1、《金属材料学》这门课的核心内容是什么？
答：钢的合金化原理
2、合金元素在钢中的存在方式有哪几种？简要说明。
答：溶于固溶体（奥氏体、铁素体、马氏体等），有间隙型和置换型两类
形成各类碳化物和氮化物
存在于金属间化合物，常见于高速钢中
各类夹杂物（氧化物or硫化物）
自由态，极少数元素，如Pb
3、钢种常见碳化物的类型？并按结构和性能进行分类。
答：第一类简单点阵结构的碳化物MC or M2C，硬度、熔点高，稳定性好
第二类复杂点阵结构的碳化物M3C、M7C3、M23C6、M6C，硬度、熔点较低，稳定性差。其中M6C型碳化物为复杂点阵结构，但性能接近于简单点阵结构的碳化物
4、影响合金元素在钢中固溶度大小的因素主要有哪几个？
答：合金元素在钢中的固溶形式主要为置换固溶和间隙固溶。铁基固溶体中合金元素的固溶度主要取决于合金元素与钢基体的点阵结构、原子尺寸因素和电子结构。铁的间隙固溶体是较小原尺寸的合金元素存在于Fe晶体的间隙位置所组成固溶体，主要取决于Fe基体的晶体结构和间隙元素的原子尺寸。
5、提高钢淬透性的方法和主要作用是什么？
答：提高钢淬透性即为提高钢淬火时获得马氏体的能力。添加合金元素是提高钢淬透性的主要方法，同时必须要保证足够的奥氏体化加热温度，以确保合金元素溶于奥氏体中。提高钢淬透性的合金元素主要有Mn、Cr、Si、Ni、C等，合金元素的复合使用对提高钢淬透性的作用更加显著。通过提高淬透性，一方面可使得工件得到均匀而良好的力学性能，同时可在淬火时采用较为缓和的冷却介质，减少工件的变形与开裂倾向。
1、解释为何4Cr13钢中含碳量为0.4%左右（质量分数），但已经属于过共析钢。答：Cr元素使共析S点向左移动，当Cr含量达到一定程度时，S点已左移到小于0.4%C，所以4Cr13是属于过共析钢。
2、解释为何应严格控制钢中杂质元素S、P的含量。
答：S能形成FeS，其熔点为989℃，钢件在大于1000℃的热加工温度时FeS会熔化，所以易产生热脆；P能形成Fe3P，性质硬而脆，在冷加工时产生应力集中，易产生裂纹而形成冷脆。
3、金属材料共有四种强化机制，试解释每种机制的强化机理。
答：固溶强化，其原理为溶质原子照成了点阵畸变，其应力场与位错应力场发生相互作用，并阻碍位错运动。
位错强化，亦称为加工硬化，是塑性变形过程中位错增殖所引起的位错团聚和位错塞积，显现阻滞了位错运动，起到了明显的强化作用。
第二相强化，其原理为第二相细小弥散的分布于基体中，阻滞位错运动，缠身显著的强化效果。
细晶强化，通过增加晶界数量，强化晶界对位错的运动的阻碍作用，可实现材料强度和韧塑性的同步提升。
4、解释为何9Cr18只能作为一定耐蚀性要求的工具钢。
答：根据Tammann定律，耐蚀性元素Cr对不锈钢耐蚀性的提高作用必须在Cr 处于固溶态时才能体现出来。虽然9Cr18马氏体不锈钢中Cr含量超过18%，但合金中含有0.9%的C，Cr是中等强度的碳化物形成元素，将优先与C结合形成Cr的碳化物，固溶体中的Cr仅达到1/8的最低要求值。此外，Cr的碳化物电极电位高，将作为阴极相削弱合金耐蚀性。
1、定性比较40Cr、40CrNi、40CrNiMo三种钢的淬透性、回火脆性、韧度和回火稳定性，简要说明原因。（10分）
答案：淬透性：40Cr<40CrNi<40CrNiMo，Cr、Ni、Mo都能使淬透性增强
回火脆性：40CrNi>40Cr>40CrNiMo 因为Cr，Ni提高回火脆性，Mo改善回火脆性
韧性：40CrNiMo>40CrNi>40Cr 因为Ni能有效提高基本韧度，而Mo也有一定作用
回火稳定性：40CrNiMo>40CrNi>40Cr 因为Mo是强碳化物形成元素，Cr为碳化物形成元素，碳化物可提高回火稳定性。
2、高速钢的热处理工艺比较复杂，试回答下列问题（12分，每小题4分）：（1）淬火加热时，为什么要预热?
答案要点：
高速钢合金量高，特别是W，钢导热性很差。预热可减少工件加热过程中的变形开裂倾向；缩短高温保温时间，减少氧化脱碳；可准确地控制炉温稳定性。（2）高速钢W6Mo5Cr4V2的AC1在800℃左右，但淬火加热温度在1200~1240℃，淬火加热温度为何需要如此高?
答案要点：
因为高速钢中碳化物比较稳定，必须在高温下才能溶解。而高速钢淬火目的是获得高合金度的马氏体，在回火时才能产生有效的二次硬化效果。
（3）淬火冷却时常用分级淬火，分级淬火的目的是什么?
