金属材料学复习思考题2016.5

金属材料学复习思考题

（2016.05）

第一章钢的合金化原理

1-1名词解释

（1）合金元素；（2）微合金化元素；（3）奥氏体稳定化元素；（4）铁素体稳定化元素；（5）杂质元素；（6）原位析出；（7）异位析出；（8）晶界偏聚（内吸附）；（9）二次硬化；（10）二次淬火；（11）回火脆性；（12）回火稳定性

1-2 合金元素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？

1-3简述合金元素对Fe-Fe3C相图的S、E点有什么影响？这种影响意味着什么？

1-4 为何需要提高钢的淬透性？哪些元素能显著提高钢的淬透性？（作业）

1-5 能明显提高钢回火稳定性的合金元素有哪些？提高钢的回火稳定性有什么作用？（作业）

1-6合金钢中V，Cr，Mo，Mn等所形成的碳化物基本类型及其相对稳定性。

1-7试解释含Mn和碳稍高的钢容易过热，而含Si的钢淬火温度应稍高，且冷作硬化率较高，不利于冷加工变形加工？（作业）

1-8V/Nb/Ti、Mo/W、Cr、Ni、Mn、Si、B等对过冷奥氏体P转变影响的作用机制。1-9合金元素对马氏体转变有何影响？

1-10如何利用合金元素来消除或预防第一次、第二次回火脆性？

1-11如何理解二次硬化与二次淬火两个概念的异同之处？

1-12钢有哪些强化机制？如何提高钢的韧性？（作业）

1-13 为什么合金化基本原则是“复合加入”？试举两例说明复合加入的作用机理？（作业）

1-14 合金元素V在某些情况下能起到降低淬透性的作用，为什么？而对于40Mn2和42Mn2V，后者的淬透性稍大，为什么？（作业）

1-1540Cr、40CrNi、40CrNiMo钢，其油淬临界淬透性直径分别为25~30 mm、40~60mm和60~100mm，试解释淬透性成倍增大的现象。（作业）

1-16在相同成分的粗晶粒和细晶粒钢中，偏聚元素的偏聚程度有什么不同？（作业）

第二章工程结构钢

2-1为什么普通低合金钢中基本上都含有不大于1.8%~2.0%的Mn？（作业）

2-2试述碳及合金元素在低合金高强度工程结构钢中的作用，为什么考虑采用低碳？提高低合金高强度结构钢强韧性的途径是什么？

2-3什么是微合金化钢？微合金化元素在微合金钢中的主要作用有哪些？

2-4 V、Nb、Ti这三种微合金元素在低碳（微）合金工程结构钢中，作用有何不同？（作业）

2-5针状铁素体钢的合金化、组织和性能特点？

2-6低碳贝氏体钢的合金化有何特点？

2-7汽车工业用的高强度低合金双相钢，其成分、组织和性能特点是什么？（作业）

第三章机械制造结构钢

3-1名词解释：1）液析碳化物；2）网状碳化物；3）水韧处理

3-2 调质钢和非调质钢在成分、生产工艺、组织和性能方面的异同何在？

3-3弹簧钢为什么要求较高的冶金质量和表面质量？为什么弹簧钢中碳含量一般在

0.5%~0.75%之间？

3-4GCr15钢用作滚动轴承钢时，其中的碳和铬的含量约为多少？碳和铬的主要作用分别是什么？对该钢的基本要求如何？该钢的碳化物不均匀性体现在哪几方面？有何危害，如何这种不均匀性？其预备热处理和最终热处理分别是什么？作用何在？（作业）3-5说明20Mn2钢渗碳后无法直接淬火的原因？高淬透性渗碳钢18Cr2Ni4W的常用热处理工艺（渗碳加淬火回火）有何特点？如何理解？（作业）

3-6合金元素对渗碳钢和氮化钢的作用主要体现在哪几方面？Al对氮化钢的作用何在？3-7 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怎样的热处理，得到什么样的金相组织？为什么直径25mm的40CrNiMo钢棒料，经过正火后难以切削？如何经济有效地改善其切削加工性能？3-8 高锰钢在平衡态、铸态、热处理态、使用态四种状态下各是什么组织？在何种情况下具有高耐磨性能？为什么ZGMn13型高锰钢在淬火时能得到全部的奥氏体组织，而缓冷却得到了大量的马氏体？（作业）

3-9为什么说淬透性是评定结构钢性能的重要指标？（作业）

3-10 用低淬透性钢制作中、小模数的中、高频感应加热淬火齿轮有什么优点？（作业）3-11 某精密镗床主轴采用38CrMoAl钢制造，某重型齿轮镗床主轴采用20CrMnTi钢制造，某普通车床主轴选用40Cr钢。试分析说明它们各自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的具体参数）。（作业）

第四章工具钢

4-1采用普通碳素工具钢的优点是什么？局限性是什么？

4-2 为什么9SiCr和60Si2Mn都有不同程度的脱碳倾向？为什么9SiCr的热处理加热温度比T9钢高，且当工作温度达到230~250℃时，前者仍可保持约60HRC的硬度，而后者的硬度则大幅度降低？（作业）

4-3什么是热硬性?为什么它是高速钢的重要性能？哪些元素在高速钢中提高热硬性?

4-4W18Cr4V高速钢的铸态组织特征是什么？为什么高速钢在热处理之前一定要大量地热加工？该钢在加热过程中为什么要在600~650℃和800~850℃进行二次预热保温？淬火加热温度为什么高达1280℃？淬火后的回火特点如何？目的何在？这种回火在组织上引起什么样的主要变化？这些变化的意义何在？（作业）

4-5加入W、Mo、V和Co均可以提高高速钢的热硬性，两类合金元素提高热硬性的机制有何异同？（作业）

4-6 高速工具钢W18Cr4V在退火态、淬火态和回火态各有什么类型的碳化物？这些不同类型的碳化物对钢的性能起何种作用？（作业）

4-7 为减少Cr12MoV钢淬火变形开裂，只淬火到200℃左右就出油，出油后不空冷，立即低温回火，而且只回火一次。这样做有什么不好？为什么？该钢的Cr含量高达12%，可否作为不锈钢使用？（作业）

4-8Cr12MoV钢的一次硬化法和二次硬化法的含义是什么？如果该模具钢需要后续的氮化处理，在氮化以前应采用何种热处理？

4-9热作模具钢回火温度为什么要高？5CrW2Si是一种热作模具钢，试说明合金元素在其中所起到的作用？（作业）

4-10 W18Cr4V高速钢在分解淬火时，若果缓慢冷却到760℃或冷却时在760℃温度附近