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：60Si2Mn有时也可用作模具。低合金工具钢也可做主轴，
GCr15也可做量具、模具等。
60Si2Mn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。GCr15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。
5)弥散强化等于第二相强化：塑韧性下降
总结：对结构钢，贡献最大的是细晶强化和沉淀强化；置换固溶对强化贡献不大。
*合金钢与C钢的强度性差异，在于合金元素对钢相变过程的影响。
3.合金化原理的重点问题：
1)什么是奥氏体形成元素，什么是铁素体形成元素？
答：在γ-Fe中有较大溶解度并稳定γ固溶体的元素称为奥氏体形成元素，如Mn, Ni, Co, C, N, Cu；在α-Fe中有较大溶解度并稳定α固溶体的元素称为铁素体形成元素，如：V，Nb, Ti。
2)钢中碳化物稳定性顺序？
答：碳化物在钢中的稳定性取决于金属元素与碳亲和力的大小，即d层电子数：电子越少，金属元素与碳的结合强度越大，越稳定。此外，考虑到热效应影响稳定性时，碳化物生成热越大，越稳定。
碳化物根据结构类型可分为简单点阵结构和复杂点阵结构。
简单点阵结构：有M2C型、MC型，特点是硬度较高，熔点较高，稳定性较好；
复杂点阵结构：有M23C6型、M7C3型、M3C型，其特点是硬度较低，熔点较低，稳定性较差。特别指出：M6C型碳化物虽属于复杂点阵结构，但稳定性比M23C6型、M7C3型好。
基本类型：MC型；M2C型；M23C6型；M7C3型；M3C型；M6C型；
（强K形成元素形成的K比较稳定，其顺序为：Ti>Zr>Nb>V>W,Mo>Cr>Mn>Fe）
各种K相对稳定性如下：MC→M2C→M6C→M23C6→M7C3→M3C
（高-------------------------低）
3)钢的强化机制？提高钢韧性的途径？
答：如上，钢的强化机制是几种强化机制的综合结果。
提高钢韧性的途径：教材版本，举例参考上图
A.细化奥氏体晶粒，从而细化了铁素体晶粒与组织，如强碳化物形成元素；
B.提高钢的回火稳定性，如强碳化物形成元素；
C.改善基体韧度，如Ni；
D.细化碳化物；
E.降低或消除钢的回火脆性；
F.在保证强度水平下，适当降低含碳量；
G.提高冶金质量；
H.通过合金化形成一定量的残余奥氏体。
4)钢中的杂质？S、P作用？
答：杂质有三类：常存杂质，冶炼残余，由脱氧剂带入，Mn、Si、Al；S、P难清除。隐存杂质，生产过程中形成，如微量元素O、H、N等。偶存杂质，与炼钢时的矿石、废钢有关，如Cu、Sn、Pb、Cr等。
典型杂质：S容易与Fe结合形成熔点为989℃的FeS相，会使钢产生热脆性；P和Fe结合形成硬脆的Fe3P相，使钢在冷加工过程中产生冷脆性；H留在钢中形成所谓的白点，导致钢的氢脆。
5)钢中各合金元素作用？如Si，Cr？具体表现在T9和9SiCr（后面有题）答：复习PPT上有归纳。硅和铬具体表现在T9和9SiCr上：
对于9SiCr，由于Si、Cr的作用提高了淬透性，一般情况下油淬临界直径小于40mm；回火稳定性较好，经约250℃回火，硬度仍然大于60HRC；由于Si的存在，脱碳倾向较大，切削加工性相对也差些。
6)第一、第二类回火脆性的典型特征和产生原因（教材24页）
答：第一类回火脆性，典型特征有：①不可逆；②脆性的产生与回火后冷却速度无关；
③脆性的表现特征为晶界脆断。产生原因：①Fe3C薄膜在原奥氏体晶界上形成，削弱了晶界强度；②杂质元素P、S、Bi等由于内吸附现象偏聚晶界，降低了晶界的结合强度。第二类回火脆性，典型特征：①可逆；②脆性是在回火后慢冷产生，快冷可抑制脆性；
③脆性的表现特征为晶界脆断。产生原因：回火时，杂质Sb、S、As或N、P等偏聚晶界，形成网状或片状化合物，降低晶界强度。高于回火脆性温度，杂质扩散离开晶界或化合物分解；快冷抑制了杂质元素扩散。
4. 正火和淬火、高温回火得到的同样是珠光体组织，但为什么一般钢要经过淬火、回火？
答：钢的淬火目的是为了获得马氏体（或贝氏体）组织，提高钢的硬度、强度和耐磨性，并保持足够的韧性。回火目的是消除淬火应力，降低脆性；稳定工件尺寸；调整淬火零件的力学性能。
5. 在这些处理过程中，合金元素存在的形式和所处的位置是怎样变化的，其它组织结构是怎样变化的？
6. 固溶强化、位错强化、细晶强化和弥散强化等强化机制是如何相互转化的？
