【正文】 、釩，所形成的合金氮化物最穩(wěn)定，其次 是鉻、鉬、鎢的合金氮化物。合金元素作用： 加入 Al（HV1000 以上）, V, Cr, Mo, W（HV900 以下）可以提高表面硬度； 加入 Cr，Mn，Mo 提高淬透性； 加入 Mo，V 等可以使鋼在高溫下保持高強(qiáng)度； 加入少量 Mo，可以防止高溫回火脆性。第四章 工具鋼1．從總體看，工具鋼與結(jié)構(gòu)鋼相比，在主要成分、組織類(lèi)型、熱處 理工藝、主要性能與實(shí)際應(yīng)用方面各自有何特點(diǎn)？答： 結(jié)構(gòu)鋼 成分 組織 熱處理 綜合性能 應(yīng)用 C：中低 C 合金元素:中偏低 P（S,T）,B,M 退、正、淬、回火 強(qiáng)韌 工程或制造結(jié)構(gòu) 工具鋼 中高 C 合金元素:中偏低高 C M,S,T 淬火回火（熱）硬，強(qiáng) 各種工具 2．采用普通素工具鋼的優(yōu)點(diǎn)是什么？局限性是什么？答：優(yōu)點(diǎn)：成本低，冷熱性能較好，熱處理簡(jiǎn)單，應(yīng)用范圍較寬。不足處：1）淬透性低,鹽水中淬火,變形開(kāi)裂傾向大。2）組織穩(wěn)定性差,熱硬性低,工作溫度小于 200 ℃。3． 什么是紅硬性?為什么它是高速鋼的一種重要性能？哪些元素在高 速鋼中提高紅硬性? 答：紅硬性：在高的溫度下保持硬度的能力。提高熱硬性的元素有：W、Mo、V、Co、N(常與 Al 配合加入)。4．1841 高速鋼的鑄態(tài)顯微組織特征是什么？為什么高速鋼在熱處 理之前一定要大量地?zé)峒庸?？答：鑄態(tài)組織：魚(yú)骨狀 Le+黑色與白色組織 鑄態(tài)高速鋼組織中粗大的共晶碳化物必須經(jīng)過(guò)鍛軋將其破碎，是其盡可能成為均勻分布的顆 粒狀碳化物。7． 高速鋼 1841 的最終熱處理的加熱溫度為什么高達(dá) 1280℃？在加 熱過(guò)程中為什么要在 600~650℃和 800~850℃進(jìn)行二次預(yù)熱保溫？ 答：加熱溫度高：為使奧氏體中合金度含量較高，應(yīng)盡可能提高淬火溫度至晶界熔化溫度偏 下（晶粒仍然很細(xì)，89 級(jí)）。目標(biāo)：淬火后獲得高合金的 M 組織，具有很高抗回火穩(wěn)定性； 在高溫回火時(shí)析出彌散的合金碳化物產(chǎn)生二次硬化，使鋼具有高的硬度和熱硬性。一次或兩次預(yù)熱：由于高合金的高速鋼導(dǎo)熱性差，為防止工件加熱時(shí)變形，開(kāi)裂和縮短加熱 的保溫時(shí)間以減少脫碳。8．高速鋼 1841 淬火后三次回火的目的是什么?這種回火在組織上 引起什么樣的變化？答：目的：一方面，增強(qiáng)二次硬化效果； 另一方面，（主要）是為了利用二次淬火來(lái)降低殘余奧氏體含量，也間接地提高了性能?；鼗鸷蟮娘@微組織為回火馬氏體加碳化物。9． 高碳、高鉻工具鋼耐磨性極好的原因何在？抗氧化的原因?yàn)槭裁矗?第五章 不銹耐蝕鋼 1．名詞解釋?zhuān)?）晶間腐蝕：晶界上析出連續(xù)網(wǎng)狀富鉻的 Cr23C6 引起晶界周?chē)w產(chǎn)生貧鉻區(qū)，貧鉻區(qū) 成為微陽(yáng)極而發(fā)生的腐蝕。2）應(yīng)力腐蝕：奧氏體或 M 不銹鋼受張應(yīng)力時(shí)，在某些介質(zhì)中經(jīng)過(guò)一段不長(zhǎng)時(shí)間就會(huì)發(fā)生破 壞，且隨應(yīng)力增大，發(fā)生破裂的時(shí)間也越短； 當(dāng)取消張應(yīng)力時(shí)，腐蝕較小或不發(fā)生腐蝕。