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金属材料学复习重点 -缩印版

1、合金元素V、Cr、W、Mo、Mn、Co、Ni、Cu、Ti、Al中哪些是铁素体形成元素？哪些是奥氏体形成元素？哪些能在α-Fe 中形成无限固溶体？哪些能在γ-Fe中形成无限固溶体？

铁素体形成元素： V、Cr、W、Mo、Ti；Al

奥氏体形成元素：Mn、Co、Ni、Cu；

能在α-Fe中形成无限固溶体的元素：Cr、V；

能在γ-Fe中形成无限固溶体的元素：Mn、Co、Ni。

2、常见的碳化物形成元素有哪些？哪些是强碳化物形成元素、中强碳化物形成元素、弱碳化物形成元素？

常见的碳化物形成元素有：Ti、Zr、V、Nb、Cr、W、Mo、Mn、Fe；

强碳化物形成元素：Ti、Zr、Nb、V；

中强碳化物形成元素：Mo、W、Cr；

弱碳化物形成元素：Mn、Fe。

体晶粒不易长大？

当强碳化物形成元素以未溶K存在时，起了机械阻止奥氏体晶粒长大的作用；

当强碳化物形成元素溶解在A中时，降低了铁的自扩散系数，提高了原子间结合力，同时使界面的表面张力增大。这些综合作用阻止了奥氏体晶粒长大。

4、合金元素对马氏体转变有何影响？

合金元素的作用表现在：

1）对马氏体点Ms- Mf温度的影响；

2）改变马氏体形态及精细结构（亚结构）。除Al,Co 外，都降低Ms温度，其降低程度：强C→Mn→Cr→Ni→V→Mo,W,Si 弱

提高γ’含量：可利用此特点使Ms温度降低于0℃以下，得到全部γ组织。如加入Ni,Mn,C,N等

合金元素有增加形成孪晶马氏体的倾向，且亚结构与合金成分和马氏体的转变温度有关.

5、主要合金元素（V，Cr，Ni，Mn，Si，B等）对过冷奥氏体冷却转变影响的作用机制。

Ti, Nb, Zr, V：主要是通过推迟P转变时K形核与长大来提高过冷γ的稳定性；

W，Mo,Cr：1）推迟K形核与长大；

2）增加固溶体原子间的结合力，降低Fe的自扩散激活能。作用大小为：Cr>W>Mo

Mn：（Fe,Mn）3C,减慢P转变时合金渗碳体的形核与长大；开放γ相区，强烈推迟γ→α转变，提高α的形核功；

Ni：开放γ相区，并稳定γ相，提高α的形核功（渗碳体可溶解Ni, Co）

Co开放γ相区，但能使A3温度提高（特例），使γ→α转变在更高的温度进行，降低了过冷γ的稳定性。使C曲线向左移。Al, Si ：不形成各自K，也不溶解在渗碳体中，必须扩散出去为K形核创造条件；Si可提高Fe原子的结合力。

B，P，Re：强烈的内吸附元素，富集于晶界，降低了γ的界面能，阻碍α相和K形核。

Mn,Co,Ni均为开启γ相区元素，课本P4

6、一般地，钢有哪些强化与韧化途径？

强化的主要途径：

宏观上：钢的合金化、冷热加工及其综合运用是钢强化的主要微观上：在金属晶体中造成尽可能多的阻碍位错运动的障碍；或者尽可能减少晶体中的可动位错，抑制位错源的开动，如晶须。

固溶强化、细晶强化、位错强化、“第二相”强化沉淀强化、时效强化、弥散强化、析出强化、二次硬化、过剩相强化

韧化途径：细化晶粒；降低有害元素的含量；

防止预存的显微裂纹；形变热处理；

利用稳定的残余奥氏体来提高韧性；

加入能提高韧性的M，如Ni, Mn；

尽量减少在钢基体中或在晶界上存在粗大的K或其它化合物相。

7、合金元素在低合金高强度结构钢中的主要作用是什么？为什么考虑采用低C？

为提高碳素工程结构钢的强度，而加入少量合金元素，利用合金元素产生固溶强化、细晶强化和沉淀强化。利用细晶强化使钢的韧-脆转变温度的降低，来抵消由于碳氮化物沉淀强化使钢的韧-脆转变温度的升高。

考虑低C的原因：

（1）C含量过高，P量增多，P为片状组织，会使钢的脆性增加，使FATT50(℃)增高。

（2）C含量增加，会使C当量增大，当C当量>0.47时，会使钢的可焊性变差，不利于工程结构钢的使用。

8、什么是微合金钢？微合金化元素在微合金化钢中的主要作用有哪些？试举例说明。

微合金钢：现有的钢中添加微量元素使钢的性能明显提高，并通过工艺和化学成分使细晶强化和沉淀强化良好组合后的钢。

主要微合金化元素Ti, Nb, V；

作用：1）抑制奥氏体形变再结晶：在热加工过程中，通过应变诱导析出Nb、Ti、V的氮化物，沉淀在晶界、亚晶界和位错上，起钉扎作用，能有效抑制再结晶过程的进行。

2)阻止奥氏体晶粒长大：微量Nb（N，C）以及TiN从高温固态钢中析出，呈弥散分布，阻止奥氏体晶粒长大。

3)沉淀强化：低温下析出沉淀相Nb（N，C）以及VC，起沉淀强化作用，能显著提高钢的屈服强度。

4)改变与细化钢的显微组织：在轧制加热时，溶于奥氏体的微合金元素提高了过冷奥氏体的稳定性，降低了发生先共析铁素体和珠光体的温度范围，细化了组织和析出相。

9、为什么滚动轴承钢的含碳量均为高碳？滚动轴承钢中常含有哪些合金元素？它们在滚动轴承钢中起什么作用？为什么钢中含铬量被限制在一定范围之内？

为了保证轴承钢有高的硬度和耐磨性，因此含碳量均为高碳。滚动轴承钢中常用合金元素：Cr、Si、Mn、V、Mo和RE等。

合金元素的作用：

Cr可提高钢的淬透性和降低过热敏感性以及提高钢的抗蚀性。提高回火稳定性。Si、Mn主要提高淬透性，Si还可提高钢的回火稳定性；

V能细化晶粒，可减轻Mn的过热敏感性；

Mo能提高回火稳定性；

RE可改善夹杂物形态、分布及细化晶粒。

当Cr>1.65%以后，则会使残余奥氏体增加，使钢的硬度和尺寸稳定性降低，同时还会增加K的不均匀性，降低钢的韧性。所以一般控制Cr含量在1.65%以下。

10、高碳高铬冷作模具钢性能特点，元素作用及其热处理工艺及组织是什么？

高碳高铬型钢是铬的质量分数为12％左右的高碳亚共晶莱氏

体钢，在退火态含有体积分数为16％～20％的（Cr，Fe）7C3

碳化物，其中也可能会溶入少量的钼和钒。在高温回火时（500℃左右），合金元素从马氏体中析出产生二次硬化，增加了耐回火性，从而提高了钢的硬度和耐磨性。由于高温淬火加热后，Ms 点降低，使淬火组织中存在大量的残余奥氏体，可以保证微小体积变形，这类钢中碳化物不均匀性比较严重。其铸态组织有网状共晶莱氏体存在，高碳高铬型钢锻造以后通常采用等温球化退火处理（850℃～870℃等温3~4h炉冷720～740℃等温6~8h 炉冷至500℃空冷）退火后获得索氏体型珠光体＋颗粒碳化物组织，高碳高铬型钢的淬火回火处理通常有一次硬化（采用较低的淬火回火温度）二次碳化（采用高的淬火温度进行多次回火处理）

