金属学及热处理练习题答案 - 图文

内容发布更新时间 : 2025/6/11 0:04:02星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

2、合金钢的主要优点是什么?常用以提高钢淬透性的元素有哪些?强烈阻碍奥氏体晶粒长大的元素有哪些?提高回火稳定性的元素有哪些?

合金钢的主要优点是:⑴力学性能优异;⑵淬透性好;⑶能满足特殊性能的要求。如耐酸不锈钢、高温强度钢等。

常用以提高钢淬透性的元素有Mn、Cr、Ni、Si、B等 强烈阻碍奥氏体晶粒长大的元素有Mo、W、V、Nb、Ti、Zr等 提高回火稳定性的元素有Mo、W等。

3、解释下列现象:⑴大多数合金钢的热处理温度比相同含碳量的碳素钢高;⑵大多数合金钢比相同含碳量的碳素钢具有较高的回火稳定性;⑶含碳量为0.4%、含铬量为12%的铬钢属于过共析钢,而含碳量为1.5%、含铬量为12%的铬钢属于莱氏体钢;⑷高速钢在热锻或热轧后经空冷获得马氏体钢。

答:⑴大多数合金元素都使奥氏体的长大速度减慢,成分均匀化难度加大(Ni、Co除外)。特别是强碳化物形成元素具有强烈阻碍奥氏体晶粒长大的作用,即使高温加热,也能获得细晶粒组织。

⑵原因是合金元素推迟回火各个阶段,使回火温度增加,增强了钢抵抗软化的能力,从而提高钢的回火稳定性。

⑶因为合金元素铬会使S、E点左移,碳含量为0.4%和碳含量为1.5%的钢,当铬含量达到一定量后就会由亚共析钢变为过共析钢,而过共析钢变为共晶白口铁。

⑷是因为高速钢临界淬火速度非常小,即使在空冷的条件下也可得到马氏体组织。 4、有资料表明,南京长江大桥采用16Mn钢比普通碳素钢节约钢材15%,简要解释原因。

答:16Mn钢是在Q235钢中加入适量Mn形成的。Mn加热普通碳素钢Q235后,可起到固溶强化、细晶强化、增加P数量及沉淀强化的作用。其抗拉强度约提高50%,塑性、冲击韧性也得到提高。 5、试比较45钢与40Cr钢的应用范围,以此说明合金元素Cr在调质钢中的作用。

45钢经热处理后,可获得良好的综合机械性能,主要用来制造一般的齿轮、轴类、套筒等零件。 40Cr主要用于汽车、拖拉机的连杆、螺栓、传动轴及机床主轴等。

Cr是提高淬透性的合金元素,另外Cr还会形成合金渗碳体,提高钢的强度。

6、说明下列牌号钢的大致化学成分、合金元素的主要作用、用途及最终热处理工艺: 20CrMnTi 40CrNiMo 60Si2Mn GCr15

7、何谓二次硬化?何谓红硬性?提高红硬性的主要元素有哪些?

二次硬化:指淬火高速钢在某温度回火时,由于细小弥散特殊碳化物从马氏体析出而使钢强度和硬度明显升高的现象。另外,二次硬化效应还与二次淬火现象有关。

(二次淬火:因残余奥氏体在回火冷却过程中转变为马氏体而引起钢的强度和硬度升高的现象。) 红硬性:材料在经过一定温度下保持一定时间后所能保持其硬度的能力。 提高红硬性的主要元素有:W、Mo、V、Co、Cr

8、高速工具钢淬火后为什么需要进行三次以上回火?在560℃回火是否是调质处理?

答:高速工具钢淬火加热后的奥氏体中含有大量碳和合金因素,Ms和Mf点显著降低,淬火后钢中保留大量残余奥氏体,约20~30%,影响尺寸稳定性。经一次回火后残余奥氏体降低为15%,二次回火后降低为5~7%,三次回火后降低为1~2%。

在560℃回火不是调质处理,因为随着合金因素的增加,增加了钢的耐回火稳定性,使钢回火温度升高。在该温度回火的组织为回火马氏体+ 大量粒状碳化物+少量残余奥氏体(<1~2%)。

9、为什么Cr能提高金属的腐蚀抗力?不锈钢常用的含Cr量是多少?C对钢的耐腐蚀性能有何影响? 答:Cr加入钢中的作用:提高基体电极电位;形成致密氧化膜;一定条件下能形成单相铁素体。 不锈钢常用的含Cr量一般大于13%。

碳对钢的耐腐蚀性能的影响:固溶态C影响小;

总体不利:形成碳化物,增加微电池数;形成Cr的碳化物,降低Cr% , 降低基体电极电位;造成晶间腐蚀。所以不锈钢中含碳量通常小于0.1~0.25%;

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