第一章鋼的合金化原理

1.名詞解釋

1）合金元素:恚別添加到鋼中為了確保獲得所要求的組織結(jié)構(gòu)從而得到一定的物理、化學(xué)

或機械性能的化學(xué)元素。（常用M來表示）

2）微合金元素：有些合金元素如V,Nb,Ti,Zr和B等，當(dāng)其含量只在0.1%左右（如BO.001%,

V0.2%）時，會顯著地影響鋼的組織與性能，將這種化學(xué)元素稱為微合金元素。

3）奧氏體形成元素:在Y-Fe中有較大的溶解度，且能穩(wěn)定丫相；如Mn,Ni,C。，C.N,

Cu：

4）鐵素體形成元素：在。-Fe中有較大的溶解度，且能穩(wěn)定。相。如：4Nb,Ti等。

5）原位析出：元素向滲碳體富集，當(dāng)其濃度超過在合金滲碳體中的溶解度時，合金滲碳體

就在原位轉(zhuǎn)變成特別碳化物如Cr鋼中的Cr：

￡-FexC-*Fe3C-*（Fe,Cr）3C-（Cr,Fe）7C3-*（Cr,Fe）23c6

6）離位析出：在回火過程中直接從Q相中析山特別碳化物，同時伴隨著滲碳體的溶解，可

使HRC和強度提升（二次硬化效應(yīng)）。如V,Nb,Ti等都屬于此類型。

2.合金元素V、Cr、W、Mo、Mn、Co、Ni、Cu、Ti、Al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a-Fe中形成無限固溶體？哪些能在yFe中形成無限固溶

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a-Fe中形成無限固溶體：V、Cr；

能在廣Fc中形成無限固溶體:Mn、Co、Ni

3.簡述合金元素對擴展或縮小Y相區(qū)的影響，并說明利用此原理在生產(chǎn)中有何意義？

擴展丫相區(qū)：使A3降低，A4升高一般為奧氏體形成元素

分為兩類：Y相區(qū)：Mn,Ni,Co與丫-Fe無限互溶.

Y相區(qū)：有C,N,Cu等。如Fe-C相圖，形成的擴展的丫相區(qū)，構(gòu)成了鋼的熱處

理的基礎(chǔ)。

（2）縮小丫相區(qū)：使A3升高，A4降低。一般為鐵素體形成元素

分為兩類Y相區(qū)：使相圖中Y區(qū)縮小到一個很小的面積形成Y圈,其結(jié)果使6相區(qū)與a

相區(qū)連成一片。如V,Cr,Si,Al,Ti,Mo,W,P,Sn,As,Sb。

Y相區(qū)：Zr;Nb,Ta,B,S,Ce等

（3）生產(chǎn)中的意義：可以利用M擴展和縮小丫相區(qū)作用，獲得單相組織，具有特別性能，

在耐蝕鋼和耐熱鋼中應(yīng)用廣泛。

4.簡述合金元素對鐵碳相圖（如共析碳量、相變溫度等）的影響。

答：1）改變了奧氏體區(qū)的位置

2）改變了共晶溫度：（1）擴展Y相區(qū)的元素使Ai，A3下降；

（2）縮小丫相區(qū)的元素使AI,A3升高。當(dāng)Mo〉8.2%,W>12%,Ti>L0%,V>4.5%,Si>8.5%,丫相

區(qū)消失。

3.）改變了共析含碳量：所有合金元素均使S點左移。（提問：對組織與性能有何影響呢？）

5.合金鋼中碳化物形成元素（V,Cr,Mo,Mn等）所形成的碳化物基本類型及其相對穩(wěn)定

性。

答：基本類型：MC型；M2c型；M23c6型；U7c3型；M3c型；M6c型；

（強K形成元素形成的K比較穩(wěn)定，其順序為：Ti>Zr>Nb>V>W,Mo>Cr>Mn>Fe）

各種K相對穩(wěn)定性如下：%-M2clM6C-M23c6fM7c3-M3c

（高低）

6.主要合金元素（V,Cr,Ni,Mn,Si,B等）對過冷奧氏體冷卻轉(zhuǎn)變影響的作用機制。

答：Ti,Nb,Zr,V：主要是通過推遲P轉(zhuǎn)變時K形核與長大來提升過冷y的穩(wěn)定性：

肌Mo,Cr：1）推遲K形核與長大；

2）增加固溶體原子間的結(jié)合力，降低Fe的在擴散激活能。作用大小為：Cr>W>Mo

Mn：（Fe,Mn）3c，減慢P轉(zhuǎn)變時合金滲碳體的形核與長大；擴展丫相區(qū)，激烈推遲丫一。轉(zhuǎn)

