金屬材料學(xué)復(fù)習

1、碳鋼分類方法：1按鋼中碳含量分類（1 ）鐵碳合金按 Fe-Fe3C 相圖分類亞共析鋼： 0.0218% Wwc <0.77%共 析 鋼： wc =0.77%過共析鋼： 0.77% V wc <2.11%（2 ）按鋼中碳含量，碳鋼通?？煞譃榈吞间摚?wc <0.25%中碳鋼： 0.25% V wc<0.6%高碳鋼：wc > 0.6%2按鋼的質(zhì)量（品質(zhì)） ，碳鋼可分為（1 ）普通碳素鋼： wS<0.05% ，wP <0.045%（2 ）優(yōu)質(zhì)碳素鋼： wS <0.035% ， wP <0.035%（3）高級優(yōu)質(zhì)碳素鋼： wS <0.02%

2、，wP <0.03%（4 ）特級優(yōu)質(zhì)碳素鋼： wS<0.015% ，wP<0.025%3按鋼的用途分類，碳鋼可分為（1 ）普通碳素結(jié)構(gòu)鋼：主要用于各種工程構(gòu)件，如橋梁、船舶、建筑構(gòu)件等。也可用于不 太重要的機件。（2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼：主要用于制造各種機器零件，如軸、齒輪、彈簧、連桿等。（ 3）碳素工具鋼：主要用于制造各種工具，如刃具、模具、量具等。（ 4）鑄造碳素鋼：主要用于制造形狀復(fù)雜且需一定強度、塑性和韌性零件。4按鋼冶煉時的脫氧程度分類，可分為（1 ）沸騰鋼：是指脫氧不徹底的鋼，代號為 F。（ 2）鎮(zhèn)靜鋼：是指脫氧徹底的鋼，代號為 Z。（3）半鎮(zhèn)靜鋼：是指脫氧程度介于沸

3、騰鋼和鎮(zhèn)靜鋼之間，代號為b 。（ 4）特殊鎮(zhèn)靜鋼：是指進行特殊脫氧的鋼，代號為 TZ。合金鋼分類按鋼中合金元素總質(zhì)量分數(shù)，合金鋼分為：低合金鋼（ Me 總質(zhì)量分數(shù)小于 5% ）中合金鋼（ Me 總質(zhì)量分數(shù)在 5%10% ）高合金鋼（ Me 總質(zhì)量分數(shù)大于 10% ）間隙原子的溶解度隨間隙原子尺寸的減小而 增加，即按 B，C，N，O，H 的順序而增加。合金元素對相區(qū)影響（1）y相穩(wěn)定化元素Y相穩(wěn)定化元素使A3降低，A4升高，促使奧 氏體形成 。 啟丫相區(qū)（無限擴大丫相區(qū)）Mn、Ni、Co，與丫-Fe無限固溶 擴展丫相區(qū)（有限擴大丫相區(qū)）C、N、Cu、Zn、Au，與丫-Fe有限固溶（2）a相穩(wěn)定化

4、元素A4降低，A3升高，促使鐵素體形成。 閉丫相區(qū)（無限擴大a相區(qū)）Si、Al和強碳化物形成元素 Cr、W、Mo、V、Ti及P、 Be等。含Cr量小于7%時，A3下降；含Cr量大于7%時，A3才上升。 縮小丫相區(qū)（但不能使丫相區(qū)封閉）B、Nb、Zr、Ta等。合金元素對碳的擴散的影響強碳化物形成元素阻礙碳的擴散，降低碳原子的擴散速度； 弱碳化物形成元素 Mn 以及大多數(shù)非碳化物形成元素則無此作 用，甚至某些元素如 Co 還有增大碳原子擴散的作用。普通碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號中數(shù)字代表 屈服點數(shù)值 ； 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼中兩位數(shù)字代表鋼中平均碳的質(zhì)量分數(shù)的萬 倍；碳素工具鋼中數(shù)字表示碳的質(zhì)量分數(shù)的千倍。 層錯能

