金属材料学 - 图文

名词解释：

1、钢的淬透性是指钢在淬火时能获得马氏体的能力，是钢本身固有的一个属性 2、淬硬性是指在理想的淬火条件下，以超过临界冷却速度所形成的马氏体组织能够达到的最高硬度

3、过热敏感性是指钢淬火加热时，对奥氏体晶粒急剧长大的敏感性

4、极限合金化理论：每个合金元素都有一个最佳范围，可使钢获得最佳性能。往往超过一定量，会导致钢的性能破坏。

5、调质钢的淬透性原则是指淬透性相近的同类调质钢，可以相互代用。 6、热硬性是指钢在较高的温度下，仍能保持较高硬度的性能 7、晶间腐蚀是指沿着金属晶粒间的分界面向内扩展的腐蚀 8、铸件壁厚敏感性是指把铸件壁厚的变化对其强度的影响

9.脱碳：在各种热加工工序的加热或保温过程中，由于周围氧化气氛的作用，使钢材表面的碳全部或部分丧失掉，这种现象称为

填空题：

1.钢淬火后进行回火，目的是降低脆性，提高韧度，稳定组织

2.钢强化的形式及其机理固溶强化 、位错强化 、细晶强化 、第二相强化 3.钢的淬透性好，一方面可以使工件得到均匀而良好的力学性能，满足技术要求。另一方面， 在淬火时，可选用比较缓和的冷却介质，以减少工件的变形与开裂倾向

4.合金元素对马氏体转变的影响表现在对马氏体转变临界温度Ms的影响，并影响刚中残余奥氏体量及马氏体精细结构

5.弹簧钢常用的热处理工艺是淬火和中温回火，得到回火托氏体。

6.根据夹杂物形状，轴承钢按三项夹杂物评级，即脆性夹杂物，塑性夹杂物和球状不变形夹杂物。

7.碳化物的尺寸和分布对轴承的接触疲劳寿命也有很大的影响，大颗粒碳化物和密集的碳化物带都是极为有害的。

8.根据其产生条件，碳化物的不均匀性可分为：液析碳化物、带状碳化物、和网状碳

化物

9.随着含C量的增加，钢的强度升高，耐蚀性降低；随着含Cr量的增加，耐蚀性提高。

10.所谓的石墨化就是铸铁中碳原子析出和形成石墨的过程。

合金元素对S、E点的影响

1、凡是扩大γ相区的元素均使S、E点向左下方移动 2、凡是封闭γ相区的元素均使S、E点向左上方移动 3、S点左移，意味着公析C含量减小

4、E点左移，意味着出现莱氏体的碳含量减少

碳（氮）化物在奥氏体中的溶解规律

①碳（氮）化物的稳定性越好，在钢中的溶解度越小 ②随着温度的下降，各种碳化物的溶解度都会降低

③奥氏体中存在比较弱的碳化物形成元素，则会降低奥氏体中的碳活度ac，从而促进了稳

定性较好的碳化物的溶解

④碳化物稳定性相对较差的碳化物在加热奥氏体过程中先溶解

合金元素是通过对贝氏体转变过程和碳原子扩散的影响而起作用的

碳是结构钢中最主要的元素，它决定了钢的淬硬性，即淬成马氏体的硬度，同时碳也是一个有效增加淬透性的元素

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回火稳定性

合金钢比碳钢的回火稳定性好，所以要达到同样的回火硬度，合金钢的回火温度比碳钢高，回火时间也可以长些。合金钢回火后内应力比碳钢小，塑韧性也高

微合金元素的作用

在控制轧制和控制冷却钢中，Nb、V、Ti单个元素或它们的组合是经常采用的，它们的作用主要有细化晶粒组织和析出强化 （1）阻止加热时奥氏体晶粒长大 （2）抑制奥氏体形成再结晶

在一般情况下，某零件制造的材料并是不唯一的，可以由不同成分的钢来制造。同样，某一种钢采用不同的热处理工艺可以制造不同类型的零件。某一零件用某一材料制造，其热处理工艺方法也可能是多种的。

淬火马氏体组织经高温回火后，在α相基体上分布有极细小的颗粒状碳化物。它的显微组织根据不同的回火稳定性差别和回火温度，可得到回火托氏体或回火索氏体组织，其主要区别在于基体α相是否完全再结晶和碳化物颗粒聚集长大的程度

钢中碳含量在0.15％--0.29％范围内变化时，随着碳含量的增加，钢的强度不断提高，而塑性和韧度则随着碳含量的增加而不断降低

渗碳钢的含碳量决定了渗碳零件芯部的强度和韧度，从而影响到零件整体的性能。一般渗碳碳钢的含碳量在0.21％--0.25％，个别钢种可到0.28％。低的含碳量可保证在淬火时得到强韧性好的板条马氏体组织

提高钢耐腐蚀性能的途径主要有：①使钢的表面能形成稳定的保护膜②提高不锈钢固溶体的电极电位或形成稳定的钝化区，降低微电池的电动势③使钢获得单相组织④采用机械保护措施或覆盖层

P102 图4.6（a）

不锈钢中碳含量为什么要低？

不锈钢中含碳量越高，耐蚀性就可能下降，但是钢的强度是随着含碳量的增加而提高的。对于不锈钢来说，耐蚀性是主要的，另外还应该考虑钢的冷变形性、焊接性等工艺因素，所以在不锈钢中，碳的含量应尽可能低。

珠光体热强钢在比较高的温度下工作，普遍会出现组织不稳定现象：①片状珠光体逐渐球化和碳化物的聚集长大，使钢的强度降低②珠光体热强钢的比较危险的组织不稳定是石墨化③合金元素的重新分配

铸铁中的碳主要有三种存在形式：①固溶于铁的晶格中，形成间隙固溶体②与铁作用形成渗碳体Fe3C等碳化物③以游离的石墨形式析出

铸铁可分为以下几类：

①灰铸铁 碳全部或大部分以片状石墨G析出，凝固后断口呈暗灰色

②球墨铸铁 碳全部或大部分以片状石墨G形态存在，通过球化处理而得到 ③蠕墨铸铁 碳全部或大部分以片状石墨G形态存在，通过蠕化处理而得到

④可锻铸铁 碳全部或大部分以游离团絮状石墨形态存在，经石墨化退火处理得到 ⑤白口铸铁 碳全部或大部分以化合态Fe3C形式存在，断口呈亮白色

在实际生产中，当共晶铁水的冷却速率较大时，合金过冷到Tc以下时，铁水常常结晶形成莱氏体共晶组织，而不是按热力学条件结晶出奥氏体+石墨组织。之所以发生这样的转变，是因为形成石墨和渗碳体的动力学条件不同。动力学条件主要有成分起伏、能量起伏和结构起伏。C和Si的影响 C和Si是铸铁中最基本的成分，它们都是强烈促进石墨化的元素

球墨铸铁的热处理： 1.消除内应力退火

2.高温石墨化退火 目的是消除铸态组织中的自由渗碳体及获得铁素体基球墨铸铁 3.低温石墨化退火 目的消除珠光体组织