金属学与热理模拟试题Ⅳ.doc

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1、金属学与热处理模拟试题Ⅳ一、名词解释（25分）晶内偏析、回火脆性、加工硬化、伪共晶、淬透性二、回答下列问题（25分）1.写出钢号16MnNb和1Cr18Ni9Ti所代表的意思，并指出各合金元素在钢中的作用。2.何谓固溶体？影响置换固溶体溶解度的因素有哪些？3.某碳钢在平衡冷却条件下，所得显微组织中，含有60%的珠光体，其余为铁素体，问此钢的含碳量为多少？4.奥氏体不锈钢的晶间腐蚀是如何产生的，怎样防止？5.实际生产中怎样控制铸锭或铸件的晶粒大小？三、分析含碳1.2％的铁碳合金从液相缓慢冷却至室温的平衡结晶过程，并计算室温下组织组成物

2、和相组成物的相对量。（20分）四、设一楔形板坯经冷轧后得到相同厚度的板材，然后进行再结晶退火，试问该板材的晶粒大小是否均匀，为什么？（15分）五、根据右图给出的某亚共析钢CCT曲线示意图，写冷速为V1、V2、V3、V4时应获得的组织和相当的热处理工艺名称。（15分）金属学与热处理模拟试题Ⅳ参考答案一、名词解释（25分）1、晶内偏析：固溶体合金结晶时，晶粒内部存在着浓度差别，先结晶的含高熔点组元较多，后结晶的含低熔点的组元较多，这种在一个晶粒内部化学成分不均匀的现象，称为晶内偏析。2、回火脆性：淬火钢回火时的冲击韧性并不总是随回火温度

3、的升高单调地增大，有些钢在一定的温度范围内回火时，其冲击韧性显著下降，这种脆化现象叫做钢的回火脆性。3、冷加工变形后，是由于塑变中产生了大量位错等晶体缺陷，相互交互作用，使位错运动阻力增大，变形抗力增加，使金属材料强度、硬度升高而塑性下降的现象叫加工硬化。4、伪共晶：在不平衡结晶条件下，成分在共晶点附近的亚共晶或过共晶合金，也可能得到全部共晶组织，这种非共晶成分的合金所得到的共晶组织称为伪共晶。5、淬透性：钢淬火时获得马氏体的能力。二、回答下列问题（25分）1、16MnNb为低合金钢强度钢，Mn主要提高淬透性，Nb细化晶粒和析出强化

4、。1Cr18Ni9Ti为奥氏体不锈钢，Cr提高耐蚀性，Ni形成单相奥氏体，Ti形成碳化物防止晶间腐蚀。2、合金的组元之间以不同的比例相互混合，混合后形成的固相的晶体结构与组成合金的某一组元相同，这种相就称为固溶体。影响置换固溶体溶解度的因素为原子尺寸因素、负电性因素、电子浓度因素和晶体结构因素3、含碳量为0.77×60％＝0.46％4、因晶界析出了富铬的碳化物使其周围基体形成贫铬区造成，钢种碳量越高晶间腐蚀倾向越大。防止措施可降碳或加入Ti、Nb等元素固定钢中的碳，避免在晶界形成铬的碳化物。5、可通过控制过冷度，控制N/G比值，过冷

5、度越大，N/G比值越大，因而晶粒越细小；变质处理，在液态金属中加入变质剂，促进非均匀形核，细化晶粒。或加入长大抑制剂，阻止晶粒长大；对即将凝固的金属进行振动、搅拌，如采用机械方法或电磁搅拌等，输入能量促使晶核提前形成，另一方面使成长中的枝晶破碎，使晶核数目增加。三、（20分）从液相按匀晶转变结晶出γ固溶体，温度降至JE线时剩余液相全部转变形成单相奥氏体。温度降至与ES线相交时，在奥氏体晶界上开始二次渗碳体，温度降至共析线时，奥氏体发生珠光体转变。在共析线以下，先共析铁素体和珠光体中的铁素体都将三次渗碳体。在室温下组织由二次渗碳体和珠

6、光体所组成。组织组成物相对含量：二次渗碳体(1.2-0.77)/(6.69-0.77)×100%=7%珠光体1-7%=93%相组成物相对含量：α相(6.69-1.2)/(6.69-0.0218)×100%=82.3%渗碳体1-82.3%=17.7%四、（15分）在影响再结晶晶粒大小的各因素中除变形量不同外，其他因素都相同，所以晶粒大小分布不均匀，从钢坯厚端边缘开始向里，变形量从大到小依次降低，晶粒由小到大逐渐变化，因再结晶晶粒大小与变形量密切相关。钢坯最厚初变形量最大，晶粒最细。而后变形量逐渐减少，晶粒逐渐变大，到达临界变形量时，晶

7、粒特别粗大。之后由于变形量很小，不足以引起再结晶，所以晶粒大小无变化，与原始组织相当。五、（15分）答：V1：铁素体+珠光体，退火（炉冷）、V2：铁素体+索氏体、正火(空冷)、V3：铁素体+屈氏体+贝氏体+马氏体、淬火(油冷)、V4：马氏体，淬火(水冷)。