答案要点：
分级淬火目的：降低热应力和组织应力，尽可能地减小工件的变形与开裂。
3、总结Cr元素在合金钢中的作用，简要说明其原因。(8分)
Cr缩小γ相区。Cr降低γ的相变驱动力，并且降低了相变时碳化物的形核长大，提高钢的淬透性。
Cr是碳化物形成元素，回火时阻止M3C型长大，提高回火稳定性。
Cr的碳化物稳定，不易长大，可细化晶粒，改善碳化物均匀性。
Cr促进杂质原子偏聚，增大回火脆性倾向，如40CrNi。
Cr形成Cr2O3,提高钢的抗氧化性，Cr增强固溶体中原子间结合力，从而提高热强性热强性；
Cr提高固溶体电极电位，复合n/8定律，提高耐蚀性，为不锈钢的主要元素。Cr是铁素体形成元素，提高A1，提高淬火温度，能提高热疲劳性能。
Cr降低钢的Ms，从而增加了钢的残余A。
8. 综合思考题：38CrMoAl、20CrMnTi、40Cr的钢种分类、组织特点、热处理工艺及最终的组织状态等
38CrMoAl:氮化钢
性能要求：精度要求高，工作时载荷不大，基本上无冲击力，有一定的耐磨要求，承受一定的交变应力。
热处理：调质热处理后获得稳定的回火索氏体组织，再进行渗氮处理
组织状态：氮化处理后，表面氧化层中在回火索氏体基础上形成γ’（Fe4N）和（Fe3-2N）相，心部仍保持回火索氏体组织。
20CrMnTi：渗碳钢
性能要求：心部强韧，表面强硬，具有较高的耐磨性和承受较大的冲击载荷
热处理：中等淬透性钢，可采用930℃渗碳后870℃直接淬火+低温回火的热处理工艺
组织：表面渗碳层为中高碳M回火哥氏体+K+少量残A，心部位低碳板条M
40Cr：合金调制钢
性能要求：强韧性，较好的综合力学性能
热处理：850℃淬火+520℃高温回火（调质），轴颈处表面淬火
组织：回火索氏体、轴颈处表层为M
4. 高速钢：W18Cr4V热处理工艺及特点
预热：在高温盐浴炉中加热速度较快，采用一次或多次预热
+预热的目的①降低淬火加热过程中的变形开裂倾向；②缩短高温保温时间，减少氧化脱碳；
③准确地控制炉温稳定性。
淬火：精确控制淬火温度，易产生缺陷：过烧，过热欠热
淬火冷却：分级淬火，等温淬火
回火：高速钢一般需要500℃左右三次回火
1. 提高钢韧性的合金化途径
（1）细化晶粒、组织——如Ti、V、Mo；
（2）↑回火稳定性——如强K形成元素；
（3）改善基体韧度——Ni ；
（4）细化K ——适量Cr、V，使K小而匀；
（5）降低或消除钢的回火脆性——W、Mo ；
（6）在保证强度水平下，适当降低含C量. 提高冶金质量。
2. 第一类和第二类回火脆性：第1类回火脆性（低温回火脆性）
产生原因：①200-350 ℃Fe3C薄膜在原A体晶界形成；
②杂质元素P、S、Bi等偏聚晶界，↓晶界强度。
脆性特征：①不可逆；②与回火后冷速无关；③晶界脆断。
第2类回火脆性（高温回火脆性450-650℃）
产生原因：①杂质Sb、S、As或N、P等偏聚晶界；
②形成网状或片状化合物,↓晶界强度。高于回脆温度，杂质扩散离开晶界或化合物分解；快冷抑制杂质元素扩散。
脆性特征：①可逆；（Cr-Ni钢大炮）②回火后慢冷产生，快冷抑制；③晶界脆断.
