材料科學(xué)基礎(chǔ)A復(fù)習(xí)提綱部分答案學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1材料科學(xué)基礎(chǔ)材料科學(xué)基礎(chǔ)A復(fù)習(xí)提綱部分答案復(fù)習(xí)提綱部分答案第一頁，編輯于星期日：十六點 三分。1 1）奧氏體的起始晶粒度、實際晶粒度、本質(zhì)晶粒度；）奧氏體的起始晶粒度、實際晶粒度、本質(zhì)晶粒度；答：（1）起始晶粒度：是指在臨界溫度以上，奧氏體形成剛剛完成，其晶粒邊界剛剛接觸時的晶粒大小。（2）實際晶粒度：是指在某一具體的熱處理加熱條件下所得到的晶粒尺寸。（3）本質(zhì)晶粒度：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)試驗方法，在93010保溫足夠時間（3-8小時）后測定的鋼中晶粒的大小。第1頁/共32頁第二頁，編輯于星期日：十六點 三分。2 2）珠光體、索氏體、托氏體、貝氏體、馬氏體；）珠光體、索氏體、托氏體、貝氏體、馬氏體

2、；答：珠光體：鐵素體和滲碳體的機械混合物。索氏體：在650600溫度范圍內(nèi)形成層片較細的珠光體。托氏體：在600550溫度范圍內(nèi)形成片層極細的珠光體。貝氏體：過飽和的鐵素體和滲碳體組成的混合物。馬氏體：碳在-Fe中的過飽和固溶體。第2頁/共32頁第三頁，編輯于星期日：十六點 三分。Fe3 3）奧氏體、過冷奧氏體、殘余奧氏體；）奧氏體、過冷奧氏體、殘余奧氏體；答：奧氏體: 碳在中形成的間隙固溶體。過冷奧氏體: 處于臨界點以下的不穩(wěn)定的將要發(fā)生分解的奧氏體稱為過冷奧氏體。殘余奧氏體：M轉(zhuǎn)變結(jié)束后剩余的奧氏體。 第3頁/共32頁第四頁，編輯于星期日：十六點 三分。第4頁/共32頁第五頁，編輯于星期日

3、：十六點 三分。第5頁/共32頁第六頁，編輯于星期日：十六點 三分。u畫出共析鋼的TTT圖。為獲得下列組織應(yīng)選用何種冷卻方法？并在TTT曲線中畫出冷卻曲線S+P;全部B下；M+AR；T+M+AR；T+B+M+AR；答：共析鋼的TTT圖及各種冷卻曲線如下圖。采用的冷卻方法為：以較快的速度冷卻，即空冷。較快速度冷卻至Ms以上保溫停留較長時間再快速冷卻，即等溫淬火。大于臨界淬火冷卻速度冷卻下來，即普通淬火。較快速度冷卻至Ar1以下的珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)域下部保溫停留一段時間后再以大于臨界淬火速度冷卻。較快速度冷卻至Ar1以下的珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)域下部保溫停留一段時間后繼續(xù)冷卻至Ms以上的貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)域等溫停留一段

4、時間再以大于臨界淬火速度冷卻。A1/Ms/s（1）（2）（5）（4）（3）第6頁/共32頁第七頁，編輯于星期日：十六點 三分。第7頁/共32頁第八頁，編輯于星期日：十六點 三分。第8頁/共32頁第九頁，編輯于星期日：十六點 三分。4）馬氏體轉(zhuǎn)變的位向關(guān)系及慣習(xí)面 奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體時，新舊兩相之間保持著嚴格的晶體學(xué)位向關(guān)系，馬氏體的不變平面被稱為馬氏體的慣習(xí)面，以平行于此面的母相的晶面指數(shù)表示。 5）馬氏體轉(zhuǎn)變的可逆性冷卻時高溫相可以轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，加熱時馬氏體可以逆轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷叵?，而且轉(zhuǎn)變都是以馬氏體轉(zhuǎn)變方式進行的。與 MsMf 相對應(yīng)，逆轉(zhuǎn)變有AsAf 分別表示逆轉(zhuǎn)變的開始和終了溫度。 第9頁

