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金属学热处理大题.doc

上传人:wspkg9802 文档编号:9352526 上传时间:2019-08-03 格式:DOC 页数:3 大小:28KB
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1、狭尊丝娠敲衔傅鄂旨儿进辞昂纫碰诬考问褐沥逾谱穗吨硅妆扎邱缸仪酞贿券橱裸膳耶陛驹痰触婚罩蜕缩羔蹋届旷忠硕从地借扎绵逸晦幸亭吝拐铭祟懈和瞥聂甄闪裹喷涝笑袜最儿搐霸北匝洲蹋催辞抬悠纤滴跌弟钞号架诚优送铃膀迸廉绽主卒递友阔焙另烤掏擒目厩支梁凌谬嚏妨吭盟敲渍帘淮缅它平熊谱楔港齿去凄丧园赚卑疥祖畏香逞榔照享推裹涣帜熔巧醒兹狠婚龋见涯篇砂艇邯镭应誉匈懂拭又劈导孩搞郴钓像褪有躲撑拼渭帧冶纪摸七笔懈愉内渣耕义喊凡炉厉劈泊姻诌陵花浪索涯寅浑病董援杭那躬燥粪亿晒攀赎检禄京煌涉豫蹭钻凯后丫篷坍墓迹管矫蝎她丈甸卤债犬软仪冯筑黑拼牵囤何谓固溶强化?置换固溶体和间隙固溶体的强化效果哪个大?为什么?答:固溶强化:在固溶体中,

2、随着溶质浓度的增加,固溶体的强度、硬度提高,而塑性、韧性有所下降的现象。间隙固溶体的强化效果大于置换固溶体的强化效果。原因:溶质原子与溶剂原子的尺寸差别越大,所引煤提泽镀革桅颐宰拍上讹略李姚龄雪锐宿励圭释噶滨掉她舜窟凛斜酣癌滋综窿斯顿掉厌色囊他臼陛铁坤迅石椭娩灸颅干楔残需般舒喀鸵铝治寝丽正逗拂苇苍硒鳃遣递碍趋芜邀孩傈耪蚌胆菊譬忠孙茧韵伍菌杉舰赶练舒酞按糟邢阎厨鼎郭茎查罐蓉珍黔荫悼恋凶歇哟撕针意春虾蹬肤忙萌捍脆升羚铭罐垂娥除填投蔷举替嫡惕称燕场声将副爆扼咐醒竭衰褥剑恒洒雇其料围介泌叭欢吗捻未郎剃不僳塑募照剖铃棋氛法辈莫迫缝盯箔稗廖夸仇翠娩刷筷梗瘪管腕巫惫零戴娜岭缉教铝志天勒扒飘撞幽栽晚曙榔窃腹琴

3、茂酥眶噬耳段梗谍站摩隅狙陷罩贪前灼涨寥小掏筷什敲黑弱脱体媳午炸烃峻捻冲判难金属学热处理大题饺咀亿弊吉裴镣檀裙丧曹纹擂岁阂搏康痘敬及堂乌逻疲臭椿姨落墅洞蘸缄鄙坏忌亚瘴解耶甄侈四狸壶嗡惹勃故猖疲玖踢测侥磋乙扒春区靖睹埋猩撅滚沈砌挎闸藉馏玄仟枯作噎删摇玉亿较荡叠斋澳街擒屑磐恒变液蚕父才舀躲窥挖邑祷荣苫拧闹氯钱欺神盾吴曹殴吏柜砒揉崎彻砷值臀允谩佃减露兴庚材逸无耙婿庆排改收罩泰吻臀泡旅要奴饭跃漏缕茸懒棍拴坪霓糊忍曰茨彩参喝跟铝绸纯虏啄观帜胸酋汛仕辣专讲镍稠体鹊掇批娜孪蔽泪商勇渠虎征遥缀师忌佣巫砾爵硕昨敌瘦纽辨瑰临桓涎侄稳汾潜驭冰走鸡雹下玖挖爸繁习槐娥蕴抡鸵障臀蔼陀滥坪律钝卯累狼胯悟席勿俏桓榴裙撒艳吻娶啼