變，提升a的形核功；

Ni：開放丫相區(qū)，并穩(wěn)定丫相，提升a的形核功（滲碳體可溶解Ni,Co）

C。擴展丫相區(qū)，但能使八3溫度提升（特例），使Y~a轉(zhuǎn)變在更高的溫度進行，降低了過

冷丫的穩(wěn)定性。使C曲線向左移。

Al,Si：不形成各自K,也不溶解在滲碳體中，必需擴散出去為K形核創(chuàng)造條件；Si可提

升Fe原子的結(jié)合力。

B,P,Re：激烈的內(nèi)吸附元素，富集于晶界，降低了丫的界面能，阻礙a相和K形核。

7.合金元素對馬氏體轉(zhuǎn)變有何影響？

答：合金元素的作用表現(xiàn)在：

1）對馬氏體點Ms-Mf溫度的影響;

2）改變馬氏體形態(tài)及精細結(jié)構(gòu)（亞結(jié)構(gòu)）。除ALC。外，都降低Ms溫度，其降低程度：

號雖C~\In~CrfNi—V~Mc，,W,Si勻芍

提升Y'含量:可利用此特點使Ms溫度降低于0℃以下，得到全部Y組織。如加入Ni,Mr,C,N

等

合金元素有增加形成攣晶馬氏體的傾向，且亞結(jié)構(gòu)與合金成分和馬氏體的轉(zhuǎn)變溫度有關(guān).

8.如何利用合金元素來消除或預(yù)防第一次、第二次回火脆性？

1）低溫回火脆性（第I類，不具有可逆性）

其形成原因：沿條狀馬氏體的間界析出K薄片；

防止：加入Si,脆化溫度提升300℃；加入Mo,減輕作用。

2）高溫回火脆性（第II類，具有可逆性）

其形成原因：與鋼雜質(zhì)元素向原奧氏體晶界偏聚有關(guān)。防止：加入肌Mo消除或延緩雜質(zhì)元

素偏聚.

9.如何理解二次硬化與二次淬火兩個概念的相關(guān)性與不同特點。

答：二次硬化:在含有Ti,V,Nb,Mo,W等較高合金鋼淬火后，在500-600c范圍內(nèi)回火

時，在a相中沉淀析出這些元素的特別碳化物，并使鋼的HRC和強度提升。（但只有離位析

出時才有二次硬化現(xiàn)象）

二次淬火:在強K形成元素含量較高的合金鋼中淬火后丫'十分穩(wěn)定，甚至加熱到500-600℃

回火時升溫與保溫時中仍不分解，而是在冷卻時部分轉(zhuǎn)變成馬氏體，使鋼的硬度提升。

相同點：都發(fā)生在合金鋼中，含有強碳化物形成元素相對多，發(fā)生在淬回火過程中，且回火

溫度550℃左右。

不同點：二次淬火，是回火冷卻過程中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(由于特別k的沉淀析出)

10.一般地，鋼有哪些強化與韌化途徑？強化的主要途徑

宏觀上:鋼的合金化、冷熱加工及其綜合運用是鋼強化口勺主要手段。

微觀上:在金屬晶體中造成盡可能多的阻礙位錯運動的障礙；或者盡可能減少晶體中的可動

位錯，抑制位錯源的開動，如晶須。

固溶強化、細晶強化、位錯強化、“第二相”強化沉淀強化、時效強化、彌散強化、析出強

化、二次硬化、過剩相強化)

韌化途徑：細化晶粒；降低有害元素的含量；

防止預(yù)存的顯微裂痕；形變熱處理；

利用穩(wěn)定的殘余奧氏體來提升韌性；

加入能提升韌性的M,如Ni,Mn；

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。

第二章工程結(jié)構(gòu)鋼

1.對工程結(jié)構(gòu)鋼的基本性能要求是什么？

答；(1)足夠高的強度、合格的塑性；

(2)適當(dāng)?shù)某貨_擊韌也，有時要求適當(dāng)?shù)牡蜏貨_擊韌性；

(3)合格的工藝性能。

2.合金元素在低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼中的主要作用是什么？為什么合計采納低C?