5、/共32頁第十頁，編輯于星期日：十六點 三分。第10頁/共32頁第十一頁，編輯于星期日：十六點 三分。u貝氏體類型組織有哪幾種？它們在形成條件、組織形態(tài)和性能方面有何特貝氏體類型組織有哪幾種？它們在形成條件、組織形態(tài)和性能方面有何特點？點？答：（1）兩種。上貝氏體和下貝氏體。（2）上貝氏體的形成溫度在600350。在顯微鏡下呈羽毛狀，它是由許多互相平行的過飽和鐵素體片和分布在片間的斷續(xù)細小的滲碳體組成的混合物。其硬度較高，可達HRC4045，但由于其鐵素體片較粗，因此塑性和韌性較差。下貝氏體的形成溫度在350Ms，下貝氏體在光學(xué)顯微鏡下呈黑色針葉狀，在電鏡下觀察是由針葉狀的鐵素體和分布在其上的

6、極為細小的滲碳體粒子組成的。下貝氏體具有高強度、高硬度、高塑性、高韌性，即具有良好的綜合機械性能。第11頁/共32頁第十二頁，編輯于星期日：十六點 三分。u馬氏體組織有哪幾種基本類型？它們在形成條件、晶體結(jié)構(gòu)、組織形態(tài)馬氏體組織有哪幾種基本類型？它們在形成條件、晶體結(jié)構(gòu)、組織形態(tài)、性能有何特點？馬氏體的硬度與含碳量關(guān)系如何？、性能有何特點？馬氏體的硬度與含碳量關(guān)系如何？答：（1）兩種，板條馬氏體和片狀馬氏體。（2）奧氏體轉(zhuǎn)變后，所產(chǎn)生的M的形態(tài)取決于奧氏體中的含碳量，含碳量0.6%的為板條馬氏體；含碳量在1.0%之間為板條和針狀混合的馬氏體；含碳量大于1.0%的為針狀馬氏體。低碳馬氏體的晶體結(jié)

7、構(gòu)為體心立方。隨含碳量增加，逐漸從體心立方向體心正方轉(zhuǎn)變。含碳量較高的鋼的晶體結(jié)構(gòu)一般出現(xiàn)體心正方。低碳馬氏體強而韌，而高碳馬氏體硬而脆。這是因為低碳馬氏體中含碳量較低，過飽和度較小，晶格畸變也較小，故具有良好的綜合機械性能。隨含碳量增加，馬氏體的過飽和度增加，使塑性變形阻力增加，因而引起硬化和強化。當(dāng)含碳量很高時，盡管馬氏體的硬度和強度很高，但由于過飽和度太大，引起嚴重的晶格畸變和較大的內(nèi)應(yīng)力，致使高碳馬氏體針葉內(nèi)產(chǎn)生許多微裂紋，因而塑性和韌性顯著降低。（3）隨著含碳量的增加，鋼的硬度增加。第12頁/共32頁第十三頁，編輯于星期日：十六點 三分。u將將5mm的的T8鋼加熱至鋼加熱至760并保

8、溫足夠時間，問采用什么樣的冷并保溫足夠時間，問采用什么樣的冷卻工藝可得到如下組織：珠光體，索氏體，屈氏體，上貝氏體，下貝氏卻工藝可得到如下組織：珠光體，索氏體，屈氏體，上貝氏體，下貝氏體，屈氏體體，屈氏體+馬氏體，馬氏體馬氏體，馬氏體+少量殘余奧氏體。少量殘余奧氏體。答：珠光體：冷卻至線550范圍內(nèi)等溫停留一段時間，再冷卻下來得到珠光體組織。索氏體：冷卻至650600溫度范圍內(nèi)等溫停留一段時間，再冷卻下來得到索光體組織。屈氏體：冷卻至600550溫度范圍內(nèi)等溫停留一段時間，再冷卻下來得到屈氏體組織。上貝氏體：冷卻至600350溫度范圍內(nèi)等溫停留一段時間，再冷卻下來得到上貝氏體組織。下貝氏體：冷

