金属材料复习题1、合金化:为获得所要求的组织结构、力学性能、物理、化学或工艺性能而特别在钢铁中加入某些元素2、相变的主要特点：相变是在某一温度范围内进行；临界相变点随碳含量而变，出现了新的相变和产物，在平衡状态下可以两相共存3、碳化物形成的一般规律：k的类型与合金元素的原子半径有关，相似者相溶，强k形成元素优先与碳结合形成碳化物，Nm/Nc比值决定了k类型，碳化物稳定性越好溶解越难析出越难聚集长大也越难4、5、合金钢加热时的转变:A相的形成，K的溶解，F的转变，A相中合金元素的均匀化，溶质元素在晶界平衡偏聚，A晶粒长大6、二次淬火：在回火过程中从残余奥氏体中析出合金碳化物，从而贫化残余奥氏体中的碳和合金元素，导致其马氏体转变温度高于室温，因而在冷却的过程中转变为马氏体。
7、二次硬化：回火温度在500-600℃之间，钢的硬度、强度和塑性均有提高，而在550-570时可达到硬度、强度的最大值8、.特殊K形成途径:原位析出:在回火过程中合金渗碳体原位转变成特殊K。
异位析出:直接由α相中析出特殊K9、.固溶强化：机理固溶于钢的基体中，一般都会使晶格发生畸变，从而在基体中产生了弹性应力场，其与位错的交互作用将增加位错运动阻力。
降低断后伸长率和冲击吸收能量，降低材料的加工性，提高钢的Tk10、位错强化：机理随着位错密度的增大，增加了位错产生交割、缠结的概率，有效的阻止了位错运动。
降低断后伸长率，提高Tk11、细晶强化：机理钢中的晶粒越细，晶界、亚晶界越多，可有效阻止位错的运动，并产生位错塞积强化。
提高强度，塑性和韧度12、第二相弥散强化：机理钢中的微粒第二相对位错运动有很好的钉扎作用，位错要通过第二相要消耗能量，从而强化。
机制：切割机制、绕过机制，回火时第二相弥散沉淀析出强化，淬火时残留第二相强化13、淬硬性:指在理想的淬火条件下以超过临界冷却速度所形成的M组织能够达到的最高硬度14、脱碳:在各种热加工工序的加热或保温过程中，由于周围氧化气氛的作用，使刚才表面的碳全部或部分丧失掉15、产生白点的必要条件:氢含量高，充分条件:内应力的存在，防止白点的最根本办法是降低钢中的含氢量，常用热处理方法:去氢退火16、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。
17、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。
18、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。
19、黄铜；铜锌合金称为黄铜，再加入其他合金元素后，形成多元黄铜。
20、锌当量系数：黄铜中加入M后并不形成新相，只是影响α，β相的相对含量，其效果象增加了锌一样。
可以用加入1%的其它合金元素对组织的影响上相当于百分之几的Zn的换算系数来预估加入的合金元素对多元黄铜组织的影响，这种换算关系称为锌当量系数。
21、青铜：是Cu和Sn、Al、Be、Si、Mn、Cr、Cd、Zr和Co 等元素组成的合金的统称。
22、白铜：是以镍为主要合金元素的铜合金。
23、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）24、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。
25、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26、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坏，且随应力增大，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。
27、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。
28、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。
29、持久强度：在规定温度和规定时间断裂所能承受的应力（ζη）。
30、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。
31、淬透性：指在规定条件下，决定钢材淬硬深度和硬度分布的特性，也就是钢在淬火时能获得马氏体的能力32、红硬性：在高温下保持高硬度的能力二、简答题1、从合金化角度考虑，提高钢的韧度主要有哪些途径?①加入Ti、V、W、Mo等强碳化物形成元素，细化晶粒；②提高回火稳定性，加入Ti、V等强碳化物形成元素和Si元素；③改善基体韧性，主要是加入Ni元素；⑤细化碳化物，如加入Cr、V等元素使K小、匀、圆；⑥降低或消除钢的回火脆性，主要是Mo 、W元素比较有效；2、合金元素对马氏体转变有何影响？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）。
