金属材料学复习思考题2016.5

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金属材料学(复习题及答案)

金属材料学复习题及答案〔1-32 题〕1. 解释以下名词合金元素:特别添加到金属中为了保证获得所要求的组织构造、物理、化学和机械性能的化学元素。

合金钢：为了增加某些性能而添加合金元素的钢马氏体：碳溶于α-Fe 的过饱和的固溶体，是奥氏体通过无集中型相变转变成的亚稳定相奥氏体：碳溶于 -Fe 中形成的固溶体淬透性：钢在淬火时能获得马氏体的力量，是钢本身固有的一个属性淬硬性：在抱负淬火条件下，以超过临界冷却速度所形成的马氏体组织能够到达的最高硬度淬火临界冷却速度：为了获得马氏体所需的最低的冷却速度二次硬化：某些铁碳合金〔如高速钢〕须经屡次回火后，才进一步提高其硬度。

这种硬化现象，称为二次硬化，它是由于特别碳化物析出和〔或〕由于与奥氏体转变为马氏体或贝氏体所致不锈钢：在空气、水、盐、酸、碱等腐蚀介质中具有高的化学稳定性的钢耐热钢：通常将在高温条件下工作的钢称耐热钢2. 合金元素在钢中以什么形式存在?对钢的性能有哪些影响?答：存在形式：溶于固溶体、形成碳化物和氮化物、存在于金属化合物、各类夹杂物、自由态固溶体：随溶质元素含量的增多，产生固溶强化作用3. 指出Fe-C 相图中Ac1、Ac3、ACcm 、Ar1、Ar3、Arcm 各相变点的意义。

答：Ac1：加热时，P 向A 转变的开头温度；Ac3：加热时，先共析F 全部转为A 的终了温度ACcm ：加热时，Fe 3C Ⅱ全部融入A 的终了温度Ar1：冷却时，A 向P 转变的开头温度Ar3：冷却时，A 开头析出先共析F 的温度Arcm ：冷却时，A 开头析出Fe 3C Ⅱ的温度5. 指出以下铁碳合金工件的淬火及回火温度，并说明回火后得到的组织和大致硬度。

〔1〕wc=0.45%钢制小轴〔要求综合力学性能好〕；〔2〕wc=0.60%钢制弹簧；〔3〕wc=1.2% 钢制锉刀。

答：(1). 45 钢小轴,840 度淬火，回火温度调质 500-600，布氏 250 左右，回火索氏体(2)60 弹簧钢，820 度淬火，回火温度 380-420，硬度 40-45HRC ，回火托氏体(3)T12 钢锉刀，780-800 度淬火，回火温度 160-180，硬度 60-60HRC ，回火马氏体 6. 现有低碳钢和中碳钢齿轮各一个，为了使齿面具有高硬度和高耐磨性，应进展何种热处理？并比较经热处理后组织和性能上有何不同？答：低碳钢进展的热处理工艺：渗碳直接淬火+低温回火外表组织为：回火M+碳化物中碳钢进展的热处理工艺：调质处理+外表淬火+低温回火组织为：回火M7.试说明外表淬火、渗碳、氮化热处理工艺在用钢、性能、应用范围等方面的差异。

金属材料学(复习题及答案)

金属材料学复习题及答案（1-32题）1.解释下列名词合金元素:特别添加到金属中为了保证获得所要求的组织结构、物理、化学和机械性能的化学元素。

合金钢：为了增加某些性能而添加合金元素的钢马氏体：碳溶于α-Fe的过饱和的固溶体，是奥氏体通过无扩散型相变转变成的亚稳定相奥氏体：碳溶于ɣ-Fe中形成的固溶体淬透性：钢在淬火时能获得马氏体的能力，是钢本身固有的一个属性淬硬性：在理想淬火条件下，以超过临界冷却速度所形成的马氏体组织能够达到的最高硬度淬火临界冷却速度：为了获得马氏体所需的最低的冷却速度二次硬化：某些铁碳合金（如高速钢）须经多次回火后，才进一步提高其硬度。

这种硬化现象，称为二次硬化，它是由于特殊碳化物析出和（或）由于与奥氏体转变为马氏体或贝氏体所致不锈钢：在空气、水、盐、酸、碱等腐蚀介质中具有高的化学稳定性的钢耐热钢：通常将在高温条件下工作的钢称耐热钢2.合金元素在钢中以什么形式存在?对钢的性能有哪些影响?答：存在形式：溶于固溶体、形成碳化物和氮化物、存在于金属化合物、各类夹杂物、自由态固溶体：随溶质元素含量的增多，产生固溶强化作用3.指出Fe-C相图中Ac1、Ac3、ACcm、Ar1、Ar3、Arcm各相变点的意义。

