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1江苏大学考试试题—标准答卷第1页共4页课程名称：金属材料学（B）考试日期：专业学号：金属材料工程03级姓名：题号一二三四总计核查人签名得分阅卷人签名一、填空题（30分）1、钢的合金化基本原则是多元适量、复合加入。细化晶粒对钢性能的贡献是既提高强度又提高塑韧性。2、在钢中，常见碳化物形成元素有Ti、Nb、V、W、Mo、Cr按强弱顺序排列，列举5个以上）。钢中二元碳化物分为两类：rc/rM≤0.59为简单点阵结构，有MC和M2C型，其性能特点是硬度高、熔点高、稳定性好；rc/rM0.59为复杂点阵结构，有M3C、M7C3和M23C7型。3、选择零件材料的一般原则是力学性能、工艺性能、经济性和环境协调性等其它因素。4、奥氏体不锈钢1Cr18Ni9晶界腐蚀倾向比较大，产生晶界腐蚀的主要原因是在晶界上析出了Cr23C6，为防止或减轻晶界腐蚀，在合金化方面主要措施有加入Ti、Nb等强碳化物形成元素、降低钢中的含C量。5、影响铸铁石墨化的主要因素有化学成分、冷却速度。球墨铸铁在浇注时要经过孕育处理和球化处理。QT600-3是球墨铸铁。6、对耐热钢最基本的性能要求是热强性、抗氧化性。7、铁基固溶体的形成有一定规律，影响组元在置换固溶体中溶解情况的因素有：点阵结构、电子因素、原子半径。8、提高钢淬透性的主要作用是获得均匀的组织，满足力学性能要求、能采取比较缓慢的冷却方式以减少变形、开裂倾向。2二、解释题（30分，每小题5分）1、40Mn2钢淬火加热时，过热敏感性比较大。答案要点：Mn促进了晶粒长大倾向，因为Mn降低A1温度，又强化了C促进晶粒长大的作用。所以，40Mn2钢过热敏感性比较大。2、40CrNiMo钢正火后，切削性能比较差。答案要点：40CrNiMo钢由于含有提高淬透性的元素Cr、Ni、Mo，而且又是多元复合作用更大，所以钢的淬透性很好，在正火条件下也会有大量的马氏体产生。因此其切削性能比较差。3、球墨铸铁的强度和塑韧性都要比灰口铸铁好。答案要点：灰铁：G形态为片状，易应力集中，产生裂纹，且G割裂基体严重，使材料有效承载面积大为减小。而球铁：G形态为球状，基体是连续的，，相对而言，割裂基体的作用小，基体可利用率可达70~90%；且球状G应力集中倾向也大为减小。因此钢的热处理强化手段在球铁中基本都能采用，所以其强度和塑韧性都要比灰口铸铁好。4、铝合金的晶粒粗大，不能靠重新加热热处理来细化。答案要点：铝合金没有同素异构转变，不能象钢那样可以靠重新加热产生重结晶来细化晶粒。5、H68、H70俗称弹壳黄铜，常用于制造炮弹壳、子弹壳。答案要点：弹壳黄铜的Zn含量小于32%，所以是单相α黄铜，其塑性很好，特别适宜制造要求深冲压性能较好的弹壳等零件。6、在一般钢中，应严格控制杂质元素S、P的含量。答案要点：S能形成FeS，其熔点为989℃，钢件在大于1000℃的热加工温度时FeS会熔化，所以易产生热脆；P能形成Fe3P，性质硬而脆，在冷加工时产生应力集中，易产生裂纹而形成冷脆。三、问答题（40分）1、试总结Si元素在合金中的作用，并简要说明原因（10分）。答案要点：1）↑σ，↓可切削性→固溶强化效果显著；2）↑低温回火稳定性→抑制ε-K形核长大及转变；3）↑抗氧化性→形成致密的氧化物；（2分）4）↑淬透性→阻止K形核长大，使“C”线右移，高C时作用较大；5）↑淬火温度→F形成元素，↑A1；6）↑脱C、石墨化倾向→Si↑碳活度，含Si钢脱C倾向大。（2分）32、画出示意图说明高速钢的铸态组织（3分）。简述高速钢中W、V、Cr合金元素的主要作用（3分）。高速钢在淬火加热时，如产生欠热、过热和过烧现象，在金相组织上各有什么特征（6分）。答案要点：高速钢的铸态组织为：黑色组织（混合型）+白亮组织（M和AR）+莱氏体，高速钢铸态组织图（略）。W：提高红硬性、耐磨性的主要元素；V：提高红硬性、耐磨性的重要元素，一般高速钢都含V，V能有效细化晶粒，且VC也细小；Cr：提高淬透性和抗氧化性，改善切削性，一般都含4%左右。欠热：晶粒很细小，K很多；过热：晶粒较大，K较少；过烧：晶界有熔化组织，即鱼骨状或黑色组织。3、从合金化角度考虑，提高钢的韧度主要有哪些途径?（8分）答案要点：1）加入Ti、V、W、Mo等强碳化物形成元素，细化晶粒；2）提高回火稳定性，加入Ti、V等强碳化物形成元素和Si元素；3）改善基体韧性，主要是加入Ni元素；4）细化碳化物，如加入Cr、V等元素使K小、匀、圆；5）降低或消除钢的回火脆性，主要是Mo、W元素比较有效；（2分）4、试定性比较40Cr、40CrNi、40CrNiMo钢的淬透性、回火脆性、韧度和回火稳定性，并简要说明原因（10分，比较为1.5分,解释为1分）。答案要点：淬透性：40Cr＜40CrNi＜40CrNiMo；Cr-Ni-Mo复合作用更大。回脆性：40CrNiMo＜40Cr＜40CrNi；Cr、Ni↑脆性，Mo有效↓。韧度：40Cr＜40CrNi＜40CrNiMo；Ni↑韧性，Mo细化晶粒。回稳性：40Cr、40CrNi＜40CrNiMo；Mo↑回稳性。Ni影响不大。