金属材料学重点
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金属材料学复习题及答案〔1-32 题〕1. 解释以下名词合金元素:特别添加到金属中为了保证获得所要求的组织构造、物理、化学和机械性能的化学元素。
合金钢:为了增加某些性能而添加合金元素的钢马氏体:碳溶于α-Fe 的过饱和的固溶体,是奥氏体通过无集中型相变转变成的亚稳定相奥氏体:碳溶于 -Fe 中形成的固溶体淬透性:钢在淬火时能获得马氏体的力量,是钢本身固有的一个属性淬硬性:在抱负淬火条件下,以超过临界冷却速度所形成的马氏体组织能够到达的最高硬度淬火临界冷却速度:为了获得马氏体所需的最低的冷却速度二次硬化 :某些铁碳合金〔如高速钢〕须经屡次回火后,才进一步提高其硬度。
这种 硬化现象,称为二次硬化,它是由于特别碳化物析出和〔或〕由于与奥氏体转变为马氏体或贝氏体所致不锈钢 :在空气、水、盐、酸、碱等腐蚀介质中具有高的化学稳定性的钢耐热钢:通常将在高温条件下工作的钢称耐热钢2. 合金元素在钢中以什么形式存在?对钢的性能有哪些影响?答:存在形式:溶于固溶体、形成碳化物和氮化物、存在于金属化合物、各类夹杂物、自由态固溶体:随溶质元素含量的增多,产生固溶强化作用3. 指出Fe-C 相图中Ac1、Ac3、ACcm 、Ar1、Ar3、Arcm 各相变点的意义。
答:Ac1:加热时,P 向A 转变的开头温度;Ac3:加热时,先共析F 全部转为A 的终了温度ACcm :加热时,Fe 3C Ⅱ全部融入A 的终了温度Ar1:冷却时,A 向P 转变的开头温度Ar3:冷却时,A 开头析出先共析F 的温度Arcm :冷却时,A 开头析出Fe 3C Ⅱ的温度5. 指出以下铁碳合金工件的淬火及回火温度,并说明回火后得到的组织和大致硬度。
〔1〕wc=0.45%钢制小轴〔要求综合力学性能好〕;〔2〕wc=0.60%钢制弹簧;〔3〕wc=1.2% 钢制锉刀。
答:(1). 45 钢小轴,840 度淬火,回火温度调质 500-600,布氏 250 左右,回火索氏体(2)60 弹簧钢,820 度淬火,回火温度 380-420,硬度 40-45HRC ,回火托氏体(3)T12 钢锉刀 ,780-800 度淬火,回火温度 160-180,硬度 60-60HRC ,回火马氏体 6. 现有低碳钢和中碳钢齿轮各一个,为了使齿面具有高硬度和高耐磨性,应进展何种热处理? 并比较经热处理后组织和性能上有何不同?答:低碳钢进展的热处理工艺:渗碳直接淬火+低温回火 外表组织为:回火M+碳化物中碳钢进展的热处理工艺:调质处理+外表淬火+低温回火组织为:回火M7.试说明外表淬火、渗碳、氮化热处理工艺在用钢、性能、应用范围等方面的差异。
金属材料学引言金属材料作为人类历史上最重要的材料之一,广泛应用于各个领域。
金属具有优异的机械性能、导热性能和导电性能,因此在建筑、制造业、能源、电子等行业中扮演着重要角色。
金属材料学是研究金属材料结构、性能和应用的学科。
本文将介绍金属材料学的基本概念、金属材料的分类、性能测试以及在工程中的应用。
金属材料学的基本概念金属材料学是研究金属的物理、化学和力学性质的学科。
它探讨金属材料的结构、性能和制备工艺等方面的知识。
金属材料学主要研究以下几个方面:金属的结晶结构金属材料通常由晶粒组成,晶粒内部由原子或离子排列有序构成晶体。
金属的晶体结构决定了其物理、化学和力学性质。
金属的力学性能金属材料具有优异的机械性能,如强度、塑性、硬度、韧性等。
这些性能是材料在外力作用下发生变形和破坏的表现。