答：Ac1：加热时，P向A转变的开始温度；Ac3：加热时，先共析F全部转为A的终了温度ACcm：加热时，Fe3CⅡ全部融入A的终了温度Ar1：冷却时，A向P转变的开始温度Ar3：冷却时，A开始析出先共析F的温度Arcm：冷却时，A开始析出Fe3CⅡ的温度5.指出下列铁碳合金工件的淬火及回火温度，并说明回火后得到的组织和大致硬度。

（1）wc=0.45%钢制小轴（要求综合力学性能好）；（2）wc=0.60%钢制弹簧；（3）wc=1.2%钢制锉刀。

答：(1).45钢小轴,840度淬火，回火温度调质 500-600，布氏250左右，回火索氏体(2)60弹簧钢，820度淬火，回火温度380-420，硬度40-45HRC，回火托氏体(3)T12钢锉刀，780-800度淬火，回火温度160-180，硬度60-60HRC，回火马氏体6.现有低碳钢和中碳钢齿轮各一个，为了使齿面具有高硬度和高耐磨性，应进行何种热处理？并比较经热处理后组织和性能上有何不同？答：低碳钢进行的热处理工艺：渗碳直接淬火+低温回火表面组织为：回火M+碳化物中碳钢进行的热处理工艺：调质处理+表面淬火+低温回火组织为：回火M7.试说明表面淬火、渗碳、氮化热处理工艺在用钢、性能、应用范围等方面的差别。

金属材料学思考题答案

金属材料学思考题答案2绪论、第一章、第二章1．钢中的碳化物按点阵结构分为哪两大类，各有什么特点答：分为简单点阵结构和复杂点阵结构，前者熔点高、硬度高、稳定性好，后者硬度低、熔点低、稳定性差。

2．何为回火稳定性、回火脆性、热硬性合金元素对回火转变有哪些影响答：回火稳定性：淬火钢对回火过程中发生的各种软化倾向（如马氏体的分解、残余奥氏体的分解、碳化物的析出与铁素体的再结晶）的抵抗能力回火脆性：在200-350℃之间和450-650℃之间回火，冲击吸收能量不但没有升高反而显着下降的现象热硬性：钢在较高温度下，仍能保持较高硬度的性能合金元素对回火转变的影响：①Ni、Mn影响很小，②碳化物形成元素阻止马氏体分解，提高回火稳定性，产生二次硬化，抑制C和合金元素扩散。

③Si比较特殊：小于300℃时强烈延缓马氏体分解，3．合金元素对Fe-Fe3C相图S、E点有什么影响这种影响意味着什么答：凡是扩大奥氏体相区的元素均使S、E点向左下方移动，如Mn、Ni等；凡是封闭奥氏体相区的元素均使S、E点向左上方移动，如Cr、Si、Mo等E点左移：出现莱氏体组织的含碳量降低，这样钢中碳的质量分数不足2％时就可以出现共晶莱氏体。

S点左移：钢中含碳量小于％时，就会变为过共析钢而析出二次渗碳体。

4．根据合金元素在钢中的作用，从淬透性、回火稳定性、奥氏体晶粒长大倾向、韧性和回火脆性等方面比较下列钢号的性能:40Cr、40CrNi、40CrMn、40CrNiMo。

1）淬透性：40CrNiMo 〉40CrMn 〉 40CrNi 〉 40Cr2）回火稳定性：40CrNiMo 〉40CrNi 〉 40CrMn 〉 40Cr3）奥氏体晶粒长大倾向：40CrMn 〉 40Cr 〉 40CrNi 〉 40CrNiMo4）韧性：40CrNiMo 〉40CrNi 〉40Cr〉40CrMn (Mn少量时细化组织)5）回火脆性： 40CrMn 〉40CrNi> 40Cr 〉40CrNiMo5.怎样理解“合金钢与碳钢的强度性能差异，主要不在于合金元素本身的强化作用，而在于合金元素对钢相变过程的影响。

金属材料学复习思考题及答案料

金属材料学复习思考题及答案料第一章钢的合金化原理1．名词解释1）合金元素: 特别添加到钢中为了保证获得所要求的组织结构从而得到一定的物理、化学或机械性能的化学元素。

(常用M来表示)2）微合金元素: 有些合金元素如V，Nb，Ti, Zr 和B等，当其含量只在0.1%左右（如B 0.001%，V 0.2 %）时，会显著地影响钢的组织与性能，将这种化学元素称为微合金元素。

3）奥氏体形成元素:在γ-Fe中有较大的溶解度,且能稳定γ相；如 Mn, Ni, Co, C, N, Cu；4）铁素体形成元素: 在α-Fe中有较大的溶解度，且能稳定α相。

如：V，Nb, Ti 等。

5）原位析出: 元素向渗碳体富集，当其浓度超过在合金渗碳体中的溶解度时, 合金渗碳体就在原位转变成特殊碳化物如Cr钢中的Cr：ε-Fe x C→Fe3C→（Fe, Cr）3C→（Cr, Fe）7C3→（Cr, Fe）23C66）离位析出: 在回火过程中直接从α相中析出特殊碳化物，同时伴随着渗碳体的溶解，可使HRC和强度提高（二次硬化效应）。