2. 解释为何球墨铸铁的力学性能明显优于灰口铸铁（从石墨形态及对基体力学性能的破坏作用来解释）
球墨铸铁是球状石墨，使得它对金属基体的缩减、切割作用减到了最低限度，金属基体组织可以充分发挥其作用。
球墨铸铁组织：球状Gr + 金属基体（F，F+P，P，S回，B下等）。球状Gr孤立分布，理想的是“小、匀、圆、适量”。
球状Gr应力集中↓，基体的缩减作用↓，割裂基体作用↓，球铁基体的利用率可大大提高，达到70~90％。
对灰口铸铁来说，主要的矛盾是片状Gr，→改变基体组织无明显作用。
3. 灰口铸铁和球墨铸铁的典型牌号及含义(填空)
灰口铸铁：有HT100、HT150、HT200、HT250、HT300、HT350六个国家标准牌号。
“HT”表示“灰铁”，后面的数字表示抗拉强度（不低于的MPa）
球墨铸铁：例如QT400-15，QT为球铁代号，400表示抗拉强度不低于400MPa，15表示
伸长率不低于15%。
1）珠光体（Pearlite/ P）：A共析得到铁素体和渗碳体交替重叠的复相物（机械混合物）缓冷下，P中Ｃ含量0.77%。
2）莱氏体（ledeburite / Ld ）：液态铁碳合金共晶转变得到A（C% 2.11）与渗碳体（C 6.675 % ）的机械混合物，为高温组织（存在于1148-727℃）。
5. 比较Cr13型铁素体不锈钢与9Cr18马氏体不锈钢的耐蚀性
Cr13满足1/8定律，所以其抗腐蚀性强，C与Cr形成稳定碳化铬，影响耐腐性，C含量越低，耐腐性越好；根据Tammann定律，耐蚀性元素Cr对不锈钢耐蚀性的提高作用必须在Cr处于固溶态时才能体现出来。虽然9Cr18马氏体不锈钢中Cr含量超过18%，但合金中含有0.9%的C，Cr是中等强度的碳化物形成元素，将优先与C结合形成Cr的碳化物，固溶体中的Cr仅达到1/8的最低要求值。此外，Cr的碳化物电极电位高，将作为阴极相削弱合金耐蚀性。
铝合金时效过程的组织演变
1、形成铜原子富集区G,P
2、G.P.区铜原子有序化
3、形成过渡相θ＇
4、形成
6. 试解释Cr18Ni9Ti（奥氏体不锈钢）耐蚀性为何比其他类型的不锈钢要好？
①Cr+Ni=18+9=27，耐蚀电位接近n/8定律中n=2的电位值
②Ti稳定k，提高抗晶间腐蚀能力
③奥氏体不锈钢比马氏体不锈钢抗蚀性好稳定的θ
4. 1/8定律:
即Tammann定律，固溶体中的Cr含量达到12.5%原子比（即1/8）时，铁固溶体电极电位有一个突然升高，当Cr含量提高到2/8时，电位又一次升高，这种现象称为Tammann。
概述 金属材料就是指金属元素或以金属元素为主构成得具有金属特性得材料得统称.包括纯金属、合金、金属材料金属间化合物与特种金属材料等.(注：金属氧化物（如氧化铝）不属于金属材料） 1、意义 人类文明得发展与社会得进步同金属材料关系十分密切。继石器时代之后出现得铜器时代、铁器时代,均以金属材料得应用为其时代得显著标志。现代,种类繁多得金属材料已成为人类社会发展得重要物质基础。 2、种类 金属材料通常分为黑色金属、有色金属与特种金属材料。 （１）黑色金属又称钢铁材料，包括含铁90％以上得工业纯铁，含碳2％～4％得铸铁，含碳小于 2％得碳钢，以及各种用途得结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、不锈钢、精密合金等。广义得黑色金属还包括铬、锰及其合金. (2)有色金属就是指除铁、铬、锰以外得所有金属及其合金,通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属与稀土金属等。有色合金得强度与硬度一般比纯金属高,并且电阻大、电阻温度系数小。 (3）特种金属材料包括不同用途得结构金属材料与功能金属材料。其中有通过快速冷凝工艺获得得非晶态金属材料，以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等;还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减振阻尼等特殊功能合金以及金属基复合材料等。 3、性能 一般分为工艺性能与使用性能两类.所谓工艺性能就是指机械零件在加工制造过程中,金属材料在所定得冷、热加工条件下表现出来得性能。金属材料工艺性能得好坏，决定了它在制造过程中加工成形得适应能力。由于加工条件不同，要求得工艺性能也就不同,如铸造性能、可焊性、可锻性、热处理性能、切削加工性等. 所谓使用性能就是指机械零件在使用条件下，金属材料表现出来得性能，它包括力学性能、物理性能、化学性能等。金属材料使用性能得好坏，决定了它得使用范围与使用寿命.在机械制造业中，一般机械零件都就是在常温、常压与非常强烈腐蚀性介质中使用得，且在使用过程中各机械零件都将承受不同载荷得作用。金属材料在载荷作用下抵抗破坏得性能，称为力学性能(过去也称为机械性能）.金属材料得力学性能就是零件得设计与选材时得主要依据。外加载荷性质不同（例如拉伸、压缩、扭转、冲击、循环载荷等），对金属材料要求得力学性能也将不同。常用得力学性能包括：强度、塑性、硬度、冲击韧性、多次冲击抗力与疲劳极限等。 金属材料特质