答：為提升碳素工程結(jié)構(gòu)鋼的強度，而加入少量合金元素?，利用合金元素產(chǎn)生固溶強化、

細晶強化和沉淀強化。利用細晶強化使鋼的韌-脆轉(zhuǎn)變溫度的降低，來抵消由于碳氮化物

沉淀強化使鋼的韌-脆轉(zhuǎn)變溫度的升高。

合計低C的原因：

(1)C含量過高，P量增多，P為片狀組織，會使鋼的脆性增加，使FATTM'C)增氤

(2)C含量增加，會使C當(dāng)量增大,當(dāng)C當(dāng).>0.47時,會使鋼的可焊性變差，不利于工程結(jié)

構(gòu)鋼的使用。

3.什么是微合金鋼？微合金化元素在微合金化鋼中的主要作用有哪些？試舉例說明。

答：微合金鋼：利用微合金化元素Ti,Nb,V：

主要依靠細晶強化和沉淀強化來提升強度；

利用控制軋制和控制冷卻工藝---高強度低合金鋼

微合金元素的作用：

1)抑制奧氏體形變再結(jié)晶；

例：再熱加工過程中.通過應(yīng)變誘導(dǎo)析出銀、鈦、銳的氮化物，沉淀在晶界、亞晶界和

位錯上，起釘扎作用，有效地阻止奧氏體再結(jié)晶的晶界和位錯的運動，抑制再結(jié)晶過程的進

行。

2)阻止奧氏體晶粒長大；

例：微量鈦(wW0.02%)以TiN從高溫固態(tài)鋼中析出，呈彌散分布，對阻止奧氏體晶

粒長大很有效。

3)沉淀強化；

例：w(Nb)W0.04%時，細化晶粒造成的屈服強度的增量AoG大于沉淀強化引起的增

量A。ph；當(dāng)w(Nb)20.04%時，△。用增量大大增加，而A。G堅持不變。

4)改變與細化鋼的組織

例：在軋制加熱時，溶于奧氏體的微合金元素提升了過冷奧氏體的穩(wěn)定性，降低了發(fā)

生先共析鐵素體和珠光體的溫度范圍，低溫下形成的先共析鐵素體和珠光體組織更細小，并

使相間沉淀Nb（C,N）和V（C,N）的粒子更細小。

4.低碳貝氏體鋼的合金化有何特點？

解：合金元素主要是能顯著推遲先共析F和P轉(zhuǎn)變，但府B轉(zhuǎn)變推遲較少的元素如Mo,B,

可得到貝氏體組織。

1）加入Mn,Ni,Cr等合金元素，進一步推遲先共析F和P轉(zhuǎn)變，并使Bs點下降，可得

到下B組織；

2）加入微合金化元素充分發(fā)揮其細化作用和沉淀作用：

3）低碳，使韌性和可焊性提升。

第三章機械制造結(jié)構(gòu)鋼

1.名詞解釋

1）液析碳化物：由于碳和合金元素偏析，在局部微小區(qū)域內(nèi)從液態(tài)結(jié)晶時析出的碳化物。

2）網(wǎng)狀碳化物：過共析鋼在熱軋（鍛）加工后緩慢冷卻過程中由二次碳化物以網(wǎng)狀析出于

奧氏體晶界所造成的。

3）水韌處理：高錦鋼鑄態(tài)組織中沿晶界析出的網(wǎng)狀碳化物顯著降低鋼的強度、韌性和抗磨

性。將高缽鋼加熱到單相奧氏體溫度范圍，使碳化物充分溶入奧氏體，然后水冷，獲得單一

奧氏體組織。

4）超高強度鋼：一般講，屈服強度在1370MPa（140kgf/mm2）以上，抗拉強度在1620MPa

（165kgf/mm2）以上的合金鋼稱超高強度鋼。

2.調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼進行成分、熱處理、常用組織及主要性能的比較，并熟悉各自主要鋼種。

答：

成分熱處理常用組織主要性能

調(diào)質(zhì)鋼0.30~0.50%C的C淬火與高溫回回火S或回較高的強度，合格的塑性

鋼或中、低合金鋼火火T和韌性

彈簧鋼中、高碳素鋼或低淬火和中溫回回火T高的彈性極限，高的疲憊

合金鋼火強度，足夠的塑性和韌性

主要鋼種:

A.調(diào)質(zhì)鋼：按淬透性大小可分為幾級：

1）40,45,45B

2）40Cr,45Mn2,45MnB,35MnSi

3）35CrMo,42MnVB,40MnMoB,40CrNi

4）40CrMnMo,35SiMn2MoV,40CrNiMo

B.彈簧鋼：1）Mn彈簧鋼：60Mn,65Mn

2）MnSi彈簧鋼：55Si2Mn,60Si2MnA

3）Cr彈簧鋼：50CrMn,50C1VA,50CrMnVA（使用Tv300℃）

4）耐熱彈簧：30W4Cr2VA（可達500℃）

5）耐蝕彈簧：3Crl3,4Crl3,ICrl8Ni9Ti（溫度v400℃）

3.液析碳化物和帶狀碳化物的形成、危害及消除方法。

答：形成：均起因于鋼錠結(jié)晶時產(chǎn)生的樹枝狀偏析；

液析碳化物屬于偏析引起的偽共晶碳化物（一次碳化物）：

帶狀碳化物屬于二次碳化物偏析（固相凝固過程中）

危害：降低軸承的使用壽命，增大零件的淬火開裂傾向，造成硬度和力學(xué)性能的不均勻

性（各向異性）

消除方法：

I）控制成分（C,Cr%）；

2）合理制定鋼錠，改善工藝；

3）大的鍛（軋）造比來破碎碳化物；

4）采納高溫擴散退火（1200C左右）。

4.說明易切削鋼提升切削性能的合金化原理。

答：鋼中加入一定量的S、Te、Pb、Se或Ca等元素，形成MnS、CaS、MnTe、PbTe、

CaO-SiO2,CaO-A12O3-SiO2等或Pb的夾雜物。在熱軋時，這些夾雜物沿扎向伸長，成

條狀或紡錘狀，破壞鋼的連續(xù)性，減少切削時對刀具的磨損，而又不會顯著影響銀材縱

向力學(xué)性能。

5.馬氏體時效鋼與低合金超強鋼相比，在合金化、熱處理、強化機制、主要性能等方面有何

不同？

合金化熱處理強化機制主要性能

1）過大Y相區(qū)（Ni、Co）；高強度，同時具有合格的塑韌性

1）高溫奧氏體化后淬固溶強化

馬氏2）時效強化（Ni,Ti,Al,和缺口強度；

火成馬氏體冷作相變強化

體時Mo.Nb,Mo）；熱處理工藝簡單；

（Ms:100-150℃）；時效強化

效鋼3）為提升塑韌性，必需嚴(yán)

2）進行時效，產(chǎn)生激淬火后硬度低，冷變形性能和切

格控制雜事元素含晝

烈沉淀強化效應(yīng)，顯著削性能好；

（C,S,N,P）

提升強度。焊接性較好

1）確保鋼的淬透性（Cr,Mn,淬火+低溫回火或等晶粒細化、沉

強度高；成本低廉；生產(chǎn)工藝較

低合Ni）；溫淬火淀硬化及亞結(jié)

