1、金属材料学答案(1)黄铜 ： 铜锌合金称为黄铜，再加入其他元素后称为多元黄铜。(2)锌当量系数 ： 每 1%合金元素在组织上替代锌的数量。(3)青铜： 是铜和 Sn、Al、Be、Si、Mn、Cr、Cd、Zr 和Ti 等合金的通称。(4)白铜 ： 是以镍为主要合金元素的铜合金。 1)碳当量：是将硅含量折合成相当的碳量与实际碳含量之和。2)共晶度：是铸铁的碳含量与其共晶点碳含量的比值。(1)蠕变极限 ：在规定温度和规定时间产生一定蠕变变形量的应力。(2)持久强度 ：在规定温度和规定时间引起断裂的应力。(3)持久寿命 ：在规定温度和规定应力作用下引起断裂的时间。(1)液析碳化物 ：钢液在凝固时产生的
2、严重枝晶偏析，局部地区碳和铬浓度达到共晶成分，产生离 异共晶，粗大的共晶碳化物经轧制被拉成条带状。(2)网状碳化物 ：过共析钢在热轧(锻)后缓慢冷却过程中，二次碳化物沿奥氏体晶界析出呈网状 分布。(3)水韧处理 ：将高锰钢加热到高温奥氏体区， 使碳化物充分溶入奥氏体中， 并在此温度迅速水冷， 得到韧性好的单相奥氏体组织。(4)超高强度钢 ：室温强度为 b1370MPa或 s1245MPa的钢。(1)晶间腐蚀 ：富铬的 Cr23C6碳化物沿晶界呈网状连续析出，晶界附近形成 10-5cm宽的贫铬区， 当贫铬区 Cr含量下降到 12%以下时钝化能力急剧下降，贫 Cr 区作为阳极发生腐蚀，腐蚀集中在晶
3、 界附近。(2)应力腐蚀 ：在拉应力作用下，不锈钢在某些介质中经过不长的时间就会发生破裂，而且拉应力 越大，越易发生破裂。(3)n/8 规律：当 Cr 的摩尔分数每达到 1/8，2/8 ，3/8 时，合金的腐蚀速度都相应有一个突然 的降低。第一章 钢的合金化原理 3简述合金元素对扩大和缩小相区的影响，并说明利用此原理在生产中有何意义？ 奥氏体形成元素 ：扩大奥氏体相区，含量高时可以使奥氏体稳定到室温，成为室温组织。铁素体形成元素 ：缩小奥氏体相区，含量高时可以使奥氏体相区完全消失，使铁素体成为高温 组织。生产中的应用 ：在钢中加入大量奥氏体形成元素或铁素体形成元素，得到室温组织为奥氏体的 奥氏
4、体钢或高温组织为铁素体的铁素体钢，满足特殊性能的要求。5、合金钢中K形成元素( V 、Mo、Cr、 Mn)所形成的 K基本类型及相对稳定性。V： 即使在钢中含量很低( 50。高速钢在高速切削时，刃具温度可上升到 600-650，所以红硬性是高速钢的一种重要性能。 。 提高红硬性的合金元素 ：W、Mo、V、 Co、及微合金元素 N。强烈阻碍回火时马氏体中碳原子析出，提高回火稳定性。回火时在马氏体中弥散析出 W2C、Mo2C造成二次硬化。4、18-4-1 高速钢铸态显微组织特征是什么，为什么高速钢在热处理前一定要大量热加工？(1)实际铸态组织： 大量鱼骨状 Ld和黑色屈氏体及白亮马氏体和残余奥氏体
