第七章金属材料

1第七章钢铁材料一、名词解释1、合金钢：在碳钢中特意加入某些合金元素构成的钢称为合金钢。2、热脆：热加工时，分布在晶界上的（FeS+Fe）共晶体将熔化，使钢的强度大大下降，产生脆性开裂，这种现象称为热脆。3、冷脆：磷溶于碳钢中形成脆性很大的化合物Fe3P，使室温下钢的塑性和韧性急剧下降，脆性转化温度升高，这种现象称为冷脆。4、回火稳定性：淬火钢回火时，抵抗硬度下降的能力，称为回火稳定性。又称为回火抗力、耐回火性。5、回火脆性：淬火钢在某一温度回火时，出现冲击韧度急剧下降的现象，称为回火脆性。6、弥散强化：当含W、Mo、V、Ti量较高的淬火钢，在500～600℃温度范围回火时，WC、W2C、Mo2C、TiC、VC等以细小弥散状析出，使淬火钢硬度不下降，反而升高的现象称为弥散强化。7、二次硬化：淬火钢回火冷却时残余奥氏体转变为马氏体，使材料的强度、硬度提高的现象，称为二次硬化。8、红硬性：钢在高温下保持高硬度的能力。又称耐热性、热硬性。9、固溶处理：将奥氏体不锈钢加热至1050℃～1150℃，使所有碳化物全部溶于奥氏体，然后水冷，使单相奥氏体组织保留至室温，这种热处理工艺称为固溶处理。10、稳定化处理：将固溶处理后的奥氏体不锈钢，加热至850℃～880℃，保温6h，使（Cr、Fe）23C6完全溶解，Ti或Ni的碳化物部分溶解，随后缓慢冷却，使Ti、Nb的碳化物充分析出，使碳几乎全部稳定于碳化钛或碳化铌中，以防止（Cr、Fe）23C6在晶界处析出，产生晶界腐蚀，这种处理称为稳定化处理。11、低温时效处理：将零件加热到120℃～130℃，保温5～10小时，以消除内应力，这种热处理工艺称为低温时效处理。12、人工时效：零件磨削加工后，加热到110℃～150℃，保温6～36h，以消除内应力，稳定组织的热处理工艺，称为人工时效。13、水韧处理：将高锰钢加热到1060～1100℃，保温一段时间，使钢中碳化物全部溶解于奥氏体，然后水冷，获得单一奥氏体组织，这种热处理工艺称为水韧处理。14、高温抗氧化性：钢在高温下与氧接触表面形成致密的高熔点氧化膜，阻止了钢的高温气体腐蚀，这种特性称为高温抗氧化性。15、时效强化：将合金加热到固溶线温度以上形成单相固溶体，然后快速水冷，使单相固溶体保留至室温，获得过饱和固溶体，随时间沿长过饱和固溶体中析出化合物强化相，使材料的强度、硬度提高的现象，称为时效强化。16、蠕变：在高温下，当工件的工作应力远远小于屈服极限时，产生缓慢的塑性变形而导致断裂的现象，称为蠕变。17、蠕化处理：在浇注前用蠕化剂处理铁水，以获得蠕虫状石墨的过程称为蠕化处理。2二、是非题1、钢中的含硫量增加，钢的热脆性增加；钢中的含磷量增加，钢的冷脆性增加。2、锰是弱碳化物形成元素，溶于铁素体中形成合金铁素体，使铁素体的强度、硬度提高。3、铬、钼、钨属于中强碳化物形成元素，在钢中形成合金渗碳体和特殊碳化物。4、钒、钛是强碳化物形成元素，在钢中形成特殊碳化物，提高钢的强度、硬度和耐磨性。5、除了锰和硼外，大多数合金元素具有阻碍奥氏体晶粒长大细化晶粒的作用。6、除了Ni和Co以外，大多数合金元素均减缓奥氏体的形成过程。7、在钢中加入多种合金元素比加入单一元素的效果好些，因而合金钢将向合金元素多元少量方向发展。8、合金元素对钢的强化效果主要是固溶强化。9、合金元素使淬火钢在回火过程中的组织分解和转变速度减慢。10、有高温回火脆性的钢，回火时采用油冷或水冷。11、优质碳素结构钢硫、磷含量均小于0.035％，其碳含量为0.06％～0.70％。12、优质碳素结构钢的牌号用两位数字表示，数字表示钢的1/10最低抗拉强度值。13、Q235钢属于普通碳素结构钢，其平均碳含量为0.06％～0.38％。14、Q345钢是典型的普通低合金结构钢，它是在Q235钢中加入了少量的锰。15、普通低合金结构钢是在碳素结构钢的基础上加入少量合金元素形成的。16、普通低合金结构钢成分特点是低碳、低合金。