1、第一章答案1、為什么說鋼中的S、 P 雜質(zhì)元素總是有害的？答：S容易和Fe結(jié)合成熔點為989 c的FeS相，會使鋼產(chǎn)生熱脆性；P和Fe結(jié)合形成硬脆的Fe3P相使鋼在冷加工過程中產(chǎn)生冷脆性。2、合金元素對Fe-C相圖的S、E點有什么影響？這種影響意味著什么？答：凡是擴(kuò)大丫相區(qū)的元素均使S、E點向左下方移動，如 Mm Ni;凡是封閉丫相區(qū)的元素均使S、 E 點向左上方移動，如Cr、 Si 、 Mo。 E 點左移意味著出現(xiàn)萊氏體的碳含量減小；S 點左移意味著共析碳含量減小。3、 那些合金元素能夠顯著提高鋼的淬透性？提高鋼的淬透性有什么作用？答：B、 Mn、 Mo、 Cr、 Si、 Ni 等元素能夠顯

2、著提高鋼的淬透性。提高鋼的淬透性一方面可以使工件得到均勻而良好的力學(xué)性能，滿足技術(shù)要求; 另一方面在淬火時，可以選用比較緩和的冷卻介質(zhì)以減小零件的變形和開裂的傾向。4、 為什么說合金化的基本原則是 “復(fù)合加入”？舉二例說明合金復(fù)合作用的機(jī)理。答： 1. 提高性能，如淬透性；2. 揚長避短，合金元素能對某些方面起積極作用，但往往還有些副作用，為了克服不足，可以加入另一些合金元素彌補，如Si-Mn ， Mn-V;3. 改善碳化物的類型和分布，某些合金元素改變鋼中碳化物的類型和分布或改變其他元素的存在形式和位置，從而提高鋼的性能，如耐熱鋼中Cr-Mo-V, 高速鋼中V-Cr-W。5、 合金元素提高鋼

3、的韌度主要有哪些途徑？答：1.細(xì)化A晶粒；2.提高鋼的回火穩(wěn)定性；3.改善機(jī)體韌度；4.細(xì)化碳化物；5.降低 或消除鋼的回火脆性；6. 在保證強度水平下適當(dāng)降低碳含量；7. 提高冶金質(zhì)量；8. 通過合金化形成一定量的殘余 A,利用穩(wěn)定的殘余 A提高鋼的韌度。6、 鋼的強化機(jī)制有那些？為什么一般的強化工藝都采用淬火- 回火？答：固溶強化、細(xì)晶強化、位錯強化、第二相強化。因為一般的鋼的強化都要求它有一定的強度的同時又要保持一定的任性，淬火后鋼中能夠形成M,這給了鋼足夠的強度，但是帶來的后果就是韌度不夠，而回火能夠在強度降低不大的情況下給淬火鋼以足夠的韌性，這樣能夠得到綜合力學(xué)性能比較優(yōu)良的材料，所

4、以一般鋼的強化工藝都采用淬火加回火。7、 鐵置換固溶體的影響因素？答： 1. 溶劑與溶質(zhì)的點陣結(jié)構(gòu)；2. 原子尺寸因素；3. 電子結(jié)構(gòu)。第二章1、敘述構(gòu)件用鋼一般的服役條件、加工特點、性能要求?答：服役條件：工程結(jié)構(gòu)件長期受靜載荷；互相無相對運動；受大氣（海水）侵蝕；有些構(gòu)件受疲勞沖擊；一般在-50100 c范圍內(nèi)使用；加工特點是由構(gòu)件用鋼的基本要求和加工工藝決定的，焊接是構(gòu)成金屬結(jié)構(gòu)的常用方法，一般都要經(jīng)過如剪切、沖孔、熱彎、深沖等成型工藝；性能要求：（ 1 ）足夠的強度和韌度（2）良好的焊接性和成型工藝性（3）良好的耐腐蝕性2、在低合金高強度工程結(jié)構(gòu)鋼中大多數(shù)采用微合金元素（Nb、 V、

