减缓钢的回火转变过程;特别是碳化物形成元素阻碍碳化物聚集长大;提高组成相的弥散度;从而提高强度..强碳化物形成元素还可以产生沉淀强化;阻止和消除第二类回火脆性..综上所述;合金元素本身可以形成碳化物或固溶体来提高钢材强度;但更重要的是通过热处理来改变其大小分布;因此相变强化更明显..也就是说;合金元素与碳钢的强度差异..主要在于通过热处理过程产生沉淀强化和细晶强化;提高淬透性和回火稳定性等;来显着提高合金钢的组织性能.. 6.合金元素提高钢的韧度主要有哪些途径1细化晶粒、组织——如Ti、V、Mo；2提高回火稳定性——如强K形成元素 Mo;V；3改善基体韧度—— Ni ；4细化K ——适量Cr、Ti 、V;使K小而匀；5降低回火脆性—— W、Mo ；6在保证强度水平下;适当降低含C量;提高冶金质量..7通过合金化形成一定量残余奥氏体7. 钢的强化机制有哪些为什么一般钢的强化工艺都采用淬火－回火有细晶强化、固溶强化、第二相强化和位错强化四种..钢淬火后形成马氏体;由于C的过饱和和合金元素的固溶;钢的强度上升;利用了固溶强化的机制；淬火后的马氏体组织产生大量的位错亚结构;位错密度上升;材料强度增加;体现了位错强化的效果；钢在淬火时由较粗大的奥氏体晶粒变成细小的马氏体针或板条束;组织细化;体现了细晶强化的效果；淬完火后的回火处理;有细小弥散的碳化物析出;能够起到沉淀强化第二相强化的效果..8. 以制造跨海大桥用的工程结构钢为例;说明其基本性能要求是什么;我国制造这类钢的化学成分特点是什么答：性能要求：足够强度和韧性;良好的焊接性和成型工艺性;良好的耐海水腐蚀性和大气腐蚀性能成分特点：低碳;低锰;含Cu、P9. 09MnCuPTi是低合金高强度钢普低钢;结合我国普低钢成分特点;分析各合金元素的作用答：Mn：固溶强化作用大;1%Mn; ReL↑33MPa..约有3/4量溶入F中;弱的细晶作用;↓TK..量多时可大为降低塑韧性.Ti：形成稳定细小的K等;粒子2~10nm;既细晶又沉淀强化;↑ReL;↑δ、;AK综合效果↓TK..改善焊接性..Cu;P：耐大气腐蚀性最有效的元素..一般含量:0.025~0.25% Cu ;0.05~0.15％ P .. ↑P;冷脆和时效倾向增加..复合加入适量元素;则↑钢耐蚀性效果更佳..10. 为什么贝氏体型低合金高强度钢多采用0.5%Mo和微量B作为基体合金化元素低碳贝氏体钢中加入Mo使P右移显着;但Mo却不能使F右移；加入微量B 使F右移但贝氏体右移较小;可以空冷得到贝氏体组织..11. 什么是微合金钢微合金化元素NbTiV 的主要作用是什么微合金化高强度钢成分特点是尽量降低碳含量;在保证塑性;韧性和焊接性能的基础上;采用微合金化元素细化晶粒、沉淀强化以及控制扎制和控制冷却的办法进一步提高强度..Nb;V;Ti主要作用是细化晶粒和产生沉淀强化作用..第三章1.在结构钢的部分标准中;每个钢号的力学性能都注明热处理状态和试样直径或钢材厚度..为什么有什么意义同一材料热处理不同;可以得到不同的性能..而试样尺寸也影响淬火效果;尤其是大尺寸工件的淬硬层深度同样会随尺寸变大而变小..心部往往淬不透不是马氏体组织;而可能变成铁素体和珠光体;或索氏体等..这样在选用材料的时候既要考虑到热处理工艺;还要考虑试样尺寸对淬透层深度的影响..2.在飞机制造厂中;常用18Cr2Ni4WA钢制造发动机变速箱齿轮..为减少淬火后残余应力和齿轮尺寸的变化;控制心部硬度不致过高;以保证获得必需的冲击韧性;采用如下工艺：将渗碳后的齿轮加热到850℃左右;保温后淬入200－220℃的第一热浴中;保温10min左右;取出后立即置于550－570℃的第二热浴中;保持1－2小时;取出空冷至室温..