工程材料基础知识考试题

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名词解释：

淬透性：淬透性指钢在淬火时获得M的能力，其大小是用规定条件下淬硬层深度来表示。

淬硬性：表示钢淬火时的硬化能力，用淬成马氏体可能得到的最高硬度表示。

相：金属或合金中，凡成分相同、结构相同，并与其它部分有晶只界分开的均匀组成部分称为相

组织：显微组织实质是指在显微镜下观察到的各相晶粒的形态、数量、大小和分布的组合。组织应力：由于工件内外温差而引起的奥氏体（γ或A）向马氏体（M）转变时间不一致而产生的应力

热应力：由于工件内外温差而引起的胀缩不均匀而产生的应力

过热：由于加热温度过高而使奥氏体晶粒长大的现象

过烧：由于加热温度过高而使奥氏体晶粒局部熔化或氧化的现象

回火脆性：在某些温度范围内回火时，会出现冲击韧性下降的现象，称为回火脆性

回火稳定性：淬火钢在回火时，抵抗强度、硬度下降的能力称为回火稳定性。

马氏体：碳在α-Fe 中的过饱和固溶体称为马氏体。

回火马氏体：在回火时，从马氏体中析出的ε-碳化物以细片状分布在马氏体基础上的组织称为回火马氏体。

共晶反应：恒温下，某一成分液相同时结晶出两个成分不同的固相的反应。

共析反应：一定成分的固相，某一恒温下同时分解成两个成分与结构均不相同的固相反应。

本质晶粒度：表示在一定加热条件下，奥氏体晶粒长大倾向性的高低。

实际晶粒度：在给定温度下奥氏体的晶粒度称为实际晶粒度，它直接影响钢的性能。

化学热处理：将工件置于待定介质中加热保温，使介质中活性原子渗入工件表层，从而改变工件表层化学成分与组织，进而改变其性能的热处理工艺。

表面淬火：指在不改变钢的化学成分及心部组织的情况下，利用快速加热将表面奥氏休化后进行淬火以强化零件表面的热处理方法。

固溶强化：固溶强化：通过溶入某种溶质元素形成固溶体而使金属强度、硬度升高的现象弥散强化：倘若脆性第二相颗粒呈弥散状均匀分布在基体相上，由于第二相粒子与位错的交互作用阻碍了位错运动从而提高了合金塑性变形抗力，则可显著提高合金的强度的现象细晶强化：通过细化晶粒来同时提高金属的强度、硬塑性和韧性的方法

热加工：凡是在材料再结晶温度以上所进行的塑性变形加工叫做热加工

冷加工：凡是在再结晶温度以下所进行的塑性变形加工叫做冷加工

冷处理：将淬火钢继续冷却到-70～-80℃（或更低温度），并保持一段时间，使残余奥氏体在继续冷却中转变为马氏体。

调质处理：淬火后高温回火的热处理方法称为调质处理。

过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度的差T0-Tn=称过冷度。

枝晶偏析：由于固溶体结晶一般按树枝状长大，使这种晶内偏析也呈树枝状分布。

加工硬化：随着变形量增大，由于晶粒破碎和位错密度增加，晶体塑性变形能力迅速增大，强度硬度明显升高，塑形和韧性下降。

回复：冷塑性变形的金属材料在加热温度较低时，其光学显微组织发生改变前晶体内部所产生的某些变化。

再结晶：这一过程也是一个形核和核长大的过程，因其新旧晶粒的晶格类型完全相同，只是晶粒形态发生了变化，所以称之为再结晶。

二次硬化：某些铁碳合金（如高速钢）须经许多次回火后，才进一步提高其硬度。这种硬化现象为二次硬化。

退火：将钢加热至适当温度保温，然后缓慢冷却（炉冷）的热处理工艺。

正火：亚共析钢加热到Ac3+30~

50℃，共析钢加热到Ac1+30~50℃，过共析钢加热到Accm+30~ 50℃，保温后空冷的工艺。淬火：淬火是将钢加热到临界点Ac1或Ac3以上，保温后以大于临界冷却速度Vk冷却，使奥氏体转变为M或B下的热处理工艺。