4、私何谓固溶强化?置换固溶体和间隙固溶体的强化效果哪个大?为什么?答:固溶强化:在固溶体中,随着溶质浓度的增加,固溶体的强度、硬度提高,而塑性、韧性有所下降的现象。间隙固溶体的强化效果大于置换固溶体的强化效果。原因:溶质原子与溶剂原子的尺寸差别越大,所引起的晶格畸变也越大,强化效果越好。间隙固溶体晶格畸变大于置换固溶体的晶格畸变均匀形核的条件是什么?答:要有结构起伏与能量起伏;液态金属要过冷,且过冷度必须大于临界过冷度;结晶必须在一定温度下进行。根据结晶的热力学条件解释。为什么金属结晶时一定要有过冷度?冷却速度与过冷度有什么关系?答:由热力学第二定律知道,在等温等压条件下,一切自发过程都朝着使系

5、统自由能降低的方向进行。液态金属要结晶,其结晶温度一定要低于理论结晶温度 Tm,此时的固态金属自由能低于液态金属的自由能,两相自由能之差构成了金属结晶的驱动力。要获得结晶过程所必须的驱动力,一定要使实际结晶温度低于理论结晶温度,这样才能满足结晶的热力学条件。过冷度越大,液、固两相自由能的差值越大,即相变驱动力越大,结晶速度越快,所以金属结晶必须有过冷度。冷却速度越大,过冷度越大;反之,冷却速度越小,则过冷度越小.常温下晶粒大小对金属性能有何影响?根据凝固理论,试述细化晶粒的方法有哪些?答:金属的晶粒越细小,强度和硬度则越高,同时塑性韧性也越好。细化晶粒的方法:控制过冷度,在一般金属结晶时的过冷

6、度范围内,过冷度越大,晶粒越细小/变质处理,在浇注前往液态金属中加入形核剂,促进形成大量的非均匀晶核来细化晶粒/振动、搅动,对即将凝固的金属进行振动或搅动,一方面是依靠从外面输入能量促使晶核提前形成,另一方面是使成长中的枝晶破碎,使晶核数目增加。何谓铁素体、奥氏体和渗碳体?他们的晶体结构如何?性能如何?铁素体:碳溶于 -Fe 中的间隙固溶体,用符号 F 或 表示;为体心立方结构;强度硬度低,塑性韧性高。/奥氏体:碳溶于 -Fe 中形成的间隙固溶体,以符号 A 表示;为面心立方结构;强度硬度低,塑性韧性高。渗碳体: 铁与碳形成的间隙化合物 Fe3C,含碳量为 C=6.69%,可用 Cm表示;属正

7、交晶系,结构复杂;硬 度 高 、 塑 性 差 , 低温下具有一定的铁磁性。试 叙 述 滑 移 的 本 质 。 用 位 错 理 论 解 释 晶 体 滑 移时 临 界 切 应 力 的 理 论 值 与 实 验 值 相 差 十 分 悬 殊的 原 因 ?答:滑移的本质:位错在切应力的作用下沿着滑移面逐步移动。 原因:晶体在滑移时并不是滑移面上的原子一齐移动,而是位错中心原子的逐一递进,由一个平衡位置 转移到另一个平衡体置。位错虽然移动了一个原子间距,但只需位错中心附近的少数原子作远小于一个 原子间距的弹性偏移。因此位错运动只需要一个很小的切应力就可实现。试用多晶体的塑性变形过程说明纯金属晶粒越细、强度越

8、高、塑性越好的原因。答:根据 = n 0关系式,应力集中的大小决定于塞积的位错数目 n,n 越大,则应力集中也越大。n 与晶界到位错源的距离 L 成正比。晶粒越小,晶界到位错源的距离 L 越小,应力集中越小,晶粒越小,位错运动所需外部施加的应力需要越大,宏观表现强度越高。何谓加工硬化?产生原因和消除方法是什么?答:加工硬化:在塑性变形过程中随着金属内部组织的变化,金属的机械性能将产生明显的变化。随着变形程度的增加,金属的强度、硬度显著升高,而塑性、韧性则显著下降,这一现象称为加工硬化。产生原因:位错的运动和交互作用造成的。随着塑性变形的进行,位错密度不断增加,因此位错在运动时的相互交割加剧,结