如 V，Nb, Ti等都属于此类型。

2．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？答：铁素体形成元素：V、Cr、W、Mo、Ti、Al；奥氏体形成元素：Mn、Co、Ni、Cu能在α-Fe 中形成无限固溶体：V、Cr；能在γ-Fe 中形成无限固溶体：Mn、Co、Ni 3．简述合金元素对扩大或缩小γ相区的影响，并说明利用此原理在生产中有何意义？扩大γ相区：使A3降低，A4升高一般为奥氏体形成元素分为两类：a.开启γ相区：Mn, Ni, Co 与γ-Fe无限互溶.b.扩大γ相区：有C，N，Cu等。

如Fe-C相图，形成的扩大的γ相区，构成了钢的热处理的基础。

（2）缩小γ相区：使A3升高，A4降低。

金属工艺学第三章(金属材料)思考题答案

内江职业技术学院教案
《金属工艺学》第三章金属材料复习思考题参考答案 1. 碳钢中的常存元素有哪些？在钢中起什么作用？答：碳钢中的常存元素有：主要元素是 C，其余有 Si、Mn、P S、O、H、N。 Si、Mn 是有益元素，含量不多时对钢的性能影响不大。 P、S 是有害元素，严重影响性能，P 造成“冷脆” 造成“热，S 脆” 。 O、H、N 是有害元素，严重影响性能，使钢的塑性、韧度和疲劳强度急剧降低，严重时造成裂纹、脆断。 2.现在 Q195、Q235B、Q255B 三种碳素钢，分别用于制造铁钉、铆钉、高强度销钉，如何合理选材？答：Q195 用于制造铁钉；Q235B 用于制造铆钉；Q255B 用于制造高强度销钉。 3.现有 08F、45、65 三种优质碳素结构钢，欲制造仪表板、汽车弹簧、变速箱传动轴等零件，如何选材？答：08F 用作制造仪表板；45 用作制造变速箱传动轴；65 用作制造汽车弹簧。 4.ZG25、ZG200-400 表示什么意义？答：ZG25 表示含碳量为 0.25 的铸造碳钢；ZG200-400 表示曲服点是 200MPa，抗拉强度是 400Mpa 的铸造碳素钢。 5.合金钢中经常加入的合金元素有哪些？主要起什么作用？答：合金钢中经常加入的合金元素有：Mn、Si、Cr、Ni、Mo、W、 Ti、B、Al、Nb、Zr 等。主要作用有：（1）强化作用。（2）稳定组织、细化晶粒。（3）提高淬透性。（4）提高抗氧化和耐蚀能力。 6.为什么合金钢的淬透性比碳钢高？答：除钴以外的合金元素都能溶如奥氏体，并增加过冷奥氏体的稳定性，使合金钢能在较低的冷却速度下获得马氏体，也就 ti
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金属材料复习思考题

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。

金属材料学复习思考题

金属材料学复习思考题第一章钢的合金化原理1．名词解释1）合金元素；2）微合金元素；3）奥氏体形成元素；4）铁素体形成元素；5）原位析出；6）离位析出2．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？3．简述合金元素对扩大或缩小γ相区的影响，并说明利用此原理在生产中有何意义？4．简述合金元素对铁碳相图（如共析碳量、相变温度等）的影响。

5．合金钢中碳化物形成元素（V，Cr，Mo，Mn等）所形成的碳化物基本类型及其相对稳定性。

6．主要合金元素（V，Cr，Ni，Mn，Si，B等）对过冷奥氏体冷却转变影响的作用机制。

7．合金元素对马氏体转变有何影响？8．如何利用合金元素来消除或预防第一次、第二次回火脆性？9．如何理解二次硬化与二次淬火两个概念的相关性与不同特点。

10．一般地，钢有哪些强化与韧化途径？第二章工程结构钢1．对工程结构钢的基本性能要求是什么？2．合金元素在低合金高强度结构钢中的主要作用是什么？为什么考虑采用低C？3．什么是微合金钢？微合金化元素在微合金化钢中的主要作用有哪些？试举例说明。

4．低碳贝氏体钢的合金化有何特点？5．什么是微合金钢？主要有哪些微合金元素？其主要作用中什么？6．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？第三章机械制造结构钢1．名词解释1）液析碳化物；2）网状碳化物；3）水韧处理2．对调质钢、弹簧钢进行成分、热处理、常用组织及主要性能的比较，并熟悉各自主要钢种。