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
概述 金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金、金属材料金属间化合物和特种金属材料等。（注：金属氧化物（如氧化铝）不属于金属材料） 1. 意义 人类文明的发展和社会的进步同金属材料关系十分密切。继石器时代之后出现的铜器时代、铁器时代，均以金属材料的应用为其时代的显著标志。现代，种类繁多的金属材料已成为人类社会发展的重要物质基础。 2. 种类 金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。 （1）黑色金属又称钢铁材料，包括含铁90%以上的工业纯铁，含碳2%- 4% 的铸铁，含碳小于2%的碳钢，以及各种用途的结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、不锈钢、精密合金等。广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。 （2）有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金，通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等。有色合金的强度和硬度一般比纯金属高，并且电阻大、电阻温度系数小。 （3）特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。其中有 通过快速冷凝工艺获得的非晶态金属材料，以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等；还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减振阻尼等特殊功能合金以及金属基复合材料等。 3. 性能 一般分为工艺性能和使用性能两类。所谓工艺性能是指机械零件在加工制造过程中，金属材料在所定的冷、热加工条件下表现出来的性能。金属材料工艺性能的好坏，决定了它在制造过程中加工成形的适应能力。由于加工条件不同，要求的工艺性能也就不同，如铸造性能、可焊性、可锻性、热处理性能、切削加工性等。 所谓使用性能是指机械零件在使用条件下，金属材料表现出来的性能，它包括力学性能、物理性能、化学性能等。金属材料使用性能的好坏，决定了它的使用范围与使用寿命。在机械制造业中，一般机械零件都是在常温、常压和非常强烈腐蚀性介质中使用的，且在使用过程中各机械零件都将承受不同载荷的作用。金属材料在载荷作用下抵抗破坏的性能，称为力学性能（过去也称为机械性能）。金属材料的力学性能是零件的设计和选材时的主要依据。外加载荷性质不同（例如拉伸、压缩、扭转、冲击、循环载荷等），对金属材料要求的力学性能也将不同。常用的力学性能包括：强度、塑性、硬度、冲击韧性、多次冲击抗力和疲劳极限等。 金属材料特质 1. 疲劳 许多机械零件和工程构件，是承受交变载荷工作的。在交变载荷的作用下，虽然应力水平低于材料的屈服极限，但经过长时间的应力反复循环作用以后，也会发生突然脆性断
金属和金属材料测试题及答案（word） 一、金属和金属材料选择题 1．垃圾分类从我做起。金属饮料罐属于（） A．可回收物 B．有害垃圾C．厨余垃圾D．其他垃圾 【答案】A 【解析】 【详解】 A、可回收物是指各种废弃金属、金属制品、塑料等可回收的垃圾，金属饮料罐属于可回收垃圾，故选项正确。 B、有害垃圾是指造成环境污染或危害人体健康的物质，金属饮料罐属于可回收垃圾，故选项错误。 C、厨余垃圾用于回收各种厨房垃圾，金属饮料罐属于可回收垃圾，故选项错误。 D、其它垃圾是指可回收垃圾、厨余垃圾、有害垃圾之外的其它垃圾，金属饮料罐属于可回收垃圾，故选项错误。 故选：A。 【点睛】 本题难度不大，了解垃圾物质的分类、各个标志所代表的含义是正确解答本题的关键。 2．有X、Y、Z三种金属，X在常温下就能与氧气反应，Y、Z在常温下几乎不与氧气反应；如果把Y与Z分别放入硝酸银溶液中，过一会儿，在Z表面有银析出，而Y没有变化，根据以上事实，判断X、Y、Z三种金属的活动性由弱到强的顺序正确的是 A．X Y Z B．X Z Y C．Z Y X D．Y Z X 【答案】B 【解析】 有X、Y、Z三种金属，X在常温下就能与氧气反应，Y、Z在常温下几乎不与氧气反应，说明X的金属活动性最强。把Y和Z分别放入硝酸银溶液中，过一会儿，在Z表面有银析出，而Y没有变化，说明Z的金属活动性比银强，Y的金属活动性比银弱，即Z>Ag>Y；则X、Y、Z三种金属的活动性由强至弱的顺序为X>Z>Y。故选B。 点睛：在金属活动性顺序中，位于前面的金属能把排在它后面的金属从其盐溶液中置换出来，据此判断能否发生反应，进而可确定三种金属活动性由强到弱的顺序。 3．下列图像分别与选项中的操作相对应，其中合理的是（）
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？
