能源材料作業(yè)及答案

1、姓名：XX 學(xué)號(hào)：XXX 專業(yè)：能動(dòng)X班1.晶面指數(shù)和晶向指數(shù)有什么不同？晶向是指晶格中各種方向上的原子列，用晶向指數(shù)來表示；晶面是指晶格中不同方位上的原子面，用晶面指數(shù)來表示 。2.實(shí)際晶體中的點(diǎn)缺陷，線缺陷和面缺陷對(duì)金屬性能有何影響？點(diǎn)缺陷：破壞了原子的平衡狀態(tài)，使晶格發(fā)生扭曲，從而引起性能變化，使金屬的電導(dǎo)率增加，強(qiáng)度、硬度升高，塑性、韌性降低。線缺陷：隨著位錯(cuò)密度的增加，金屬的強(qiáng)度先減小后增大面缺陷：晶界對(duì)運(yùn)動(dòng)位錯(cuò)有阻礙作用，是金屬中的強(qiáng)化部位。金屬的晶粒越細(xì)，晶界總面積就會(huì)越大，金屬的強(qiáng)度也越高。晶界的能量比晶內(nèi)的高，因而晶界熔點(diǎn)低、耐蝕性差、原子擴(kuò)散快。亞晶界類似。3.為何單晶體具

2、有各向異性，而多晶體在一般情況下不顯示出各向異性？因?yàn)閱尉w中的原子排列位向是完全一致的，因此其性能是各向異性的。而多晶體內(nèi)部是由許多位向不同的晶粒組成，各晶粒自身的各向異性彼此抵消，故顯示出各向同性。4.過冷度與冷卻速度有何關(guān)系？它對(duì)金屬結(jié)晶過程有何影響？對(duì)鑄件晶粒大小有何影響？一般規(guī)律是冷卻速度越大，過冷度越大；而過冷度越大，自由能差的絕對(duì)值越大，結(jié)晶越容易進(jìn)行。當(dāng)過冷度很小時(shí)，結(jié)晶以均勻長大方式進(jìn)行；當(dāng)過冷度較大時(shí)，結(jié)晶以樹枝長大方式進(jìn)行。過冷度大，晶粒就細(xì)?。贿^冷度小，晶粒就粗大。5.金屬結(jié)晶的基本規(guī)律是什么？晶核的形成率和成長率受到哪些因素的影響？純金屬的結(jié)晶規(guī)律是：在恒定溫度下進(jìn)行

3、,結(jié)晶時(shí)要放出潛熱,需要過冷度,結(jié)晶的過程是晶核形成和晶核不斷長大兩個(gè)過程。形核的影響因素：1） 形核溫度.對(duì)于給定合金,當(dāng)過冷度大于某一值時(shí),形核速率隨溫度的降低而迅速增大.潤濕角增大,形核速率隨之減小.2）形核時(shí)間.由于晶核的數(shù)量是形核速率對(duì)時(shí)間的積分,因此,形核時(shí)間越長,晶核數(shù)量增加.3） 形核襯底的數(shù)量.在異相形核中,形核是在外來質(zhì)點(diǎn)表面進(jìn)行的,形核襯底的數(shù)量決定了形核的數(shù)量.4）新相與襯底潤濕角() .a ） 對(duì)于異相形核過程而言,析出固相與外來質(zhì)點(diǎn)的接觸角是決定形核速率的最關(guān)鍵因素.b ）接觸角越小,形核速率越大.接觸角()這一表觀指標(biāo)是由析出相與外來質(zhì)點(diǎn)的原子結(jié)構(gòu)匹配情況決定的.

4、c ） 當(dāng)二者之間存在共格界面并具有較小的錯(cuò)配度時(shí),()角將較小,此外來質(zhì)點(diǎn)將更有條件成為形核襯底.5）形核襯底的形狀.a ） 當(dāng)接觸角()不變,在凹面、平面和凸面種表面形狀的基底中,界面為凹面時(shí)臨界晶核的體積最小,形核功也最小.b ） 因此,當(dāng)形核基底表面凹凸不平,存在大量凹角時(shí)形核效率將提高.6為什么細(xì)晶粒鋼強(qiáng)度高，塑性，韌性也好？1.細(xì)晶粒強(qiáng)化的原因：鋼晶粒細(xì)化后，晶界增多，而晶界上的原子排列不規(guī)則，雜質(zhì)和缺陷多，能量較高，阻礙位錯(cuò)的通過，即阻礙塑性變形，也就實(shí)現(xiàn)了高強(qiáng)度。2.塑性，韌性好的原因：晶粒越細(xì)，在一定體積內(nèi)的晶粒數(shù)目多，則在同樣塑性變形量下，變形分散在更多的晶粒內(nèi)進(jìn)行，變形較

5、均勻，且每個(gè)晶粒中塞積的位錯(cuò)少，因應(yīng)力集中引起的開裂機(jī)會(huì)較少，有可能在斷裂之前承受較大的變形量，既表現(xiàn)出較高的塑性。細(xì)晶粒金屬中，裂紋不易萌生（應(yīng)力集中少），也不宜傳播（晶界曲折多），因而在斷裂過程中吸收了更多能量，表現(xiàn)出較高的韌性。7解釋下列名詞：固溶強(qiáng)化，彌散強(qiáng)化。固溶強(qiáng)化：合金元素固溶于基體金屬中造成一定程度的晶格畸變從而使合金強(qiáng)度提高的現(xiàn)象。彌散強(qiáng)化：彌散強(qiáng)化指一種通過在均勻材料中加入硬質(zhì)顆粒的一種材料的強(qiáng)化手段。是指用不溶于基體金屬的超細(xì)第二相(強(qiáng)化相)強(qiáng)化的金屬材料。為了使第二相在基體金屬中分布均勻，通常用粉末冶金方法制造。第二相一般為高熔點(diǎn)的氧化物或碳化物、氮化物，其強(qiáng)化作用可保