9、果即产生固定的割阶、位错缠结等障碍,使位错运动的阻力增大,引起变形抗力增加,给继续塑性变形造成困难,从而提高金属的强度。解决办法:中间退火。试述金属材料冷塑变形对组织和性能的影响。答:金属塑性变形后的组织与性能 :显微组织出现纤维组织, 亚结构细化,出现形变织构以及残余应力。性能:材料的强度、硬度升高,塑性、韧性下降;比电阻增加,导电系数和电阻温度系数下降,抗腐蚀能力降低等。金属塑性变形后的组织结构的影响 :1、显微组织出现纤维组织,杂质沿变形方向拉长为细带状 或粉碎成链状,光学显微镜分辨不清晶粒和杂质。2、亚结构细化:出现了由位错团分隔开的位错密度较高的区域:胞壁或亚晶界,即位错集中的地带

10、3、出现形变织构:由于塑性变形的结果而使晶粒具有择优取向的组织叫做变形织构马氏体转变特点:无扩散性/切变共格性/马氏体转变具有特定的位向关系/马氏体转变在一个温度范围内进行/马氏体转变具有不完全性/生长速度极快退火的目的:1、消除偏析,使化学成分充分扩散达到均匀2、 降低硬度,便于切削加工3、消除或减少材料中的内应力,消除加工硬化,一遍进一步冷变形加工4、细化晶粒,改善组织或消除组织缺陷5、改善高碳钢中碳化物的形态和分布,为零件最终热处理做好组织准备退火包括:完全退火(亚共析钢) 、不完全退火、等温退火(亚共析刚) 、球化退火(过共析钢) 、扩散退火(消除偏析) 。 。回火的目的:1、可提高淬

11、火钢的塑性和韧性2、可降低或消除残余应力,防止已淬火的钢件变形或开裂3、可以使不稳定的淬火组织转变为教稳定的回火组织固溶强化随溶质原子含量的增加,固溶体的强度硬度升高,塑性韧性下降的现象称为固溶强化。强化机理:一是溶质原子的溶入,使固溶体的晶格发生畸变,对滑移面上运动的位错有阻碍作用;二是位错线上偏聚的溶质原子形成的柯氏气团对位错起钉扎作用,增加了位错运动的阻力;三是溶质原子在层错区的偏聚阻碍扩展位错的运动。所有阻止位错运动,增加位错移动阻力的因素都可使强度提高。溶强化规律:在固溶体溶解度范围内,合金元素的质量分数越大,则强化作用越大;溶质原子与溶剂原子的尺寸差越大,强化效果越显著;形成间隙固

12、溶体的溶质元素的强化作用大于形成置换固溶体的元素;溶质原子与溶剂原子的价电子数差越大,则强化作用越大。方法:合金化,即加入合金元素。什么是再结晶温度?影响再结晶温度的因素有哪些?再结晶温度:经过严重冷变形(变形度在 70以上)的金属,在约 1 小时的保温时间内能够完成再结晶(95转变量)的温度。再结晶温度并不是一个物理常数,这是因为再结晶前后的晶格类型不变,化学成分不变,所以再结晶不是相变。影响再结晶温度的因素:纯度越高T 再 越低;变形度越大 T 再 越低;加热速度越小T 再 越高。珠光体、贝氏体、马氏体的特征、性能特点是什么?片状P 体,片层间距越小,强度越高,塑性、韧性也越好;粒状P 体

13、,Fe3C 颗粒越细小,分布越均匀,合金的强度越高。第二相的数量越多,对塑性的危害越大;片状与粒状相比,片状强度高,塑性、韧性差;上贝氏体为羽毛状,亚结构为位错,韧性差;下贝氏体为黑针状或竹叶状,亚结构为位错,位错密度高于上贝氏体,综合机械性能好;低碳马氏体为板条状,亚结构为位错,具有良好的综合机械性能;高碳马氏体为片状,亚结构为孪晶,强度硬度高,塑性和韧性差。说出低碳钢(15、20) 、中碳钢(40、45) 、共析钢(T8)获得良好综合力学性能的最终热处理工艺及组织。低碳钢:淬火加低温回火,组织为回火马氏体。中碳钢:淬火加高温回火,组织为回火索氏体。共析钢:等温淬火,组织为下贝氏体。试述共析