7.合金化设计到组织设计的要点
答：
1)碳化物的类型及性质：碳化物的形成规律：
2)合金元素对相图的影响：合金元素对C线的影响：
3)合金元素对过程的影响：合金元素对工艺性的作用：
钢的强韧化矛盾
8.合金化原则
多元适量，复合加入（看总复习PPT）
9.主要合金元素的作用（总复习PPT）
第三、四章
1.掌握各类钢的特点（总复习PPT）
2.弹簧、热锻模的服役条件及技术要求
答：弹簧的服役条件：板簧主要承受弯曲载荷，失效形式是疲劳破坏；螺旋弹簧主要承受扭转应力，失效形式也为疲劳破坏。弹簧的技术要求：高的弹性极限σe、屈强比σs/σb→弹性↓；高的疲劳强度σ-1→避免早期疲劳破坏；有足够的塑性和韧性→不产生脆性断裂；足够的淬透性→保证σe和整体强度；具有良好的表面质量。
热锻模的服役条件：1）反复冷、热→易产生龟裂、热疲劳；2）表层温度~500℃，冲击力大；3）强烈摩擦磨损；4）模具尺寸比较大。热锻模的性能要求：↑热疲劳抗力→↑A1，↓硬度是有利的；↑热强性\韧度→高温回火；→消除回脆，整体性能好；↑模具高温耐磨
性；淬透性好，导热性好。热锻模的工艺要求：注意保护模面和模尾，以避免脱碳。加热要注意预热，450左右预热，升温速度要慢，<50℃/h；冷却要注意预冷，预冷到780℃左右，循环油冷，冷至150~200℃取出；淬火后必须立即回火，绝对不允许冷至室温。
3. 轴承钢的冶金质量
答：对轴承钢的基本质量要求是纯净和组织均匀。纯净就是杂质元素和非金属夹杂物要少，组织均匀是钢中碳化物要细小，分布要均匀。因以上两种原因造成的失效占总失效的65%。非金属夹杂主要有氧化物，硫化物和硅酸盐三种。根据形状划分又可分为脆性夹杂物、塑性夹杂物和球状不变形夹杂物。其中危害最大的是硬而脆的氧化物，主要有刚玉和尖晶石。钢冶炼时彻底脱氧是获得高纯净钢的必要条件。碳化物的不均匀性可分为碳化物液析，可采用高温扩散退火消除；带状碳化物可由较长的退火时间消除；而控制终轧或终锻温度、控制终轧后冷速或正火可消除网状碳化物。
老师PPT上的：碳化物细小均布。主要有三类K：K液析→结晶时枝晶偏析而存在→高温扩散退火，不允许液析严重；带状K→轧制时二次碳化物偏析→高温扩散退火；网状K→冷却时在晶界析出→正火。
4. 高速钢的热处理工艺（后面有题）
答：
1)高速钢经锻轧后，要经过退火处理，有普通退火和等温退火两种方式，其中普通退火工
艺为860-880℃保温2-3小时。
2)然后进行淬火前的预热，因为高速钢导热率低，淬火加热温度又很高。预热可减少工件
在淬火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。分为一次预热和两次预热。一次预热为800-850℃，适用于直径小的工件；两次预热是在一次预热之前加一次500-600℃预热。预热时间一般为淬火时间的两倍。
3)淬火温度和时间的确定。
4)采用分级淬火的冷却方式
5. 工具钢的球化处理
答：一般要求钢中的碳化物呈球状、细小、均匀分布，这样可保证钢的耐磨性和韧度，而且对热处理工艺也非常有利。因此，一般情况下工具钢的预先热处理都采用球化退火。低合金工具钢在淬火前必须经过球化退火，得到粒状珠光体的原始组织，以利于切削加工，并且淬火过热倾向小。球化退火一般采用等温退火工艺，由退火温度以30-40℃/h冷至700℃，等温4h，再炉冷到600℃出炉。
工具钢的工艺特点：锻造→球化退火→不完全淬火，淬火工艺参数要求严格。
6. 高碳钢的第二相
答：指的是碳化物。99页
7. 齿轮、轴类零件的选材料
齿轮：不同机械的齿轮，其工作条件差别很大，所以在选择材料和热处理工艺上也有很大不同。
1)机床齿轮，载荷不大，工作平稳，一般无大的冲击力，转速也不高。常选用调质钢制造，
如45、40Cr、42SiMn等钢，热处理工艺为正火或调质，高频感应加热淬火。
一般工艺路线为：备料→锻造→正火→粗加工→调质处理→半精加工→高频淬火+ 回火→磨削
2)汽车、拖拉机的变速箱齿轮，汽车、拖拉机上的变速箱齿轮属于重载荷齿轮。一般都采
用渗碳钢，如20Cr、20CrMnTi等，进行渗碳热处理。
一般工艺路线为：备料→锻造→正火→粗加工→渗碳+淬火+回火→喷丸→磨削
3)重载齿轮，航空发动机齿轮和一些重型机械上的齿轮承受高速和重载，一般多采用高淬
透性渗碳钢，如12CrNi3A、18Cr2Ni4WA等钢。
工艺路线较复杂：备料→模锻→正火+高温回火→机械加工→渗碳→高温回火→机械加工→淬火+回火→精加工→检验。
轴类零件：轴是各类机械中最基本零件，也是关键零部件。它直接影响精度和使用寿命。