3．液析碳化物和带状碳化物的形成、危害及消除方法。

4．说明易切削钢提高切削性能的合金化原理。

5．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？为何具有抗磨特性？6．GCr15钢是什么类型的钢？这种钢中碳和铬的含量约为多少？碳和铬的主要作用分别是什么？其预先热处理和最终热处理分别是什么？7．氮化钢的合金化有何特点？合金元素有何作用？8．为什么说淬透性是评定结构钢性能的重要指标？[为什么要提高淬透性]？第四章工具钢1．从总体看，工具钢与结构钢相比，在主要成分、组织类型、热处理工艺、主要性能与实际应用方面各自有何特点？2．采用普通碳素工具钢的优点是什么？局限性是什么？3．什么是红硬性?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高红硬性? 4．18-4-1高速钢铸态显微组织特征是什么？为什么高速钢在热处理之前一定要大量地热加工？5．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？6．高速钢18-4-1淬火后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？7．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？8．热作模具钢的回火温度为什么要高？其组织是什么？9．C12型冷作模具钢的热处理有哪两种？有何针对性？10．试述高速钢从铸态开始到最终的热处理，其组织及碳化物的演变（以18-4-1为例）。

《金属材料学》课程复习题答案（1）

《金属材料学》课程复习题答案（1）《金属材料学》复习题纲1、试总结钢中主要合金元素的作用，并简要说明原因。

(1) Cr元素；(2) Mn元素；(3) Si元素；(4) Ni元素；(5) V元素；(6) Mo元素。

作用：Cr元素：铬能提高钢的淬透性，显著提高钢的强度、硬度和耐磨性，但它使钢的塑性和韧性降低。

因而在工具钢和结构钢中得到广泛的应用。

铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性，因而是不锈钢、耐热钢的重要合金元素。

铬是合金结构钢主加元素之一，在化学性能方面它不仅能提高金属耐腐蚀性能，也能提高抗氧化性能。

当其含量达到13％时，能使钢的耐腐蚀能力显著提高，并增加钢的热强性。

Mn元素:锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，它能使钢的调质组织均匀细化，避免了渗碳层中碳化物的聚集成块，但增大了刚的过热敏感性和回火脆性；可以提高钢的强度和淬透性；但随锰含量的增加，钢的热导性急剧下降，线膨胀系数上升，在快冷时工件易开裂。

Si元素：提高退火，正火和淬火温度，在亚共析钢中提高淬透性；改善耐磨性，提高钢的弹性极限，屈服强度和疲劳强度，但其含量过高时，会降低钢的塑性韧性，加剧表面脱碳。

Ni元素：镍能提高钢的强度，而又保持良好的塑性和韧性。

镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力，在高温下有防锈和耐热能力。

它能提高淬透性，使钢具有很高的强度，而又保持良好的塑性和韧性。

镍能提高耐腐蚀性和低温冲击韧性。

镍基合金具有更高的热强性能。

镍被广泛应用于不锈耐酸钢和耐热钢中。

V元素：钒是钢的优良脱氧剂。

钢中加0.5%的钒可细化组织晶粒，提高强度和韧性。

钒与碳形成的碳化物，在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。

钒用于固溶体中可提高钢的高温强度，细化晶粒，提高淬透性。

铬钢中加少量钒，在保持钢的强度情况下，能改善钢的塑性。

Mo元素：钼能使钢的晶粒细化，提高淬透性和热强性能，防止回火脆性。

在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力。

结构钢中加入钼，能提高机械性能。

还可以抑制合金钢由于火而引起的脆性。

金属材料学复习思考题1

《金属材料学》复习思考题吴隽武汉科技大学材料与冶金学院金属材料工程系第一章：钢铁中的合金元素1、合金元素的定义，合金元素与杂质元素的区别，常用合金元素有哪些。

2、碳化物形成元素及非碳化物形成元素分别有哪些。

3、合金元素如何影响Fe－C相图。

4、合金钢的编号规则。

5、综合分析合金元素在α-Fe以及γ-Fe中的周期性溶解规律和形成无限固溶体的必要和充分条件。

6、合金元素形成碳化物、氮化物的规律。

碳化物的点阵结构类型、性质和稳定性与元素周期性规律的关系。

7、简述晶界吸附现象的基本规律及其在金属材料中的应用。

8、详述合金元素对过冷奥氏体转变曲线的影响及其相应规律。

9、详述合金元素对加热时奥氏体化转变过程的影响及其相应规律。

10、总结合金钢的强韧化机理及相关机制。

第二章：工程结构用钢1、根据合金元素在钢中的作用，结合低合金高强度钢的性能要求，分析讨论低合金高强度钢的发展历程及合金元素的作用。

2、分析讨论微合金化低合金高强度钢的发展依据以及强韧化机理。

如何实现控轧控冷？3、综合评述针状铁素体型、超低碳贝氏体型以及铁素体＋马氏体型钢的成分特点。

组织结构特点。

第三章：机械制造结构钢1、分析合金元素在渗碳钢及渗氮钢中的作用。

2、分析低碳马氏体型结构钢的优越性及其应用范围。

3、结合具体调质钢、弹簧钢、滚动轴承钢、高锰耐磨钢的合金化特点及热处理特点。

4、马氏体时效钢在时效温度如何保证马氏体组织的稳定性？其合金化的特点是什么？如何保证优异的强韧性的结合？第四章：工具钢1、根据高速钢的物理冶金原理，分析讨论C及各合金元素在高速钢中的作用。

