【正文】 金屬晶體結(jié)構(gòu)：體心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格；α－Fe、Cr、V屬于體心立方晶格；γ－Fe 、Al、Cu、Ni、Pb屬于面心立方晶格；Mg、Zn屬于密排六方晶格；？答：用來說明晶體中原子排列的緊密程度。因此，無論點(diǎn)缺陷，線缺陷和面缺陷都會(huì)造成晶格崎變，從而使晶體強(qiáng)度增加。②隨著冷卻速度的增大，則晶體內(nèi)形核率和長(zhǎng)大速度都加快，加速結(jié)晶過程的進(jìn)行，但當(dāng)冷速達(dá)到一定值以后則結(jié)晶過程將減慢，因?yàn)檫@時(shí)原子的擴(kuò)散能力減弱。，采用哪些措施控制晶粒大??？在生產(chǎn)中如何應(yīng)用變質(zhì)處理？答：①采用的方法：變質(zhì)處理，鋼模鑄造以及在砂模中加冷鐵以加快冷卻速度的方法來控制晶粒大小。答：加工硬化：隨著塑性變形的增加，金屬的強(qiáng)度、硬度迅速增加；塑性、韌性迅速下降的現(xiàn)象。再結(jié)晶：被加熱到較高的溫度時(shí)，原子也具有較大的活動(dòng)能力，使晶粒的外形開始變化。冷加工：在再結(jié)晶溫度以下進(jìn)行的壓力加工。另一方面人們可以利用加工硬化現(xiàn)象，來提高金屬?gòu)?qiáng)度和硬度，如冷拔高強(qiáng)度鋼絲就是利用冷加工變形產(chǎn)生的加工硬化來提高鋼絲的強(qiáng)度的。在再結(jié)晶溫度以下進(jìn)行的壓力加工為冷加工，產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象；反之為熱加工，產(chǎn)生的加工硬化現(xiàn)象被再結(jié)晶所消除。如果合理利用熱加工流線，盡量使流線與零件工作時(shí)承受的最大拉應(yīng)力方向一致，而與外加切應(yīng)力或沖擊力相垂直，可提高零件使用壽命。同時(shí)晶粒愈細(xì)，金屬單位體積中的晶粒數(shù)便越多，變形時(shí)同樣的變形量便可分散在更多的晶粒中發(fā)生，產(chǎn)生較均勻的變形，而不致造成局部的應(yīng)力集中，引起裂紋的過早產(chǎn)生和發(fā)展。這樣，金屬的塑性變形就變得困難，要繼續(xù)變形就必須增大外力，因此提高了金屬的強(qiáng)度。 錫T再=[*（232+273）]273=71℃.℃＞1100℃，因此屬于熱加工；℃＜1100℃，因此屬于冷加工；鉛T再為33℃＜20℃，屬于冷加工；錫T再為71＜20℃，屬于冷加工。第三章 合金的結(jié)構(gòu)與二元狀態(tài)圖1．解釋下列名詞：合金，組元，相，相圖；固溶體，金屬間化合物，機(jī)械混合物；枝晶偏析，比重偏析；固溶強(qiáng)化，彌散強(qiáng)化。相圖：用來表示合金系中各個(gè)合金的結(jié)晶過程的簡(jiǎn)明圖解稱為相圖。 機(jī)械混合物：合金的組織由不同的相以不同的比例機(jī)械的混合在一起，稱機(jī)械混合物。固溶強(qiáng)化：通過溶入某種溶質(zhì)元素形成固溶體而使金屬的強(qiáng)度、硬度升高的現(xiàn)象稱為固溶強(qiáng)化。2）相組成物與組織組成物；相組成物：合金的基本組成相。彌散強(qiáng)化：金屬化合物本身有很高的硬度，因此合金中以固溶體為基體再有適量的金屬間化合物均勻細(xì)小彌散分布時(shí)，會(huì)提高合金的強(qiáng)度、硬度及耐磨性。5．固溶體和金屬間化合物在結(jié)構(gòu)和性能上有什么主要差別？