5、Ti 等） ，它們的主要作用是什么？答：由于Nb、 V、 Ti 的微合金化可以生成彌散的碳化物、氮化物和碳氮化物，它們能釘扎晶界，加熱時能阻止 A晶粒長大，冷卻后可得到細(xì)小的F和P,所以在低合金高強度鋼中，常利用Nb、 V、 Ti 合金來細(xì)化晶粒。第三章1、為什么說淬透性是評定結(jié)構(gòu)鋼性能的重要指標(biāo)？答：結(jié)構(gòu)鋼是指符合特定強度和可成型性等級的鋼，一般用于承載等用途，對鋼要求 有足夠的強度和韌度等力學(xué)性能，淬透性好的鋼材，可使鋼件整個截面獲得均勻一致的力 學(xué)性能以及可以選用鋼件淬火應(yīng)力小的淬火劑，以減小變形和開裂，所以說淬透性是評定 結(jié)構(gòu)鋼性能的重要指標(biāo)。2、彈簧鋼為什么要求較高的冶金質(zhì)量和表面質(zhì)

6、量？彈簧鋼的強度極限高，是否意味著疲勞極限高？為什么？答：因為彈簧的主要作用是儲能減振，是利用其彈性變形來吸收和釋放外力，要求彈簧鋼具有高的疲勞強度和足夠高的塑性和韌性，彈簧在工作時表面承受的應(yīng)力最大，所以要求有良好的表面質(zhì)量，表面不允許有裂紋、夾雜、折疊、嚴(yán)重脫碳等，這些缺陷往往會成為應(yīng)力高度集中的地方和疲勞裂紋源，顯著的降低彈簧的疲勞強度，所以要求較高的冶金質(zhì)量和表面質(zhì)量。不是，強度極限是指構(gòu)件在外力作用下發(fā)生破壞時出現(xiàn)的最大應(yīng)力，也可稱為破壞強度或破壞應(yīng)力，而疲勞極限是表現(xiàn)一種材料對周期應(yīng)力的承受能力，在疲勞實驗中，應(yīng)力交變循環(huán)，大至無限次而試樣仍不破損時的最大應(yīng)力叫疲勞極限。3、滾動軸

7、承原始組織中碳化物不均勻性有哪幾種情況，應(yīng)如何改善和消除？（ 1 ）碳化物液析：采用高溫（1200）擴(kuò)散退火（ 2）帶狀碳化物偏析：長時間退火（ 3）網(wǎng)狀碳化物：控制終軋或終鍛溫度，控制軋制后冷速或正火處理第四章1 .在高速鋼中，合金元素 W Cr, V主要作用是什么？ 答：W高速鋼獲得紅硬性主要元素，強烈降低鋼的熱導(dǎo)率 V ：顯著提高鋼的紅硬性，硬度和耐磨性，有效的細(xì)化晶粒和降低鋼的過熱敏感性 Cr ：保證鋼的淬透性，增加高速鋼的耐蝕性和抗氧化能力，減少粘刀現(xiàn)象，改善刃具切削能力2 .有一批 W18Cr4V鋼鉆頭，淬火后硬度偏低，經(jīng)過檢驗室淬火加熱溫度出了問題，淬火加熱溫度可能出現(xiàn)什么問題？

8、怎樣從金相組織判斷？答：溫度可能太低，也可能太高。溫度過低會出現(xiàn)淬火軟點，溫度過高會出現(xiàn)過熱現(xiàn)象，嚴(yán)重會出現(xiàn)過燒現(xiàn)象。晶相組織上淬火軟點通常是一些白點，由于淬火溫度不夠，A沒有轉(zhuǎn)變成乂如果晶相組織上有一些小區(qū)域的黑色組織，可能的由于淬火溫度高了，造成了過熱， 如果大塊區(qū)域出現(xiàn)黑色組織，那就很有可能是溫度過高早成了過燒。第五章1. 提高鋼耐腐蝕性方法有哪些？答： 1. 使鋼的表面形成穩(wěn)定的保護(hù)膜2. 提高不銹鋼固溶體的電極位或形成穩(wěn)定的鈍化區(qū)，降低微電池電動勢3. 使鋼獲得單相組織4. 采用機(jī)械保護(hù)措施或覆蓋層2.什么叫n/8定律或 Tammann旋律答：固溶體中溶質(zhì)元素的原子比達(dá)到N/8 時，