5、越低，鋼的加工硬化趨勢增大。高 Ni 鋼易于變形加工， Ni 、 Cu 和 C 等元素使奧氏體層錯能提高。高 Mn 鋼則難于變形加工， Mn 、Cr 、Ru 和 Ir 則降低奧氏體的 層錯能。Me對共析轉(zhuǎn)變溫度的影響擴大丫相區(qū)的元素使鐵碳合金相圖的 共析轉(zhuǎn)變溫度下降；縮小Y相區(qū)的元素使鐵碳合金相圖的共析轉(zhuǎn)變溫度上升。Me對共析點（S）和共晶點（E）成分的影響 幾乎所有合金元 素都使共析點碳含量降低； 共晶點也有類似的規(guī)律， 尤其以強碳 化物：a. 較高的強度與韌性工程結(jié)構(gòu)鋼主要是承受各種載荷，要求有較高的強度與韌性。工程結(jié)構(gòu)鋼一般在-5 010 0C范圍內(nèi)使用，需具有較高 的低溫韌性。低溫韌性

6、的指標是韌 -脆轉(zhuǎn)化溫度FATT50C）。b. 良好的焊接性和成形工藝性。c. 良好的耐腐蝕性。影響鋼的沖擊韌性和韌 -脆轉(zhuǎn)化溫度的因素有含碳量 ,晶粒尺寸， 固溶元素，彌散析出相和非金屬夾雜物等。 焊接要求：焊縫與母材有牢固的結(jié)合，強度不低于母材，焊縫周 圍有較高的韌性，沒有焊接裂紋。 焊接裂紋產(chǎn)生的原因：焊接是一次熱處理過程，電弧移走以后， 焊縫的熱量被周圍的母材迅速吸收， 使焊縫的冷卻速度很大， 發(fā) 生局部淬火，產(chǎn)生相變，產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力。熱影響區(qū)由于溫度 高而引起晶粒粗化。這些都促使焊接裂紋產(chǎn)生。 合金元素對工程結(jié)構(gòu)鋼焊接性的影響 合金元素增加鋼的淬透性， 焊后冷卻時發(fā)生馬氏體相變，

7、升高內(nèi) 應(yīng)力； 鋼中的碳增高馬氏體的比容和硬度，引起內(nèi)應(yīng)力增加； 降低 Ms 點，使馬氏體轉(zhuǎn)變溫度降低，導(dǎo)致塑性變差； 鋼中含氫量高將使鋼的塑性下降，引起氫脆。碳當量： 把合金元素對焊接性的影響折合成碳的作用。 用碳當量 判斷焊接性的好壞。銅和磷共同作用對抗大氣腐蝕最為有效。 控制軋制、控制冷卻工藝的最終目的是：細化晶粒。 與相同含碳量的鐵素體 - 珠光體組織相比，經(jīng)貝氏體相變強化低 碳貝氏體鋼有更高的強度和良好的韌性，屈服強度490780MPa 。顯著推遲先共析鐵素體和珠光體轉(zhuǎn)變， 而較少推遲貝氏體的轉(zhuǎn)變的主要合金元素是：鉬和硼。與上貝氏體相比，下貝氏體有更高的強度和低的多的 FATT50C

8、）。雙相鋼組成：2030 %馬氏體，8070 %鐵素體 減少硫化物的方式：a- 減少鋼液中的含硫量；b- 鋼液中加入稀土金屬， 反應(yīng)吸收 S 元素，形成難變形的稀土硫氧化物RE2O2S、稀土硫化物 RE2S3，呈小顆粒的圓形或橢圓 形。再結(jié)晶控制軋制工藝以 TiN 為奧氏體晶粒粗化的阻礙物，以 V（ C,N ）為沉淀強化相。在彈性范圍內(nèi)，根據(jù)比例極限彷p來計算，稱為彈性設(shè)計。若允 許少量塑性變形，根據(jù)屈服強度彷s來計算，稱為塑性設(shè)計。在 應(yīng)力遠低于屈服強度下還會發(fā)生變形和斷裂。 因此脆性也非常重 要，要進行韌性設(shè)計。臨界直徑尺寸：淬火后， 圓棒達到中心 50 %馬氏體的直徑長度。 適用于淬火高