1)轻载主轴。如普通车床主轴，负荷小，冲击力不大，磨损也不严重，一般采用45钢，
整体经正火或调质处理，轴颈处高频感应加热淬火。
2)中载主轴。如铣床，中等负荷，有一定冲击力，磨损也较重，一般用40Cr等制造，进
行调质处理，轴颈处高频感应加热淬火。如冲击力较大，也可用20Cr等钢进行渗碳淬火。
3)重载主轴。如组合机床的主轴，负荷较大，冲击力大，磨损严重，可用20CrMnTi钢制
造，渗碳淬火。
4)高精度主轴。如精密镗床的主轴，虽然负荷不大，磨损也不严重，但是精度要求很高，
一般可用38CrMoAlA氮化钢制造，经调质后氮化处理，可满足要求。
8. 不同表面强化工艺特点、应用和适用钢种。82页
表面强化手段也有很多，如既改变表面化学成分又改变组织的渗碳……
9.各类钢的工艺特点：总复习PPT
除第一章外的其余
1.各类结构钢的特点、应用及演变(后面)
2.工具钢的特点、应用及演变
3.工程结构钢：
1)工程结构钢中的基本服役条件以及性能要求？牌号？Q295
基本服役条件：工程结构件长期受静载；互相无相对运动受大气（海水）的侵蚀；有些构件受疲劳冲击；一般在-50~100℃范围内使用；如：桥梁、船舶等受到像风力或海浪冲击。
性能要求：足够的强度与韧度（特别是低温韧度）；良好的焊接性和成型工艺性；良好的耐腐蚀性。
牌号：铁素体-珠光体（F-P）类型是工程结构钢中最主要的一类钢。有Q295、Q345、Q390、Q420、Q460五个牌号。根据质量要求分为A、B、C、D四个等级。A、B级为普通质量级；C级为优质级；D级和E级为特殊质量级，有低温冲击韧性要求。后面的数字表示屈服强度大于等于多少MPa
2)什么是钢的微合金化？
在钢中加入少量(一般不大于0.2%，通常在0.1%以下)特殊的合金元素(如铌、钒、钛、硼等)以提高性能的工艺技术。微合金元素的主要作用是细化晶粒组织和析出强化。
3)合金元素在低合金高强度结构钢中的主要作用是什么？为什么考虑采用低碳？
答：合金元素通过固溶强化、析出弥散强化、细化晶粒强化和增加珠光体含量这四种强化机制提高这类钢的强度。（以下为各种元素的作用：）
C：↑固溶强化效果和珠光体含量，低成本。↑C，↓塑、韧性，↓焊接性、冷成型。如0.1%C，TK为-50℃，0.3%C，TK为50℃，一般均应限制在0.2%以下
Si：最常用且较经济的元素。强化F较显著，1%Si，σs↑85MPa，↑TK，量多时可大为降低塑韧性，所以Si控制在<1.1%
Mn：固溶强化作用大，1%Mn，σs↑33MPa。约有3/4量溶入F中，弱的细晶作用，↓TK。
同样量多时可大为降低塑韧性.所以Mn控制在<1.8%。
Nb\V Ti\Al：形成稳定细小的K等，粒子2~10nm，既细晶又沉淀强化，↑σs，↑δ、AK，综合效果↓TK。改善焊接性。作用顺序：Ti>Nb>Al>V。
Re：脱氧去硫吸氢作用，改善塑韧性，↓TK
碳含量增加使韧脆转变温度提高，又使钢的焊接、成形困难，容易引起结构件发生严重的变形和开裂。所以，低合金高强度钢的基本成分应考虑低碳，稍高的锰含量，并适当用硅强化。网上答案：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。
4.机器零件用钢
1)高锰钢（ZGMn13）在Acm 以上温度加热后空冷得到大量的马氏体，而水冷却可得到
全部奥氏体组织？
高锰钢在Acm以上温度加热后得到了单一奥氏体组织，奥氏体中合金度高（高C、高Mn），使钢的Ms低于室温以下。如快冷，就获得了单一奥氏体组织，而慢冷由于中途析出了大量的K，使奥氏体的合金度降低，Ms上升，所以空冷时发生相变，得到了大量的马氏体。2)高锰钢主要有些什么特点？主要在什么场合使用？
高锰钢化学成分的特点是高碳、高锰，并且其成分变化范围比较大。由于该类钢加工非常困难，基本上都是铸件使用。高锰钢冷作硬化的本质是通过大形变在奥氏体基体中产生大量层错，形成孪晶和马氏体，成为位错运动的障碍。强烈冲击后，表面硬度提高，心部仍保持韧性的奥氏体，所以承受强有力的冲击载荷而不破裂。所以被广泛应用于承受大冲击载荷、强烈磨损的工况下工作的零件，如各式碎石机的衬板、颚板、磨球，挖掘机斗齿，坦克履带板等。
5.工模具钢
1)高速钢在淬火后必须经过三次回火，试论述这种回火的工艺过程以及对组织的影响。高速钢一般需要在560℃左右三次回火，其过程为：
一次回火使大部分的残留奥氏体发生了马氏体转变，二次回火使第一次回火时产生的淬火马氏体回火，并且使残留奥氏体更多地转变为马氏体，三次回火可将残留奥氏体控制在合适的量，并且使内应力消除得更彻底。
