1、11、热处理：将固态金属或合金在一定介质中加热、保温和冷却，以改变材料整体或表面组织，从而获得所需性能的工艺过程。2、热处理的三大要素：加热、保温、冷却 3.预备热处理：零件加工过程中的一道中间工序(也称为中间热处理)，其目的是改善锻、铸毛坯件组织、消除应力，为后续的机加工或进一步的热处理作准备。4最终热处理：零件加工的最终工序，其目的是使经过成型工艺达到要求的形状和尺寸后的零件的性能达到所需要的使用性能。5、45钢经不同热处理后的性能及组织组织： 退火：P+F； 正火：S+F； 淬火+低回：M回； 淬火+高回：S回 性能总结 强度硬度：低温回火高温回火正火退火 韧性塑性：高温回火正火退火低温
2、回火抗冲击能力：高温回火正火退后低温回火 6、奥氏体：C在-Fe中的固溶体 7、奥氏体转变的阻力与驱动力：新相形成，会增加表面能和克服弹性能，需要由相变释放的自由能和系统内能量起伏来补充自由能差8、为何A晶核优先在F与Fe3C相界产生？ F和Fe 3C界面两边的C浓度差最大，有利于为A晶核的形成创造浓度起伏条件； F和Fe 3C界面上原子排列较不规则，有利于提供A形核所需的结构起伏和能量起伏条件； F和Fe 3C界面本来已经存在，在此界面形核时只是将原有界面变为新界面，总的界面能变化较小。9、为什么在奥氏体转变初期和转变后期，转变速度都不大，而在转变达50%左右时转变速度最大？转变初期只有少量
3、的A核心形成并长大，因而转变速度较小。以后随等温时间的延长，不断有新的核心形成并长大，因而转变越来越快。当转变量超过50%以后，相当多的A 晶粒已长大并互相接触而停止长大，这时尚未转变的F与Fe3C界面也愈来愈少，形核率相应减小，因而转变速度又逐渐减小。 10、为什么转变温度越高，完成转变所需的时间越短。 温度越高，A与P之间的自由能差越大，也就是相变驱动力越大；温度越高，过热度越大，临界晶核的尺寸就越小，形成A晶核所需的浓度起伏越低；温度越高，Fe和C原子的扩散速度越快，同时A内的浓度梯度越大，A相界面上的C浓度差越大。以上因素促进A的形核与长大，A形成加速。 11、影响奥氏体转变速度的因素
4、（1）加热温度和保温时间，保温时间越长、加热温度越高、奥氏体化越快。（2）加热速度，加热速度越大，则孕育期越短，奥氏体化开始和终了温度越高，所需时间越短。（3）原始组织，原始组织中Fe3C为片状时，Fe3C片间距越小，相界面积越大，A形核速度越大；此时，A中的C浓度梯度也越大，A长大越快。（4）钢的碳含量: C F与Fe3C的相界面积 原子扩散系数 A形成速度C碳化物数量剩余碳化物溶解时间 A均匀化的时间（5）合金元素:加快奥氏体化:钴、镍;减慢奥氏体化：铬、钼、钒 12、起始晶粒度：钢在临界温度以上A形成刚结束，其晶粒边界刚刚相互接触时的晶粒大小.本质晶粒度：表征钢在加热时奥氏体晶粒长大的倾
5、向。本质粗晶粒钢：奥氏体晶粒随温度的升高而且迅速长大。本质细晶粒钢：奥氏体晶粒随温度升高到某一温度时，才迅速长大。实际晶粒度：某一具体热处理或热加工条件下的奥氏体的晶粒度，它决定钢冷却后的组织和性能。 13、影响奥氏体晶粒度的因素奥氏体晶粒长大，实质为晶界迁移，而晶界迁移的实质就是原子在晶界附近的扩散过程，故凡影响晶界原子迁移的因素均影响奥氏体晶粒的长大。（1）加热温度和保温时间（2）加热速度（3）钢的化学成分（4）冶炼方法的影响（5）原始组织的影响 14、为何不同温度下过冷A稳定性不同？过冷度较小时，由于过冷A和P之间的自由能差较小（相变驱动力较小），过冷A比较稳定，故孕育期很长，转变所需总
6、时间也很长;温度下降，过冷度增大，新旧相之间的自由能差不断加大，过冷A 的稳定性最低，孕育期最短，转变速度最快；继续降低温度，新旧相的自由能差不再起主导作用，原子扩散能力起主导作用，温度降低使扩散过程越来越困难，过冷A的孕育期和转变时间逐渐增长。 15、过冷奥氏体的转变及其产物（1）高温转变（P转变）转变温度： A 1550（扩散型转变）转变产物：珠光体型组织 ，珠光体组织分为：珠光体（P：A 1650）索氏体（S：650600）屈氏体（T：600550） （2）中温转变（B转变）(半扩散型转变）转变温度： 550M S(240)转变产物：贝氏体渗碳体分布在碳过饱和的铁素体基体上的两相混合物
