金属材料 (2)

填空题

1、奥氏体形成元素使A3（921）线降低，A4（1394）线升高，在较宽的成分范围内，促使奥氏体形成，即扩大了γ相区。根据Fe-Me相图的不同可分为：开启γ相区元素和扩展γ相区元素。 Ni，Mn，Co 属于开启γ相区合金元素，与γ-Fe 无限固溶，使δ和α相区缩小。C、N、Cu、Zn、Au属于扩展γ相区的元素，合金元素与α-Fe和γ-Fe均形成有限固溶体。

2、铁素体(α)稳定化元素使A4升高，A3降低，在较宽的成分范围内，促使铁素体形成，即缩小了γ相区。根据Fe-Me相图的不同，可分为：封闭γ相区(无限扩大α相区)和缩小γ相区(不能使γ相区封闭)。对封闭γ相区的元素，当合金元素达到某一含量时，A3与A4重合，其结果使δ相与α相区连成一片。当合金元素超过一定含量时，合金不再有α-γ相变，与α-Fe形成无限固溶体。

3、碳化物在钢中的稳定性取决于金属元素与碳元素亲和力的大小，碳化物的生成热愈大，碳化物愈稳定。根据碳化物结构类型，分为简单点阵结构和复杂点阵结构。在钢中，常见碳化物形成元素有 Ti、Nb、V、Mo、W、Cr、（按强弱顺序排列，列举5个以上）。形成碳化物的结构类型与合金元素的原子半径有关，当rC/rM 大于 0.59时，形成复杂点阵结构，有 M23C6 、 M7C3 和 M3C 型。当rC/rM 小于 0.59时形成简单点阵结构。有MC和 M2C 型；两者相比，后者的性能特点是硬度高、熔点高和稳定性好。

4.强C化合物形成元素有Ti,Zr,Nb,V ，中等强度的有W,Mo,Cr，弱的有Mn，Fe，强碳化物形成元素总是优先与碳结合形成碳化物，若碳含量有限，较弱的碳化物形成元素将溶入固溶体中，碳化物稳定性愈好，溶解越难，析出越难，聚集长大越难。碳化物形成元素可提高碳在奥氏体中的扩散激活能，阻碍奥氏体晶粒的长大，非碳化合物形成元素对奥氏体晶粒的长大作用影响不大。

5.合金钢中的相组成包括：固溶体，碳化物和氮化物，金属间化合物。

6.碳化物形成元素（如钒、钛、铬、钼、钨）如果含量较多，将使奥氏体向珠光体的转变显著推迟，但对奥氏体向贝氏体的转变的推迟并不显著，因而使这两种转变的等温转变曲线从鼻子处分离，而形成两个c形。当这类元素增加到一定程度时，在这两个转变区域的中间还将出现过冷奥氏体的亚稳定区。合金元素对马氏体转变温度Ms (起始转变温度)和Mn (终了转变温度)的影响也很显著，大部分元素均使Ms和Mn点降低，其中以碳的影响最大,其次为锰、钒、铬等；但钴和铝则使Ms 和Mn点升高。

7、除Co外，几乎所有的合金元素使C曲线右移；其结果，降低了钢的临界冷却速度，提高了钢的淬透性。

8、选择零件材料的一般原则是满足使用性能要求、工艺性要求和经济性要求等。汽车变速箱齿轮常用 20CrMnTi 钢制造，经渗碳和淬回火热处理。

9.钢的强化机制主要有固溶强化、位错强化、细晶强化、沉淀强化。其中细晶强化对钢性能的贡献是既提高强度又改善塑、韧性。细化晶粒对钢性能的贡献是提高钢强度与塑性.韧性；提高钢淬透性的主要作用是使工件得到均匀而良好的力学性能，满足技术要求；减小工件淬火时的变形与开裂倾向。（提高钢淬透性的主要作用是使零件整个断面性能趋于一致，能采用比较缓和的方式冷却）

10、滚动轴承钢GCr15的Cr质量分数含量为 1.5%左右。滚动轴承钢中碳化物不均匀性主要是指液析碳化物、带状碳化物、网状碳化物。

11、凡是扩大γ区的元素均使Fe-C相图中S、E点向左下方移动，例 Mn，Ni 等元素；凡封闭γ区的元素使S、E点向左上方移动，例 Cr Si Mo 等元素。S点左移意味着共析c量减小，E点左移意味着出现莱氏体的碳含量减小。

12、铝合金可分铸造铝合金和变形铝，变形铝又可分防锈铝硬铝超硬铝和锻铝

13、H62是表示压力加工黄铜的一个牌号，主要成份及名义含量是 62%cu38%zn的普通黄铜。

14、在非调质钢中常用微合金化元素有 Ti Nb V N 等，这些元素的主要作用是细化组织和相间沉淀析出强化

15、球铁的力学性能高于灰铁是因为球铁中石墨的断面切割效应、石墨应力集中效应要比灰铁小得多。 16、铝合金热处理包括固溶处理和时效处理两过程，和钢的热处理最大区别是强化机理（铝合金没有同素异构相变）。

17、过渡族金属与碳的亲和力有强弱之分，Ti、Ta、Hf、Zr、V、Nb、Cr、W、Mo、Mn、Fe元素与碳的亲和力有强至弱的排列的次序 Ti，Zr，Nb ，V,W，Mo，Cr，Mn，Fe ；其中 Ti，Zr，Nb,V是强碳化物形成元素； W，Mo，Cr 是中碳化物形成元素， Mn，Fe 是弱碳化物形成元素。

18、合金元素和铁形成无限固溶体的条件有三个方面，第一个条件是溶剂与溶质的点阵结构，第二个条件是原子尺寸因素，第三个条件是电子结构。 29、提高钢的淬透性的元素有 Mo， Cr ，V ，W 等

20、W18Cr4V是高速钢，其铸态组织是莱氏体，淬火组织是高合金马氏体，回火组织是高合金奥氏体。

21、N、C是间隙元素，由于N的原子半径小于C，所以N在α-Fe中的溶解度比

C 高，另外由于Fe的晶格类型有α-Fe和γ-Fe之分，因此C、N元素在α-Fe的溶解度远远小于在γ-Fe中的溶解度。 22、含有强碳化物元素的淬火钢，在回火时，碳化物的形成方式一般原位形核，单独形核混合形核三种，其中原位形核对钢的强韧性有较大的贡献。

23、淬火钢在较高温度下回火时，碳化物形成元素（Cr、Mo、W 、V、Nb）阻止马氏体的分解，非碳化物形成元素和弱碳化物形成元素对马氏体的分解有促进作用。

24、微量元素在钢中的有益效应，包括四个方面，即净化作用，变质作用控制杂质的形成作用，和改变夹杂物性质作用。

25、间隙原子在α-Fe的扩散能力比在γ-Fe中要快的多，置换原子在铁中的扩散能力要比间隙原子慢