金属材料复习思考题

复习思考题

第一章复习思考题

1．描述下列元素在普通碳素钢的作用：(a)锰、(b)硫、(c)磷、(d)硅。

2．为什么钢中的硫化锰夹杂要比硫化亚铁夹杂好?

3．当轧制时，硫化锰在轧制方向上被拉长。在轧制板材时，这种夹杂的缺点是什么?

4．对工程应用来说，普通碳素钢的主要局限性是哪些?

5．列举五个原因说明为什么要向普通碳素钢中添加合金元素以制造合金钢? 6．哪些合金元素溶解于合金钢的铁素体?哪些合金元素分布在合金钢的铁素体和碳化物相之间?按照形成碳化物的倾向递增的顺序将它们列出。

7．叙述1.0~1.8％锰添加剂强化普通碳素钢的机理。

8．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？

9．钢中常见的碳化物类型主要有六种，例如M6C就是其中的一种，另外还有其它哪五种？哪一种碳化物最不稳定？

10．分析合金元素对Fe-Fe3C相图影响规律对热处理工艺实施有哪些指导意义? 11．钢在加热转变时，为什么含有强碳化物形成元素的钢奥氏体晶粒不易长大？ 12．为什么说得到马氏体随后回火处理是钢中最经济而又最有效的强韧化方法? 13．简述合金元素对钢过冷奥氏体等温分解C曲线的影响规律？

14．合金元素提高钢的回火稳定性的原因何在?

15．叙述低合金钢的第二类回火脆性。

第二章复习思考题

1.对工程应用来说，普通碳素钢的主要局限性是哪些?工程构件用合金结构钢的成分和性能要求是什么?

2. 合金元素在低合金高强度结构钢中的作用是什么？为什么考虑低C？具体分析Mn、Si，Al、Nb、V、Ti，Cu、P、Cr、Ni对低合金高强钢性能的影响？

3.什么是微合金化钢？什么是生产微合金化钢的主要添加元素？微合金化元素

在微合金化钢中的作用是什么？

4.根据合金元素在钢中的作用规律，结合低合金高强度结构钢的性能要求，分析讨论低合金高强度结构钢中合金元素的作用。

第三章复习思考题

1．结合渗碳钢20CrMnTi和20Cr2Ni4A的热处理工艺规范，分析其热处理特点。2．航空发动机轴常选用40CrNiMoA钢制造较为理想。（12分）

（1）试在其制造工艺路线中填入合适的热处理方法。

备料→锻造→→粗加工→→精加工→局部表面淬火（850℃油淬，如键槽）→粗磨→低温200℃回火→精磨、研磨。

（2）从成分角度和力学性能说明选择此钢材的优越性和粗加工前后热处理工序的作用。

3．合金元素在机器零件用钢中的作用是什么？就下列合金元素（Cr、Mn、Si、Ni、Mo、Al、Ti、W、V、B）各举一例钢种指出其作用是什么？

4．叙述低合金钢的第二类回火脆性。一般认为低合金钢中第二类回火脆性的主要原因是什么？一般认为钼在减小低合金钢中第二类回火脆性方面的有效作用的机理是什么？

5．热成形弹簧与滚动轴承钢都属于高碳钢，它们在合金化和热处理上有什么不同？

6．（1）GCr15钢是什么类型的钢？

（2）若GCr15钢的显微组织为片状珠光体和网状碳化物，试画出其组织示意图。（3）问该组织（片状珠光体和网状碳化物）是如何获得的？

（4）这种钢中碳和铬的含量约为多少？

（5）说明这些碳和铬分别以什么形式存在于钢的哪些相结构中？

（6）碳和铬的主要作用分别是什么？

（7）为什么这类钢的铬含量不宜过高？

（8）这种钢的基本用途是什么？其预先热处理和最终热处理分别是什么？7．合金元素在渗碳钢和氮化钢中的作用有何异同点？

8．将含11~14％Mn和1.0~1.2％C的合金钢淬火，生产出一种具有高冲击韧性的有用的合金钢(Hadfield锰钢)。试从冶金学角度解释钢含有这样高的碳，为什么它的冲击韧性却很高?