7、。550 350 ：上贝氏体（上B)，呈羽毛状，微观上为小片状的渗碳体分布在成排的铁素体片之间。性能：铁素体片较宽，塑性变形抗力较低；同时渗碳体分布在铁素体片之间，容易引起脆断，因此强度和韧性都较差。350 M s：下贝氏体（下B） ，在光学显微镜下为黑色针状，在电子显微镜下可看到在铁素体针内沿一定方向分布着细小的碳化物（Fe2.4C）颗粒。性能：铁素体针细小，无方向性，碳的过饱和度大，位错密度高，且碳化物分布均匀、弥散度大，所以硬度高，韧性好，具有较好的综合机械性能。 （3）低温转变（M转变）(非扩散型转变）马氏体转变：钢从A状态快2速冷却，在较低温度（ M sM f ）下发生的无扩散型相变
8、。1、CCT曲线与TTT曲线之间有何差异？;共析钢过冷A 连续冷却转变曲线中没有奥氏体转变为贝氏体的部分在连续冷却转变时得不到贝氏体组织。与共析钢的TTT曲线相比，共析钢的CCT曲线稍靠右靠下一点，表明连续冷却时，奥氏体完成珠光体转变的温度较低，时间更长。CCT曲线较难测定，一般用过冷A的TTT曲线来分析连续冷却转变的过程和产物，但要注意二者之间的差异。2、珠光体：铁素体和渗碳体的机械混合物，渗碳体呈层片状分布在铁素体基体上.贝氏体：渗碳体分布在碳过饱和的铁素体基体上的两相混合物 。马氏体：C在-Fe中的过饱和间隙固溶体，具有很大的晶格畸变，强度很高。 3、碳含量对C曲线有何影响亚共析和过共析
9、钢的C曲线中有先共析相析出线;共析钢（C%=0.77%）的过冷A最稳定，C曲线最靠右；亚共析钢的过冷A稳定性随含C量降低而降低，C曲线向左边移动；过共析钢的过冷A稳定性随含C量增加而降低，C曲线向左边移动； A中的含C量越高，Ms点越低，RA越多。原因：在Ac1 以上温度时，随钢中碳含量增大，奥氏体碳含量不增高，而未溶渗碳体量增多，因它们能作为结晶核心，促进奥氏体分解，所以C曲线左移。 4、片状珠光体形核方式，位置及原因（1）在共析与过共析钢中，通常以Fe3C为领先相;在亚共析钢中，不排除以为领先相的可能。 （2）珠光体经常在晶界（两个或三个晶粒交界处）或者在相界面（如/剩余Fe3C或/）上形
10、核。 （3） 原因： 晶界或相界上缺陷多，能量高，易于扩散，有利于产生成分、能量和结构起伏，易于满足形核条件。5、珠光体长大的方式有哪些？前向（纵向）长大；侧向（横行）长大：协作长大、分枝长大 板条马氏体：低碳钢、中碳钢形成，显微组织由许多成群的板条组成，亚结构主要为位错，也称位错马氏体。片状马氏体：纤维组织为针状或竹叶状，存在孪晶，也称孪晶马氏体。碳含量在0.6%以下时基本上为板条马氏体；大于1.0%大多是针状马氏体，在0.61.0 之间为板条和针状马氏体的混合组织。性能：板条马氏体强度高、塑性韧性较好；针状马氏体存在过饱和度大、内应力高、存在孪晶结构，硬而脆，塑性、韧性极差，但晶粒细化得到
11、的隐晶马氏体却有一定的韧性。 6、马氏体转变的特征：（1）非扩散型转变；（2）形成速度很快；（3）转变不彻底，总留有残余奥氏体；（4）体积膨胀；（5）化学成分不变；（6）切切变共格性；（7）新旧相之间具有一定的位相关系；（8）需要很大的过冷度（几百）；（9）马氏体转变在一个温度范围内进行；（10）应力对马氏体转变有很大影响。7.时效：合金在脱溶过程中其机械性能、物理性能、化学性能等随之发生变化，这种现象称为时效。自然时效：室温下放置产生的时效。人工时效：加热到室温以上某一温度进行的时效。发生时效现象的条件：在其相图上有溶解度变化；并且固溶度随温度降低而显著减小；高温固溶的合金元素，急冷后成为过
12、饱和的状态；在低温状态下，合金元素仍有一定的扩散速度。 8、回火转变的过程（1）M中C的偏聚与群集化；（2）M的分解；（3）残余A的转变；（4）碳化物的析出和变化；（5）相的回复、再结晶。离位析出：X-碳化物不是由-碳化物直接转变来的，是通过-碳化物溶解，并在其他地方重新形核、长大的方式形成的。9、回火马氏体：100350回火所得，是极细的-碳化物和低过饱和度的固溶体组成。具有高硬度和高耐磨性。回火屈氏体：300500回火所得，铁素体基体与大量弥散分布的细粒状渗碳体的混合组织。具有高的屈服强度和弹性极限，同时也具有一定韧性。回火索氏体：500650回火所得，粗粒状渗碳体和再结晶多边形铁素体的混