问：此时钢表、里的组织是什么已知：该钢的Ms＝310℃;表面渗碳后的Ms＝80℃左右..答：渗碳后的齿轮等温淬火后心部因含碳量较低;导热慢;第一次盐浴时心部的温度仍高于550－570℃;在第二次热浴时其组织转变为回火索氏体；而表面在第一次热浴时就转变为回火马氏体;碳化物和残余奥氏体;由于该合金含量较高;各类碳化物比较稳定;回火稳定性高;在第二次热浴时组织保持不变..3.轧制钢板的轧辊尺寸很大;其轴承在工作时受很大的冲击作用;请从以下材料中选择合适的材料制造该轴承;并且说明热处理工艺及使用状态组织.GCr15;W18Cr4V;20Cr2Ni4; 40CrNiMo;T10;0Cr8Ni9;20;Cr12MoV;65Mn 答：选择渗碳钢20Cr2Ni4;该钢进行渗碳处理后;可以达到表硬里韧的效果;表面高硬度;耐磨、疲劳强度高;心部韧性好;可以承受较大冲击作用..热处理：渗碳+淬火+低温回火4. 调质钢中常用哪些合金元素这些合金元素各起什么作用常用的合金元素有Mn;Cr;Mo;V;Si;Ni;BMn:能大为提高钢的淬透性;但容易使钢有过热倾向;并有回火脆性倾向Cr：提高钢的淬透性的同时还提高回火稳定性;但是有回火脆性倾向Ni：非碳化物形成元素;能有效的提高钢基体的韧度;并且Ni-Cr复合加入;提高淬透性作用很大;但也有回火脆性倾向Mo：提高淬透性;既提高回火稳定性;细化晶粒;又能有效的消除或大为降低回火脆性倾向..V：强碳化物形成元素;有效地细化晶粒;如融入奥氏体能提高淬透性;降低钢的过热敏感性..>1450MPa;5.某工厂原来使用45MnSiV生产φ8mm高强度调质钢筋..要求σbσ>1200MPa;δ>6%..热处理工艺是920℃±20℃油淬;470℃±10℃回火..S因该钢缺货;库存有25MnSi钢..请考虑是否可以代用如可以代用;热处理工艺如何调整答：可以代用;因为25MnSi钢为低碳马氏体钢;经适当的热处理后能获得与调质钢相当的综合性能;即较高强度和韧性的组合..工艺调整：25MnSi钢与45MnSiV 相比不含V元素;但有Mn;过热敏感性较大;因而要降低淬火加热温度与 45MnSiV相比;25MnSi钢淬透性较低;油淬应改成用盐水淬火为获得所要求的力学性能应采用低温回火6.弹簧钢的主要性能要求是什么为什么弹簧钢中碳含量一般在0.5－0.75％之间答：基本性能要求有：高的弹性极限；高的屈强比；高的疲劳强度；高的淬透性；足够的塑性和韧性；还要有一定的冶金质量和表面质量..含碳量在0.5~0.75%的范围是为了保证经淬火和中温回火后具有足够的弹性减退抗力;另一方面;足够的碳可以和合金元素形成碳化物;提高中温回火强度..但过多的碳;会形成过多碳化物;疲劳性能变差..7.直径25mm的40CrNiMo钢棒料;经过正火后难以切削;为什么答:因为40CrNiMo钢中含有Cr;Ni;Mo几种合金元素;能很好的提高钢的淬透性;使钢在正火状态下就能得到较多的马氏体;大大提高合金的硬度40CrNiMo钢正火后硬度在400HBS以上因而难以切削..8.钢的切削加工性与材料的组织和硬度之间有什么关系为获得良好的切削性;中碳钢和高碳钢各自应经过什么样的热处理;得到什么样的金相组织答：钢硬度在170-230HB切削性能最好;对于组织来说P:F=1:1较佳;不同含C量的钢得到较好的切削性;其预备热处理不同;得到组织也不同..中碳钢：正火 F+S高碳钢：正火+球化退火+退火 P+粒状K9.