2018南理工工程材料热成型题目

名词解释

黑色金属：铁和铁为基的合金，工业上指包括钢和铸铁在内的铁碳合金。

有色金属:又称非铁金属材料，是指除铁碳合金之外的所有金属材料。

晶体:质点按一定规律排列在一起所构成的固体材料。

非晶体：质点呈无规则的堆积在一起所构成的固体材料。

珠光体：奥氏体发生共析转变所形成的铁素体与渗碳体的共析混合物。

莱氏体：液态铁碳合金发生共晶转变所形成的奥氏体与渗碳体的共晶混合物。

共晶反应：一种液相在恒温下同时析出两种成分一定的固相的反应。`

共析反应：一种固溶体在恒温下同时析出两种成分一定的固相的反应。

淬透性：过冷奥氏体形成马氏体而不形成其他组织的能力。

淬硬性：钢淬火后所能达到的最高硬度的能力。（取决于马氏体含碳量，含碳量越高，淬硬性越好）

正火:将钢件加热至单相奥氏体区(A c3、A c1或A Ccm以上30~50°C)

保温后出炉空冷的热处理工艺。

退火:将钢件加热至适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。

等温退火:将钢加热至A c3以上30~50℃，保温后较快地冷却到A r1以下某一温度等温，使奥氏体在恒温下转变成铁素体和珠光体，然后出炉空冷的热处理工艺

等温淬火:钢在加热保温之后，迅速放入温度稍高于M s点的盐浴或碱浴中，保温足够时间，使奥氏体转变成下贝氏体后取出空冷。

淬火临界冷却速度：钢在淬火时过冷奥氏体全部发生马氏体转变的最小冷却速度。奥氏体：碳溶解在γ-Fe中的间隙固溶体。

过冷奥氏体:冷却到A r1以下并未立即转变其他组织，存在于临界温度以下的奥氏体。

残余奥氏体:有一部分奥氏体未转变而被保留下来，这部分残存下来的奥氏体称为残余奥氏体。

调质处理:指淬火与高温回火结合的热处理方法。

变质处理:有目的地向液态金属中加入某些变质剂，以细化晶粒和改善组织，达到提高材料性能的目的。

时效强化：固溶处理后的过饱和固溶体，在室温下放置或低温加热一段时间后，

其强度，硬度明显升高，同时塑性下降的现象。（室温下称为自然时效，加热时称为人工时效）

固溶强化：溶质原子溶入后引起固溶体的晶格发生畸变，金属的强度硬度升高的现象。

马氏体：碳在α-Fe中的过饱和固溶体。

回火马氏体：淬火时形成的马氏体于回火第一阶段时发生分解，其中的碳以ε碳化物的形式析出，使过饱和程度略有减少，而形成的组织。（硬度下降不明显，降低淬火应力，用于耐磨性零件）

一次渗碳体：从碳含量大于4.3%的液相中，直接析出来的渗碳体

二次渗碳体：从奥氏体中析出的渗碳体

回火稳定性：淬火钢在回火时，保持强度、硬度不降低的能力

回火脆性:正常情况下，淬火钢件随回火温度的升高，硬度、强度逐渐下降，而塑性、韧性不断提高，其实并非如此、而是在300左右和400-550℃两个温度范围内回火时，冲击韧性会显著下降。前着称为低温回火脆性成第一类回火脆性，后者称为高温回火脆性或第二类回火脆性。（防止方法：第一类：不在此温度范围回火。第二类：是由于冷却过慢导致的，可以重新加热到600℃以上比较快速的冷却即可消除，故又称可逆回火脆性。或者也可以加入一些合金W，Mo等）间隙固溶体：溶质原子占据溶剂晶格中的间隙位置中形成的固溶体。（间隙固溶体晶格畸变更大，只能形成有限固溶体，但是固溶强化效果更好）

填空题

1.金属晶体的常见结构有体心立方晶格，面心立方晶格，密排六方晶格三种

2.共析钢加热奥氏体化的四个阶段：奥氏体形核，晶核长大，残留渗碳体溶解，

奥氏体成分均匀化

3.马氏体的主要形态有板条状马氏体和片状马氏体，这取决于含碳量。

4.过共析钢的退火加热温度范围是A c1+20~40℃，淬火温度范围是AA cc1+30~50℃，正火温度范围是AA cc cccc+30~50℃

5.共析钢加热至760℃适当保温后，水冷，室温组织是马氏体+残余奥氏体；重

新加热至800℃空冷，室温组织是索氏体；亚共析钢加热至700℃，适当保温，650℃等温退火的组织是铁素体+珠光体；过共析钢加热至750℃适当保温，炉冷，室温组织是渗碳体+珠光体。

6.铸铁根据石墨的形态可分为灰口铸铁，可锻铸铁，蠕墨铸铁，球墨铸铁

7.铁碳合金中的常存元素除了Fe，C之外，还有Si，Mn，P，S等四种，其中

有害元素为S和P，分别使钢产生热脆和冷脆。

8.铸铁石墨化第一，第二阶段完全进行，而第三阶段没有进行，部分进行，充

分进行时，显微组织分别是：P+G，F+P+G，F+G

9.熔化焊时，焊接接头包括焊缝区、熔合区、热影响区三部分。

10.焊接的热影响区包括熔合区、过热区、正火区、部分相变区四个区域，其中

力学性能最好的区域是正火区，最差的是过热区。

11.零件失效可归纳为变形、断裂、表面损伤三种。

简答题

1.比较退火与正火的区别。

正火:正火是将钢件加热至单相奥氏体区(Ac3、Ac1或ACcm以上30~50°C)

保温后出炉空冷的热处理工艺。

退火:退火是将钢件加热至适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。

主要区别:正火的冷却速度稍快，所以得到的组织比退火细，硬度和强度有所提高。

2.比较马氏体与回火马氏体的异同？

答：（1）马氏体：钢加热形成的奥氏体后过冷奥氏体快速冷却到Ms温度以下所转变的组织称为马氏体。是碳在α-Fe中的过饱和间隙固溶体，为体心正方结构。回火马氏体：马氏体在100℃~200℃低温回火时其中的碳以ε碳化物（Fe2.4C）的形式析出，使过饱和程度略有减小，这种组织称为回火马氏体。

（2）前者为单相物质，后者为双相物质。

（3）前者的内应力大，不能直接使用，而后者的内应力已大大减小，可以直接使用。前者是过冷奥氏体淬火的产物，而后者则为马氏体低温回火的产物

3．比较分析T8与T13的淬透性和淬硬性。

答：T8的含碳量为0.8%，T13的含碳量为1.3%，故T8的淬透性好于T13，而淬硬性低于T13.

4．对比分析共析钢过冷奥氏体的CCT曲线与TTT曲线的异同点。