答：在結(jié)構(gòu)上：固溶體的晶體結(jié)構(gòu)與溶劑的結(jié)構(gòu)相同，而金屬間化合物的晶體結(jié)構(gòu)不同于組成它的任一組元，它是以分子式來表示其組成。共析反應(yīng)：由特定成分的單相固態(tài)合金，在恒定的溫度下，分解成兩個(gè)新的，具有一定晶體結(jié)構(gòu)的固相的反應(yīng)。8．在二元合金相圖中應(yīng)用杠桿定律可以計(jì)算什么？答：應(yīng)用杠桿定律可以計(jì)算合金相互平衡兩相的成分和相對(duì)含量。1）試標(biāo)注①—④空白區(qū)域中存在相的名稱；2）指出此相圖包括哪幾種轉(zhuǎn)變類型；3）說明合金Ⅰ的平衡結(jié)晶過程及室溫下的顯微組織。答：由于條件（溫度或壓力）變化引起金屬晶體結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，稱同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。塑性、韌性好，強(qiáng)度、硬度低。有很好的塑性。在萊氏體中為連續(xù)的基體，有時(shí)呈魚骨狀。萊氏體（Ld）：由奧氏體和滲碳體組成的機(jī)械混合物。鐵碳合金相圖是研究鐵碳合金的重要工具，了解與掌握鐵碳合金相圖，對(duì)于鋼鐵材料的研究和使用，各種熱加工工藝的制訂以及工藝廢品原因的分析等方面都有重要指導(dǎo)意義。③由于鐵碳相圖是以無限緩慢加熱和冷卻的速度得到的，而在實(shí)際加熱和冷卻通常都有不同程度的滯后現(xiàn)象。GS線：不同含碳量的奧氏體冷卻時(shí)析出鐵素體的開始線稱A3線，GP線則是鐵素體析出的終了線，所以GSP區(qū)的顯微組織是。答：共析反應(yīng)：冷卻到727℃時(shí)具有S點(diǎn)成分的奧氏體中同時(shí)析出具有P點(diǎn)成分的鐵素體和滲碳體的兩相混合物。白口鐵：%C的鐵碳合金。由于二次滲碳體在晶界形成連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致鋼的脆性增加。其中鐵素體呈塊狀。 共同點(diǎn)：鋼的組織中都含有珠光體。室溫時(shí)組織P。室溫組織為二次滲碳體和珠光體。共晶滲碳體：經(jīng)共晶反應(yīng)生成的滲碳體即萊氏體中的滲碳體稱為共晶滲碳體。冷脆：P使室溫下的鋼的塑性、韌性急劇降低，并使鋼的脆性轉(zhuǎn)化溫度有所升高，使鋼變脆，這種現(xiàn)象稱為“冷脆”。答：%C合金屬于過共析鋼，其組織為珠光體+二次滲碳體，相為鐵素體和滲碳體。3）在 1100℃，含碳 % 的鋼能進(jìn)行鍛造，含碳 % 的生鐵不能鍛造；答：在 1100℃時(shí)，含碳 % 的鋼的組織為奧氏體，奧氏體的塑性很好，因此適合于鍛造；含碳 % 的生鐵的組織中含有大量的滲碳體，滲碳體的硬度很高，不適合于鍛造。6）鋼適宜于通過壓力加工成形，而鑄鐵適宜于通過鑄造成形。當(dāng)Mn含量不多，在碳鋼中僅作為少量雜質(zhì)存在時(shí)，它對(duì)鋼的性能影響并不明顯。P：磷在鋼中全部溶于鐵素體中，雖可使鐵素體的強(qiáng)度、硬度有所提高，但卻使室溫下的鋼的塑性、韌性急劇降低，并使鋼的脆性轉(zhuǎn)化溫度有所升高，使鋼變脆。牌號(hào)的表示方法：（1）普通碳素結(jié)構(gòu)鋼：用Q+數(shù)字表示，“Q”為屈服點(diǎn)，“屈”漢語(yǔ)拼音，數(shù)字表示屈服點(diǎn)數(shù)值。數(shù)字表示鋼中平均含碳量的千分之幾。TT用于制造要求較高韌性、承受沖擊負(fù)荷的工具，如小型沖頭、鑿子、錘子等。答：手鋸鋸條：它要求有較高的硬度和耐磨性，因此用碳素工具鋼制造，如TT9A、TT10A、T1T11A。