17、普通低合金结构钢通常使用状态为正火，组织为铁素体+珠光体。18、普通低合金钢主要用于工程构件，而优质结构钢主要用于制造机器零件。19、在缓冷至室温的条件下，含碳0.8％的钢比含碳1.2％的钢硬度低。20、在缓冷至室温的条件下，45钢比20钢的强度、硬度都高。21、碳素工具钢经热处理后有良好的硬度和耐磨性，但红硬性不高，故只适宜作手动工具。22、碳素工具钢的牌号，如T8，T12，该数字表示钢的最低冲击韧性值。23、为了改善碳素工具钢的切削加工性，其预先热处理应采用球化退火。24、在碳钢中，具有共析成分的钢较之于亚共析钢和过共析钢有更好的淬透性。25、合金结构钢是在优质碳素结构钢的基础上加入一些合金元素而形成。26、合金调质钢的综合力学性能高于碳素调质钢。27、渗碳钢用于制造遭受强烈的摩擦和磨损同时承受交变载荷特别是冲击载荷的机器零件。28、渗碳钢表层具有高硬度、高耐磨性，心部具有高韧性、高强度。29、渗碳钢的碳含量为0.10％～0.25％，以保证零件心部有足够的塑性和韧性。30、汽车、拖拉机的齿轮要求表面高硬度、高耐磨，心部有良好的强韧性，应选用40Cr钢，进行淬火＋高温回火处理。31、调质钢加入合金元素主要是考虑提高其红硬性。332、调质钢碳含量为中碳，以达到强度和韧性的良好配合。33、调质处理的主要目的是提高钢的塑性。34、有高温回火脆性的钢，回火后采用油冷或水冷。35、合金调质钢制造的大型零件，为防止第二类回火脆性的产生，需加入少量的Mo或W。36、合金调质钢调质工艺为：830℃加热、油淬，获得马氏体组织；525℃回火、水冷，获得回火索氏体组织。37、35CrMo钢属于中淬透性调质钢，Mo不仅使淬透性显著提高，同时防止第二类回火脆性的产生。38、40CrNiMo钢属于高淬透性调质钢，用于制造大截面、重载荷的重要零件，如汽轮机主轴、航空发动机轴等。39、弹簧钢的碳含量一般为高碳，以保证高的弹性极限，高的疲劳极限和高的强度。40、弹簧钢主加合金元素为Si、Mn以提高材料的淬透性；辅加元素Cr、V、W以细化晶粒。41、提高弹簧表面质量的处理方法之一是喷丸处理。42、滚动轴承钢除专用于制造滚动轴承外，无法用来制造其它结构零件和工具。43、GCr9、GCr15主要用于制造中、小型轴承；GCr15SiMn主要用于制造大型轴承。44、GCr15钢，碳含量为0.95～1.15％，Cr含量为15％，用于制造中、小型轴承。45、滚动轴承钢是高级优质钢，其硫含量小于0.02％，磷含量小于0.027％。工具钢、不锈钢、有色金属1、刃具钢要求材料具有高硬度，硬度值大于60HRC。2、钢的耐磨性取决于钢的硬度和碳化物的性质、数量、大小及分布。3、T8钢比T12和40钢有更好的淬透性和淬硬性。4、T8与20MnVB相比，淬硬性和淬透性都较低。5、碳素工具钢经热处理后有高的硬度和耐磨性，但热硬性不高，故只宜作手动工具。6、碳素工具钢的淬透性较好，而回火稳定性较差。7、T8钢与T12钢淬火温度相同，那么它们淬火后的残余奥氏体量也是一样的。8、不论钢的含碳量高低，其淬火马氏体的硬度高而脆性都很大。9、高速钢是高碳高合金刃具钢，具有很高的热硬性，工作温度可达600℃。10、高速钢采用很高的温度淬火，其目的是使碳化物尽可能多的溶入奥氏体中，从而提高钢的热硬性。11、高速钢的热硬性主要取决于马氏体中合金元素的含量。12、高合金刃具钢的成分特点是高碳，以保证马氏体的高硬度，同时与W、Cr、V形成足够数量的碳化物。13、奥氏体型不锈钢不能进行淬火强化，只能采用冷变形强化来提高强度。14、奥氏体不锈钢的热处理工艺是淬火后稳定化处理。415、典型的铁素体不锈钢是Cr17钢，高Cr提高耐蚀性，塑性好，强度低，不能热处理强化。16、典型的马氏体不锈钢为1Cr13、2Cr13，可通过热处理强化。17、硬质合金与高速钢相比，切削速度提高4～7倍，寿命提高5～8倍。18、硬质合金硬度高，脆性大，不能切削加工。通常制成一定规格的刀片，采用机械或焊接方法固定在刀体上。