2、比较热作模具钢、冷作模具钢以及调质钢的合金化和热处理特点，分析合金元素作用的异同。

3、讨论高速钢热处理工艺的特点并解释原因。

第五章：不锈耐蚀钢1、分析讨论C在不锈钢中对组织性能影响的两重性。

2、分析结构钢、工具钢、不锈钢在使用中的主要矛盾及其合金化方向热处理工艺的异同。

3、如果要用Cr13型不锈钢制作及其零件，工具和滚动轴承，怎样选择钢号？如何制定热处理制度？4、总结奥氏体不锈钢成分特点，及热处理特点。

全部金属材料各章节习题与思考题(全部)

第一篇钢铁材料第1章钢的合金化概念1-1 什么是工程材料？工程材料分为哪些类别？1-2 钢的分类方法很多，通常有哪些分类？1-3 合金元素在钢中的分布或存在的形式有哪几种？1-4 按化学成分如何区别低、中、高碳钢？低、中、高合金钢？1-5 为什么说钢中的S、P杂质元素在一般情况下总是有害的？1-6 通常钢中的P、S控制钢的质量，按质量等级碳素钢、合金钢的钢材质量可分为哪些等级？1-7 钢中常见的合金元素有：C、N、Mn、Ni、Cu、Co、Hf、Zr、Ti、Ta、Nb、V、W、Mo、Cr、Al、Si等，回答下列问题：（1）上述元素哪些是奥氏体形成元素？哪些是铁素体形成元素？（2）哪些元素能与α－Fe形成无限固溶体？哪些元素能与γ－Fe形成无限固溶体？为什么Mn、Ni、Co能与γ－Fe形成无限固溶体？（3）上述元素哪些是碳化物形成元素？哪些是非碳化物形成元素？如何鉴别它们与碳的亲和力大小或强弱？请按由强至弱将他们排列。

（4）分析上述元素对Fe－C相图临界点A1、A3及S点影响。

1-8 钢中的碳化物按点阵结构分为哪两大类？各有什么特点？1-9 合金钢中常见的碳化物由哪几种类型？并按其稳定性强弱排序。

1-10 简述合金钢中碳化物形成规律。

1-11 合金元素对Fe-Fe3C相图中的S、E点有什么影响？这种影响意味着什么？1-12 试述40CrV钢在退火态、淬火态及淬火一回火态下合金元素的分布状况。

1-13 合金元素中碳化物形成元素，非碳化物形成元素以及Si元素是如何影响钢中碳在奥氏体中扩散的？1-14 通过合金化使钢强化的基本方法有哪些？1-15 加热时合金元素对钢奥氏体晶粒长大有什么影响？并简要说明影响原因。

1-16 简要说明合金元素对过冷奥氏体等温分解C曲线的影响？1-17 为什么W18Cr4V钢中会出现莱氏体？1-18 简述合金元素对珠光体转变速度，转变温度及转变产物中碳化物类型的影响。

1-19 简述合金元素对马氏体分解的影响。

金属材料复习总结及思考题DOC

金属材料学复习思考题第一章金属的结构与结晶1．解释下列名词点缺陷，线缺陷，面缺陷，亚晶粒，亚晶界，刃型位错，单晶体，多晶体，过冷度，自发形核，非自发形核，变质处理，变质剂。

2．常见的金属晶体结构有哪几种？α-Fe 、γ- Fe 、Al 、Cu 、Ni 、Pb 、Cr 、V 、Mg、Zn 各属何种晶体结构？3．配位数和致密度可以用来说明哪些问题？4．晶面指数和晶向指数有什么不同？5．实际晶体中的点缺陷，线缺陷和面缺陷对金属性能有何影响？6．为何单晶体具有各向异性，而多晶体在一般情况下不显示出各向异性？7．过冷度与冷却速度有何关系？它对金属结晶过程有何影响？对铸件晶粒大小有何影响？8．金属结晶的基本规律是什么？晶核的形成率和成长率受到哪些因素的影响？9．在铸造生产中，采用哪些措施控制晶粒大小？在生产中如何应用变质处理？第二章金属的塑性变形与再结晶1．解释下列名词加工硬化、回复、再结晶、热加工、冷加工。