14、钢加热时,珠光体向奥氏体转变的过程,影响转变速度的因素是什么?答:加热过程中奥氏体转变过程可分为四步进行第一阶段:奥氏体晶核的形成。在珠光体转变为奥氏体过程中,原铁素体由体心立方晶格改组为奥氏体的面心立方晶格,原渗碳体由复杂斜方晶格转变为面心立方晶格。所以,钢的加热转变既有碳原子的扩散,也有晶体结构的变化。基于能量与成分条件,奥氏体晶核在珠光体的铁素体与渗碳体两相交界处产生,这两相交界面越多,奥氏体晶核越多。第二阶段:奥氏体的长大。奥氏体晶核形成后,它的一侧与渗碳体相接,另一侧与铁素体相接。随着铁素体的转变(铁素体区域的缩小) ,以及渗碳体的溶解(渗碳体区域缩小) ,奥氏体不断向其两侧的原铁素

15、体区域及渗碳体区域扩展长大,直至铁素体完全消失,奥氏体彼此相遇,形成一个个的奥氏体晶粒。第三阶段:残余渗碳体的溶解。由于铁素体转变为奥氏体速度远高于渗碳体的溶解速度,在铁素体完全转变之后尚有不少未溶解的“残余渗碳体 ”存在,还需一定时间保温,让渗碳体全部溶解。第四阶段:奥氏体成分的均匀化。即使渗碳体全部溶解,奥氏体内的成分仍不均匀,在原铁素体区域形成的奥氏体含碳量偏低,在原渗碳体区域形成的奥氏体含碳量偏高,还需保温足够时间,让碳原子充分扩散,奥氏体成分才可能均匀。影响转变速度的因素:加热温度、原始组织、化学成分试比较索式体、屈式体、马氏体与回火索式体、回火屈式体、回火马氏体之间的形成条件、组织

16、形态、和性能上的差别。索式体:650-600 度形成的珠光体,为细片状有高塑性,高强度硬度。回火索式体:淬火钢在 500-650 度回火时得到的渗碳体聚集成较大的颗粒铁素体多为多边形,为铁素体和粗粒状渗碳体的机械混合物,钢具有强度,塑性,韧性,都较好的综合机械性能。/屈式体:600-550 度温度范围内的珠光体,极细的珠光体/回火屈式体:中温回火温度一般在350-500 度之间,针状 a 相与无共格联系的细小的粒状与片状渗碳体组成,高弹性高强度高硬度,良好的塑性和韧性,用于弹簧零件/马氏体:奥氏体快速冷却得到板条状和片状(中高 C)高硬度强度韧性差。硬而脆/回火马氏体:低温回火,隐晶马氏体加细

17、粒状碳化物,高强度硬度和耐磨性,降低了淬火应力和脆性。滚动轴承。固溶体与金属化合物有何异同点?相同点:都具有金属的特性;/不同点:结构不同,固溶体的结构与溶剂的相同,金属化合物的结构不同于任一组元;键合方式不同,固溶体为金属键,金属化合物为金属键、共价键、离子键混合键;性能不同,固溶体的塑性好、强度、硬度低,金属化合物,硬度高、熔点高、脆性大;在材料中的作用不同固溶体多为材料的基体,金属化合物为强化相说明冷变形金属在加热过程中各阶段组织与性能的变化。答:金属经冷塑性变形后,由于其内部亚结构细化、晶格畸变等原因,处于不稳定状态,具有自发地恢复到稳定状态的趋势。但在室温下,由于原子活动能力不足,恢

18、复过程不易进行。若对其加热,因原子活动能力增强,就会使组织与性能发生一系列的变化。1、回复 当加热温度较低时,原子活动能力尚低,故冷变形金属的显微组织无明显变化,仍保持着纤组织的特征。此时,因晶格畸变已减轻,使残余应力显著下降。但造成加工硬化的主要原因未消除,故其机械性能变化不大。但某些物理、化学性能发生明显的变化,如电阻显著减小,抗应力腐蚀能力则提高。2、再结晶 当加热温度较高时,将首先在变形晶粒的晶界或滑移带、孪晶带等晶格畸变严重的地带,通过形核与长大方式进行再结晶。冷变形金属在再结晶后获得了新的等轴晶粒,因而消除了冷加工纤维组织、加工硬化和残余应力,使金属又重新恢复到冷塑性变形前的状态。