C：提高硬度和耐磨性Cr：增加淬透性和耐磨性Mo、V：提高耐回火性，增加淬透性，细化晶粒

11、简述合金元素对耐蚀钢耐蚀性的影响。

合金元素：Cr决定和提高耐蚀性的主要元素；

Ni可提高耐蚀性；

C与Cr形成碳化物，降低耐蚀性；

Mn，N提高高铬不锈钢在有机酸中的耐蚀性；

Mo提高不锈钢的钝化能力；

Cu少量加入可有效地提高不锈钢在硫酸及有机酸中的耐蚀性；

Si提高在盐酸、硫酸和高浓度硝酸中耐蚀性。

12、奥氏体不锈钢晶间腐蚀产生的原因，影响因素与防止方法。原因：奥氏体不锈钢晶间腐蚀主要是晶界上析出网状富铬的

Cr23C6引起晶界周围基体产生贫铬区，贫铬区的宽度约

10-5cm，Cr<12%。在许多介质中没有钝化能力, 贫铬区成为微阳极而发生腐蚀。

影响因素：

a.C：C<0.03%时无晶间腐蚀;化学成分：加入Ti, Nb固C，使奥氏体内固溶的C<0.03%以下。

b.加热温度：550-800℃（650℃最敏感），T>800℃时K重溶；T<500℃，扩散困难。

c.加热时间：时间很长或很短，都难以存在晶间腐蚀。

13、耐热钢中合金元素的作用是什么？耐热钢的种类有哪些？铬：提高钢抗氧化性的主要元素；

钼，钨：提高低合金耐热钢热强性能的重要元素；

铝：提高钢抗氧化性的有效元素；

硅：提高抗氧化性的辅助元素；

镍：主要是获得工艺性能良好的奥氏体组织而加入；

钛，铌，钒：这些强碳化物形成元素能形成稳定的碳化物，提高钢的松弛稳定性，也提高热强性；

碳：碳能强化钢，在较低温度时，钢的蠕变主要是以滑移为主，碳有强化作用；在较高温度下，钢的蠕变是以扩散塑性变形为主，而碳促进了碳原子的自扩散，所以起了不利的作用。

种类：F型耐热钢： 350-650℃包括F-P、F、M耐热钢

奥氏体耐热钢：600-850℃包括固溶强化、沉淀强化奥氏体耐热钢

工业炉用耐热钢、镍基耐热合金、新型耐热合金

14、铝合金中的沉淀强化相有哪些？

(1)日-CuAl2、Al-Cu合金中（2）f相中（AlLi）铝锂合金中（3）S相Al2CuMg、铝铜镁合金（4）β相（Mg2Si）铝镁硅合金 (5)η-MgZn2相铝锌合金

15、变形铝合金分为几类？说明主要变形铝合金之间的合金系、牌号及主要性能特点。

(1)非热处理强化变形铝合金

主要有防锈铝合金：

合金系：Al-Mn系牌号： LF21

Al-Mg-（Mn）牌号： LF2, 3, 5, 6, 7, 10,11,12等

性能：耐蚀性好；塑性好（易加工成形）；焊接性好；可利用冷加工硬化来提高强度

（2）热处理强化变形铝合金,（过饱和）固溶处理和时效处理；

主要有硬铝、锻铝、超硬铝合金：

B超硬铝合金，Al-Zn-Mg-Cu系合金

牌号：LC3，LC4，LC5，LC6，LC9

性能：强度高（淬火+120℃时效），但抗蚀性差（包铝），组织稳定性不好，工作温度小于120℃

C锻铝合金

合金系：Al-Mg-Si, Al-Mg-Si-Cu（普通锻铝合金）；Al-Cu-Mg-Ni-Fe （耐热锻铝合金）

牌号：LD2，LD5，LD6，LD10；LD7，LD8，LD9

性能：良好的热塑性，较高的机械性能。

16、钛及钛合金有何主要性能特点？

钛：比强度高，熔点高，塑性好.具有优良的耐蚀性；

低温性能很好；化学活性极高，与Cl, O, S, C, N等强烈反应（高温下），液态下几乎同ThO2以外的所有坩埚起反应，只能用真空电耗电弧炉熔炼。

可焊性好；具有良好的冲压性能；但耐磨性较差；

弹性模量较低(120GPa)，约为铁的54%；导热系数及线胀系数均较低。其导热系数比铁低4.5倍，使用时易产生温度梯度及热应力。

钛合金：α-钛合金高温性能好（<500℃），组织稳定性好，焊接性好，是耐热钛合金的主要组成部分，但不能热处理强化，常温强度低，塑性不高；α+β钛合金：常温强度高，可热处理强化，但组织不够稳定；焊接性能较差；

β-钛合金和近β钛合金：塑性加工性能好（快冷得到β组织），机械性能高（可通过时效来提高强度），是发展高强度（抗拉>1400-1500MPa）钛合金潜力最大的合金，但组织稳定性较差，工作温度低于200度；

名词解释：

1.离位析出：在回火过程中直接从α相中析出特殊碳化物，同时伴随着渗碳体的溶解，可使HRC和强度提高（二次硬化效应）。如V，Nb，Ti等都属于此类型。

2.液析碳化物：由于碳和合金元素偏析，在局部微小区域从液态结晶时析出的碳化物。

3.超高强度钢：一般讲，屈服强度在1370MPa（140kgf/mm2）以上，抗拉强度在1620MPa（165kgf/mm2）以上的合金钢称为超高强度钢。

4.晶间腐蚀：晶界上析出连续网状富铬的Cr23C6引起晶界周围基体产生贫铬区，贫铬区成为微阳极而发生腐蚀。

5.应力腐蚀：奥氏体或M不锈钢受张应力时，在某些介质中经过一段不长时间就会发生破化，且应力增大，发生破裂的时间也越短；当取消张应力时，腐蚀较小或不发生腐蚀的现象。

6.蠕变极限：在某温度下，在规定时间达到规定变形时所能承受的最大应力。

7.持久强度：在规定温度和规定时间断裂所能承受的应力。

8.黄铜：铜锌合金称为黄铜，在加入其他合金元素后，形成多元黄铜。

9.白铜：是以镍为主要合金元素的铜合金。

10.红硬性：指材料在一定温度下保持一定时间后所能保持其硬度的能力。

11.热硬性：是指钢在较高温度下，仍能保持较高硬度的性能。

12.淬透性：是指钢在淬火时获得M组织的倾向，即钢被淬透的能力，它是钢固有的一种属性，取决于钢的淬火临界冷速的大小。

13.回火脆性：指淬火钢回火后出现韧性下降的现象。

14.475℃脆性：高铬铁素体不锈钢在400-500℃范围内长期保温会出现这种脆性，由于其最敏感的温度在475℃附近，故称475℃脆性，此时钢的强度、硬度增加，而塑性、韧性明显下降。

15.可锻铸铁：是将白口铸铁经石墨化退火而成的一种铸铁。

1、在钢铁中加入合金元素，能够改变它的使用性能和工艺性

能，得到更优良的或特殊的性能。

2、在钢铁的合金元素中，在γ-Fe中有较大溶解度并能稳定

γ-Fe的元素，通常称为奥氏体形成元素；而在α-Fe中有较大溶解度并使γ-Fe不稳定的元素，称为铁素体形成元素。

3、开启γ相区的元素有锰、钴、镍等；扩大γ相区的元素有

碳、氮、铜等。

4、钢中碳化物和氮化物与纯金属相比，具有高硬度、高弹性

模量和脆性，并具有高熔点。

5、钛、锆、铌、钒是强碳化物形成元素；钨、钼、铬是中等

强度碳化物形成元素；锰和铁属于弱碳化物形成元素。

6、合金元素对碳钢的重要影响是改变临界点的温度和含碳

量，使合金钢和铸铁的热处理制度不同于碳钢。

7、工业上常用的热处理典型工艺有：退火、正火、淬火、回

火以及表面化学热处理，统称为“四火一化”。

8、在高速加热时，奥氏体是通过非扩散方式形成的，而在较

低速加热时，奥氏体却是通过扩散方式形成的。

9、加热温度是影响奥氏体晶粒长大的最重要的因素，在一般

加热速度下，加热温度越高，保持时间越长，奥氏体晶粒将越粗大。

10、珠光体团的直径和片层间距对共析碳钢的力学性能有重要

影响，直径和片层间距越小，其强度、硬度越高，塑性也越大。

11、根据加热温度范围和退火目的的不同，钢的退火工艺可分为，

加热到A c1或A c3以上的完全退火、不完全退火、球化退火、扩散退火和加热到A c1以下的再结晶退火、低温退火等。12、低、中碳钢中马氏体的组织形态是板条状，而中、高碳钢中马氏体的组织形态为片状。

13、钢中马氏体最主要的特性之一就是高强度和高硬度，位错性

马氏体既有高的强度和硬度，又具有良好的塑性与韧性。14、钢淬火的主要目的是把奥氏体化后的工件淬成马氏体组织，

以便在适当温度回火后，获得所需要的力学性能。

15、常用的淬火冷却方法有单液淬火、双液淬火、分级淬火和等

温淬火。

16、工程结构钢的强化方式有固溶强化、细晶强化、沉淀强化。

17、铁素体-珠光体钢主要有碳素工程结构钢、高强度低合金钢

和微合金钢。

18、碳素工程钢按屈服强度分为五级，即Q195、Q215、Q235、Q255、

Q275.