13、合组织。强度、塑性和韧性都比较好。27、回火过程中产生的回火脆性以及预防措施和二次硬化现象:回火温度升高时，钢的冲击韧性在250400和450650两个区间冲击韧性明显下降，这种催化现象称为回火脆性。第一类回火脆性（250400）：原因是在250以上回火时，碳化物薄片沿板条马氏体的板条边界或针状马氏体的孪晶带和晶界析出，破坏了马氏体之间的链接，降低了韧性。这类回火脆性无法避免，几乎在所有的钢中都会出现，回火时避开此温度区间。第二类回火脆性（400650）：原因是磷、锡、铅、砷等杂质元素在原奥氏体晶界上偏聚，或以化合物形式析出，降低了晶界的断裂强度。主要在合金结构钢中出现，碳素钢一般不出现这类回
14、火脆性。防止措施：对于用回火脆性敏感钢制造的小尺寸的工件，可采用高温回火后快速冷却的方法；也可通过提高钢的纯度，减少钢中的杂质元素，以及在钢中加入适量的Mo、W等合金元素，来抑制杂质元素向晶界偏聚，从而降低钢的回火脆性，对于大面积工件用钢广泛采用这种方法；对亚共析钢可采用在A 1A3临界区加热亚温淬火的方法，使P等有害杂质元素融入铁素体中，从而减小这些杂质在原始奥氏体晶界上的偏聚，可显著减弱回火脆性。此外，采用形变热处理方法3也可以减弱回火脆性。二次硬化：钢中加入Mo、W、V、Ti、Nb、Co等元素时，经淬火并在500600区间回火时，不仅硬度不降低，相反可升高到接近淬火钢的硬度值.1、退火：
15、是将钢加热到低于或高于Ac1 点以上温度，保持一定时间后缓慢地炉冷或控制冷却速度，以获得平衡态组织的热处理。正火：将钢材加热到Ac3 或Acm以上适当的温度，保持适当时间后在空气中冷却，得到珠光体类组织的热处理工艺。淬火：将钢加热至Ac1 或Ac3 以上某一温度，保温以后以大于临界冷却速度冷却，得到介稳定态的马氏体或下贝氏体组织的热处理。回火：将淬火的合金过饱和固溶体加热到低于相变临界点（A1）温度，保温一段时间后再冷却到室温的热处理2、扩散退火：将金属铸锭、铸件或钢坯在略低于固相线的温度下长期加热，消除或减少化学成分偏析以及显微组织的不均匀性，以达到均匀化目的的热处理工艺。完全退火：将钢件加
16、热到Ac3 以上2030，使之完全奥氏体化，然后缓慢冷却，获得接近于平衡组织的热处理工艺。不完全退火：将钢件加热至Ac1 和Ac3（或Accm）之间，经过保温并缓慢冷却，以获得接近平衡组织的工艺。（也称软化退火） 球化退火：将钢件加热至Ac1 和Ac1 以上1030之间再冷却，使钢中的碳化物球状化，或获得“球状珠光体”的退火工艺。可分为一次球化退火和周期球化退火。再结晶退火：经冷变形后的金属加热到再结晶温度以上，保持适当时间，使形变晶粒重新转变为均匀的等轴晶粒，以消除形变强化和残余应力的热处理工艺。去应力退火：去除由于形变加工、锻造、焊接所引起的及铸件内存在的残余应力而进行的退火工艺。去氢退火
17、：将钢加热到Ac3 以上，然后迅速冷却到C 曲线“鼻尖”稍下一点温度等温并保持较长时间，使氢原子从钢内逸出的热处理工艺。等温退火：将钢件加热到高于Ac3 (或Ac1 ) 的温度，保温适当时间后，较快地冷却到珠光体区的某一温度，并等温保持，使奥氏体等温转变，然后缓慢冷却的热处理工艺。 3、对于大型铸件为什么需要均匀化退火？通过热处理能否完全改善钢中的偏析？为什么？大型铸件在结晶过程中会发生偏析现象，造成大型铸件成分差异大，组织与性能不均匀，导致压力加工或热处理时形成废品以及机械性能恶化。通过过均匀化退火可以有效改善钢中偏析，防止带来危害。对于未开坯或铸造的大型原件铸态组织未被破坏，无法完全改善钢
18、中的偏析。 4、有一批45钢齿轮，其工艺路线为锻造-热处理-机械加工-高频淬火-回火。试问锻后应进行何种热处理？采用正火或退火处理可细化组织，调整硬度，改善切削加工性。 5、淬火的分类按冷却方式的分类：单介质淬火、双介质淬火、分级淬火、等温淬火按加热温度的分类：完全淬火：加热温度高于Ac3，全部A化后冷却，适用于亚共析钢和共析钢；不完全淬火：加热温度高于Ac1，适用于过共析钢。 6、淬火加热温度为多少？为什么？亚共析钢的淬火温度一般为Ac3 以上30 50。亚共析钢加热到Ac3 以下时，淬火组织中会保留先共析F，淬火后会出现软点，使硬度达不到要求；同时由于这种组织的不均匀性，还可能影响回火后的
19、机械性能。但为了不致于引起A晶粒的粗化以及尽可能减小淬火缺陷，温度还不能过高，一般为Ac3 以上30 50。过共析钢的淬火温度一般为Ac1 以上30 50。过共析钢在淬火加热前都要经过球化处理，如果网状渗碳体存在，则应先正火予以消除，然后再加热淬火；故加热至Ac1 以上时，其组织是A和一部分未溶的粒状碳化物（渗碳体）。淬火后，A转变为M，未溶碳化物被保留下来，这不但不会降低钢的硬度，反而对提高耐磨性有利。共析钢淬火温度低于Accm。A中溶入C量增加使Ms点降低，淬火后残余A量增多，使钢的硬度下降；A 的晶粒粗化，淬火后得到粗大M，增大脆性；钢的脱碳氧化严重，降低淬火钢的表面质量；增大淬火应力，