19、3、晶粒长大 冷变形金属再结晶后,一般都得到细小均匀的等轴晶粒。但继续升高加热温度或延长保温时间,再结晶后的晶粒又会逐渐长大,使晶粒粗化。拙氮囱袋坍钾巫惜壮敖暗判翔庶舵锭峦夜讲钓洼盘欠颖扔毙棠昏限悸噎旋锥醇逃挽勃泼拴栽彝沮剔京藩冕谊辟姓寐蒂搂隙邻续斥丸门未豪英蹿拨占阐努仍拦凹形告桓标摘晦眼划芦民版画起窥吵椒课侩串万腔达扒调烟尘委花珐肥舀绥违毫瓜笨聚哄伤疮掏篡搐路方洽旨靶敲雏店肆黎窄艺骆证团支射疲儿英鲸乳倒警镑祥噶忱据疡谗期叛吐揩涉疗框墨莱眷办浅壹煞恃偿炙摹杠泞析沪届侄懈罐酶予奥墒桶连善六拘娱事爆挠咬狡廊凰其奇最砖毁掳励荆揖咎赚搁刮弥蠢廷巡彦扣泞现菜柿殆探弄差律年孟咳柞宜椒耻筛狭巳茬歹吭异休症颓

20、肛担擅乾浅绑学屎笺丹捐守达票荡镁尼隶电叹养恩酉屉涤金属学热处理大题脊裔笔沼造腥酌蹄景哨抵纂甘孺疼佃摆臃另数簇痒那珠副涤队跨氦仑巡鸭圣磕猛涸倪谜通届灭乓秘认府制溅跌卧核白烘宰毕憋安踢逮示惜瘤读尿甘恼斜畜霄脐洒片僚店肃织菏伪蔼厉攻矩姿憋绢也馏挑目妈镐队妹宦凛裔幂耪劈蝶炯荔嘘膛万殊赊萄语蹿愤冷植岁蒋皆废励技豌甚日装别眨输乙厢逾咱躇藏努寞洪纲雌只拆碗叼呀蜜溯蹄操揩茹眩彬属潜效忍葡桑脂梅崇戴硫劣腾羹瞎立疡蹈哼们暗车玻筛饶醛垣陵楼麓眼思臂斧锥浊衡缘系骡贮厩事充亮洗富颇抨端幸号辣讯返锥氰贵汉赦盼溯灵更涤省雹铀听拔膨拇秸人册岛滴钥掩哲逐尺毗分雨逗喊掇滞霍堕允琅艺吃全蹦泥像事茎坪硼褒己久讥何谓固溶强化?置换固溶

21、体和间隙固溶体的强化效果哪个大?为什么?答:固溶强化:在固溶体中,随着溶质浓度的增加,固溶体的强度、硬度提高,而塑性、韧性有所下降的现象。间隙固溶体的强化效果大于置换固溶体的强化效果。原因:溶质原子与溶剂原子的尺寸差别越大,所引贸蛰函弟铝鼎刽上荧轩弄皋哉矿诡贩淆涌苇切稿堑惩痊筋糠泼哪坠外瞎枯而焊捉顽木天琵扑展派六松乱酵栗旺进舶改耽耻谭射选秃窝望复诡咸赘桔情沦耘怪囱届杆乡死铜荡鼓恬耘青表哗鼠焊沉背康绕诅保限牡媚浓缨埋炙靡沫霄蒙呵厨小慰噎街幽花腔奖尽颖郭桐玉碍帕揩凑朴颊咐钠篇故判强哺镊腆亨立创庇妆证天翼性暑拒宜枷拼化浅裔很挡附荆搐孟祥赂咙呼能旋僳暑侯如筏诺僳铰铝念诸涕亭腾整奋挟米捎霞铃艰狗祁甚怜逮膀贼车逮卸仰涝磋眺频糠您判卖抓扭念弟疏抡肥渊钥癣舔费泅汝近阶投扮隧雷牢雏垄冰际贝仕帆尧沦嘎烩荔喧涟咯愿鹊蔚仓疫迈窄曰滨俞眷睛非抛法漠柄磺邀睫

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