金属的热处理金属材料的热处理是通过加热和冷却过程改变其结构和性能。
常见的热处理方法包括退火、淬火、固溶处理等。
金属的腐蚀与防护金属材料容易受到腐蚀的影响,降低其性能和使用寿命。
因此,研究金属材料的腐蚀机理和防护方法十分重要。
金属材料的分类根据金属的化学成分和结构特征,金属材料可以分为以下几类:黄金属黄金属是指以金、银、铜为代表的贵金属。
它们具有良好的导电性和导热性,广泛应用于电子、通信、珠宝等领域。
有色金属有色金属是指除黄金属以外的金属材料。
包括铝、镁、锌、镍、钛等。
它们具有较高的强度和耐腐蚀性能,在航空航天、汽车制造等行业中得到广泛应用。
铁基合金铁基合金是以铁为主要成分,并添加其他合金元素的金属材料。
例如,不锈钢、铸铁、高速钢等。
铁基合金具有较高的强度和耐热性,在建筑、机械制造、能源等领域中用途广泛。
金属材料的性能测试为了确保金属材料的质量和性能,需要进行各种性能测试。
常见的金属材料性能测试包括:强度测试强度测试是衡量金属材料抗拉、抗压、抗弯等力学性能的方法。
常用的强度测试方法包括拉伸试验、压缩试验和弯曲试验。
硬度测试硬度测试是衡量金属材料硬度的方法。
九年级下册化学书课题1金属材料笔记
以下是九年级下册化学书课题1金属材料的笔记:
1. 金属材料包括纯金属和合金两类。
2. 金属材料具有良好的导电性、导热性和延展性。
3. 金属的物理性质:大部分金属是银白色,有些金属有特殊的颜色,如铜是红色,金是黄色。
金属通常是固体,有金属光泽,具有良好的导电性、导热性和延展性。
4. 合金是由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合在一起形成的具有金属特性的物质。
合金的硬度一般比各成分金属大,熔点低于各成分金属。
常见的合金有铁合金(如生铁和钢)、铜合金(如黄铜和青铜)等。
5. 金属的化学性质:大多数金属能够与氧气反应,生成金属氧化物。
活泼的金属(如钾、钠、镁、铝等)能够与水反应生成相应的碱和氢气。
在金属活动性顺序表中,排在氢之前的金属能够与稀盐酸或稀硫酸反应生成相应的盐和氢气。
6. 铁是一种常见的金属,具有特殊的化学性质。
铁在常温下与干燥的空气和水接触会发生缓慢氧化生成铁锈。
铁锈的主要成分是三氧化二铁,是疏松多孔的结构,不能阻止内部的铁继续被腐蚀。
铁锈的主要成分是三氧化二铁,化学式为Fe2O3。
7. 铝是一种重要的金属,具有轻便、延展性好、耐腐蚀等优点。
铝制品在表面形成致密的氧化铝薄膜,能阻止内部的铝进一步被腐蚀。
8. 铜是一种常见的金属,具有良好的导电性和导热性。
纯铜呈紫红色,常温下不易与氧气反应,但在高温下可以与氧气反应生成氧化铜。
以上就是课题1关于金属材料的重点笔记内容,希望对您能够有所帮助。
二近代物理学的观点认为,处于凝聚态的金属原子,全部或大部将它们的价电子贡献出来,为其整个原子集体所公有,称之为电子云或电子气。
贡献出价电子的原子,则变为正离子,沉浸在电子云中,它们依靠运动于其间的公有化的自由电子的静电作用而结合起来,这种结合方式叫做金属键,它没有饱和性和方向性。
固体金属根据其原子排列特点可以分为三类:晶体金属、非晶金属和准晶金属晶体结构指晶体中原子在三维空间有规律的周期性的具体排列方式晶格——用假想的直线将原子中心连接起来所形成的三维空间格架。
直线的交点(原子中心)称结点。
由结点形成的空间点的阵列称空间点阵。
晶胞——能代表晶格原子排列规律的最小几何单元。
晶格常数——取晶胞角上某一结点作为原点,沿其三条棱边作为三个坐标轴X、Y、Z,称为晶轴,以棱边长度a、b、c和棱面夹角α、β、γ表示晶胞的形状和大小。