9．从奥氏体化温度淬火到室温的Hadfield锰钢具有奥氏体组织和很高的加工硬化速率。在加工硬化过程中形成奥氏体组织（而没有马氏体，即使有也很少）并析出ε碳化物。观察到的反常的高加工硬化速率是哪些显微组织变化引起的? 10．分析低碳马氏体型结构钢的优越性及适用范围。

11．为使马氏体时效钢硬化，一般对其进行什么热处理？试述马氏体时效钢的强化机理。

12．机器零件用钢矛盾普遍性在那里？机器制造中不同结构的零件，由于各有其矛盾的特殊性，往往在锻造、机加工以后整体淬火，而后分别在低、中、高温回火状态下使用。试举例分析合金元素和热处理工艺在上述不同使用状态下是如何实现的？

第四章复习思考题

1．采用普通碳素工具钢的优点是什么？局限性是什么？

2．低合金量具刃具用钢中的合金元素是哪些？各有什么用途？

3．为改善耐震性、提高淬透性，耐震工具钢的化学成分是如何改进的？

4．什么是红硬性?为什么它是高速钢的一种重要性能？哪些元素在高速钢中提供红硬性?

5．钨型高速钢的优、缺点是什么？钨-钼型工具钢的优、缺点是什么?

6．根据高速钢的物理冶金原理，分析讨论碳和合金元素在高速钢中的作用规律。7．叙述18-4-1高速钢从液态冷凝至室温时发生的反应和铸态显微组织特征。为什么高速钢在热处理之前一定要大量地热加工？

8．高速钢18-4-1的最终热处理的加热温度为什么高达1280℃？在加热过程中为什么要在600~650℃和800~850℃进行二次预热保温？

9．叙述生产最终淬火及回火的6-5-4-2高速钢需要进行的热处理。三次回火的目的是什么?这种回火在组织上引起什么样的变化？

10．冷加工高碳、高铬工具钢的主要用途是什么？

11．高碳、高铬工具钢耐磨性极好的原因何在？抗氧化的原因为什么？

12．高碳-高铬工具钢的淬火回火处理通常有两种工艺方法，即一次硬化处理：如对Cr12MoV钢，通常选用980℃~1030℃淬火+200℃回火；二次硬化处理：如对Cr12MoV钢，通常选用1050℃~1080℃淬火+490℃~520℃多次回火。试分析这两种工艺方法对Cr12MoV钢的组织和性能的影响。

13．为什么尽管高碳-高铬工具钢（如Cr12、Cr12MoV）含铬量很高，但它不是不锈钢，也不能通过热处理的方法使它变为不锈钢？

14．热加工工具钢的典型用途是什么？其三种主要类型是什么？

15．要得到热加工工具钢要求的特殊性能应添加什么样的合金化元素？它们的作用是什么？

16．合金调质钢与工具钢在化学成分、热处理工艺、使用状态下的组织及淬火、回火后的性能上有什么不同？

第五章复习思考题

1．为使“不锈钢”不锈，铁中大约需要多少重量百分数的铬? 铬是铁素体稳定剂还是奥氏体稳定剂?试加解释。

2．在Fe-Cr-C合金中，碳是铁素体稳定剂还是奥氏体稳定剂?试加解释。 3．在Fe-Ni合金中，镍是铁素体稳定剂还是奥氏体稳定剂？试加解释。 4．Fe-Cr合金中的σ相是什么?为什么在工程合金中它被认为是有害的?

5．为什么铁素体不锈钢对设计工程师具有价值？

6．为什么在所有正常的热处理温度下，铁素体不锈钢的组织基本上保持为铁素体?

7．为什么铁素体不锈钢在退火状态下使用？为什么它们不经过热处理以得到马氏体?

8．举出铁素体不锈钢中所发现的三种脆性，并对其中每一种试加叙述。

9．一般认为引起铁素体不锈钢产生475℃脆性的机理是什么？

10．不锈钢中产生高温脆性问题的原因是什么？怎样才能防止铁素体不锈钢中产生高温脆性问题?

11．什么使Fe-18％Cr-8％Ni合金如此特殊?

12．除镍外，什么其他元素有助于不锈钢保持奥氏体组织？

13．采用什么术语来形容对晶间腐蚀敏感的奥氏体不锈钢？引起奥氏体不锈钢产生晶间腐蚀的机理是什么?

14．在奥氏体不锈钢中加钛和铌怎样能防止晶间腐蚀?

15．为什么含碳0.08％的奥氏体不锈钢在1050~1120℃退火后必须迅速冷却? 16．在什么温度范围内，奥氏体不锈钢最易遭受晶间腐蚀？为什么在这温度范围？对奥氏体不锈钢而言，何谓稳定处理?

17．为什么与奥氏体或者铁素体不锈钢相比，马氏体不锈钢的耐腐蚀性较差? 18．为什么碳是马氏体不锈钢中的主要合金添加剂？

19．在含0.6~1.1%较高碳量的马氏体不锈钢中，含16~18％铬怎样会得到马氏体组织?

20．为什么δ铁素体的存在对马氏体沉淀硬化不锈钢的强度性能是有害的？ 21．沉淀硬化不锈钢作为工程材料的优点是什么？