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1.简述什么是材料科学研究材料组分、结构、性能相互关系和变化规律的科学，是一门基础应用学科。2.什么是工程材料？工程材料分为哪些类别？凡与工程相关的材料均可称为工程材料。按性能可分为结构材料和功能材料；按化学方法分为金属材料，陶瓷材料，高分子材料和复合材料。3.什么是新材料？开发新材料的重要意义是什么？新材料：相对于传统的材料而言。经过新工艺新技术制造的整合原有材料的功能的材料。意义：对高科技和新技术的发展具有非常关键的作用；是发展高科技的物质基础；是国家在科技领域处于领先地位的标志之一。4.钢的分类方法很多通常有哪些分类？按冶金方法分：平炉、转炉、电炉（镇静钢、半镇静钢，沸腾钢）。按化学成分分：碳钢(普通碳钢，优质碳钢)，合金钢(合金元素，合金含量)；按质量分：普通质量钢，优质质量钢，高级优质钢。按金相分：退火态(P+F，珠光体钢，P+Fe3C)，正火态(珠光体钢，贝氏体钢，奥氏体钢)；冷却时有无相变(铁素体，马氏体，奥氏体，双相钢)；按用途分：工程结构钢，机器零件用钢，工程模具用钢，特殊用钢（不锈钢，耐热钢、磁钢）。5.通常钢中的P，S控制钢的质量，按质量等级碳素钢，合金钢的钢材质量可分为哪些等级，P，S含量是如何控制的?可分为：普通质量钢，优质钢，高级优质钢三个等级。碳素钢合金钢S％P％S％P％普通质量钢0.0450.0450.0450.045优质钢0.0350.0350.0350.035高级优质钢0.0300.0300.0250.0256.合金元素在钢中的分布或存在的形式有哪几种？可分为五种情况：1）形成非金属夹杂物（如氧化物、氮化物和硫化物等），2）溶入固熔体，3）形成碳化物，4）自由存在，5）金属间化合物。7.按化学成分如何区分低中高碳钢和低中高合金钢？碳钢：(含碳量)低碳钢≤0.25％，中碳钢0.3－0.6％，高碳钢≥0.6％；合金钢：(合金元素)低合金钢5％，中合金钢5－10％，高合金钢10％8.利用晶界偏聚理论解释钢的第二类回火脆性以及硼钢的淬透性问题钢的溶质原子在晶界的浓度大大超过在基体中的平均浓度的现象，称为晶界偏聚。淬火钢在淬火、回火过程中，Ni、Cr、Sb、Sn、P等都向原A晶界偏聚，产生晶界偏聚现象，Ni、Cr不仅自身偏聚，而且促进杂质元素的偏聚。这就造成了回火钢晶界结合力降低，出现脆性。重新加热时，可以使偏聚的合金元素重新均匀化，消除偏聚，从而消除回火脆性。9.钢中常见的合金元素有：C、N、Mn、Ni、Cu、Co、Hf、Zr、Ti、Ta、Nb、V、W、Mo、Cr、Al、Si等，回答下列问题：（1）上述哪些是奥氏体形成元素？哪些是铁素体形成元素？奥氏体形成元素：C、N、Mn、Ni、Cu、Co；铁素体形成元素Hf、Zr、Ti、Ta、Nb、V、W、Mo、Cr、Al、Si。（2）哪些元素能与α－Fe形成无限固熔体？哪些元素能与γ－Fe形成无限固熔体？能与α－Fe形成无限固溶体Cr、V；能与γ－Fe形成无限固溶体Co、Mn、Ni。(3)．上述元素哪些是碳化物形成元素?哪些是非碳化物形成元素?如何鉴别他们与碳的亲和力大小或强弱?请按由强到弱将他们排列。碳化物形成元素：Ti、V、Cr、W、Nb、Mo、Zr、Mn；非碳化物形成元素：Ni、Cu、Co、Al、Si；碳化物形成元素在原子结构上均含有未填满的d电子层。与Fe原子相比，次电子层越不满，形成碳化物能力越强和碳的结合力越大，所形成的碳化物越稳定。强到弱将他们排列：Hf、Ti、Zr、Nb、V、Mo、W、Cr、Mn。(4)．分析上述元素对Fe－C相图临界点A1，A3及S、E点影响。奥氏体形成元素使A1，A3点下降，A4上升；铁素体形成元素使A1，A3点上升，A4下降；非碳化物和碳化物形成元素均使S、E点左移。10.合金钢中常见的碳化物形成元素有哪几种类型？并按其稳定性强弱排序。稳定性强弱排序：MCM2CM6CM23C6M7C3M3C。