【正文】 20%A合金如圖①： 合金在1點以上全部為液相，當冷至1點時，開始從液相中析出α固溶體，至2點結(jié)束，2～3點之間合金全部由α固溶體所組成，但當合金冷到3點以下，由于固溶體α的濃度超過了它的溶解度限度，于是從固溶體α中析出二次相A，因此最終顯微組織：α+AⅡ 相組成物: α+A A=（9080/90）*100%=11% α=1A%=89% 45%A合金如圖②：合金在1點以上全部為液相，冷至1點時開始從液相中析出α固溶體，此時液相線成分沿線BE變化，固相線成分沿BD線變化，當冷至2點時，液相線成分到達E點，發(fā)生共晶反應，形成（A+α）共晶體，合金自2點冷至室溫過程中，自中析出二次相AⅡ，因而合金②室溫組織：AⅡ+α+(A+α) 相組成物:A+α組織：AⅡ=（7055）/70*100%=21% α=1 AⅡ=79% A+α=（7055）/(7040）*100%=50%相：A=（9055）/90*100%=50% α=1A%=50%80%A合金如圖③：合金在1點以上全部為液相，冷至1點時開始從液相中析出A，此時液相線成分沿AE線變化，冷至2點時，液相線成分到達點，發(fā)生共晶反應，形成(A+α)共晶體，因而合金③的室溫組織：A+ (A+α) 相組成物：A+α組織：A=（4020）/40*100%=50% A+α=1A%=50%相： A=（9020）/90*100%=78% α=1A%=22%10．某合金相圖如圖所示。 包晶反應：指一定成分的固相與一定成分的液相作用，形成另外一種固相的反應過程。4．試述固溶強化、加工強化和彌散強化的強化原理,并說明三者的區(qū)別.答：固溶強化：溶質(zhì)原子溶入后，要引起溶劑金屬的晶格產(chǎn)生畸變，進而位錯運動時受到阻力增大。如果先共晶相與溶液之間的密度差別較大，則在緩慢冷卻條件下凝固時，先共晶相便會在液體中上浮或下沉，從而導致結(jié)晶后鑄件上下部分的化學成分不一致，產(chǎn)生比重偏析。相：在金屬或合金中，凡成分相同、結(jié)構(gòu)相同并與其它部分有界面分開的均勻組成部分，均稱之為相。 鉛T再=[*（327+273）]273=33℃。因此，金屬的晶粒愈細強度愈高。3．劃分冷加工和熱加工的主要條件是什么？答：主要是再結(jié)晶溫度。熱加工：將金屬加熱到再結(jié)晶溫度以上一定溫度進行壓力加工。第二章 金屬的塑性變形與再結(jié)晶1．解釋下列名詞：加工硬化、回復、再結(jié)晶、熱加工、冷加工。？它對金屬結(jié)晶過程有何影響？對鑄件晶粒大小有何影響？答：①冷卻速度越大，則過冷度也越大。變質(zhì)劑：在澆注前所加入的難熔雜質(zhì)稱為變質(zhì)劑?；撇糠峙c未滑移部分的交界線即為位錯線。答：點缺陷：原子排列不規(guī)則的區(qū)域在空間三個方向尺寸都很小，主要指空位間隙原子、置換原子等。、滲碳、氮化熱處理工藝在用鋼、性能、應用范圍等方面的差別。試問：（1）哪個溫度加熱淬火后馬氏體晶粒較粗大？（2）哪個溫度加熱淬火后馬氏體含碳量較多？（3）哪個溫度加熱淬火后殘余奧氏體較多？（4）哪個溫度加熱淬火后未溶碳化物較少？（5）你認為哪個溫度加熱淬火后合適？為什么？，并說明其回火后獲得的組織和大致的硬度：（1）45鋼小軸（要求綜合機械性能）；（2）60鋼彈簧；（3）T12鋼銼刀。 Vk 的大小受哪些因素影響？它與鋼的淬透性有何關系？162。16．根據(jù) FeFe3C 相圖，說明產(chǎn)生下列現(xiàn)象的原因：1）含碳量為 % 的鋼比含碳量為 % 的鋼硬度高；2）在室溫下，含碳 % 的鋼其強度比含碳 % 的鋼高；3）在 1100℃，含碳 % 的鋼能進行鍛造，含碳 % 的生鐵不能鍛造；4）綁軋物件一般用鐵絲（鍍鋅低碳鋼絲），而起重機吊重物卻用鋼絲繩（用 60 、 65 、 70 、 75 等鋼制成）；5）鉗工鋸 T8 ， T10,T12 等鋼料時比鋸 10,20 鋼費力，鋸條容易磨鈍；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。1）試標注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。2． 常見的金屬晶體結(jié)構(gòu)有哪幾種？αFe 、γ Fe 、Al 、Cu 、Ni 、 Pb 、 Cr 、 V 、Mg、Zn 各屬何種晶體結(jié)構(gòu)？3． 配位數(shù)和致密度可以用來說明哪些問題？4． 晶面指數(shù)和晶向指數(shù)有什么不同？5． 實際晶體中的點缺陷，線缺陷和面缺陷對金屬性能有何影響？6． 為何單晶體具有各向異性，而多晶體在一般情況下不顯示出各向異性？7． 過冷度與冷卻速度有何關系？它對金屬結(jié)晶過程有何影響？對鑄件晶粒大小有何影響？8． 金屬結(jié)晶的基本規(guī)律是什么？晶核的形成率和成長率受到哪些因素的影響？9． 在鑄造生產(chǎn)中，采用哪些措施控制晶粒大?。吭谏a(chǎn)中如何應用變質(zhì)處理？第二章 金屬的塑性變形與再結(jié)晶1．