2)量具钢的典型应用特征。
量具钢最重要的要求是具有稳定而精确的尺寸。没有专用的钢号。尽量降低淬火加热温度，采用油冷，淬火后进行冷处理。有时在淬火回火后还应进行时效处理。
6.不锈钢
1)常见不锈钢牌号
马氏体不锈钢：主要有Cr13型不锈钢，如1Crl3~4Crl3等Crl3型，Crl7Ni2、9Cr18等
铁素体不锈钢：如0Cr17Ti ，1Cr25Ti，00Cr27Mo等
奥氏体不锈钢：具有单相A组织，如0Cr18Ni9、1Crl8Mn8Ni5N等
奥氏体-铁素体复相不锈钢：如0Cr21Ni5Ti
沉淀硬化不锈钢：如0Cr17Ni4Cu4Nb
2)不锈钢腐蚀类型
均匀腐蚀：腐蚀均匀地在材料的表面产生，损坏大量的材料。容易发现，危害性不是很大。点腐蚀：由于应力等原因使腐蚀集中在材料表面不大的区域，向深处发展，最后甚至能穿透金属。
晶界腐蚀：晶界腐蚀是指腐蚀过程是沿着晶界进行的，其危害性最大。如虫蛀的苹果。
应力腐蚀：钢在拉应力状态下能发生应力腐蚀破坏的现象。没有什么预兆，所以其危害性也是比较大的。
磨损腐蚀：在腐蚀介质中同时有磨损，腐蚀和磨损相互促进、相互加速的现象称为磨损腐蚀。
3)不锈钢中n/8定律
将较稳定的A组元加入到较活泼的B组元固溶体中，当A组元含量达n/8原子比时，固溶体电极电位突然升高，耐蚀性也有一急剧变化。也称为二元合金固溶体电位的n / 8定律。
7.耐热钢
1)耐热钢中常用的合金元素有铬、钼、铝、硅、镍、钛、铌、钒，试分析哪些是抗氧化
性元素？说明其作用机理
答：铬Cr，提高钢抗氧化性主要元素。能形成致密而稳定的氧化物Cr2O3，提高钢的抗氧化性。随着温度提高，所需铬的含量也增加，如600~650℃，需要5%Cr ；800℃时，为12%Cr。也能固溶强化，提高钢的持久强度和蠕变极限。
铝Al：提高抗氧化性的有效元素。在1000℃时，6%Al相当于18%Cr的水平。但铝会降低冶金工艺性，使钢变脆。因此不能单独加入，作为辅助合金化元素。
硅Si：提高抗氧化性的辅助元素。但效果比Al还要有效，使钢脆性大，用Si代替部分Cr。且硅可以促进石墨化，使碳化物聚集长大。一般在2~3%Si。用于渗碳罐，抗渗性好。
除此之外，镍是为了获得工艺性良好的奥氏体而加入，对抗氧化性影响不大；钛、铌、钒是强碳化物形成元素，可生成稳定碳化物，影响也不大。而钼、钨形成的氧化物熔点低，使抗氧化性被破坏。
作用机理：铬、铝、硅氧化物点阵结构接近Fe3O4，离子半径也比铁小，会缩小FeO形成区，升高FeO的形成温度。这些合金元素如果溶入氧化膜形成固溶体，氧化膜会得到固溶强化，增加稳定性。致密氧化膜有效阻止了氧原子和铁原子的扩散，提高抗氧化性。
8.铸铁（注意复习PPT上的图）
1)什么是灰铸铁，什么是球铸铁，其性能特点？
答：灰铸铁是指断面呈灰色，其中碳主要以片状石墨形式存在的铸铁。其性能特点如下：?抗拉强度低、塑韧性很差；
?缺口敏感性小，良好的铸造性、可切削性；
?硬度和抗压强度较高；
?良好的减震性和减摩性；
?存在壁厚敏感效应。
球磨铸铁是将铁水经过球化处理，将片状石墨转化为球状石墨而获得的一种铸铁。其性能特点如下：
球状G应力集中减小，基体的缩减作用减小，割裂基体作用减小。球墨铸铁基体的利用率大大提高。强度和硬度较高，具有一定韧性，有较好的耐磨性。
2)为什么球铁强度和塑韧性都比灰铁好？
答：球铁中，石墨呈球形，灰口铁石墨呈片状。球状石墨对基体的切割作用和石墨的应力集中效应大大小于片状，球铁基体的利用率大大高于灰口铁，所以球墨铸铁的强度和塑韧性都要比灰口铸铁好。
3)从热力学和动力学条件分析壁厚铸件可得到石墨组织，而在壁薄时却得到白口组织答：从热力学而言，高温铁水冷却时对石墨的形成是有利的。而从动力学条件看，形成石墨需要高的C浓度起伏和Fe、C长距离的扩散，而Fe3C的形成只需要C浓度起伏和Fe、C短距离的扩散，因此不利于石墨的形成但有利于Fe3C的形成。铸件在壁厚时，由于冷速慢，C 原子可充分扩散，石墨形成的动力学条件较好，有利于石墨形成。壁薄时，由于铁水冷却快，C原子不能充分扩散，所以易得到Fe3C白口组织。
9.有色金属
1)青铜、黄铜区别
答：黄铜是以锌为主要元素的铜合金。而青铜最早是指铜锡合金，含铝、硅、铍、锰和铅的铜基合金，也称青铜。通常把铜锡合金称为锡青铜（普通青铜），其它称为无锡青铜（特殊青铜）。组织不同，性能自然也不同。普通青铜有较高的强度、硬度和耐磨性；普通黄铜有较高的塑性，耐蚀性较好。
2)铝合金分类
