金属材料学

1.1钢铁中的合金元素

1.合金元素钛与铁构成德二元合金相图类型是：C

2.合金元素铜与铁构成的二元合金相图类型是：B

3.合金元素锰与铁构成的二元合金相图类型是：A

C

4、一下各元素在钢中偏聚或内吸附倾向最强烈的是B

1.N B.B C.C D.Si

5.钢中的合金元素锰属于A

A.强氮化合物形成元素B中强氮化合物形成元素

C.弱氮化合物形成元素D非氮化合物形成元素

6，以下各元素中，（C）和Fe形成的固溶体是间隙固溶体。

A,Mn B,W C,C D,V

7,钢中的合金元素V属于（D）.

A,非碳化物形成元素B,弱碳化物形成元素

C,中强碳化物形成元素D，强碳化物形成元素

8，根据30Cr13不锈钢的平衡组织，它应属于(A).

A,过共析钢B,共析钢C，亚共析钢D,莱氏体钢

9，以下各元素在钢中，偏聚或内吸附倾向最强烈的是（B）。

A,N B,B C,C D,Si

10,根据W6Mo5Cr4V2高速工具钢的平衡组织，它应属于（B）。

A,过共析钢B,莱氏体钢C,亚共析钢D,共析钢

11，以下各元素中，提高钢的Ms点的是（C）。

A,Mn B,W C,Al D,Ti

12,(12题与第7题重复)

24.根据W6Mo5Cr4V2高速工具钢的铸态组织，它属于（D）

A,亚共析钢B，共析钢C，过共析钢D，莱氏体钢

25．根据刚碳含量的高低，T8钢属于高碳钢

26．根据刚碳含量的高低，Q195属于低碳钢。

27按照合金元素与铁形成的二元合金相图，Ti属于铁素体形成元素。

28按照合金元素与铁形成的二元合金相图，Mn属于奥氏体形成元素。

29通常，非金属碳，氮原子的半径rx与过渡族金属原子的半径rm的比值rx/rm>0.59时，形成复杂结构的间隙化合物

30几乎所有的合金元素都使Fe-Fe3C相图中S点的水平位置左移。

7通常，非金属碳，氮原子的半径rx与过渡族金属原子的半径rm的比值

rx/rm<0.59时，形成简单结构的间隙化合物

31 按照合金元素与铁形成的二元合金相图,钨属于铁素体形成元素。

32 通常，非金属Ｃ，Ｎ原子半径Rx与过渡族金属原子半径Rm的比值Rx/Rm <0.59时，形成简单结构的间隙化合物。

33 铝是非过渡族金属，故ＡlN不属于间隙化合物。

34 铝是非过渡族金属，故AlN不属于间隙化合物。

35 含钒钢中加入大于1.4wt%的锰，将使ＶＣ大量溶于奥氏体的温度降低。

36 合金钢在加热时，碳化物形成元素对奥氏体形成有一定阻碍（减缓）作用。

37 钴是使钢的过冷奥氏体转变曲线左移的合金元素。38=奥氏体中固溶

0.5wt%的碳远比相同浓度的硅产生的固溶强化效应强烈（大，显著）。

39 根据钢碳含量的高低，Q235钢属于低碳钢。

40 提高碳素钢的硬度，强度，不是开发合金钢的主要目的。（√）

41 合金元素除C，N，B外，都与铁形成代位固溶体。（√）42 钢中的AlN不属于间隙化合物。（√）43 在室温下，钢中的强碳化物形成元素Ｎb全部以碳化物，氮化物或碳氮化合物的形式存在。（×）所有的合金元素都使Fe—Fe3C 相图中的A1温度下降。(×)

45.溶于奥氏体中的合金元素C0将使其马氏体转变点Ms下降。（×）

2.溶质原子于晶界结合，形成偏聚的过程是自发进行的。（√）

3.在室温下，碳化物形成元素M0在钢中总是以碳化物、氮化物或者是碳氮化合物的形式存在。（×）

4.所有的合金元素均提高Fe—Fe3C相图中的共析碳含量。（×）

5.钢中的合金元素A1提高Ms点（√）

6.奥氏体形成元素。

7.答：在r—Fe中有较大的溶解度，稳定人r固溶体的元素称为奥氏体形成元素。

8.铁素体形成元素：

答：在a—Fe中有较大的溶解度，使r—Fe不稳定的元素称为铁素体形成元素。

9.合金元素在钢铁中的存在形式有哪几种？

答：合金元素在钢中可以以以下几种方式存在:

(1)溶于固溶体（如奥氏体和铁素体等）中。

(2)形成化合物：钢中的化合物通常分为三类：

（a）碳化物、氮化物或碳氮化物(b)金属间化合物（c）非金属夹杂物

（3）既不溶于固溶体，也不形成化合物，以自由态或游离态存在。如Pb、石墨碳等。

53．简述合金元素偏聚（或内吸附）的机理

答：合金元素的偏聚或内吸附是指某些元素在晶体缺陷处的浓度大于其在合金中的平均浓度。产生偏聚的主要原因是溶质原子和基体原子的弹性作用。合金中的晶体缺陷有相界、晶界、亚晶界及位错。这些晶体缺陷区有较高的畸变能，溶质原子在完整晶体内引起的畸变能也较高。比基体原子或小的溶质原子将从晶内迁移到晶界、相界和位错缺陷区，从而降低系统的内能。所以这种偏聚过程是自发进行的。

54. 简要说明第一种溶质元素的晶界偏聚要受到第二种溶质元素的影响。答.：合金中各溶质元素之间要发生相互作用，因此第一种溶质元素的晶界偏聚要受到第二种元素的影响，他们的交互作用表现在以下几个方面：

1.各种晶界偏聚元素之间的晶界位置竞争作用。偏聚倾向大的溶质元素优先发生偏聚。

2. 影响晶界偏聚的速度。

3. 影响相界偏聚元素在晶内的溶解度。

4. 各种溶质元素之间发生强的交互作用，形成共聚偏聚。

55.根据合金元素与碳的相互作用，可将其分为哪几类？对每一类说出一个元素。答题要点：根据合金元素在钢中形成碳化物的相对稳定性，可将其分成四类，它们是：a:强碳化物形成元素，如Ti,Zr,Nb,V.b:中强碳化物形成元素，如W,Mo,Cr.c:弱碳化物形成元素，如Mn,Fe.d:非强碳化物形成元素，如

Co,Ni,Cu,Al,Si.

56.钢中的碳化物按结构分为哪两大类？各有什么特点？

答：根据钢中的碳化物按结构，可分为简单结构的碳化物和复杂结构的碳化物。属于简单结构的有M2C型，MC型，基本特点是硬度较高，熔点较高，稳定性较好。复杂结构的有M23C26,M7C3,M3C,相对简单结构的碳化物来说，其特点是硬度较低，熔点较低，稳定性较差。值得指出的是M6C型碳化物是复杂结构，但是从性能上接近简单结构碳化物，稳定性比M23C型，M7C3型高。57．简要说明二次淬火时怎样发生的？

答：高合金钢淬火后在室温组织中有较多的残余奥氏体，当其在500-600度回火，保温一段时间后冷却时，残余奥氏体将发生马氏体转变，称二次淬火。

这是因为残余奥氏体在加热到500-600度时，可能发生两种变化：其一是残余奥氏体中析出部分碳化物，碳和合金化元素降低，Ms点升高，在冷却时残余奥氏体发生马氏体转变；另一种情况是，残余奥氏体并没有析出碳化物，而是出现反稳定化，使Ms点升高，冷却时发生马氏体转变。

58.说明合金元素对淬火钢室温组织中残余奥氏体数量的影响，并作简要分析。答：钢中大多数元素都会降低Ms点和Mf点，随着合金元素含量的增加，Ms 点和Mf点下降，在室温时将得到更多的残余奥氏体，残余奥氏体量的增多与合金元素降低Ms点的强烈程度相对应的。

通常，钢中的马氏体转变是变温转变。Ms点愈低，冷却到室温时马氏体转变愈不完全，保留的残余奥氏体量愈多。

59.简要分析合金元素对马氏体亚结构的影响。

答：合金元素的含量和马氏体转变温度决定钢的滑移和孪生的临界分切应力，从而影响马氏体的亚结构。

钢中大多数合金元素都会降低Ms点和Mf点。当Ms点较高时，滑移的临界分切应力较低，在Ms点以下形成位错结构的马氏体；当Ms点较低时，孪生分切应力大于滑移分切应力，则马氏体相变以孪生形成孪晶结构的马氏体。

60.叙述不同类型的合金元素对过冷奥氏体稳定性的影响。

答：不同类型的合金元素对过冷奥氏体分解转变影响的作用机制是不相同的。

强碳化物形成元素Ti，Nb，V主要通过推迟过冷奥氏体分解转变时的形核和长大来增大过冷奥氏体的稳定性。

中强碳化物形成元素W、Mo、Cr提高过冷奥氏体稳定性的原因，除了推迟过冷奥氏体分解转变时特殊碳化物的形核和长大外，还由于增加固溶体的原子间结合力，降低Fe的自扩散系数的阻止r-a转变。

弱碳化物形成元素Mn在钢中需要形成含Mn量高的合金渗碳体，所以Mn 减慢过冷奥氏体分析转变时合金渗碳体的形核和长大。同时，Mn又是扩大r 相区的元素，强烈推迟r-a转变，故Mn提高过冷奥氏体稳定性的作用很大。

非碳化物形成元素N和Co对过冷奥氏体分解转变时碳化物的形核和长大