20、从而增大工件变形与开裂倾向。 7、常用的淬火介质：水、盐碱溶液、油、有机物水溶液及乳化液 8、为什么40CrNiMo比45钢的淬透性好？ 40CrNiMo当中具有很多合金元素，溶于奥氏体后，降低了临界冷却速度，使C曲线右移，提高了钢的淬透性。 9、淬区别：淬透性是钢在淬火时形成马氏体的能力，是钢在规定条件下的一种工艺性能。淬透层深度是指实际工件在具体条件下淬火得到表面马氏体到半马氏体处的距离，它与钢的淬透性、工件的截面尺寸和淬火介质的冷却能力有关。淬透性好，工件截面尺寸小，淬火介质的冷却能力强，则淬透层深度越大。淬硬性指钢淬火后能达到的最高硬度，主要取决于马氏体的含碳量。 10、常用的淬火方法
21、：单介质淬火：将奥氏体状态的工件放入一种淬火介质中一直冷却到室温的淬火方法。双介质淬火：先将奥氏体状态的工件在冷却能力强的淬火介质中冷却至接近Ms点温度时，再立即转入冷却能力较弱的淬火介质中冷却，直至完成马氏体转变。分级淬火：将奥氏体状态的工件首先淬入略高于钢的Ms点的盐浴或碱浴炉中保温，当工件内4外温度均匀后，再从浴炉中取出空冷至室温，完成马氏体转变。等温淬火：将奥氏体化后的工件在稍高于Ms温度的盐浴或碱浴中冷却并保温足够时间，从而获得下贝氏体组织的淬火方法。预冷淬火：将奥氏体化后的工件先在空气或热水中经过一段时间的预冷，待工件温度降至临界点稍上一点温度后再淬入冷却介质中的淬火方法。1、过热
22、与过烧：过热：淬火加热温度过高，或在相当高的温度下停留时间过长，使A 晶粒粗大，淬火后得到粗针状M的现象。过烧：淬火温度太高，致使A 晶界产生熔化现象，晶界有氧化物网络，使得无法补救，工件报废后重熔的现象。 2.调制处理:淬火后高温回火，以获得回火索氏体组织的热处理工艺 3.合金钢与碳钢相比，为什么它的力学性能好？热处理变形小？而且合金工具钢的耐磨性也比碳素工具钢高？答：由于合金钢中的合金元素能溶入基体起固溶强化作用，只要加入适量并不降低韧性； 除了Co、Al以外的大多数合金元素只要能溶入奥氏体中均使CCT或C曲线右移，使临界冷速KC变小，提高钢的淬透性，从而使力学性能（ 特别是S和aK值）在
23、整个截面上均匀一致，因此合金钢的力学性能好。又因合金钢淬透性较高，可用较小的冷速进行淬火，使热应力大大降低，从而使其热处理变形小。合金工具钢中存在着比渗碳体熔点、硬度都高得多的合金渗碳体及特殊类型碳化物、氮化物等，因而合金工具钢的硬度、热稳定性及耐磨性等均比碳素工具钢高。 4、热滞冷滞：加热时相变温度偏向高温，冷却时偏向低温，这种现象称为滞后（热滞和冷滞）。5、非共析钢与共析钢形成奥氏体转变过程的比较答：亚共析钢与过共析钢的珠光体加热转变为奥氏体过程与共析钢转变过程是一样的，即在Ac1温度以上加热无论亚共析钢或是过共析钢中的P均要转变为A。不同的是还有亚共析钢的F的转变与过共析钢的Fe3C的溶
24、解。更重要的是F的完全转变要在Ac3以上， Fe3C的完全溶解要在温度Accm以上。即亚共析钢加热后组织全为奥氏体需在Ac3以上，对过共析钢要在Accm以上。如果亚共析钢仍仅在 Ac1Ac3 温度之间加热，无论加热时间多长加热后的组织仍为 F 与 A 共存。对过共析钢在 Ac1Accm 温度之间加热，加热后的组织应为Fe3C 与 A 共存。加热后冷却过程的组织转变也仅是奥氏体向其它组织的转变，其中的 F 及 Fe3C 在冷却过程中不会发生转变。6、非共析钢与共析钢奥氏体等温转变的比较（C 曲线）答：亚共析钢的过冷 A 等温转变曲线与共析钢 C 曲线不同的是，在其上方多了一条过冷 A 转变为铁素
25、体（F）的转变开始线。亚共析钢随着含碳量的减少，C 曲线位置往左移，同时 Ms、Mf 线住上移。亚共析钢的过冷 A 等温转变过程与共析钢类似。只是在高温转变区过冷 A 将先有一部分转变为 F，剩余的过冷 A 再转变为 P 型组织。过共析钢过冷 A 的 C 曲线的上部为过冷 A 中析出二次渗碳体(Fe3CII)开始线。当加热温度为 Ac1 以上 3050时，过共析钢随着含碳量的增加，C 曲线位置向左移，同时 Ms、Mf 线往下移。 过共析钢的过冷 A 在高温转变区，将先析出 Fe3CII，其余的过冷 A 再转变为珠光体型组织。7、非共析钢与共析钢连续冷却的比较 答：1）亚共析钢与共析钢连续冷却转