答：铝合金可分为变形铝合金-1和铸造铝合金-2两种；其中变形铝合金又可分为防锈铝-3——不能热处理强化和硬铝/超硬铝/锻铝-4——能热处理强化两种。
3)什么是形状记忆合金
答：合金在低温下被施加应力产生变形，应力去除后形变保留，但加热会逐渐消除形变，并恢复原来形状，这种现象称为形状记忆效应（shape memory effect），简称SME。具有形状记忆效应的合金称为形状记忆合金(shape memery alloy)，简称SMA.
2、结构钢复习小结
表1 典型结构钢的特点、应用及演变
横向
3、合金工具钢复习小结
表2 典型工具钢的特点、应用及演变
可能会出的典型题
1.一般地，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手段。
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。
2.高速钢的成分和热处理工艺比较复杂，试回答下列问题：
1）高速钢中W、Mo、V合金元素的主要作用是什么?
2）高速钢W6Mo5Cr4V2的AC1在800℃左右，但淬火加热温度在1200~1240℃，淬火加热温度为什么这样高?
3）常用560℃三次回火，为什么?
答案要点：
1）W的作用主要是提高钢红硬性。主要形成W6C，淬火加热时未溶K阻碍晶粒长大，溶解部分提高抗回火稳定性，在回火时弥散析出W2C，提高耐磨性。但W降低钢的导热性。Mo 作用与W相似。含Mo的高速钢热塑性较好，便于热压力加工或热塑性变形。V显著提高红硬性、硬度和耐磨性，同时可有效降低过热敏感性。
2）高速钢中要使W、Mo、V等元素发挥作用必须使其充分地溶解到奥氏体中，然后在回火时产生二次硬化效果，由于这些元素形成的碳化物稳定，溶解温度在1000℃以上，故需要高的淬火加热温度。
3）由于高速钢中高合金度M的回火稳定性非常好，在560℃左右回火，才能弥散析出特殊碳化物，产生硬化。同时在560℃左右回火，使材料的组织和性能达到了最佳状态。一次回火使大部分AR发生M转变，二次回火使第一次回火时产生的淬火M回火，并使AR更多地转变为M，三次回火可将AR控制在合适的量，并且使内应力消除得更彻底。
3.9SiCr钢和T9钢相比，退火后硬度偏高，在淬火加热时脱碳倾向较大。
答案要点：9SiCr虽然与T9含碳量相同，但由于它含有Cr、Si合金元素，Si
是非K形成元素，固溶强化基体的作用较大，因此退火后硬度偏高。另外Si提高碳皇度，促进石墨化，因此在加热时脱碳倾向较大。
4.合金化基本原则是多元适量，复合加入。试举例说明Mn-V和Si-Mn的复合作用。
答案要点：
Mn-V复合：Mn有过热倾向，而V是减弱了Mn的作用；Mn能降低碳活度，使稳定性很好的VC溶点降低，从而在淬火温度下VC也能溶解许多，使钢获得较好的淬透性和回火稳定性。
Si-Mn复合：Si、Mn都是强化铁素体有效的元素，能提高钢的弹性极限，但Si有脱C倾向、Mn有过热倾向，而Si-Mn复合可使钢的脱C、过热倾向降低，这样的合金复合在弹簧钢中得到了很好的应用。
5.试从合金化原理角度分析9SiCr钢的主要特点。
答案要点：Si、Cr↑淬透性，D油<40mm ；Si、Cr↑回稳性，~250℃回火，>60HRC；
Si、Cr使碳化物细小、分布均匀→不容易崩刃；分级或等温处理，变形较小；Si使脱碳倾向较大，切削加工性相对也差些。
适于制作形状较复杂、变形要求小工件，特别是薄刃工具，如丝锥、扳牙、铰刀等。
09级金属材料学复习题材料分析
名词解释 1．淬透性：指以规定条件下刚式样淬透层升读呵硬度分布来表征的材料的特征，主要取决于钢的临界淬火冷速大小。 2．淬硬性：材料在理想条件下进行淬火后所能达到的最高硬度的能力。主要取决于淬火加热时固溶与A中的含碳量，碳含量越高，则钢的淬硬性越高 3．回火脆性：淬火钢在某温度区间回火或从回火温度缓慢冷却通过该温度区间冲击韧性降低的脆化现象。4．“C”曲线：过冷奥氏体等温转变曲线，综合反映过冷奥氏体在不同过冷度下等温转变过程，由转变开始曲线、转变终了曲线及马氏体转变温度线构成。 5．调质处理：淬火+高温回火（500到650度），得到强度、塑性和韧性都较好的回火索氏体。6．时效处理：又称沉淀强化，通过室温放置或热处理工艺使过冷A发生相间沉淀和F中析出弥散的碳化物和氮化物，产生沉淀强化效应 7.弥散强化：合金冶炼过程加入高熔点，高硬度合金相，弥散分布，钉扎晶界阻碍位 错运动引起合金强化效应。 