9、固溶體的電極電位突然升高的顯現(xiàn)成為泰曼定律。第六章1. 在耐熱鋼常用合金元素中，哪些是抗氧化元素？哪些是強化元素，哪些是A 形成元素？說明其作用機(jī)理答：抗氧化元素： Cr, Al, Si;強化元素：Mq W Ti, Nb, V C; A形成元素：Ni2. 為甚麼鍋爐管子用珠光體熱強鋼的C 含量較低（<%）？有一鍋爐管子經(jīng)運行兩年后，發(fā)現(xiàn)有“起瘤”現(xiàn)象，試分析原因，并提出改進(jìn)設(shè)想？答：因為C含量高了，使P球化和聚集速度加快，石墨化傾向增大，合金元素的再分配加速，并且鋼的焊接，成形等工藝性能有所降低， ， ， ， ， （自己再整理）第七章答案1、鑄鐵與碳鋼相比，在成分、組織和性能上有什么區(qū)別

10、？（1）白口鑄鐵：含碳量約，硅在1%A下白口鑄鐵中的碳全部以滲透碳體（Fe3c）形式存在,因斷口呈亮白色。故稱白口鑄鐵，由于有大量硬而脆的Fe3c,白口鑄鐵硬度高、脆性大、很難加工。因此，在工業(yè)應(yīng)用方面很少直接使用，只用于少數(shù)要求耐磨而不受沖擊的制件， 如拔絲模、球磨機(jī)鐵球等。大多用作煉鋼和可鍛鑄鐵的坯料（2）灰口鑄鐵；含碳量大于,鑄鐵中的碳大部或全部以自由狀態(tài)片狀石墨存在。斷口呈 灰色。它具有良好鑄造性能、切削加工性好，減磨性，耐磨性好、加上它熔化配料簡單，成 本低、廣泛用于制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜鑄件和耐磨件。（3）鋼的成分要復(fù)雜的多，而且性能也是各不相同鋼是含碳量在%間的鐵碳合金。我們通常將其與鐵合

11、稱為鋼鐵，為了保證其韌性和塑性，含碳量一般不超過%鋼的主要元素除鐵、碳外，還有硅、鎰、硫、磷等，而且鋼還根據(jù)品質(zhì)分類為普通鋼（PW % SW %優(yōu)質(zhì)鋼（P、S均w% 高級優(yōu)質(zhì)鋼（PW % SW %按照化學(xué)成分又分碳素鋼：低碳鋼（C< % .中碳鋼（CW % .高碳鋼（CW %。合金鋼：低合金鋼（合金元素總含 量W5% .中合金鋼（合金元素總含量 510% .高合金鋼（合金元素總含量 10% 。2、球墨鑄鐵的性能特點及用途是什么？球墨鑄鐵。將灰口鑄鐵鐵水經(jīng)球化處理后獲得，析出的石墨呈球狀，簡稱球鐵。比普通 灰口鑄鐵有較高強度、較好韌性和塑性。用于制造內(nèi)燃機(jī)、汽車零部件及農(nóng)機(jī)具等。珠光體型球

12、墨鑄鐵一一柴油機(jī)的曲軸、連桿、齒輪；機(jī)床主軸、蝸輪、蝸桿；軋鋼機(jī)的 軋輻；水壓機(jī)的工作缸、缸套、活塞等。鐵素體型球墨鑄鐵一一受壓閥門、機(jī)器底座、汽車后橋殼等。3. 為什么灰鑄鐵的性能低于碳鋼？答：低碳鋼據(jù)有良好的冷沖壓性能及可焊接性能，常用來制造用力不大，韌性要求較高的機(jī)械零部件，經(jīng)滲碳淬火處理后，其表面硬而耐磨，心部保持高的塑性和韌性?；诣T鐵的石墨成片狀分布于基體上，造成對基體的割裂作用，同時會在石墨片的夾角處因其引起應(yīng)力集中。因此，灰鐵的抗拉強度和塑性大大低于具有相同基體的鋼，但他的抗拉強度卻與相同基體的退火鋼相近，此外由于石墨的存在，使得灰鐵具有消震性耐磨性和較低的缺口敏感性。第八章答案