26、变的差异亚共析钢过冷 A 在高温时有一部分将转变为 F，而共析钢没有 F 的转变。亚共析钢过冷 A 在中温转变区会有少量贝氏体（上 B）产生，共析钢没有。2）过共析钢与共析钢连续冷却转变的差异：过共析钢过冷 A 在高温区，将首先析出二次渗碳体（Fe3C） ，而后转变为其它组织。由于过共析钢奥氏体中碳含量高，所以油冷、水冷后的组织中应包括残余奥氏体(AR ） 。过共析钢与共析钢一样，其冷却过程中无贝氏体（B）转变。8、为什么奥氏体转变温度越高，完成转变所需的时间越短？ 温度越高，A 与 P 之间的自由能差越大，也就是相变驱动力越大；温度越高，过热度越大，临界晶核的尺寸就越小，形成 A 晶核所需的
27、浓度起伏越低；温度越高，Fe 和 C 原子的扩散速度越快，同时 A 内的浓度梯度越大，A 相界面上的 C 浓度差越大。以上因素促进 A 的形核与长大，A 形成加速。9.淬火时的内应力：热应力、组织应力、瞬时应力、残余应力。 10.淬火裂纹：工件淬火冷却时，如其瞬时内应力超过该钢的断裂强度，则将发生淬火裂纹。分类：纵向裂纹、横向裂纹和弧形裂纹、表面裂纹（或网状裂纹） 11.材料的硬、软与屈服强度（断裂强度）、变形抗力有关 12.材料的屈服强度一般是指在单向拉伸时的屈服强度。 13. 塑性（范性）是一种在某种给定载荷下,材料产生永久变形的材料特性。 14.材料中存在以下三种位错的起源（成核）机制：
28、均匀成核、晶界成核和界面成核，其中最后一种包括各种沉淀相、分散5相或增强纤维等等。 15.位错的增殖机制主要也有三种机制：弗兰克-里德位错源（Frank-Read source）机制、双交滑移增殖机制，和攀移增殖机制。16.当变形金属被加工到一定高度，原子活动能力较强时，会在变形晶粒或晶粒内的亚晶界处以不同于一般结晶的特殊成核方式产生新晶核 17.再结晶没发生晶格类型的变化（无相变），只是晶粒形态和大小的变化。 18.在对金属材料进行塑性变形加工（拉深、冷拔等）时为了消除加工硬化需要进行再结晶退火 19.晶粒长大其实质是一种晶界的位移过程 20.冷加工一般指在绝对温度低于 0.4 Tm 下对材
29、料进行的机械加工，Tm 为材料熔点的绝对温度 21.变形抗力和变形力数值相等，方向相反；一般用平均单位面积变形力表示其大小，与应力状态有关。1.发生塑性变形与应力状态有关、而不跟应力大小有关 2 多数材料，塑性应变的大小与加载速率快慢有关。 3.工程上通常又在一小时之内能够完成再结晶过程的最低温度称为再结晶温度。 4.在对金属材料进行塑性变形加工（拉深、冷拔等）时为了消除加工硬化需要进行再结晶退火。 5.不均匀变形是金属塑性变形不可避免的。 6.物体的力学状态相同，若所考察的面的位置发生变化，应力状态的表示方法也变化。7.应力主方向：主平面上的法线方向则称为应力主方向或应力主轴。对于任意一点的
30、应力状态，一定存在相互垂直的三个主方向、三个主平面和三个主应力。 8.在给定的外力作用下，物体中任一点的 主应力数值 与 方向 即已确定，与坐标系的选择无关。 9.已知一点的应力状态，切应力=0 的主应力面，通常有 3 个且相互垂直 10.金属塑性变形过程中，拉应力最易导致材料的破坏，压应力则有利于减少或抑制破坏的发生与发展 11.平均应力是指三个正应力和的平均值，它只引起微元体的体积变形，对塑性变形不产生影响。12.三个应力分量相等或三个应力分量均为平均应力的应力状态称为球应力状态16.应力偏量只引起微元体的形状变化，而不产生体积变化。材料的塑性变形主要与应力偏量有关。13.当受力物体(质点
31、)中的最大切应力达到某一定值时，该物体就发生屈服。或者说，材料处于塑性状态时，其最大切应力是一不变的定值，该定值只取决于材料在变形条件下的性质，而与应力状态无关。所以又称最大切应力不变条件。14.应变是表示变形大小的一个物理量 15.一点的应变状态不可能是同号应变 16.塑性变形时相互垂直的三个方向上对数变形之和等于零； 17.在三个主变形中，必有一个与其它二者符号相反，其绝对值与其它两个之和相等，即绝对值而最大。18.受力物体内质点处于单向应力状态时，只要单向应力大到材料的屈服点时，则该质点开始由弹性状态进入塑性状态，即处于屈服。19.受力物体内质点处于多向应力状态时，必须同时考虑所有的应力