九年级化学 第八单元金属与金属材料（知识点) 第一课时金属材料 一．金属 １。金属材料 金属材料包括纯金属与它们得合金。 ①人类从石器时代进入青铜器时代，继而进入铁器时代，1０0多年前才开始 使用铝. ②铁、铝、铜与它们得合金就是人类使用最多得金属材料,世界上年产量最多 得金属就是铁，其次就是铝（铝得密度小，抗腐蚀性强，在当今社会被广泛使用) ２.金属得物理性质 金属具有很多共同得物理性质：常温下金属都就是固体（汞除外)，有金属光泽，大多数金属就是电与热得优良导体，有延展性,能够弯曲,密度大,熔点高。 ①金属除具有一些共同得物理性质外,还具有各自得特性，不同种金属得颜 色、硬度、熔点、导电性、导热性等物理性质差别较大。 ②铁、铝、银、铂、镁等金属呈银白色,铜却呈紫红色，金呈黄色. ③常温下，铁、铝、铜等大多数金属就是固体，但体温计中得汞(俗称水银) 却就是液体。 ３、金属之最 ①地壳中含量最高得金属元素就是铝(其次就是铁)。 ②人体中含量最高得金属元素就是钙。
③目前世界上年产量最高得金属就是铁。 ④导电，导热性最好得金属就是银（较好得有铜、金、铝）. ⑤密度最大得金属锇（密度较大得金属有金、铅）。 ⑥密度最小得金属就是锂（密度较小得金属有铝、镁等)。 ⑦熔点最高得得金属就是钨，熔点最低得金属就是汞.为什么?（熔点较低得金 属就是锡） ⑧硬度最大得金属就是铬,（硬度较小得金属有铅Pｂ）。 4.影响物质用途得因素 讨论: ①为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？——铅硬度小，铅有毒。 ②银得导电性比铜好,但电线一般用铜制而不用银制，原因就是银得价格昂贵, 资源稀少。 ③为什么灯泡里得灯丝用钨制而不用锡制？如果用锡得话，可能会出现什么情 况?(钨得熔点高,锡得熔点低，用锡做灯丝会熔化.） ④为什么有得铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀金怎么样？(铬得硬度大，不 生锈,金虽然美观但价格高。） ⑤在制造保险丝时，则要选用熔点较低得金属。(为什么？） ⑥在制造硬币时，要选用光泽好、耐磨、耐腐蚀易加工得金属。(为什么？） 结论：物质得性质在很大程度上决定了物质得用途，但这不就是唯一得决定因素，在考虑物质得用途时，还需要考虑价格、资源、就是否美观、使用就是否便利以及废料就是否易于回收与对环境得影响等多种因素。 二、合金
金属和金属材料知识点梳理及经典练习(超详细)经典 一、金属和金属材料选择题 1．取一定量的Mg放入Cu(NO3)2和AgNO3的混合溶液中充分反应后过滤，得到固体和滤液。下列说法错误的是( ) A．固体中只有Ag时，滤液一定呈蓝色 B．固体中有Cu和Ag时,滤液一定呈无色 C．固体中一定有 Ag,滤液中可能有AgNO3 D．固体中可能有Cu,滤液中一定有Mg (NO3)2 【答案】B 【解析】镁比铜活泼，铜比银活泼。取一定量的Mg放入Cu(NO3)2和AgNO3的混合溶液中充分反应后过滤，得到固体和滤液。A、固体中只有Ag时，镁质量不足，没有与硝酸铜反应，滤液一定呈蓝色，硝酸铜溶液呈蓝色，故A正确；B、固体中有Cu和Ag时，滤液不一定呈无色，只有镁质量充足时，滤液一定呈无色，故B错误；C、固体中一定有 Ag，滤液中可能有AgNO3，如果镁质量比较少时，滤液中有AgNO3是完全有可能的，故C正 确；D、固体中可能有Cu，滤液中一定有Mg (NO3)2，这是由镁的质量决定的，故D正确。点睛∶物质发生化学反应后生成物的成分组成要成分考虑到反应物的质量以及是否过量，不足或恰好完全反应。 2．下列图像分别与选项中的操作相对应，其中合理的是（） A．向一定量的稀硫酸中加入锌粒 B．向氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸 C．向一定量的CuSO4溶液中加NaOH溶液
D．加热一定质量的KClO3和MnO2混合物制O2 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 A、向一定量的稀硫酸中加入锌粒，氢气的质量应不断增大至一定值，反应速率不断变缓，选项A不正确； B、向氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸，pH值应由大逐渐变小，选项B不正确； C、向一定量的CuSO4溶液中加NaOH溶液，沉淀质量不断增大至一定值，选项C正确； D、加热一定质量的KClO3和MnO2混合物制O2，反应完成后容器中有催化剂MnO2剩余，选项D不正确； 故选C。 3．化学趣味小组在学习了金属的化学性质后，对金属R的活动性进行探究发现：将金属R 放入稀盐酸中，观察到有气泡产生（该反应的化学方程式可表示为： R+2HCl2=RCl2+H2↑），将R放入ZnSO4溶液中无任何变化。下列化学方程式书写错误的是（） A．R+MgSO4=RSO4+Mg B．R+CuSO4=RSO4+Cu C．R+H2SO4=RSO4+H2↑D．2A1+3RSO4=Al2（SO4）3+3R 【答案】A 【解析】 将金属R放入稀盐酸中，观察到有气泡产生，说明R能与稀盐酸反应，即活动性R＞H；由R+2HCl2=RCl2+H2↑可知，R在化合物中显+2价；将R放入ZnSO4溶液中无任何变化，说明Zn的金属活动性比R强，即Zn＞R。A、由于金属活动性Mg＞Zn＞R，所以R不能与MgSO4反应，错误；B、由于金属活动性R＞H＞Cu，所以R能与CuSO4反应，化学方程式R+CuSO4=RSO4+Cu，正确；C、金属活动性R＞H， R能与H2SO4反应，化学方程式R+H2SO4=RSO4+H2↑，正确；D、由于金属活动性Al＞Zn＞R，所以Al能与RSO4反应，化学方程式2A1+3RSO4=Al2（SO4）3+3R，正确。故选A。 点睛：掌握金属活动性应用“反应则活泼、不能反应则不活泼”是正确解答此类题的关键。 4．下列物质中，可由金属和盐酸反应制得的是（） A．AgCl B．CuCl2C．FeCl3D．AlCl3 【答案】D 【解析】