這種腐蝕現(xiàn)象稱(chēng)為“應(yīng)力腐蝕（破裂）。” 4）n/8 規(guī)律：加入 Cr 可提高基體的電極電位，但不是均勻的增加，而是突變式的。當(dāng) Cr 的含量達(dá)到 1/8，2/8，3/8，??原子比時(shí)，F(xiàn)e 的電極電位就跳躍式顯著提高，腐蝕也顯著 下降。這個(gè)定律叫做 n/8 規(guī)律。2．從電化學(xué)腐蝕原理看，采用哪些途徑可提高鋼的耐蝕性？答：1）使鋼表面形成穩(wěn)定的表面保護(hù)膜； 2）得到單相均勻的固溶體組織； 3）提高固溶體（陽(yáng)極）的電極電位。3．合金元素及環(huán)境介質(zhì)對(duì)耐蝕鋼的耐蝕性的影響。答：合金元素：Cr 決定和提高耐蝕性的主要元素； Ni 可提高耐蝕性； C 與 Cr 形成碳化物，降低耐蝕性； Mn，N 提高高鉻不銹鋼在有機(jī)酸中的耐蝕性； Mo 提高不銹鋼的鈍化能力； Cu 少量加入可有效地提高不銹鋼在硫酸及有機(jī)酸中的耐蝕性； Si 提高在鹽酸、硫酸和高濃度硝酸中耐蝕性。環(huán)境介質(zhì)：（1）氧化性介質(zhì)如硝酸，NO3 是氧化性的，不銹鋼表面氧化膜容易形成，鈍化時(shí)間短。（2）在稀硫酸等非氧化性酸中，由于介質(zhì)中溶有的氧量較低，而 SO4 又不是氧化劑，H+ 濃度又高，一般的鉻不銹鋼和 Cr18Ni9 型不銹鋼難以達(dá)鈍化狀態(tài)，因而是不耐蝕的。（3）強(qiáng)有機(jī)酸中，由于介質(zhì)中氧含量低，又有 H+存在，一般鉻和鉻鎳不銹鋼難鈍化，易被 腐蝕。（4）在含有 Cl*的介質(zhì)中，Cl*容易破壞不銹鋼表面氧化膜，穿透過(guò)并與鋼表面起作用，產(chǎn) 生點(diǎn)腐蝕。4．奧氏體不銹鋼晶間腐蝕產(chǎn)生的原因，影響因素與防止方法。答：原因：奧氏體不銹鋼晶間腐蝕主要是晶界上析出網(wǎng)狀富鉻的 Cr23C6 引起晶界周?chē)w 產(chǎn)生貧鉻區(qū)，貧鉻區(qū)的寬度約 105cm，Cr800℃時(shí) K 重溶；T答：原因：不銹鋼在某些介質(zhì)中受張應(yīng)力時(shí)經(jīng)過(guò)一感。2）應(yīng)力：應(yīng)力越大，越嚴(yán)重。3）介質(zhì)溫度：溫度越高，越嚴(yán)重。4）不銹鋼組織與成分: ： 1）提高純度（降低 N, H 以及雜質(zhì)元素含量）2）； 加入 24%Si 或 2%Cu 或提高 Ni%（35%）； 3）采用高純度 1525%F 不銹鋼；4）采用奧氏體和鐵素體（5070%）雙相鋼。第六章 耐熱鋼及耐熱合金 1．名詞解釋?zhuān)?）蠕變極限：在某溫度下，在規(guī)定時(shí)間達(dá)到規(guī)定變形時(shí)所能承受的最大應(yīng)力。2）持久強(qiáng)度：在規(guī)定溫度和規(guī)定時(shí)間斷裂所能承受的應(yīng)力（ζ η）。4）持久壽命：它表示在規(guī)定溫度和規(guī)定應(yīng)力作用下拉斷的時(shí)間。2．耐熱鋼及耐熱合金的基本性能要求有哪兩條？答：足夠高的高溫強(qiáng)度、高溫疲勞強(qiáng)度 足夠高的高溫化學(xué)穩(wěn)定性（特別是抗氧化性能）3．如何利用合金化（或怎么合金化）提高鋼的高溫強(qiáng)度？答：V，Ti 碳化物沉淀強(qiáng)化； Mo、W、Cr 固溶強(qiáng)化； B 強(qiáng)化晶界。