19、机械零件要求有良好的服役性能，有足够高的强度、塑性、

韧性和疲劳强度。

20、高强度机械制造结构钢综合运用的强化方式有：加工强化、

细晶强化、固溶强化、沉淀强化及马氏体相变强化。

21、结构钢在淬火高温回火后具有良好的综合力学性能，有较高

的强度，良好德尔塑性和韧性，适用于这种热处理的钢称为调质钢。

22、为了改善低合金超高强度钢的韧性，以提高其在服役条件下

的安全可靠性，采取的措施是：提高钢的纯净度、降低钢中的夹杂物、气体及有害杂质元素的含量。

23、工具钢按其用途可分为热作模具钢、冷作模具钢和量具钢。

24、根据钢中主要元素成分，高速钢可分为三类，即钨系高速钢、

钼系高速钢和钨钼系高速钢。

25、新型冷作模具钢是为了适应镦模和厚板冲剪模的工作要求，

其主要特点是高韧性和高耐磨性。

26、不锈钢发生电化学腐蚀的主要形式有：一般腐蚀、晶间腐蚀、

点腐蚀、应力腐蚀等。

27、对于不锈钢，腐蚀速度小于0.01mm/a被认为“完全腐蚀”，

腐蚀速度小于0.1mm/a是“耐蚀”。

28、铬是提高钢钝化膜稳定性的必要元素。

29、根据不锈耐蚀刚的基本组织，可将它分为五大类，即马氏体

不锈钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、奥氏体-铁素体复相不锈钢和沉淀硬化不锈钢。

30、高温强度的指标有三种，即蠕变强度、持久强度和持久寿命。

31、耐热钢根据显微组织可分为铁素体型和奥氏体型两大类。

32、铁素体-珠光体耐热钢的强化方式是固溶强化和碳化物沉淀

强化。

金属材料学基础试题及答案

金属材料的基本知识综合测试一、判断题（正确的填√，错误的填×） 1、导热性好的金属散热也好，可用来制造散热器等零件。（） 2、一般，金属材料导热性比非金属材料差。（） 3、精密测量工具要选用膨胀系数较大的金属材料来制造。（） 4、易熔金属广泛用于火箭、导弹、飞机等。（） 5、铁磁性材料可用于变压器、测量仪表等。（） 6、δ、ψ值越大，表示材料的塑性越好。（） 7、维氏硬度测试手续较繁，不宜用于成批生产的常规检验。（） 8、布氏硬度不能测试很硬的工件。（） 9、布氏硬度与洛氏硬度实验条件不同，两种硬度没有换算关系。（） 10、布氏硬度试验常用于成品件和较薄工件的硬度。 11、在F、D一定时，布氏硬度值仅与压痕直径的大小有关，直径愈小，硬度值愈大。（） 12、材料硬度越高，耐磨性越好，抵抗局部变形的能力也越强。（） 13、疲劳强度是考虑交变载荷作用下材料表现出来的性能。（） 14、20钢比T12钢的含碳量高。（） 15、金属材料的工艺性能有铸造性、锻压性，焊接性、热处理性能、切削加工性能、硬度、强度等。（） 16、金属材料愈硬愈好切削加工。（） 17、含碳量大于0.60%的钢为高碳钢，合金元素总含量大于10%的钢为高合金钢。（） 18、T10钢的平均含碳量比60Si2Mn的高。（） 19、一般来说低碳钢的锻压性最好，中碳钢次之，高碳钢最差。（） 20、布氏硬度的代号为HV，而洛氏硬度的代号为HR。（） 21、疲劳强度是考虑交变载荷作用下材料表现出来的性能。（） 22、某工人加工时，测量金属工件合格，交检验员后发现尺寸变动，其原因可能是金属材料有弹性变形。（）二、选择题 1、下列性能不属于金属材料物理性能的是（）。 A、熔点 B、热膨胀性 C、耐腐蚀性 D、磁性 2、下列材料导电性最好的是（）。 A、铜 B、铝 C、铁烙合金 D、银 3、下列材料导热性最好的是（）。 A、银 B、塑料 C、铜 D、铝 4、铸造性能最好的是（）。 A、铸铁 B、灰口铸铁 C、铸造铝合金 D、铸造铝合金 5、锻压性最好的是（）。

金属材料学考试题库

第一章钢中的合金元素 1、合金元素对纯铁γ相区的影响可分为哪几种答：开启γ相区的元素：镍、锰、钴属于此类合金元素扩展γ相区元素：碳、氮、铜属于此类合金元素封闭γ相区的元素：钒、鈦、钨、钼、铝、磷、铬、硅属于此类合金元素缩小γ相区的元素：硼、锆、铌、钽、硫属于此类合金元素 2、合金元素对钢γ相区和共析点会产生很大影响，请举例说明这种影响的作用答：合金元素对α-Fe、γ-Fe、和δ-Fe的相对稳定性以及同素异晶转变温度A3和A4均有很大影响 A、奥氏体（γ）稳定化元素这些合金元素使A3温度下降，A4温度上升，即扩大了γ相区，它包括了以下两种情况：（1）开启γ相区的元素：镍、锰、钴属于此类合金元素（2）扩展γ相区元素：碳、氮、铜属于此类合金元素 B、铁素体（α）稳定化元素（1）封闭γ相区的元素：钒、鈦、钨、钼、铝、磷、铬、硅（2）缩小γ相区的元素：硼、锆、铌、钽、硫属于此类合金元素 3、请举例说明合金元素对Fe-C相图中共析温度和共析点有哪些影响答： 1、改变了奥氏体相区的位置和共析温度扩大γ相区元素：降低了A3，降低了A1 缩小γ相区元素：升高了A3，升高了A1 2、改变了共析体的含量所有的元素都降低共析体含量第二章合金的相组成 1、什么元素可与γ-Fe形成固溶体，为什么

答：镍可与γ-Fe形成无限固溶体决定组元在置换固溶体中的溶解条件是： 1、溶质与溶剂的点阵相同 2、原子尺寸因素（形成无限固溶体时，两者之差不大于8%） 3、组元的电子结构（即组元在周期表中的相对位置） 2、间隙固溶体的溶解度取决于什么举例说明答：组元在间隙固溶体中的溶解度取决于： 1、溶剂金属的晶体结构 2、间隙元素的尺寸结构例如：碳、氮在钢中的溶解度，由于氮原子小，所以在α-Fe中溶解度大。 3、请举例说明几种强、中等强、弱碳化物形成元素答：铪、锆、鈦、铌、钒是强碳化物形成元素；形成最稳定的MC型碳化物钨、钼、铬是中等强碳化物形成元素锰、铁、铬是弱碳化物形成元素第四章合金元素和强韧化 1、请简述钢的强化途径和措施答：固溶强化细化晶粒强化位错密度和缺陷密度引起的强化析出碳化物弥散强化 2、请简述钢的韧化途径和措施答：细化晶粒降低有害元素含量调整合金元素含量