9、溫回火工藝的結(jié)構(gòu)鋼稱為調(diào)質(zhì)鋼， 具有良好的綜合 機械性能。調(diào)質(zhì)鋼顯微組織：回火屈氏體或回火索氏體 產(chǎn)生高溫回火脆性的直接因素是：高溫時發(fā)生雜質(zhì)偏聚。低溫回火鋼的顯微組織：回火馬氏體 馬氏體時效鋼空冷即可得馬氏體。馬氏體時效鋼的強化作用分類： 固溶強化， 馬氏體相變冷作硬化 和沉淀強化（作用效果依次增強） 對軸承鋼的基本質(zhì)量要求是純凈和組織均勻。 滲碳鋼都是低碳鋼。坦克履帶板的材料是：高錳鋼。 碳化物的均勻分布程度是考核高速鋼的主要技術(shù)指標之一。 不均勻碳化物的影響：a-淬火加熱時，碳化物稀少區(qū)奧氏體晶粒易粗化，淬火開裂傾向大；碳化物密集區(qū)脆性大，易引起崩刃。b- 粗大碳化物在淬火加熱時溶解少，

10、 使附近奧氏體合金度低， 熱 處理后刃具的硬度、熱硬性和耐磨性都降低，抗彎強度，韌性因 碳化物不均勻而降低。碳化物是高速鋼的主要合金相。 鎢和鉬是高速鋼獲得熱硬性的主要元素。 在腐蝕過程中， 陽極和陰極均產(chǎn)生極化作用。 陽極極化引起陽極 電位由負向正方向升高， 主要是由于陽極表面形成保護膜， 阻礙 陽極金屬離子進入溶液，降低了陽極表面電荷密度。 陰極極化 是由于消耗電子的陰極過程的速度低于陽極流來的電子， 造成陰 極電子堆積，陰極表面電荷密度升高，導(dǎo)致陰極電位降低。 陽極和陰極極化曲線的交點相當于短路狀態(tài)， 即陽極與陰極間電 阻趨于零，此時陽極與陰極間的最大電流 Imax, 就是腐蝕電流。 陽

11、極極化曲線有三個電化學(xué)區(qū)：活化區(qū)（A），鈍化區(qū)（P），過鈍化區(qū) （T）純鐵在濃硝酸中就會處于鈍化狀態(tài) 鉻是提高鋼鈍化膜穩(wěn)定性的必要元素。 鎳：提高鐵的耐蝕性，特別是在非氧化性的硫酸中。 錳：也能提高鉻不銹鋼在有機酸中的耐蝕性， 而且比 Ni 更有效。 鉬能防止氯離子對膜的破壞，抵抗點腐蝕。 不銹鋼受張應(yīng)力時，在某些介質(zhì)中很快就會發(fā)生破壞。氯離子Cl-對應(yīng)力腐蝕危害最大。只要含25 X10-6質(zhì)量濃度的Cl- ，甚至濃度更低，都會引起應(yīng)力腐蝕。 耐熱鋼和耐熱合金鋼的基本要求： 良好的高溫強度、 塑性和足夠 高的化學(xué)穩(wěn)定性 高溫強度高溫強度三種指標：蠕變強度，持久強度和持久壽命。 當 FeO 出現(xiàn)