Q235C:屈服強(qiáng)度為235MPa的C級(jí)普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，Q195B: 屈服強(qiáng)度為195MPa的B級(jí)普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，Q255D: 屈服強(qiáng)度為255MPa的D級(jí)普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，Q19Q235含碳量低，有一定強(qiáng)度，常扎制成薄板、鋼筋、焊接鋼管等，用于橋梁、建筑等鋼結(jié)構(gòu)，也可制造普通的鉚釘、螺釘、螺母、墊圈、地腳螺栓、軸套、銷軸等等，Q255鋼強(qiáng)度較高，塑性、韌性較好，可進(jìn)行焊接。45鋼經(jīng)熱處理（淬火+高溫回火）后具有良好的綜合機(jī)械性能，即具有較高的強(qiáng)度和較高的塑性、韌性，用于制作軸類零件。用于制作尺寸較小、負(fù)荷較輕、表面要求耐磨、心部強(qiáng)度要求不高的滲碳零件，如活塞鋼、樣板等。用于制造要求較高韌性、承受沖擊負(fù)荷的工具，如小型沖頭、鑿子、錘子等。具有高硬度、高耐磨性，但韌性低，用于制造不受沖擊的工具如量規(guī)、塞規(guī)、樣板、銼刀、刮刀、精車刀。（3）熱處理是機(jī)器零件加工工藝過程中的重要工序。此外，通過熱處理還可使工件表面具有抗磨損、耐腐蝕等特殊物理化學(xué)性能。10℃保溫足夠時(shí)間（38小時(shí)）后測(cè)定的鋼中晶粒的大小。貝氏體：過飽和的鐵素體和滲碳體組成的混合物。4）退火、正火、淬火、回火、冷處理、時(shí)效處理（尺寸穩(wěn)定處理）；答：退火：將工件加熱到臨界點(diǎn)以上或在臨界點(diǎn)以下某一溫度保溫一定時(shí)間后，以十分緩慢的冷卻速度（爐冷、坑冷、灰冷）進(jìn)行冷卻的一種操作。 冷處理：把冷到室溫的淬火鋼繼續(xù)放到深冷劑中冷卻，以減少殘余奧氏體的操作。淬硬性：鋼在淬火后獲得馬氏體的最高硬度。 重結(jié)晶：由于溫度變化，引起晶體重新形核、長(zhǎng)大，發(fā)生晶體結(jié)構(gòu)的改變，稱為重結(jié)晶。 AAAcm； ACAC Accm ； ArArArcm 各臨界點(diǎn)的意義。 AC1：實(shí)際加熱時(shí)的共析轉(zhuǎn)變線。 Ar3：實(shí)際冷卻時(shí)奧氏體析出鐵素體的開始線。本質(zhì)晶粒度只代表鋼在加熱時(shí)奧氏體晶粒長(zhǎng)大傾向的大小。 （2）珠光體是過冷奧氏體在550℃以上等溫停留時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)變，它是由鐵素體和滲碳體組成的片層相間的組織。？它們?cè)谛纬蓷l件、組織形態(tài)和性能方面有何特點(diǎn)？答：（1）兩種。其硬度較高，可達(dá)HRC40～45，但由于其鐵素體片較粗，因此塑性和韌性較差。（2）奧氏體轉(zhuǎn)變后，所產(chǎn)生的M的形態(tài)取決于奧氏體中的含碳量，含碳量＜%的為板條馬氏體；—%之間為板條和針狀混合的馬氏體；%的為針狀馬氏體。低碳馬氏體強(qiáng)而韌，而高碳馬氏體硬而脆。（3）隨著含碳量的增加，鋼的硬度增加。9．為什么要對(duì)鋼件進(jìn)行熱處理？答：通過熱處理可以改變鋼的組織結(jié)構(gòu)，從而改善鋼的性能。答：首先連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線與等溫轉(zhuǎn)變曲線臨界冷卻速度不同。 (2)一定尺寸的工件在某介質(zhì)中淬火，其淬透層的深度與工件截面各點(diǎn)的冷卻速度有關(guān)。因此，Vk越小，鋼的淬透層越深，淬透性越好。索氏體：冷卻至650～600℃溫度范圍內(nèi)等溫停留一段時(shí)間，再冷卻下來得到索光體組織。屈氏體+馬氏體：以大于獲得馬氏體組織的最小冷卻速度并小于獲得珠光體組織的最大冷卻速度連續(xù)冷卻，獲得屈氏體+馬氏體。 （2）生產(chǎn)上常用的退火操作有完全退火、等溫退火、球化退火、去應(yīng)力退火等。去應(yīng)力退火主要用于消除鑄件、鍛件、焊接件、冷沖壓件（或冷拔件）及機(jī)加工的殘余內(nèi)應(yīng)力。，并指出退火目的及退火后的組織：1）經(jīng)冷軋后的15鋼鋼板，要求降低硬度；答：再結(jié)晶退火。2）ZG35的鑄造齒輪答：完全退火。3）鍛造過熱后的60鋼鍛坯；答：完全退火。4）具有片狀滲碳體的T12鋼坯；答：球化退火。？生產(chǎn)中應(yīng)如何選擇正火及退火？答：與退火的區(qū)別是①加熱溫度不同，對(duì)于過共析鋼退火加熱溫度在Ac1以上30～50℃而正火加熱溫度在Accm以上30～50℃。一般金屬的硬度在HB170～230范圍內(nèi)，切削性能較好。（2）從使用性能上考慮如工件性能要求不太高，隨后不再進(jìn)行淬火和回火，那么往往用正火來提高其機(jī)械性能，但若零件的形狀比較復(fù)雜，正火的冷卻速度有形成裂紋的危險(xiǎn)，應(yīng)采用退火。 （2）目的：細(xì)化晶粒，均勻組織，消除內(nèi)應(yīng)力。（尺寸Φ15*10mm），因其組織、晶粒大小不均勻，需采用退火處理。要得到大小均勻的細(xì)小晶粒，選第二種工藝最合適。因?yàn)槿绻麃喒参鎏间摷訜釡囟仍贏c1～Ac3之間，淬火組織中除馬氏體外，還保留一部分鐵素體，使鋼的強(qiáng)度、硬度降低。淬火溫度過高，淬火后易得到含有顯微裂紋的粗片狀馬氏體，使鋼的脆性增加。但其缺點(diǎn)是不符合理想淬火冷卻速度的要求，水淬容易產(chǎn)生變形和裂紋，油淬容易產(chǎn)生硬度不足或硬度不均勻等現(xiàn)象。適合于尺寸較大、形狀復(fù)雜的工件。分級(jí)淬火法：它是將加熱的工件先放入溫度稍高于Ms的硝鹽浴或堿浴中，保溫2～5min，使零件內(nèi)外的溫度均勻后，立即取出在空氣中冷卻。答：700℃：因?yàn)樗鼪]有達(dá)到相變溫度，因此沒有發(fā)生相變，組織為鐵素體和珠光體。但由于硝鹽浴或堿浴的冷卻能力低，只能適用于零件尺寸較小，要求變形小，尺寸精度高的工件，如模具、刀具等。等溫淬火后獲得B下組織。雙液淬火法：采用先水冷再油冷的操作。答：常用的淬火方法有單液淬火法、雙液淬火法、等溫淬火法和分級(jí)淬火法。 過共析碳鋼淬火加熱溫度Ac1+（30～50℃），淬火后的組織為均勻而細(xì)小的馬氏體和顆粒狀滲碳體及殘余奧氏體的混合組織。答：淬火的目的是使奧氏體化后的工件獲得盡量多的馬氏體并配以不同溫度回火獲得各種需要的性能。（2）因其在退火溫度范圍內(nèi)，加熱時(shí)全部轉(zhuǎn)化為晶粒細(xì)小的奧氏體，故冷卻后得到組織、晶粒均勻細(xì)小的鐵素體和珠光體。 （3）目的：細(xì)化晶粒，均勻組織，消除網(wǎng)狀Fe3CⅡ，為球化退火做組織準(zhǔn)備，消除內(nèi)應(yīng)力。：（1）20鋼齒輪 （2）45鋼小軸 （3）T12鋼銼刀答：（1）目的：細(xì)化晶粒，均勻組織，消除內(nèi)應(yīng)力，提高硬度，改善切削加工性。