高锰钢（ZGMn13） 成分设计 室温铸态下为奥氏体加碳化物，当受到强烈冲击时能发生形变诱发马氏体相变形成马氏体， 强烈地加工硬化使材料表面为马氏体，具有较高的耐磨性能，而里面仍为奥氏体，具有较 高的韧性，可承受较大的冲击（不适用于纯摩擦）。故要求主添加元素具有以下特征： 1.获得单一奥氏体，需扩大奥氏体相区 2.大量使用，故加入的元素必须廉价 3.室温为奥氏体，故Ms降低在室温以下 4.使用时能发生形变诱导马氏体相变，故Md控制在室温附近 5.为提高耐磨性能，必须能形成碳化物 以上的特征也正是Mn所以到的作用。故高锰钢一般都是高Mn（10%到14%）高C（0.9%到1.4%）。另外，高锰钢中加入2~4%的铬或适量的Mo和V能形成细小的碳化物，提高冲击韧性屈服强度和抗磨性。 （加稀土金属可以近一步提高金属液的流动性，增加钢液填充铸型的能力，减小热裂倾向，显著细化奥氏体晶粒，延缓在铸后冷却时在晶界析出碳化物，稀土金属还能显著提高高锰钢的冷作硬化效应及韧性，提高使用寿命。） 热处理
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%。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。 4、凡是扩大γ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γ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。 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。 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≤为简单点阵结构，有MC和M2C型；r c/r M> 为复杂点阵结构，有M23C6、M7C3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Cr23C6，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 < ，为简单点阵结构，有MC和型；r C / r M > ，为复杂点阵结构，有M3C、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。 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奥氏体中析出K和应力诱发马氏体相 变。 5、对热锻模钢的主要性能要求有高热强性、良好的热疲劳抗力、良好的冲击韧性和良好的淬透性及耐磨性。常用钢号有5CrNiMo （写出一个）。 6、QT600-3是球墨铸铁，“600”表示抗拉强度≥600MPa，“3”表示延伸率≥3% 。 7、在非调质钢中常用微合金化元素有Ti、V等（写出2个），这些元素的主要作用是细化晶粒组织和弥散沉淀强化。 二、解释题（30分） 1、高速钢有很好的红硬性，但不宜制造热锤锻模。
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 第一章钢的合金化原理 1-1 什么是铁素体（奥氏体）形成元素？合金元素中哪些是铁素体（奥氏体）形成元素？哪些能在α-Fe（γ-Fe）中形成无限固溶体？【P8】 1-2 简述合金元素对Fe-C相图的影响，并说明利用此原理在生产中有何意义？【9】 1-3 合金元素在钢中的存在状态有哪些形式？【15】 1-4 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。【12】 1-5 什么是合金元素的偏聚（内吸附）？偏聚机理是什么？举例说明它的影响。【16】 1-6 说明主要合金元素（V/Nb/Ti、Mo/W、Cr、Ni、Mn、Si、Al、B等）对过冷奥氏体冷却转变（主要P转变）影响的作用机制。【20】 1-7 合金元素对马氏体转变有何影响？【21】 1-8 如何利用合金元素来消除或预防第一次、第二次回火脆性？【22】 1-9 如何理解二次硬化与二次淬火两个概念的异同之处？【22－23】 1-10 钢有哪些强化机制？如何提高钢的韧性？【24－28】 1-11钢良好的淬透性的目的为何？【30】 第二章工程结构钢 2-1 对工程结构钢的基本性能要求是什么？【47】 2-2 合金元素在HSLA中的主要作用是什么？为什么考虑采用低碳？【48-】 2-3 什么是微合金钢？微合金元素在微合金钢中的主要作用有哪些？V、Nb、Ti这三种典型微合金元素在钢中作用有何差异？【55-56】 2-4针状铁素体钢的成分与合金化、组织和性能特点？【56】 2-5低碳贝氏体钢的合金化有何特点？【57】 2-6 汽车工业用的高强度低合金双相钢，其主要成分、组织和性能特点是什么？【58】 2-7 了解低合金高强度钢的发展趋势。【59】