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，
一、填空题（共20分，每空1分） 1.金属材料与热处理是一门研究金属材料的成分、、热处理与金属材料性能之间的关系和变化规律的课程。 2.学习金属材料与热处理应注意按照材料的成分和热处理决定其组织，组织决定，性 能又决定其用途这一内在关系进行学习和记忆。 3.金属材料的性能一般分为两类，一类是，包括物理性能、化学性能和力学性能；另一类是。 4.强度的常用衡量指标有和屈服强度，分别用符号和R eL表示。 5.碳在奥氏体中的溶解度随温度的不同而变化，在1148℃时碳的溶解度可达，在727℃时碳的溶解度可达0.77％. 6.碳素钢中除铁、碳外，还常含有硫、磷、、锰等元素。其中硅、是有益元素，S、P是有害元素。 7.45钢按用途分类属于结构钢，按含碳量分类属于钢，按质量等级分类属于钢。 8.钢在加热时的组织转变，主要包括奥氏体的和两个过程。 9.3Cr2W8V钢按用途分类属于，按合金元素总含分类属于高合金钢。 10. 钢热处理后变形小，又称微变形钢，主要用来制造较精密的低速刀具，如长铰刀、拉刀等。 11.常用的不锈钢按化学成分可分为铬不锈钢、铬镍不锈钢和铬锰不锈钢等。按金相组织特点又可分为、马氏体不锈钢和铁素体不锈钢等。 12.根据灰口铸铁中石墨形态的不同，还可将灰口铸铁分为灰铸铁，其石墨呈曲片状；铸铁，其石墨呈团絮状；球墨铸铁，其石墨呈球状；蠕墨铸铁，其石墨呈蠕虫状。 13.铝及铝合金的极低，属于非铁金属。 14.常用的钛合金可分为α型的钛合金、β型的钛合金、三类，其中应用最广。 二、选择题（共20分，每题1分） 1.（）是指由单一元素构成的具有特殊的光泽、延展性、导电性、导热性的物质。 A、金属 B、合金 C、金属材料 2.（）是金属及其合金的总成。 A、金属 B、合金 C、金属材料 3. γ—Fe转变为α—Fe时的温度为（）。 A、727℃ B、770℃ C、912℃ D、1394℃ 4.拉伸试验可测定材料的（）指标。 A、韧性 B、硬度 C、疲劳 D、强度 5.铁碳合金共晶转变的温度是（）℃。 A、727 B、912 C、1227 D、1148 6.共晶白口铸铁的含碳量为（）。 A、0.77% B、2.11% C、4.3% D、6.69%
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。
钢的合金化概论 1、钢中常存的杂质有哪些？硫、磷对钢的性能有哪些影响？ 钢中常存的杂质有:Mn、Si、S、P、N、H、O等。 S易产生热脆；P易产生冷脆。 2、合金元素对纯铁γ相区的影响可分为几种，请举例说明。 合金元素对纯铁γ相区的影响可分为四种： （1）开启γ相区(无限扩大γ相区)，如Mn、Ni、Co （2）扩展γ相区(有限扩大γ相区)，如C、N、Cu、Zn、Au （3）封闭γ相区(无限扩大α相区)，如Cr、V，W、Mo、Ti、Si、Al、P、Be （4）缩小γ相区(但不能使γ相区封闭)，如B、Nb、Zr 3、在铁碳相图中，含有0.77%C的钢称为共析钢，如果在此钢中添加Mn或Cr元素，含碳量不变，那么这种Fe-C-Mn或Fe-C-Cr钢分别是亚共析钢还是过共析钢？为什么？含有0.77%C的Fe-C-Mn或Fe-C-Cr钢为过共析钢。因为几乎所有合金元素都使Fe-C 相图中S点左移，S点左移意味着共析碳含量降低。 4、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； 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。 5、合金元素对钢的共析温度有哪些影响？合金元素对钢的共析体含碳量有何影响？ 扩大γ相区的元素使铁碳合金相图的共析转变温度下降；缩小γ相区的元素使铁碳合金相图的共析转变温度上升。 几乎所有合金元素都使S点碳含量降低；尤其以强碳化物形成元素的作用最为强烈。6、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；
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， 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。直径愈小，硬度值愈大。（ （） （） ） 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（）。