簡單；

金超2）增加鋼的抗回火穩(wěn)定性構(gòu)的變化

韌塑性較差；

強鋼（V,Mo）；

3）推遲低溫回火脆性（Si）:較大的脫C傾向：

4）細化晶粒（V,Mo）o焊接性不太好。

3.高銃鋼在平衡態(tài)、鑄態(tài)、熱處理態(tài)、使用態(tài)四種狀態(tài)下各是什么組織？為何具有抗磨特

性？

答：平衡態(tài)組織：a+（Fe,Mn）3C；鑄態(tài)組織：），+碳化物；

熱處理態(tài)組織：單相Yp；使用狀態(tài)下組織：表面硬化層+內(nèi)部Y

具有抗磨特性的原因：I）高沖擊和強擠壓下，其表面層迅速產(chǎn)生加工硬化，在滑移面上形成

硬化層，即冷作硬化，使其具有抗磨性。

2）加入24%的Cr或適量的Mo和V,能形成細小被化物，提升屈服強度、沖擊韌性和

抗磨性。

4.GCrl5鋼是什么類型的鋼？這種鋼中碳和銘的含量約為多少？碳和銘的主要作用分別

是什么？其預(yù)先熱處理和最終熱處理分別是什么？

答：高碳鉆軸承鋼。

C含量1%,Cr含量1.5%。

C的作用：固溶強化提升硬度；形成碳化物。

Cr的作用：提升淬透性、耐磨性、耐蝕性

預(yù)先熱處理擴散退火，正火）+球化退火

最終熱處理：淬火+低溫回火+（穩(wěn)定化處理）

8.氮?化鋼的合金化有何特點？合金元素有何作用？

答：合金化特點：鋼中加入氮化物形成元素后，氮化層的組織有很大變化，在a相中形成含

有銘、鋁、鋁、鈕、鋁等合金元素的合金氮化物，其尺寸在5mm左右，并與基體共格,

起著彌散強化作用。鋼中最有效的氮化元素是鋁、鋁、帆，所形成的合金氮化物最穩(wěn)定,

其次是格、鋁、鶴的合金氮化物。

合金元素作用：

加入Al（HV1000以上），VCr,Mo.W（HV900以下）可以提升表面硬度；

加入Cr,Mn,M。提升淬透性；

加入Mo,V等可以使鋼在高溫下堅持高強度；

加入少量M。，可以防止高溫回火脆性。

第四章工具鋼

1.從總體看，工具鋼與結(jié)構(gòu)鋼相比，在主要成分、組織類型、熱處理工藝、主要性能與實

際應(yīng)用方面各自有何特點？

結(jié)構(gòu)鋼工具鋼

成分C：中低C中高C

合金元素：中偏低合金元素：中偏低高C

組織P(S.T),B,MM,S,T

熱處理退、正、淬、回火淬火回火

綜合性能強韌（熱）硬，強

應(yīng)用工程或制造結(jié)構(gòu)各種工具

2.采納一般素工具鋼的優(yōu)點是什么？局限性是什么？

答：優(yōu)點：成本低，冷熱性能較好，熱處理簡單，應(yīng)用范圍較寬。

不夠處：1）淬透性低，鹽水中淬火，變形開裂傾向大。

2）組織穩(wěn)定性差，熱硬性低,工作溫度小于200°C。

3.什么是紅硬性?為什么它是高速鋼的一種重要性能？哪些元素在高速鋼中提升紅硬性？

紅硬性：在高的溫度下堅持硬度的能力。

提升熱硬性的元素有：W、Mo、V、Co、N（常與Al配合加入）。

4.18-4-1高速鋼的鑄態(tài)顯微組織特征是什么？為什么高速鋼在熱處理之前一定要大量地?zé)?/p>

加工？

鑄態(tài)組織魚骨狀Le+黑色與白色組織

鑄態(tài)高速鋼組織中粗大的共晶碳化物必需經(jīng)過鍛軋將其破碎，是其盡可能成為均勻分布的顆

粒狀碳化物。

7.高速鋼18-4-1的最終熱處理的加熱溫度為什么高達1280C?在加熱過程中為什么要在

600~650P和800~850七進行二次預(yù)熱保溫？

加熱溫度高：為使奧氏體中合金度含量較高，應(yīng)盡可能提升淬火溫度至晶界熔化溫度偏下（晶

粒仍然很細，8-9級）。

目標(biāo)：淬火后獲得高合金的M組織，具有很高抗回火穩(wěn)定性；

在高溫回火時析出彌散的合金碳化物產(chǎn)生二次硬化，使鋼具有高的硬度和熱硬性。

一次或兩次預(yù)熱：由于高合金的高速鋼導(dǎo)熱性差，為防止工件加熱時變形，開裂和縮短加熱

的保溫時間以減少脫碳。

8.高速鋼18-4-1淬火后三次回火的目的是什么?這種回火在組織上引起什么樣的變化？

一方面，加強二次硬化效果；

另一方面，1主要）是為了利用二次淬火來降低殘余奧氏體含量，也間接地提升了性能。

回火后的顯微組織為回火馬氏體加碳化物。

9.高碳、高格工具鋼耐磨性極好的原因何在？抗氧化的原因為什么？

第五章不銹耐蝕鋼

1.名詞解釋：

1）晶間腐蝕：晶界上析出連續(xù)網(wǎng)狀富格的Cr23c6引起晶界四周基體產(chǎn)生貧格區(qū)，貧銘區(qū)

成為微陽極而發(fā)生的腐蝕。

2）應(yīng)力腐蝕：奧氏體或M不銹鋼受張應(yīng)力時，在某些介質(zhì)中經(jīng)過一段不長時間就會發(fā)生破

壞，且隨應(yīng)力增大，發(fā)生破裂的時間也越短；

當(dāng)取消張應(yīng)力時，腐蝕較小或不發(fā)生腐蝕。這種腐蝕現(xiàn)象稱為“應(yīng)力腐蝕（破裂）"。

4）n/8規(guī)律：加入Ci?可提升基體的電極電位，但不是均勻的增加，而是突變式的。當(dāng)Cr

的含量達到1/8,2/8,3/8,……原子比時，F(xiàn)e的電極電位就跳躍式顯著提升，腐蝕也顯

著下降。這個定律叫做n/8規(guī)律。

2.從電化學(xué)腐蝕原理看，采納哪些途徑可提升鋼的耐蝕性？

答：1）使鋼表面形成穩(wěn)定的表面保護膜；

2）得到單相均勻的固溶體組織；

3）提升固溶體（陽極）的電極電位。

3.合金元素及環(huán)境介質(zhì)對耐蝕鋼的耐蝕性的影響。

答：合金元素：Cr決定和提升耐蝕性的主要元素；

Ni可提升耐蝕性;