19、硬质合金具有很高的硬度和红硬性，钨钴类硬质合金适用于切削塑性材料；钨钛钴类硬质合金适用于切削脆性材料。21、高锰钢只能铸造成型，无法切削加工，且焊接性差，应用于既耐磨又受猛烈冲击的零件。22、高锰钢使用状态下的热处理为水韧处理，目的是为了获得单相奥氏体组织。23、高锰钢水韧处理后硬度为180～220HB，受到猛烈冲击后表层硬度提高到450～550HB。24、铸铁是碳含量大于2.11％的Fe-C合金。25、铸铁和钢具有相同的基体，其基体组织主要有铁素体、珠光体和铁素体＋珠光体三种。26、灰口铸铁中的碳主要以石墨和渗碳体的形式存在。27、石墨是碳的一种结晶形式，具有六方晶格，强度和塑性几乎为零。28、铸铁可以通过热处理改变基体组织和石墨形态。29、采用热处理方法，可以使灰铸铁中的片状石墨细化，从而提高其力学性能。30、可以通过球化退火使灰铸铁变成球墨铸铁。31、可锻铸铁在高温时可以进行锻造加工。32、球墨铸铁可通过调质处理和等温淬火工艺提高其力学性能。33、蠕墨铸铁的导热性、铸造性和抗热疲劳性优于球墨铸铁，易于获得致密的铸件。34、L2牌号表示纯铝，数字表示纯度，数字越大表示纯度越低。35、制造飞机起落架和大梁等承载零件，可选用防锈铝合金。36、轴承合金是制造轴承内外圈和滚动体的材料。37、由于滑动轴承的轴瓦、内衬在工作中承受磨损，故要求有很高的硬度和耐磨性。38、滑动轴承材料组织特点：在软基体上分布硬质点；或者，在硬基体上分布软质点。二、选择题1、提高18-8型铬镍不锈钢强度的主要方法是（）。A、时效强化B、固溶强化C、冷变形强化D、马氏体强化2、20CrMnTi钢根据其组织和力学性能，在工业上主要作为一种（）使用。A、合金渗碳钢B、合金弹簧钢C、合金调质钢D、滚动轴承钢3、大多数合金元素均有细化晶粒的作用，其中细化晶粒作用最为显著的有（）。A、Mn、PB、Mn、TiC、Ti、VD、V、P4、除（）元素外，其它合金元素溶于奥氏体后，均能增加过冷奥氏体的稳定性。A、CoB、CrC、MnD、Ti55、二次硬化属于（）。A、固溶强化B、细晶强化C、位错强化D、第二相强化6、1Cr18Ni9Ti奥氏体型不锈钢，进行固溶处理的目的是（）。A、获得单一的马氏体组织，提高硬度和耐磨性B、提高抗腐蚀性，防止晶界腐蚀C、获得单一的奥氏体组织，降低硬度和耐磨性D、降低硬度，便于切削加工7、拖拉机和坦克履带受到严重的磨损及强烈冲击，应选择用（）。A、ZGMn13-3淬火+低温回火B、ZGMn13-3水韧处理C、W18Cr4V淬火+低温回火D、W18Cr4V水韧处理8、高速钢的红硬性取决于（）。A、马氏体的含量B、淬火加热时溶入奥氏体中的合金元素含量C、钢中的碳含量D、淬火加热时溶入奥氏体中的碳含量9、提高灰铸铁的耐磨性应采用（）。A、整体淬火B、渗碳处理C、表面淬火D、低温回火10、机架和机床床身应选用（）。A、白口铸铁B、灰铸铁C、可锻铸铁D、球墨铸铁11、硬铝淬火时效后的强度、硬度和塑性与刚淬火后的相比（）。A、强度、硬度提高，塑性降低B、强度、硬度降低，塑性提高C、强度、硬度和塑性均提高D、强度、硬度和塑性均降低12、可热处理强化的变形铝合金，淬火后在室温放置一段时间，则其力学性能会发生的变化是（）。A、强度和硬度显著下降，塑性提高B、硬度和强度明显提高，但塑性下降C、强度、硬度和塑性都有明显提高D、强度、硬度和塑性都有明显下降13、HMn58-2是特殊黄铜的牌号，58表示含（）量为58％。A、MnB、CuC、ZnD、Al14、制造直径25mm的螺栓，要求整个截面具有良好的综合力学性能，应选用（）。A、45钢正火处理B、60Si2Mn淬火+中温回火处理C、40Cr钢调质处理D、45钢退火处理15、制造手用锯条应选用（）。A、T12钢淬火+低温回火B、Cr12Mo钢淬火+低温回火C、65钢淬火+中温回火D、T10钢淬火+高温回火16、汽车、拖拉机的变速齿轮要求表面高耐磨性