金屬材料學(xué)第二版課后答案主編戴啟勛

1、第一章第一章鋼的合金化原理鋼的合金化原理1名詞解釋名詞解釋1）合金元素:特別添加到鋼中為了保證獲得所要求的組織結(jié)構(gòu)從而得到一定的物理、化學(xué)或機(jī)械性能的化學(xué)元素。(常用M來(lái)表示)2）微合金元素:有些合金元素如V，Nb，TiZr和B等，當(dāng)其含量只在0.1%左右（如B0.001%，V0.2%）時(shí)，會(huì)顯著地影響鋼的組織與性能，將這種化學(xué)元素稱(chēng)為微合金元素。3）奧氏體形成元素:在γFe中有較大的溶解度且能穩(wěn)定γ相；如MnNiCoCNCu；4）鐵素

2、體形成元素:在αFe中有較大的溶解度，且能穩(wěn)定α相。如：V，NbTi等。5）原位析出:元素向滲碳體富集，當(dāng)其濃度超過(guò)在合金滲碳體中的溶解度時(shí)合金滲碳體就在原位轉(zhuǎn)變成特殊碳化物如Cr鋼中的Cr：εFexC→Fe3C→（FeCr）3C→（CrFe）7C3→（CrFe）23C66）離位析出:在回火過(guò)程中直接從α相中析出特殊碳化物，同時(shí)伴隨著滲碳體的溶解，可使HRC和強(qiáng)度提高（二次硬化效應(yīng)）。如V，NbTi等都屬于此類(lèi)型。2合金元素合金元素V、

3、Cr、W、Mo、Mn、Co、Ni、Cu、Ti、Al中哪些中哪些是鐵素體形成元素？哪些是奧氏體形成元素？哪些能在是鐵素體形成元素？哪些是奧氏體形成元素？哪些能在aFe中形成中形成無(wú)限固溶體？哪些能在無(wú)限固溶體？哪些能在gFe中形成無(wú)限固溶體？中形成無(wú)限固溶體？答：鐵素體形成元素：V、Cr、W、Mo、Ti、Al；奧氏體形成元素：Mn、Co、Ni、Cu能在aFe中形成無(wú)限固溶體：V、Cr；能在gFe中形成無(wú)限固溶體：Mn、Co、Ni3簡(jiǎn)述合金

4、元素對(duì)擴(kuò)大或縮小簡(jiǎn)述合金元素對(duì)擴(kuò)大或縮小γ相區(qū)的影響，并說(shuō)明利用此原理在相區(qū)的影響，并說(shuō)明利用此原理在生產(chǎn)中有何意義？生產(chǎn)中有何意義？答：（1）擴(kuò)大γ相區(qū)：使A3降低，A4升高一般為奧氏體形成元素分為兩類(lèi)：a.開(kāi)啟γ相區(qū)：MnNiCo與γFe無(wú)限互溶.b.擴(kuò)大γ相區(qū)：有C，N，Cu等。如FeC相圖，形成的擴(kuò)大的γ相區(qū)，構(gòu)成了鋼的熱處理的基礎(chǔ)。（2）縮小γ相區(qū)：使A3升高，A4降低。一般為鐵素體形成元素分為兩類(lèi):a.封閉γ相區(qū)：使相圖中γ

5、區(qū)縮小到一個(gè)很小的面積形成γ圈其結(jié)果使δ相區(qū)與α相區(qū)連成一片。如VCrSiA1TiMoWPSnAsSb。b.縮小γ相區(qū)：ZrNbTaBSCe等（3）生產(chǎn)中的意義：可以利用M擴(kuò)大和縮小γ相區(qū)作用，獲得單相組織，具有特殊性能，在耐蝕鋼和耐熱鋼中應(yīng)用廣泛。4簡(jiǎn)述合金元素對(duì)鐵碳相圖（如共析碳量、相變溫度等）的影響。簡(jiǎn)述合金元素對(duì)鐵碳相圖（如共析碳量、相變溫度等）的影響。答：答：1）改變了奧氏體區(qū)的位置2）改變了共晶溫度：（l）擴(kuò)大γ相區(qū)的元素使

6、A1，A3下降；(2)縮小γ相區(qū)的元素使A1，A3升高。當(dāng)Mo8.2%W12%Ti1.0%V4.5%Si8.5%，γ答：二次硬化:在含有TiVNbMoW等較高合金鋼淬火后，在500600℃范圍內(nèi)回火時(shí)，在α相中沉淀析出這些元素的特殊碳化物，并使鋼的HRC和強(qiáng)度提高。(但只有離位析出時(shí)才有二次硬化現(xiàn)象)二次淬火：在強(qiáng)K形成元素含量較高的合金鋼中淬火后γ’十分穩(wěn)定，甚至加熱到500600℃回火時(shí)升溫與保溫時(shí)中仍不分解，而是在冷卻時(shí)部分轉(zhuǎn)變成

7、馬氏體，使鋼的硬度提高。相同點(diǎn)：都發(fā)生在合金鋼中，含有強(qiáng)碳化物形成元素相對(duì)多，發(fā)生在淬回火過(guò)程中，且回火溫度550℃左右。不同點(diǎn)：二次淬火，是回火冷卻過(guò)程中Ar轉(zhuǎn)變?yōu)閙，是鋼硬度增加。二次硬化：回火后，鋼硬度不降反升的現(xiàn)象（由于特殊k的沉淀析出）10一般地，鋼有哪些強(qiáng)化與韌化途徑？一般地，鋼有哪些強(qiáng)化與韌化途徑？答1）強(qiáng)化的主要途徑宏觀上：鋼的合金化、冷熱加工及其綜合運(yùn)用是鋼強(qiáng)化的主要手段。微觀上：在金屬晶體中造成盡可能多的阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)

8、的障礙；或者盡可能減少晶體中的可動(dòng)位錯(cuò)，抑制位錯(cuò)源的開(kāi)動(dòng)，如晶須。（主要機(jī)制有：固溶強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化、位錯(cuò)強(qiáng)化、“第二相”強(qiáng)化、沉淀強(qiáng)化、時(shí)效強(qiáng)化、彌散強(qiáng)化、析出強(qiáng)化、二次硬化、過(guò)剩相強(qiáng)化）2）韌化途徑：細(xì)化晶粒；降低有害元素的含量；防止預(yù)存的顯微裂紋；形變熱處理；利用穩(wěn)定的殘余奧氏體來(lái)提高韌性；加入能提高韌性的M，如NiMn；盡量減少在鋼基體中或在晶界上存在粗大的K或其它化合物相。第二章第二章工程結(jié)構(gòu)鋼工程結(jié)構(gòu)鋼1對(duì)工程結(jié)構(gòu)鋼的基本性能

9、要求是什么？對(duì)工程結(jié)構(gòu)鋼的基本性能要求是什么？答：（1）足夠高的強(qiáng)度、良好的塑性（2）適當(dāng)?shù)某貨_擊韌性，有時(shí)要求適當(dāng)?shù)牡蜏貨_擊韌性（3）良好的工藝性能。2合金元素在低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼中的主要作用是什么？為什么考合金元素在低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼中的主要作用是什么？為什么考慮采用低慮采用低C？答：為提高碳素工程結(jié)構(gòu)鋼的強(qiáng)度，而加入少量合金元素，利用合金元素產(chǎn)生固溶強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化和沉淀強(qiáng)化。利用細(xì)晶強(qiáng)化使鋼的韌脆轉(zhuǎn)變溫度的降低，來(lái)抵消由于碳氮化