11．合金元素中碳化物形成元素，非碳化物形成元素以及Si元素是如何影响钢中碳在奥氏体中扩散的？合金元素的加入改变了碳在钢中的扩散速度，也影响奥氏体的形成速度。碳化物形成元素Cr、Mo、W、Ti、V等，由于和碳有较强的亲和力，因此显著减慢了碳在奥氏体中的扩散速度，故奥氏体的形成速度大大减慢：非碳化物形成元素Co和Ni提高碳在奥氏体中的扩散速度，增大了奥氏体的形成速度。Si对碳在奥氏体中的扩散速度影响不大，故对奥氏体的形成速度几乎无影响。12．试述Cr，Ni元素对淬火马氏体的亚结构影晌。Cr降低奥氏体层错能，亚结构为位错。Ni提高奥氏体层错能，亚结构为孪生。15．通过合金化使钢强化的方法有哪些?固溶强化：溶质原子溶入基体金属中形成固溶体能强化金属。晶界强化：金属晶粒越细，晶界越多，阻碍位错运动的作用也越大，从而导致屈服点的提高。第二相强化：分为沉淀强化和弥散强化，共同特点是第二相对位错的阻碍作用。位错强化：位错的数量与组态对钢塑变抗力的影响。17．加热时合金元素对钢奥氏体晶粒长大有什么影响?并简要说明影响原因?强碳化物形成元素Ti、Zr、Nb等抑制了碳在钢中的扩散，强烈阻止了奥氏体晶粒的长大，合金元素Mo、W、Cr的作用适中；非碳化物形成元素Ni、Cu、Co的作用较弱；相反P、N、Mn等却促进奥氏体晶粒的长大。18．简要说明合金元素对珠光体转变速度，转变温度及转变产物中碳化物类型的影响？除Co、Al外，合金元素都能使等温转变曲线即TTT曲线右移，降低了钢的临界冷却速度，提高了奥氏体的稳定性，增加了钢的淬透性。合金元素均使等温转变曲线下移，也就是转变温度下降，转变速度也变慢。珠光体转变产物按转变温度分为珠光体、索氏体和屈氏体。它们的碳化物均为渗碳体只是层片随转变温度下降越来越细。当含NiMn量超过一定量时扩大奥氏体区元素得到单相，室温就没珠光体转变；而当加入WMo等由于珠光体区显著右移，而贝氏体区的右移不明显时也没有真正意义的珠光体转变，而得到贝氏体组织。19．为什么说W18Cr4V钢中会出现莱氏体？W、Cr、V是缩小奥氏体区的元素，使A3线上升，S点左移，大部分元素均使ES线左移，E点左移意味着出现莱氏体组织的含碳量降低，这样钢中碳的质量分数不足2％时就可以出现共晶莱氏体。保持到室温时Wl8Cr4V钢（含碳0.7－0.9％）中会出现莱氏体。20.为什么4Cr13变为过共析钢？所有合金元素使E点左移，钢中含碳量小于0.77％时，钢就会变为过共析钢而析出二次渗碳体。4Cr13不锈钢，由于含Cr13％，致使共析点移至0.4％C附近，从而使4Cr13变为过共析钢。22．简述合金元素对马氏体分解的影响?碳化物形成元素Mo、Mn、W、Cr、V提高回火稳定性，要达到同样硬度回火温度和时间需要升高。低温回火时，碳原子扩散缓慢。只发生偏聚和短程扩散，合金元素对马氏体分解几乎没有影响；中高温时随着碳原子的扩散，合金元素对马氏体分解产生影响。①非碳化物形成元素Ni，Co，Cu等影响较小（Si除外）。②碳化物形成元素将强烈阻碍马氏体分解和碳化物析出长大。即推迟C从M中析出，如一般碳钢中C从M析出完全析出的温度范围是（250～300℃），而含碳化物形成元素的钢中C从M中析出的温度提高到（400～500℃），有时即使到550℃或更高温度也难以使C完全从α相中析出，表现为回火稳定性高。③Si阻止马氏体分解，Fe-Si结合力大于Fe-C，阻止ε-FexC形核长大，Si可进入ε-FexC，但不溶Fe3C，析出时阻止M分解。23．高碳高合金钢淬火后，钢中含有大量的残余奥氏体，采用什么热处理工艺消除？多次高温回火或深冷处理。24．提高钢马氏体淬透性的元素有哪些?B，Mn，Mo，Cr对增加钢的淬透性最强，Si和Ni次之。采用提高奥氏体稳定性的强碳化物形成元素(Mo，Cr)与强化铁素体形成元素(Mn，Si，Ni)配合，可以在很大程度上提高马氏体的淬透性。25.为了使大截面钢正火得到贝氐体组织，为什么硼元素是不可缺少的?B元素使珠光体曲线显著右移，推迟了珠光体的转变，但不使贝氏体的转变曲线右移。