對(duì)于低、中碳結(jié)構(gòu)鋼以正火作為預(yù)先熱處理比較合適，高碳結(jié)構(gòu)鋼和工具鋼則以退火為宜。當(dāng)鋼件尺寸較小時(shí)，正火后組織：S，而退火后組織：P。通過球化退火，使層狀滲碳體和網(wǎng)狀滲碳體變?yōu)榍驙顫B碳體，以降低硬度，均勻組織、改善切削加工性。因此退火目的：細(xì)化晶粒，均勻組織，消除內(nèi)應(yīng)力，降低硬度，改善切削加工性。因此退火目的：細(xì)化晶粒，均勻組織，消除內(nèi)應(yīng)力，降低硬度，改善切削加工性。細(xì)化晶粒，均勻組織，消除內(nèi)應(yīng)力，降低硬度以消除加工硬化現(xiàn)象。 （2）過共析鋼組織若為層狀滲碳體和網(wǎng)狀二次滲碳體時(shí)，不僅硬度高，難以切削加工，而且增大鋼的脆性，容易產(chǎn)生淬火變形及開裂。有時(shí)也用于焊接結(jié)構(gòu)。(2)13．退火的主要目的是什么？生產(chǎn)上常用的退火操作有哪幾種？指出退火操作的應(yīng)用范圍。上貝氏體：冷卻至600～350℃溫度范圍內(nèi)等溫停留一段時(shí)間，再冷卻下來得到上貝氏體組織。5mm的T8鋼加熱至760℃并保溫足夠時(shí)間，問采用什么樣的冷卻工藝可得到如下組織：珠光體，索氏體，屈氏體，上貝氏體，下貝氏體，屈氏體+馬氏體，馬氏體+少量殘余奧氏體；在C曲線上描出工藝曲線示意圖。然而工件淬火時(shí)表面冷速最大，心部冷速最小，由表面至心部冷速逐漸降低。這是因?yàn)楣参鲣撠愂象w轉(zhuǎn)變的孕育期很長(zhǎng)，當(dāng)過冷奧氏體連續(xù)冷卻通過貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)內(nèi)尚未發(fā)生轉(zhuǎn)變時(shí)就已過冷到Ms點(diǎn)而發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變，所以不出現(xiàn)貝氏體轉(zhuǎn)變。恰當(dāng)?shù)臒崽幚砉に嚳梢韵T、鍛、焊等熱加工工藝造成的各種缺陷，細(xì)化晶粒、消除偏析、降低內(nèi)應(yīng)力，使鋼的組織和性能更加均勻。答：等溫冷卻：把奧氏體迅速冷卻到Ar1以下某一溫度保溫，待其分解轉(zhuǎn)變完成后，再冷至室溫的一種冷卻轉(zhuǎn)變方式。隨含碳量增加，馬氏體的過飽和度增加，使塑性變形阻力增加，因而引起硬化和強(qiáng)化。隨含碳量增加，逐漸從體心立方向體心正方轉(zhuǎn)變。下貝氏體具有高強(qiáng)度、高硬度、高塑性、高韌性，即具有良好的綜合機(jī)械性能。（2）上貝氏體的形成溫度在600～350℃。屈氏體是在600～550℃溫度范圍內(nèi)形成片層極細(xì)的珠光體。 ？它們?cè)谛纬蓷l件、組織形態(tài)和性能方面有何特點(diǎn)？答：（1）三種。？本質(zhì)細(xì)晶粒鋼的奧氏體晶粒是否一定比本質(zhì)粗晶粒鋼的細(xì)？答：（1）本質(zhì)細(xì)晶粒鋼：加熱到臨界點(diǎn)以上直到930℃，隨溫度升高，晶粒長(zhǎng)大速度很緩慢，稱本質(zhì)細(xì)晶粒鋼。 Acm：實(shí)際加熱時(shí)碳在奧氏體中的溶解度曲線。 A3：奧氏體析出鐵素體的開始線。答：調(diào)質(zhì)處理：淬火后的高溫回火。從破碎拉長(zhǎng)的晶粒變成新的等軸晶粒。5）淬火臨界冷卻速度（Vk），淬透性,淬硬性；答：淬火臨界冷卻速度（Vk）：淬火時(shí)獲得全部馬氏體組織的最小冷卻速度。 淬火：將鋼件加熱到Ac3或Ac1以上30～50℃，保溫一定時(shí)間，然后快速冷卻（一般為油冷或水冷），