习题 第一章 1、何时不能直接淬火呢？本质粗晶粒钢为什么渗碳后不直接淬火？重结晶为什么可以细化晶粒？那么渗碳时为什么不选择重结晶温度进行A化？ 答：本质粗晶粒钢，必须缓冷后再加热进行重结晶，细化晶粒后再淬火。晶粒粗大。A 形核、长大过程。影响渗碳效果。 2、C是扩大还是缩小奥氏体相区元素？ 答：扩大。 3、Me对S、E点的影响？ 答：A形成元素均使S、E点向左下方移动。F形成元素使S、E点向左上方移动。 S点左移—共析C量减小；E点左移—出现莱氏体的C量降低。 4、合金钢加热均匀化与碳钢相比有什么区别? 答：由于合金元素阻碍碳原子扩散以及碳化物的分解，因此奥氏体化温度高、保温时间长。 5、对一般结构钢的成分设计时，要考虑其M S点不能太低，为什么? 答：M量少，Ar量多，影响强度。 6、W、Mo等元素对贝氏体转变影响不大，而对珠光体转变的推迟作用大，如何理解? 答：对于珠光体转变：Ti, 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： 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的自扩散系数，增加Fe的扩散激活能。 3）减缓C的扩散。 对于贝氏体转变：W，Mo，V，Ti：增加C在γ相中的扩散激活能，降低扩散系数，推迟贝氏体转变，但作用比Cr，Mn，Ni小。 7、淬硬性和淬透性 答：淬硬性：指钢在淬火时硬化能力，用淬成马氏体可能得到的最高硬度表示。 淬透性：指由钢的表面量到钢的半马氏体区组织处的深度。 8、C在γ-Fe与α-Fe中溶解度不同，那个大？ 答：γ-Fe中，为八面体空隙，比α-Fe的四面体空隙大。 9、C、N原子在α-Fe中溶解度不同，那个大？ 答：N大，因为N的半径比C小。 10、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。 答：V：MC型；Cr：M7C3、M23C6型；Mo：M6C、M2C、M7C3型；Mn：M3C型。 复杂点阵：M23C6、M7C3、M3C、稳定性较差；简单点阵：M2C、MC、M6C稳定性好。 11、如何理解二次硬化与二次淬火？ 答：二次硬化：含高W、Mo、Cr、V钢淬火后回火时，由于析出细小弥散的特殊碳化物及回火冷却时A’转变为M回,使硬度不仅不下降，反而升高的现象称二次硬化。 二次淬火：在高合金钢中回火冷却时残余奥氏体转变为马氏体的现象称为二次淬火。
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
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
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HRC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？ 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：可以利用M扩大和缩小γ相区作用，获得单相组织，具有特殊性能，在耐蚀钢和耐热钢中应用广泛。 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 2）改变了共晶温度：（l）扩大γ相区的元素使A1，A3下降； (2)缩小γ相区的元素使A1，A3升高。当Mo>8.2%, W>12%,Ti>1.0%,V>4.5%,Si>8.5%，γ相 区消失。 3.）改变了共析含碳量：所有合金元素均使S点左移。（提问：对组织与性能有何影响呢？）
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、
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________ 。
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
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？