5、。1黑色组织 ： 由于包晶和包共晶转变需要固相扩散， 使达到所需 C和 Me，才能转变为， 所以不能充分进行。部分被保留，随后发生共析转变， K，称为共析。在金相组织中 呈黑色。2白亮组织 ：的共析反应被抑制，过冷到较低温度转变为 MAR，在金相组织中呈白色。 共晶组织增多 ：包晶和包共晶转变不彻底，没有完全消失， L 相对增加，使 Ld增多。(2)由于铸态高速钢中有粗大的鱼骨状共晶碳化物，所以必须经过锻轧将其粉碎，使其成为均匀分 布的颗粒状碳化物。 如变形量不足，会存在粗的网状碳化物和密集的带状碳化物， 淬火易开裂， 并 降低硬度、热硬性、强度、韧性和耐磨性。7、高速钢 18-4-1 的最终
6、热处理的加热温度为什么高达 1280，在加热过程中为什么要在 600-650 和 800-850进行二次预热处理？高速钢淬火加热时，必须保证奥氏体中固溶大量的合金元素，即有足够的碳化物溶入奥氏体。 而高速钢中的合金碳化物都比较稳定， M23C6到 1090才完全溶解， M6C和 MC分别在 1037和 1100开始溶解，所以 18-4-1 高速钢要采用 1280淬火加热。 高速钢是高合金钢，导热系数小，为了防止工件加热时变形、 开裂和缩短高温加热时间以减少脱碳， 需要在 500-600和 800-850进行二次预热保温，保温时间比加热时间长一倍。8高速钢 18-4-1 淬火后三次回火的目的是什
7、么，这种回火在组织上引起什么样的变化？(1)回火时的组织变化1淬火马氏体转变为回火马氏体；2沉淀强化：马氏体和残余奥氏体中析出弥散分布的合金碳化物颗粒。 二次淬火：残余奥氏体由于合金度降低，在冷却过程中转变为淬火马氏体。(2)三次回火的目的二次淬火产生的淬火马氏体需要回火，残余奥氏体需要两次回火才能基本消除，所以要采用三 次回火。9、高碳，高铬工具钢耐磨性极好的原因是什么，抗氧化的原因？(1)耐磨性好的原因 ：马氏体基体的硬度高。 未溶碳化物数多 (退火时体积分数为 16-20%)。未溶碳化物是铬碳化物中硬度最高的 Cr7C3，HV为 1700。(2)抗氧化的原因 ：形成了稳定、致密、结合牢固
8、的 Cr2O3保护膜。第五章 不锈耐蚀钢2从电化学腐蚀原理看，采用哪些途径可以提高钢的耐蚀性？(1)得到单相固溶体组织。 (2) 表面形成稳定的保护膜。 (3) 提高固溶体(阳极)的电极电位。3合金元素及环境介质对耐蚀钢的耐蚀性的影响？合金元素的影响 ：(1)Cr 是提高耐蚀性的主要元素， 可提高固溶体的电极电位， 形成稳定的保护膜。不锈钢中 Cr 含量 不低于 13%，同时符合 n/8 规律。(2)Ni 提高铬不锈钢在硫酸、醋酸、草酸及中性盐中的耐蚀性。(3)Mn 提高铬不锈钢在有机酸中耐蚀效果。(4)Mo提高在热硫酸、稀盐酸、磷酸及有机酸中耐蚀，同时防止氯离子对膜的破坏抗点腐蚀。(5)Cu
9、 在不锈钢表面作为附加微阴极，易于达到钝化状态，提高耐蚀性，一般加入 2-3%。(6)Si 提高不锈钢在盐酸、硫酸及高浓度硝酸中的耐蚀性，一般加入 2-4%。环境介质的影响 ：(1)大气、水、水蒸气等弱腐蚀介质中采用 Cr13 不锈钢。(2)氧化性酸中采用 Cr17%以上的高铬不锈钢。(3)非氧化性酸中一般 Cr，Cr-Ni 不锈钢难以钝化，需加入 Ni 、Mo，Cu增加钢的钝化能力。(4)强有机酸介质中一般 Cr，Cr-Ni 不锈钢难以钝化需加入 Mo，Cu、 Mn增加钢的钝化能力。(5)含 Cl-1 介质中需加入 Mo增强抗点蚀能力。 4奥氏体不锈钢晶间腐蚀产生的原因，影响因素及防止方法？