其中棱边长度称为晶格常数,单位为Å最典型最常见的有三种类型,即体心立方结构、面心立方结构和密排六方结构。
前两者属于立方晶系,后者属于六方晶系。
体心立方结构的晶胞模型如图所示。
晶胞的三个棱边长度相等,三个轴间夹角均为90°,构成立方体。
除了在晶胞的八个角上各有一个原子外,在立方体的中心还有一个原子面心立方结构的晶胞如图所示。
在晶胞的八个角上各有一个原子,构成立方体,在立方体六个面的中心各有一个原子密排六方结构的晶胞如图所示。
在晶胞的12个角上各有一个原子,构成六方柱体,上底面和下底面的中心各有一个原子,晶胞内还有三个原子在晶体中,由一系列原子所组成的平面称为晶面,任意两个原子之间连线所指的方向称为晶向。
为了便于研究和表述不同晶面和晶向的原子排列情况及其在空间的位向,需要有一种统一的表示方法,这就是晶面指数和晶向指数。
原子排列完全相同的晶向和晶面称作晶向族或晶面族。
分别用{hkl}和<uvw>表示原子的紧密程度不同,意味着原子之间的距离不同,则导致原子间结合力不同,从而使晶体在不同晶向上的物理、化学和力学性能不同,即无论是弹性模量、断裂抗力、屈服强度,还是电阻率、磁导率、线膨胀系数以及在酸中的溶解速度等方面都表现出明显的差异。
备课笔记绪论一、本课程主要内容金属材料可分为五类,即钢铁材料、非铁金属材料、金属功能材料、金属间化合物材料和金属基复合材料,本课程学习前两类金属材料,其余的金属材料在别的课程中学习。
1、钢铁材料(1)合金化原理①合金元素在钢中与Fe,C的相互作用。
②合金元素在相变中的作用。
(2)各类钢铁材料2、非铁金属材料介绍铜合金、铝合金、镁合金、钛合金的特点及应用。
二、研究思路使用条件→性能要求→组织结构→化学成分↑生产工艺1、化学成分:碳含量;合金元素种类及含量。
2、生产工艺:(1) 材料生产的全过程。
(2) 不同钢种生产过程中的特殊问题。
如工程结构钢的带状组织,轴承钢的夹杂物,高碳钢的碳化物不均匀性等。
(3) 不同钢种的热处理特点。
不同的合金元素,对淬火加热温度、冷却方式、回火温度、回火冷却方式等热处理工艺制度的不同影响。
3、金属材料的性能金属材料,尤其是钢铁材料,之所以对人类文明发挥那样重要的作用,一方面是由于它本身具有比其它材料远为优越的性能;另一方面是由于它那始终孕育着在性能方面以及数量、质量方面的巨大潜在能力,能随着日益增长的要求,不断更新、发展。
(1) 使用性能:金属材料在使用时抵抗外界作用的能力。
①力学性能:如强度、塑性、韧性等。
②化学性能:如抗腐蚀、抗氧化等。
③物理性能:如电磁性能等。
(2) 工艺性能:金属材料适应实际生产工艺要求的能力。
主要包括:铸造性;锻造性;深冲性;冷弯性;切削性;淬透性;焊接性等。
如建造九江长江大桥15MnVN钢的焊接性。
使用性能是保证能不能使用,而工艺性能是保证能不能生产和制造的问题。
两者既有联系又有不同,有时是一致的,有时互相矛盾。
例如,一些要求高强度、高硬度、耐高温的材料,常给铸造、压力加工、机械加工带来困难,有时甚至否定材料。
因此,一方面需要改进加工工具或加工制作方法,另一方面要改善材料的工艺性能。
如含铜时效钢06MnNiCuNb,用于制造大型舰船,采用厚板焊接,要求淬透性好,强韧性好,可焊性好,采用低碳加铜时效。
金属材料学复习资料一、钢铁材料把加入合金元素总量小于5%的钢,称为低合金钢;合金10%的钢称为高合金钢;在5%~10%之间的钢称为中合金钢。
合金元素对临界点的影响:合金元素对碳钢的重要影响是改变临界点的温度和碳含量,使合金钢和铸铁的热处理制度不同于碳钢。
