金屬材料學課后答案(較全)

1、第一章1.為什么說鋼中的S、P雜質(zhì)元素在一般情況下總是有害的？答：S、P會導致鋼的熱脆和冷脆，并且容易在晶界偏聚，導致合金鋼的第二類高溫回火脆性，高溫蠕變時的晶界脆斷。S能形成FeS，其熔點為989，鋼件在大于1000的熱加工溫度時FeS會熔化，所以易產(chǎn)生熱脆；P能形成Fe3P，性質(zhì)硬而脆，在冷加工時產(chǎn)生應力集中，易產(chǎn)生裂紋而形成冷脆。2.鋼中的碳化物按點陣結(jié)構(gòu)分為哪兩大類？各有什么特點？答：簡單點陣結(jié)構(gòu)和復雜點陣結(jié)構(gòu)簡單點陣結(jié)構(gòu)的特點：硬度較高、熔點較高、穩(wěn)定性較好；復雜點陣結(jié)構(gòu)的特點：硬度較低、熔點較低、穩(wěn)定性較差。3.簡述合金鋼中碳化物形成規(guī)律。答：當rC/rM>0.59時，形成復

2、雜點陣結(jié)構(gòu)；當rC/rM<0.59時，形成簡單點陣結(jié)構(gòu)；相似者相溶：完全互溶：原子尺寸、電化學因素均相似；有限溶解：一般K都能溶解其它元素，形成復合碳化物。NM/NC比值決定了碳化物類型碳化物穩(wěn)定性越好，溶解越難，析出難越，聚集長大也越難；強碳化物形成元素優(yōu)先與碳結(jié)合形成碳化物。4.合金元素對Fe-C相圖的S、E點有什么影響？這種影響意味著什么？答：A形成元素均使S、E點向_移動，F(xiàn)形成元素使S、E點向_移動。S點左移意味著_減小，E點左移意味著出現(xiàn)_降低。（左下方；左上方）（共析碳量；萊氏體的C量）5.試述鋼在退火態(tài)、淬火態(tài)及淬火-回火態(tài)下，不同合金元素的分布狀況。答：退火態(tài)：非碳化物

3、形成元素絕大多數(shù)固溶于基體中，而碳化物形成元素視C和本身量多少而定。優(yōu)先形成碳化物，余量溶入基體。淬火態(tài)：合金元素的分布與淬火工藝有關(guān)。溶入A體的因素淬火后存在于M、B中或殘余A中，未溶者仍在K中?；鼗饝B(tài)：低溫回火，置換式合金元素基本上不發(fā)生重新分布；>400，Me開始重新分布。非K形成元素仍在基體中，K形成元素逐步進入析出的K中，其程度取決于回火溫度和時間。6.有哪些合金元素強烈阻止奧氏體晶粒的長大？阻止奧氏體晶粒長大有什么好處？答：Ti、Nb、V等強碳化物形成元素（好處）：能夠細化晶粒，從而使鋼具有良好的強韌度配合，提高了鋼的綜合力學性能。7.哪些合金元素能顯著提高鋼的淬透性？提高鋼

4、的淬透性有何作用？答：在結(jié)構(gòu)鋼中，提高馬氏體淬透性作用顯著的元素從大到小排列：Mn、Mo、Cr、Si、Ni等。作用：一方面可以使工件得到均勻而良好的力學性能，滿足技術(shù)要求；另一方面，在淬火時，可選用比較緩和的冷卻介質(zhì)，以減小工件的變形與開裂傾向。8.能明顯提高回火穩(wěn)定性的合金元素有哪些？提高鋼的回火穩(wěn)定性有什么作用？答：提高回火穩(wěn)定性的合金元素：Cr、Mn 、Ni、Mo、W、V、Si作用：提高鋼的回火穩(wěn)定性，可以使得合金鋼在相同的溫度下回火時，比同樣碳含量的碳鋼具有更高的硬度和強度；或者在保證相同強度的條件下，可在更高的溫度下回火，而使韌性更好些。9.第一類回火脆性和第二類回火脆性是在什么條件

5、下產(chǎn)生的？如何減輕和消除？答：第一類回火脆性:脆性特征：不可逆；與回火后冷速無關(guān)；斷口為晶界脆斷。產(chǎn)生原因：鋼在200-350回火時，F(xiàn)e3C薄膜在奧氏體晶界形成，削弱了晶界強度；雜質(zhì)元素P、S、Bi等偏聚晶界，降低了晶界的結(jié)合強度。防止措施：降低鋼中雜質(zhì)元素的含量；用Al脫氧或加入Nb（鈮）、V、Ti等合金元素細化奧氏體晶粒；加入Cr、Si調(diào)整溫度范圍；采用等溫淬火代替淬火回火工藝。第二類回火脆性：脆性特征：可逆；回火后滿冷產(chǎn)生，快冷抑制；斷口為晶界脆斷。產(chǎn)生原因：鋼在450-650回火時，雜質(zhì)元素Sb、S、As或N、P等偏聚于晶界，形成網(wǎng)狀或片狀化合物，降低了晶界強度。高于回火脆性溫度，雜

6、質(zhì)元素擴散離開了晶界或化合物分解了；快冷抑制了雜質(zhì)元素的擴散。防止措施：降低鋼中的雜質(zhì)元素；加入能細化A晶粒的元素（Nb、V、Ti）加入適量的Mo、W元素；避免在第二類回火脆性溫度范圍回火。10.就合金元素對鐵素體力學性能、碳化物形成傾向、奧氏體晶粒長大傾向、淬透性、回火穩(wěn)定性和回火脆性等幾個方面總結(jié)下列元素的作用：Si、Mn、Cr、Mo、W、V、Ni。答：Si：Si是鐵素體形成元素，固溶強化效果顯著；（強度增加，韌性減小）Si是非碳化物形成元素，增大鋼中的碳活度，所以含Si鋼的脫C傾向和石墨化傾向較大；Si量少時，如果以化合物形式存在，則阻止奧氏體晶粒長大，從而細化A晶粒，同時增大了鋼的強度

7、和韌性；Si提高了鋼的淬透性，使工件得到均勻而良好的力學性能。在淬火時，可選用比較緩和的冷卻介質(zhì)，以減小工件的變形與開裂傾向。Si提高鋼的低溫回火穩(wěn)定性，使相同回火溫度下的合金鋼的硬度高于碳鋼； Si能夠防止第一類回火脆性。Mn:Mn強化鐵素體，在低合金普通結(jié)構(gòu)鋼中固溶強化效果較好；（強度增加，韌性減?。㎝n是奧氏體形成元素，促進A晶粒長大，增大鋼的過熱敏感性；Mn使A等溫轉(zhuǎn)變曲線右移，提高鋼的淬透性；Mn提高鋼的回火穩(wěn)定性，使相同回火溫度下的合金鋼的硬度高于碳鋼；Mn促進有害元素在晶界上的偏聚，增大鋼回火脆性的傾向。Cr：Cr是鐵素體形成元素，固溶強化效果顯著；（強度增加，韌性減?。〤r是碳