10、产生原因：富铬的 Cr23C6碳化物沿晶界呈网状连续析出， 在晶界附近形成 10-5cm宽的贫铬区，当 贫铬区 Cr含量下降到 12%以下时钝化能力急剧下降，贫 Cr 区作为阳极发生腐蚀，腐蚀集中在晶界 附近。消除措施：(1) 钢中含 C量降到 0.03%以下，不析出碳化物，不会发生晶间腐蚀。(2)加入 Ti ，Nb，生成稳定的 TiC，NbC，固定钢中 C，不生成铬的碳化物，不产生贫铬区。(3)调整化学成分，出现 1050%铁素体，使 Cr23C6在/ 相界相一侧呈点状析出，避免了 在奥氏体晶界析出。铬在相中扩散快，不会产生贫铬区。(4)在 550-800长时间加热，通过铬的扩散消除奥氏体中
11、的贫铬区。 5不锈钢发生应力腐蚀破裂的产生原因，影响因素及防止方法？ 产生原因：张应力使位错运动形成表面滑移台阶， 破坏了表面钝化膜。 裸露的滑移台阶若来不及 修补成完整的钝化膜，会发生阳极溶解形成蚀坑，并继续向内部扩展，形成腐蚀裂纹。影响因素(1) 腐蚀介质 Cl- 强烈引起应力腐蚀。随 Cl- 浓度升高，破坏时间缩短。(2) 只有张应力才会产生应力腐蚀。应力越大，破坏时间越短。(3)在含 Cl- 的水溶液中， 80以上才产生应力腐蚀。温度越高，破坏时间越短。(4)组织和成分1铁素体不锈钢和高镍奥氏体不锈钢不敏感 , 含铁素体的复相不锈钢敏感性低。 Cr18Ni9型奥氏体不 锈钢很敏感。2氮
12、促进应力腐蚀裂纹的诱发和传播。防止措施(1) 加入 2-4%的 Si 或 2%的 Cu。(2) 氮含量 0.04%，并尽量降低磷、砷、锑、铋等杂质元素含量。(3)采用高纯度铁素体不锈钢。(4)采用奥氏体铁素体复相不锈钢，铁素体占 50-70%。第六章 耐热钢及耐热合金2耐热钢和耐热合金的基本性能要求有那两条？(1) 高温强度； (2) 高温化学稳定性。4. 如何利用合金化提高钢的高温抗氧化性能？ 加入 Cr，Si ，Al 提高 FeO生成温度，阻止 FeO生成。(2) 当 Cr，Al 含量高时，可形成致密、稳定、结合牢固的 Cr2O3、Al2O3阻碍铁原子扩散。 3、如何利用合金化提高钢的高温
13、强度？(1) 提高基体强度加入 Ni、Mn、N，以奥氏体作为基体，奥氏体的原子排列较致密，原子间结合力强，比铁素体热 强性好。加入 W， Mo，产生固溶强化。(2) 晶界强化纯化晶界： 使晶界处分布的 P，S 及其它低熔点杂质形成稳定的难熔化合物。填充空位： 加入 B填充晶界空位，阻止扩散。3晶界沉淀强化：沉淀相在晶界不连续析出，形成强化相骨架。(3)沉淀强化： 加入 W，V，Ti ，Nb，Al ，在晶内析出具有高的高温强度和高温稳定性的碳化物、 金属间化合物。第八章 铝合金1以 Al-4 Cu合金为例，阐述铝合金的时效过程及主要性能变化？ 随温度升高，可分为四个阶段。Cu原子在 100晶面上