2．产生加工硬化的原因是什么？加工硬化在金属加工中有什么利弊？3．划分冷加工和热加工的主要条件是什么？4．与冷加工比较，热加工给金属件带来的益处有哪些？5．为什么细晶粒钢强度高，塑性，韧性也好？6．金属经冷塑性变形后，组织和性能发生什么变化？7．分析加工硬化对金属材料的强化作用？8．已知金属钨、铁、铅、锡的熔点分别为3380℃、1538℃、327℃、232℃，试计算这些金属的最低再结晶温度，并分析钨和铁在1100℃下的加工、铅和锡在室温（20℃）下的加工各为何种加工？9．在制造齿轮时，有时采用喷丸法（即将金属丸喷射到零件表面上）使齿面得以强化。

试分析强化原因。

第三章合金的结构与二元状态图1．解释下列名词合金，组元，相，相图；固溶体，金属间化合物，机械混合物；枝晶偏析，比重偏析；固溶强化，弥散强化。

2．指出下列名词的主要区别1）置换固溶体与间隙固溶体；2）相组成物与组织组成物。

3．下列元素在α-Fe 中形成哪几种固溶体?Si、C、N、Ni、Mn4．试述固溶强化、加工强化和弥散强化的强化原理,并说明三者的区别. 5．固溶体和金属间化合物在结构和性能上有什么主要差别？6. 何谓共晶反应、包晶反应和共析反应?试比较这三种反应的异同点.7．二元合金相图表达了合金的哪些关系？8．在二元合金相图中应用杠杆定律可以计算什么？9. 已知A（熔点 600℃）与B(500℃) 在液态无限互溶；在固态 300℃时A溶于 B 的最大溶解度为 30% ，室温时为10%，但B不溶于A；在 300℃时，含 40% B 的液态合金发生共晶反应。

金属材料复习思考题及参考答案

金属材料复习思考题及参考答案（计算分析部分）（仅供参考）1.根据GB700-88《碳素结构钢》的规定，牌号为Q235钢的力学性能应达到：σs≥235MPa，σb≥375Mpa，δ5≥26％，ψ≥55％。

现对进厂的一批Q235钢材采用d0=10mm的标准短试样(试样的标距等于5倍直径)进行拉伸试验，测得的试验数据是F s=20kN，F b=32kN，断后标距长l1=65mm，d1=6.3mm，试问这批钢材合格否？2.某金属材料拉伸试样，其l 0=100mm，d0=10mm，拉伸时测得F s=18KN，F b=28KN，拉断后对接起来测得l 1=124mm，d1=6.4mm，求该材料的σs、σb、δ、ψ。

3.计算体心立方晶格的致密度。

4.计算面心立方晶格的致密度。

5.计算密排六方晶格的致密度。

6.某退火态碳素钢钢号不清，经金相检察其显微组织是F+P，其中P所占比例约为20%，试判定该碳素钢含碳量。

7.依据Pb-Sn合金相图，若F点的合金成分是W Sn=2%，G点的合金成分是W Sn=99%。

问在下列温度t时，W Sn=20%的合金显微组织中有哪些相组成物？它们的相对质量百分数是多少？⑴ t=300℃；⑵刚冷到183℃；共晶转变尚未开始；⑶在183℃；共晶转变正在进行中；⑷共晶转变刚完成，温度仍在183℃时；⑸冷却到室温（20℃）时。

8.依据Pb-Sn合金相图，若F点的合金成分是W Sn=2%，G点的合金成分是W Sn=99%。

问在下列温度t时，W Sn=80%的合金显微组织中有哪些相组成物？它们的相对质量百分数是多少？⑴ t=300℃；⑵刚冷到183℃；共晶转变尚未开始；⑶在183℃；共晶转变正在进行中；⑷共晶转变刚完成，温度仍在183℃时；⑸冷却到室温（20℃）时。

9.计算珠光体中铁素体和渗碳体的相对量。

10.计算莱氏体中奥氏体和渗碳体的相对量。

11.20钢在共析反应后⑴计算相组成物F和Fe3C的相对量；⑵计算组织组成物F和P的相对量。

金属材料学思考题答案2资料

Mn是奥氏体形成元素，降低钢的A
温度，促进晶粒长大，直接淬火
某精密镗床主轴用38CrMoAl钢制造，某重型齿轮铣床主轴选择了20CrMnTi制造，某普
40Cr钢。试分析说明它们各自应采用什么样的热处理工艺及最终的组织
。
钢采用调质处理加渗氮处理，形成γ’（Fe4N）、ε（Fe
N）相，合金氮化物，共
>1450MPa，ζS>1200MPa，
>6%。热处理工艺是920℃±20℃油淬，470℃±10℃回火。因该钢缺货，库存有25MnSi
25MnSi钢为低碳马氏体钢，经适当的热处理后能获得与调质钢相当的
钢与45MnSiV 相比不含V元素，但有Mn，过热敏感性较大，因而要降低淬火加热温
45MnSiV相比，25MnSi钢淬透性较低，油淬应改成用盐水淬火
指出下列钢号属于什么钢？各符号代表什么意义？ Q235、15、T7、T10A、08F、Y40Mn。
：普碳钢，屈服强度>=235MPa
：优质碳素结构钢，含碳量约为0.15%
：碳素工具钢，含碳量约为0.70%
：高级优质碳素工具钢，含碳量约为1.0 %
：低合金结构钢，08：含碳量0.08%，F：沸腾钢
TK。改善焊接性。
，P：耐大气腐蚀性最有效的元素。一般含量:0.025~0.25% Cu ，0.05~0.15％ P 。 ↑P，
为什么贝氏体型低合金高强度钢多采用0.5%Mo和微量B作为基体合金化元素？
Mo使P右移显著，但Mo却不能使F右移；加入微量B使F右移但贝氏
什么是微合金钢？微合金化元素（NbTiV ）的主要作用是什么？
γ’（Fe4N）、ε（Fe
N）相，M回；心部组织M回。