12、時，鋼的氧化速度劇增 鉻是提高抗氧化的主要元素 鎳基耐熱合金采用金屬間化合物作為沉淀強化相， 主要采用的是Y -Ni3(TiAI)相。 硼：偏聚于晶界，提高低熔點合金在晶界的擴散激活能。 鑄鐵是 Fe、C、Si 元素為主的鐵基材料 白口鑄鐵 -滲碳體 灰口鑄鐵 -片狀石墨 灰口鑄鐵 -滲碳體 +游離 態(tài)石墨 蠕墨鑄鐵 - 蠕蟲狀石墨 球墨鑄鐵 - 球狀石墨 可鍛鑄鐵 - 絮狀石墨 灰口鑄鐵 - 片狀石墨 展性鑄鐵由含碳和硅不高的白口鑄鐵經(jīng)石墨化退火而成。 鋁合金分類：覽的鋁合金L+«摘拾金能熱處醐Hp展合金Al F鋁合金分為鑄造鋁合金與變形鋁合金兩大類。變形鋁合金按照 性能特點和用途

13、分為防銹鋁、硬鋁、超硬鋁和鍛鋁四種。防銹鋁 屬于不能熱處理強化的鋁合金。硬鋁、超硬鋁、鍛鋁屬于可熱處 理強化的鋁合金。鑄造鋁硅合金一般需要采用變質(zhì)處理，達到細化晶粒的目的。用的變質(zhì)劑為鈉鹽。鎂合金是一種輕合金，鎂是最輕的工程金屬。銅是人類最早使用的金屬。 工業(yè)中廣泛應(yīng)用的銅和銅合金有：業(yè)純銅（紫銅）、黃銅、青銅和白銅。電工白銅包括：康銅，考銅和 B0.6白銅。目前，生產(chǎn)金屬鈦都采用鈦的氯化物熱還原法。鋁是最常見的、最有效的a強化兀素。能有效提咼低溫和咼溫 （550 C以下）的強度，同時鋁的密度小，因此鋁是鈦合金中的一 個基本合金元素。鐵，鈷和鎳是室溫下具有強磁性的單質(zhì)。材料具有超導(dǎo)性， 是因為

14、其中的傳導(dǎo)電子借助于與晶格的交互作 用，形成了較低能量的電子對。只有溫度T,承載的電流密度j及所處的磁場 H 均不超過臨界值，材料才處于超導(dǎo)態(tài)。 超導(dǎo)兩大特性：完全抗磁性和電阻為零。銀，銅和鋁是導(dǎo)電率最好的三種金屬。 目前人們所發(fā)現(xiàn)的形狀記憶合金，多數(shù)發(fā)生熱彈性馬氏體相變。 金屬鈀分離氫效率最高。簡答題;合金元素對鐵素體 -珠光體鋼的強化作用：(1) 固溶強化加入合金元素形成固溶體，提高強度。常用的合金元素有 Mn、Si、C u、P、C。合金元素在提高強度的同時降低韌性。(2) 細晶強化晶粒細化可以提高強度和韌性。 細化晶粒的重要途徑是用鋁脫 氧、合金化。用鋁脫氧生成細小彌散的 AlN 顆粒，

15、用鈦、鈮、 釩的合金化可以生成彌散的碳化物、氮化物、碳氮化物。這些彌 散相都能釘扎晶界，阻礙奧氏體晶粒長大，轉(zhuǎn)變后細化鐵素體 珠光體晶粒。(3) 彌散強化(沉淀強化)鈮、鈦、釩的合金化，使過冷奧氏 體發(fā)生相間沉淀， 并從鐵素體中析出碳化物、 氮化物、碳氮化物， 釘扎晶粒移動，起彌散強化作用。氮化物最穩(wěn)定，一般在奧氏體 中沉淀。 碳化物、 碳氮化物一般在奧氏體轉(zhuǎn)變中產(chǎn)生相間沉淀和 從鐵素體中析出。沉淀強化相的尺寸210 nm。微合金元素在控制軋制和控制冷卻工藝過程中， 對微合金鋼的組 織和性能有很大的影響： ( 1 )抑制奧氏體形變再結(jié)晶 在熱加工過程中，通過應(yīng)變誘導(dǎo)析出 Nb 、 Ti、 V