解釋下列名詞加工硬化、回復、再結(jié)晶、熱加工、冷加工。3．下列元素在αFe 中形成哪幾種固溶體?Si、C、N、Ni、Mn4．試述固溶強化、加工強化和彌散強化的強化原理,并說明三者的區(qū)別.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？6. 何謂共晶反應、包晶反應和共析反應?試比較這三種反應的異同點.7．二元合金相圖表達了合金的哪些關系？8．在二元合金相圖中應用杠桿定律可以計算什么？9. 已知A（熔點 600℃）與B(500℃) 在液態(tài)無限互溶；在固態(tài) 300℃時A溶于 B 的最大溶解度為 30% ，室溫時為10%，但B不溶于A；在 300℃時，含 40% B 的液態(tài)合金發(fā)生共晶反應。 % 、 % 、 % 、 % 的鐵碳合金從液態(tài)緩冷至室溫時的結(jié)晶過程和室溫組織.10．指出下列名詞的主要區(qū)別：1）一次滲碳體、二次滲碳體、三次滲碳體、共晶滲碳體與共析滲碳體；2） 熱脆與冷脆。 AAAcm； ACAC Accm ； ArArArcm 各臨界點的意義。？說明它們的主要特點及其應用范圍。并說明表面淬火前應采用何種預先熱處理。 20 鋼及 60 鋼同時加熱至 860 ℃，并保溫相同時間，問哪種鋼奧氏體晶粒粗大些？第六章 合金鋼1． 為什么比較重要的大截面的結(jié)構(gòu)零件如重型運輸機械和礦山機器的軸類，大型發(fā)電機轉(zhuǎn)子等都必須用合金鋼制造？與碳鋼比較，合金鋼有何優(yōu)缺點？2． 合金元素Mn、Cr、W、Mo、V、Ti、Zr、Ni對鋼的C曲線和MS點有何影響？將引起鋼在熱處理、組織和性能方面的什么變化？3． 合金元素對回火轉(zhuǎn)變有何影響？4． 解釋下列現(xiàn)象：（1） 在相同含碳量情況下，除了含Ni和Mn的合金鋼外，大多數(shù)合金鋼的熱處理加熱溫度都比碳鋼高；（2） 在相同含碳量情況下，含碳化物形成元素的合金鋼比碳鋼具有較高的回火穩(wěn)定性；（3） 含碳量≥%、含鉻12%的鉻鋼屬于過共析鋼，%、含鉻12%的鋼屬于萊氏體鋼；（4） 高速鋼在熱鍛或熱軋后，經(jīng)空冷獲得馬氏體組織。亞晶粒：在多晶體的每一個晶粒內(nèi)，晶格位向也并非完全一致，而是存在著許多尺寸很小、位向差很小的小晶塊，它們相互鑲嵌而成晶粒，稱亞晶粒。自發(fā)形核：在一定條件下，從液態(tài)金屬中直接產(chǎn)生，原子呈規(guī)則排列的結(jié)晶核心。因此，無論點缺陷，線缺陷和面缺陷都會造成晶格崎變，從而使晶體強度增加。，采用哪些措施控制晶粒大??？在生產(chǎn)中如何應用變質(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。再結(jié)晶：被加熱到較高的溫度時，原子也具有較大的活動能力，使晶粒的外形開始變化。另一方面人們可以利用加工硬化現(xiàn)象，來提高金屬強度和硬度，如冷拔高強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度的。如果合理利用熱加工流線，盡量使流線與零件工作時承受的最大拉應力方向一致，而與外加切應力或沖擊力相垂直，可提高零件使用壽命。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度。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，機械混合物；枝晶偏析，比重偏析；固溶強化，彌散強化。 機械混合物：合金的組織由不同的相以不同的比例機械的混合在一起，稱機械混合物。2）相組成物與組織組成物；相組成物：合金的基本組成相。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。8．在二元合金相圖中應用杠桿定律可以計算什么？答：應用杠桿定律可以計算合金相互平衡兩相的成分和相對含量。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。有很好的塑性。萊氏體（Ld）：由奧氏體和滲碳體組成的機械混合物。③由于鐵碳相圖是以無限緩慢加熱和冷卻的速度得到的，而在實際加熱和冷卻通常都有不同程度的滯后現(xiàn)象。答：共析反應：冷卻到727℃時具有S點成分的奧氏體中同時析出具有P點成分的鐵素體和滲碳體的兩相混合物。由于二次滲碳體在晶界形成連續(xù)的網(wǎng)絡，導致鋼的脆性增加。 共同點：鋼的組織中都含有珠光體。室溫組織為二次滲碳體和珠光體。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”。3）在 1100℃，含碳 % 的鋼能進行鍛造，含碳 % 的生鐵不能鍛造；答：在 1100℃時，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。當Mn含量不多，在碳鋼中僅作為少量雜質(zhì)存在時，它對鋼的性能影響并不明顯。