6、持到較高溫度。8指出下列名詞的主要區(qū)別：1）置換固溶體與間隙固溶體；置換固溶體：溶質(zhì)取代了溶劑中原子或離子所形成的固溶體稱之為置換固溶體。間歇固溶體：若溶質(zhì)原子比較小，它們能進(jìn)入溶劑晶格的間隙位置內(nèi)，這樣形成的固溶體成為間隙固溶體。2）相組成物與組織組成物；相組成物，相組成物共三種，鐵素體、奧氏體、滲碳體。常溫下，鐵碳合金相組成物有兩種，是鐵素體、滲碳體。相：系統(tǒng)中具有同一聚集狀態(tài)、同一化學(xué)成分、同一結(jié)構(gòu)并以界面相互隔開的均勻組成部分。組織組成物，在工程材料學(xué)中，定義：由于形成條件不同，合金中各相構(gòu)成的晶粒將以不同的數(shù)量、形狀、大小和分布等相組合，并在顯微鏡下可區(qū)分的部分，稱為組織組成物。9試

7、述固溶強(qiáng)化、加工強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化的強(qiáng)化原理,并說明三者的區(qū)別.固溶強(qiáng)化：通過溶質(zhì)原子溶入溶劑晶格中，使晶格發(fā)生畸變，畸變的晶格阻礙位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)，提高塑性變形抗力；加工硬化：通過塑性變形產(chǎn)生的大量位錯(cuò)，位錯(cuò)之間的交互作用阻礙位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)，使基體的變形抗力提高，來提高材料的強(qiáng)度；彌散強(qiáng)化：通過大量第二相質(zhì)點(diǎn)的析出均勻分布在基體上，對(duì)位錯(cuò)起釘扎作用，阻礙位錯(cuò)的移動(dòng)，使基體的變形抗力提高，從而提高材料的強(qiáng)度。10. 何謂共晶反應(yīng)、包晶反應(yīng)和共析反應(yīng)?試比較這三種反應(yīng)的異同點(diǎn).共晶反應(yīng)：指一定成分的液體合金，在一定溫度下，同時(shí)結(jié)晶出成分和晶格均不相同的兩種晶體的反應(yīng)。 包晶反應(yīng)：指一定成分的固相與一

8、定成分的液相作用，形成另外一種固相的反應(yīng)過程。共析反應(yīng)：由特定成分的單相固態(tài)合金，在恒定的溫度下，分解成兩個(gè)新的，具有一定晶體結(jié)構(gòu)的固相的反應(yīng)。共同點(diǎn)：反應(yīng)都是在恒溫下發(fā)生，反應(yīng)物和產(chǎn)物都是具有特定成分的相，都處于三相平衡狀態(tài)。不同點(diǎn)：共晶反應(yīng)是一種液相在恒溫下生成兩種固相的反應(yīng)；共析反應(yīng)是一種固相在恒溫下生成兩種固相的反應(yīng)；而包晶反應(yīng)是一種液相與一種固相在恒溫下生成另一種固相的反應(yīng)。 14.何謂鐵素體（F）,奧氏體（A），滲碳體（Fe3C），珠光體（P）,萊氏體（Ld）？它們的結(jié)構(gòu)、組織形態(tài)、性能等各有何特點(diǎn)？鐵素體（F）：鐵素體是碳在Fe-a中形成的間隙固溶體，為體心立方晶格。由于碳在Fe

9、-a中的溶解度很小，它的性能與純鐵相近。塑性、韌性好，強(qiáng)度、硬度低。它在鋼中一般呈塊狀或片狀。 奧氏體（A）：奧氏體是碳在-Fe中形成的間隙固溶體，面心立方晶格。因其晶格間隙尺寸較大，故碳在-Fe中的溶解度較大。有很好的塑性。滲碳體（Fe3C）：鐵和碳相互作用形成的具有復(fù)雜晶格的間隙化合物。滲碳體具有很高的硬度，但塑性很差，延伸率接近于零。在鋼中以片狀存在或網(wǎng)絡(luò)狀存在于晶界。在萊氏體中為連續(xù)的基體，有時(shí)呈魚骨狀。 珠光體（P）：由鐵素體和滲碳體組成的機(jī)械混合物。鐵素體和滲碳體呈層片狀。珠光體有較高的強(qiáng)度和硬度，但塑性較差。萊氏體（Le）：由奧氏體和滲碳體組成的機(jī)械混合物。在

10、萊氏體中，滲碳體是連續(xù)分布的相，奧氏體呈顆粒狀分布在滲碳體基體上。由于滲碳體很脆，所以萊氏體是塑性很差的組織。16.畫出 Fe-Fe3C 相圖，指出圖中 S 、C 、E 、P、N 、G 及 GS 、SE 、PQ 、PSK 各點(diǎn)、線的意義，并標(biāo)出各相區(qū)的相組成物和組織組成物。答: C：共晶點(diǎn)1148 4.30%C，在這一點(diǎn)上發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變，反應(yīng)式：，當(dāng)冷到1148時(shí)具有C點(diǎn)成分的液體中同時(shí)結(jié)晶出具有E點(diǎn)成分的奧氏體和滲碳體的兩相混合物萊氏體E：碳在中的最大溶解度點(diǎn)1148 2.11%CG：同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變點(diǎn)（A3）912 0%CH：碳在中的最大溶解度為1495 0.09%CJ：包晶轉(zhuǎn)變點(diǎn)1495 0.

11、17%C 在這一點(diǎn)上發(fā)生包晶轉(zhuǎn)變，反應(yīng)式：當(dāng)冷卻到1495時(shí)具有B點(diǎn)成分的液相與具有H點(diǎn)成分的固相反應(yīng)生成具有J點(diǎn)成分的固相A。N：同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變點(diǎn)（A4）1394 0%CP：碳在中的最大溶解度點(diǎn) 0.0218%C 727S：共析點(diǎn)727 0.77%C 在這一點(diǎn)上發(fā)生共析轉(zhuǎn)變，反應(yīng)式：，當(dāng)冷卻到727時(shí)從具有S點(diǎn)成分的奧氏體中同時(shí)析出具有P點(diǎn)成分的鐵素體和滲碳體的兩相混合物珠光體ES線：碳在奧氏體中的溶解度曲線。GS與GP線：都是奧氏體與鐵素體的相互轉(zhuǎn)變線,加熱轉(zhuǎn)變時(shí)，GP線是鐵素體向奧氏體轉(zhuǎn)變的開始線，GS線是終了線；冷卻轉(zhuǎn)變時(shí)，GS線是奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變的開始線，GP線是終了線。PQ線：碳在