13、1、以Al-Cu合金為例，簡要說明鋁合金時效的基本過程。形成溶質(zhì)原子偏聚區(qū)-G-P （I）區(qū)。在新淬火狀態(tài)的過飽和固溶體中，銅原子在鋁晶格中的分布是任意的、 無序的。時效初期，即時效溫度低或時效時間短時，銅原子在鋁基體上的某些晶面上聚集，形成溶質(zhì)原子偏聚區(qū)，稱G-P ( I )區(qū)。G-P ( I )區(qū)與基體 a保持共格關(guān)系，這些聚合體構(gòu)成了提高抗變形的共格應(yīng)變區(qū)，故 使合金的強度、硬度升高。G-P區(qū)有序化形成 G- P (n)區(qū)。隨著時效溫度升高或時效時間延長，銅原子繼續(xù) 偏聚并發(fā)生有序化，即形成 G- P (n)區(qū)。它與基體 a仍保持共格關(guān)系，但尺寸較 G-P(I )區(qū)大。它可視為中間過渡相

14、，常用 0 ”表示。它比 G- P ( I )區(qū)周圍的畸變更大， 對位錯運動的阻礙進(jìn)一步增大， 因此時效強化作用更大，相析出階段為合金達(dá)到最大強 化的階段。形成過渡相0 。？隨著時效過程的進(jìn)一步發(fā)展，銅原子在G- p (n)區(qū)繼續(xù)偏聚，當(dāng)銅原子與鋁原子比為 1: 2時，形成過渡相。由于。的點陣常數(shù)發(fā)生較大的變化， 故當(dāng)其形成時與基體共格關(guān)系開始破壞，即由完全共格變?yōu)榫植抗哺瘢虼?'相周圍基體的共格畸變減弱，對位錯運動的阻礙作用亦減小，表現(xiàn)在合金性能上硬度開始下降。由此可見，共格畸變的存在是造成合金時效強化的重要因素。形成穩(wěn)定的0相。過渡相從鋁基固溶體中完全脫溶，形成與基體有明顯界面的

15、獨立的穩(wěn)定相A12CU,稱為0相此時0相與基體的共格關(guān)系完全破壞，并有自己獨立的晶格，其 畸變也隨之消失，并隨時效溫度的提高或時間的延長，0相的質(zhì)點聚集長大，合金的強度、硬度進(jìn)一步下降，合金就軟化并稱為“過時效”。0相聚集長大而變得粗大。2、硬鋁合金有哪些優(yōu)缺點？說明 2A12 (LY12)的熱處理特點。硬鋁屬于Al-Cu-Mg系合金，具有強烈的時效強化作用，經(jīng)時效處理后具有很高的硬度、 強度，故Al-Cu-Mg系合金總稱為硬鋁合金。這類合金具有優(yōu)良的加工性能和耐熱性，但塑 性、韌性低，耐蝕性差，常用來制作飛機(jī)大梁、空氣螺旋槳等。硬鋁合金的熱處理特性是強化相的充分固溶溫度與(a+ 3 +S)三

16、元共晶的熔點507c.因此，硬鋁淬火加熱的過燒敏感性很大，為了獲得最大固溶度的過飽和固溶體，2A12合金最理想的淬火溫度為 500 c ± 3C,但實際生產(chǎn)條件很難做到，所以2A12合金常用的淬火溫度為495500 C。第九章答案1、什么是黃銅的“自裂”？產(chǎn)生的原因是什么？通常采用什么方法消除？黃銅經(jīng)壓力加工而內(nèi)部有殘余應(yīng)力時，若在大氣中，特別是在有氨氣、氨溶液、汞、汞 蒸氣、汞鹽溶液和海水中易產(chǎn)生腐蝕，致使黃銅破裂，這種現(xiàn)象稱：“自裂”(季裂、應(yīng)力 腐蝕)。為了防止黃銅的應(yīng)力腐蝕開裂，可將冷加工后的黃銅零件用260-300 C保溫13小時的低溫退火來消除內(nèi)應(yīng)力或向黃銅中加入一定量的