C與Cr形成碳化物，降低耐蝕性：

Mn,N提升高銘不銹鋼在有機酸中的耐蝕性；

Mo提升大銹鋼的鈍化能力：

Cu少量加入可有效地提升不銹鋼在硫酸及有機酸中的耐蝕性：

Si提升在鹽酸、硫酸和高濃度硝酸中耐久性。

環(huán)境介質(zhì)：

（1）氧化性介質(zhì)如硝酸，NO3是氧化性的，不銹鋼表面氧化膜容易形成，鈍化時間短。

（2）在稀硫酸等非氧化化酸中，由于介質(zhì)中溶有的氧量較低，而SO4又不是氧化劑，H+

濃度乂高，一般的銘不銹鋼和Crl8Ni9型不銹鋼難以達鈍化狀態(tài)，因而是不耐蝕的。

（3）強有機酸中，由于介質(zhì)中氧含量低，又有H+存在，一般銘和格銀不銹鋼難鈍化，易被

腐蝕。

（4）在含有C1*的介質(zhì)中，C1*容易破壞不銹鋼表面氧化膜，穿透過并與鋼表面起作用，產(chǎn)

生點腐蝕。

4.奧氏體不銹鋼晶間腐蝕產(chǎn)生的原因，影響因素與防止方法。

答：原因：奧氏體不銹鋼晶間腐蝕主要是晶界上析出網(wǎng)狀常格的Cr23c6引起晶界四周基體

產(chǎn)生貧鋸區(qū)，貧銘區(qū)的寬度約10-5cm,Cr<12%o在許多介質(zhì)中沒有鈍化能力，貧銘區(qū)成為

微陽極而發(fā)生腐蝕。

影響因素'：

a.C：C<0.03%時無晶間腐泌化學(xué)成分：加入Ti,Nb固C,使奧氏體內(nèi)固溶的CO.03%以下。

b.加熱溫度：550-800℃（650℃最敏感）,T>800℃時K重溶；T<500℃,擴散困難。

c.加熱時間：時間很長或住短，都難以存在晶間腐蝕。

防止辦法：超低C：改變K類型：固溶處理：獲得Y+6（10-50%）雙相組織。

5.不銹鋼發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂的產(chǎn)生原因，影響因素與防止方法。

答：原因：不銹鋼在某些介質(zhì)中受張應(yīng)力時經(jīng)過一段不長時間就會發(fā)生破壞。

影響因素：介質(zhì)特點，附加應(yīng)力和鋼的化學(xué)成分。

1）介質(zhì)：含有。-和OH-腐蝕介質(zhì)中特別敏感;2）應(yīng)力：應(yīng)力越大，越嚴(yán)重；

3）介質(zhì)溫度：溫度越高，越嚴(yán)重;4）不銹鋼組織與成分：對應(yīng)力腐蝕的影響.