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________ 。
金属材料性能知识大汇总 1、关于拉伸力-伸长曲线和应力-应变曲线的问题 低碳钢的应力－应变曲线 a、拉伸过程的变形：弹性变形，屈服变形，加工硬化（均匀塑性变形），不均匀集中塑性变形。 b、相关公式：工程应力σ=F/A0；工程应变ε=ΔL/L0；比例极限σP；弹性极限σ ε；屈服点σS；抗拉强度σb；断裂强度σk。 真应变e=ln(L/L0)=ln(1+ε) ；真应力s=σ(1+ε)= σ*eε指数e为真应变。 c、相关理论：真应变总是小于工程应变，且变形量越大，二者差距越大；真应力大于工程应力。弹性变形阶段，真应力—真应变曲线和应力—应变曲线基本吻合；塑性变形阶段两者出线显著差异。
2、关于弹性变形的问题 a、相关概念 弹性：表征材料弹性变形的能力 刚度：表征材料弹性变形的抗力 弹性模量：反映弹性变形应力和应变关系的常数，E=σ/ε；工程上也称刚度，表征材料对弹性变形的抗力。 弹性比功：称弹性比能或应变比能，是材料在弹性变形过程中吸收变形功的能力，评价材料弹性的好坏。 包申格效应：金属材料经预先加载产生少量塑性变形，再同向加载，规定残余伸长应力增加；反向加载，规定残余伸长应力降低的现象。 滞弹性：（弹性后效）是指材料在快速加载或卸载后，随时间的延长而产生的附加弹性应变的性能。 弹性滞后环：非理想弹性的情况下，由于应力和应变不同步，使加载线与卸载线不重合而形成一封闭回线。 金属材料在交变载荷作用下吸收不可逆变形功的能力，称为金属的循环韧性，也叫内耗 b、相关理论： 弹性变形都是可逆的。 理想弹性变形具有单值性、可逆性，瞬时性。但由于实际金属为多晶体并存在各种缺陷，弹性变形时，并不是完整的。 弹性变形本质是构成材料的原子或离子或分子自平衡位置产生可逆变形的反映
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）
九年级化学 第八单元金属和金属材料（知识点） 第一课时金属材料 一．金属 1．金属材料 金属材料包括纯金属和它们的合金。 ①人类从石器时代进入青铜器时代，继而进入铁器时代，100多年前才开始 使用铝。 ②铁、铝、铜和它们的合金是人类使用最多的金属材料，世界上年产量最多 的金属是铁，其次是铝（铝的密度小，抗腐蚀性强，在当今社会被广泛使用）2．金属的物理性质 金属具有很多共同的物理性质：常温下金属都是固体（汞除外），有金属光泽，大多数金属是电和热的优良导体，有延展性，能够弯曲，密度大，熔点高。 ①金属除具有一些共同的物理性质外，还具有各自的特性，不同种金属的颜 色、硬度、熔点、导电性、导热性等物理性质差别较大。 ②铁、铝、银、铂、镁等金属呈银白色，铜却呈紫红色，金呈黄色。 ③常温下，铁、铝、铜等大多数金属是固体，但体温计中的汞（俗称水银） 却是液体。 3 . 金属之最 ①地壳中含量最高的金属元素是铝（其次是铁）。 ②人体中含量最高的金属元素是钙。 ③目前世界上年产量最高的金属是铁。
④导电，导热性最好的金属是银（较好的有铜、金、铝）。 ⑤密度最大的金属锇（密度较大的金属有金、铅）。 ⑥密度最小的金属是锂（密度较小的金属有铝、镁等）。 ⑦熔点最高的的金属是钨，熔点最低的金属是汞。为什么？（熔点较低的金属 是锡） ⑧硬度最大的金属是铬，（硬度较小的金属有铅Pb）。 4．影响物质用途的因素 讨论： ①为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？——铅硬度小，铅有毒。 ②银的导电性比铜好，但电线一般用铜制而不用银制，原因是银的价格昂贵， 资源稀少。 ③为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？如果用锡的话，可能会出现什么情 况？（钨的熔点高，锡的熔点低，用锡做灯丝会熔化。） ④为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬?如果镀金怎么样？（铬的硬度大，不 生锈，金虽然美观但价格高。） ⑤在制造保险丝时，则要选用熔点较低的金属。（为什么?） ⑥在制造硬币时，要选用光泽好、耐磨、耐腐蚀易加工的金属。（为什么？） 结论：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、资源、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。 二. 合金 1.合金：合金是由一种金属跟其他金属（或非金属）熔合而形成的具有金属特性