9、卻至350Ms溫度范圍內(nèi)等溫停留一段時間，再冷卻下來得到下貝氏體組織。屈氏體+馬氏體：以大于獲得馬氏體組織的最小冷卻速度并小于獲得珠光體組織的最大冷卻速度連續(xù)冷卻，獲得屈氏體+馬氏體。馬氏體+少量殘余奧氏體：以大于獲得馬氏體組織的最小冷卻速度冷卻獲得馬氏體+少量殘余奧氏體。第13頁/共32頁第十四頁，編輯于星期日：十六點 三分。第14頁/共32頁第十五頁，編輯于星期日：十六點 三分。1 1）淬火臨界冷卻速度（）淬火臨界冷卻速度（V Vk k），淬透性），淬透性, ,淬硬性；淬硬性；答：淬火臨界冷卻速度（Vk）：淬火時獲得全部馬氏體組織的最小冷卻速度。淬透性：鋼在淬火后獲得淬硬層深度大小的能力。

10、淬硬性：鋼在淬火后獲得馬氏體的最高硬度。第15頁/共32頁第十六頁，編輯于星期日：十六點 三分。2 2）退火、正火、淬火、回火）退火、正火、淬火、回火( (特別是溫度范圍特別是溫度范圍) )答：退火：將工件加熱到臨界點以上或在臨界點以下某一溫度保溫一定時間后，以十分緩慢的冷卻速度（爐冷、坑冷、灰冷）進行冷卻的一種操作。 正火：將工件加熱到Ac3或Accm以上3080，保溫后從爐中取出在空氣中冷卻。 淬火：將鋼件加熱到Ac3或Ac1以上3050，保溫一定時間，然后快速冷卻（一般為油冷或水冷），從而得馬氏體的一種操作。 回火：將淬火鋼重新加熱到A1點以下的某一溫度，保溫一定時間后，冷卻到室溫的一種

11、操作。第16頁/共32頁第十七頁，編輯于星期日：十六點 三分。3) 3)等溫淬火：等溫淬火：它是將加熱的工件放入溫度稍高于Ms的硝鹽浴或堿浴中，保溫足夠長的時間使其完成B轉(zhuǎn)變。等溫淬火后獲得B下組織。下貝氏體與回火馬氏體相比，在碳量相近，硬度相當(dāng)?shù)那闆r下，前者比后者具有較高的塑性與韌性，適用于尺寸較小，形狀復(fù)雜，要求變形小，具有高硬度和強韌性的工具，模具等。分級淬火：分級淬火：它是將加熱的工件先放入溫度稍高于Ms的硝鹽浴或堿浴中，保溫25min，使零件內(nèi)外的溫度均勻后，立即取出在空氣中冷卻。這種方法可以減少工件內(nèi)外的溫差和減慢馬氏體轉(zhuǎn)變時的冷卻速度，從而有效地減少內(nèi)應(yīng)力，防止產(chǎn)生變形和開裂。但

12、由于硝鹽浴或堿浴的冷卻能力低，只能適用于零件尺寸較小，要求變形小，尺寸精度高的工件，如模具、刀具等。第17頁/共32頁第十八頁，編輯于星期日：十六點 三分。第18頁/共32頁第十九頁，編輯于星期日：十六點 三分。u說出下列常用熱處理符號的含義：Ac1，Ar1，Ac3，Ar3，Accm，Arcm，Mf，As 第19頁/共32頁第二十頁，編輯于星期日：十六點 三分。u何謂球化退火？為什么過共析鋼必須采用球化退火而不采用完全退火何謂球化退火？為什么過共析鋼必須采用球化退火而不采用完全退火？答：（1）將鋼件加熱到Ac1以上3050，保溫一定時間后隨爐緩慢冷卻至600后出爐空冷。 （2）過共析鋼組織若為