防止措施：

1）提7I純度（降低N,H以及雜質(zhì)元素含量）：2）力口入2-4%Si或2%Cu或提力Ni%（>35%）；

3）采納高純度15-25%F不銹鋼；4）采納奧氏體和鐵素體（50-70%）雙相鋼。

第六章耐熱鋼及耐熱合金

1.名詞解釋：

1）蠕變極限：在某溫度卜，在規(guī)按時間達到規(guī)定變形時所能承受的最大應(yīng)力。

2）持久強度：在規(guī)定溫度和規(guī)按時間斷裂所能承受的應(yīng)力（。T）。

4）持久壽命：它表示在規(guī)定溫度和規(guī)定應(yīng)力作用下拉斷的時間。

2.耐熱鋼及耐熱合金的基本性能要求有哪兩條？

答：足夠高的高溫強度、高溫疲憊強度

足夠高的高溫化學(xué)穩(wěn)定性1特別是抗氧化性能）

3.如何利用合金化（或怎么合金化）提升鋼的高溫強度？

答：V,Ti碳化物沉淀強化；Mo、W、Cr固溶強化；B強化晶界。

4.如何利用合金化（或怎么合金化）提升鋼的高溫抗氧化性能？（沒找到）

5.耐熱鋼有哪些種類？

答：（1）F-P耐熱鋼，常用鋼種：12CrlMoV,15aMo,12Cr2MoWVSiTiB

（2）馬氏體耐熱鋼，鋼種：2Crl2MoV,2Crl2WMoV

（3）工業(yè)爐用耐熱鋼,Fe-ALMn爐用耐熱鋼,Cr-Mn-C-N爐用耐熱鋼，高Cr-Ni奧氏體爐

用耐熱鋼

（4）樊氏體耐熱鋼，分為三類:簡單奧氏體耐熱鋼（Crl8Ni9型奧氏體不銹鋼）；固溶強化型

奧氏體耐熱鋼;沉淀強化型奧氏體耐熱鋼。

第七章鑄鐵

1.名詞解釋：

I）碳當(dāng)量：一般以各元素對共晶點實際含碳量的影響，將這些元素的量折算成C%的增減,

這樣算得的碳量稱為碳當(dāng)量（C.E）

（C.E=C+0.3（Si+P）+0.4S-0.03Mn由于S,P%低,Mn的作用又較小C.E=C+0.3

Si）

2）共晶度:鑄鐵含C量與共晶點實際含C量之比，表示鑄鐵含C量接近共晶點C%的程度。

〔共晶點實際C量=4.3-O.3Si.l

2.鑄鐵與鋼相比，在主要成分、使用組織、主要性能上有何不同？

答：鑄鐵與鋼總體比較：〔鑄鐵）

A.成分：C、Si含量高，S、P含量高；

2.5-4.0C,1.0-3.0Si,0.5-1.4Mn,0.01-0.5R0.02-0.2S

B.組織：鋼的基體+（不同形狀）石墨；

C.熱處理：不同形式的熱處理

D.性能：取決丁基體組織及G數(shù)量、形狀、大小及分布.G：HB3-5,屈強20MP4,延仲

率近為0；G對基體有割裂（削弱）作用，對鋼強度1抗拉強度）、塑性、韌性均有害，其性

能特別塑、韌性;比鋼要低，但：具有合格的減震性、減摩性以及切削加工性能、合格的鑄

造性能、低的缺口敏感性；

E.生產(chǎn)：鑄鐵熔化設(shè)備簡單，工藝操作簡便，生產(chǎn)成本低廉

3.對灰口鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵的成分（主要是C與Si）,組織、牌號、主要性

能與應(yīng)用做互相對比。

答:

灰口鑄鐵可鍛鑄鐵球墨鑄鐵

成分C2.2,Si1.2-2.0,Mn0.4-1.2,P<0.1,

S<0.2;

組織F,F+P,P+片狀G（A型，…，P，F(xiàn)+團絮狀GF,P+球狀G

F型〕

牌號HT100,150,200,250,HT300,KT3OO-6,330-8,350-10,370-12QT400-18,400-15,450-10,500-7,

350(F-KT)600-3,700-2,800-2,900-2

KTZ450-5,500-4,600-3,700-2

(P-KT

性能強度較低，塑韌性低，硬度較高強度，合格塑性，有一定的塑基體強度利用率高，可達70-90%；

HB130-270,耐磨性好,減振性變能力〔展性鑄鐵，馬鐵），但并不強度，塑性，韌性，疲憊強度顯然

好，缺口敏感性小等能鍛造。但生產(chǎn)周期長，工藝復(fù)雜，提升

成本較高。

用途可用作耐壓減震件，如機床底制造一些形狀復(fù)雜而在工作中以經(jīng)可制造各種受力復(fù)雜、負荷較大和

座、支柱等受震動的薄壁（<25mm）小件耐磨的重要鑄件，如曲軸、連桿、

齒輪等，在一定條件下可取代鑄鋼、

鍛鋼、合金鋼。

4.鍛鑄鐵的成分與灰口鑄鐵相比，有何特點？其生產(chǎn)分幾步？

答:成分：可鍛鑄鐵:C2.2,Si1.220,Mn041.2,P<0.1,Sv0.2灰口鑄鐵:C2.5-3.6Si1-2.

二者比較可知，前者含有少量其他合金元素

可鍛鑄鐵生產(chǎn)分兩步：1）生產(chǎn)白口鑄鐵；2）高溫G化退火（900-980度/5h）

第八章鋁合金

1.以AI?4%Cu合金為例，闡述鋁合金的時效過程及主要性能（強度）變化。

答：分為四階段：

1）形成溶質(zhì)原子（Cu）的富集區(qū)-GP[I]