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。

金属材料学思考题标准答案2

金属材料学思考题答案2绪论、第一章、第二章1．钢中的碳化物按点阵结构分为哪两大类，各有什么特点？答：分为简单点阵结构和复杂点阵结构，前者熔点高、硬度高、稳定性好，后者硬度低、熔点低、稳定性差。

2．何为回火稳定性、回火脆性、热硬性？合金元素对回火转变有哪些影响？答：回火稳定性：淬火钢对回火过程中发生的各种软化倾向（如马氏体的分解、残余奥氏体的分解、碳化物的析出与铁素体的再结晶）的抵抗能力回火脆性：在200-350℃之间和450-650℃之间回火，冲击吸收能量不但没有升高反而显著下降的现象热硬性：钢在较高温度下，仍能保持较高硬度的性能合金元素对回火转变的影响：①Ni、Mn影响很小，②碳化物形成元素阻止马氏体分解，提高回火稳定性，产生二次硬化，抑制C和合金元素扩散。

③Si比较特殊：小于300℃时强烈延缓马氏体分解，3．合金元素对Fe-Fe3C相图S、E点有什么影响？这种影响意味着什么？答：凡是扩大奥氏体相区的元素均使S、E点向左下方移动，如Mn、Ni等；凡是封闭奥氏体相区的元素均使S、E点向左上方移动，如Cr、Si、Mo等？E点左移：出现莱氏体组织的含碳量降低，这样钢中碳的质量分数不足2％时就可以出现共晶莱氏体。

S点左移：钢中含碳量小于0.77％时，就会变为过共析钢而析出二次渗碳体。

4．根据合金元素在钢中的作用，从淬透性、回火稳定性、奥氏体晶粒长大倾向、韧性和回火脆性等方面比较下列钢号的性能:40Cr、40CrNi、40CrMn、40CrNiMo。

金属材料复习题(power)全解

金属材料复习思考题及参考答案（概念部分）绪论第1章材料的性能1.什幺是黑色金属？什幺是有色金属？在金属材料中，通常把钢和铸铁称为黑色金属。

把钢和铸铁之外的金属材料统称为有色金属。

2.什幺是硬度？硬度与耐磨性关系如何？硬度是指材料抵抗局部变形，尤其是塑性变形、压痕或划痕的能力。

通常，材料越硬，其耐磨性越好。

3.布氏硬度如何表示？它是根据什幺确定试件的硬度值的？布氏硬度用HBS（用淬火钢球作压头）或HBW（用硬质合金球作压头）表示。

布氏硬度是根据压痕直径确定试件的硬度值的。

4.布氏硬度HBS测定的试件的硬度值应在什幺范围内？试件的硬度值应小于450HBS。

5.布氏硬度HBW测定的试件的硬度值应在什幺范围内？试件的硬度值应在450-650HBW之间。

6.布氏硬度主要用来测定哪些材料的硬度？有何优缺点？布氏硬度主要用于测定小于450 HBS的金属半成品，如退火、正火、调质的钢材和灰铸铁、有色金属等的硬度。

优点：压痕面积较大，测量结果比较准确、稳定；与抗拉强度之间存在一定的经验关系。

缺点：操作不够简便；不能测定硬度高的金属材料；由于布氏硬度试验力较大，不宜测试薄件或成品件。

7.洛氏硬度如何表示？它是根据什么确定试件的硬度值的？常用哪一种洛氏硬度标尺？其硬度值有效范围是多少？洛氏硬度用HRC、HRA（用金刚石圆锥作压头）或HRB（用钢球作压头）表示。