12、鐵素體中的溶解度曲線。PSK線：共析轉(zhuǎn)變線，在這條線上發(fā)生共析轉(zhuǎn)變，產(chǎn)物（P）珠光體，含碳量在0.0218%6.69%的鐵碳合金冷卻到727時(shí)都有共析轉(zhuǎn)變發(fā)生。17.簡(jiǎn)述 Fe-Fe3C 相圖中三個(gè)基本反應(yīng)：包晶反應(yīng),共晶反應(yīng)及共析反應(yīng)，寫出反應(yīng)式，標(biāo)出含碳量及溫度。共析反應(yīng)：冷卻到727時(shí)具有S點(diǎn)成分的奧氏體中同時(shí)析出具有P點(diǎn)成分的鐵素體和滲碳體的兩相混合物。0.77F0.0218+Fe3C6.69包晶反應(yīng)：冷卻到1495時(shí)具有B點(diǎn)成分的液相與具有H點(diǎn)成分的固相反應(yīng)生成具有J點(diǎn)成分的固相A。 L0.5+0.10.16共晶反應(yīng)：1148時(shí)具有C點(diǎn)成分的液體中同時(shí)結(jié)晶出具有E點(diǎn)成分的奧氏體和滲碳

13、體的兩相混合物。 L4.32.11+ Fe3C6.6918.亞共析鋼、共析鋼和過共析鋼的組織有何特點(diǎn)和異同點(diǎn)。亞共析鋼的組織由鐵素體和珠光體所組成。其中鐵素體呈塊狀。珠光體中鐵素體與滲碳體呈片狀分布。共析鋼的組織由珠光體所組成。過共析鋼的組織由珠光體和二次滲碳體所組成，其中二次滲碳體在晶界形成連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)狀。共同點(diǎn)：鋼的組織中都含有珠光體。不同點(diǎn)：亞共析鋼的組織是鐵素體和珠光體，共析鋼的組織是珠光體，過共析鋼的組織是珠光體與二次滲碳體。10指出下列名詞的主要區(qū)別：1）一次滲碳體、二次滲碳體、三次滲碳體、共晶滲碳體與共析滲碳體；一次滲碳體：由液相中直接析出來的滲碳體稱為一次滲碳體。二次滲碳體：從A

14、中析出的稱為二次滲碳體。三次滲碳體：從中析出的稱為三次滲碳體。共晶滲碳體：經(jīng)共晶反應(yīng)生成的滲碳體即萊氏體中的滲碳體稱為共晶滲碳體。共析滲碳體：經(jīng)共析反應(yīng)生成的滲碳體即珠光體中的滲碳體稱為共析滲碳體。2） 熱脆與冷脆。19根據(jù) Fe-Fe3C 相圖，說明產(chǎn)生下列現(xiàn)象的原因：1）含碳量為 1.0% 的鋼比含碳量為 0.5% 的鋼硬度高；鋼中隨著含碳量的增加，滲碳體的含量增加，滲碳體是硬脆相，因此含碳量為 1.0% 的鋼比含碳量為 0.5% 的鋼硬度高。2）在室溫下，含碳 0.8% 的鋼其強(qiáng)度比含碳 1.2% 的鋼高；因?yàn)樵阡撝挟?dāng)含碳量超過1.0%時(shí)，所析出的二次滲碳體在晶界形成連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)狀，使鋼的

15、脆性增加，導(dǎo)致強(qiáng)度下降。因此含碳 0.8% 的鋼其強(qiáng)度比含碳 1.2% 的鋼高。3）在 1100，含碳 0.4% 的鋼能進(jìn)行鍛造，含碳 4.0% 的生鐵不能鍛造；在 1100時(shí)，含碳 0.4% 的鋼的組織為奧氏體，奧氏體的塑性很好，因此適合于鍛造；含碳 4.0% 的生鐵的組織中含有大量的滲碳體，滲碳體的硬度很高，不適合于鍛造。20.鋼中常存雜質(zhì)有哪些？對(duì)鋼的性能有何影響？Mn：在煉鋼過程中，錳是良好的脫氧劑和脫硫劑，一般鋼中含錳0.300.50%。在碳素鋼中加入0.70%以上時(shí)就算“錳鋼”，較一般鋼量的鋼不但有足夠的韌性，且有較高的強(qiáng)度和硬度，提高鋼的淬性，改善鋼的熱加工性能，如16Mn鋼比A

16、3屈服點(diǎn)高40%。含錳1114%的鋼有極高的耐磨性，用于挖土機(jī)鏟斗，球磨機(jī)襯板等。錳量增高，減弱鋼的抗腐蝕能力，降低焊接性能。 Si：在煉鋼過程中加硅作為還原劑和脫氧劑，所以鎮(zhèn)靜鋼含有0.150.30%的硅。如果鋼中含硅量超過0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能顯著提高鋼的彈性極限，屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度，故廣泛用于作彈簧鋼。在調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼中加入1.01.2%的硅，強(qiáng)度可提高1520%。硅和鉬、鎢、鉻等結(jié)合，有提高抗腐蝕性和抗氧化的作用，可制造耐熱鋼。含硅14%的低碳鋼，具有極高的導(dǎo)磁率，用于電器工業(yè)做矽鋼片。硅量增加，會(huì)降低鋼的焊接性能。 S：硫在通常情況下也是有害元素。使鋼產(chǎn)生熱脆性，降低鋼

17、的延展性和韌性，在鍛造和軋制時(shí)造成裂紋。硫?qū)附有阅芤膊焕档湍透g性。所以通常要求硫含量小于0.055%，優(yōu)質(zhì)鋼要求小于0.040%。在鋼中加入0.08-0.20%的硫，可以改善切削加工性，通常稱易切削鋼。P：在一般情況下，磷是鋼中有害元素，增加鋼的冷脆性，使焊接性能變壞，降低塑性，使冷彎性能變壞。因此通常要求鋼中含磷量小于0.045%，優(yōu)質(zhì)鋼要求更低些。21.試述碳鋼的分類及牌號(hào)的表示方法。答：分類：1）按含碳量分類低碳鋼：含碳量小于或等于0.25%的鋼，0.010.25%C 0.25%C中碳鋼：含碳量為0.300.55%的鋼 0.250.6%C高碳鋼：含碳量大于0.6%的鋼 0.61.

