《金属材料与热处理》教材习题答案
第五章 合金钢
1. 什么是合金钢?
答：所谓合金钢就是在碳钢的基础上，为了改善钢的性能，在冶炼时有目的地加入一种或数种合金元素的钢。
2. 合金元素在钢中有哪些主要作用?这些作用对钢的性能会产生哪些影响?
答：合金元素在钢中的作用是非常复杂，其中主要作用包括：一是形成合金铁素体。由于合金元素与铁的晶格类型和原子半径的差异，引起铁素体的晶格畸变，产生固溶强化作用。二是与碳能形成碳化物，当这些碳化物呈细小颗粒并均匀分布在钢中时，能显著提高钢的强度和硬度。三是抑制钢在加热时奥氏体晶粒长大的作用，达到细化晶粒的目的使合金钢在热处理后获得比碳钢更细的晶粒，从而提高其综合力学性能。四是可增加过冷奥氏体的稳定性，推迟其向珠光体的转变，减小钢的临界冷却速度，提高钢的淬透性。五是提高回火稳定性，在相同的回火温度下，合金钢比相同含碳量的碳素钢具有更高的硬度和强度。在强度要求相同的条件下，合金钢可在更高的温度下回火，以充分消除内应力，而使韧性更好。
3. 合金钢是如何分类的?
答：合金钢最常用下面两种分类方法。一是按用途分类：分为合金结构钢、合金工具钢和特殊性能钢。其中合金结构钢又可以分为低合金高强度钢，渗碳钢，调质钢、弹簧钢、滚动轴承钢等。合金工具钢可分为刃具钢、模具钢和量具钢等。特殊性能钢则有不锈钢、耐热钢、耐磨钢等。二是按合金元素总含量分类：分为低合金钢（合金元素总含量＜5％）、中合金钢（合金元素总含量5％一10％）和高合金钢（合金元素总含量＞10％）。
4. 合金钢的牌号编制有何特点？
答：我国合金钢牌号采用碳含量、合金元素的种类及含量、质量级别来编号，简单明了，比较实用。其中合金结构钢的牌号采用两位数字（碳含量）＋元素符号（或汉字）＋数字表示，前面两位数字表示钢的平均含碳量的万分数；合金工具钢的牌号和合金结构钢的区别仅在于碳含量的表示方法，它用一位数字表示平均含碳量的千分数，当碳含量大于等于1.0％时，则不予标出。另外，特殊性能钢的表示方法和合金工具钢基本相同。
第 1 页 共 8 页 不锈钢压力容器制造管理规定
第一章 总则
第一条 为了规范不锈钢压力容器的制造工作，确保不锈钢压力容器的安全可靠使用，根据相关法律法规，制定本规定。
第二条 本规定适用于不锈钢压力容器的设计、制造、检验和使用管理。
第三条 不锈钢压力容器制造企业应当按照国家相关标准和技术规范组织生产，保证产品的质量和安全性。
第四条 不锈钢压力容器制造企业应当建立健全质量管理体系，明确相关责任，保证生产过程的可控性和持续改进。
第五条 不锈钢压力容器制造企业应当按照国家相关法律法规，取得相应的设计和制造资质，设立质量控制部门，配备专业技术人员。
第六条 不锈钢压力容器制造企业应当组织生产技术人员和工人进行必要的培训，提高工作人员的技能和安全意识，确保生产作业的规范和合格。
第二章 设计
第七条 不锈钢压力容器设计应当符合相关国家标准和技术规范的要求，保证容器在设计压力范围内安全可靠的工作。
第八条 不锈钢压力容器的设计应当按照相应的强度计算方法和工艺要求，合理选取材料和零部件，确保设计和制造的可靠性。
第九条 不锈钢压力容器的设计压力应当按照使用要求和相关标准规定确定，未经相关部门批准，不得擅自改变设计压力。 第 2 页 共 8 页 第十条 不锈钢压力容器的安全附件和附属设备应当按照相关要求选取，并有相应的安装和使用说明。
第十一条 不锈钢压力容器设计文件应当包括：设计计算书、产品图件、工艺文件等必要的资料，并保存至少十年。
第三章 制造
第十二条 不锈钢压力容器制造企业应当制定相应的制造工艺和操作规程，并组织生产作业按照规程进行。
第十三条 不锈钢压力容器制造过程应当按照相关的技术要求和工艺流程进行，确保产品的质量和安全可靠。
第十四条 不锈钢压力容器制造企业应当按照相关标准对材料进行合理选用和验收，严禁使用问题材料。
第十五条 不锈钢压力容器制造企业应当建立进料、制造过程和成品的质量记录，确保产品的可追溯性。
机电工程标 技术规格说明书 第三部分 1 / 3 2012-02-12 第五章 不锈钢水箱 第一节 总则 1.1 说明 本承包商负责供应和安装生活给水系统之不锈钢水箱。 本章说明有关不锈钢水箱的技术标准、安装及调试所需的各项技术要求， 1.2 一般要求 A. 所有送抵工地的设备均须为簇新的。 B. 安装前的设备/配件需装箱保护。 C. 深化设计和安装须同时符合有关国家规范要求。 D. 要求水箱供应商能够承担水箱清洗，并配合业主完成水质验收及相关证照得取得等工作。 1.3 质量保证 A. 所提供的设备及材料须为生产此类设备至少有五年历史的厂商的产品。 B. 所有烧焊技工必须具备由有关政府机关签发的有效上岗证书。 C. 不锈钢生活水箱必须根据《生活饮用水输配水设备及防护材料卫生安全评价规定》进行卫生安全性检验。检验指标必须全部符合有关规定对饮用水输配水设备的要求。 1.4 资料呈审 A. 必须取得卫生部门或当地自来水公司颁发的涉及饮用水卫生安全的产品卫生许可证或批件。 B. 提交完整的产品资料和样品包括技术数据、材料及设备的装配图、测试证明书等以供审批。 C. 安装前，提交全部施工图予有关部门及各审批单位审批，获得批准后方可动工。其中应包括但不限于以下资料： 1. 所有水箱的安装施工图纸、详图。