8、化物形成元素，能細化晶粒，改善碳化物的均勻性；Cr阻止相變時碳化物的形核長大，所以提高鋼的淬透性；Cr提高回火穩(wěn)定性，使相同回火溫度下的合金鋼的硬度高于碳鋼；Cr促進雜質(zhì)原子偏聚，增大回火脆性傾向；Mo:（W類似于Mo）是鐵素體形成元素，固溶強化效果顯著；（強度增加，韌性減?。┦禽^強碳化物形成元素，所以能細化晶粒，改善碳化物的均勻性，大大提高鋼的回火穩(wěn)定性；阻止奧氏體晶粒長大，細化A晶粒，同時增大了鋼的強度和韌性；能提高鋼的淬透性，使工件得到均勻而良好的力學性能。在淬火時，可選用比較緩和的冷卻介質(zhì)，以減小工件的變形與開裂傾向。能有效地抑制有害元素的偏聚，是消除或減輕鋼第二類回火脆性的有效元素。

9、V:（Ti、Nb類似于V）是鐵素體形成元素，固溶強化效果顯著；（強度增加，韌性減小）是強碳化物形成元素，形成的VC質(zhì)點穩(wěn)定性好，彌散分布，能有效提高鋼的熱強性和回火穩(wěn)定性；阻止A晶粒長大的作用顯著，細化A晶粒，同時增大了鋼的強度和韌性；提高鋼的淬透性，消除回火脆性。Ni:是奧氏體形成元素，促進晶粒長大，增大鋼的過熱敏感性；（強度增加，韌性增加）是非碳化物形成元素，增大鋼中的碳活度，所以含Ni鋼的脫C傾向和石墨化傾向較大；對A晶粒長大的影響不大；能提高鋼的淬透性，使工件得到均勻而良好的力學性能。在淬火時，可選用比較緩和的冷卻介質(zhì)，以減小工件的變形與開裂傾向。提高回火穩(wěn)定性，使相同回火溫度下的合金

10、鋼的硬度高于碳鋼；促進鋼中有害元素的偏聚，增大鋼的回火脆性。總結(jié)：SiMnCrMoWVNiF的力學性能增加強度，減小韌性增加強度、韌性同上增加強度，減小韌性同上同上增加強度、韌性K形成傾向非K形成元素弱K形成元素中強K形成元素中強K形成元素中強K形成元素強K形成元素非K形成元素A晶粒長大傾向細化促進阻礙作用中等阻礙作用中等阻礙作用中等大大阻礙影響不大淬透性增加增加增加增加增加增加增加回火穩(wěn)定性提高低溫回火提高提高提高提高提高影響不大回火脆性推遲低溫回脆，促進高溫回脆促進促進大大降低降低降低促進11.根據(jù)合金元素在鋼中的作用，從淬透性、回火穩(wěn)定性、奧氏體晶粒長大傾向、韌性和回火脆性等方面比較下列

11、鋼號的性能：40Cr、40CrNi、40CrMn、40CrNiMo答：淬透性：40CrNiMo>40CrMn >40CrNi >40Cr （因為在結(jié)構(gòu)鋼中，提高馬氏體淬透性作用顯著的元素從大到小排列：Mn、Mo、Cr、Si、Ni，而合金元素的復合作用更大。）回火穩(wěn)定性：40CrNiMo>40CrMn >40CrNi >40Cr 奧氏體晶粒長大傾向：40CrMn>40Cr >40CrNi >40CrNiMo 韌性：40CrNiMo>40CrNi>40CrMn>40Cr（Ni能夠改善基體的韌度）回火脆性：40CrNi>4

12、0CrMn>40Cr>40CrNiMo（Mo降低回火脆性）12.為什么W、Mo、V等元素對珠光體轉(zhuǎn)變阻止作用大，而對貝氏體轉(zhuǎn)變影響不大？答：對于珠光體轉(zhuǎn)變，不僅需要C的擴散和重新分布，而且還需要W、Mo、V等K形成元素的擴散，而間隙原子碳在A中的擴散激活能遠小于W、Mo、V等置換原子的擴散激活能，所以W、Mo、V等K形成元素擴散是珠光體轉(zhuǎn)變時碳化物形核的控制因素。V主要是通過推遲碳化物形核與長大來提高過冷奧氏體的穩(wěn)定性W、Mo除了推遲碳化物形核與長大外，還增大了固溶體原子間的結(jié)合力、鐵的自擴散激活能，減緩了C的擴散。貝氏體轉(zhuǎn)變是一種半擴散型相變，除了間隙原子碳能作長距離擴散外，W、

13、Mo、V等置換原子都不能顯著地擴散。W、Mo、V增加了C在y相中的擴散激活能，降低了擴散系數(shù)，推遲了貝氏體轉(zhuǎn)變，但作用比Cr、Mn、Ni小。13.為什么鋼的合金化基本原則是“復合加入”？試舉兩例說明合金元素復合作用的機理。答：因為合金元素能對某些方面起積極的作用，但許多情況下還有不希望的副作用，因此材料的合金化設計都存在不可避免的矛盾。合金元素有共性的問題，但也有不同的個性。不同元素的復合，其作用是不同的，一般都不是簡單的線性關(guān)系，而是相互補充，相互加強。所以通過合金元素的復合能夠趨利避害，使鋼獲得優(yōu)秀的綜合性能。例子：Nb-V復合合金化：由于Nb的化合物穩(wěn)定性好，其完全溶解的溫度可達1325

14、-1360。所以在軋制或鍛造溫度下仍有未溶的Nb，能有效地阻止高溫加熱時A晶粒的長大，而V的作用主要是沉淀析出強化。Mn-V復合：Mn有過熱傾向，而V是減弱了Mn的作用；Mn能降低碳活度，使穩(wěn)定性很好的VC溶點降低，從而在淬火溫度下VC也能溶解許多，使鋼獲得較好的淬透性和回火穩(wěn)定性。14.合金元素V在某些情況下能起到降低淬透性的作用，為什么？而對于40Mn2和42Mn2V，后者的淬透性稍大，為什么？答：釩和碳、氨、氧有極強的親和力，與之形成相應的穩(wěn)定化合物。釩在鋼中主要以碳化物的形式存在。其主要作用是細化鋼的組織和晶粒，降低鋼的強度和韌性。當在高溫溶入固溶體時，增加淬透性；反之，如以碳化物形式