18、3%C 0.6%C（2）按質(zhì)量分類：即含有雜質(zhì)元素S、P的多少分類：普通碳素鋼：S0.055% P0.045%優(yōu)質(zhì)碳素鋼：S、P0.0350.040%高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素鋼：S0.020.03%；P 0.030.035%（3）按用途分類碳素結(jié)構(gòu)鋼：用于制造各種工程構(gòu)件，如橋梁、船舶、建筑構(gòu)件等，及機(jī)器零件，如齒輪、軸、連桿、螺釘、螺母等。碳素工具鋼：用于制造各種刀具、量具、模具等，一般為高碳鋼，在質(zhì)量上都是優(yōu)質(zhì)鋼或高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼。牌號(hào)的表示方法：（1）普通碳素結(jié)構(gòu)鋼：用Q+數(shù)字表示，“Q”為屈服點(diǎn)，“屈”漢語拼音，數(shù)字表示屈服點(diǎn)數(shù)值。若牌號(hào)后面標(biāo)注字母A、B、C、D，則表示鋼材質(zhì)量等級(jí)不同， A、B、C、

19、D質(zhì)量依次提高，“F”表示沸騰鋼，“b”為半鎮(zhèn)靜鋼，不標(biāo)“F”和“b”的為鎮(zhèn)靜鋼。（2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼：牌號(hào)是采用兩位數(shù)字表示的，表示鋼中平均含碳量的萬分之幾。若鋼中含錳量較高，須將錳元素標(biāo)出，（3）碳素工具鋼：這類鋼的牌號(hào)是用“碳”或“T”字后附數(shù)字表示。數(shù)字表示鋼中平均含碳量的千分之幾。若為高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼，則在鋼號(hào)最后附以“A”字。22.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：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(jī)上的冷沖壓件，如汽車車身，拖拉機(jī)

20、駕駛室等；15、20、25鋼用于制作尺寸較小、負(fù)荷較輕、表面要求耐磨、心部強(qiáng)度要求不高的滲碳零件，如活塞鋼、樣板等。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(jī)械性能，即具有較高的強(qiáng)度和較高的塑性、韌性，用于制作軸類零件； 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(fù)荷的工具，如小型沖頭、鑿子、錘子等。T9、T10、T11、用于制造要求中韌性的工具，如鉆頭、絲錐、車刀、沖模、拉絲模、鋸條。T12、T13、鋼具有高硬度、高耐

21、磨性，但韌性低，用于制造不受沖擊的工具如量規(guī)、塞規(guī)、樣板、銼刀、刮刀、精車刀等。 23.指出下列各種鋼的類別、符號(hào)、數(shù)字的含義、主要特點(diǎn)及用途： Q235-AF、Q235-C、Q195-B、Q255-D、40、45、08、20、20R、20G、T8、T10A、T12A答：Q235-AF：普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，屈服強(qiáng)度為235MPa的A級(jí)沸騰鋼。Q235-C:屈服強(qiáng)度為235MPa的C級(jí)普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，Q195-B: 屈服強(qiáng)度為195MPa的B級(jí)普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，Q255-D: 屈服強(qiáng)度為255MPa的D級(jí)普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，Q195、Q235含碳量低，有一定強(qiáng)度，常扎制成薄板、鋼筋、焊接鋼管等，用于橋梁、

22、建筑等鋼結(jié)構(gòu)，也可制造普通的鉚釘、螺釘、螺母、墊圈、地腳螺栓、軸套、銷軸等等，Q255鋼強(qiáng)度較高，塑性、韌性較好，可進(jìn)行焊接。通常扎制成型鋼、條鋼和鋼板作結(jié)構(gòu)件以及制造連桿、鍵、銷、簡(jiǎn)單機(jī)械上的齒輪、軸節(jié)等。40:含碳量為0.4%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。45含碳量為0.45%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。40、45鋼經(jīng)熱處理（淬火+高溫回火）后具有良好的綜合機(jī)械性能，即具有較高的強(qiáng)度和較高的塑性、韌性，用于制作軸類零件。08：含碳量為0.08%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)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(jī)上的冷沖壓件，如汽車車身，拖拉機(jī)駕駛室等。20：含碳量為0.2

23、%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。用于制作尺寸較小、負(fù)荷較輕、表面要求耐磨、心部強(qiáng)度要求不高的滲碳零件，如活塞鋼、樣板等。20R：含碳量為0.2%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，容器專用鋼。20G：含碳量為0.2%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，鍋爐專用鋼。T8：含碳量為0.8%的碳素工具鋼。用于制造要求較高韌性、承受沖擊負(fù)荷的工具，如小型沖頭、鑿子、錘子等。T10A：含碳量為1.0%的高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼。用于制造要求中韌性的工具，如鉆頭、絲錐、車刀、沖模、拉絲模、鋸條。T12A：含碳量為1.2%的高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼。具有高硬度、高耐磨性，但韌性低，用于制造不受沖擊的工具如量規(guī)、塞規(guī)、樣板、銼刀、刮刀、精車刀。 24.解釋下列名詞：1

24、）奧氏體的起始晶粒度、實(shí)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(shí)的晶粒大小。（2）實(shí)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(yàn)方法，在930±10保溫足夠時(shí)間（3-8小時(shí)）后測(cè)定的鋼中晶粒的大小。2）珠光體、索氏體、屈氏體、貝氏體、馬氏體；答：珠光體：鐵素體和滲碳體的機(jī)械混合物。索氏體：在650600溫度范圍內(nèi)形成層片較細(xì)的珠光體。屈氏體：在600550溫度范圍內(nèi)形成片層極細(xì)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。3）奧氏體

25、、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(diǎn)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。4）退火、正火、淬火、回火、冷處理、時(shí)效處理（尺寸穩(wěn)定處理）；答：退火：將工件加熱到臨界點(diǎn)以上或在臨界點(diǎn)以下某一溫度保溫一定時(shí)間后，以十分緩慢的冷卻速度（爐冷、坑冷、灰冷）進(jìn)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(shí)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(diǎn)

26、以下的某一溫度，保溫一定時(shí)間后，冷卻到室溫的一種操作。 冷處理：把冷到室溫的淬火鋼繼續(xù)放到深冷劑中冷卻，以減少殘余奧氏體的操作。 時(shí)效處理：為使二次淬火層的組織穩(wěn)定，在110150經(jīng)過636小時(shí)的人工時(shí)效處理，以使組織穩(wěn)定。5）淬火臨界冷卻速度（Vk），淬透性,淬硬性；答：淬火臨界冷卻速度（Vk）：淬火時(shí)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。淬硬性：鋼在淬火后獲得馬氏體的最高硬度。7）調(diào)質(zhì)處理、變質(zhì)處理。答：調(diào)質(zhì)處理：淬火后的高溫回火。變質(zhì)處理：在液態(tài)金屬結(jié)晶前，特意加入某些難熔固態(tài)顆粒，造成大量可以成為非自發(fā)晶核的固態(tài)質(zhì)點(diǎn)，使結(jié)晶時(shí)的晶核數(shù)目大大增加，