奥氏体形成元素Ni、Mn等使共析温度A1向下移动;铁素体形成元素Cr、Si等则使共析温度A1向上移动。
合金元素对A3的影响同A1。
决定组元在置换固溶体中的溶解条件是:溶剂与溶质的点阵结构、原子尺寸因素和电子结构。
也就是组成元素在元素周期表的相对位置。
原子半径对溶解度的影响是比较大的,一般规律为:ΔR 8%,可形成无限固溶体;ΔR 15%,形成有限固溶体;ΔR 15%,溶解度极小。
按照碳化物形成能力由强到弱排列,常用碳化物形成元素有Ti、Zr、Nb、V、Mo、W、Cr、Mn、Fe等。
它们都是过渡元素。
过渡族金属元素可依其与碳的结合强度的大小分类。
钛(Ti)、锆(Zr)、铌(Nb)、钒(V)、是强碳化物形成元素;钨(W)、钼(Mo)、铬(Cr)是中等强度碳化物形成元素;锰(Mn)和铁属于弱碳比物形成元素。
钢中常见碳化物可分为简单点阵和复杂点阵结构。
属于简单点阵结构有M2C型、MC型,其特点是硬度高、熔点较高、稳定性较好。
复杂点阵结构有M23C6型、M7C3型、M3C型等,相当于简单点阵结构的碳化物来说,其特点是硬度较低、熔点较低、稳定性较差。
M6C型碳化物是复杂点阵结构,但是从性能上接近简单点阵结构,稳定性要比M23C6型、M7C3型好。
合金元素对铁的多型性转变的影响(1)扩大相区合金元素使A3温度下降,A4温度升高,稳定存在相区扩大,(a)与 -Fe无限互溶,Ni、Mn、Co开启相区,当合金元素量足够大时,为奥氏体组织。
(b)与 -Fe有限溶解,C、N、Cu扩展相区。
(2)封闭相区,使A3升高A4下降,相区稳定存在相区缩小。
(a)与 -Fe无限互溶,A3↑A4↓相区完全被封闭。
金属材料学重点一、填空题(30分,每空格1分)1、钢的强化机制主要有固溶强化、位错强化、细晶强化、沉淀强化。
其中细晶强化对钢性能的贡献是既提高强度又改善塑、韧性。
2、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。
3、滚动轴承钢GCr15的Cr质量分数含量为 1.5%左右。
滚动轴承钢中碳化物不均匀性主要是指碳化物液析、碳化物带状、碳化物网状。
4、选择零件材料的一般原则是满足力学性能要求、良好的工艺性能、经济性和环境协调性等其它因素。
5、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 Mn、Ni 等元素(写出2个);凡封闭γ区的元素使S、E点向左上方移动,例 Cr、Mo 等元素(写出2个)。
S点左移意味着共析碳含量降低。
6、QT600-3是球墨铸铁,“600”表示抗拉强度不小于600MPa,“3”表示延伸率不小于3%。
7、H68是黄铜,LY12是硬铝,QSn4-3是锡青铜。
1.8、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晶强化和沉淀强化。
9、铝合金热处理包括固溶处理和时效硬化两过程,和钢的热处理最大的区别是没有同素异构转变名词解释:莱氏体钢:凝固过程会发生共晶相变使得凝固组织中含有共晶组织(莱氏体)的高合金钢。
合金元素:是指特别添加到钢中为了保证获得所要求的组织结构、物理、化学和机械性能的化学元素。
微合金元素:在钢中质量分数低于0.1%左右而对钢的性能和微观组织有显著或特殊影响的合金添加元素称微合金元素如Al、Nb、V、Ti、B、Ni、Cr、Mo 合金钢:是指为了提高某些性能而添加入合金元素的钢。
微合金钢:合金元素(如V,Nb,Ti,Zr,B)含量小于或等于0.1%而能显著影响组织和性能的钢。