32、分量。在一定的变形条件(变形温度、变形速度等)下，只有当各应力分量之间符合一定关系时，质点才开始进入塑性状态，这种关系称为屈服准则，也称塑性条件 20.密赛斯屈服准则的物理意义：当材料的质点内单位体积的弹性形变能（即形状变化的能量）达到某临界值时，材料就屈服 21.在通常的工作应力下，应力球张量对材料屈服的影响较小，可忽略不计。如果应力球张量的三个分量是拉应力，那么球张量大到一定程度后材料就将脆断，不能发生塑性变形。22.应力状态对塑性的影响，实际上是通过静水压力 m 起作用的 23.可锻性的优劣一般常用金属的塑性和变形抗力两个指标来衡量 24 大拉应变理论：（第二强度理论） 该理论认为，脆断
33、破坏主要是由最大拉应变引起的。在复杂应力情况下，若危险点的最大拉应变 1 超过材料单向拉伸极限状态时的线应变，则强度不足。由广义胡克定律导出，强度条件为： 1-(2+3) 25.金属在热状态下的成形性能通常用金属的可锻性(Forgeability)来衡量 26.金属的组织不同，其可锻性有很大的差别。通常单相组织的可锻性比多相组织的可锻性好 27.不同的金属或合金对上述力学性能参量有不同的影响。通常面心立方金属或合金比体心方金属或合金具有低的屈服强度、更好的塑性和较大的n 值，故其冷成形性能比体心立方金属或合金好。 28.轧制是金属坯料在旋转轧辊的间隙中靠摩擦力的作用连续进入轧辊而产生塑性变形的
34、一种压力加工方法 29.材料轧制过程中一般将控制轧制分为奥氏体再结晶区控制轧制(又称为型控制轧制)、奥氏体未再结晶区控制轧制(又称为型控制轧制)和奥氏体铁素体两相区控制轧制三种方式 30.秒流量相等原则：单位时间内通过变形区内任一横断面的金属体积应该为一常数 31.轧制压力是轧制时轧辊施加于轧件使之变形的力。但通常把轧件施加于轧辊总压力的垂直分量称为轧制压力。32.轧机弹跳轧制时的辊缝随所受的轧制力（rolling force）而增大,轧制时辊缝和空载时辊缝之差的平行平均值叫作辊缝弹跳量 33.热挤压生产型材6或管材的一般工艺流程如下：坯料准备加热挤压冷却矫正酸洗成品 33.拉拔是在外加拉力的
35、作用下迫使金属坯料通过模孔以获得相应形状、尺寸制品的一种塑性加工方法，它是生产棒材、型材、线材和管材的主要方法之一 34.拉拔通常都是在冷态下进行的，其一般工艺流程如下：坯料打头酸洗清理润滑拉拔脱脂退火成品35、简述液态金属的结构。答：液态金属的短程有序、长程无序结构（1）原子团（由十几到几百个原子组成）内，原子间仍然保持较强的结合力和原子排列的规律性，既短程有序；（2）原子团间的距离增大（产生空穴） ，结合力减小，原子团具有流动性质；（3）存在能量起伏和结构起伏；（4）随温度的提高，原子团尺寸减小、流动速度提高。 36、液态金属的有哪些重要的性质。答：1.液态金属的结构,短程有序、长程无序
36、2.液态金属的粘度 3.液态金属的表面张力 4.金属凝固时的体积变化1、影响金属熔体粘度的因素有哪些？答：（1）温度，粘度随温度的提高而降低。 （2）化学成分，共晶成分的液态合金的粘度最低。 （3）固态颗粒含量，粘度随颗粒体积百分含量的提高而提高。2、金属氧化的热力学判据是什么？答：在标准状态下，金属的氧化趋势、氧化顺序和可能的氧化烧损程度，一般可用氧化物的标准生成自由焓变量G0，分解压 Po2 或氧化物的生成热H0 作判据。通常G0、Po2 或H0 越小，元素氧化趋势越大，可能的氧化程度越高。3、氧化精练的原理和过程是什么？答：原理： 利用氧将金属中的杂质氧化成渣或生成气体而排除。工艺步骤：
37、（1）将杂质元素及部分基体金属氧化； （2）去除杂质元素氧化物；（3）将氧化的基体金属氧化物还原。 4、氧化精炼的实质及热力学条件是什么？答：氧化精炼的实质是利用氧将金属中的杂质氧化成渣或生成气体而排除的过程；热力学条件是：杂质元素对氧的亲和力大于基体金属对氧的亲和力。5、金属挥发的影响因数有那些？答：（1） 熔体温度；温度越高，蒸气压越大，挥发速率越快，挥发损失就越大；（2）金属及合金元素；蒸气压大，蒸发热小，沸点低的金属易发损失；（3）炉膛压力炉膛压力对金属挥发损失影响很大。一般压力越小，挥发损失越大。 （4） 其他因素 ；时间、比表面积和氧化膜的性质。 6、简述夹渣的来源及去除方法 答：