中考初三化学复习提纲

初三化学中考复习提纲第一单元走进化学世界一、探究空气中二氧化碳含量和与二氧化碳相关的问题。（1）怎样检验二氧化碳？（2）怎样证明吸入的空气中二氧化碳含量比呼出的气体低？（3）如何证明蜡烛的组成中含有碳、氢元素？二、药品的取用（1）如何取用密度较大的块状固体药品？如何取用粉末状固体药品？没有说明用量一般取多少？（2）用细口瓶向试管中倾倒液体时应注意哪些问题？（3）量筒应该怎样正确读数？如果采用了俯视或仰视读数测量值与真实值的关系？如何准确量取一定体积的液体？（4）如何称取粉末状的药品或易潮解的固体？用天平如何称量未知质量固体或定质量固体？砝码和游码应按什么样的顺序使用？如果药品和砝码的位置颠倒，且使用了游码，能否知道药品的实际质量？三、物质的加热（1）如何正确地点燃或熄灭酒精灯？洒出的酒精在桌面上燃烧，应如何处理？它的火焰哪一部分温度最高？怎样证明这一点？（2）加热试管里的液体或固体时，分别应注意哪些问题？两者有何区别？（3）给药品加热时，发现试管炸裂，可能原因有哪些？四、药品和仪器的处理（1）玻璃仪器洗涤干净的标志是什么？如何放置？（2）实验后药品能否放回原瓶？第二单元我们周围的空气一、空气的主要成分及作用空气中主要含有哪些气体？每种气体分别有哪些用途？二、实验探究空气中氧气的体积分数（1）燃烧匙中一般放什么物质？给物质的量有什么要求？目的是什么？（2）能否用木炭、硫磺代替红磷？为什么？能否用铝箔、铁丝来代替红磷？为什么？如用木炭来做实验，又如何改进实验？（3）产生什么实验现象？得到什么结论？实验原理是什么？（4）若测定的氧气的体积分数明显偏小，有哪些可能原因？三、大气污染物的来源和危害空气中的污染物主要有哪些？原因是什么？空气被污染后会造成什么危害？

金属材料学复习思考题(2009)

金属材料学复习思考题（2009）第一章钢的合金化原理 1．名词解释 1）合金元素；2）微合金元素；3）奥氏体形成元素；4）铁素体形成元素； 5）原位析出； 6）离位析出 2．合金元素V、Cr、W、Mo、Mn、Co、Ni、Cu、Ti、Al中哪些是铁素体形成元素？哪些是奥氏体形成元素？哪些能在α-Fe中形成无限固溶体？哪些能在γ-Fe 中形成无限固溶体？ 3．简述合金元素对扩大或缩小γ相区的影响，并说明利用此原理在生产中有何意义？ 4．简述合金元素对铁碳相图（如共析碳量、相变温度等）的影响。 5．合金钢中碳化物形成元素（V，Cr，Mo，Mn等）所形成的碳化物基本类型及其相对稳定性。 6．主要合金元素（V，Cr，Ni，Mn，Si，B等）对过冷奥氏体冷却转变影响的作用机制。 7．合金元素对马氏体转变有何影响？ 8．如何利用合金元素来消除或预防第一次、第二次回火脆性？ 9．如何理解二次硬化与二次淬火两个概念的相关性与不同特点。 10．一般地，钢有哪些强化与韧化途径？第二章工程结构钢 1．对工程结构钢的基本性能要求是什么？ 2．合金元素在低合金高强度结构钢中的主要作用是什么？为什么考虑采用低C？ 3．什么是微合金钢？微合金化元素在微合金化钢中的主要作用有哪些？试举例说明。 4．低碳贝氏体钢的合金化有何特点？第三章机械制造结构钢 1．名词解释 1）液析碳化物；2）网状碳化物；3）水韧处理4）超高强度钢 2．对调质钢、弹簧钢进行成分、热处理、常用组织及主要性能的比较，并熟悉各自主要钢种。 3．液析碳化物和带状碳化物的形成、危害及消除方法。 4．说明易切削钢提高切削性能的合金化原理。 5．马氏体时效钢与低合金超强钢相比，在合金化、热处理、强化机制、主要性能等方面有何不同？6．高锰钢在平衡态、铸态、热处理态、使用态四种状态下各是什么组织？为何具有抗磨特性？ 7．GCr15钢是什么类型的钢？这种钢中碳和铬的含量约为多少？碳和铬的主要作用分别是什么？其预先热处理和最终热处理分别是什么？ 8．氮化钢的合金化有何特点？合金元素有何作用？

有色金属冶金学复习资料要点

名词解释 1、冰铜：冰铜是在熔炼过程中产生的重金属硫化物为主的共熔体，是熔炼过程的主要产物之一，是以Cu2S-FeS系为主并溶解少量其它金属硫化物、贵金属、铂族金属、Se、Te、As、Sb、Bi等元素及微量脉石成分的多元系混合物。 2、闪速熔炼：闪速熔炼是将经过深度脱水的粉状精矿，在喷嘴中与空气或氧气混合后，以高速度从反应塔顶部喷入高温反应塔内进行熔炼的方法。 3、碱性精炼：是加碱于熔融粗金属中，使氧化后的杂质与碱结合成盐而除去的火法精炼方法。 4、碱性炉渣： 5、酸性炉渣： 6、直接炼铅：利用硫化铅精矿粉料在迅速氧化过程中放出大量的热，将炉料迅速熔化，产出液态铅和熔渣，同时产出少量的高So2浓度的烟气，使硫得以回收的冶金过程。 7、槽电压：阳极压降、阴极压降、母线压降、分解和极化压降、电解质压降的总和。 8、电流效率：是指在电解槽通过一定电量时，阴极实际析出的金属实际沉积铜量??100?％量与理论应析出的金属量的百分比，理论沉积铜量9、沸腾焙烧：沸腾焙烧是强化焙烧过程的新方法，是使空气以一定速度自下而上地吹过固体炉料层，固体炉料

粒子被风吹动互相分离，其状态如同水的沸运动的粒子处于悬浮状态，并作不停的复杂运动，腾，因此称为沸腾焙烧。 10、冰镍：熔有金属的硫化物熔体。 11、还原硫化熔炼：冰镍和冰铜相似，也是硫化物的熔体。由于这种熔炼方法是将矿石中的镍、钴和部分铁还原并使其硫化为金属硫化物与熔渣分开，故称还原硫化熔炼。 12、硬头：在还原熔炼时，少量的铁与锡一道被还原，生成各种成分的合金，称为硬头。 13、灰吹：将贵铅进行氧化熔炼 14、贵铅：工业上称Ag-Pb合金为贵铅。 15、氰化法：用含氧的氰化物溶液，浸出矿石或精矿中的金银，再从浸出液中回收金银的方法称为氰化法。 16、汞齐化：将汞与含金矿粉混合，磨细，使汞首先对金湿润，继而溶解金形成汞膏，汞膏组成由不均匀至均匀直至接近Au2Hg成分的过程称为汞齐化，将金从含金矿石中提取出来的方法，称为混汞法。 17、炭浆法：用活性炭直接从氰化浸出矿浆中吸附金银的方法，称为炭浆法，该法不仅可省去传统氰化法中的液固分离工序，还有利于氰化浸出率的提高。 18、直接熔炼：金属硫化物精矿不经焙烧或烧结焙烧直接生产出金属的熔炼方法称为直接熔炼。铜冶炼

