工程材料復(fù)習(xí)思考題匯編-預(yù)覽頁
【正文】 ，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。14．試述固溶強(qiáng)化、加工強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化的強(qiáng)化原理,并說明三者的區(qū)別.答：固溶強(qiáng)化：溶質(zhì)原子溶入后，要引起溶劑金屬的晶格產(chǎn)生畸變，進(jìn)而位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)時(shí)受到阻力增大。區(qū)別：固溶強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化都是利用合金的組成相來強(qiáng)化合金，固溶強(qiáng)化是通過產(chǎn)生晶格畸變，使位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻力增大來強(qiáng)化合金；彌散強(qiáng)化是利用金屬化合物本身的高強(qiáng)度和硬度來強(qiáng)化合金；而加工強(qiáng)化是通過力的作用產(chǎn)生塑性變形，增大位錯(cuò)密度以增大位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻力來強(qiáng)化合金；三者相比，通過固溶強(qiáng)化得到的強(qiáng)度、硬度最低，但塑性、韌性最好，加工強(qiáng)化得到的強(qiáng)度、硬度最高，但塑韌性最差，彌散強(qiáng)化介于兩者之間。奧氏體（A）：奧氏體是碳在γFe中形成的間隙固溶體，面心立方晶格。在鋼中以片狀存在或網(wǎng)絡(luò)狀存在于晶界。珠光體有較高的強(qiáng)度和硬度，但塑性較差。？在生產(chǎn)實(shí)踐中有何指導(dǎo)意義？有何局限性？答：①碳鋼和鑄鐵都是鐵碳合金，是使用最廣泛的金屬材料。對于鍛造，根據(jù)相圖可確定鍛造溫度。 S 、C 、E 、P、N 、G 及 GS 、SE 、PQ 、PSK 各點(diǎn)、線的意義，并標(biāo)出各相區(qū)的相組成物和組織組成物。PQ線：碳在鐵素體中的溶解度曲線，隨溫度的降低，碳在鐵素體中的溶解度減少，多余的碳以形式析出，從中析出的稱為三次滲碳體，由于鐵素體含碳很少，析出的很少，一般忽略，認(rèn)為從727℃冷卻到室溫的顯微組織不變。碳素鋼中亞共析鋼的組織由鐵素體和珠光體所組成，其中珠光體中的滲碳體以細(xì)片狀分布在鐵素體基體上，隨著含碳量的增加，珠光體的含量增加，則鋼的強(qiáng)度、硬度增加，塑性、韌性降低。白口鐵中由于其組織中存在大量的滲碳體，具有很高的硬度和脆性，難以切削加工。22．某工廠倉庫積壓了許多碳鋼（退火狀態(tài)），由于鋼材混雜，不知道鋼的化學(xué)成分，現(xiàn)找出其中一根，經(jīng)金相分析后，發(fā)現(xiàn)其組織為珠光體+鐵素體，其中鐵素體占 80% ，問此鋼材的含碳量大約是多少？答：由于組織為珠光體+鐵素體，說明此鋼為亞共析鋼。答：分類：1）按含碳量分類低碳鋼：%的鋼，wC≤%中碳鋼：~%的鋼 wC:~%C高碳鋼：%的鋼 wC＞%（2）按質(zhì)量分類：即含有雜質(zhì)元素S、P的多少分類：普通碳素鋼：S≤% P≤%優(yōu)質(zhì)碳素鋼：S、P≤%高級優(yōu)質(zhì)碳素鋼：S≤%；P≤ %（3）按用途分類碳素結(jié)構(gòu)鋼：用于制造各種工程構(gòu)件，如橋梁、船舶、建筑構(gòu)件等，及機(jī)器零件，如齒輪、軸、連桿、螺釘、螺母等。（2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼：牌號(hào)是采用兩位數(shù)字表示的，表示鋼中平均含碳量的萬分?jǐn)?shù)。 27．下列零件或工具用何種碳鋼制造：手鋸鋸條、普通螺釘、車床主軸。、符號(hào)、數(shù)字的含義、主要特點(diǎn)及用途： Q235AF、40TT12A。