正火时则可以得到贝氏体组织。26.微量元素在钢中的有益效应主要有哪几方面？1．净化作用B，RE2．变质(降低晶粒度，控制柱状晶生长)3．控制夹杂物的形态和分布(加Mn，控制氧化物)4．微合金化。27．微量B，RE等元素是如何使钢净化的?(1)．B，RE与O或N，形成氧化物或氮化物。(2)．B，RE等能与As，Sb，Sn，Pb，Bi形成金属间化合物。28．普碳钢和普低钢性能上主要有什么差别?普碳钢是碳素构件用钢，常以热轧状态供货，一般不经热处理强化。普低钢是低合金构件用钢，是低碳、低合金元素的钢种，可进行正火、调质处理。性能上的主要差别为普低钢的强度，尤其是屈服点大大高于含碳量相同的普碳钢。29．简述我国普低钢(低合金高强度钢)的合金化特点(或化学成分特点)(1)．低碳低合金元素，基本上不加镍，铬，经济性能较好。(2)．主加合金元素是锰。提高强度，降低脆性转变温度。(3)．为改善钢的耐大气腐蚀性能，应加入铜和磷。(4)．加入微量稀土元素可以脱硫去气，净化钢材。综上，普低钢的合金化特点为：低碳，合金化时以锰为基础。适当加入铝，钒，钛，铌，铜，磷及稀土元素，其发展方向是多组元微量合金化。30．下列是普碳钢(指出各钢号中合金元素的主要作用)指出数字字母代表的意义。①Q235－A．F，Q屈服强度，Q235：屈服强度是235MPa，A：等级是A，F：沸腾钢。②Q235－D．Tz，Q屈服强度，Q235：屈服强度是235MPa，D：等级是D，Tz：特殊镇静钢。③Q235－B．b，Q屈服强度，Q235：屈服强度是235MPa，B：等级是B，b：半镇静钢。31．下列是普低钢，指出各钢号中合金元素的主要作用?使用状态组织?①16Mn，Mn：固溶强化，细化晶粒，使钢共析点左移。使用状态组织F+P②09MnCuPTi，Mn：固溶强化，细化晶粒，使钢共析点左移。Ti：提高强度，细化晶粒，降低脆性转变温度。P：改善钢的耐大气腐蚀性能Cu：改善钢的耐大气腐蚀性能。使用状态组织F十P。③10MnPNiRE：Mn：固溶强化，细化晶粒，使钢共析点左移。P：改善钢的耐大气腐蚀性能，RE：脱硫去气，净化钢材。Ni：提高基体韧性。使用状态组织F+P④15MnV：Mn：固溶强化，细化晶粒，使钢共析点左移。V：提高强度降低脆性转变温度。使用状态组织F+P⑤14MnMoVBRE：Mn：固溶强化，细化晶粒，使钢共析点左移。V：提高强度降低脆性转变温度。Mo：提高回火稳定性，防止第二类回火脆性。B：可以改变晶界状态，减少晶界偏聚。形成贝氏体组织。RE：脱硫去气，净化钢材。⑥18MnMoNb：Mn：固溶强化，细化晶粒，使钢共析点左移。Nb：提高强度降低脆性转变温度。Mo：提高回火稳定性，防止第二类回火脆性。低碳回火索氏体。32．简述微合金化低碳高强度钢强韧化特点?①低碳，提高钢的韧性和焊接性能。②加入合金元素，提高强度和沉淀强化。③控制轧制和控制冷却。33．常规热轧钢与控制轧制冷却钢组织性能上的基本差别。常规热轧钢与控制轧制冷却钢组织性能上的基本差别在于前者铁素体晶粒仅仅在奥氏体晶界上形核，后者由于控制轧制，奥氏体晶粒被形变带划分几个部分，铁素体晶粒可在晶界和晶粒上同时形核，从而形成了晶粒非常细小的组织。控制轧制后空冷可使铁素体晶粒细化到5μm左右。最终导致控制轧制冷却钢强度和韧性都得到显著提高。34.下列是什么钢，钢中合金元素的主要作用、使用状态？①45含碳量0.45％的优质碳素结构钢，使用状态组织为回火索氏体。②40Cr含碳量0.4％的合金结构钢（调质钢），使用状态组织为回火索氏体。Cr：提高淬透性和回火稳定性。③40CrMo调质钢，使用状态组织为回火索氏体。Cr：提高淬透性和回火稳定性。Mo：提高回火稳定性，防止第二类回火脆性。④40MnVB调质钢，使用状态组织为回火索氏体。Mn：提高淬透性，强化基体。V：细化晶粒，B：可以改变晶界状态，减少晶界偏聚。⑤20MnV渗碳钢，心部回火马氏体，表层回火马氏体、参与奥