金属材料学总结

第一章 1、为什么钢中的硫和磷一般情况下总是有害的？控制硫化物形态的方法有哪些？答：S与Fe形成FeS，会导致钢产生热脆；P与形成Fe3P，使钢在冷加工过程中产生冷脆性，剧烈降低钢的韧性，使钢在凝固时晶界处发生偏析。硫化物形态控制：a、加入足量的锰，形成高熔点MnS；b、控制钢的冷却速度；c、改善其形态最好为球状，而不是杆状，控制氧含量大于0.02%；d、加入变形剂，使其在金属中扩散开防止聚焦产生裂纹。 2、钢的强化机制有哪些?为什么一般钢的强化工艺采用淬火加回火？答：a、固溶强化（合金中形成固溶体、晶格畸变、阻碍位错运动、强化） b、细晶强化（晶粒细化、晶界增多、位错塞积、阻碍位错运动、强化） c、加工硬化（塑性变形、位错缠绕交割、阻碍位错运动、强化） d、弥散强化（固溶处理的后的合金时效处理、脱溶析出第二相、弥散分布在基体上、与位错交互作用、阻碍位错运动、强化）淬火处理得到强硬相马氏体，提高钢的强度、硬度，使钢塑性降低；回火可有效改善钢的韧性。淬火和回火结合使用提高钢的综合性能。 3、按照合金化思路，如何改善钢的韧性？答：a、加入可细化晶粒的元素Mo、W、Cr； b、改善基体韧性，加Ni元素；

c、提高冲击韧性，加Mn、Si元素； d、调整化学成分； e、形变热处理； f、提高冶金质量； g、加入合金元素提高耐回火性，以提高韧性。 4、试解释40Cr13属于过共析钢，Cr12钢中已出现共晶组织，属于莱氏体钢。答、Cr元素使共析点左移，当Cr量达到一定程度时，共析点左移到碳含量小于0.4%，所以40Cr13属于过共析钢；Cr12中含有高于12%的Cr元素，缩小Fe-C平衡相图的奥氏体区，使共析点右移。 5、试解释含Mn钢易过热，而含Si钢高淬火加热温度应稍高，且冷作硬化率高，不利于冷变性加工。答：Mn在一定量时会促使晶粒长大，而过热就会使晶粒长大。 6、合金钢中碳化物形成规律①②③④⑤⑥⑦ 答：①、K类型：与Me的原子半径有关；②、相似相容原理；③、强碳化物形成元素优先于碳结合形成碳化物；④、NM/NC比值决定了K类型；⑤、碳化物稳定型越好，溶解越难，析出越难，聚集长大也越难。第二章 1、简述工程钢一般服役条件、加工特点和性能要求。答：服役条件：静载、无相对运动、受大气腐蚀。加工特点：简单构件是热轧或正火状态，空气冷却，有焊接、剪切、

金属材料学复习资料

金属材料学复习资料一．名词解释 1、合金元素: 为了得到一定的物理、化学或机械性能而特别添加到钢中的化学元素。(常用M 来表示) 2、微合金元素:有些合金元素如V，Nb，Ti, Zr和B等，当其含量只在0.1%左右（如 B 0.001%，V 0.2 %）时，会显著地影响钢的组织与性能，将这种化学元素称为微合金元素。 3、奥氏体形成元素:在γ-Fe中有较大的溶解度,且能稳定γ相；如 Mn, Ni, Co, C, N, Cu； 4、铁素体形成元素: 在α-Fe中有较大的溶解度，且能稳定α相。如：V，Nb, Ti 等。 5、原位转变（析出）: 元素向渗碳体富集，当其浓度超过在合金渗碳体中的溶解度时, 合金渗碳体就在原位转变成特殊碳化物。 6、离位转变（析出）:在回火过程中直接从α相中析出特殊碳化物，同时伴随着渗碳体的溶解，可使HRC和强度提高（二次硬化效应）。如 V，Nb, Ti等都属于此类型。 7、二次淬火:在强碳化物形成元素含量较高的合金钢中淬火后残余奥氏体十分稳定，甚至加热到500~600℃范围内回火时仍不分解，而是在冷却时部分转化成马氏体，使钢的硬度提高。 8、二次硬化：在含有Ti、V、Nb、Mo、W等较高合金淬火后，在500~600℃范围内回火，在α相中沉淀析出这些元素的特殊碳化物，并使钢的硬度和强度提高 9、液析碳化物：由于碳和合金元素偏析，在局部微小区域内从液态结晶时析出的碳化物。 10、带状碳化物:由于二次碳化物偏析，在偏析区沿轧向伸长呈带状分布。 11、网状碳化物：过共析钢在热轧（锻）加工后缓慢冷却过程中由二次碳化物以网状析出于奥氏体晶界所造成的。 12、水韧处理：高锰钢铸态组织中沿晶界析出的网状碳化物显著降低钢的强度、韧性和抗磨性。将高锰钢加热到单相奥氏体温度范围，使碳化物充分溶入奥氏体，然后水冷，获得单一奥氏体组织。 13、超高强度钢：用回火M和下B作为其使用组织，经过热处理后一般讲，抗拉强度在大于1400MPa，（或屈服强度大于1250MPa)的中碳钢均称为超高强度钢。 14、晶间腐蚀：晶界上析出连续网状富铬的Cr23C6引起晶界周围基体产生贫铬区，贫铬区成为微阳极而发生的腐蚀。 15、应力腐蚀：不锈钢在特定的腐蚀介质和拉应力作用下出现低于强度极限的脆性开裂现象。 16、n/8规律：加入Cr可提高基体的电极电位，但不是均匀的增加，而是突变式的。当Cr 的含量达到1/8，2/8，3/8，......原子比时，Fe的电极电位就跳跃式显著提高，腐蚀也显著下降。这个定律叫做n/8规律。 17、阳极极化：自流电通过阳极时,阳极电位偏离平衡电位而向正方向移动的现象。 18、蠕变极限：在某温度下，在规定时间达到规定变形时所能承受的最大应力。 19、持久强度：在规定温度和规定时间断裂所能承受的应力（δε）。 20、持久寿命：它表示在规定温度和规定应力作用下拉断的时间。 21、碳当量：一般以各元素对共晶点实际含碳量的影响, 将这些元素的量折算成C%的增减, 这样算得的碳量称为碳当量（C.E）（C.E = C + 0.3 （Si+P）+ 0.4 S - 0.03 Mn由于S, P%低, Mn 的作用又较小C.E = C + 0.3 Si ） 22、共晶度：铸铁含C量与共晶点实际含C量之比, 表示铸铁含C量接近共晶点C%的程度。（共晶点实际C量= 4.3 - 0.3Si） 23、孕育处理：指在凝固过程中，向液态金属中添加少量其它物质，促进形核、抑制生长，

2017-2018年北航材料科学与工程911材料综合考研大纲重难点

911材料综合考试大纲（2017年）《材料综合》满分150分，考试内容包括《物理化学》、《材料现代研究方法》《材料科学基础》三门课程，其中《物理化学》占总分的50%,《材料现代研究方法》占总分的30%，《材料科学基础》占总分的20%。特别注意：《材料科学基础》分为三部分，考生可任选其中一部分作答。物理化学考试大纲（2017年）适用专业：材料科学与工程专业《物理化学》是化学、化工、材料及环境等专业的基础课。它既是专业知识结构中重要的一环，又是后续专业课程的基础。要求考生通过本课程的学习，掌握化学热力学及化学动力学的基本知识；培养学生对化学变化和相变化的平衡规律及变化速率规律等物理化学问题，具有明确的基本概念，熟练的计算能力，同时具有一般科学方法的训练和逻辑思维能力，体会并掌握怎样由实验结果出发进行归纳和演绎，或由假设和模型上升为理论，并能结合具体条件应用理论分析解决较为简单的化学热力学及动力学问题。一、考试内容及要求以下按化学热力学基础、化学平衡、相平衡、电化学、以及化学动力学五部分列出考试内容及要求。并按深入程度分为了解、理解（或明了）和掌握（或会用）三个层次进行要求。（一）化学热力学基础理解平衡状态、状态函数、可逆过程、热力学标准态等基本概念；理解热力学第一、第二、第三定律的表述及数学表达式涵义；明了热、功、内能、焓、熵和Gibss函数，以及标准生成焓、标准燃烧焓、标准摩尔熵和标准摩尔吉布斯函数等概念。熟练掌握在物质的p、T、V变化，相变化和化学变化过程中求算热、功以及各种热力学状态函数变化值的原理和方法；在将热力学公式应用于特定体系的时候，能应用状态方程（主要是理想气体状态方程）和物性数据（热容、相变热、蒸汽压等）进行计算。掌握熵增原理和吉布斯函数减小原理判据及其应用；明了热力学公式的适用条件，理解热力学基本方程、对应系数方程。（二）化学平衡明了热力学标准平衡常数的定义，会用热力学数据计算标准平衡常数；理解并掌握Van't Hoff等温方程及等压方程的含义及其应用，能够分析和计算各种因素对化学反应平衡组成的影响（如系统的温度、浓度、压力和惰性气体等）。（三）相平衡理解并掌握Clapeyron公式和Clausius-Clapeyron方程，并能进行有关计算。理解相律的意义；掌握单组分体系和二组分体系典型相图的特点和应用，能用杠杆规则进行相组成计算，会用相律分析相图。（四）电化学