27、從而提高了形核率，細(xì)化晶粒。25.指出 A1、A3、Acm； AC1、AC3、 Accm ； Ar1、Ar3、Arcm 各臨界點(diǎn)的意義。答：A1：共析轉(zhuǎn)變線，含碳量在0.026.69%的鐵碳合金冷卻到727時(shí)都有共析轉(zhuǎn)變發(fā)生，形成P。 A3：奧氏體析出鐵素體的開始線。 Acm：碳在奧氏體中的溶解度曲線。 AC1：實(shí)際加熱時(shí)的共析轉(zhuǎn)變線。 AC3：實(shí)際加熱時(shí)奧氏體析出鐵素體的開始線。 Acm：實(shí)際加熱時(shí)碳在奧氏體中的溶解度曲線。 Ar1：實(shí)際冷卻時(shí)的共析轉(zhuǎn)變線。 Ar3：實(shí)際冷卻時(shí)奧氏體析出鐵素體的開始線。 Arcm：實(shí)際冷卻時(shí)碳在奧氏體中的溶解度曲線。26.何謂本質(zhì)細(xì)晶粒鋼？本質(zhì)細(xì)晶粒鋼的奧氏

28、體晶粒是否一定比本質(zhì)粗晶粒鋼的細(xì)？答：（1）本質(zhì)細(xì)晶粒鋼：加熱到臨界點(diǎn)以上直到930，隨溫度升高，晶粒長大速度很緩慢，稱本質(zhì)細(xì)晶粒鋼。 （2）不一定。本質(zhì)晶粒度只代表鋼在加熱時(shí)奧氏體晶粒長大傾向的大小。本質(zhì)粗晶粒鋼在較低加熱溫度下可獲得細(xì)晶粒，而本質(zhì)細(xì)晶粒鋼若在較高溫度下加熱也會(huì)得到粗晶粒。 27.珠光體類型組織有哪幾種？它們?cè)谛纬蓷l件、組織形態(tài)和性能方面有何特點(diǎn)？答：（1）三種。分別是珠光體、索氏體和屈氏體。 （2）珠光體是過冷奧氏體在550以上等溫停留時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)變，它是由鐵素體和滲碳體組成的片層相間的組織。索氏體是在650600溫度范圍內(nèi)形成層片較細(xì)的珠光體。屈氏體是在600550溫度范圍內(nèi)

29、形成片層極細(xì)的珠光體。珠光體片間距愈小，相界面積愈大，強(qiáng)化作用愈大，因而強(qiáng)度和硬度升高，同時(shí)，由于此時(shí)滲碳體片較薄，易隨鐵素體一起變形而不脆斷，因此細(xì)片珠光體又具有較好的韌性和塑性。29.馬氏體組織有哪幾種基本類型？它們?cè)谛纬蓷l件、晶體結(jié)構(gòu)、組織形態(tài)、性能有何特點(diǎn)？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0.61.0%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)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

30、鋼的晶體結(jié)構(gòu)一般出現(xiàn)體心正方。低碳馬氏體強(qiáng)而韌，而高碳馬氏體硬而脆。這是因?yàn)榈吞捡R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(jī)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(qiáng)化。當(dāng)含碳量很高時(shí)，盡管馬氏體的硬度和強(qiáng)度很高，但由于過飽和度太大，引起嚴(yán)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。30為什么要對(duì)鋼件進(jìn)行熱處理？熱處理是機(jī)器零件加工工藝過程中的重要工序。熱處理工藝不但可以強(qiáng)化金屬材料、充分挖掘材料潛力、降低結(jié)構(gòu)重量、節(jié)省材料和能源，而且能夠提高機(jī)械產(chǎn)品

31、質(zhì)量、大幅度延長機(jī)器零件的使用壽命，此外，通過熱處理還可使工件表面具有抗磨損、耐腐蝕等特殊物理化學(xué)性能。31.淬火臨界冷卻速度 Vk 的大小受哪些因素影響？它與鋼的淬透性有何關(guān)系？（1）化學(xué)成分的影響：亞共析鋼中隨著含碳量的增加，c曲線右移，過冷奧氏體穩(wěn)定性增加，則vk減小，過共析鋼中隨著含碳量的增加，c曲線左移，過冷奧氏體穩(wěn)定性減小，則vk增大；合金元素中，除co和al(>2.5%)以外的所有合金元素，都增大過冷奧氏體穩(wěn)定性，使c曲線右移，則vk減小。 (2)一定尺寸的工件在某介質(zhì)中淬火，其淬透層的深度與工件截面各點(diǎn)的冷卻速度有關(guān)。如果工件截面中心的冷速高于vk，工件就會(huì)淬透。然而工件

32、淬火時(shí)表面冷速最大，心部冷速最小，由表面至心部冷速逐漸降低。只有冷速大于vk的工件外層部分才能得到馬氏體。因此，vk越小，鋼的淬透層越深，淬透性越好。32.將¢5mm的T8鋼加熱至760并保溫足夠時(shí)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，下貝氏體，屈氏體+馬氏體，馬氏體+少量殘余奧氏體；在C曲線上描出工藝曲線示意圖。答：(1)珠光體：冷卻至線550范圍內(nèi)等溫停留一段時(shí)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(shí)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(shí)間，再冷卻下來得到屈氏體

33、組織。上貝氏體：冷卻至600350溫度范圍內(nèi)等溫停留一段時(shí)間，再冷卻下來得到上貝氏體組織。下貝氏體：冷卻至350Ms溫度范圍內(nèi)等溫停留一段時(shí)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。(2)33退火的主要目的是什么？生產(chǎn)上常用的退火操作有哪幾種？指出退火操作的應(yīng)用范圍。 答：（1）均勻鋼的化學(xué)成分及組織，細(xì)化晶粒，調(diào)整硬度，并消除內(nèi)應(yīng)力和加工硬化，改善鋼的切削加工性能并為隨后的淬火作好組織準(zhǔn)備。 （2）生