用低淬钢制作中小模数的中高频感应加热淬火齿轮有什么优点答：表面硬化而心部仍保持较高的韧性;表面局部加热;零件淬火变形小;加热速度快;可消除表面脱碳和氧化现象;在表面形成残余压应力;提高疲劳强度;小齿轮得到沿轮廓分布硬化层..10.滚动轴承钢常含有哪些合金元素各起什么作用为什么含Cr量限制在一定范围答：合金元素：Si;Mn;Mo;Cr作用：Cr：提高硬度;耐磨性Mo:提高淬透性;防止第二类回火脆性Si：提高淬透性;耐磨性和提高疲劳寿命Mn:提高淬透性和冷加工性含Cr量过高会导致残余奥氏体增加;尺寸稳定性和均匀性变差;降低韧性;Cr含量过低碳化物形成较少;不利于硬度和耐磨性的提高..11. 高锰耐磨钢有什么特点在什么情况下适合使用这类钢特点：高碳、高锰..铸态使用..铸态组织一般是奥氏体、珠光体、马氏体和碳化物复合组织;力学性能差;耐磨性低;不宜直接使用..经过水韧处理即固溶处理后的显微组织是单相奥氏体;软而韧..广泛应用于承受大冲击载荷、强烈磨损的工况下工作的零件..12. 20Mn2钢渗碳后是否适合于直接淬火为什么不适于直接淬火;因为Mn是奥氏体形成元素;降低钢的A温度;促进晶粒长1大;直接淬火时晶粒过大;得不到想要的硬度和强度;脆性过大..13. 某精密镗床主轴用38CrMoAl钢制造;某重型齿轮铣床主轴选择了20CrMnTi制造;某普通车床主轴材料为40Cr钢..试分析说明它们各自应采用什么样的热处理工艺及最终的组织和性能特点不必写出热处理工艺具体参数..38CrMoAl钢采用调质处理加渗氮处理;形成γ’Fe4N、εFe3-2N相;合金氮化物;共格关系;弥散强化..表面硬度高;耐磨性好;咬死和擦伤倾向小;疲劳性能高、缺口敏感性低、耐蚀性高..表层组织γ’Fe4N、εFe3-2N相;M回；心部组织M回..20CrMnTi钢采用渗碳后降温直接淬火＋低温回火;获得组织为心部M回;表层M回+K+A’;较高耐磨性和强韧度;特别是低温韧度较好..40Cr钢采用调质处理;获得S回;具有强度、塑性和韧性的良好配合.. 14. 试述微合金非调质钢的成分、组织、性能特点..成分：在碳钢中加入Ti、Nb、V、N等微合金化元素..组织：主要是F+P+弥散析出K；性能特点：Ti、Nb、V等微量元素以相间析出的形式起沉淀强化的作用;同时又细化了组织;在不经调质处理的条件下达到或接近调质钢的力学性能;即强度高、韧性好..第四五章1. 分析比较T9和9SiCr：1为什么9SiCr钢的热处理加热温度比T9钢高答：为了让9SiCr钢中的合金元素全部溶入奥氏体中..2直径为φ30－40mm的9SiCr钢在油中能淬透;相同尺寸的T9钢能否淬透为什么答：不能;因为9SiCr中Si和Cr提高了淬透性;9SiCr比T9钢淬透性好;因而相同尺寸的材料9SiCr能在油中淬透..3T9钢制造的刀具刃部受热到200－250℃;其硬度和耐磨性已迅速下降而失效；9SiCr钢制造的刀具;其刃部受热至230－250℃;硬度仍不低于60HRC;耐磨性良好;还可正常工作;为什么答： T9为碳素工具钢;回火稳定性低;其最终回火温度一般在180~200℃;超过200℃后;会发生回火软化现象;即回火马氏体中碳会大量析出;并且渗碳体会聚集长大;使得工具硬度强度降低;失去切削性能..而9SiCr钢因含有合金元素Si、Cr;热稳定性高;在250℃时还能正常工作;另外因为Cr是碳化物形成元素;大量碳化物的存在也使得其耐磨性提高..4为什么9SiCr钢适宜制作要求变形小、硬度较高和耐磨性较高的圆板牙等薄刃工具Cr、Si的加入提高了淬透性并使钢中碳化物细小均匀;使用时刃口部位不易崩刀；Si抑制低温回火时的组织转变非常有效;所以该钢的低温回火稳定性好;热处理时的变形也很小..