4．如何利用合金化（或怎么合金化）提高鋼的高溫抗氧化性能？ 5．耐熱鋼有哪些種類(lèi)？答：（1）FP 耐熱鋼，常用鋼種：12Cr1MoV，15CrMo, 12Cr2MoWVSiTiB（2）馬氏體耐熱鋼，鋼種：2Cr12MoV, 2Cr12WMoV（3）工業(yè)爐用耐熱鋼，F(xiàn)eAlMn 爐用耐熱鋼，CrMnCN 爐用耐熱鋼，高 CrNi 奧氏體爐 用耐熱鋼（4）奧氏體耐熱鋼，分為三類(lèi):簡(jiǎn)單奧氏體耐熱鋼（Cr18Ni9 型奧氏體不銹鋼）。固溶強(qiáng)化型 奧氏體耐熱鋼。沉淀強(qiáng)化型奧氏體耐熱鋼。第七章 鑄鐵 1．名詞解釋?zhuān)?）碳當(dāng)量：一般以各元素對(duì)共晶點(diǎn)實(shí)際含碳量的影響, 將這些元素的量折算成 C%的增減, 這樣算得的碳量稱(chēng)為碳當(dāng)量（）（ = C + （Si+P）+ ）2．鑄鐵與鋼相比，在主要成分、使用組織、主要性能上有何不同？答：鑄鐵與鋼總體比較：（鑄鐵）：C、Si 含量高，S、P 含量高； C, Si, Mn, P, S ：鋼的基體 +（不同形狀）石墨； ：不同形式的熱處理 ：取決于基體組織及 G 數(shù)量、形狀、：HB35，屈強(qiáng) 20MPa, 延伸率近為 0。G 對(duì)基體有割裂（削弱）作用，對(duì)鋼強(qiáng)度（抗拉強(qiáng)度）、塑性、韌性均有害，其性能 特別塑、韌性。比鋼要低，但：具有優(yōu)良的減震性、減摩性以及切削加工性能、優(yōu)良的鑄造 性能、低的缺口敏感性； ：鑄鐵熔化設(shè)備簡(jiǎn)單，工藝操作簡(jiǎn)便，生產(chǎn)成本低廉3．對(duì)灰口鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵的成分（主要是 C 與 Si）、組 織、牌號(hào)、主要性能與應(yīng)用做相互對(duì)比。答： 灰口鑄鐵 成分 C ；Si 可鍛鑄鐵 C , Si , ,P牌號(hào) HT100，150，200，250，KT3006，3308，35010，QT40018，40015，45010，HT300，350 37012（FKT）5007，6003，7002，8002，KTZ4505，5004，6003，9002 7002（PKT 性能 強(qiáng)度較低，塑韌性低，硬 較高強(qiáng)度，良好塑性，有一 基 體 強(qiáng) 度 利 用 率 高，可 達(dá) 度 HB130270，耐磨性好，定的塑變能力（展性鑄鐵，7090%；強(qiáng)度，塑性，韌性，減振性好，缺口敏感性小 馬鐵），但并不能鍛造。但生 疲勞強(qiáng)度明顯提高 等 產(chǎn)周期長(zhǎng)，工藝復(fù)雜，成本 較高。用途 可用作耐壓減震件，如機(jī) 制造一些形狀復(fù)雜而在工作 可制造各種受力復(fù)雜、負(fù)荷較 床底座、支柱等 中 以 經(jīng) 受 震 動(dòng) 的 薄 壁 大和耐磨的重要鑄件，如曲軸、（1．以 Al4%Cu 合金為例，闡述鋁合金的時(shí)效過(guò)程及主要性能（強(qiáng) 度）變化。