牌號的表示方法：（1）普通碳素結(jié)構(gòu)鋼：用Q+數(shù)字表示，“Q”為屈服點，“屈”漢語拼音，數(shù)字表示屈服點數(shù)值。TT用于制造要求較高韌性、承受沖擊負荷的工具，如小型沖頭、鑿子、錘子等。Q235C:屈服強度為235MPa的C級普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，Q195B: 屈服強度為195MPa的B級普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，Q255D: 屈服強度為255MPa的D級普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，Q19Q235含碳量低，有一定強度，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鋼強度較高，塑性、韌性較好，可進行焊接。用于制作尺寸較小、負荷較輕、表面要求耐磨、心部強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。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性能。貝氏體：過飽和的鐵素體和滲碳體組成的混合物。 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。 重結(jié)晶：由于溫度變化，引起晶體重新形核、長大，發(fā)生晶體結(jié)構(gòu)的改變，稱為重結(jié)晶。 AC1：實際加熱時的共析轉(zhuǎn)變線。本質(zhì)晶粒度只代表鋼在加熱時奧氏體晶粒長大傾向的大小。？它們在形成條件、組織形態(tài)和性能方面有何特點？答：（1）兩種。（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。（3）隨著含碳量的增加，鋼的硬度增加。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。因此，Vk越小，鋼的淬透層越深，淬透性越好。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。去應力退火主要用于消除鑄件、鍛件、焊接件、冷沖壓件（或冷拔件）及機加工的殘余內(nèi)應力。2）ZG35的鑄造齒輪答：完全退火。4）具有片狀滲碳體的T12鋼坯；答：球化退火。一般金屬的硬度在HB170～230范圍內(nèi)，切削性能較好。 （2）目的：細化晶粒，均勻組織，消除內(nèi)應力。要得到大小均勻的細小晶粒，選第二種工藝最合適。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。適合于尺寸較大、形狀復雜的工件。答：700℃：因為它沒有達到相變溫度，因此沒有發(fā)生相變，組織為鐵素體和珠光體。等溫淬火后獲得B下組織。答：常用的淬火方法有單液淬火法、雙液淬火法、等溫淬火法和分級淬火法。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。 （3）目的：細化晶粒，均勻組織，消除網(wǎng)狀Fe3CⅡ，為球化退火做組織準備，消除內(nèi)應力。對于低、中碳結(jié)構(gòu)鋼以正火作為預先熱處理比較合適，高碳結(jié)構(gòu)鋼和工具鋼則以退火為宜。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：細化晶粒，均勻組織，消除內(nèi)應力，降低硬度，改善切削加工性。 （2）過共析鋼組織若為層狀滲碳體和網(wǎng)狀二次滲碳體時，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)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？指出退火操作的應用范圍。5mm的T8鋼加熱至760℃并保溫足夠時間，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。這是因為共析鋼貝氏體轉(zhuǎn)變的孕育期很長，當過冷奧氏體連續(xù)冷卻通過貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)內(nèi)尚未發(fā)生轉(zhuǎn)變時就已過冷到Ms點而發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變，所以不出現(xiàn)貝氏體轉(zhuǎn)變。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，逐漸從體心立方向體心正方轉(zhuǎn)變。（2）上貝氏體的形成溫度在600～350℃。 ？它們在形成條件、組織形態(tài)和性能方面有何特點？答：（1）三種。 A