15、存在時，降低淬透性。15.怎樣理解“合金鋼與碳鋼的強度性能差異，主要不在于合金元素本身的強化作用，而在于合金元素對鋼相變過程的影響。并且合金元素的良好作用，只有在進行適當?shù)臒崽幚項l件下才能表現(xiàn)出來”？16.合金元素提高鋼的韌度主要有哪些途徑？答：細化奧氏體晶粒-如Ti、V、Mo提高鋼的回火穩(wěn)定性-如強K形成元素改善基體韌度-Ni細化碳化物-適量的Cr、V降低或消除鋼的回火脆性W、Mo在保證強度水平下，適當降低含碳量，提高冶金質(zhì)量通過合金化形成一定量的殘余奧氏體17.40Cr、40CrNi、40CrNiMo鋼，其油淬臨界淬透直徑Dc分別為25-30mm、40-60mm、60-100mm，試解釋淬

16、透性成倍增大的現(xiàn)象。答：在結(jié)構(gòu)鋼中，提高馬氏體淬透性作用顯著的元素從大到小排列：Mn、Mo、Cr、Si、Ni等。Cr、Ni、Mo都能提高淬透性，40Cr、40CrNi、40CrNiMo單一加入到復合加入，淬透性從小到大。較多的Cr和Ni的適當配合可大大提高鋼的淬透性，而Mo提高淬透性的作用非常顯著。18.鋼的強化機制有哪些？為什么一般鋼的強化工藝都采用淬火-回火？答：四種強化機制：固溶強化、位錯強化、細晶強化和第二相彌散強化。因為淬火+回火工藝充分利用了細晶強化,固溶強化、位錯強化、第二相強化這四種強化機制。 (1)淬火后獲得的馬氏體是碳在-Fe 中的過飽和間隙固溶體,碳原子起到了間隙固溶強化

17、效應。(2)馬氏體形成后，奧氏體被分割成許多較小的取向不同的區(qū)域，產(chǎn)生了細晶強化作用。(3)淬火形成馬氏體時，馬氏體中的位錯密度增高，從而產(chǎn)生位錯強化效應。(4)淬火后回火時析出的碳化物造成強烈的第二相強化，同時也使鋼的韌性得到了改善。綜上所述：無論是碳鋼還是合金鋼，在淬火-回火時充分利用了強化材料的四種機制，從而使鋼的機械性能的潛力得到了充分的發(fā)揮。所以獲得馬氏體并進行相應的回火是鋼的最經(jīng)濟最有效的綜合強化手段。19.試解釋40Cr13已屬于過共析鋼，而Cr12鋼中已經(jīng)出現(xiàn)共晶組織，屬于萊氏體鋼。答：因為Cr屬于封閉y相區(qū)的元素，使S點左移，意味著共析碳量減小，所以鋼中含有Cr12%時，共析

18、碳量小于0.4%，所以含0.4%C、13%Cr的40Cr13不銹鋼就屬于過共析鋼。Cr使E點左移，意味著出現(xiàn)萊氏體的碳含量減小。在Fe-C相圖中，E點是鋼和鐵的分界線，在碳鋼中是不存在萊氏體組織的。但是如果加入了12%的Cr，盡管含碳量只有2%左右，鋼中卻已經(jīng)出現(xiàn)了萊氏體組織。20.試解釋含Mn稍高的鋼易過熱；而含Si的鋼淬火加熱溫度應稍高，且冷作硬化率較高，不利于冷變形加工。答：Mn是奧氏體形成元素，降低鋼的A1溫度，促進晶粒長大，增大鋼的過熱敏感性；Si是鐵素體形成元素，提高了鋼的A1溫度，所以含Si鋼往往要相應地提高淬火溫度。冷作硬化率高，材料的冷成型性差。合金元素溶入基體，點陣產(chǎn)生不同

19、程度的畸變，使冷作硬化率提高，鋼的延展性下降。21.什么叫鋼的內(nèi)吸附現(xiàn)象？其機理和主要影響因素是什么？答：合金元素溶入基體后，與晶體缺陷產(chǎn)生交互作用，使這些合金元素發(fā)生偏聚或內(nèi)吸附，使偏聚元素在缺陷處的濃度大于基體中的平均濃度，這種現(xiàn)象稱為內(nèi)吸附現(xiàn)象。機理：從晶體結(jié)構(gòu)上來說，缺陷處原子排列疏松、不規(guī)則，溶質(zhì)原子容易存在；從體系能量角度上分析，溶質(zhì)原子在缺陷處的偏聚，使系統(tǒng)自由能降低，符合自然界最小自由能原理。從熱力學上說，該過程是自發(fā)進行的，其驅(qū)動力是溶質(zhì)原子在缺陷和晶內(nèi)處的畸變能之差。影響因素：溫度：隨著溫度的下降，內(nèi)吸附強烈；時間：通過控制時間因素來控制內(nèi)吸附；缺陷類型：缺陷越混亂，畸變能

20、之差越大，吸附也越強烈；其他元素：不同元素的吸附作用是不同的，也有優(yōu)先吸附的問題；點陣類型：基體的點陣類型對間隙原子有影響。22.試述鋼中置換固溶體和間隙固溶體形成的規(guī)律答：置換固溶體的形成的規(guī)律：決定組元在置換固溶體中的溶解度因素是點陣結(jié)構(gòu)、原子半徑和電子因素，無限固溶必須使這些因素相同或相似.Ni、Mn、Co與y-Fe的點陣結(jié)構(gòu)、原子半徑和電子結(jié)構(gòu)相似，即無限固溶；Cr、V與-Fe的點陣結(jié)構(gòu)、原子半徑和電子結(jié)構(gòu)相似，形成無限固溶體；Cu和-Fe點陣結(jié)構(gòu)、原子半徑相近，但電子結(jié)構(gòu)差別大有限固溶；原子半徑對溶解度影響：R±8%，可以形成無限固溶；±15%，形成有限固溶；&g

21、t;±15%，溶解度極小。間隙固溶體形成的規(guī)律：間隙固溶體總是有限固溶體，其溶解度取決于溶劑金屬的晶體結(jié)構(gòu)和間隙元素的原子尺寸；間隙原子在固溶體中總是優(yōu)先占據(jù)有利的位置；間隙原子的溶解度隨溶質(zhì)原子的尺寸的減小而增大；同一溶劑金屬不同的點陣結(jié)構(gòu)，溶解度是不同的，C、N原子在y-Fe中的溶解度高于a-Fe。23.在相同成分的粗晶粒和細晶粒鋼中，偏聚元素的偏聚程度有什么不同？24.試述金屬材料的環(huán)境協(xié)調(diào)性設計的思路答：金屬材料的使用，不僅要考慮產(chǎn)品的性能要求，更應考慮材料在生命周期內(nèi)與環(huán)境的協(xié)調(diào)性。將LCA方法應用到材料設計過程中產(chǎn)生的新概念，它要求在設計時要充分兼顧性能、質(zhì)量、成本和環(huán)境