17、 Sn Si、Al、M吊口 Ni等，可顯著降低應(yīng)力腐蝕 傾向，也可采用鍍鋅和鍍錫等電鍍層加以保護(hù)，以防止自裂。2、為什么炮彈彈殼常用H7。H68黃銅材料制造？黃銅(又叫青銅)，黃銅是主要由銅和鋅形成的合金，用途甚廣，其性質(zhì)取決于銅和鋅的比例。 含銅達(dá)63%A上的黃銅，可以冷加工，可以退火，有延展性；而含銅較少、含鋅較多的合金，則應(yīng) 熱加工，強度較高。H70 (C2600):含銅量70%又稱彈殼黃銅。具有良好光澤、加工性、延展性、適合伸抽，易于 電鍍或涂裝?？蓱?yīng)用于深伸抽加工，如子彈殼，炮彈殼、喇叭鎖、電子零件、汽車水箱、銅管。H68 (C2620):含銅量68%又稱彈殼黃銅。延展性，可焊性，深

18、沖性，可鍍性，耐蝕性能均佳， 應(yīng)用于各種復(fù)雜冷深沖件，散熱器殼等。第十章答案1、為什么國內(nèi)外目前應(yīng)用最廣泛的鈦合金是Ti-Al-V 系的Ti-6Al-4V即TC4合金？鈦合金具有強度高而密度又小，機(jī)械性能好，韌性和抗蝕性能很好。另外，鈦合金的工藝性能差，切削加工困難，在熱加工中，非常容易吸收氫氧氮碳等雜質(zhì)。還有抗磨性差，生 產(chǎn)工藝復(fù)雜。鈦的工業(yè)化生產(chǎn)是1948年開始的。航空工業(yè)發(fā)展的需要，使鈦工業(yè)以平均每年約8 %的增長速度發(fā)展。目前世界鈦合金加工材年產(chǎn)量已達(dá)4萬余噸，鈦合金牌號近30種。第一個實用的鈦合金是 1954年美國研制成功的 Ti-6A1-4V 合金，由于它的耐熱性、強 度、塑性、韌

19、性、成形性、可焊性、耐蝕性和生物相容性均較好，而成為鈦合金工業(yè)中的王 牌合金，該合金使用量已占全部鈦合金的75%85%。其他許多鈦合金都可以看做是Ti-6 A1-4V 合金的改型。2、鈦合金的分類？答：按照合金在平衡和亞穩(wěn)定狀態(tài)的相組成，鈦合金可分為 “、近”、近？、？ 等五類；但習(xí)慣上將鈦合金分為a、a +?和？三大類。鈦合金分類如圖所示。若按照使用性能特點，則可分為結(jié)構(gòu)鈦合金、耐熱(熱強)鈦合金和抗鈦合金等類。我國鈦合金國標(biāo)牌號 中，TA系列代表a型鈦合金；TB系列代表？型鈦合金；TC系列代表a+?型鈦合金。第十四章答案1、簡述金屬基復(fù)合材料的分類和性能特點？答：金屬基復(fù)合材料的分類：1.按基體分為鋁基復(fù)合材料、鈦基復(fù)合材料、鎂基復(fù)合材料、高溫合金基復(fù)合材料；2.按增強體分為：顆粒增強復(fù)合材料、層狀復(fù)合材料、纖維增強 復(fù)合材料；3.根據(jù)增強體的加入方式分為：外加增強復(fù)合材料和原位內(nèi)生復(fù)合材料。金屬基復(fù)合材料的性能特點：1.高比強度、比模量；2.高韌性、耐沖擊性能；3.良好的 高溫性能；4.表面耐久性能好，表面缺