答：分為四階段： 1）形成溶質(zhì)原子（Cu）的富集區(qū)—GP[I] 與母相 α（Al 為基的固溶體）保持共格關(guān)系，引起α 的嚴(yán)重畸變，使位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)受阻礙，從而 提高強(qiáng)度； 2）GP[I]區(qū)有序化—GP[II]區(qū)（θ ’）’ 化學(xué)成分接近CuAl2，具有正方晶格，引起更嚴(yán)重的畸變，使位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)更大阻礙，顯著提高 強(qiáng)度； 3）溶質(zhì)原子的繼續(xù)富集，以及θ ’形成 θ’已達(dá)到 CuAl2，且部分地與母相晶格脫離關(guān)系，晶格畸變將減輕，對(duì)位錯(cuò)阻礙能力減小，合金趨于軟化，強(qiáng)度開(kāi)始降低。4）穩(wěn)定相θ 的形成與長(zhǎng)大 與母相完全脫離晶格關(guān)系，強(qiáng)度進(jìn)一步降低。（這種現(xiàn)象稱(chēng)為過(guò)時(shí)效）2．變形鋁合金分為幾類(lèi)？說(shuō)明主要變形鋁合金之間的合金系、牌號(hào) 及主要性能特點(diǎn)。答：(1)非熱處理強(qiáng)化變形鋁合金 主要有防銹鋁合金： 合金系：AlMn 系 牌號(hào)： LF21 AlMg（Mn）牌號(hào)： LF2, 3, 5, 6, 7, 10,11,12 等 性能：耐蝕性好；塑性好（易加工成形）；焊接性好； 可利用冷加工硬化來(lái)提高強(qiáng)度（2）熱處理強(qiáng)化變形鋁合金,（過(guò)飽和）固溶處理和時(shí)效處理； 主要有硬鋁、鍛鋁、超硬鋁合金： A 硬鋁：基本是 AlCuMg 合金； 牌號(hào) 性能 低 合 金 硬 鋁（鉚 釘 硬 LY1，LY3，LY10 合金 Mg, Cu%較低，有較高塑性，但強(qiáng)度較低，時(shí) 鋁）效速度慢。標(biāo)準(zhǔn)硬鋁 高合金硬鋁 耐熱硬鋁 LY11 LY12 可淬火（過(guò)飽和固溶）時(shí)效，強(qiáng)度提高 具有良好的耐熱性，強(qiáng)度高，但塑性及承受冷 熱加工能力差。較 多的 Mn, Mg，強(qiáng)化相 S，θ 外，還有 Al19Mg2Mn，可制做 250300 ℃工作的飛機(jī) 零件。B 超硬鋁合金，AlZnMgCu 系合金 牌號(hào)：LC3，LC4，LC5，LC6，LC9 性能：強(qiáng)度高（淬火+120℃時(shí)效），但抗蝕性差（包鋁），組織穩(wěn)定性不好，工作溫度小于 120℃ C 鍛鋁合金 合金系：AlMgSi, AlMgSiCu（普通鍛鋁合金）；AlCuMgNiFe（耐熱鍛鋁合金）牌號(hào)：LD2，LD5，LD6，LD10；LD7，LD8，LD9 性能：良好的熱塑性，較高的機(jī)械性能。3．鑄造鋁合金主要分為幾類(lèi)？說(shuō)明主要鑄造鋁合金的合金系、牌號(hào) 及主要性能特點(diǎn)。答：普通鍛鋁合金：AlMgSi, AlMgSiCu 耐熱鍛鋁合金：AlCuMgNiFe 合金系 AlSi 系 AlCu 系 AlMg 系 AlZn 系 牌號(hào) ZL1xx ZL20x ZL30x ZL40x 主要性能特點(diǎn) 最好的鑄造性能、中等強(qiáng)度和抗蝕性，應(yīng)用最廣泛。最高的高溫和室溫性能，適于制造大負(fù)荷或耐熱鑄件，但鑄造性能 和抗蝕性較差。有最好的抗蝕性和較高的強(qiáng)度，但鑄造、耐熱性能差，適于抗蝕、耐沖擊和表面裝飾性高的鑄件。鑄態(tài)下的高強(qiáng)度鋁合金，在強(qiáng)度、抗蝕性和鑄造性能，均中等 第九章 鎂合金1．鎂的晶格類(lèi)型如何？