第一章答案 1、为什么说钢中的S、P杂质元素总是有害的？ 答：S容易和Fe结合成熔点为989℃的FeS相，会使钢产生热脆性；P和Fe结合形成硬脆的Fe3P相使钢在冷加工过程中产生冷脆性。 2、合金元素对Fe-C相图的S、E点有什么影响？这种影响意味着什么？ 答：凡是扩大γ相区的元素均使S、E点向左下方移动，如Mn、Ni; 凡是封闭γ相区的元素均使S、E点向左上方移动，如Cr、Si、Mo。E点左移意味着出现莱氏体的碳含量减小；S点左移意味着共析碳含量减小。 3、那些合金元素能够显著提高钢的淬透性？提高钢的淬透性有什么作用？ 答：B、Mn、Mo、Cr、Si、Ni等元素能够显著提高钢的淬透性。提高钢的淬透性一方面可以使工件得到均匀而良好的力学性能，满足技术要求;另一方面在淬火时，可以选用比较缓和的冷却介质以减小零件的变形和开裂的倾向。 4、为什么说合金化的基本原则是“复合加入”？举二例说明合金复合作用的机 理。 答：1.提高性能，如淬透性；2.扬长避短，合金元素能对某些方面起积极作用，但往往还有些副作用，为了克服不足，可以加入另一些合金元素弥补，如Si-Mn，Mn-V;3.改善碳化物的类型和分布，某些合金元素改变钢中碳化物的类型和分布或改变其他元素的存在形式和位置，从而提高钢的性能，如耐热钢中Cr-Mo-V,高速钢中V-Cr-W。 5、合金元素提高钢的韧度主要有哪些途径？ 答：1.细化A晶粒；2.提高钢的回火稳定性；3.改善机体韧度；4.细化碳化物；5.降低或消除钢的回火脆性；6.在保证强度水平下适当降低碳含量；7.提高冶金质量；8.通过合金化形成一定量的残余A，利用稳定的残余A提高钢的韧度。 6、钢的强化机制有那些？为什么一般的强化工艺都采用淬火-回火？ 答：固溶强化、细晶强化、位错强化、第二相强化。因为一般的钢的强化都要求它有一定的强度的同时又要保持一定的任性，淬火后钢中能够形成M,这给了钢足够的强度，但是带来的后果就是韧度不够，而回火能够在强度降低不大的情况下给淬火钢以足够的韧性，这样能够得到综合力学性能比较优良的材料，所以一般钢的强化工艺都采用淬火加回火。 7、铁置换固溶体的影响因素？ 答：1.溶剂与溶质的点阵结构；2.原子尺寸因素；3.电子结构。 第二章 1、叙述构件用钢一般的服役条件、加工特点、性能要求? 答：服役条件：工程结构件长期受静载荷；互相无相对运动；受大气（海水）侵蚀；
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，
金属材料学复习思考题 （2016.05） 第一章钢的合金化原理 1-1名词解释 （1）合金元素；（2）微合金化元素；（3）奥氏体稳定化元素；（4）铁素体稳定化元素；（5）杂质元素；（6）原位析出；（7）异位析出；（8）晶界偏聚（内吸附）；（9）二次硬化；（10）二次淬火；（11）回火脆性；（12）回火稳定性 1-2 合金元素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？ 1-3简述合金元素对Fe-Fe3C相图的S、E点有什么影响？这种影响意味着什么？ 1-4 为何需要提高钢的淬透性？哪些元素能显著提高钢的淬透性？（作业） 1-5 能明显提高钢回火稳定性的合金元素有哪些？提高钢的回火稳定性有什么作用？（作业） 1-6合金钢中V，Cr，Mo，Mn等所形成的碳化物基本类型及其相对稳定性。 1-7试解释含Mn和碳稍高的钢容易过热，而含Si的钢淬火温度应稍高，且冷作硬化率较高，不利于冷加工变形加工？（作业） 1-8V/Nb/Ti、Mo/W、Cr、Ni、Mn、Si、B等对过冷奥氏体P转变影响的作用机制。1-9合金元素对马氏体转变有何影响？ 1-10如何利用合金元素来消除或预防第一次、第二次回火脆性？ 1-11如何理解二次硬化与二次淬火两个概念的异同之处？ 1-12钢有哪些强化机制？如何提高钢的韧性？（作业）
1-13 为什么合金化基本原则是“复合加入”？试举两例说明复合加入的作用机理？（作业） 1-14 合金元素V在某些情况下能起到降低淬透性的作用，为什么？而对于40Mn2和42Mn2V，后者的淬透性稍大，为什么？（作业） 1-1540Cr、40CrNi、40CrNiMo钢，其油淬临界淬透性直径分别为25~30 mm、40~60mm和60~100mm，试解释淬透性成倍增大的现象。（作业） 1-16在相同成分的粗晶粒和细晶粒钢中，偏聚元素的偏聚程度有什么不同？（作业）
《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。