22、協(xié)調(diào)性，從環(huán)境協(xié)調(diào)性的角度對材料設計提出指標及建議。盡量不使用環(huán)境協(xié)調(diào)性不好的元素，即將枯竭性元素和對生態(tài)環(huán)境及人體有害作用的元素。25.什么叫簡單合金、通用合金？試述其合金化設計思想及其意義。答：簡單合金：組元組成簡單的合金系。設計化思想：通過選擇適當?shù)脑兀缓泻υ?、不含枯竭元素和控制熱加工工藝來改變材料的性能。簡單合金在成分設計上有幾個特點：合金組元簡單，再生循環(huán)過程中容易分選；原則上不加入目前還不能精煉方法除去的元素；盡量不適用環(huán)境協(xié)調(diào)性不好的合金元素。意義：不含對人體及生態(tài)環(huán)境有害的元素，不含枯竭性元素，并且主要元素在地球上的儲量相當大，并且容易提取。所生產(chǎn)的材料既具有良好的力學

23、性能，又有好的再生循環(huán)性。通用合金：是指通過調(diào)整元素含量能在大范圍內(nèi)改變材料性能，且元素數(shù)最少的合金系。設計思想：合金的種類越多，再生循環(huán)就越困難。最理想的情況是所有金屬制品用一種合金系來制造，通過改變成分配比改變材料性能。意義：這種通用合金能滿足對材料要求的通用性能，如耐熱性、耐腐蝕性和高強度等。合金在具體用途中的性能要求則可以通過不同的熱處理等方法來實現(xiàn)。通過調(diào)整成分配比開發(fā)出性能更加優(yōu)異、附加值更高的再生材料。26.與碳素鋼相比，一般情況下合金鋼有哪些主要優(yōu)缺點？答：優(yōu)點：晶粒細化、淬透性高、回火穩(wěn)定性好；缺點：合金元素的加入使鋼的冶煉以及加工工藝性能比碳素鋼差，價格也較為昂貴。而且回火

24、脆性傾向也較大。第二章 工程結(jié)構(gòu)鋼1.敘述構(gòu)件用鋼一般的服役條件、加工特點和性能要求。答：服役條件：工程結(jié)構(gòu)件長期受靜載；互相無相對運動受大氣（海水）的侵蝕；有些構(gòu)件受疲勞沖擊；一般在-50100范圍內(nèi)使用；加工特點：焊接是構(gòu)成金屬結(jié)構(gòu)的常用方法；一般都要經(jīng)過如剪切、沖孔、熱彎、深沖等成型工藝。性能要求：足夠的強度與韌度（特別是低溫韌度）；良好的焊接性和成型工藝性；良好的耐腐蝕性；2.低碳鋼中淬火時效和應變時效的機理是什么？對構(gòu)件有何危害？答：構(gòu)件用鋼加熱到Ac1以上淬火或塑性變形后，在放置過程中，強度、硬度上升，塑性、韌性下降，韌脆轉(zhuǎn)變溫度上升，這種現(xiàn)象分別稱為淬火時效和應變時效。產(chǎn)生的原因

25、：C、N等間隙原子偏聚或內(nèi)吸附于位錯等晶體缺陷處。提高硬度、降低塑性和韌度。危害：在生產(chǎn)中的彎角、卷邊、沖孔、剪裁等過程中產(chǎn)生局部塑形變形的工藝操作，由于應變時效會使局部地區(qū)的斷裂抗力降低，增加構(gòu)件脆斷的危險性。應變時效還給冷變形工藝造成困難，往往因為裁剪邊出現(xiàn)裂縫而報廢。3.為什么普低鋼中基本上都含有不大于2.0%w(Mn)？答：加入Mn有固溶強化作用，每1%Mn能夠使屈服強度增加33MPa。但是由于Mn能降低A3溫度，使奧氏體在更低的溫度下轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體而有輕微細化鐵素體晶粒的作用。Mn的含量過多時，可大為降低塑韌性，所以Mn控制在<2.0%。4.為什么貝氏體型普低鋼多采用0.5%w(

26、Mo)和微量B作為基本合金化元素？答：鋼中的主要合金元素是保證在較寬的冷卻速度范圍內(nèi)獲得以貝氏體為主的組織。當Mo大于0.3%時，能顯著推遲珠光體的轉(zhuǎn)變，而微量的B在奧氏體晶界上有偏析作用，可有效推遲鐵素體的轉(zhuǎn)變，并且對貝氏體轉(zhuǎn)變推遲較少。因此Mo、B是貝氏體鋼中必不可少的元素。5.什么是微合金化鋼？微合金化元素的主要作用是什么？答：微合金化鋼是指化學成分規(guī)范上明確列入需加入一種或幾種碳氮化物形成元素的鋼中。作用：Nb、V、Ti單元或復合是常用的，其作用主要有細化晶粒組織和析出強化。微合金元素通過阻止加熱時奧氏體晶粒長大和抑制奧氏體形變再結(jié)晶這兩方面作用可使軋制后鐵素體晶粒細化，從而具有較好的

27、強韌度配合。6.在汽車工業(yè)上廣泛應用的雙相鋼，其成分、組織和性能特點是什么？為什么能在汽車工業(yè)上得到大量應用，發(fā)展很快？答：主要成分： 0.2%C，1.21.5%Si，0.81.5%Mn，0.45%Cr，0.4%Mo，少量V 、Nb、Ti。（質(zhì)量分數(shù)）組織：F+M組織，F(xiàn)基體上分布不連續(xù)島狀混合型M（<20%）。 F中非常干凈，C、N等間隙原子很少；C和Me大部分在M中.性能特點：低s，且是連續(xù)屈服，無屈服平臺和上、下屈服；均勻塑變能力強，總延伸率較大，冷加工性能好；加工硬化率n值大，成型后s可達500700MPa。因為雙相鋼具有足夠的沖壓成型性，而且具備良好的塑性、韌度，一定的馬氏體還

28、可以保證提高鋼的強度。7.在低合金高強度工程結(jié)構(gòu)鋼中大多采用微合金元素（Nb、V、Ti等），它們的主要作用是什么？答：Nb、V、Ti單元或復合是常用的，其作用主要有細化晶粒組織和析出強化。微合金元素通過阻止加熱時奧氏體晶粒長大和抑制奧氏體形變再結(jié)晶這兩方面作用可使軋制后鐵素體晶粒細化，從而具有較好的強韌度配合。第三章3-2為什么說淬透性是評定鋼結(jié)構(gòu)性能的重要指標？ 結(jié)構(gòu)鋼一般要經(jīng)過淬火后才能使用。淬透性好壞直接影響淬火后產(chǎn)品質(zhì)量 3-3調(diào)質(zhì)鋼中常用哪些合金元素？這些合金元素各起什么作用？ Mn：淬透性，但過熱傾向，回脆傾向； Cr：淬透性，回穩(wěn)性，但回脆