材料科学基础知识点总结

金属学与热处理总结一、金属的晶体结构重点内容：面心立方、体心立方金属晶体结构的配位数、致密度、原子半径，八面体、四面体间隙个数；晶向指数、晶面指数的标定；柏氏矢量具的特性、晶界具的特性。基本内容：密排六方金属晶体结构的配位数、致密度、原子半径，密排面上原子的堆垛顺序、晶胞、晶格、金属键的概念。晶体的特征、晶体中的空间点阵。晶胞：在晶格中选取一个能够完全反映晶格特征的最小的几何单元，用来分析原子排列的规律性，这个最小的几何单元称为晶胞。金属键：失去外层价电子的正离子与弥漫其间的自由电子的静电作用而结合起来，这种结合方式称为金属键。位错：晶体中原子的排列在一定范围内发生有规律错动的一种特殊结构组态。位错的柏氏矢量具有的一些特性： ①用位错的柏氏矢量可以判断位错的类型；②柏氏矢量的守恒性，即柏氏矢量与回路起点及回路途径无关；③位错的柏氏矢量个部分均相同。刃型位错的柏氏矢量与位错线垂直；螺型平行；混合型呈任意角度。晶界具有的一些特性： ①晶界的能量较高，具有自发长大和使界面平直化，以减少晶界总面积的趋势；②原子在晶界上的扩散速度高于晶内，熔点较低；③相变时新相优先在晶界出形核；④晶界处易于发生杂质或溶质原子的富集或偏聚；⑤晶界易于腐蚀和氧化；⑥常温下晶界可以阻止位错的运动，提高材料的强度。二、纯金属的结晶重点内容：均匀形核时过冷度与临界晶核半径、临界形核功之间的关系；细化晶粒的方法，铸锭三晶区的形成机制。基本内容：结晶过程、阻力、动力，过冷度、变质处理的概念。铸锭的缺陷；结晶的热力学条件和结构条件，非均匀形核的临界晶核半径、临界形核功。相起伏：液态金属中，时聚时散，起伏不定，不断变化着的近程规则排列的原子集团。过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度的差称为过冷度。变质处理：在浇铸前往液态金属中加入形核剂，促使形成大量的非均匀晶核，以细化晶粒的方法。过冷度与液态金属结晶的关系：液态金属结晶的过程是形核与晶核的长大过程。从热力学的角度上看，

金属材料学复习资料

金属材料学复习资料题型：判断，选择，简答，问答第一章 1.要清楚的三点： 1)同一零件可用不同材料及相应工艺。例：调质钢；工具钢代用调质钢：在机械零件中用量最大，结构钢在淬火高温回火后具有良好的综合力学性能，有较高的强韧性。适用于这种处理的钢种成为调质钢。调质钢的淬透性原则，指淬透性相同的同类调质钢可以互相代用。 2)同一材料，可采用不同工艺。例：T10钢，淬火有水、水- 油、分级等。强化工艺不同，组织有差别，但都能满足零件要求。力求最佳的强化工艺。淬火冷却方式常用水-油双液淬火、分级淬火。成本低、工艺性能好、用量大。 3)同一材料可有不同的用途。例：602有时也可用作模具。低合金工具钢也可做主轴，15也可做量具、模具等。 602是常用的硅锰弹簧钢，主要用于汽车的板弹簧。低合金工具钢可制造工具尺寸较大、形状比较复杂、精度要求相对较高的模具。15只在对非金属夹杂物要求不严格时，制作切削

工具、量具和冷轧辊等。 2.各种强化机理（书24页）钢强化的本质机理：各种途径增大了位错滑移的阻力，从而提高了钢的塑性变形抗力，在宏观上就提高了钢的强度。 1)固溶强化：原子固溶于钢的基体中，一般都会使晶格发生畸变，从而在基体中产生弹性应力场，弹性应力场与位错的交互作用将增加位错运动的阻力。从而提高强度，降低塑韧性。 2)位错强化：随着位错密度的增大，大为增加了位错产生交割、缠结的概率，所以有效阻止了位错运动，从而提高了钢的强度。但在强化的同时，也降低了伸长率，提高了韧脆转变温度。 3)细晶强化：钢中的晶粒越细，晶界、亚晶界越多，可有效阻止位错运动，并产生位错塞积强化。细晶强化既提高了钢的强度，又提高了塑性和韧度，所以是最理想的强化方法。 4)第二相强化：钢中微粒第二相对位错有很好的钉扎作用，位错通过第二相要消耗能量，从而起到强化效果。根据位错的作用过程，分为切割机制和绕过机制。根据第二相形成过程，分为回火时第二相弥散沉淀析出强化；淬火时残留第二相强化。

金属材料学思考题标准答案2

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。

《金属材料学》考试真题及答案

一、选择题 1、细化晶粒对钢性能的贡献是强化同时韧化；提高钢淬透性的主要作用是使零件整个断面性能趋于一致，能采用比较缓和的方式冷却。 2、滚动轴承钢GCr15的Cr质量分数含量为 1.5% 。滚动轴承钢中碳化物不均匀性主要是指碳化物液析、带状碳化物、网状碳化物。 3、选择零件材料的一般原则是使用性能要求、工艺性要求和经济性要求等。 4、凡是扩大丫区的元素均使Fe-C相图中S、E点向左下方移动，例Ni、Mn等元素；凡封闭Y区的元素使S、E点向左上方移动，例Cr、Si、Mo等元素。S点左移意味着共析碳含量减少，E点左移意味着出现莱氏体的碳含量减少。 5、铝合金可分铸造铝合金和变形铝，变形铝又可分硬铝、超硬铝、锻铝和防锈铝。 6、H62是表示压力加工黄铜的一个牌号，主要成份及名义含量是Cu62% Zn38% 。 7、在非调质钢中常用微合金化元素有Ti、V Nb N等，这些元素的主要作用是____________ 细化组织和相间沉淀析出强化。 8、球铁的力学性能高于灰铁是因为球铁中石墨的断面切割效应、石墨应力集中效应要比灰铁小得多。 9、铝合金热处理包括固溶处理和时效硬化两过程,和钢的热处理最大区别是铝合金没有同素异构相变。 1、钢的合金化基本原则是多元适量、复合加入。在钢中细化晶粒作用较大的合金元素有Ti、V Nb 等，细化晶粒对钢性能的作用是既强化又韧化。 2、在钢中，常见碳化物形成元素有Ti、Nb V Mo W Cr、（按强弱顺序排列，列举5个以上）。钢中二元碳化物分为两类：r c/r M < 0.59为简单点阵结构，有MC和M2C 型；r°/r M > 0.59为复杂点阵结构，有M23C6 、 M7C和M3C型。 3、选择零件材料的一般原则是使用性能要求、工艺性要求和经济性要求等。汽车变速箱齿轮常用20CrMnTi 钢制造，经渗碳和淬回火热处理。 4、奥氏体不锈钢1Cr18Ni9晶界腐蚀倾向比较大，产生晶界腐蚀的主要原因是晶界析出Cr 23C6，导致晶界区贫Cr ，为防止或减轻晶界腐蚀，在合金化方面主要措施有降低碳量、加入Ti、V Nb强碳化物元素。 5、影响铸铁石墨化的主要因素有碳当量、冷却速度。球墨铸铁在浇注时要经过孕育处理和球化处理。 6、铁基固溶体的形成有一定规律，影响组元在置换固溶体中溶解情况的因素有：溶剂与溶质原子的点阵结构、原子尺寸因素、电子结构。 7、对耐热钢最基本的性能要求是良好的高温强度和塑性、良好的化学稳定性。常用的抗氧化合金元素是Cr 、Al 、Si 。 1、钢中二元碳化物分为二类：r c/ r M< 0.59，为简单点阵结构，有MC和 ______________ 型；r c/ 5> 0.59，为复杂点阵结构,有MC M7C3和M23C6 型。两者相比，前者的性能特点是硬度高、熔点高和稳定性好。 2、凡能扩大丫区的元素使铁碳相图中S、E点向左下方移动，例Mn Ni_等元素（列岀2个）；使丫区缩小的元素使S、E点向左上方移动, 例Cr 、Mo W 等元素（列出3个）。 3、提高钢淬透性的作用是获得均匀的组织，满足力学性能要求_________ 、能采取比较缓慢的冷却方式以减少变形、开裂倾向_______ 。 4、高锰耐磨钢（如ZGMn13经水韧处理后得到奥氏体组织。在高应力磨损条件下，硬度提高而耐磨，其原因是加工硬化___________ 及________ 。