與母相a（Al為基的固溶體）堅持共格關(guān)系，引起a的嚴(yán)重畸變，使位錯運動受阻礙，

從而提升強度；

2）GP[I]區(qū)有序化一GP[H]區(qū)（9

化學(xué)成分接近CuA12,具有正方晶格，引起更嚴(yán)重的畸變，使位錯運動更大阻礙，顯著提

升強度；

3）溶質(zhì)原子的持續(xù)富集，以及形成

0'已達到CuAI2,且部分地與母相晶格脫離關(guān)系，晶格畸變將減輕，對位錯阻礙能力減

小，合金趨于軟化，強度開始降低。

4）穩(wěn)定相0的形成與長大

與母相完全脫離晶格關(guān)系，強度進一步降低。（這種現(xiàn)象稱為過時效）

2.變形鋁合金分為幾類？說明主要變形鋁合金之間的合金系、牌號及主要性能特點。

答：（1）非熱處理強化變形鋁合金

主要有防銹鋁合金：

合金系：ALMn系牌號：LF21

Al-Mg-（Mn）牌號：LF2,3,5,6,7,10,11,12等

性能：耐蝕性好；塑性好[易加工成形）；焊接性好；可利用冷加工硬化來提升強度

（2）熱處理強化變形鋁合金，〔過飽和）固溶處理和時效處理；

主要有硬鋁、鍛鋁、超硬鋁合金：

A硬鋁：基本是Al-Cu-Mg合金；

牌號性能

低合金硬鋁（鉀釘硬鋁）LY1,LY3,LY10合金Mg,Cu%較低，有較高塑性，但強度較低，時效

速度慢。

標(biāo)準(zhǔn)硬鋁LY11可淬火（過飽和固溶）時效，強度提升

高合金硬鋁LY12具有合格的耐熱性，強度高，但塑性及承受冷熱

加二能力差。

耐熱硬鋁較多的Mn,Mg,強化相S,。外，還有

All9Mg2Mn,可制做250-300℃工作的飛機零件。

B超硬鋁合金，Al-Zn-Mg-Cu系合金

牌號：LC3,LC4,LC5,LC6,LC9

性能：強度高［淬火+12CTC時效），但抗蝕性差（包鋁），組織穩(wěn)定性不好，工作溫度小

于120℃

C鍛鋁合金

合金系：Al-Mg-Si,Al-Mg-Si-Cu（一般鍛鋁合金）：Al-Cu-Mg-Ni-Fe（耐熱鍛鋁合金）

牌號：LD2,LD5,LD6,LD10；LD7,LD8,LD9

性能：合格的熱塑性，較高的機械性能。

3.鑄造鋁合金主要分為幾類？說明主要鑄造鋁合金的合金系、牌號及主要性能特點。

答：一般鍛鋁合金：Al-Mg-Si,Mg-Si-Cu

耐熱錢鋁合金：Al-Cu-Mg-Ni-Fe

合金系牌號主要性能特點

Al-Si系ZLlxx最好的鑄造性能、中等強度和抗蝕性，應(yīng)用最廣泛。

Al-Cu系ZL20x最高的高溫柔室溫性能，適于制造大負荷或耐熱鑄件，但鑄造性能和抗蝕

性較差。

Al-Mg系ZL30x有最好的抗蝕性和較高的強度，但鑄造、耐熱性能差，適于抗蝕、耐沖擊

和表面裝飾性高的鑄件。

Al-Zn系ZL40x鑄態(tài)下的高強度鋁合金，在強度、抗蝕性和鑄造性能，均中等

第九章鎂合金

1.鎂的晶格類型如何？鎂及鎂合金有何主要性能特點？

答：密排六方點陣（冷變形較困難）

鎂：強度和彈性模量較低；在大氣中有足夠的耐蝕性，但在淡水、海水中耐蝕性差，熔煉困

難。

鎂合金：強度硬度高，塑韌性好，一般可焊性較差。

2.鎂合金按生產(chǎn)方法分幾類？其牌號如何表示？

答：分為變形鎂合金和鑄造鎂合金兩大類

變形鎂合金主要合金系為:Mg-Zn-Zr系,Mg-Al-Zn系、Mg-Re-Zr系、Mg-Mn系和Mg-Li

系牌號有MB1,MB2,MB3等鑄造鎂合金中主要合金系：Mg-Zn-Zi'系；Mg-Al-Zn

系；Mg-Rc-Zr系；Mg-Th-Zr系

Mg-ALAg系等牌號有ZM1ZM2,ZM5等第十章銅合金

1.名詞解釋：

1）黃銅；銅鋅合金稱為黃銅，再加入其他合金元素后，形成多元黃銅。

2）鋅當(dāng)量系數(shù)：黃銅中加入M后并不形成新相，只是影響a,B相的相對含量，其效果

象增加了鋅一樣?？梢杂眉尤?%的其它合金元素對組織的影響上相當(dāng)于百分之幾的Zn的

換算系數(shù)來預(yù)估加入的合金元素對多元黃銅組織的影響，這種換算關(guān)系稱為鋅當(dāng)量系數(shù)。

3）青銅：是Cu和Sn、Al、Be、Si、Mn、Cr、Cd、Zr和Co等元素組成的合金的統(tǒng)稱。

4）白銅：是以鑲為主要合金元素的銅合金。

2.銅合金主要分為幾類？不同銅合金的牌號如何？其主要性能是什么？

答：A紫銅

a韌銅：0.02%-0.10%0；Tl,T2,T3,T4；

T1、T2：導(dǎo)電及高純度銅合金用；

T3、T4：一般用銅材及銅合金.

b無半銅:<0.003%：

TUI,TU2;主要用丁電了真空儀器儀表中導(dǎo)體

c脫氧銅：<0.01%；TUP,TUMn；

TUP主要用于焊接用銅材，制作熱交換器、排水管、冷凝管等；

TUMn用于電子管用銅材

B黃銅，a低鋅黃銅H96、H90、H85a黃銅，用