29、傾向；  Ni:基體韌度， Ni-Cr復合淬透性，回脆 ； Mo：淬透性,回穩(wěn)性，細晶,回脆傾向； V：有效細晶，(淬透性) ，過熱敏感性。 3-4機械制造結(jié)構(gòu)鋼和工程結(jié)構(gòu)鋼對使用性能和工藝性能上的要求有什么不同？ 工程結(jié)構(gòu)鋼：1、足夠的強度與韌度（特別是低溫韌度）；2、良好的焊接性和成型工藝性；3、良好的耐腐蝕性；4、低的成本    機械制造結(jié)構(gòu)鋼：1具有良好的力學性能不同零件，對鋼強、塑、韌、疲勞、耐磨性等有不同要求2具有良好冷熱加工工藝性  

30、;如鍛造、沖壓、熱處理、車、銑、刨、磨等 3-5低碳馬氏體鋼在力學性能和工藝性上有哪些優(yōu)點？在應用上應注意些什么問題？ 力學性能：抗拉強度b  ，11501500MPa ；屈服強度s ,  9501250 MPa 40% ；伸長率，10% ；沖擊韌度AK6J 。這些性能指標和中碳合金調(diào)質(zhì)鋼性能相當，常規(guī)的力學性能甚至優(yōu)于調(diào)質(zhì)鋼。 工藝性能：鍛造溫度淬火加自回火 局限性：工作溫度<200;強化后難以進行冷加工焊接等工序; 只能用于中

31、小件;淬火時變形大,要求嚴格的零件慎用. 3-6某工廠原來使用45MnNiV生產(chǎn)直徑為8mm高強度調(diào)質(zhì)鋼筋，要求Rm>1450Mpa,ReL>1200Mpa,A>0.6%,熱處理工藝是（920±20）油淬，（470±10）回火。因該鋼缺貨，庫存有25MnSi鋼。請考慮是否可以代用。熱處理工藝如何調(diào)整？ 能代替，900油淬或水淬，200回火 3-7試述彈簧的服役條件和對彈簧鋼的主要性能要求。為什么低合金彈簧鋼中碳含量一般在0.5%0.75%（質(zhì)量分數(shù)）之間？ 服役條件：儲能減振、一般在動負荷下工作即在沖擊、振動和長期均

32、勻的周期改變應力下工作、也會在動靜載荷作用下服役；    性能要求：高的彈性極限及彈性減退抗力好，較高的屈服比；高的疲勞強度、足夠的塑性和韌度；工藝性能要求有足夠的淬透性；在某些環(huán)境下，還要求彈簧具有導電、無磁、耐高溫和耐蝕等性能，良好的表面質(zhì)量和冶金質(zhì)量    總的來說是為了保證彈簧不但具有高的彈性極限高的屈服極限和疲勞極限（彈簧鋼含碳量要比調(diào)質(zhì)鋼高），還要有一定的塑性和韌性（含碳量太高必然影響塑性和韌性了）。 3-8彈簧為什么要求較高的冶金質(zhì)量和表面質(zhì)量？彈簧的強度極限高是否也意味著彈簧的疲勞極限高，

33、為什么？ 要嚴格控制彈簧鋼材料的內(nèi)部缺陷，要保證具有良好的冶金質(zhì)量和組織均勻性；因為彈簧工作時表面承受的應力為最大，所以不允許表面缺陷，表面缺陷往往會成為應力高度集中的地方和疲勞裂紋源，顯著地降低彈簧的疲勞強度 不一定高。強度極限是在外力作用下進一步發(fā)生形變.是保持構(gòu)件機械強度下能承受的最大應力，包括拉伸、壓縮和剪切強度，不一定指彈性極限  3-9有些普通彈簧冷卷成型后為什么進行去應力退火？車輛用板簧淬火后，為什么要用中溫回火？ 去應力退火的目的是： a)消除金屬絲冷拔加工和彈簧冷卷成形的內(nèi)應力； b)穩(wěn)定彈簧尺寸，利用去應力退火來控

34、制彈簧尺寸；   c)提高金屬絲的抗拉強度和彈性極限； 回火目的：（1）減少或消除淬火內(nèi)應力，防止工件變形或開裂。            （2）獲得工藝要求的力學性能。          （3）穩(wěn)定工件尺寸 回火工藝選擇的依據(jù)是彈性參數(shù)和韌性參數(shù)的平衡和配合 3-10  大型彈簧為什么要先成形后強化

35、，小型彈簧先強化后成形? 為了方便成型，大彈簧強化后就很難改變形狀了，所以要先成型再強化。反之小彈簧就可以先強化再成型 3-11 直徑為25mm的40CrNiMo鋼棒料，經(jīng)正火后難切削為什么？ 40CrNiMo屬于調(diào)質(zhì)鋼，正火得到的應該是珠光體組織。由于該鋼的淬透性較好，空冷就能得到馬氏體，不一定是全部，只要部分馬氏體就會使硬度提高很多，而變得難以切削。 3-12鋼的切削加工型與材料的組織和硬度之間有什么關(guān)系？為獲得良好的切削性，中碳鋼和高碳鋼各自經(jīng)過怎樣的熱處理，得到什么樣的金相組織？ 硬度由高到低的組織：馬氏體、珠光體和鐵素體，硬

36、度高切削性能差。 中碳鋼：淬火加高溫回火，回火后得回火索氏體 高碳鋼：淬火加低溫回火，回火后得回火馬氏體少量碳化物和殘余奧氏體 3-13用低淬鋼做中、小模數(shù)的中、高頻感應加熱淬火齒輪有什么特點？ 不改變表面化學成分，表面硬化而心部仍然保持較高的塑性和韌度；表面局部加熱，零件的淬火變形??；加熱速度快，可消除表面脫碳和氧化現(xiàn)象；在表面形成殘余壓應力，提高疲勞強度。小齒輪：得到沿著輪廓分布硬化層  “仿形硬化”（關(guān)鍵） 3-14滾動軸承鋼常含哪些元素、為什么含Cr量限制在一定范圍？ 高碳、鉻、硅、錳等合金元素 

37、它可以提高淬透性、回火穩(wěn)定性、硬度、耐磨性、耐蝕性。但如果質(zhì)量分數(shù)過大（大于1.65%）會使殘余奧氏體增加，使鋼的硬度、尺寸穩(wěn)定性降低，同時增加碳化物的不均勻性，降低鋼的韌性 3-15滾動軸承鋼對冶金質(zhì)量、表面質(zhì)量和原始組織有那些要求，為什么？ 要求：純凈和組織均勻，不允許缺陷存在     原因：1軸承鋼的接觸疲勞壽命隨鋼中的氧化物級別增加而降低；非金屬夾雜物可破壞基體的連續(xù)性，容易引起應力集中，可達很高數(shù)值；2碳化物的尺寸和分布對軸承的接觸疲勞壽命也有很大影響：大顆粒碳化物具有高的硬度和脆性、密集的碳化物影響鋼的冷熱加工性