金属材料学简要总结

《金属材料学》复习总结第1章：钢的合金化概论一、名词解释：合金化：未获得所要求的组织结构、力学性能、物理性能、化学性能或工艺性能而特别在钢铁中加入某些元素，称为合金化。过热敏感性：钢淬火加热时，对奥氏体晶粒急剧长大的敏感性。回火稳定性：淬火钢在回火时，抵抗强度、硬度下降的能力。回火脆性：淬火钢回火后出现韧性下降的现象。二、填空题： 1.合金化理论是金属材料成分设计和工艺过程控制的重要原理，是材料成分、工艺、组织、性能、应用之间有机关系的根本源头，也是重分发结材料潜力和开发新材料的基本依据。 2.扩大A相区的元素有：Ni、Mn、Co（与Fe -γ无限互溶）；C、N、Cu（有限互溶）； α无限互溶）；Mo、W、Ti（有限互溶）；扩大F相区的元素有：Cr、V（与Fe - 缩小F相区的元素有：B、Nb、Zr（锆）。 3.强C化物形成元素有：Ti、Zr、Nb、V；弱C化物形成元素有：Mn、Fe； 4.强N化物形成元素有：Ti、Zr、Nb、V；弱N化物形成元素有：Cr、Mn、Fe；三、简答题： 1.合金钢按照含量的分类有哪些？具体含量是多少？按含碳量划分又如何？ ●按照合金含量分类：低合金钢：合金元素总量<5%；中合金钢：合金元素总量在5%～10%；高合金钢：合金元素总量>10%； ●按照含碳量的分类：低碳钢：w c≤0.25%；中碳钢：w c=0.25%～0.6%；高碳钢：w c>0.6%； 2.加入合金元素的作用？ ①：与Fe、C作用，产生新相，组成新的组织与结构； ②：使性能改善。 3.合金元素对铁碳相图的S、E点有什么影响？这种影响意味着什么？ (1)A形成元素均使S、E点向左下方移动，如Mn、Ni等； F形成元素均是S、E点向左上方移动，如Cr、V等 (2)S点向左下方移动，意味着共析C含量减小，使得室温下将得到A组织； E点向左上方移动，意味着出现Ld的碳含量会减小。 4.请简述合金元素对奥氏体形成的影响。 (1)碳化物形成元素可以提高碳在A中的扩散激活能，对A形成有一定阻碍作用； (2)非碳化物形成元素Ni、Co可以降低碳的扩散激活能，对A形成有一定加速作用。 (3)钢的A转化过程中存在合金元素和碳的均匀化过程，可以采用淬火加热来达到成分均匀化。 5.有哪些合金元素强烈阻止奥氏体晶粒的长大？组织奥氏体晶粒长大有什么好处？ (1)Ti、Nb、V等强碳化物形成元素会强烈阻止奥氏体晶粒长大，因为：Ti、Nb、V等

金属材料学复习思考题及答案

第一章钢的合金化原理 1．名词解释 1）合金元素: 特别添加到钢中为了保证获得所要求的组织结构从而得到一定的物理、化学或机械性能的化学元素。(常用M来表示) 2）微合金元素: 有些合金元素如V，Nb，Ti, Zr和B等，当其含量只在0.1%左右（如B， 0.001%；V，0.2 %）时，会显著地影响钢的组织与性能，将这种化学元素称为微合金元素。 3）奥氏体形成元素:在γ-Fe中有较大的溶解度,且能稳定γ相；如 Mn, Ni, Co, C, N, Cu； 4）铁素体形成元素: 在α-Fe中有较大的溶解度，且能稳定α相。如：V， Nb, Ti 等。5）原位析出: 元素向渗碳体富集，当其浓度超过在合金渗碳体中的溶解度时, 合金渗碳体就在原位转变成特殊碳化物如Cr钢中的Cr： ε-Fe x C→Fe3C→（Fe, Cr）3C→（Cr, Fe）7C3→（Cr, Fe）23C6 6）离位析出:在回火过程中直接从α相中析出特殊碳化物，同时伴随着渗碳体的溶解，可使硬度和强度提高（二次硬化效应）。如 V，Nb, Ti等都属于此类型。 2．合金元素V、Cr、W、Mo、Mn、Co、Ni、Cu、Ti、Al中哪些是铁素体形成元素？哪些是奥氏体形成元素？哪些能在α-Fe中形成无限固溶体？哪些能在γ-Fe 中形成无限固溶体？答：铁素体形成元素：V、Cr、W、Mo、Ti、Al；奥氏体形成元素：Mn、Co、Ni、Cu；能在α-Fe中形成无限固溶体：V、Cr；能在γ-Fe 中形成无限固溶体：Mn、Co、Ni 3．简述合金元素对扩大或缩小γ相区的影响，并说明利用此原理在生产中有何意义？（1）扩大γ相区：使A3降低，A4升高一般为奥氏体形成元素分为两类：a.开启γ相区：Mn, Ni, Co 与γ-Fe无限互溶. b.扩大γ相区：有C，N，Cu等。如Fe-C相图，形成的扩大的γ相区，构成了钢的热处理的基础。（2）缩小γ相区：使A3升高，A4降低。一般为铁素体形成元素分为两类:a.封闭γ相区：使相图中γ区缩小到一个很小的面积形成γ圈,其结果使δ相区与α相区连成一片。如V, Cr, Si, A1, Ti, Mo, W, P, Sn, As, Sb。 b.缩小γ相区：Zr, Nb, Ta, B, S, Ce 等（3）生产中的意义：(请补充)。 4．简述合金元素对铁碳相图（如共析碳量、相变温度等）的影响。答：1）改变了奥氏体区的位置：（请补充） 2）改变了共晶温度：（l）扩大γ相区的元素使A1，A3下降；如：（请补充）

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1.钢中的杂质元素：O H S P 2.合金元素小于或等于5%为低合金钢，在5%-10%之间为中合金钢，大于10%为高合金钢 3.奥氏体形成元素：Mn Ni Co（开启γ相区） C N Cu（扩展γ相区） 4.铁素体形成元素：Cr V Ti Mo W 5.间隙原子：C N B O H R溶质/R溶剂<0.59 6.碳化物类型：简单间隙碳化物MC M2C 复杂间隙碳化物M6C M23C M2C3 7.合金钢中常见的金属间化合物有σ相、AB2相和B2A相 8.二次硬化：淬火钢在回火时在一定温度下，由于特殊碳化物的析出的初期阶段，形成[M-C]偏聚团，硬度不降低，反而升高的现象。 9.二次淬火：淬火钢在回火时，冷却过程残余奥氏体转变为马氏体的现象。 10.合金元素对铁碳相图的影响 1.改变奥氏体相区位置 2.改变共析转变温度 3.改变S和E等零界点的含碳量 11.合金元素对退火钢加热转变的影响 1.对奥氏体形成速度的影响中强碳化物形成元素与碳形成难溶于奥氏体的合金碳化物，减慢奥氏体的形成速度 2.对奥氏体晶粒大小的影响大多数合金元素都有阻止奥氏体晶粒长大的作用，影响程度不同。V Ti强碳化物和适量的AL强烈阻碍晶粒长大，他们的碳化物或氮化物熔点高，高温下稳定，不易聚集长大，能强烈阻碍奥氏体晶粒长大。 Wu Mo Cr中强碳化物也有阻碍作用，但是影响程度中等。Si Ni非碳化物形成