16、的氮化物， 沉淀在晶界、位錯上，起釘扎作用，有效的阻止奧氏體再結(jié)晶時 晶界和位錯的運動，抑制再結(jié)晶過程的進行。( 2 )阻止奧氏體晶粒長大在鍛造和軋制過程中，會發(fā)生晶粒長 大現(xiàn)象TiN 或 Nb(C ， N) 高溫的穩(wěn)定性好，其彌散分布對控制高溫下 的晶粒有強烈的抑制作用( 3)沉淀強化微合金鋼中的沉淀強化相主要是低溫下析出的Nb (C、N )和VC。(4) 改變鋼的顯微組織 在軋制加熱過程中， 溶于奧氏體的微合金元素提高了過冷奧氏體 的穩(wěn)定性， 降低了發(fā)生先共析鐵素體和珠光體的溫度范圍， 低溫 下形成的先共析鐵素體和珠光體組織更細小，并使相間沉淀 Nb (C、 N )和 V(C、N )的粒子

17、更細小。針狀鐵素體鋼 與低碳貝氏體鋼的異同點：相同點： a- 組織是貝氏體b- 微合金元素 Nb 、Ti、 V 起細化晶粒與沉淀強化作用c-加入鉬、錳推遲鐵素體和珠光體轉(zhuǎn)變。不同點：a-碳含量0.1 %，為了改善韌性。b- 顯微組織為針狀鐵素體，具有高位錯密度。c-更好的低溫韌性，更好的焊接性。典型鋼種 Mn-Mo-Nb 鋼，成分 w(C) w0.1%,w(Mn)=0.6 2.0 % , w(Mo)=0.2 0.6%, w(Nb)=0.04 0.06%, w(V)=0.06% 或 w(Ti) = 0.01%高溫回火脆性的兩個異常表現(xiàn)： 在高溫回火后的冷卻速度嚴重的影響到鋼的韌-脆轉(zhuǎn)化溫度，冷卻

18、速度愈慢，室溫沖擊韌性愈低，韌-脆轉(zhuǎn)化溫度愈高。在350600 C范圍等溫回火保持時間愈長，不管回火后冷卻 快慢，其在室溫的沖擊韌性愈惡化，韌-脆轉(zhuǎn)化溫度愈高。低溫回火脆性產(chǎn)生原因：a-發(fā)生回火轉(zhuǎn)變(分解)，存在£-Fe2.4C，并且向Fe3C轉(zhuǎn)變， 在馬氏體晶界處析出薄片狀的鐵碳化合物， 在沖擊下沿馬氏體板 條裂開，產(chǎn)生穿晶斷裂。b- 雜質(zhì)元素 P、Sn 、銻在淬火加熱時偏聚在奧氏體晶界處， 淬火 后被凍結(jié)在原來的位置。 同時，在此處還會形成 Fe3C 連續(xù)薄膜， 使晶界處脆性極大，容易造成沿晶脆斷。Y 'Ni3(TiAl)相對合金的強化表現(xiàn)在兩方面，一是共格強化，二是反相

19、疇界強化。共格強化：y'相與鎳基固溶體有相同的點陣類型、相近的點陣常數(shù)，析 出的Y相與固溶體形成共格。但Y相的點陣常數(shù)稍大于Y固溶 體，形成共格界面時存在匹配差，因而在界面周圍的Y固溶體中 產(chǎn)生畸變應(yīng)力?；儜?yīng)力場阻礙位錯運動，提高了屈服強度。 反相疇界強化：在高Al/Ti比的鎳基合金中，y'相的體積分數(shù)可高到6070 %。其沉淀強化主要靠y'相在位錯切割時形成反相疇界強化。當位錯切割Y'相時，使滑移面上下的原子改變了原來有序的 相鄰關(guān)系， 形成了新的高能量的反相疇界， 位錯的移動需要更大 的外力。防止淬火鋼的低溫回火脆性的措施：a-避免在250350 C溫度范