38、，降低鋼的沖擊韌度 3-16滾動軸承鋼原始組織中碳化物的不均勻性有哪幾種情況？應如何改善或消除？ 液析碳化物、帶狀碳化物和網(wǎng)狀碳化物     消除措施：液析碳化物：采用高溫擴散退火，一般在1200進行擴散退火     帶狀碳化物：需要長時間退火     網(wǎng)狀碳化物：控制中扎或終鍛溫度、控制軋制后冷速或正火 3-17在使用狀態(tài)下，的最佳組織是什么？在工藝上應如何保證？ 組織特點：細小均勻的奧氏體晶粒度58級；

39、M中含0.50.6%C；隱晶M基體上分布細 小均勻的粒狀K，體積分數(shù)約78%， 一般可有少量AR          熱處理工藝：球化退火為最終淬火作組織準備；淬回火工藝參數(shù)對疲勞壽命有很大影響；一般采用保護氣氛加熱或真空加熱；160保溫3h或更長回火，硬度6266HRC；      如要求消除AR   淬火后立即冷處理,而后立即低溫回火。 3-18分析機床主軸的服役條件、性能要求。按最終

40、熱處理工藝分類機床主軸有哪幾種？每種主軸可選用那些鋼號？其冷熱加工工藝路線是怎樣的？ 服役條件： 傳遞扭矩，交變性，有時會承受彎曲、拉壓負荷； 都有軸承支承，軸頸處受磨損，需要較高的硬度，耐磨性好； 大多數(shù)承受一定的沖擊和過載      性能要求：足夠的強度；一定的韌度和耐磨性      分類：輕載主軸：采用45鋼，整體經(jīng)正火或調(diào)質(zhì)處理，軸頸處高頻感應加熱淬火； 中載主軸：一般用40Cr等制造，進行調(diào)質(zhì)處理，軸頸處高頻感應加熱

41、淬火。如沖擊力較大，也可用20Cr等鋼進行滲碳淬火 重載主軸：可用20CrMnTi鋼制造，滲碳淬火 高精度主軸：一般可用38CrMoAlA氮化鋼制造，經(jīng)調(diào)質(zhì)后氮化處理，可滿足要求 冷熱加工工藝路線：毛坯 預先熱處理機械粗加工最終熱處理（淬火回火或滲碳淬火等)精加工。 3-19分析齒輪的服役條件、性能要求。在機床、汽車拖拉機及重型機械上，常分別采用哪些材料做齒輪？應用那些熱處理工藝？ 服役條件：機床齒輪：載荷不大，工作平穩(wěn)，一般無大的沖擊力，轉(zhuǎn)速也不高 汽車、拖拉機上的變速箱齒輪屬于重載荷齒輪。 航空發(fā)動機齒輪和一些

42、重型機械上的齒輪承受高速和重載 性能要求：較高的彎曲疲勞強度、高的接觸疲勞抗力、足夠的塑性和韌度、耐磨性好 機床齒輪：常選用調(diào)質(zhì)鋼制造，如45、40Cr、42SiMn等鋼，熱處理工藝為正火或調(diào)質(zhì)，高頻感應加熱淬火  汽車、拖拉機上的變速箱齒輪：一般都采用滲碳鋼，如20Cr、20CrMnTi等，進行滲碳熱處理。 航空發(fā)動機齒輪和一些重型機械上的齒輪：一般多采用高淬透性滲碳鋼，如12CrNi3A、18Cr2Ni4WA等鋼。 3-20高錳耐磨鋼有什么特點，如何獲得這些特點，在什么情況下適合使用這類鋼？ 特點：高碳、高錳。鑄件使用。

43、 特點獲得手段： 1材質(zhì)方面：控制碳含量、錳含量、加入適量合金元素 2熱處理方面：  水韌處理加熱T應Acm，一般為1050 1100，在一定保溫時間下，K全部溶入A中  緩慢加熱、避免產(chǎn)生裂紋  鑄件出爐至入水時間應盡量縮短，以避免碳化物析出。冷速要快，常采用水冷。水冷前水溫不宜超過30，水冷后水溫應小 于60  水韌處理后不宜再進行250350的回火處理，也不宜在250350以上溫度環(huán)境中使用。  應用：廣泛應用于承受大沖擊載荷、強烈磨損的工

44、況下工作的零件，如各式碎石機的襯板、顎板、磨球，挖掘機斗齒、坦克的履帶板等  3-21為什么ZGMn13型高錳耐磨鋼咋淬火時能得到全部奧氏體組織，而緩冷卻得到了大量的馬氏體？  由于高錳鋼的鑄態(tài)組織為奧氏體，碳化物及少量的相變產(chǎn)物珠光體所組成。沿奧氏體晶 界析出的碳化物降低鋼的韌性，為消除碳化物，將鋼加熱至奧氏體區(qū)溫度（1050-1100，視鋼中碳化物的細小或粗大而定）并保溫一段時間（每25mm壁厚保溫1h），使鑄態(tài)組織中的碳化物基本上都固溶到奧氏體中，然后在水中進行淬火，從而得到單一的奧氏體組織     

45、;             Mn元素的存在降低了Ms點，在冷卻過程中Mn元素會析出以使Ms點升高。淬火時冷卻速度較快Mn來不及析出，所以Ms點較低，得到的是奧氏體組織；緩慢冷卻時Mn可以析出，Ms點上升，得到的就是大量馬氏體組織。 3-22一般說硫（S）元素在鋼中的有害作用是引起熱脆性，而在易切削鋼中為什么有有意的加入一定量的S元素？ 硫在鋼中與錳和鐵形成硫化錳夾雜，這類夾雜物能中斷基體金屬的連續(xù)性，在切削時促使斷屑形成小而短的卷曲半徑，而易于排

46、除，減少刀具磨損，降低加工表面粗糙度，提高刀具壽命。通常鋼的被切削性隨鋼中硫含量的增多而增高。 3-23 20Mn2鋼滲碳后是否適合直接淬火，為什么？ 不能，原因：20Mn2不是本質(zhì)細晶粒鋼，Mn元素在低碳鋼中減小的是珠光體晶粒尺寸，高碳鋼中增大的也是珠光體晶粒，而粗晶粒鋼是加熱時（在一定范圍內(nèi)，對本質(zhì)晶粒鋼是在930以下）隨溫度升高晶粒變大，細晶粒鋼是變小，或者不易長大，Mn雖然可以細化珠光體，但是卻可以增大奧氏體長大的傾向，對20Mn2，含錳較高，這樣大大增加奧氏體長大的傾向，所以是本質(zhì)粗晶粒鋼，不能直接淬火。 3-24在飛機制造廠中，常用18Cr2