缺点是脱碳敏感性比较大..因此;如果采用合适的工艺措施;控制脱碳现象;适合制造圆板牙等薄刃工具..2.有一批W18VCr4V钢制钻头;淬火后硬度偏低;经检验是淬火加热温度出了问题..淬火加热温度可能会出现什么问题怎样从金相组织上去判断答：淬火加热温度可能出现过热、过烧或欠热等问题..若金相组织晶粒粗大;晶界上有网状碳化物;则说明出现过热；若出现鱼骨状共晶莱氏体组织和黑色组织;说明出现过烧；若晶粒特别细小;碳化物未溶解;说明出现欠热..3.在高速钢中;合金元素W、Cr、V的主要作用是什么W：钨是钢获得红硬性的主要元素..主要形成M6C型K;回火时析出W2C；W强烈降低热导率但钢导热性差Cr 加热时全溶于奥氏体;保证钢淬透性 ;大部分高速钢含4％Cr ..增加耐蚀性;改善抗氧化能力、切削能力..V提高硬度和耐磨性;细化晶粒;降低过热敏感性..以VC存在..4.说明下列钢号中Cr、Mn的作用：15MnTi 、20CrMnTi、GCr15、W6Mo5Cr4V2、5CrNiMo、ZGMn13、0Cr13、40MnB、9Mn2V、CrWMn..15MnTi：是低合金高强度钢..Mn 的作用是提高淬透性..20CrMnTi：Cr 是强碳化物形成元素;它能强化铁素体和增大淬透性..Mn 提高淬透性..GCrl5：Cr 能提高淬透性和减少热敏感性;与它碳形成的合金渗碳体Fe·Cr3C 在退火时集聚的倾向比无 Cr 的渗碳体小;所以 Cr 能使渗碳体细化..Mn 提高淬透性..W6Mo5Cr4V2;Cr提高淬透性和耐磨性;以及切屑加工性能..5CrNiMo、Cr提高淬透性和耐磨性ZGMnl3: Mn 的作用是：保证热处理后得到单相的奥氏体..0Crl3：铬是使不锈钢获得耐腐蚀性的最基本元素..在氧化性介质中;铬能使钢表面很快生成一层氧化膜;防止金属基体继续破坏..含铬钢在氧化性介质中的耐腐蚀性能随铬量的增加而提高;当含铬最达 13%左右时1/8原子比;大大提高了钢的电极电位;使耐腐蚀性发生一个跳跃式突变;所以不锈钢中含铬量一般均在 13%以上40MnB： Mn提高淬透性..9Mn2V：高碳低合金冷变形模具钢..Mn 溶入铁素体后起强化作用；溶入渗C 渗碳体类型的碳化物..碳体中形成Fe·Mn3CrWMn：Cr、Mn 能提高淬透性..Cr 是碳化物形成元素;能使钢中有较多的碳化物;因此 Cr 提高了此钢的硬度和耐磨性..5.指出下列钢号属于什么钢各符号代表什么意义 Q235、15、T7、T10A、08F、Y40Mn..Q235：普碳钢;屈服强度>=235MPa15：优质碳素结构钢;含碳量约为0.15%T7：碳素工具钢;含碳量约为0.70%T10A：高级优质碳素工具钢;含碳量约为1.0 %08F：低合金结构钢;08：含碳量0.08%;F：沸腾钢Y40Mn：易切削钢;含碳量约为0.40 %;Mn含量小于1.5%6.指出下列钢的类别、主要特点及用途：Q215－A.F：普碳钢;屈服强度>=215MPa;质量等级为A级;沸腾钢;塑性好;可轧制成钢板;钢筋;钢管等Q255-B：普碳钢;屈服强度>=255MPa;质量等级为B级;塑性好;可轧制成钢板;钢筋;钢管等10钢：优质碳素结构钢;含碳量约为0.10%;用于制造轴承支架45钢：优质碳素结构钢;含碳量约为0.45%;用于制造轴、齿轮65钢：优质碳素结构钢;含碳量约为0.65 %;用于制造弹簧T12A钢：高级优质碳素工具钢;含碳量约为1.2 %;用于制造刀具、量具、模具等7.