20、圍回火b-生產(chǎn)高純鋼，降低P、Sn、銻等雜質(zhì)元素含量c-加入硅推遲脆化溫度范圍，使鋼的回火溫度可提高到320 °C改善碳化物不均勻性的措施：a-采用200300kg小錠型，使鋼錠凝固快，減少結(jié)晶時宏觀偏 析，萊氏體共晶也細小b-米用扁錠加快凝固，一般用 630kg型，減少集中偏析，使萊 氏體共晶細小c-鍛軋破碎碳化物；增大鋼錠鍛壓比，反復(fù)拉拔和鐓粗d-大尺寸鋼材可采用電渣重熔，鋼液在水冷結(jié)晶器中徑向結(jié)晶，萊氏體共晶細小雙相鋼性能特點：a-低屈服強度，一般不超過 350MPab-鋼的應(yīng)力-應(yīng)變曲線是光滑連續(xù)的，沒有屈服平臺，沒有鋸齒 形屈服現(xiàn)象c-高的伸長率，總生長率>24%wd

21、-高的塑性應(yīng)變比 Y>1 , b W寬度應(yīng)變，db-厚度應(yīng)變沖 壓件厚度保持均勻。e-高的加工硬化指數(shù) n>0.24應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系k “低應(yīng)變之后達到高的屈服強度增量。組織特點：析出鐵素體時，碳集中在奧氏體中，最后奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹懈咛?馬氏體，而鐵素體間隙碳原子貧化。 馬氏體的轉(zhuǎn)變引起體積效應(yīng)， 在基體鐵素體中激發(fā)出許多位錯。這些位錯是可動的，未被碳、 氮間隙原子釘扎。 雙相鋼中存在強韌的馬氏體島或纖維， 結(jié)合牢 固的馬氏體 / 鐵素體界面，鐵素體中又有大量可動的位錯，使加 工硬化率增大。鋁合金沉淀強化相應(yīng)滿足以下的基本條件：1）硬度高的質(zhì)點；2）在鋁基固溶體中高溫下有較大的溶解度；隨

22、溫度降低，溶解 度急劇減小，能析出較大體積分數(shù)的沉淀相；3）在時效過程中， 沉淀相具有一系列介穩(wěn)相， 并且是彌散分布， 與基體形成共格，在周圍基體中產(chǎn)生較大的共格應(yīng)變區(qū) 。 共晶中的第二相不溶于鋁基固溶體， 又稱為過剩相， 其數(shù)量達到 一定量時可提高合金的強度和硬度，過高會降低韌性。 錫青銅鑄造的優(yōu)點是（ 1 ）鑄件收縮率小，適于鑄造形狀復(fù)雜、 壁厚變化大的零件； （2）錫青銅存在枝晶間的分散縮孔， 致密性 差，（3）鑄件凝固時含錫高的低熔點液相易從中部向表面滲出， 出現(xiàn)反偏析。（4 ）錫固溶于a固溶體，有強的固溶強化作用。 錫青銅的強度和延長率隨錫含量升高而增加。 （ 5） 錫青銅在大 氣、

23、海水和堿性溶液中有良好耐蝕性，用于海上船舶、礦山機械 零件。陽 氮化處理提高疲勞強度和耐磨性的原因a-表面形成高硬度的y' -Fe4N和£-Fe3-2Nb- 氮原子與合金元素形成氮化物， 彌散強化作用， 提高強度、 硬度c-表面滲入氮原子后體積膨脹，表面產(chǎn)生了壓應(yīng)力，能抵消外力作用產(chǎn)生的張應(yīng)力，減少表面疲勞裂紋的產(chǎn)生。論述題合金元素對鋼的過冷奧氏體分解轉(zhuǎn)變的影響 主要表現(xiàn)在合金元素可以使鋼的 CCT 圖，具體可以分為以下幾 個方面：對高溫轉(zhuǎn)變（珠光體轉(zhuǎn)變）的影響；除 Co 外，幾乎所有的合金 元素使 C 曲線右移（即增大過冷奧氏體的穩(wěn)定性， 推遲珠光體型 的轉(zhuǎn)變）。 C 曲線