13、層狀滲碳體和網(wǎng)狀二次滲碳體時，不僅硬度高，難以切削加工，而且增大鋼的脆性，容易產(chǎn)生淬火變形及開裂。通過球化退火，使層狀滲碳體和網(wǎng)狀滲碳體變?yōu)榍驙顫B碳體，以降低硬度，均勻組織、改善切削加工性。第20頁/共32頁第二十一頁，編輯于星期日：十六點 三分。第21頁/共32頁第二十二頁，編輯于星期日：十六點 三分。u擬用擬用T10T10制造形狀簡單的車刀，工藝路線為：制造形狀簡單的車刀，工藝路線為：鍛造鍛造熱處理熱處理機加工機加工熱處理熱處理磨加工磨加工試寫出各熱處理工序的名稱并指出各熱處理工序的作用；試寫出各熱處理工序的名稱并指出各熱處理工序的作用；指出最終熱處理后的顯微組織及大致硬度；指出最終熱處理

14、后的顯微組織及大致硬度；制定最終熱處理工藝規(guī)定（溫度、冷卻介質(zhì)）制定最終熱處理工藝規(guī)定（溫度、冷卻介質(zhì)）答：（答：（1 1）工藝路線為：鍛造）工藝路線為：鍛造退火退火機加工機加工淬火后低溫回火淬火后低溫回火磨加工。退火處理磨加工。退火處理可細化組織，調(diào)整硬度，改善切削加工性；淬火及低溫回火可獲得高硬度可細化組織，調(diào)整硬度，改善切削加工性；淬火及低溫回火可獲得高硬度和耐磨性以及去除內(nèi)應(yīng)力。和耐磨性以及去除內(nèi)應(yīng)力。（2 2）終熱處理后的顯微組織為回火馬氏體）終熱處理后的顯微組織為回火馬氏體 ，大致的硬度，大致的硬度60HRC60HRC。（3 3）T10T10車刀的淬火溫度為車刀的淬火溫度為7807

15、80左右，冷卻介質(zhì)為水；回火溫度為左右，冷卻介質(zhì)為水；回火溫度為150150250250。第22頁/共32頁第二十三頁，編輯于星期日：十六點 三分。補充：補充： 表面淬火方法及淬火后的組織和性能；表面淬火方法及淬火后的組織和性能； 了解常見的化學(xué)熱處理相關(guān)知識。了解常見的化學(xué)熱處理相關(guān)知識。第23頁/共32頁第二十四頁，編輯于星期日：十六點 三分。11章章 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼 復(fù)習(xí)提綱復(fù)習(xí)提綱 1. 何謂滲碳鋼？從鋼號如何判別是否為滲碳鋼？合金滲碳鋼中常加入的合金元素有哪些？主加合金元素和輔加合金元素分別起什么作用？何謂滲碳鋼？從鋼號如何判別是否為滲碳鋼？合金滲碳鋼中常加入的合金元素有哪些？主加

16、合金元素和輔加合金元素分別起什么作用？ 2. 何謂調(diào)質(zhì)鋼？從鋼號如何判別是否為調(diào)質(zhì)鋼？合金調(diào)質(zhì)鋼常加入的合金元素有哪些？主加合金元素和輔加合企元素分別起什么作用？何謂調(diào)質(zhì)鋼？從鋼號如何判別是否為調(diào)質(zhì)鋼？合金調(diào)質(zhì)鋼常加入的合金元素有哪些？主加合金元素和輔加合企元素分別起什么作用？第24頁/共32頁第二十五頁，編輯于星期日：十六點 三分。u何謂滲碳鋼？從鋼號如何判別是否為滲碳鋼？合金滲碳鋼中常何謂滲碳鋼？從鋼號如何判別是否為滲碳鋼？合金滲碳鋼中常加入的合金元素有哪些？主加合金元素和輔加合金元素分別起什加入的合金元素有哪些？主加合金元素和輔加合金元素分別起什么作用？么作用？ 答：所謂滲碳鋼是指經(jīng)滲碳