材料库中存有：42CrMo、GCr15、T13、60Si2Mn..现要制作锉刀、齿轮、连杆螺栓;试选用材料;并说明应采用何种热处理方法及使用状态下的显微组织..T13;锉刀：热处理方法有：预备热处理：①正火、②球化退火、③最终热+K+A’处理：淬火+低温回火..M回42CrMo;齿轮;850℃油淬+560℃回火；回火索氏体..GCr15;连杆;球化退火+淬火、低温回火；隐晶马氏体+粒状碳化物+少量残余奥氏体..60Si2Mn;弹簧;淬火+中温回火；回火屈氏体..第六七章1、提高钢耐腐蚀性的方法有哪些1形成稳定保护膜;→Cr、Al、Si有效..2↑固溶体电极电位或形成稳定钝化区→Cr、Ni、Si：Ni贵而紧缺;Si 易使钢脆化;Cr是理想的..3获得单相组织→Ni、Mn →单相奥氏体组织..4机械保护措施或复盖层;如电镀、发兰、涂漆等方法..2.为什么低合金热强钢都用Cr、W、Mo、V合金化作为合金元素加入的Cr、W、Mo、V 等四种元素可与碳结合形成特殊碳化物..这些特殊碳化物对珠光体热强钢的抗回火能力、回火后的硬度和热稳定性有很大的影响..因此在珠光体耐热钢中必须含有Cv 、W 、Mo 、V 等元素..其中Cr 可以是提高钢的抗氧化性的主要元素;可以形成致密而稳定的Cr 2O 3..Mo 可以提高低合金热强钢热强性;固溶强化;析出强化..V 可以形成稳定的碳化物;提高钢的松弛稳定性;增加热强性..W 虽然能提高钢的热强性;但含 W 量过多使热疲劳性敏感性增高..3.下列零件和构件要求材料具有哪些主要性能 应选用何种材料写出材料牌号 应选择何种热处理1大桥：足够的强度和韧度;良好的焊接性和成型工艺性材料16MnQ345热处理：热轧＋正火2汽车齿轮；对材料的耐磨性、疲劳性能、心部强韧性的要求高;20CrMnTi 热处理二次淬火＋低温回火3镗床镗杆：要求较高硬度和耐磨性;整体要求好的综合机械性能：45热处理：调质、表面淬火＋低温回火4汽车板簧：高的屈服强度高的疲劳性能：60Si2Mn 热处理：淬火＋中温回火5汽车、拖拉机连杆螺：能承受交变载荷作用;整个断面要求良好的强韧性：45热处理：调质：6拖拉机履带板：抗强烈冲击磨损：ZGMn13热处理：水韧处理7气轮机叶片：要求更高的蠕变强度、耐蚀性和耐腐蚀磨损性能：Cr12热处理：淬火高温回火..8硫酸、硝酸容器：耐酸性腐蚀介质浸蚀：1Cr18Ni9Ti热处理：固溶处理9锅炉：足够的高温强度和联合的持久塑性；足够的抗氧化性和耐腐蚀性；组织稳定性要好；良好的工艺性能材料：珠光体热强钢15CrMo热处理：正火加高温回火10加热炉炉底板：同锅炉4.判断下列钢号的钢种、常用的热处理方法及使用状态下的显微组织：T8、Q295、ZGMn13、20Cr、40Cr、20CrMnTi、4Cr13、15GCr、60Si2Mn、12CrMoV、12CrMoV、3Cr2W8、38CrMoAl、9SiCr、5CrNiMo、W18Cr4V、CrWMn、1Cr18Ni9Ti、4Cr9Si2、Cr12..T8：碳素工具钢..常用的热处理方法有：预备热处理：①球化退火、②正火、③去应力处理..最终热处理：①淬火、②回火..使用状态下的金相组织是：M回+粒状FeC+残余A320Cr：合金渗碳钢低淬透性钢..常用的热处理方法有：为了改善切削加工性;渗碳钢的预先热处理一般采用正火工艺;渗碳后热处理一般是淬火加低温回火..