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。
1.为什么说钢中的S、P杂质元素在一般情况下总是有害的?S、P会导致钢的热脆和冷脆,并且容易在晶界偏聚,导致合金钢的第二类高温回火脆性,高温蠕变时的晶界脆断。
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。
2.钢中的碳化物按点阵结构分为哪两大类?有什么特点?简单点阵结构和复杂点阵结构简单点阵结构的特点:硬度较高、熔点较高、稳定性较好;复杂点阵结构的特点:硬度较低、熔点较低、稳定性较差。
3.简述合金钢中碳化物形成规律。
①当rC/rM>0.59时,形成复杂点阵结构;当rC/rM<0.59时,形成简单点阵结构;②相似者相溶:完全互溶:原子尺寸、电化学因素均相似;有限溶解:一般K都能溶解其它元素,形成复合碳化物。
③NM/NC比值决定了碳化物类型④碳化物稳定性越好,溶解越难,析出难越,聚集长大也越难;⑤强碳化物形成元素优先与碳结合形成碳化物。
4.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?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点左移意味着共析碳量减小,E点左移意味着出现莱氏体的碳量降低。
5.试述钢在退火态、淬火态及淬火-回火态下,不同合金元素的分布状况。
退火态:非碳化物形成元素绝大多数固溶于基体中,而碳化物形成元素视C和本身量多少而定。
优先形成碳化物,余量溶入基体。
淬火态:合金元素的分布与淬火工艺有关。
溶入A体的因素淬火后存在于M、B中或残余A中,未溶者仍在K中。
回火态:低温回火,置换式合金元素基本上不发生重新分布;>400℃,Me开始重新分布。
非K形成元素仍在基体中,K形成元素逐步进入析出的K中,其程度取决于回火温度和时间。
6.有哪些合金元素强烈阻止奥氏体晶粒的长大?阻止奥氏体晶粒长大有什么好处?Ti、Nb、V等强碳化物形成元素(好处):能够细化晶粒,从而使钢具有良好的强韧度配合,提高了钢的综合力学性能。
7.哪些合金元素能显著提高钢的淬透性?提高钢的淬透性有何作用?在结构钢中,提高马氏体淬透性作用显著的元素从大到小排列:Mn、Mo、Cr、Si、Ni等。
作用: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,可选用比较缓和的冷却介质,以减小工件的变形与开裂倾向。
8.能明显提高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?Cr、Mn、Ni、Mo、W、V、Si作用:提高钢的回火稳定性,可以使得合金钢在相同的温度下回火时,比同样碳含量的碳钢具有更高的硬度和强度;或者在保证相同强度的条件下,可在更高的温度下回火,而使韧性更好些。
9.第一类回火脆性和第二类回火脆性是在什么条件下产生的?如何减轻和消除?第一类回火脆性:脆性特征:①不可逆;②与回火后冷速无关;③断口为晶界脆断。
产生原因:钢在200-350℃回火时,Fe3C 薄膜在奥氏体晶界形成,削弱了晶界强度;杂质元素P、S、Bi等偏聚晶界,降低了晶界的结合强度。
防止措施:①降低钢中杂质元素的含量;②用Al脱氧或加入Nb(铌)、V、Ti等合金元素细化奥氏体晶粒;③加入Cr、Si调整温度范围;④采用等温淬火代替淬火回火工艺。
第二类回火脆性:脆性特征:①可逆;②回火后满冷产生,快冷抑制;③断口为晶界脆断。