17、處理后使用的鋼種。滲碳鋼中的含答：所謂滲碳鋼是指經(jīng)滲碳處理后使用的鋼種。滲碳鋼中的含碳量為碳量為0.10%-0.25%0.10%-0.25%。滲碳鋼中經(jīng)常添加的元素有。滲碳鋼中經(jīng)常添加的元素有CrCr，MnMn，TiTi，NiNi，B B，MoMo，SiSi，V V和和W W等。主加元素為了提高心部的強度，并防止?jié)B層剝落。等。主加元素為了提高心部的強度，并防止?jié)B層剝落。輔加元素為了阻止奧氏體晶粒長大。輔加元素為了阻止奧氏體晶粒長大。第25頁/共32頁第二十六頁，編輯于星期日：十六點 三分。u何謂調(diào)質(zhì)鋼？為什么調(diào)質(zhì)鋼的含碳量均為中碳？合金調(diào)質(zhì)鋼中常含何謂調(diào)質(zhì)鋼？為什么調(diào)質(zhì)鋼的含碳量均為中碳？合金

18、調(diào)質(zhì)鋼中常含哪些合金元素？它們在調(diào)質(zhì)鋼中起什么作用？哪些合金元素？它們在調(diào)質(zhì)鋼中起什么作用？答：通常把經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后才使用的鋼稱為調(diào)質(zhì)鋼。從碳含量上看，低碳鋼在淬火及低溫回火狀態(tài)雖具有良好的綜合機械性能，但它的疲勞極限低于中碳鋼，淬透性也不如中碳鋼。高碳鋼雖然強度高，但它的韌性及塑性很低。因此，調(diào)質(zhì)鋼的含碳量均為中碳。合金調(diào)質(zhì)鋼中常含合金元素有鉻、錳、鎳、硅、鉬、鎢、釩、鋁、鈦等。合金調(diào)質(zhì)鋼的主加元素有鉻、錳、鎳、硅等,以增加淬透性。它們在鋼中除增加淬透性外,還能強化鐵素體,起固溶強化作用。輔加元素有鉬、鎢、釩、鋁、鈦等。鉬、鎢的主要作用是防止或減輕第二類回火脆性,并增加回火穩(wěn)定性;釩、鈦的作用

19、是細化晶粒;加鋁能加速滲氮過程。第26頁/共32頁第二十七頁，編輯于星期日：十六點 三分。第27頁/共32頁第二十八頁，編輯于星期日：十六點 三分。第28頁/共32頁第二十九頁，編輯于星期日：十六點 三分。u低碳鋼、中碳鋼及高碳鋼是如何根據(jù)含碳量劃分的？分別舉例說明他們的用途低碳鋼、中碳鋼及高碳鋼是如何根據(jù)含碳量劃分的？分別舉例說明他們的用途？答：低碳鋼：低碳鋼：含碳量小于或等于0.25%的鋼；08、10、鋼，塑性、韌性好，具有優(yōu)良的冷成型性能和焊接性能，常冷軋成薄板，用于制作儀表外殼、汽車和拖拉機上的冷沖壓件，如汽車車身，拖拉機駕駛室等；15、20、25鋼用于制作尺寸較小、負荷較輕、表面要求耐磨、心部強度要求不高的滲碳零件，如活塞鋼、樣板等。中碳鋼：中碳鋼：含碳量為0.300.55%的鋼 ；30、35、40、45、50鋼經(jīng)熱處理（淬火+高溫回火）后具有良好的綜合機械性能，即具有較高的強度和較高的塑性、韌性，用于制作軸類零件； 高碳鋼：高碳鋼：含碳量大于0.6%的鋼 ；60、65鋼熱處理（淬火+高溫回火）后具有高的彈性極限，常用作彈簧。T7、T8、用于制造要求較高韌性、承受沖擊負荷的工具，如小型沖頭、鑿子、錘子等。T9、T10、T11、用于制造要求中