热处理后表面渗碳层的组织是针状回火马氏体十合金碳化物十残余奥氏体;满足耐磨的要求：全部淬透时心部组织为低碳回火马氏体;未淬透时为铁素体十低碳回火马氏体..Q345：低合金结构钢..低合金结构钢一般在热轧或正火状态下使用;一般不需要进行专门的热处理..其使用状态下的显微组织一般为F+P..如果为了改善焊接区性能;可进行一次正火处理..ZGMn13：耐磨钢..常用的热处理方法有：水韧处理加热到 1000~1100C;保温一定时间;在水中快速冷却..使用状态下的金相组织是：单相的奥氏体40Cr：调质钢..调质钢零件的预备热处理：退火或正火;最终热处理：调质处理..调质后组织为回火索氏体..20CrMnTi：合金渗碳钢中淬透性渗碳钢.. 常用的热处理方法有：为了改善切削加工性;渗碳钢的预先热处理一般采用正火工艺;渗碳后热处理一般是淬火加低温回火;或是渗碳后直接淬火..热处理后表面渗碳层的组织是针状回火马氏体十合金碳化物十残余奥氏体;满足耐磨的要求：全部淬透时心部组织为低碳回火马氏体;末淬透时为索氏体十铁素体十低碳回火马氏体..4Crl3：马氏体型不锈钢..常用的热处理方法有：①淬火+低温回火.. 使用状态下的金相组织是：回火马氏体..GCrl5：常用作轴承钢和量具钢..常用的热处理方法有：预备热处理：①锻造+球化退火..最后热处理：①淬火、②低温回火..使用状态下的金相组织是：回火马氏体+粒状碳化物+少量的残余奥氏体..60Si2Mn：弹簧钢..常用的热处理方法有：淬火+中温回火..使用状态下的金相组织是：回火托氏体..3Cr2W8V：常用着压铸模钢;属于过共析钢..常用的热处理方法有：锻造、球化退火、淬火和高温回火..38CrMoAl：调质钢中淬透性钢;氮化钢..零件的热处理主要是毛坯料的预备热处理退火或正火以及粗加工件的调质处理..调质后组织心部为回火索氏体;氮化表面为Fe4N+Fe3-2N+M回..9CrSi：合金刃具钢;低合金工具钢的预备热处理通常是锻造后进行球化退火;目的是改善锻造组织和切削加工性能..最终热处理为淬火+低温回火;其组织为回火马氏体+未溶碳化物+少量残余奥氏体..5CrNiMo：热模具钢..要反复锻造;其目的是使碳化物均匀分布..锻造后的预备热处理一般是完全退火;其目的是消除锻造应力、降低硬度;以便于切削加工..其最终热处理为淬火+高温中温回火;以获得回火索氏体或回火托氏体组织..Wl8Cr4V：高速钢..常用的热处理方法有：在锻后进行球化退火;以降低硬度;便于切削加工;并为淬火做好组织准备..最终热处理为高温淬火和三次高温回火..经过三次回火后残余奥氏体基本转变完成..高速钢回火后组织为极细的回火马氏体+较多粒状碳化物及少量残余奥氏体..Crl2MoV、CrWMn：冷作模具纲..常用预备热处理是球化退火..最终热处理一般是淬火+低温回火;经淬火、低温回火后的组织为回火马氏体+弥散粒状碳化物+少量残余奥氏体..1Crl8Ni9Ti：奥氏体型不锈钢..常用的热处理方法有：①固溶处理、②稳定化处理..使用下组织为单相奥氏体..Crl2冷作模具钢..属于莱氏体钢..常用的热处理方法有：预备热处理：锻造+球化退火..最终热处理：淬火+低温回火;经淬火、低温回火后的组织为回火马氏体+弥散粒状碳化物+少量残余奥氏体..第七章1.设计创制马氏体时效钢的基本依据是什么以无碳或微碳马氏体为基体的;时效时能产生金属间化合物沉淀硬化的超高强度钢..与传统高强度钢不同;它不用碳而靠金属间化合物的弥散析出来强化..2.各类超高强度钢是在哪些钢的基础上发展起来的各有什么优缺点低合金超高强度钢：是由调质钢发展起来的;这类钢的优点是具有较高的。