34、產(chǎn)上常用的退火操作有完全退火、等溫退火、球化退火、去應(yīng)力退火等。 （3）完全退火和等溫退火用于亞共析鋼成分的碳鋼和合金鋼的鑄件、鍛件及熱軋型材。有時(shí)也用于焊接結(jié)構(gòu)。球化退火主要用于共析或過共析成分的碳鋼及合金鋼。去應(yīng)力退火主要用于消除鑄件、鍛件、焊接件、冷沖壓件（或冷拔件）及機(jī)加工的殘余內(nèi)應(yīng)力。34.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(shí)間后隨爐緩慢冷卻至600后出爐空冷。 （2）過共析鋼組織若為層狀滲碳體和網(wǎng)狀二次滲碳體時(shí)，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

35、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。35.正火與退火的主要區(qū)別是什么？生產(chǎn)中應(yīng)如何選擇正火及退火？答：與退火的區(qū)別是加熱溫度不同，對(duì)于過共析鋼退火加熱溫度在Ac1以上3050而正火加熱溫度在Accm以上3050。冷速快，組織細(xì)，強(qiáng)度和硬度有所提高。當(dāng)鋼件尺寸較小時(shí)，正火后組織：S，而退火后組織：P。 選擇：（1）從切削加工性上考慮切削加工性又包括硬度，切削脆性，表面粗糙度及對(duì)刀具的磨損等。一般金屬的硬度在HB170230范圍內(nèi)，切削性能較好。高于它過硬，難以加工，且刀具磨損快；過低則切屑不易斷，造成刀具發(fā)熱和磨損，加工后的零件表面粗糙度很大。對(duì)于低、中碳結(jié)構(gòu)鋼以正

36、火作為預(yù)先熱處理比較合適，高碳結(jié)構(gòu)鋼和工具鋼則以退火為宜。至于合金鋼，由于合金元素的加入，使鋼的硬度有所提高，故中碳以上的合金鋼一般都采用退火以改善切削性。（2）從使用性能上考慮如工件性能要求不太高，隨后不再進(jìn)行淬火和回火，那么往往用正火來提高其機(jī)械性能，但若零件的形狀比較復(fù)雜，正火的冷卻速度有形成裂紋的危險(xiǎn)，應(yīng)采用退火。（3）從經(jīng)濟(jì)上考慮正火比退火的生產(chǎn)周期短，耗能少，且操作簡(jiǎn)便，故在可能的條件下，應(yīng)優(yōu)先考慮以正火代替退火。36.一批45鋼試樣（尺寸15*10mm），因其組織、晶粒大小不均勻，需采用退火處理。擬采用以下幾種退火工藝；（1）緩慢加熱至700，保溫足夠時(shí)間，隨爐冷卻至室溫；（2）

37、緩慢加熱至840，保溫足夠時(shí)間，隨爐冷卻至室溫；（3）緩慢加熱至1100，保溫足夠時(shí)間，隨爐冷卻至室溫； 問上述三種工藝各得到何種組織？若要得到大小均勻的細(xì)小晶粒，選何種工藝最合適？答：（1）因其未達(dá)到退火溫度，加熱時(shí)沒有經(jīng)過完全奧氏體化，故冷卻后依然得到組織、晶粒大小不均勻的鐵素體和珠光體。（2）因其在退火溫度范圍內(nèi)，加熱時(shí)全部轉(zhuǎn)化為晶粒細(xì)小的奧氏體，故冷卻后得到組織、晶粒均勻細(xì)小的鐵素體和珠光體。（3）因其加熱溫度過高，加熱時(shí)奧氏體晶粒劇烈長大，故冷卻后得到晶粒粗大的鐵素體和珠光體。要得到大小均勻的細(xì)小晶粒，選第二種工藝最合適。37. 淬火的目的是什么？亞共析碳鋼及過共析碳鋼淬火加熱溫度應(yīng)

38、如何選擇？試從獲得的組織及性能等方面加以說明。答：淬火的目的是使奧氏體化后的工件獲得盡量多的馬氏體并配以不同溫度回火獲得各種需要的性能。 亞共析碳鋼淬火加熱溫度Ac3+（3050），淬火后的組織為均勻而細(xì)小的馬氏體。因?yàn)槿绻麃喒参鎏间摷訜釡囟仍贏c1Ac3之間，淬火組織中除馬氏體外，還保留一部分鐵素體，使鋼的強(qiáng)度、硬度降低。但溫度不能超過Ac3點(diǎn)過高，以防奧氏體晶粒粗化，淬火后獲得粗大馬氏體。 過共析碳鋼淬火加熱溫度Ac1+（3050），淬火后的組織為均勻而細(xì)小的馬氏體和顆粒狀滲碳體及殘余奧氏體的混合組織。如果加熱溫度超過Accm，滲碳體溶解過多，奧氏體晶粒粗大，會(huì)使淬火組織中馬氏體針變粗，滲

39、碳體量減少，殘余奧氏體量增多，從而降低鋼的硬度和耐磨性。淬火溫度過高，淬火后易得到含有顯微裂紋的粗片狀馬氏體，使鋼的脆性增加。38.說明45鋼試樣（10mm）經(jīng)下列溫度加熱、保溫并在水中冷卻得到的室溫組織：700，760，840，1100。答：700：因?yàn)樗鼪]有達(dá)到相變溫度，因此沒有發(fā)生相變，組織為鐵素體和珠光體。760：它的加熱溫度在Ac1Ac3之間，因此組織為鐵素體、馬氏體和少量殘余奧氏體。840：它的加熱溫度在Ac3以上，加熱時(shí)全部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，冷卻后的組織為馬氏體和少量殘余奧氏體。1100：因它的加熱溫度過高，加熱時(shí)奧氏體晶粒粗化，淬火后得到粗片狀馬氏體和少量殘余奧氏體。39.有兩個(gè)含

40、碳量為1.2%的碳鋼薄試樣，分別加熱到780和860并保溫相同時(shí)間，使之達(dá)到平衡狀態(tài)，然后以大于VK的冷卻速度至室溫。試問：（1）哪個(gè)溫度加熱淬火后馬氏體晶粒較粗大？答;因?yàn)?60加熱溫度高，加熱時(shí)形成的奧氏體晶粒粗大，冷卻后得到的馬氏體晶粒較粗大。（2）哪個(gè)溫度加熱淬火后馬氏體含碳量較多？答；因?yàn)榧訜釡囟?60已經(jīng)超過了Accm，此時(shí)碳化物全部溶于奧氏體中，奧氏體中含碳量增加，而奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變是非擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變，所以冷卻后馬氏體含碳量較多。（3）哪個(gè)溫度加熱淬火后殘余奧氏體較多？答：因?yàn)榧訜釡囟?60已經(jīng)超過了Accm，此時(shí)碳化物全部溶于奧氏體中，使奧氏體中含碳量增加，降低鋼的Ms和Mf點(diǎn)，

