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金属材料复习资料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Pb3、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。
金属材料复习题及答案一、选择题1. 金属材料通常分为哪两大类？A. 铁合金和非铁合金B. 金属材料和非金属材料C. 有色金属和黑色金属D. 重金属和轻金属2. 什么是合金？A. 由两种或两种以上金属元素组成的材料B. 由金属和非金属元素组成的材料C. 由三种或三种以上金属元素组成的材料D. 由金属和金属氧化物组成的材料3. 金属的塑性变形主要通过哪种机制实现？A. 位错运动B. 原子扩散C. 相变D. 热膨胀4. 金属材料的硬度通常用什么方法来测量？A. 布氏硬度测试B. 洛氏硬度测试C. 维氏硬度测试D. 所有上述方法5. 什么是金属的疲劳？A. 金属材料在高温下失去强度B. 金属材料在反复加载和卸载下发生断裂C. 金属材料在腐蚀环境下失去强度D. 金属材料在长时间使用后发生老化二、填空题6. 金属材料的_______性能是其在没有明显塑性变形的情况下抵抗破坏的能力。
7. 金属材料的_______性能是其在受到外力作用时发生塑性变形而不断裂的能力。
8. 金属材料的_______性能是指材料在高温下抵抗氧化的能力。
9. 金属材料的_______是指材料在受到外力作用时，内部产生的抵抗外力的力。
10. 金属材料的_______是指材料在受到外力作用时，发生形变后不能恢复的性质。
三、简答题11. 简述金属材料的热处理工艺有哪些，并说明它们的作用。
12. 金属材料的腐蚀类型有哪些？请列举并简要说明。
四、计算题13. 已知一块金属材料的抗拉强度为800 MPa，试计算其在受到800 N 的拉力时的应变。
五、论述题14. 论述金属材料在现代工业中的应用及其重要性。
答案：1. C2. A3. A4. D5. B6. 强度7. 韧性8. 抗氧化性9. 内力10. 塑性11. 金属材料的热处理工艺包括退火、正火、淬火和回火等。
退火可以降低硬度，消除内应力；正火可以细化晶粒，提高塑性；淬火可以提高硬度和强度；回火可以降低脆性，提高韧性。
第一篇金属材料导论复习题第一篇金属材料导论习题一.填空题表示。
1.金属材料在拉断前所能承受的最大应力叫做抗拉强度，以σb2.硬度是衡量材料力学性能的一个指标，常见的试验方法有洛氏硬度、布氏硬度。
3.过冷度是指理论结晶温度－实际结晶温度，其表示符号为：ΔT4.在Fe—C合金状态图中，通过PSK水平线，发生共析反应，S 点称为_共析点，C ）；其含碳量为___0.77%____,其反应式为__A → P （ F + Fe35.在Fe—C 合金状态图中，通过ECF水平线，发生共晶_反应，C 点称为_共晶点，C )____；其含碳量为___4.3%____,其反应式为__L → Ld ( A + Fe3C ) 。
6.珠光体的本质是层片状的共析体( F + Fe37．一块纯铁在912℃发生α-Fe → γ-Fe 转变时，体积将：减小8．结晶过程是依靠两个密切联系的基本过程来实现的，它们是形核和晶核长大9．固溶体的强度和硬度比溶剂高10. 碳溶解于α-Fe形成的间隙固溶体称为铁素体（F）；碳溶解在面心立方晶格的γ-Fe形成的间隙固溶体称为奥氏体（A）11.当钢中含碳量大于0.9% 时，二次渗碳体沿晶界析出严重，使钢的脆性增加。
强度下降。
12．在铁碳合金室温平衡组织中，含Fe3C最多的合金成分点为：6.69% 含Le′最多的合金成分点为： 4.3% 。
13．用显微镜观察某亚共析钢，若估计其中的珠光体含量体积分数为80%，则此钢的碳的质量分数为0.77% × 80% = 0.616 %。
14．20是优质碳素结构钢，可制造冲压、焊接件。
15．T12是碳素工具钢，可制造锉刀、量规等。
16．Q354是可焊接低合金高强钢，可制造桥梁。
17．40Cr是合金结构（或合金调质）钢，可制造（车床齿轮）。
18．20CrMnTi是合金结构（或合金渗碳）钢，热处理工艺是渗碳 + 淬火+低温回火。
19.合金工具钢CrWMn的平均含碳量为≥1% 。
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。
金属材料学复习题及答案（1-32题）1.解释下列名词合金元素:特别添加到金属中为了保证获得所要求的组织结构、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，是奥氏体通过无扩散型相变转变成的亚稳定相奥氏体：碳溶于ɣ-Fe中形成的固溶体淬透性：钢在淬火时能获得马氏体的能力，是钢本身固有的一个属性淬硬性：在理想淬火条件下，以超过临界冷却速度所形成的马氏体组织能够达到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）须经多次回火后，才进一步提高其硬度。
这种硬化现象，称为二次硬化，它是由于特殊碳化物析出和（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转变的开始温度；Ac3：加热时，先共析F全部转为A的终了温度ACcm：加热时，Fe3CⅡ全部融入A的终了温度Ar1：冷却时，A向P转变的开始温度Ar3：冷却时，A开始析出先共析F的温度Arcm：冷却时，A开始析出Fe3CⅡ的温度5.指出下列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，应进行何种热处理？并比较经热处理后组织和性能上有何不同？答：低碳钢进行的热处理工艺：渗碳直接淬火+低温回火表面组织为：回火M+碳化物中碳钢进行的热处理工艺：调质处理+表面淬火+低温回火组织为：回火M7.试说明表面淬火、渗碳、氮化热处理工艺在用钢、性能、应用范围等方面的差别。
