内容发布更新时间 : 2025/6/15 20:43:26星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
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金属材料学思考题答案2
绪论、第一章、第二章
1.钢中的碳化物按点阵结构分为哪两大类,各有什么特点?
答:分为简单点阵结构和复杂点阵结构,前者熔点高、硬度高、稳定性好,后者硬度低、熔点低、稳定性差。
2.何为回火稳定性、回火脆性、热硬性?合金元素对回火转变有哪些影响? 答:
回火稳定性:淬火钢对回火过程中发生的各种软化倾向(如马氏体的分解、残余奥氏体的分解、碳化物的析出与铁素体的再结晶)的抵抗能力
回火脆性:在200-350℃之间和450-650℃之间回火,冲击吸收能量不但没有升高反而显著下降的现象
热硬性:钢在较高温度下,仍能保持较高硬度的性能
合金元素对回火转变的影响:①Ni、Mn影响很小,②碳化物形成元素阻止马氏体分解,提高回火稳定性,产生二次硬化,抑制C和合金元素扩散。③Si比较特殊:小于300℃时强烈延缓马氏体分解,
3.合金元素对Fe-Fe3C相图S、E点有什么影响?这种影响意味着什么? 答:凡是扩大奥氏体相区的元素均使S、E点向左下方移动,如Mn、Ni等; 凡是封闭奥氏体相区的元素均使S、E点向左上方移动,如Cr、Si、Mo等?
E点左移:出现莱氏体组织的含碳量降低,这样钢中碳的质量分数不足2%时就可以出现共晶莱氏体。S点左移:钢中含碳量小于0.77%时,就会变为过共析钢而析出二次渗碳体。
4.根据合金元素在钢中的作用,从淬透性、回火稳定性、奥氏体晶粒长大倾向、韧性和回火脆性等方面比较下列钢号的性能:40Cr、40CrNi、40CrMn、40CrNiMo。 1)淬透性:40CrNiMo 〉40CrMn 〉 40CrNi 〉 40Cr
2) 回火稳定性:40CrNiMo 〉40CrNi 〉 40CrMn 〉 40Cr
3) 奥氏体晶粒长大倾向:40CrMn 〉 40Cr 〉 40CrNi 〉 40CrNiMo 4) 韧性:40CrNiMo 〉40CrNi 〉40Cr〉40CrMn (Mn少量时细化组织) 5) 回火脆性: 40CrMn 〉40CrNi> 40Cr 〉40CrNiMo
5.怎样理解“合金钢与碳钢的强度性能差异,主要不在于合金元素本身的强化作用,而在于合金元素对钢相变过程的影响。并且合金元素的良好作用,只有在进行适当的热处理条件下才能表现出来” ?从强化机理和相变过程来分析(不是单一的合金元素作用)
合金元素除了通过强化铁素体,从而提高退火态钢的强度外,还通过合金化降低共析点,相对提高珠光体的数量使其强度提高。其次合金元素还使过冷奥氏体稳定性提高,C曲线右移,在相同冷却条件下使铁素体和碳化物的分散度增加,从而提高强度。
然而,尽管合金元素可以改善退火态钢的性能但效果远没有淬火回火后的性能改变大。 除钴外,所有合金元素均提高钢的淬透性,可以使较大尺寸的零件淬火后沿整个截面得到均匀的马氏体组织。大多数合金元素都有阻止奥氏体晶粒长大的倾向(Mn除外),从而细化晶粒,使淬火后的马氏体组织均匀细小。
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合金元素还能减缓钢的回火转变过程,特别是碳化物形成元素阻碍碳化物聚集长大,提高组成相的弥散度,从而提高强度。
强碳化物形成元素还可以产生沉淀强化,阻止和消除第二类回火脆性。 综上所述,合金元素本身可以形成碳化物或固溶体来提高钢材强度,但更重要的是通过热处理来改变其大小分布,因此相变强化更明显。也就是说,合金元素与碳钢的强度差异。主要在于通过热处理过程产生沉淀强化和细晶强化,提高淬透性和回火稳定性等,来显著提高合金钢的组织性能。
6.合金元素提高钢的韧度主要有哪些途径? 1)细化晶粒、组织—— 如Ti、V、Mo;
2)提高回火稳定性 —— 如强K形成元素 Mo,V; 3)改善基体韧度 —— Ni ; <