金属材料学考试题库完整

第一章第一章 钢中的合金元素钢中的合金元素 1 1、、合金元素对纯铁合金元素对纯铁γ γ相区的影响可分为哪几种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 2、、合金元素对钢合金元素对钢γ γ相区和共析点会产生很大影响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 3、、请举例说明合金元素对请举例说明合金元素对Fe-CFe-C 相图中共析温度和共析点有哪些影响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 Word格式 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 第二章第二章 合金的相组成合金的相组成 1 1、、什么元素可与什么元素可与γ γ-Fe-Fe 形成固溶体形成固溶体，，为什么为什么？？ 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 2、、间隙固溶体的溶解度取决于什么间隙固溶体的溶解度取决于什么？？举例说明举例说明 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 3、、请举例说明几种强请举例说明几种强、、中等强中等强、、弱碳化物形成元素弱碳化物形成元素 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 Word格式 锰、铁、铬是弱碳化物形成元素 第四章第四章 合金元素和强韧化合金元素和强韧化 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 2、、请简述钢的韧化途径和措施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 降低钢中含碳量 3 3、、请简述影响钢冷成型的主要力学性能指标或组织要求请简述影响钢冷成型的主要力学性能指标或组织要求 答：低的屈服强度 高的延伸率 高的均匀伸长率 高的加工硬化率 高的深冲性参量 适当面均匀的晶粒度 Word格式 控制夹杂物的形状和分布 游离渗碳体的数量和分布 4 4、、请问那些合金元素有可能改善钢的切削加工性能请问那些合金元素有可能改善钢的切削加工性能？？ 答：硫是了解最清楚和广泛应用的易削添加剂 铅是仅次于硫的常用易削添加剂 近年来许多注意力已经转到钙脱氧生产易削结构钢上 5 5、、简述改善钢的焊接性能的途径简述改善钢的焊接性能的途径 答：采用碳当量为比较的基础，由加入的各元素来计算和评定钢材的焊接性能。碳当量越 低，焊接性能越好。 近似公式：碳当量=C+Mn/6+(Ni+Cu)/15+(Cr+Mo+V)/5 第六章第六章构件用钢构件用钢 1 1、、碳钢中长存元素有哪些碳钢中长存元素有哪些？？它们与钢的性能有什么影响它们与钢的性能有什么影响？？ 答：碳、锰、硫、磷、硅 含碳量增加，强度上升，硬度提高，塑韧性下降 锰可提高钢的淬透性，同时具有固溶强化作用 硅有固溶强化作用，但不能细化铁素体晶粒 硫在一般钢中均被认为是有害元素，会引起钢的热脆，S 在易切钢中是有利的 磷在一般钢中均被认为是有害元素，会引起晶界脆化，造成冷脆 Word格式 2 2、、人们对低合金高强度钢的性能有什么要求人们对低合金高强度钢的性能有什么要求？？ 答：1、要求钢材具有较高的屈服强度 2、较大的屈强化比 σs/σb，适合的比值在 0.65-0.75 之间 3、较好的塑性、延伸率一般不小于 21% 4、较好的冲击韧性，在纵向和横向分别不小于80 和 60J/cm2 5、较低的韧脆转折温度：应低于-30℃左右 6、具有良好的工艺性能和耐蚀性，较低成本 3 3、、请概述低合金高强度钢中常用合金元素请概述低合金高强度钢中常用合金元素 答：低合金高强度钢的基本成分的考虑应该是低的含碳量 稍高的锰含量 用铝细化晶粒 适当用硅固溶强化 利用 Nb、V、Ti 细化晶粒和产生沉淀强化 4 4、、何为控制轧钢和控制冷却何为控制轧钢和控制冷却？？ 答：常规热轧在高温快速再结晶区轧制，控制轧制在高温下的再结晶区变形紧靠 Ar3 以上 的低温无再结晶区变形。在奥氏体-铁素体两相区变形，通过控制轧制，可以获得极细的晶 粒度。控制冷却是在轧制整个过程中对钢材的温度进行控制，以求获得理想的微观组织。 5 5、、概述双相钢的组织和性能特征概述双相钢的组织和性能特征 答：常见的双相钢显微组织是铁素体+岛状铁素体+少量残余奥氏体 Word格式 这类钢具有连续强度的σ-ε曲线 低的屈服强度 高的应变硬化速率 优良的抗拉强度于塑性的配合 高的均匀伸长率和总伸长率 高加工硬化指数 高塑性应变比 6 6、、请介绍双相钢有几种获取方法请介绍双相钢有几种获取方法，，并简述工艺过程并简述工艺过程 答：1、热处理双相处理 钢在 Ac1 与 Ac3 双相区加热，其组织为 α+γ，在随后的冷却过程中形成α+M的组织 2、热轨双相钢 钢在热轨后控制冷却，形成 80-90%的细小多边形铁素体和马氏体的组织 7 7、、为了调节双相钢中的马氏体百分含量为了调节双相钢中的马氏体百分含量 ，，有几种手段和方法有几种手段和方法 （（包括材料成分和处理工包括材料成分和处理工 艺艺）） 答：在双相区加热 相同成分的材料，加热温度越高，奥氏体越多，冷却后马氏体越多，相同的加热温度， 材料中含碳量越高，奥氏体越多，冷却后马氏体越多。 8 8、、为了调节双相钢中马氏体的含碳量为了调节双相钢中马氏体的含碳量 ，，有几种手段和方法有几种手段和方法（（包括材料的成分和处理了工包括材料的成分和处理了工 艺艺）） Word格式 答：在双相区加热 相同成分的材料，加热温度越高，奥氏体越多，冷却后马氏体含碳量越低，相同的马氏体 含量，材料中含碳量越高，奥氏体越多，冷却后马氏体含碳量越高。 第七章第七章 机械用钢机械用钢 1 1、、调质钢的成分调质钢的成分、、组织和性能主要特征有哪些组织和性能主要特征有哪些？？ 答：具有中等含碳量的结构钢 经过加热淬火成马氏体，并经高温回火，金相组织是回火索氏体 具有强度、塑性及韧性