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。
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≤ 0.59为简单点阵结构，有MC和M2C 型；r c/r M > 0.59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。
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。
一、填空题1、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称为，在碳钢基础上加入一定量合金元素的钢称为。
高合金钢：般指合金元素总含量超过的钢。
一般指合金元素总含量在范围内的钢称为中合金钢。
低合金钢：一般指合金元素总含量的钢。
微合金钢：合金元素(如V,Nb,Ti,Zr,B)含量小于或等于，而能显著影响组织和性能的钢。
2、奥氏体形成元素使A3线，A4线，在较宽的成分范围内，促使奥氏体形成，即扩大了γ相区。
根据Fe-Me相图的不同可分为：开启γ相区元素和扩展γ相区元素。
、属于开启γ相区合金元素，与γ-Fe无限固溶，使δ和α相区缩小。
C、N、Cu、Zn、Au属于扩展γ相区的元素，合金元素与α-Fe和γ-Fe均形成有限固溶体。
3、铁素体(α)稳定化元素使A4降低，A3升高，在较宽的成分范围内，促使铁素体形成，即缩小了γ相区。
根据Fe-Me相图的不同，可分为：封闭γ相区(无限扩大α相区)和缩小γ相区(不能使γ相区封闭)。
对封闭γ相区的元素，当合金元素达到某一含量时，A3与A4重合，其结果使δ相与α相区连成一片。
当合金元素超过一定含量时，合金不再有α-γ相变，与α-Fe形成无限固溶体。
4、扩大γ相区元素降低了共析温度，缩小γ相区元素升高了共析温度。
几乎所有合金元素都使共析S碳含量点降低，尤其以强碳化物形成元素的作用最为强烈。
共晶点E的碳含量也随合金元素增加而降低。
5、碳化物在钢中的稳定性取决于金属元素与碳元素亲和力的大小，一般来说，碳化物的生成热愈大，碳化物愈稳定。
根据碳化物结构类型，分为简单点阵结构和复杂点阵结构。
形成碳化物的结构类型与合金元素的原子半径有关，当r C/r M＞0.59时，形成复杂点阵结构，当r C/r M＜0.59时形成简单点阵结构。
6、强C化合物形成元素有钛、锆、铌、钒，中等强度的有钼、钨、铬，弱的有锰、铁，强碳化物形成元素总是优先与碳结合形成碳化物，若碳含量有限，较弱的碳化物形成元素将溶入固溶体中，碳化物稳定性愈好，溶解越难，析出越难，聚集长大越难。
金属材料工程基础知识100道及答案解析单选题100道1.下列金属中，导电性最好的是（）A.铜B.铝C.银D.金答案：C解析：在常见金属中，银的导电性最好。
2.金属材料在静载荷作用下，抵抗变形和断裂的能力称为（）A.强度B.硬度C.塑性D.韧性答案：A解析：强度是金属材料在静载荷作用下抵抗变形和断裂的能力。
3.下列哪种金属的熔点最高（）A.钨B.铁C.铜D.铝答案：A解析：钨的熔点约3410℃，是常见金属中熔点最高的。
4.金属的疲劳强度是指（）A.在交变载荷作用下，经过无数次循环而不破坏的最大应力B.在静载荷作用下，不发生破坏的最大应力C.在冲击载荷作用下，不发生破坏的最大应力D.在高温下，不发生破坏的最大应力答案：A解析：金属的疲劳强度是在交变载荷作用下，经过无数次循环而不破坏的最大应力。
5.下列哪种热处理工艺可以提高金属材料的硬度（）A.退火B.正火C.淬火D.回火答案：C解析：淬火能使钢件获得高硬度。
6.常见的不锈钢中，主要的合金元素是（）A.铬B.镍C.钛D.钼答案：A解析：铬是不锈钢中主要的合金元素。
7.下列金属材料中，属于有色金属的是（）A.铸铁B.碳钢C.铜D.工具钢答案：C解析：有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属，铜属于有色金属。
8.下列哪种金属具有良好的耐腐蚀性和高温强度（）A.钛B.镁C.锌D.铅答案：A解析：钛具有良好的耐腐蚀性和高温强度。
9.合金元素在钢中的作用不包括（）A.提高钢的强度B.改善钢的韧性C.降低钢的硬度答案：C解析：合金元素通常会提高钢的硬度，而不是降低。
D.提高钢的耐磨性10.金属材料的塑性指标通常用（）表示A.屈服强度B.抗拉强度C.伸长率D.硬度答案：C解析：伸长率和断面收缩率是金属材料的塑性指标。
11.下列哪种金属的密度最大（）A.铝B.铁C.铅D.金答案：D解析：金的密度相对较大。
12.下列哪种金属材料常用于制造刀具（）A.高速钢B.铝合金C.铜合金D.钛合金答案：A解析：高速钢常用于制造刀具。
第一章合金化合金元素: 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。
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。
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；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。
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：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、Ni3．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？）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。
答：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→M3C6．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。