鎂及鎂合金有何主要性能特點(diǎn)？答：密排六方點(diǎn)陣（冷變形較困難）鎂：強(qiáng)度和彈性模量較低；在大氣中有足夠的耐蝕性，但在淡水、海水中耐蝕性差，熔煉困 難。鎂合金：強(qiáng)度硬度高，塑韌性好，一般可焊性較差。2．鎂合金按生產(chǎn)方法分幾類(lèi)？其牌號(hào)如何表示？答：分為變形鎂合金和鑄造鎂合金兩大類(lèi) 變形鎂合金主要合金系為：MgZnZr 系，MgAlZn 系、MgReZr 系、MgMn 系和 MgLi 系 牌號(hào)有 MB1，MB2，MB3 等 鑄造鎂合金中主要合金系：MgZnZr 系；MgAlZn 系；MgReZr 系；MgThZr 系 MgAlAg 系等 牌號(hào)有 ZM1，ZM2，ZM5 等 第十章 銅合金 1．名詞解釋?zhuān)?）黃銅；銅鋅合金稱(chēng)為黃銅，再加入其他合金元素后，形成多元黃銅。2）鋅當(dāng)量系數(shù) ：黃銅中加入 M 后并不形成新相，只是影響α，β 相的相對(duì)含量，其效果 象增加了鋅一樣?？梢杂眉尤?1%的其它合金元素對(duì)組織的影響上相當(dāng)于百分之幾的 Zn 的 換算系數(shù)來(lái)預(yù)估加入的合金元素對(duì)多元黃銅組織的影響，這種換算關(guān)系稱(chēng)為鋅當(dāng)量系數(shù)。3）青銅：是 Cu 和 Sn、Al、Be、Si、Mn、Cr、Cd、Zr 和 Co 等元素組成的合金的統(tǒng)稱(chēng)。4）白銅：是以鎳為主要合金元素的銅合金。2．銅合金主要分為幾類(lèi)？不同銅合金的牌號(hào)如何？其主要 性能是什 么？ 答：A 紫銅a 韌銅：%%O；T1，T2，T3，T4； TT2： 導(dǎo)電及高純度銅合金用； TT4： 無(wú)氧銅：10%: 鑄造合金，用于鑄件。a 二元鋁青銅有 QAlQAl7 和 QAl10，鋁青銅有良好的力學(xué)性能、耐蝕性和耐磨性，是青 銅中應(yīng)用最廣的一種。b 多元青銅： CuSnM，CuAlM，CuBeM，? +P：能顯著提高合金的彈性極限和疲勞極限，并能承受壓 力加工，廣泛用于制造各種彈性 元件。如 ：可制造導(dǎo)電性好的彈簧、接觸片、精密儀器中的齒輪等耐磨和抗磁元 件。ZQSn101：Cu3P 與δ 相可作為青銅軸承材料的耐磨相，可做耐磨軸承合金。+Zn: 可提高力學(xué)性能和耐蝕性。QSn43 , 常用作制造彈簧、等彈性零件和抗磁零件。c 鈹青銅 QBe2, ，具有良好的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能； 耐蝕和耐磨； 無(wú)磁，沖擊時(shí)無(wú)火 花 ；可制造高級(jí)彈性元件和特殊耐磨元件，還用于電氣轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)、電接觸器等； D 白銅 白銅按成分分為二元白銅（CuNi）和多元白銅（CuNi(M)）。按用途分為結(jié)構(gòu)白銅和電工白銅。a 結(jié)構(gòu)白銅，常用的牌號(hào)有 BBB30，在大氣、海水、過(guò)熱蒸氣和高溫下有優(yōu)良的 耐蝕性，而且冷熱加工性能都很好，可制造高溫高壓下的冷凝器、熱交換器，廣泛用于船舶、電站、石油化工、 也是常用的鎳幣材料，可制造高面額的硬幣。b 電工白銅 康銅 含 Ni40％、％的錳白銅 具有高電阻、低電阻溫度系數(shù)，與銅、鐵、銀配成熱電偶對(duì)時(shí)，能產(chǎn)生高的熱電勢(shì)，組成