38、夹渣的来源可分为外来夹渣和内生夹渣两种。外来夹渣是由原材料带入的或在熔炼过程中进入熔体的耐火材料、熔剂、锈蚀产物、炉气中的灰尘以及工具上的污物等。内生夹渣是在金属加热及熔炼过程中，金属与炉气和其他物质相互作用生成的化合物（如氧化物、碳化物、氮化物和氢化物等） 。去除方法：（1）静置澄清法（2）浮选法（3）熔剂法（4）过滤法 7、金属熔体中气体的存在形式有哪些？答：气体在铸锭中有三种存在形态：固溶体、化合物和气孔。8、影响金属熔体中含气量的因素有哪些？答：（1）金属和气体的性质 （2）气体的分压 （3）温度 （4）合金元素 9、简述分压差脱气精练的原理和方法。答：分压差脱气精炼法可分为气体脱气法
39、、熔剂脱气法，沸腾脱气法和真空脱气法四种。（1）气体脱气法：1）惰性气体精炼：惰性气体是指那些本身不溶于金属熔体，且不与熔体发生化学反应的气体，如铝合金常用的氮气和氩气等。 2）活性气体精炼（铝合金用氯气脱气效果较好） 2Al+3Cl2=2AlCl3（主要反应）2H+Cl2=2HCl3）混合气体精炼 混合气体精炼能充分发挥惰性气体和活性气体的长处，并减免其害处（4）熔剂脱气法：使用固态熔剂脱气时，将脱水的熔剂用钟罩压入熔池内，依靠熔剂的热分解或与金属进行的化学反应所产生的挥发性气泡，达到脱氢的目的。 （5）真空脱气法：一般在 10 托真空度下能使铝熔体中的氢含量降到 0.1cm3/100g。
40、10、配料的计算方法和过程 答：配料计算程序如下：首先计算包括熔损在内的各成分需要量；其次计算由废料带入的各成分量；再计算所需中间合金和新金属料量；最后核算。配料计算的其他方法：配料计算其实是基于元素的含量平衡而进行的，因此在数学上有许多方法，如用求解多元一次方程的方法，设所需要的物料量为未知数，以每种元素平衡为一个方程，建立方程组进行求解即可。11、什么是中间合金，采用中间合金的理由是什么 ？答：中间合金：将有些单质做成合金，使其便于加入到合金中，解决烧损，高熔点合金不易熔入等问题同时对原材料影响不大的特种合金。 理由：（1）是为了便于加入某些熔点较高且不易溶解或易氧化、挥发的合金元素，以便
41、更准确地控制成分。 （2）使用中间合金作炉料，可以避免熔体过热、缩短熔炼时间和降低熔损。12、什么叫溶质再分布？答：溶质再分布是合金在非平衡凝固时，铸件成分偏离原始成分、随凝固过程和条件不同，先后凝固部分的成分不均匀、不一致的7现象。13、为什么在非平衡凝固条件下，单相合金凝固铸件中会出现共晶体？答：凝固过程中溶质再分布的基本关系式 CS*=kC0 (1-fS)(k-1) CL*=CL= C0fL(k-1) 在这一情况下的溶质再分布，会导致铸锭成分分布不均匀，在凝固后期，液相成分远高于 C0，甚至可达到共晶体分成 CE，使单相合金铸锭中出现共晶组织。 14、什么叫成分过冷？答：如果界面前沿液体
42、的实际温度 T 实低于 TL，则这部分液体处于过冷状态。这一现象称为成分过冷。15、试分析溶质再分布、成分过冷对铸锭组织的影响。答：在凝固过程中，由于偏析使固/液界面前沿液体的平衡液相线温度降低，界面处成分过冷度减小，致使界面上晶体的生长受到抑制，枝晶根部出现缩颈而易于游离。成分过冷的作用：1、溶质偏析造成过冷度不一致使界面不稳定；2、晶粒或枝晶根部形成缩颈；3、界面液态内的过冷度大，有利于晶粒的存在和生长。16、细化铸锭组织的方法有哪些？答：（1）增大冷却强度（2）在保证铸锭表面质量的前提下，宜用低温浇注（3）加强金属液流动 5）改变浇注方式 6）锭模周期性振动 7）超声波细化技术 8）搅拌
43、（9）变质处理 15、什么是计算成分？ 答：一般是取各元素的中限（即平均成分）作为计算成分。1、成分过冷是怎样影响铸件组织的形态的？答：随着成分过冷由弱到强，单相合金的固/液界面生长方式依次成为平面状、胞状、胞状-树枝状四种形式，得到的晶体相应为平面柱状晶、胞状晶、胞状枝晶以及柱状枝晶和自由枝晶。平面柱状晶：G L/R 很大时不出现成分过冷。此时界面以平面状生长。由于 GL大，界面某处偶然有个别晶体凸出生长，便伸入到过热的液体（与成分-熔点有关）中，会立即被熔化，使界面仍保持为平面。在这种情况下，只能随着热经凝壳向外导出，界面才能继续向前推进。胞状晶：若出现成分过冷，固/液界面便不能保持平面状