答：Ti, Nb, Zr, 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,Cr：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的自扩散激活能。
作用大小为：Cr>W>MoMn：（Fe,Mn）3C,减慢P转变时合金渗碳体的形核与长大；扩大γ相区，强烈推迟γ→α转变，提高α的形核功；Ni：开放γ相区，并稳定γ相，提高α的形核功（渗碳体可溶解Ni, Co）Co扩大γ相区，但能使A3温度提高（特例），使γ→α转变在更高的温度进行，降低了过冷γ的稳定性。
使C曲线向左移。
Al, Si ：不形成各自K，也不溶解在渗碳体中，必须扩散出去为K形核创造条件；Si可提高Fe原子的结合力。
B，P，Re：强烈的内吸附元素，富集于晶界，降低了γ的界面能，阻碍α相和K形核。
7．合金元素对马氏体转变有何影响？答：合金元素的作用表现在：1）对马氏体点Ms- M f温度的影响；2）改变马氏体形态及精细结构（亚结构）。
除Al,Co 外，都降低Ms温度，其降低程度：强C→Mn→Cr→Ni→V→Mo,W,Si弱提高γ’含量：可利用此特点使Ms温度降低于0℃以下，得到全部γ组织。
如加入Ni,Mn,C,N等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.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？1）低温回火脆性（第I类，不具有可逆性）其形成原因：沿条状马氏体的间界析出K薄片；防止：加入Si, 脆化温度提高300℃；加入Mo, 减轻作用。
2)高温回火脆性（第II类，具有可逆性）其形成原因：与钢杂质元素向原奥氏体晶界偏聚有关。
防止：加入W，Mo消除或延缓杂质元素偏聚.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。
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）10．一般地，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。
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？答：（1）足够高的强度、良好的塑性;（2）适当的常温冲击韧性，有时要求适当的低温冲击韧性;（3）良好的工艺性能。
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？答：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。
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？答：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4．低碳贝氏体钢的合金化有何特点？解：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。
第三章机械制造结构钢1）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。
2）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。
3）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。
4）超高强度钢：一般讲，屈服强度在1 370MPa（140 kgf/mm2）以上，抗拉强度在1 620 MPa（165 kgf/mm2）以上的合金钢称超高强度钢。
2．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。
答：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）。
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3．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？答：平衡态组织：α+ (Fe,Mn)3C；铸态组织：γ+碳化物；热处理态组织：单相γp；使用状态下组织: 表面硬化层 + 内部γ具有抗磨特性的原因：1)高冲击和强挤压下，其表面层迅速产生加工硬化，在滑移面上形成硬化层，即冷作硬化，使其具有抗磨性。
2)加入2-4%的Cr或适量的Mo和V，能形成细小碳化物，提高屈服强度、冲击韧性和抗磨性。
4．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？答：高碳铬轴承钢。
C含量1%，Cr含量1.5%。
C的作用：固溶强化提高硬度; 形成碳化物。
Cr的作用：提高淬透性、耐磨性、耐蚀性预先热处理：（扩散退火，正火）+ 球化退火最终热处理：淬火 + 低温回火 +（稳定化处理）第四章工具钢3．什么是红硬性?为什么它是高速钢的一种重要性能？哪些元素在高速钢中提高红硬性?红硬性：在高的温度下保持硬度的能力。
提高热硬性的元素有：W、Mo、V、Co、N (常与Al配合加入)。
4．18-4-1高速钢的铸态显微组织特征是什么？为什么高速钢在热处理之前一定要大量地热加工？铸态组织鱼骨状Le+黑色与白色组织铸态高速钢组织中粗大的共晶碳化物必须经过锻轧将其破碎，是其尽可能成为均匀分布的颗粒状碳化物。
7．高速钢18-4-1的最终热处理的加热温度为什么高达1280℃？在加热过程中为什么要在600~650℃和800~850℃进行二次预热保温？加热温度高：为使奥氏体中合金度含量较高，应尽可能提高淬火温度至晶界熔化温度偏下（晶粒仍然很细，8-9级）。