金属学原理思考题
“金属学原理”思考题第一章金属材料的结构及结构缺陷1.1 根据钢球模型回答下列问题：（1）以点阵常数为单位，计算体心立方、面心立方和密排六方晶体中的原子半径及四面体和八面体间隙的半径。
（2）计算体心立方、面心立方和密排六方晶胞中的原子数、致密度和配位数。
1.2 用密勒指数表示出体心立方、面心立方和密排六方结构中的原子密排面和原子密排方向，并分别计算这些晶面和晶向上的原子密度。
1.3 室温下纯铁的点阵常数为0.286nm，原子量为55.84，求纯铁的密度。
1.4 实验测定：在912℃时γ-Fe的点阵常数为0.3633nm，α-Fe的点阵常数为0.2892nm。
当由γ-Fe转变为α-Fe时，试求其体积膨胀。
1.5 已知铁和铜在室温下的点阵常数分别为0.286nm和0.3607nm，求1cm3铁和铜的原子数。
1.6 实验测出金属镁的密度为1.74g/cm3，求它的晶胞体积。
1.7 设如图所示立方晶体的滑移面ABCD平行于晶体的上下底面，该滑移面上有一正方形位错环，设位错环的各段分别于滑移面各边平行，其柏氏矢量∥AB。
（1）指出位错环上各段位错线的类型。
（2）欲使位错环沿滑移面向外运动，必须在晶体上施加怎样的应力？并在图中表示出来。
（3）该位错环运动出晶体后，晶体外形如何变化？1.8 设如图所示立方晶体的滑移面ABCD 平行于晶体的上下底面，晶体中有一位错线fed ，de 段在滑移面上并平行于AB ，ef 段垂直于滑移面，位错的柏氏矢量与de 平行而与ef 垂直。
（1）欲使de 段位错线在ABCD 滑移面上运动，应对晶体施加怎样的应力？（2）在上述应力作用下de 段位错线如何运动？晶体外形如何变化？（3）同样的应力对ef 段位错线有何影响？1.9 在如图所示面心立方晶体的（111）滑移面上有两条弯折的位错线OS 和O ˊS ˊ，其中O ˊS ˊ位错的台阶垂直于（111），它们的柏氏矢量方向和位错线方向如图中箭头所示。
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回火的过程实际上就是马氏体分解的过程，也是过饱和固溶的碳从α-Fe中脱溶并形成碳化物的过程。
回火温度越高，马氏体分解越充分，分解产物的长大越充分。
在回火过程中，回火温度——回火组织——钢的性能之间存在着一一对应关系。
回火温度越高，钢的硬度越低。
在150-250之间的回火称为低温回火，回火后的组织称为回火马氏体；
在350-500之间进行的回火称为中温回火，回火后的组织称为回火屈氏体
在500-650之间进行的回火称为高温回火，回火后的组织称为回火索氏体
可以看出，回火之后，α-Fe中固溶的碳明显减少，使得碳固溶强化的作用大大减弱，反映到硬度上，就是随着回火温度升高，一般硬度都会下降。
淬火温度对组织和性能的影响：
根据45钢
“晶粒粗大马氏体，1000摄氏度，水淬，59.1”、
“晶粒细小马氏体，860，水淬，57.1”、
“铁素体+马氏体，770，水淬，46.2”；
40CrNi
“晶粒粗大马氏体，1000摄氏度，油淬，40.6”、
“晶粒细小马氏体，860，油淬，50.9”、
T8
“晶粒粗大马氏体，1000摄氏度，水淬，66.2”、
“晶粒细小马氏体，860，水淬，57.3”、
可以得到如下结论：
高温淬火得到粗晶马氏体，低温淬火得到细晶马氏体，而温度在铁素体与奥氏体两相区的淬火得到铁素体+马氏体双相组织。
在Ac3线以上，在保温时间相同的情况下，温度越高，得到的马氏体的晶粒越粗大。