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.3、Me在热处理下的分布：退火、正火态，非k形成元素绝大多数固体溶于基体中，而K形成元素视C 和本身量多少而定，优先形成碳化物，其余融入基体；淬火态，与淬火工艺有关，溶于A的元素淬火后存在于M,B,Ar中，未溶的仍在碳化物中；回火态，低温回火，置换式合金元素基本上不发生重新分布，大于400开始，非K形成元素仍在基体中，k形成元素逐步进入析出的碳化物中4、什么叫钢的内吸附现象？其机理和主要影响因素是什么？合金元素或杂质元素溶入基体后，与晶体缺陷产生交互作用，溶质原子在内界面缺陷区的浓度大大超过在基体中的平均浓度机理：1）晶界层内原子排列比较稀疏，溶质原子处在晶界层产生的畸变能比处在晶内产生的畸变能要小得多，这种畸变能之差产生晶界内吸附； 2）溶质原子与晶界和晶内的静电交互作用。
主要影响因素：1.畸变能差2. 温度3.原始浓度4. 多种溶质原子之间的相互作用5.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？答：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。
防止：加入W，Mo消除或延缓杂质元素偏聚.6、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。
答：二次硬化:在含有Ti, V, Nb, Mo, W等较高合金钢淬火后，在500- 600℃范围内回火时，在α相中沉淀析出这些元素的特殊碳化物，并使钢的HRC和强度提高。
(但只有离位析出时才有二次硬化现象) 二次淬火：在强K形成元素含量较高的合金钢中淬火后γ’十分稳定，甚至加热到500-600℃回火时升温与保温时中仍不分解，而是在冷却时部分转变成马氏体，使钢的硬度提高。
相同点：都发生在合金钢中，含有强碳化物形成元素相对多，发生在淬回火过程中，且回火温度550℃左右。
不同点：二次淬火，是回火冷却过程中Ar转变为m，是钢硬度增加。
二次硬化：回火后，钢硬度不降反升的现象（由于特殊k的沉淀析出）7、一般地，钢有哪些强化与韧化途径？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主要机制有：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。
8、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：①C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。
②C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。
9、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：利用微合金化元素Ti, Nb, V；主要依靠细晶强化和沉淀强化来提高强度；利用控制轧制和控制冷却工艺----- 高强度低合金钢微合金元素的作用：①抑制奥氏体形变再结晶；②阻止奥氏体晶粒长大；③沉淀强化；④改变与细化钢的组织10、低碳贝氏体钢的合金化有何特点？合金元素主要是能显著推迟先共析F和P转变，但对B转变推迟较少的元素如Mo，B，可得到贝氏体组织。
①加入Mn, Ni, Cr等合金元素，进一步推迟先共析F和P转变，并使Bs点下降，可得到下B组织；②加入微合金化元素充分发挥其细化作用和沉淀作用；③低碳,使韧性和可焊性提高。
11、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。
成分热处理常用组织主要性能调质钢0.30~0.50%C的C钢或中、低合金钢淬火与高温回火回火S或回火T 较高的强度，良好的塑性和韧性弹簧钢中、高碳素钢或低合金钢淬火和中温回火回火T 高的弹性极限，高的疲劳强度，足够的塑性和韧性12、液析碳化物和带状碳化物的形成、危害及消除方法。
形成：均起因于钢锭结晶时产生的树枝状偏析；液析碳化物属于偏析引起的伪共晶碳化物（一次碳化物）；带状碳化物属于二次碳化物偏析（固相凝固过程中）危害：降低轴承的使用寿命，增大零件的淬火开裂倾向，造成硬度和力学性能的不均匀性（各向异性）消除方法：①控制成分（C，Cr%）；②合理设计钢锭，改进工艺；③大的锻（轧）造比来破碎碳化物；④采用高温扩散退火（1200℃左右）。
13、说明易切削钢提高切削性能的合金化原理。
钢中加入一定量的S、Te、Pb、Se或Ca等元素，形成MnS、CaS、MnTe、PbTe、CaO-SiO2、CaO-Al2O3-SiO2等或Pb的夹杂物。