24、右移的結(jié)果，降低了鋼的臨界冷卻速度，提高 了鋼的淬透性。 合金元素對淬透性影響的大小取決于該元素的作 用強度及其可能的溶解量。（2）對中溫轉(zhuǎn)變（貝氏體轉(zhuǎn)變）的影響；合金元素對貝氏體轉(zhuǎn) 變的作用是通過對Y-a轉(zhuǎn)變和碳原子擴散的影響而起作用。 首先表現(xiàn)在對貝氏體轉(zhuǎn)變上限溫度 BS 點的影響。 碳、錳、鎳、 鉻、鉬、釩、鈦等元素都降低 BS 點，使得在貝氏體和珠光體轉(zhuǎn) 變溫度之間出現(xiàn)過冷奧氏體的中溫穩(wěn)定區(qū)，形成兩個轉(zhuǎn)變的C曲線。 合金元素還改變貝氏體轉(zhuǎn)變動力學(xué)過程，增長轉(zhuǎn)變孕育 期，減慢長大速度。碳、硅、錳、鎳、鉻的作用較強 鎢、鉬、釩、鈦的作用較?。?）對低溫轉(zhuǎn)變（馬氏體轉(zhuǎn)變）的影響。合金元素的作

25、用表現(xiàn) 在對馬氏體點 MsMf 溫度的影響， 并影響鋼中殘留奧氏體含量 及馬氏體的精細結(jié)構(gòu)。 除 Co、 Al 以外，絕大多數(shù)合金元素都 使 Ms 和 Mf 下降。 Ms 和 Mf 點的下降，使得室溫下將保留更 多的殘留奧氏體量。 合金元素還影響馬氏體的形態(tài)和馬氏體的亞 結(jié)構(gòu)。當 Ms 點溫度較高時，形成位錯結(jié)構(gòu)的馬氏體；在 Ms 點 溫度較低時，形成孿晶結(jié)構(gòu)的馬氏體。 常用鑄鐵的石墨形狀及主要力學(xué)特點：1. 灰口鑄鐵 片狀石墨。機械性能低，其抗拉強度和塑性、韌性都遠遠低于鋼。耐磨性與 消震性好。工藝性能好。 灰口鑄鐵的可切削加工性優(yōu)于鋼。2. 球墨鑄鐵 球狀石墨 球墨鑄鐵的力學(xué)性能主要取決于

26、基體類 型 與灰口鑄鐵相比，球墨鑄鐵具有較高的抗拉強度和彎曲疲勞 極限、良好的塑性及韌性。球墨鑄鐵的剛性比灰口鑄鐵好 球墨鑄鐵的消震能力比灰口鑄鐵低很多。3. 蠕墨鑄鐵 當Kv 0.15時屬于片狀石墨；0.15 v Kv 0.8屬于 蠕蟲狀石墨；K>0.8屬于球狀石墨。（2）蠕墨鑄鐵的性能特點 蠕 墨鑄鐵的性能介于灰口鑄鐵與球墨鑄鐵之間。 即強度和韌性高于 灰口鑄鐵，但不如球墨鑄鐵。 蠕墨鑄鐵的耐磨性較好 導(dǎo)熱性比球墨鑄鐵要高得多，幾乎接近于灰口鑄鐵高溫強度、 熱疲勞性能大大優(yōu)于灰口鑄鐵， 適用于制造承受交變 熱負荷的零件減震能力優(yōu)于球墨鑄鐵 鑄造性能接近于灰口鑄鐵，鑄造工藝簡便，成品率