47、Ni4WA鋼制造發(fā)動機變速箱齒輪。為減少淬火后殘余應力和齒輪的尺寸變化，控制心部硬度不致過高，以保證獲得必需的沖擊吸收能量，采用如下工藝：將滲碳后的齒輪加熱到850左右，保溫后淬入200220的第一熱浴中，保溫10min左右，取出后立即置于500570的第二熱浴中，保持12h，去出空冷到室溫。問此時鋼表、里的組織是什么？（已知該鋼的Ms是310，表面滲碳后的Ms約是80） 表層：回火馬氏體加少量殘余奧氏體 心部：回火索氏體 3-25某精密鏜床主軸用38CrMoAl鋼制造，某重型齒輪銑床主軸選擇了20CrMnTi制造，某普通車床材料為40Cr鋼。試分析說明它們各自采

48、用什么樣的熱處理工藝及最終的組織和性能特點（不必寫出熱處理工藝具體參數(shù)）。 熱處理工藝： 38CrMoAlA氮化鋼制造某精密鏜床主軸，經(jīng)調(diào)質(zhì)后氮化處理，可滿足要求。 20CrMnTi鋼制造某重型齒輪銑床主軸，滲碳淬火。 40Cr鋼制造某普通車床材料，進行調(diào)質(zhì)處理，軸頸處高頻感應加熱淬火 最終組織和性能特點： 38CrMoAlA氮化鋼 含氮層，回火索氏體 ；有高的表面硬度、耐磨性及疲勞強度，并具有良好的耐熱性及腐蝕性，淬透性不高 20CrMnTi表面一般是殘余奧氏體+馬氏體+碳化物（有時無）的混合組織，心部

49、是低碳馬氏體、低碳馬氏體+上貝氏體、或低碳馬氏體+上貝氏體+鐵素體的混合組織；具有較高的強度和韌性，特別是具有較高的低溫沖擊韌性良好的加工性，加工變形微小，抗疲勞性能相當好 40Cr鋼  表面馬氏體，心部回火索氏體；40Cr鋼一定的韌性、塑性和耐磨性 3-26試述微合金非調(diào)質(zhì)鋼的成分、組織及性能特點 成分：微合金非調(diào)質(zhì)鋼是通過微合金化、控制軋制（鍛制）和控制冷卻等強韌化方法，取消了調(diào)質(zhì)處理達到或接近調(diào)質(zhì)鋼力學性能的一類優(yōu)質(zhì)或特殊質(zhì)量結(jié)構(gòu)鋼 微合金化元素： Ti、Nb、V 、N等元素，V是主要的。多元適量，復合加入原

50、則 組織：主要是F+P+彌散析出K  性能特點：微合金非調(diào)質(zhì)鋼獲得了晶內(nèi)析出鐵素體(IGF)組織,細化了晶粒,熱鍛后的晶粒度可達8級以上。具有高強度、高韌性；鍛后空冷,抗拉強度、沖擊韌度都很高 3-27材料選用的基本原則有哪些？  滿足使用性能要求；  滿足工藝性能要求  要經(jīng)濟適用  其他因素：考慮外形和尺寸特點；合金化基本原則：多元適量，復合加入。 3-28論述選擇材料的基本思路和方法。  分析材料的工作條件、尺寸形狀和應力狀態(tài)，科學合理的確定零件的技

51、術(shù)要求；  通過分析分析或?qū)嶒?，結(jié)合同類型零件失效分析結(jié)果，找出實際工作時零件的主要和次要失效抗力指標作為選材的基本依據(jù)；  根據(jù)所要求的主要力學性能，選擇材料  綜合考慮鋼種是否滿足次要失效抗力指標的可能性和可能采用的工藝措施  審查所選鋼種是否滿足所有工藝性基本要求和組織生產(chǎn)的可能性，進一步考慮材料的經(jīng)濟性和生產(chǎn)成本  盡量選擇簡化加工工藝的材料、要考慮零件的綜合成本、保證淬透性鋼的合理選擇 第六章耐熱鋼 1.在耐熱鋼的常用合金元素中，哪些是抗氧化元素？哪些是強化元素？哪

52、些是奧氏體形成元素？說明其作用機理。 答：Cr：提高鋼抗氧化性的主要元素，Cr能形成附著性很強的致密而穩(wěn)定的氧化物Cr2O3，提高鋼的抗氧化性。 Al：是提高鋼抗氧化性的主要元素，含鋁的耐熱鋼在其表面上能形成一層保護性良好的Al2O3膜，它的抗氧化性能優(yōu)于Cr2O3膜。 Si：是提高抗氧化性的輔助元素，效果比Al還要有效。高溫下，在含硅的耐熱鋼表面上形成一層保護性好、致密的SiO2膜。鋼中含硅量達12時，就有較明顯的抗氧化效果。 Mo、W：是提高低合金耐熱鋼熱強性能的重要元素，Mo溶入基體起固溶強化作用，能提高鋼的再結(jié)晶溫度，也能析出穩(wěn)定相，從而提高熱強

53、性。W的作用于Mo相似。 Ti、Nb、V：是強碳化物形成元素，能形成穩(wěn)定的碳化物，提高鋼的松弛穩(wěn)定性，也提高熱強性。當鋼中有Mo、Cr等元素時，能促進這些元素進入固溶體，提高高溫強度。 Ni：是奧氏體形成元素，獲得奧氏體組織。 2.為什么鍋爐管子用珠光體熱強鋼的含C量都較低（<0.2%）？有一鍋爐管子經(jīng)運行兩年后，發(fā)現(xiàn)有“起瘤”現(xiàn)象，試分析原因，并提出改進設想。 答：因為含碳量高了，使珠光體球化和聚集速度加快，石墨化傾向增大，合金元素的再分配加速，并且鋼的焊接、成型等工藝性能有所降低。在保證有足夠強度的前提下，盡可能降低碳量。 3.提高鋼

54、熱強性的途徑有哪些？ 答：(1)強化基體：耐熱溫度要求越高，就要選用熔點越高的金屬作基體。合金元素的多元適量復合加入，可顯著提高熱強性。 (2)強化晶界:凈化晶界:在鋼中加入稀土、硼等化學性質(zhì)比較活潑的元素；填充晶界空位：晶界上空位較多，原子易快速擴散。B易偏聚于晶界，減少晶界空位。  (3)彌散相強化：金屬基體上分布著細小、穩(wěn)定、彌散分布的第二相質(zhì)點，能有效地阻止位錯運動，而提高強度。獲得彌散相的方法有直接加入難熔質(zhì)點和時效析出兩種。 (4)熱處理：珠光體耐熱鋼進行熱處理，一方面可獲得需要的晶粒度，另一方面可以提高珠光體熱強鋼的蠕變強度。&#