图纸须明确以下事宜 a. 设计标准及国家标准 b. 水箱的材料说明（如物料类别，有关标准及特性） c. 水箱最大设计负荷，水箱尺寸及厚度 d. 主要结构构件及其详图 e. 水箱的结构支撑之安装详图 f. 水箱相关附件开孔位置及相应大小 机电工程标 技术规格说明书 第三部分 2 / 3 2012-02-12 2. 技术说明—包括水箱供应商对水箱制做的品质控制资料及有关测试报告。 3. 所有水箱的结构计算—结构计算须证明水箱整体结构的稳固性及安全性，获得建筑/工程师审批后才开始施工。本承包单位亦须提供有关水箱的测试报告。 第二节 产品 2.1 不锈钢水箱 A. 材质：水箱由食品级S304L或以上不锈钢板冲压成模块（不少于2mm厚），整体拼装式结构，水箱内部拉筋选用S304L或以上不锈钢。所有螺栓、螺帽和垫片必须为不锈钢（S304L或以上）制造。密封接口所采用之材料应为化学性稳定和无毒性，不得影响水箱内所贮贮存之水质。 B. 板材厚度：见国家标准图集02S101。 C. 所有与外部接口的管口均应配带不锈钢连接法兰。 D. 制造过程应避免不锈钢板表面的机械损伤。对于尖锐伤痕以及不锈钢防腐蚀表面的局部伤痕、刻槽等缺陷应予修磨，修磨深度应不大于该部位钢材厚度的5%，且不大于2mm，否则应予以焊补。 E. 氩弧焊焊接前应清除坡口及其母材两侧表面20mm范围内的氧化物、油污、熔渣及其他有害物质。焊条、焊剂及其他焊接材料的贮存应保持干燥，相对湿度不得大于60%。焊缝表面不得有裂纹、气孔、弧坑和飞溅物。焊缝同一部位的返修次数不应超过两次，且返修部位需满足原有要求。 F. 下列预制于每个水箱的必要接驳件和附件由本供应商负责供应及安装： 1． 水箱进水口 2． 水箱出水口 3． 排水管 4． 溢流管（连防虫网） 5． 水位控制器用的聚氯乙烯套管 6． 通气管（连防虫网） 7． 水箱外侧液位计（要求采用醒目的翻板液位计，远距离可看清液位） 8． 负责水箱的防结露保温工程。保温材料采用闭孔橡塑，厚度20mm。 9． 负责水箱人孔盖的锁及通用钥匙（10付） 10． 负责每个水箱配备楼控用也为液位传感器管线孔2个，并有良好密封 11． 不锈钢爬梯 G. 生活给水水箱须固定于由建筑承包单位所提供之混凝土基座上。水箱底座之详细资料和所需之土建施工图必须呈交建筑师／ 工程师作审批。 机电工程标 技术规格说明书 第三部分 3 / 3 2012-02-12 第三节 实施 3.1 焊接 A. 焊接工艺须符合国家标准GB50236-1998《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》的要求。 B. 本供应商须检查所有焊接工艺，并提供质量证明。业主于需要时可随时进行检验，并切除2%焊接口数量以供检查及测试。如上述测试的焊接口的工艺或材料被发觉不合格时，可被要求进一步切除更多数量的焊接口直至焊接口数量的4%。如在这4%焊接口内进一步发现不合格的情况时，业主可要求承包单位拆除所有焊接部份，并重新作出补救工作。而所有费用须由本供应商负责。 C. 所有焊接工序须在清洁及干爽的地方进行，并免受天雨的影响。 3.2 保温 不锈钢水箱外需要包裹20mm厚的橡塑闭泡隔热保温材料。有关细节可参照本规格说明书“保温材料”章节说明。
第五章三元合金相图
本章主要内容：
成分表示方法：等边三角形，等腰三角形，直角坐标，成分三角形特殊线，直线法则与杠杆定律，重心法则；
三元匀晶相图：相图分析，等温截面，变温截面；
固态完全不溶三元共晶相图：相图分析，等温截面，变温截面，投影图；
固态有限溶解的三元共晶系：相图分析，等温截面，变温截面，投影图及凝固过程；
有包共晶反应的三元系：相图分析，投影图及凝固过程；
有三元包晶反应的三元系：相图分析，投影图及凝固过程分析；
生成化合物的三元相图；
三元相图总结：三元系的单相区，三元系的两相区，三元系的三相区，三元系的四相平衡
三元系的液相面投影，三元系的相区接触法则；
三元相图实例：Fe-Cr-C系，Al-Cu-Mg系，CaO-SiO2-Al2O3系
1 填空
1. 三元相图等温截面的三相区都是___________________形。
2. 图1是A-B-C三元系成分三角形的一部分，其中X合金的成分是_____________________。
图2是三元系某变温截面的一部分，其中水平线代表________________反应，反应式为______________________ 。
4. 图3为A-B-C三元系的一个等温截面，固溶体中C组元的最大含量是_____________；X合金中A,B,C三组元的含量分别是_____________________________；在X合金的相组成物中，相的百分含量是______，相的百分含量是____________。
图4
图3
1
5 图4是Cu-Zn-Al三元相图2%Al的一个变温截面，合金凝固时，L++三相区将发生____________反应。图中X合金的化学成分是______________________。
6 图5是某三元系变温截面的一部分，合金凝固时，L+M＋C将发生_________________反应。 7 三元相图的成分用__________________________表示。