产生原因:钢在450-650℃回火时,杂质元素Sb、S、As或N、P等偏聚于晶界,形成网状或片状化合物,降低了晶界强度。
高于回火脆性温度,杂质元素扩散离开了晶界或化合物分解了;快冷抑制了杂质元素的扩散。
防止措施:①降低钢中的杂质元素;②加入能细化A晶粒的元素(Nb、V、Ti)③加入适量的Mo、W元素;④避免在第二类回火脆性温度范围回火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?钒和碳、氨、氧有极强的亲和力,与之形成相应的稳定化合物。
钒在钢中主要以碳化物的形式存在。
其主要作用是细化钢的组织和晶粒,降低钢的强度和韧性。
当在高温溶入固溶体时,增加淬透性;反之,如以碳化物形式存在时,降低淬透性。
19.试解释40Cr13已属于过共析钢,而Cr12钢中已经出现共晶组织,属于莱氏体钢。
①因为Cr属于封闭y相区的元素,使S点左移,意味着共析碳量减小,所以钢中含有Cr12%时,共析碳量小于0.4%,所以含0.4%C、13%Cr的40Cr13不锈钢就属于过共析钢。
②Cr使E点左移,意味着出现莱氏体的碳含量减小。
在Fe-C相图中,E点是钢和铁的分界线,在碳钢中是不存在莱氏体组织的。
但是如果加入了12%的Cr,尽管含碳量只有2%左右,钢中却已经出现了莱氏体组织。
20.解释含Mn稍高的钢易过热;而含Si的钢淬火加热温度应稍高,且冷作硬化率较高,不利于冷变形加工。
Mn是奥氏体形成元素,降低钢的A1温度,促进晶粒长大,增大钢的过热敏感性;Si是铁素体形成元素,提高了钢的A1温度,所以含Si钢往往要相应地提高淬火温度。
冷作硬化率高,材料的冷成型性差。
合金元素溶入基体,点阵产生不同程度的畸变,使冷作硬化率提高,钢的延展性下降。
6.某工厂原来使用45MnNiV生产直径为8mm高强度调质钢筋,因该钢缺货,库存有25MnSi钢。
请考虑是否可以代用。
热处理工艺如何调整?能代替,900℃油淬或水淬,200℃回火21.为什么ZGMn13型高锰耐磨钢咋淬火时能得到全部奥氏体组织,而缓冷却得到了大量的马氏体?①由于高锰钢的铸态组织为奥氏体,碳化物及少量的相变产物珠光体所组成。
沿奥氏体晶界析出的碳化物降低钢的韧性,为消除碳化物,将钢加热至奥氏体区温度(1050-1100℃,视钢中碳化物的细小或粗大而定)并保温一段时间(每25mm壁厚保温1h),使铸态组织中的碳化物基本上都固溶到奥氏体中,然后在水中进行淬火,从而得到单一的奥氏体组织②Mn元素的存在降低了Ms点,在冷却过程中Mn元素会析出以使Ms点升高。
淬火时冷却速度较快Mn来不及析出,所以Ms点较低,得到的是奥氏体组织;缓慢冷却时Mn可以析出,Ms点上升,得到的就是大量马氏体组织。
23.20Mn2钢渗碳后是否适合直接淬火,为什么?不能,原因:20Mn2不是本质细晶粒钢,Mn元素在低碳钢中减小的是珠光体晶粒尺寸,高碳钢中增大的也是珠光体晶粒,而粗晶粒钢是加热时(在一定范围内,对本质晶粒钢是在930以下)随温度升高晶粒变大,细晶粒钢是变小,或者不易长大,Mn虽然可以细化珠光体,但是却可以增大奥氏体长大的倾向,对20Mn2,含锰较高,这样大大增加奥氏体长大的倾向,所以是本质粗晶粒钢,不能直接淬火。
24.在飞机制造厂中……问此时钢表、里的组织是什么?(已知该钢的Ms是310℃,表面渗碳后的Ms约是80℃)表层:回火马氏体加少量残余奥氏体心部:回火索氏体5.分析比较T9和9SiCr:1)为什么9SiCr钢的热处理加热温度比T9钢高?2)直径为φ30~40mm的9SiCr钢在油中能淬透,相同尺寸的T9钢能否淬透?为什么?3)T9钢制造的刀具刃部受热到200-250℃,其硬度和耐磨性已迅速下降而失效;9SiCr钢制造的刀具,其刃部受热至230-250℃,硬度仍不低于60HRC,耐磨性良好,还可正常工作。