元素影响不大。Mn P等元素含量在一定限度下促进奥氏体晶粒长大 12.合金元素对淬火钢回火转变的影响 1.提高耐回火性合金元素在回火过程中推迟马氏体分解和残留奥氏体的转变；提高铁素体在结晶温度，使碳化物难以聚集长大，从而提高钢的耐回火性。 2.淬火钢在回火时产生二次硬化和二次淬火，提高钢的性能。 3.对回火脆性的影响产生第一类回火脆性和第二类回火脆性，降低晶界强度，从而使钢的脆性增加 13.钢的强化机制：固溶强化、细晶强化、形变强化和第二相强化 14.合金元素对钢在淬火回火状态下力学性能的影响 1.合金元素一般均能减缓钢的回火转变过程，特别是阻碍碳化物的聚集长大，相对的提高钢中组成相的弥散度 2.合金元素溶解于铁素体，是铁素体强化，并提高了铁素体的再结晶温度。 3.强碳化物形成元素提高了钢的耐回火性，并产生沉淀强化的作用 4.钼、钨等有利于防止或消除第二类回火脆性 15.合金元素对钢高温力学性能的影响 1.可以净化晶界，使易熔杂质元素从晶界转移到晶界内，强化晶界 2.可以提高合金原子间的结合力，增大原子自扩散激活能 3.强碳化物形成元素的加入，可以对位错运动有阻碍作用，可提高合金的高温性能16.合金元素对钢热处理性能的影响淬透性、淬硬性、变形开裂性、过热敏感性、氧化脱碳倾向和回火脆化倾向 17.合金元素对钢的焊接性能影响

2012届中考化学考点金属和金属材料提纲复习

2012届中考化学考点金属和金属材料提纲复习第八单元金属和金属材料第一节金属材料 ᠄金属材料：金属材料包括纯金属以及它们的合金。 ᠄金属的物理性质 ɢ在常温下一般为固态（汞为液态），有金属光泽（大多数金属呈银白色，铜呈紫红色，金呈黄色）； ɢ导电性、导热性、熔点较高、有延展性、能够弯曲、硬度较大、密度较大。 ᠄金属之最 ɢ地壳中含量最多的金属元素——铝 ɢ人体中含量最多的金属元素——钙 ɢ目前世界年产量最多的金属——铁（铁＞铝＞铜） ɢ导电、导热性最好的金属——银（银＞铜＞金＞铝） ɢ熔点最高的金属——钨 ɢ熔点最低的金属——汞 ɢ硬度最大的金属——铬 ɢ密度最大的金属——锇

ɢ密度最小的金属——锂 ᠄金属的分类᠄金属的应用物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但这不是唯一的决定因素。在考虑物质的用途时，还需要考虑价格、资、是否美观、使用是否便利，以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。 ɢ铜、铝——电线——导电性好、价格低廉 ɢ钨——灯丝——熔点高 ɢ铬——电镀——硬度大 ɢ铁——菜刀、镰刀、锤子等 ɢ汞——体温计液柱 ɢ银——保温瓶内胆 ɢ铝——“银粉”、锡箔纸 ᠄合金：由两种或两种以上的金属或金属与非金属经一定方法所合成的具有金属特性的物质。合金是混合物。金属氧化物不是合金。 ᠄目前已制得的纯金属只有90多种，而合金已达几千种。 ᠄合金的硬度一般比组成它的纯金属的硬度大，抗腐蚀性强。᠄合金的熔点一般比组成它的纯金属的熔点低。 ᠄常见的合金：合金铁的合金铜合金焊锡钛和钛合金形状记忆合金生铁钢黄铜青铜

金属材料学

名词解释合金元素：特别添加到钢中为了保证获得所要求的组织结构从而得到一定的物理、化学或机械性能的化学元素。（常用Me表示）微合金元素：有些合金元素如V，Nb，Ti, Zr和B等，当其含量只在0.1%左右（如B 0.001%，V 0.2 %）时，会显著地影响钢的组织与性能，将这种化学元素称为微合金元素。奥氏体形成元素：在γ-Fe中有较大的溶解度,且能稳定γ-Fe的元素C,N,Cu,Mn,Ni,Co,W 等铁素体形成元素：在α-Fe中有较大的溶解度，且能α-Fe稳定的元素Cr，V，Si，Al，Ti，Mo等原位析出：指在回火过程中，合金渗碳体转变为特殊碳化物。碳化物形成元素向渗碳体富集，当其浓度超过在合金渗碳体中的溶解度时, 合金渗碳体就在原位转变成特殊碳化物。如Cr 钢碳化物转变异位析出：含强碳化物形成元素的钢，在回火过程中直接从过饱和α相中析出特殊碳化物，同时伴随着渗碳体的溶解，如V，Nb，Ti。（Ｗ和Mo既有原味析出又有异位析出）网状碳化物：热加工的钢材冷却后，沿奥氏体晶界析出的过剩碳化物（过共析钢）或铁素体（亚共析钢）形成的网状碳化物。水韧处理：高锰钢铸态组织中沿晶界析出的网状碳化物显著降低钢的强度、韧性和抗磨性。将高锰钢加热到单相奥氏体温度范围，使碳化物完全溶入奥氏体，然后在水中快冷，使碳化物来不及析出，从而获得获得单相奥氏体组织。（水韧后不再回火）超高强度钢：用回火M或下B作为其使用组织，经过热处理后抗拉强度大于1400 MPa （或屈服强度大于1250MPa）的中碳钢，均可称为超高强度钢。晶间腐蚀：沿金属晶界进行的腐蚀（已发生晶间腐蚀的金属在外形上无任何变化，但实际金属已丧失强度） n/8规律：随着Cr含量的提高，钢的的电极电呈跳跃式增高。即当Cr的含量达到1/8，2/8，3/8，……原子比时，Fe的电极电位就跳跃式显著提高，腐蚀也跳跃式显著下降。这个定律叫做n/8规律。黄铜： Cu与Zn组成的铜合金青铜： Cu与Zn、Ni以外的其它元素组成的铜合金白铜： Cu与Ni组成的铜合金灰口铸铁：灰口铸铁中碳全部或大部分以片状石墨形式存在，其断口呈暗灰色。（片状石墨对基体产生割裂作用，并在尖端造成应力集中，故灰口铸铁力学性能较差）可锻铸铁：可锻铸铁中的碳全部以或大部分以图案絮状的石墨形式存在，它是由一定成分的白口铸铁经长时间高温石墨化退火而形成的。又称韧性铸铁。蠕墨铸铁：蠕墨铸铁中的碳大部分以蠕虫状石墨形式存在。（高耐热性）麻口铸铁：：麻口铸铁中的碳一部分以渗碳体形式存在，另一部分以石墨形式存在，端口呈黑白相间。（无实用价值）。基体钢：指其成分含有高速钢淬火组织中除过剩余碳化物以外的基体化学成分的钢种。（高强度高硬度，韧性和疲劳强度优于高速钢，可做冷热变形模具刚，也可作超高强度钢）双相钢：是指显微组织主要是由铁素体和５％－２０％体积分数的马氏体所组成的低合金高强度结构钢，即在软相铁素体基体上分布着一定量的硬质相马氏体。黑色组织：高速钢在实际铸锭凝固时，冷速＞平均冷速。合金元素来不及扩散，在结晶和固态相变过程中转变不能完全进行，共析转变形成δ共析体为两相组织，易被腐蚀，在金相组织上呈黑色，而称作黑色组织。低（中高）合金钢：合金元素总量小于５％的合金钢叫低合金钢。合金含量在５％－１０％

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