常用HRC。

其硬度值有效范围是20-67HRC。

洛氏硬度是根据压痕深度确定试件的硬度值的。

压痕越深，硬度值越小。

8.洛氏硬度可测试哪些材料的硬度？有何优缺点？洛氏硬度可测试较软到极硬的或厚度较薄的材料的硬度。

优点：操作简便、迅速，可以直接读出硬度值；测量硬度范围大，可测试较软到极硬的材料的硬度；压痕小，不损伤试件表面，可直接测量成品或较薄工件。

缺点：因为压痕较小，如材料中有偏析及组织不均匀的情况时，则结果的分散度较大，再现性较差。

一般同一试件应测三点以上，取其平均值。

金属材料学期末复习思考题

金属材料学复习思考题第一章钢的合金化原理1-1 什么是铁素体（奥氏体）形成元素？合金元素中哪些是铁素体（奥氏体）形成元素？哪些能在α-Fe（γ-Fe）中形成无限固溶体？【P8】1-2 简述合金元素对Fe-C相图的影响，并说明利用此原理在生产中有何意义？【9】1-3 合金元素在钢中的存在状态有哪些形式？【15】1-4 合金钢中碳化物形成元素（V，Cr，Mo，Mn等）所形成的碳化物基本类型及其相对稳定性。

【12】1-5 什么是合金元素的偏聚（内吸附）？偏聚机理是什么？举例说明它的影响。

【16】1-6 说明主要合金元素（V/Nb/Ti、Mo/W、Cr、Ni、Mn、Si、Al、B等）对过冷奥氏体冷却转变（主要P转变）影响的作用机制。

【20】1-7 合金元素对马氏体转变有何影响？【21】1-8 如何利用合金元素来消除或预防第一次、第二次回火脆性？【22】1-9 如何理解二次硬化与二次淬火两个概念的异同之处？【22－23】1-10 钢有哪些强化机制？如何提高钢的韧性？【24－28】1-11钢良好的淬透性的目的为何？【30】第二章工程结构钢2-1 对工程结构钢的基本性能要求是什么？【47】2-2 合金元素在HSLA中的主要作用是什么？为什么考虑采用低碳？【48-】2-3 什么是微合金钢？微合金元素在微合金钢中的主要作用有哪些？V、Nb、Ti这三种典型微合金元素在钢中作用有何差异？【55-56】2-4针状铁素体钢的成分与合金化、组织和性能特点？【56】2-5低碳贝氏体钢的合金化有何特点？【57】2-6 汽车工业用的高强度低合金双相钢，其主要成分、组织和性能特点是什么？【58】2-7 了解低合金高强度钢的发展趋势。

【59】第三章机械制造结构钢3-1 对机械制造结构钢和工程结构钢在成分、工艺、组织及性能方面进行总体比较。

3-2 对调质钢、弹簧钢的主要成分、热处理工艺、常用组织及主要性能进行比较，并熟悉其典型钢种。

【64、70】3-3 调质钢和非调质钢在成分、生产工艺、组织和性能方面进行比较。

金属学思考题

材料科学基础思考题（纯金属的晶体结构部分）1、解释下列名词：合金、组织、结构、金属材料、材料科学、空间点阵、晶胞、晶格常数、晶带、致密度、配位数、同素异构转变。

2、说明布拉菲点阵的立方晶系无底心立方点阵的原因。

3、在一个立方晶胞中绘出{110}所包含的晶面。

4、在一个立方晶胞中绘出下列晶面和晶向：（123）、5、说明下列晶面是否属于同一晶带，若是则指出晶带轴的方向。

6、计算面心立方点阵中（110）晶面的面间距以及原子面密度。

7、计算体心立方点阵中（111）晶面的面间距以及原子面密度。

8、在六方晶胞中绘出（1121）和 [1 1 2 3]。

9、熟记fcc 、bcc 、hcp 晶胞中的原子数、原子半径、配位数、致密度、典型元素。

10、面心立方点阵和密排六方点阵配位数和致密度相同，为什么具有不同的原子排列。

11、面心立方结构间隙的类型、大小、数量如何。

12、体心立方结构间隙的类型、大小、数量如何。

材料科学基础思考题（纯金属的结晶部分）1、试证明均匀形核时，形成临界晶粒的△Gc 与其体积V 之间的关系式为：△Gc =V △G B /22、如果临界晶核是边长为a 的正方体，试求出其△Gc 和a 的关系。

为什么形成 [112]、[11 1]、[ 1 1 0] (112) （110）（110）、（3 11）、（13 2）立方体晶核的△Gc 比球形晶核要大?3、为什么金属结晶时一定要有过冷度?影响过冷度的因素是什么?4、试比较均匀形核与非均匀形核的异同点。

5、形核需要哪些条件。

6、论述晶体长大机理；说明晶体成长与温度梯度的关系。

7、简述三晶区形成的原因及每个晶区的性能。

8、为了得到发达的等轴晶区应该采取什么措施?为了得到发达的等轴晶区应采取什么措施？其基本原理如何。

9、对比说明金属与非金属结晶动力学综合曲线的区别。

10、能否说过冷度越大，形核率越大。

11、指出下列各题错误之处，并改正之。

（1）所谓临界晶核，就是体系自由能的减少完全补偿表面自由能增加时的晶胚大小。