这是因为淬火温度越高，奥氏体晶粒长大的越快，因此在淬火的时候获得的马氏体晶粒也就越粗大。
另外，尽管45钢和T8钢均表现出淬火温度越高，钢的硬度越高，但是本人对这一现象持怀疑态度。
所谓金属硬度小，也就是硬度测试仪的压头容易压入金属，即金属容易发生塑性变形。
塑性变形本质上是金属中的位错运动导致的。
而晶界等会阻挡位错的运动。
晶粒越小，同样大小的一块材料中，晶界就越多，对位错运动的阻碍就越大，材料形变的阻力就越大，宏观上就是硬度高。
因此我对45钢、T8钢实验数据所显示出来的马氏体晶粒越粗大，硬度越高持怀疑态度。
当淬火温度在两相区的时候，由于出现铁素体，因此硬度会低于细晶马氏体组织。
淬火介质对组织和性能的影响：
根据45钢
“晶粒细小马氏体，860，水淬，57.1”，
“屈氏体网+马氏体，860，油淬，29.5”
T8钢
“晶粒细小马氏体，770，水淬，57.3”
“屈氏体网+马氏体，770，油淬，38.9”
可得到如下结论：
淬火介质不同，冷却速度不同，这样在过冷奥氏体连续冷却转变图中，水淬和油淬的冷却曲线与图中不同组织区域相交情况就会不同。
对于水淬而言，由于其冷速快，因此奥氏体全部转变成马氏体，而对于油淬而言，其冷却速度慢，与屈氏体区域相交，这样先形成屈氏体，剩下的奥氏体便一起转变成了马氏体。
因此淬火介质通过控制冷却速度从而控制组织的转变形成。
由于一部分奥氏体转变成了屈氏体，因此通过油淬的试样的硬度小一些，由此可以得到当淬火温度，时间相同时，淬火介质的导热性越差，那么得到的试样的硬度越低。
分析合金元素对淬透性，回火稳定性的影响。
通过40CrNi和45号钢进行比较可知，前者通过油淬即可淬透，而后者则需要冷却速度更快的水淬。
从临界淬透直径也可以看出这一点：45钢在静油中的淬火临界直径为10mm，在20水中的淬火临界直径为20mm，而试样的直径为15mm，因此，需要淬透必须使用水淬。
而40CrNi在静油中的淬火临界直径为24mm，在20水中的淬火临界直径为41mm，使用油淬完全可以淬透。
因此可以得到添加大部分合金元素可以提高钢的淬透性。
在淬火过程中,合金元素或固熔或形成碳化物,起到稳定奥氏体作用,从材料等温转变曲线来讲,即C曲线向右移动,材料发生马氏体转变的温度区间增大,转变时间增长,从而使奥氏体转变为马氏体的转变率越高,即有效淬硬深度（淬透性）增加.
所谓回火稳定性，是指淬火钢在回火时，抵抗强度、硬度下降的能力称为回火稳定性。
从数据以及24、40CrNi、T8硬度随回火温度的变化曲线可以分析得到：40CrNi在进行回火时，硬度随回火温度升高而降低的趋势是最弱的。
由此可以得到添加大部分合金元素可以提高合金的回火稳定性。
其原因如下：合金元素会滞缓马氏体的分解，阻碍碳化物的聚集长大，形成坚硬的碳化物，使淬火钢回火时变得更为稳定，其硬度不易随回火温度的升高而降低。
而且从硬度方面也可知道并没有得到要求的组织。
根据已知数据可以知道，当40CrNi在820-840油淬得到马氏体组织的硬度应该大于53，但是本人的试样的硬度却是53.2，如果是铁素体＋马氏体组织，那么硬度会低于53.这说明得到的组织里马氏体占据了绝大部分。
这可能与实验中实际的热处理与理论的热处理制度出现偏差有关。
在实际试验中，炉子的温度设置成了770，而理论的热处理制度的温度为761，并且40CrNi的Ac3便是769，实际保温
温度高于Ac3，这就导致了40CrNi组织全部奥氏体化，因此得到的组织可能全部都是马氏体，因此没能够得到要求的铁素体+马氏体组织。