SK4 SK4产品介绍 SK4 碳素工具钢 标准：JIS G4401 对应中国GB牌号：T10(A) 对应美国AST牌号：T72301 W1A-91/2 对应德国DIN,DINEN牌号：C105W1 对应英国BS,BSEN 牌号：1407 对应法国NF,NFEN牌号：C105E2U 特性及适用围 SK4钢强度及耐磨性均较T8和T9高，但热硬性低、淬透性不高且淬火变形大。SK4适于制造切削条件差、耐磨性要求较高，且不受突然和剧烈振动，需要一定韧性及具有锋利刀口的各种工具，如车刀、刨刀、钻头、切纸机、低精度而形状简单的量具(如卡板等)，可用作不受较大冲击的耐磨零件。 日本冷作模具钢，碳素工具钢，韧性、硬度较高。可通过淬火硬化到硬度≥61HRC。 SK4化学成分 碳 C ：0.95～1.04 硅 Si：≤0.35 锰 Mn：≤0.40 硫 S ：≤0.030 磷 P ：≤0.035 铬 Cr：允许残余含量≤0.25、≤0.10(制造铅浴淬火钢丝时) 镍 Ni：允许残余含量≤0.20、≤0.12(制造铅浴淬火钢丝时) 铜 Cu：允许残余含量≤0.30、≤0.20(制造铅浴淬火钢丝时) 注：允许残余含量Cr+Ni+Cu≤0.40(制造铅浴淬火钢丝时) 硬度：退火,≤197HB,压痕直径≥4.30mm;淬火,≥62HRC 热处理规及金相组织 热处理规：试样淬火760～780℃,水冷。 供货硬度： 软态、半硬、硬态（热处理硬料） 表面颜色： 白色、蓝色、金黄、热处理原色 交货状态：钢材以退火状态交货。经双方协议，也可以不退火状态交货。
45号钢 45号钢，是GB中的叫法，JIS中称为：S45C,ASTM中称为1045,080M46,DIN称为：C45 。国常叫45号钢，也有叫“油钢”。一般，市场现货热轧居多。冷轧规格1.0~4.0mm之间。 简介 钢材交货状态硬度HBS10/3000,≤|未热处理钢： 229 钢材交货状态硬度HBS10/3000,≤|退火钢： 197 特性 概述 常用中碳调质结构钢。该钢冷塑性一般，退火、正火比调质时要稍好，具有较高的强度和较好的切削加工性，经适当的热处理以后可获得一定的韧性、塑性和耐磨性，材料来源方便。适合于氢焊和氩弧焊，不太适合于气焊。焊前需预热，焊后应进行去应力退火。 正火可改善硬度小于160HBS毛坯的切削性能。该钢经调质处理后，其综合力学性能要优化于其他中碳结构钢，但该钢淬透性较低，水中临界淬透直径为12~17mm，水淬时有开裂倾向。当直径大于80mm时，经调质或正火后，其力学性能相近，对中、小型模具零件进行调质处理后可获得较高的强度和韧性，而大型零件，则以正火处理为宜，所以，此钢通常在调质或正火状态下使用。 液相线温度 1495℃左右，碳含量0.42~0.50%。 参考对应钢号：中国GB标准钢号45；日本JIS标准钢号S45C/S48C；德国DIN标准材料钢号1.0503；德国DIN标准钢号C45；英国BS标准钢号IC45/080A47；法国AFNOR标准钢号CC45；法国NF标准钢号C45；意大利UNI标准钢号C45；比利时NBN 标准钢号C45-1；瑞典SS标准钢号1650；西班牙标准钢号F.114；美国AISI/SAE标准钢号1045；国际标准化组织ISO标准钢号C45E4。 化学成分 C：0.42~0.50 Si：0.17~0.37 Mn：0.50~0.80 Cr：≤0.25 Ni：≤0.30 Cu：≤0.25 密度7.85g/cm3，弹性模量210GPa，泊松比0.269。 处理方法 热处理 推荐热处理温度：正火850，淬火840，回火600。 45号钢为优质碳素结构用钢，硬度不高易切削加工，模具中常用来做模板，梢子，导柱等，但须热处理。 1. 45号钢淬火后没有回火之前，硬度大于HRC55（最高可达HRC62)为合格。 实际应用的最高硬度为HRC55（高频淬火HRC58)。 2.45号钢不要采用渗碳淬火的热处理工艺。
1．金属在外力作用下产生的变形都不能恢复。（） 2．所有金属在拉伸试验过程中都会产生“屈服”现象和“颈缩”现象。（）3．一般低碳钢的塑性优于高碳钢，而硬度低于高碳钢。（） 4．低碳钢、变形铝合金等塑性良好的金属适合于各种塑性加工。（） 5．布氏硬度试验法适合于成品的硬度测量。（） 6．硬度试验测量简便，属非破坏性试验，且能反映其他力学性能，因此是生产中最常 用的力学性能测量法。（） 7．材料韧性的主要判据是冲击吸收功。（） 8．一般金属材料在低温时比高温时的脆性大。（） 9．机械零件所受的应力小于屈服点时，是不可能发生断裂的。（） 10． 1kg 铜和1kg 铝的体积是相同的。（） 11．钢具有良好的力学性能，适宜制造飞机机身、航天飞机机身等结构件。（）12．钨、钼等高熔点金属可用于制作耐高温元件，铅、锡、铋等低熔点金属可制作熔断 丝和焊接钎料等。（） 13．电阻率ρ高的材料导电性能良好。（） 14．导热性能良好的金属可以制作散热器。（） 15．一般金属材料都有热胀冷缩的现象。（） 16．金属都具有铁磁性，都能被磁铁所吸引。（） 17．金属的工艺性能好，表明加工容易，加工质量容易保证，加工成本也较低。 18．低碳钢的焊接性能优于高碳钢。（） 19．低碳钢和低合金钢的锻造性能差，而中、高碳钢和高合金钢的锻造性能好。 20．晶体中的原子在空间是有序排列的。（） 21．一般金属在固态下是晶体。（） 22．金属在固态下都有同素异构转变。（） 23．凡由液体转变为固体的过程都叫结晶。（） 24．金属结晶时冷却速度越大，结晶晶粒越细。（） 25．一般金属件结晶后，表面晶粒比心部晶粒细小。（） 26．固溶体的强度一般比构成它的纯金属高。（） 27．金属都能用热处理的方法来强化。（） 28．纯金属是导电的，而合金则是不能导电的。（）