金属材料学复习资料.pdf

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1、金属材料学复习资料题型：判断，选择，简答，问答第一章1.要清楚的三点：1)同一零件可用不同材料及相应工艺。例：调质钢；工具钢代用调质钢：在机械零件中用量最大，结构钢在淬火高温回火后具有良好的综合力学性能，有较高的强韧性。适用于这种处理的钢种成为调质钢。调质钢的淬透性原则，指淬透性相同的同类调质钢可以互相代用。2)同一材料，可采用不同工艺。例：T10钢，淬火有水、水-油、分级等。强化工艺不同，组织有差别，但都能满足零件要求。力求最佳的强化工艺。淬火冷却方式常用水-油双液淬火、分级淬火。成本低、工艺性能好、用量大。3)同一材料可有不同的用途。例：602有时也可用作模具。低合金工具钢也可做

2、主轴，15也可做量具、模具等。602是常用的硅锰弹簧钢，主要用于汽车的板弹簧。低合金工具钢可制造工具尺寸较大、形状比较复杂、精度要求相对较高的模具。15只在对非金属夹杂物要求不严格时，制作切削/工具、量具和冷轧辊等。2.各种强化机理（书24页）钢强化的本质机理：各种途径增大了位错滑移的阻力，从而提高了钢的塑性变形抗力，在宏观上就提高了钢的强度。1)固溶强化：原子固溶于钢的基体中，一般都会使晶格发生畸变，从而在基体中产生弹性应力场，弹性应力场与位错的交互作用将增加位错运动的阻力。从而提高强度，降低塑韧性。2)位错强化：随着位错密度的增大，大为增加了位错产生交割、缠结的概率，所以有效阻止

3、了位错运动，从而提高了钢的强度。但在强化的同时，也降低了伸长率，提高了韧脆转变温度。3)细晶强化：钢中的晶粒越细，晶界、亚晶界越多，可有效阻止位错运动，并产生位错塞积强化。细晶强化既提高了钢的强度，又提高了塑性和韧度，所以是最理想的强化方法。4)第二相强化：钢中微粒第二相对位错有很好的钉扎作用，位错通过第二相要消耗能量，从而起到强化效果。根据位错的作用过程，分为切割机制和绕过机制。根据第二相形成过程，分为回火时第二相弥散沉淀析出强化；淬火时残留第二相强化。/5)弥散强化等于第二相强化：塑韧性下降总结：对结构钢，贡献最大的是细晶强化和沉淀强化；置换固溶对强化贡献不大。*合金钢与C钢的强

4、度性差异，在于合金元素对钢相变过程的影响。3.合金化原理的重点问题：1)什么是奥氏体形成元素，什么是铁素体形成元素？答：在γ中有较大溶解度并稳定γ固溶体的元素称为奥氏体形成元素，如,,,C,N,；在α中有较大溶解度并稳定α固溶体的元素称为铁素体形成元素，如：V，,。2)钢中碳化物稳定性顺序？答：碳化物在钢中的稳定性取决于金属元素与碳亲和力的大小，即d层电子数：电子越少，金属元素与碳的结合强度越大，越稳定。此外，考虑到热效应影响稳定性时，碳化物生成热越大，越稳定。碳化物根据结构类型可分为简单点阵结构和复杂点阵结构。简单点阵结构：有MC型、型，特点是硬度较高，熔点较高，稳2定性较好；复杂

5、点阵结构：有MC型、MC型、MC型，其特点是硬度较低，236733熔点较低，稳定性较差。/特别指出：MC型碳化物虽属于复杂点阵结构，但稳定性比MC6236型、MC型好。73基本类型：型；M2C型；M23C6型；M7C3型；M3C型；M6C型；（强K形成元素形成的K比较稳定，其顺序为：>>>V>>>>）各种K相对稳定性如下：→M2C→M6C→M23C6→M7C3→M3C（高低）3)钢的强化机制？提高钢韧性的途径？答：如上，钢的强化机制是几种强化机制的综合结果。/提高钢韧性的途径：教材版本，举例参考上图A.细化奥氏体晶粒，从而细化了铁素体晶粒与组织，如强碳化物形成元素；B.提高钢的回火稳

6、定性，如强碳化物形成元素；C.改善基体韧度，如；D.细化碳化物；E.降低或消除钢的回火脆性；F.在保证强度水平下，适当降低含碳量；G.提高冶金质量；H.通过合金化形成一定量的残余奥氏体。4)钢中的杂质？S、P作用？答：杂质有三类：常存杂质，冶炼残余，由脱氧剂带入，、、；S、P难清除。隐存杂质，生产过程中形成，如微量元素O、H、N等。偶存杂质，与炼钢时的矿石、废钢有关，如、、、等。/典型杂质：S容易与结合形成熔点为989℃的相，会使钢产生热脆性；P和结合形成硬脆的P相，使钢在冷加工过程中产生冷脆3性；H留在钢中形成所谓的白点，导致钢的氢脆。5)钢中各合金元素作用？如，？具体表现在T9和

7、9（后面有题）答：复习上有归纳。硅和铬具体表现在T9和9上：对于9，由于、的作用提高了淬透性，一般情况下油淬临界直径小于40；回火稳定性较好，经约250℃回火，硬度仍然大于60；由于的存在，脱碳倾向较大，切削加工性相对也差些。6)第一、第二类回火脆性的典型特征和产生原因（教材24页）答：第一类回火脆性，典型特征有：①不可逆；②脆性的产生与回火后冷却速度无关；③脆性的表现特征为晶界脆断。产生原因：①C薄膜在原奥氏体晶界上形成，削弱了晶界强度；3②杂质元素P、