14、富集，形成铜原子富集区( GP区)。 GP区进一步扩大，并有序化，具有正方点阵，称为 。3铜、铝原子之比为 1：2 时，形成过渡相，具有正方点阵。4形成稳定相 CuAl2，称，正方点阵。与此对应， 性能变化也分为四钢阶段 。与基体保持共格关系，产生严重的点阵畸变，提高硬度、强度。 与基体保持共格关系，强化效果最强烈。3与基体保持半共格关系，强化效果下降，处于过时效阶段。4与基体共格关系完全破坏，合金强度、硬度进一步降低。 2变形铝合金分为几类，说明主要变形铝合金的合金系，牌号及主要性能特点？ 非热处理强化变形铝合金(1) 铝锰防锈铝合金合金系 ：铝-锰。 牌号：LF21。性能特点 ：在大气和海
15、水中耐蚀性和纯铝相当。良好的工艺性能。(2) 铝镁防锈铝合金 合金系：铝- 镁。 牌号：LF2。性能特点 ：在大气和海水中耐蚀性优于 LF21合金，在酸性和碱性介质中比 LF21稍差。 第九章 镁合金1镁的晶格类型如何，镁及镁合金有何主要性能特点？镁具有密排六方点阵结构。主要性能特点 ：(1) 密度轻，在金属材料中比强度和比刚度最高。(2) 高的抗震能力，能承受冲击载荷。(3)优良的切削加工性和抛光性能。2. 镁合金按生产方法分为几类，其牌号如何表示？分为变形镁合金 和铸造镁合金 两大类。变形镁合金(1) 镁锌锆系合金。牌号： MB15。(2) 镁锰系合金。 牌号：MB1。(3)镁稀土系和镁钍
16、系耐热镁合金。牌号： MA11。(4) 镁锂合金。牌号： MA21。 铸造镁合金(1) 镁铝锌铸造合金。牌号： ZM5。 (2) 镁锌锆铸造合金。牌号： ZM1。(3)镁稀土锆系耐热铸造合金。牌号： ZM6 第十章 铜合金2铜合金分为几类，不同铜合金的牌号如何表示，主要性能是什么？ 黄铜：二元黄铜 ：铜锌合金。 H85，H70，H62。塑性好。多元黄铜 ：铝黄铜，HAl77-2，提高耐蚀性，增加强度。 锡黄铜，HSn70-1，提高耐蚀性，增加强度。铅黄铜，提高切削性。青铜：多元锡青铜：铜-锡合金。QZSn1，0 铸造收缩率小，适于铸造形状复杂，壁厚变化大的工件。 锡青铜：锡磷青铜， QZSn6
17、.5 0.1(P) ，提高强度 锡锌青铜， QSn43(Zn)，改善力学性能。铝青铜： 铜- 铝合金。 QAl10，良好的力学性能、耐蚀性和耐磨性。铝铁镍青铜： QAl1044，强度高，耐热， 耐磨性好。白铜：普通白铜：铜- 镍合金。 B20，耐蚀性好，冷热加工性好。锌白铜： BZn1520，(Ni ：15%，Zn：20%)高强度，高弹性。铝白铜： 高强度，高弹性，高耐蚀性。电工白铜：康铜，考铜， B0.6 白铜 第十一章 钛合金1钛的晶格类型如何，钛合金的分类及牌号？ 晶格类型：固态下有同素异构转变：882 ，hcp结构，称Ti。882-1678，bcc结构，称 Ti。 分类及牌号 ：(1) 钛合金。牌号：TA4，TA5，TA6，TA7，TA8。(2) 钛合金。牌号：TC1，TC2，TC3， TC10。(3) 钛合金。牌号：TB1，TB2。2. 钛及钛合金有何主要性能特点 ？(1) 强度与优质钢相近，密度轻，比强度高。(2) 在 400-500耐热性远比铝合金和镁合金高。(3)耐蚀性与 18-8 不锈钢相当，特别是在海水和含氯介质中的几乎不腐蚀。TA8： 近钛合金。 Ti-5Al-2.5Sn-3Cu-1.5Cu良好的热塑性和焊接性；良好的抗氧化性；耐热性较好。TC4： 钛合金。 Ti-6Al-4V 。既有高强度又有好的加工成型性。 400 以上，蠕变强度稍逊。