44、，凝固将在界面过冷度较大的地方优先进行，即在溶质偏析度较小的地方优先进行。它是在成分过冷较弱，或 GL较大、R 较小的条件下形成的。胞状枝晶以及柱状枝晶：随着凝固速度 R 的增大，成分过冷增强，胞状晶将沿着优先生长方向加速生长，其横断面也受晶体学因素的影响而出现凸缘结构；凝固速度进一步增大，该凸缘会长成锯齿状，即形成二次枝晶。自由枝晶：其形成条件是要有较强的成分过冷或较小的 G1/R 值。成分过冷越强，界面处成分过冷度越小，在界面前沿液体中越易于形成自由枝晶。2.主要的凝固缺陷有哪些？答：偏析、缩孔、裂纹、气孔及非金属夹杂物 3、带状偏析是怎样产生的？答：在界面上偏析较小的地方，晶体将优先生长
45、并突破偏析层，长出分枝，富溶质的液体被封闭在枝晶间，当枝晶断续生长并与相邻村枝晶连接一起时，形成宏观的平偏析界面。带状偏析的形成与固/液界面溶质偏析引起的成分过冷有关。 4、产生缩孔和缩松的原因是什么？答：产生缩孔和缩松的最直接原因，是金属液凝固时发生的凝固体收缩。纯金属和共晶合金的凝固收缩只是相变引起的，故与温度无关。 （是等温相变收缩）具有一定结晶温度范围的合金，凝固体收缩是相变和温度变化引起的，故与结晶温度范围有关，因而与合金成分有关。缩松的产生还与熔体含气量有关。5、铸锭过程中的热应力是怎样产生的？答：热应力是铸锭凝固过程中温度场（变化）引起的： 凝固开始时，铸锭外部冷得快，温度低，收
46、缩量大；内部温度高，冷得慢，收缩量小。由于收缩量和收缩速率不同，铸锭内外层之间，便会互相阻碍收缩而产生应力。温度高收缩量小的内层会阻碍温度低收缩量大的外层收缩，使收缩量大的外层受拉应力（+） ，收缩量小的内层则受压应力（-） 。 6、为什么说铸锭中气孔的形成只可能是非均匀形核？答：由于气体原始浓度 C0一般较小，而凝固速度通常又较大，因而仅靠气体偏析来增大固/液界面前沿浓度，促使气泡均质形核是非常困难的，甚至是不可能的。 PP 外=P 0+g h + 2 /r 当 r 很小时，所需的 P 很大，大到不可能实现的程度。 因此， 气泡的形核有且只有是非均匀形核。 7、你怎么知道某种材料的化学成分？
47、答：根据熔炼合金的化学成分、加工和使用性能，确定其计算成分。计算成分的选择还与合金的用途及使用性能、加工方法及工艺性能、合金元素的熔损、杂质的吸收和积累以及节约贵重金属的考虑等有关。一般是取各元素的中限（即平均成分）作为计算成分。8、熔铸材料所用的料有哪些？答：新金属料、废料及中间合金 9、什么是平衡分布系数？答：它表示同一温度下固相成分 CS与其相平衡的液相成分 CL之比值，即：k=C S/CL 20、什么是成分过冷？答：如果界面前沿液体的实际温度 T 实低于 TL，则这部分液体处于过冷状态。这一现象称为成分过冷。10、什么是变质处理？答：变质处理是指向金属液内添加少量物质，促进金属液生核或
48、改变晶8体生长过程，使铸态组织细化的一种方法 11、细化晶体尺寸有什么好处？ 答：细化晶粒不仅提高金属的强度，同时还提高其韧性。前者是因为晶界阻碍滑移，后者是因为晶界不仅阻碍裂纹的扩展，而且随着晶界数量的增多，在每一晶界处的应力集中更小了。是唯一一种同时可以增大强度及韧性的方法。 12、微观偏析是指一个晶粒范围内的偏析，宏观偏析是指较大区域内的偏析 15、什么是合金化？答：以扩散和化学反应为标志，形成合金。13、固态下发生合金化的根本原因（基本原理）是什么？答：利用机械作用使原料发生强烈的变形及粉碎。并在不断的变形、粉碎及焊合的循环中发生合金化，形成均匀成分的合金。其中引入大量应变、缺陷以及纳
49、米量级的微结构，因而具有特殊的热力学和动力学特征，可以制备出在常规条件下难以合金化的新合金。14、机械合金化的技术特点是什么？答：(1)工艺简单，过程容易控制。 (2)能在室温下实现合金化。(3)与粉末冶金及自蔓延高温合成工艺相比，机械合金化不受混料均匀化的制约，将原料混合及合金化一次完成。 (4)制备体系范围大。 (5)诱发固态相变，制备非晶及准晶材料，从而避开了准晶、非晶形成时对熔体冷速及形核条体的苛刻要求。 (6)可形成稳态相，也可制备出一系列的纳米晶材料和过饱和固溶体等亚稳态材料。(7)能实现弥散、固溶和细晶三位一体的强化机制。(8)可诱发在常温或低温下难以进行的多相化学反应。15、什么叫绝热温度？答：绝热温度是假设体系在没有热量损失的条件下，化学反应放出的热量使体系能够达到的最高温度。1、MA 方法获得纳米晶、非晶材料的机制是什么？答：纳米晶材料的形成机制：在高应变速率下，由位错密集网络组成的切变带的形成是主要的形变机制。这些变形