經(jīng)熱處理（淬火+高溫回火）后具有良好綜合機(jī)械性能，即有較高的強(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。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。本質(zhì)粗晶粒鋼在較低加熱溫度下可獲得細(xì)晶粒，而本質(zhì)細(xì)晶粒鋼若在較高溫度下加熱也會(huì)得到粗晶粒。索氏體是在650～600℃溫度范圍內(nèi)形成層片較細(xì)的珠光體。（2）隨著含碳量的增加，鋼的硬度增加。熱處理可以顯著提高鋼的機(jī)械性能，延長機(jī)器零件的使用壽命。如果工件截面中心的冷速高于Vk，工件就會(huì)淬透。162。屈氏體：冷卻至600～550℃溫度范圍內(nèi)等溫停留一段時(shí)間，再冷卻下來得到屈氏體組織。馬氏體+少量殘余奧氏體：以大于獲得馬氏體組織的最小冷卻速度冷卻獲得馬氏體+少量殘余奧氏體。（3）完全退火和等溫退火用于亞共析鋼成分的碳鋼和合金鋼的鑄件、鍛件及熱軋型材。？為什么過共析鋼必須采用球化退火而不采用完全退火？答：（1）將鋼件加熱到Ac1以上30～50℃，保溫一定時(shí)間后隨爐緩慢冷卻至600℃后出爐空冷。目的：使變形晶粒重新轉(zhuǎn)變?yōu)榈容S晶粒，以消除加工硬化現(xiàn)象，降低了硬度，消除內(nèi)應(yīng)力。經(jīng)鑄造后的齒輪存在晶粒粗大并不均勻現(xiàn)象，且存在殘余內(nèi)應(yīng)力。由于鍛造過熱后組織晶粒劇烈粗化并分布不均勻，且存在殘余內(nèi)應(yīng)力。由于T12鋼坯里的滲碳體呈片狀，因此不僅硬度高，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。②冷速快，組織細(xì)，強(qiáng)度和硬度有所提高。（2）目的：細(xì)化晶粒，均勻組織，消除內(nèi)應(yīng)力。41. 淬火的目的是什么？常用的淬火方法有哪幾種？說明它們的主要特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍。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：（1）淬火溫度為850℃左右，回火溫度為500℃～650℃左右，其回火后獲得的組織為回火索氏體，大致的硬度25～35HRC。淬火內(nèi)應(yīng)力形成的原因不同可分熱應(yīng)力與組織應(yīng)力兩種。選擇合適的淬火冷卻介質(zhì)和洋火方法(如馬氏體分級淬火、貝氏體等溫淬火),以減少冷卻中熱應(yīng)力和相變應(yīng)力等。答：回火的目的是降低淬火鋼的脆性，減少或消除內(nèi)應(yīng)力，使組織趨于穩(wěn)定并獲得所需要的性能。這種回火主要應(yīng)用于高碳鋼或高碳合金鋼制造的工、模具、滾動(dòng)軸承及滲碳和表面淬火的零件，回火后的硬度一般為HRC 5864。% 的碳鋼和合金鋼制造的各類連接和傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)零件，如軸、連桿、螺栓等。表面淬火前應(yīng)采用退火或正火預(yù)先熱處理。其目的是提高工件表面硬度、耐磨性、耐蝕性及疲勞強(qiáng)度。4)滲溫度低,滲氮后又不再進(jìn)行熱處理,所以工件變形小,一般只需精磨或研磨、拋光即可。所以加入以上合金元素的鋼都是本質(zhì)細(xì)晶粒鋼。(3)在通常情況下,過冷奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變開始后,必須在不斷降溫條件下轉(zhuǎn)變才能繼續(xù)進(jìn)行,冷卻過程中斷,轉(zhuǎn)變立即停止。（耐回火性）：由于合金元素阻礙馬氏體分解和碳化物聚集長大過程,使回火的硬度降低過程變緩,從而提高鋼的回火
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