回火：回火是指将淬火钢加热到Ac1以下的某温度保温后冷却的工艺。

回火脆性：在某些温度范围内回火时，淬火钢会出现冲击韧度显著下降的现象。第一类回火脆性：低温回火脆，火钢在250-350℃回火时出现的脆性。第二类回火脆性：高温回火脆，淬火钢在500-650℃范围内回火后缓冷时出现的脆性。

不锈钢晶间腐蚀：晶间腐蚀是沿晶粒周界发生腐蚀的现象。它是不锈钢某一温度下加热或冷却，Cr23C6析出于晶界，使晶界附近Cr含量降低，在介质作用下发生强烈腐蚀。

临界淬火冷却速度：获得全部马氏体组织的最小冷却速度。

碳钢

碳素结构钢Q235

优质碳素结构钢

10、20钢，冷冲压件及焊接件，渗碳轴、销等

35、40、45、50钢，可获得良好的综合机械性能，用来制造齿轮、轴类、套筒等

60、65钢，弹簧

碳素工具钢（数字表示平均碳质量分数的千分数。）

用途：制造各种工具（刃具、量具、模具等）。

代表：T8

合金钢

编号原则：数字1（平均含碳量，结构钢以万分之一；工具钢和特殊性能钢以千分之一，工具钢的碳含量大于1％时不标出。）

数字2（合金元素的含量，百分之几；＜1.5％，只标出元素，不标出含量。）

合金结构钢

低合金高强度结构钢（HSLA）

成分：低碳（＜0.20％，韧性、焊接性和冷成形要求）

Mn：固溶强化，细化晶粒

铌、钛或钒等：细晶强化及第二相强化

少量铜和磷等：抗腐蚀性

少量稀土：脱硫、去气，净化

代表：16Mn（Q345）（受冲击载荷较小的耐磨件）

15MnVN（Q420）（承受高速中载，要求抗冲击和耐磨损的零件）

高等级管线钢，X70、X80（制造大截面，高载荷的重要耐磨件）热处理：热轧空冷

正火组织：F+S

合金渗碳钢

成分：低碳（0.10～0.25％，心部有足够的塑性和韧性。）

Cr、Ni、Mn、B等，提高心部的强度和韧性。提高淬透性

Ti、V、W、Mo等→合金碳化物。阻止渗碳时奥氏体晶粒长大，提高耐磨性。

代表：20Cr

20CrMnTi

18Cr2Ni4W A、20Cr2Ni4A

热处理：渗碳，直接淬火＋低温回火。

表面组织：合金渗碳体＋M回火＋少量A’；

心部组织：低碳M回火（完全淬透），T、M回火和少量F。（一般）

合金调质钢

成分：中碳（0.25％～0.50％，以0.4％居多。）

Cr、Mn、Ni、Si 除了提高淬透性外，还能形成合金铁素体，提高钢的强度。

Mo、W——防止第二类回火脆性

代表：40Cr、 35CrMo、37CrNi3、40CrNiMo

合金弹簧钢

成分：中、高碳（0.5%~0.7%）

以Si、Mn为主的提高淬透性的元素

重要材料Cr、V、W等元素。

代表：65Mn

60Si2Mn 汽车、拖拉机上的板簧和螺旋弹簧。

50CrV A

热处理：热轧钢丝或钢板制成，淬火+中温回火(450℃～550℃)

组织：回火T

滚珠轴承钢

成分：高碳（0.95%~1.10）

0.40％～1.65％铬——提高淬透性；形成合金渗碳体

Si、Mn进一步提高淬透性，便于制造大型轴承

高的冶金质量（夹杂物往往是接触疲劳破坏的发源点）

代表：GCrl5（除轴承外也常制造冷冲模、量具、丝锥等。）

热处理：球化退火、淬火＋低温回火

组织：极细的回火M、均匀分布的粒状碳化物以及少量残余A。

稳定尺寸，淬火后可立即“冷处理”(-60 ℃~ -50 ℃)，并在回火和磨削加工后，进行低温时效处理。

合金工具钢

1.合金刃具钢（制造各种金属切削刀具，如车刀、铣刀、钻头等）

低合金刃具钢（最高工作温度＜ 300℃）

成分：高碳，0.9％～1.1％，保证高硬度和高耐磨性

加入Cr、Mn、Si、W、V等合金元素

典型：9SiCr，也常用做冷冲模具

加工过程：球化退火、机加工，然后淬火和低温回火

组织：回火M、碳化物和少量A'。