41、淬火后殘余奧氏體增多。（4）哪個(gè)溫度加熱淬火后未溶碳化物較少？答：因?yàn)榧訜釡囟?60已經(jīng)超過了Accm，此時(shí)碳化物全部溶于奧氏體中，因此加熱淬火后未溶碳化物較少（5）你認(rèn)為哪個(gè)溫度加熱淬火后合適？為什么？答：780加熱淬火后合適。因?yàn)楹剂繛?.2%的碳鋼屬于過共析鋼，過共析碳鋼淬火加熱溫度Ac1+（3050），而780在這個(gè)溫度范圍內(nèi)，這時(shí)淬火后的組織為均勻而細(xì)小的馬氏體和顆粒狀滲碳體及殘余奧氏體的混合組織，使鋼具有高的強(qiáng)度、硬度和耐磨性，而且也具有較好的韌性。40.淬透性與淬硬層深度兩者有何聯(lián)系和區(qū)別？影響鋼淬透性的因素有哪些？影響鋼制零件淬硬層深度的因素有哪些？答：淬透性是指鋼在淬火時(shí)獲

42、得淬硬層的能力。不同的鋼在同樣的條件下淬硬層深不同，說明不同的鋼淬透性不同，淬硬層較深的鋼淬透性較好。淬硬性：是指鋼以大于臨界冷卻速度冷卻時(shí)，獲得的馬氏體組織所能達(dá)到的最高硬度。鋼的淬硬性主要決定于馬氏體的含碳量，即取決于淬火前奧氏體的含碳量。影響淬透性的因素： 化學(xué)成分C曲線距縱坐標(biāo)愈遠(yuǎn)，淬火的臨界冷卻速度愈小，則鋼的淬透性愈好。對(duì)于碳鋼，鋼中含碳量愈接近共析成分，其C曲線愈靠右，臨界冷卻速度愈小，則淬透性愈好，即亞共析鋼的淬透性隨含碳量增加而增大，過共析鋼的淬透性隨含碳量增加而減小。除Co和Al（2.5%）以外的大多數(shù)合金元素都使C曲線右移，使鋼的淬透性增加，因此合金鋼的淬透性比碳鋼好。

43、奧氏體化溫度溫度愈高，晶粒愈粗，未溶第二相愈少，淬透性愈好。41.指出下列組織的主要區(qū)別：（1）索氏體與回火索氏體；（2）屈氏體與回火屈氏體；（3）馬氏體與回火馬氏體。答：由奧氏體冷卻轉(zhuǎn)變而成的屈氏體(淬火屈氏體)和索氏體(淬火索氏體)組織,與由馬氏體分解所得到的回火屈氏體和回火索氏體組織有很大的區(qū)別,主要是碳化物的形態(tài)不同。由奧氏體直接分解的屈氏體及索氏體中的碳化物是片狀的,而由馬氏體分解的回火屈氏體與回火索氏體中碳化物是顆粒狀的。回火索氏體和回火屈氏體相對(duì)于索氏體與屈氏體其塑性和韌性較好。馬氏體（M）是由A 直接轉(zhuǎn)變成碳在Fe中過飽和固溶體?；鼗瘃R氏體是過飽和的固溶體（鐵素體）和與其晶格相

44、聯(lián)系的碳化物所組成，其淬火內(nèi)應(yīng)力和脆性得到降低。42.擬用T10制造形狀簡(jiǎn)單的車刀，工藝路線為：鍛造熱處理機(jī)加工熱處理磨加工（1） 試寫出各熱處理工序的名稱并指出各熱處理工序的作用；（2） 指出最終熱處理后的顯微組織及大致硬度；（3） 制定最終熱處理工藝規(guī)定（溫度、冷卻介質(zhì)）答：（1）工藝路線為：鍛造退火機(jī)加工淬火后低溫回火磨加工。退火處理可細(xì)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。（2）終熱處理后的顯微組織為回火馬氏體 ，大致的硬度60HRC。（3）T10車刀的淬火溫度為780左右，冷卻介質(zhì)為水；回火溫度為150250。43.某型號(hào)柴油機(jī)的凸輪軸，

45、要求凸輪表面有高的硬度（HRC>50），而心部具有良好的韌性（Ak>40J），原采用45鋼調(diào)質(zhì)處理再在凸輪表面進(jìn)行高頻淬火，最后低溫回火，現(xiàn)因工廠庫存的45鋼已用完，只剩15鋼，擬用15鋼代替。試說明：（1）原45鋼各熱處理工序的作用；（2）改用15鋼后，應(yīng)按原熱處理工序進(jìn)行能否滿足性能要求？為什么？（3）改用15鋼后，為達(dá)到所要求的性能，在心部強(qiáng)度足夠的前提下采用何種熱處理工藝？答：（1）正火處理可細(xì)化組織，調(diào)整硬度，改善切削加工性；調(diào)質(zhì)處理可獲得高的綜合機(jī)械性能和疲勞強(qiáng)度；局部表面淬火及低溫回火可獲得局部高硬度和耐磨性。（2）不能。改用15鋼后按原熱處理工序會(huì)造成心部較軟，表面

46、硬，會(huì)造成表面脫落。（3）滲碳。44.有甲、乙兩種鋼，同時(shí)加熱至 1150 ，保溫兩小時(shí)，經(jīng)金相顯微組織檢查，甲鋼奧氏體晶粒度為 3 級(jí)，乙鋼為 6 級(jí)。由此能否得出結(jié)論：甲鋼是本質(zhì)粗晶粒鋼，而乙鋼是本質(zhì)細(xì)晶粒鋼？答：不能。本質(zhì)晶粒度是在930±19,保溫38小時(shí)后測(cè)定的奧氏體晶粒大小。本質(zhì)細(xì)晶粒鋼在加熱到臨界點(diǎn)Acl以上直到930晶粒并未顯著長大。超過此溫度后,由于阻止晶粒長大的難溶質(zhì)點(diǎn)消失,晶粒隨即迅速長大。1150 超過930，有可能晶粒隨即迅速長大，所以不能的出結(jié)論甲鋼是本質(zhì)粗晶粒鋼，而乙鋼是本質(zhì)細(xì)晶粒鋼。45.為什么用鋁脫氧的鋼及加入少量 Ti ， Zr ， V ， Nb,