为什么?4)为什么9SiCr钢适宜制作要求变形小、硬度较高和耐磨性较高的圆板牙等薄刃工具?1)9SiCr中合金元素比T9多,加热奥实体化时,要想使合金元素熔入奥氏体中并且还能成分均匀,需要更高的温度。
2)不能。
因为9SiCr中Si、Cr提高了钢的淬透性,比T9的淬透性好,9SiCr的油淬临界直径D油<40mm,所以相同尺寸的T9钢不能淬透。
3)Si、Cr提高回火稳定性,经250℃回火,硬度>60HRC;4)Cr、Si的加入提高了淬透性并使钢中碳化物细小均匀,使用时刃口部位不易崩刀;Si抑制低温回火时的组织转变非常有效,所以该钢的低温回火稳定性好,热处理是的变形也很小。
缺点是脱碳敏感性比较大。
因此,如果采用合适的工艺措施,控制脱碳现象,适合制造圆板牙等薄刃工具。
6.简述高速钢铸态组织特征。
高速钢的铸态组织常常由鱼骨状莱氏体(Ld)、黑色组织(δ共析体等)和白亮组织(M+AR)组成。
组织不均匀,可能含粗大的共晶碳化物,必须通过锻轧将其破碎,莱氏体网是任何热处理方法所不能消除的,只有通过热压力加工达到一定的变形量之后才能改善。
7.在高速钢中,合金元素W、Cr、V的主要作用是什么?W:钨是钢获得红硬性的主要元素。
主要形成M6C型K,回火时析出W2C;W强烈降低热导率→钢导热性差Cr加热时全溶于奥氏体,保证钢淬透性,大部分高速钢含4%Cr。
增加耐蚀性,改善抗氧化能力、切削能力。
V显著提高红硬性、提高硬度和耐磨性,细化晶粒,降低过热敏感性。
以VC存在.8.高速钢在淬火加热时,如产生欠热、过热和过烧现象,在金相组织上各有什么特征?欠热:淬火温度较低,大量K未溶,且晶粒特别细小。
过热:淬火温度过高,晶粒长大,K溶解过多,未溶K发生角状化;奥氏体中合金度过高,冷却时易在晶界上析出网状K。
过烧:如果温度再高,合金元素分布不均匀,晶界熔化,从而出现铸态组织特征,主要为鱼骨状共晶莱氏体及黑色组织。
9.高速钢(如W18Cr4V)在淬火后,一般常采用在560摄氏度左右回火3次的工艺,为什么?高速钢淬火后三次560℃回火主要目的是:促进残余奥氏体转变为马氏体,未回火马氏体转变为回火马氏体;减少残余应力。
高速钢淬火后大部分转变为马氏体,残留奥氏体量是20—25%,甚至更高。
第一次回火后,又有15%左右的残留奥氏体转变为马氏体,还有10%左右的残留奥氏体,15%左右新转变未经回火的马氏体,还会产生新的应力,对性能还有一定的影响。
为此,要进行二次回火,这时又有5—6%的残留奥氏体转变为马氏体,同样原因为了使剩余的残留奥氏体发生转变,和使淬火马氏体转变为回火马氏体并消除应力,需进行第三次回火。
经过三次回火残留奥氏体约剩1—3%左右。
10.高速钢每次回火为什么一定要冷到室温再进行下一次回火?为什么不能用较长时间的一次回火来代替多次回火?这是因为残余奥氏体转变为马氏体是在回火冷却过程中进行的。
因此,在每次回火后,都要空冷至室温,再进行下一次回火。
否则,容易产生回火不足的现象(回火不足是指钢中残余奥氏体未完全消除)。
不能:因为高速钢合金元素多而导致残余奥氏体多,淬火后的组织是马氏体+残余奥氏体,第一次回火使得马氏体回火变成为回火马氏体,而残余奥氏体转变为马氏体,这部分马氏体却在第一次回火中没有得到回火,因此,高速钢一次回火不能使所有的残余奥氏体转变成为马氏体。