27、高4. 可鍛鑄鐵（展性鑄鐵） 鐵素體基體加團絮狀石墨或珠光體基 體加團絮狀石墨。鐵素體基體 + 團絮狀石墨的可鍛鑄鐵斷口呈黑 灰色，俗稱黑心可鍛鑄鐵 。最為常用的一種可鍛鑄鐵。 珠光體基體 + 團絮狀石墨的可鍛鑄鐵件斷口呈白色俗稱白心可 鍛鑄鐵，這種可鍛鑄鐵應(yīng)用不多。 （ 2）可鍛鑄鐵的性能特點 可 鍛鑄鐵不能用鍛造方法制成零件。因為石墨的形態(tài)改造為團絮 狀，不如灰口鑄鐵的石墨片分割基體嚴重， 因而強度與韌性比灰 口鑄鐵高。 可鍛鑄鐵的機械性能介于灰口鑄鐵與球墨鑄鐵之間， 有較好的耐 蝕性。由于退火時間長，生產(chǎn)效率極低，使用受到限制 。 灰口鑄鐵每次熱循環(huán)體積膨脹的原因： 第一次加熱時的膨脹是

28、滲 碳體分解為石墨所造成。第二次以后主要是共析轉(zhuǎn)變引起的膨 脹，它又引起微裂紋，進而微裂紋內(nèi)又發(fā)生氧化，產(chǎn)生附加的體 積膨脹。極極化電位與陰極極化電位的相對位置有四種情況： （論述題） a- e陽與e陰僅有一個交點A，有一個穩(wěn)定的e A，它不超過鈍化 電位eP,此時合金處于活化狀態(tài)， 有較大的腐蝕電流，合金的腐 蝕速度大。b- e陽與e陰有三個交點B、C、D °C點是不穩(wěn)定的，B與D是 相對穩(wěn)定的，即合金可以處在鈍化狀態(tài)，也可以處在活化狀態(tài)。 這種鈍化狀態(tài)可以因為其他偶然因素而受到破壞， 使合金處于活 化狀態(tài)。c- E陽與E陰相交于E,僅有一個鈍化穩(wěn)定電位，合金鈍化狀態(tài)是 穩(wěn)定的，具

29、有很小腐蝕速度。d- e陽與e陰相交于F, EF超過了過鈍化電位e T,合金處于過鈍 化狀態(tài)，有較高的腐蝕速度。三種腐蝕對應(yīng)的原因及預(yù)防措施： 1.奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕(1)產(chǎn)生原因a-晶界上析出富鉻的連續(xù)網(wǎng)狀 Cr23C6，引起晶界周圍基體產(chǎn)生貧鉻區(qū),寬度約 10-5cm ,w(Cr)<12% 。碳是析出 Cr23C6 的主要原因,碳含量越高,晶 間腐蝕越嚴重。b-晶界上析出彷相，產(chǎn)生貧鉻區(qū)，特別是含鉬鋼，能促進彷相在 晶界析出。c-氮含量高，w (N )高于0.16%，沿晶界析出Cr2N，增加腐 蝕傾向。d- 固溶處理后也會發(fā)生晶間腐蝕, 原因是雜質(zhì)元素 P、Si 的晶界 偏聚。(

30、 2)預(yù)防與解決方法a-最有效方法，降低碳含量，生產(chǎn)超低碳不銹鋼，w (C)三0.03%。當 w (C) 弐.03%，無 Cr23C6 析 出。b-加入碳化物形成元素 Ti、Nb ,固定碳，形成穩(wěn)定的TiC、NbC ,與 TiC 相平衡，奧氏體固溶碳僅有 0.01% 以下。c-10%50% 體積的S鐵素體，可以改善晶間腐蝕傾向。由于S鐵素體在500800 C間發(fā)生相間沉淀， Cr23C6在S / 丫相界S 相一側(cè)呈點狀析出，排除了在奧氏體晶界析出 Cr23C6，且S相 內(nèi)鉻的擴散系數(shù)比Y相內(nèi)高103倍，不致產(chǎn)生貧鉻區(qū)。d- 在敏感溫度范圍長期加熱，通過鉻的擴散消除貧鉻區(qū)。e-降低N含量，當w (N )低于0.16%，抵制Cr23C6在晶界 析出。不銹鋼的應(yīng)力腐蝕 應(yīng)力腐蝕機制：應(yīng)力腐蝕是應(yīng)力和電化學(xué)腐蝕共同作用的結(jié)果， 是滑移 - 溶解機制。預(yù)防措施a-向奧氏體不銹鋼添