47、 W 等合金元素的鋼都是本質(zhì)細(xì)晶粒鋼？奧氏體晶粒大小對(duì)轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的機(jī)械性能有何影響？答：鋁脫氧及加入少量 Ti ， Zr ， V ， Nb, W 等合金元素會(huì)形成高溫難溶的合金化合物，在930±19左右抑制了晶粒的長大。所以加入以上合金元素的鋼都是本質(zhì)細(xì)晶粒鋼。46.說明共析鋼 C 曲線各個(gè)區(qū),各條線的物理意義，并指出影響 C 曲線形狀和位置的主要因素。答：過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線說明：1)由過冷奧氏體開始轉(zhuǎn)變點(diǎn)連接起來的曲線稱為轉(zhuǎn)變開始線;由轉(zhuǎn)變終了點(diǎn)連接起來的曲線稱為轉(zhuǎn)變終了線。A 1線以右轉(zhuǎn)變開始線以左的區(qū)域是過冷奧氏體區(qū);A1線以下,轉(zhuǎn)變終了線以右和Ms點(diǎn)以上的區(qū)域?yàn)檗D(zhuǎn)變產(chǎn)物區(qū);

48、在轉(zhuǎn)變開始線與轉(zhuǎn)變終了線之間的區(qū)域?yàn)檫^冷奧氏體和轉(zhuǎn)變產(chǎn)物共存區(qū)。2)過冷奧氏體在各個(gè)溫度等溫轉(zhuǎn)變時(shí),都要經(jīng)過一段孕育期（它以轉(zhuǎn)變開始線與縱坐標(biāo)之間的水平距離來表示）。對(duì)共析碳鋼來說,轉(zhuǎn)變開始線在550出現(xiàn)拐彎，該處被稱為C曲線的鼻尖,它所對(duì)應(yīng)的溫度稱為鼻溫。3)共析碳鋼的過冷奧氏體在三個(gè)不同溫度區(qū)間,可發(fā)生三種不同的轉(zhuǎn)變:在C曲線鼻尖以上部分,即A1550之間過冷奧氏體發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變,轉(zhuǎn)變產(chǎn)物是珠光體,故又稱珠光體轉(zhuǎn)變;在C曲線鼻尖以下部分,即550Ms之間,過冷奧氏體發(fā)生貝氏體轉(zhuǎn)變,轉(zhuǎn)變產(chǎn)物是貝氏體,故又稱貝氏體轉(zhuǎn)變;在Ms點(diǎn):以下,過冷奧氏體發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變,轉(zhuǎn)變產(chǎn)物是馬氏體,故又稱馬氏體轉(zhuǎn)

49、變。亞共析和過共析鋼的等溫轉(zhuǎn)變C曲線,與共析鋼的不同是,亞共析鋼的C曲線上多一條代表析出鐵素體的線。過共析鋼的C曲線上多一條代表二次滲碳體的析出線。影響 C 曲線形狀和位置的主要因素有：凡是提高奧氏體穩(wěn)定性的因素,都使孕育期延長,轉(zhuǎn)變減慢,因而使C曲線右移。-反之,使C曲線左移。碳鋼c曲線的位置與鋼的含碳量有關(guān),在亞共析鋼中,隨著含碳量的增加,鋼的C曲線位置右移。在過共析鋼中,隨著含碳量的增加,c曲線又向左移。除此之外,鋼的奧氏體化溫度愈高,保溫時(shí)間愈長,奧氏體晶粒愈粗大,則C曲線的位置愈右移。47.將 20 鋼及 60 鋼同時(shí)加熱至 860 ，并保溫相同時(shí)間，問哪種鋼奧氏體晶粒粗大些？答：6

50、0 鋼奧氏體晶粒粗大些。48.合金元素Mn、Cr、W、Mo、V、Ti、Zr、Ni對(duì)鋼的C曲線和MS點(diǎn)有何影響？將引起鋼在熱處理、組織和性能方面的什么變化？答：除Co以外，大多數(shù)合金元素都增加奧氏體的穩(wěn)定性，使C曲線右移。非碳化物形成元素Al、Ni、Si、Cu等不改變C曲線的形狀，只使其右移，碳化物形成元素Mn、Cr、Mo、W等除使C曲線右移外，還將C曲線分裂為珠光體轉(zhuǎn)變的貝氏體轉(zhuǎn)變兩個(gè)C曲線，并在此二曲線之間出現(xiàn)一個(gè)過冷奧氏體的穩(wěn)定區(qū)。除Co、Al外，其他合金元素均使Ms點(diǎn)降低，殘余奧氏體量增多。由于合金元素的加入降低了共析點(diǎn)的碳含量、使C曲線右移, 從而使退火狀態(tài)組織中的珠光體的比例增大,

51、使珠光體層片距離減小, 這也使鋼的強(qiáng)度增加, 塑性下降。 由于過冷奧氏體穩(wěn)定性增大, 合金鋼在正火狀態(tài)下可得到層片距離更小的珠光體, 或貝氏體甚至馬氏體組織, 從而強(qiáng)度大為增加。Mn、Cr、Cu的強(qiáng)化作用較大, 而Si、Al、V、Mo等在一般含量(例如一般結(jié)構(gòu)鋼的實(shí)際含量)下影響很小。合金元素都提高鋼的淬透性, 促進(jìn)馬氏體的形成, 使強(qiáng)度大為增加但焊接性能變壞。49.合金元素對(duì)回火轉(zhuǎn)變有何影響？答；合金元素對(duì)回火轉(zhuǎn)變及性能的影響如下：1.產(chǎn)生二次硬化由于合金元素的擴(kuò)散慢并阻礙碳的擴(kuò)散,還阻礙碳化物的聚集和長大,因而合金鋼中的碳化物在較高的回火溫度時(shí),仍能保持均勻彌散分布的細(xì)小碳化物的顆粒。強(qiáng)碳化物形成元素如Cr、W、Mo、V等,在含量較高及在一定回火溫度下,還將沉淀析出各自的特殊碳化物。如Mo2C、W2C、VC等,析出的碳化物高度彌散分布在馬氏體基體上,并與馬氏體保持共格關(guān)系,阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng),使鋼的硬度反而有所提高,這就