55、160;4.為什么y-Fe基熱強鋼比a-Fe基熱強鋼的熱強性要高？ 答：因為金屬或合金的晶格類型也影響原子間結(jié)合力。對Fe基合金來說，面心立方晶體的原子間結(jié)合力較強，體心立方晶體較弱。所以奧氏體型鋼要比鐵素體型鋼、馬氏體型鋼、珠光體型鋼的蠕變抗力高。因為奧氏體晶體y-Fe的原子排列比較致密，合金元素在y-Fe晶體中不容易擴散，并且y-Fe晶界上原子有序度比較好，晶界強度較高。 5.什么叫抗氧化鋼？常用在什么地方？ 答：抗氧化鋼：在高溫下有較好的抗氧化能力且具有一定強度的鋼。 常用于工業(yè)爐子中的構(gòu)件、爐底板、料架、爐罐等。 6.為什么低合金熱強鋼

56、都用Cr、Mo、V合金化？ 答:因為Cr是提高鋼抗氧化性的主要元素，Cr能形成附著性很強的致密而穩(wěn)定的氧化物Cr2O3，提高鋼的抗氧化性。Cr也能固溶強化，提高鋼的持久強度和蠕變極限。Mo是提高低合金耐熱鋼熱強性能的重要元素，Mo溶入基體起固溶強化作用，能提高鋼的再結(jié)晶溫度，也能析出穩(wěn)定相，從而提高熱強性。V是強碳化物形成元素，能形成穩(wěn)定的碳化物，提高鋼的松弛穩(wěn)定性，也提高熱強性。當鋼中有Mo、Cr等元素時，能促進這些元素進入固溶體，提高高溫強度。第八章 鑄鐵1、 鑄鐵與碳鋼相比，在成分、組織和性能上有什么區(qū)別？（1）白口鑄鐵：含碳量約2.5%,硅在1%以下白口鑄鐵中的碳全部以滲透碳

57、體（Fe3c）形式存在，因斷口呈亮白色。故稱白口鑄鐵，由于有大量硬而脆的Fe3c，白口鑄鐵硬度高、脆性大、很難加工。因此，在工業(yè)應用方面很少直接使用，只用于少數(shù)要求耐磨而不受沖擊的制件，如拔絲模、球磨機鐵球等。大多用作煉鋼和可鍛鑄鐵的坯料 （2）灰口鑄鐵；含碳量大于4.3，鑄鐵中的碳大部或全部以自由狀態(tài)片狀石墨存在。斷口呈灰色。它具有良好鑄造性能、切削加工性好，減磨性，耐磨性好、加上它熔化配料簡單，成本低、廣泛用于制造結(jié)構(gòu)復雜鑄件和耐磨件。 （3）鋼的成分要復雜的多，而且性能也是各不相同 鋼是含碳量在0.04%-2.3%之間的鐵碳合金。我們通常將其與鐵合稱為鋼鐵，為了保證其韌性和塑性，含碳量一

58、般不超過1.7%。鋼的主要元素除鐵、碳外，還有硅、錳、硫、磷等，而且鋼還根據(jù)品質(zhì)分類為普通鋼（P0.045%，S0.050%） 優(yōu)質(zhì)鋼（P、S均0.035%） 高級優(yōu)質(zhì)鋼（P0.035%，S0.030%） 按照化學成分又分 碳素鋼：.低碳鋼（C0.25%）.中碳鋼（C0.250.60%）.高碳鋼（C0.60%）。合金鋼：低合金鋼（合金元素總含量5%）.中合金鋼（合金元素總含量510%）.高合金鋼（合金元素總含量10%）。2、C、Si、Mn、P、S元素對鑄鐵石墨化有什么影響？為什么三低（C、Si、Mn低）一高（S高）的鑄鐵易出現(xiàn)白口？（1）合金元素可以分為促進石墨化元素和阻礙石墨化元素，順序為：

59、Al、C、Si、Ti、Ni、P、Co、Zr、Nb、W、Mn、S、Cr、V、Fe、Mg、Ce、B等。其中，Nb為中性元素，向左促進程度加強，向右阻礙程度加強。C和Si是鑄鐵中主要的強烈促進石墨化元素，為綜合考慮它們的影響，引入碳當量CE = C% + 1/3Si%，一般CE4%，接近共晶點。S是強烈阻礙石墨化元素，降低鑄鐵的鑄造和力學性能，控制其含量。（2）鑄鐵的含碳量高，脆性大，焊接性很差，在焊 接過程中易產(chǎn)生白口組織和裂紋。白口組織是由于在鑄鐵補焊時，碳、硅等促進石墨化元素大量燒損，且補焊區(qū)冷速快，在焊縫區(qū)石墨化過程來不及進行而產(chǎn)生的。白口鑄鐵硬而脆，切削加工性能很差。采用含碳、硅量高的鑄鐵

60、焊接材料或鎳基合金、銅鎳合金、高釩鋼等非鑄鐵焊接材料，或補焊時進行預熱緩冷使石墨充分析出，或采用釬焊，可避免出現(xiàn)白口組織，。3、鑄鐵壁厚對石墨化有什么影響？冷速越快，不利于鑄鐵的石墨化，這主要取決于澆注溫度、鑄型材料的導熱能力及鑄件壁厚等因素。冷速過快，第二階段石墨化難以充分進行。4、石墨形態(tài)是鑄鐵性能特點的主要矛盾因素，試分別比較說明石墨形態(tài)對灰鑄鐵和球墨鑄鐵力學性能及熱處理工藝的影響。墨的數(shù)量、大小和分布對鑄鐵的性能有顯著影響。如片狀石墨 ，數(shù)量越多對基體的削弱作用和應力集中程度越大。石墨形狀影響鑄鐵性能：片狀、團絮狀、球狀。對于灰鑄鐵，熱處理僅能改變基體組織，改變不了石墨形態(tài)，熱處理不能

61、明顯改善灰鑄鐵的力學性能。球墨鑄鐵是石墨呈球體的灰鑄鐵，簡稱球鐵。由于球墨鑄鐵中的石墨呈球狀，對基體的割裂作用大為減少，球鐵比灰鑄鐵及可鍛鑄鐵具有高得多的強度、塑性和韌性。5、球墨鑄鐵的性能特點及用途是什么？球墨鑄鐵。將灰口鑄鐵鐵水經(jīng)球化處理后獲得，析出的石墨呈球狀，簡稱球鐵。比普通灰口鑄鐵有較高強度、較好韌性和塑性。用于制造內(nèi)燃機、汽車零部件及農(nóng)機具等.。 珠光體型球墨鑄鐵柴油機的曲軸、連桿、齒輪；機床主軸、蝸輪、蝸桿；軋鋼機的軋輥；水壓機的工作缸、缸套、活塞等。 鐵素體型球墨鑄鐵受壓閥門、機器底座、汽車后橋殼等。6、和剛相比，球墨鑄鐵的熱處理原理有什么異同？ 球墨鑄鐵的熱處理主要有退火、正火、淬火加回火、等溫