結構材料學劉錦雲主編

2021-03-04 01:07:24 字數 4617 閱讀 5146

合金元素:為保證獲得所要求的組織結構,物理、化學效能而特別新增到鋼中的化學元素。

合金鋼:在化學成分上特別新增合金元素用以保證一定的生產和加工工藝以及所要求的組織與效能的鐵基合金。

奧氏體形成元素 :使a3點↓,a4點↑,在較寬的成分範圍內,促使奧氏體形成,即擴大了γ相區。

鐵素體形成元素 :使a3點↑,a4點↓,在較寬的成分範圍內,促進鐵素體形成,依縮小γ相區的程度又分為兩小類。

二次淬火 :已淬火的高合金鋼中的殘餘奧氏體在回火冷卻中轉變為馬氏體的現象。

二次硬化:鋼在回火時出現的硬度回公升現象。

調質鋼 :經過調質處理後,能獲得良好的綜合力學效能的鋼種。

鑄鐵的石墨化 :鑄鐵中碳原子析出和形成石墨的過程

球墨鑄鐵:石墨呈球狀分布的灰口鑄鐵。

鑄鐵的熱生長:鑄鐵在反覆加熱、冷卻時會發生體積膨脹的現象。

矽鋁明:是以矽為主要合金元素的一類鑄造鋁合金

白銅:ni的質量分數低於50%的銅鎳合金

定比碳定律:合金元素及碳含量滿足合金碳化物分子式中定比關係時,二次硬化效應最好。

耐酸鋼: 能夠抵抗強腐蝕介質腐蝕的鋼。

晶間腐蝕: 沿晶粒邊緣進行的腐蝕

應力腐蝕: 在腐蝕介質及拉應力作用下,金屬發生的破裂現象

熱穩定鋼:在高溫下長期工作不致因介質腐蝕而破壞鋼。

熱強剛:在高溫下仍具有足夠的強度不會大量變形或破斷的鋼。

1、合金元素在鋼中的存在形式有以固溶體形式存在、形成強化相 、形成非金屬夾雜物 、以游離態存在。

2、合金鋼按用途可分成結構鋼 、 工具鋼和特殊效能剛三類。

3、按照與鐵的相互作用的特點,合金元素分為 a 形成元素和 f 形成元素。

4、奧氏體形成元素降低 a3點, 提高 a4點。

5、按照與碳相互作用的特點,合金元素分為非碳化物形成元素和碳化物形成元素。

6、所有的合金元素均使s點左移 ,這意味著合金鋼共析點的碳濃度將移向

低碳方向,使共析體中的含碳量降低 。

7、幾乎所有的合金元素(除co外)均使c曲線向右移動,其結果是降低了鋼的臨界冷卻速度,提高了鋼的淬透性 。

8、幾乎所有的合金元素(除co、al外)都使ms、mf點降低 ,因此淬火後相同碳含量的合金鋼比碳鋼的殘餘a 增多,使鋼的硬度降低 ,疲勞抗力下降

1、機器零件鋼按用途可分成調質鋼 、彈簧鋼 、滾動軸承鋼和滲碳鋼四類。

1、白口鑄鐵中碳主要是以滲碳體的形式存在,灰口鑄鐵中碳主要是以石墨的形式存在。

2、普通灰口鑄鐵、可鍛鑄鐵和球墨鑄鐵中石墨的形態分別為片狀、 團絮狀和球狀。

3、可鍛鑄鐵俗稱瑪鋼 。

4、rut420的強度高、硬度高,具有高的高溫強度和較高的熱導率 ,可以用於製造經受熱迴圈負荷的鑄件 、組織緻密零件 、 結構複雜,而設計又要求高強度的鑄件等零件。

1、1a99表示鋁的質量分數為 99.99 %的純鋁,而1035表示鋁的質量分數為 99.35 %的純鋁。

2、2a12是以 cu 為主要合金元素的鋁合金,而7a04則是 zn 為主要合金元素的鋁合金。

3、3a21是 al-mn 合金,可以製造航空油箱等零件;6a02則屬 al-si-mn 合金,可以製造形狀複雜的鍛件和模鍛件 。

4、黃銅是 cu-zn 合金,白銅是 cu-ni 合金,而紫銅則是純銅 。

5、人類歷史上最早應用的合金是錫青銅 ,它是 cu-sn 合金,顏色呈青灰色 。

6、bmn40-1.5又稱康銅 ,bmn43-0.5又名考銅 ,它們具有良好的耐熱和耐蝕性 ,廣泛用於製造熱電偶 、 加熱器等部件。

7、ta類鈦合金是 ɑ 型鈦合金,tb類鈦合金是 β 型鈦合金,而tc類鈦合金則是 ɑ+ β 型鈦合金。

工具鋼共同的效能要求是高硬度 、高耐磨性 、 一定的韌性及度 。

1、電極電位越低,標誌金屬的電化學穩定性不好 ,兩個電極電位不同的金屬組成的原電池系統中,電極電位相對較低的金屬,作為負極 、 陽極遭受電化學腐蝕。

2、奧氏體不鏽鋼的成分特點是:含碳量很低 ;利用cr、ni配合獲得單相奧氏體 ;加入mo、cu等,提高鋼的抗腐蝕的能力;加入nb、ti等,提高不鏽鋼抗晶間腐蝕的能力。

1.cr13型抗氧化鋼的使用溫度800-850℃ ;cr18型抗氧化鋼的使用溫度850-900℃ ;cr25型抗氧化鋼的使用溫度900-1100℃ 。

2.奧氏體型熱強剛有固溶強化型、 碳化物強化型和金屬間化合物強化型三種型別。

1、車輪用鋼主要為中高碳的碳素鋼,但它們的冶金質量比一般的碳素結構鋼的要求高。鋼軌用鋼的碳的質量分數較車輪用鋼高 ,接近共析成分。

2、炮火身管材料的主要力學效能指標是比例極限 、 斷面收縮率及衝擊吸收功 。

1 隨氣孔率增加,陶瓷材料的致密度__降低__,彈性模量_降低__,強度__降低___

2陶瓷材料的特點是高溫強度比金屬__高__,斷裂韌性比金屬___差__.

3 在zro2 基體陶瓷中,位於不同晶粒尺寸範圍內的t 相晶粒各有的韌化作用是:

d>d:顯微裂紋韌化dcdi4陶瓷的顯微結構中主要包括_結晶_相、_玻璃_相和__氣__相。

5 zro2晶體有三種結構,分別_m_相___t_ 相和___c___相

1、cr 在高速鋼中的主要作用是__提高淬透性__,在不鏽鋼中的主要作用是_提高耐腐蝕能力_,在耐熱鋼中的主要作用是_提高抗氧化性__

1、合金元素在鋼中有哪幾種存在形式?這些存在形式對鋼的效能有什麼影響?

(1)以溶質形式溶入固溶體,如:溶入鐵素體,奧氏體和馬氏體中有利)

(2)形成強化相,形成碳化物或金屬間化合物。(有利)

(3)形成非金屬夾雜物,如氧化物(al2o3、sio2等),氮化物和硫化物(mns、fes等)(有害、儘量減少)

(4)以游離態存在,如c以石墨狀態存在(一般也有害)

元素以哪種形式存在,取決於元素的種類、含量、冶煉方法及熱處理工藝等。

2、鋼中存在哪幾種型別的碳化物?比較它們穩定性的強弱。碳化物的穩定性對鋼的效能及熱處理有什麼意義?

a、當rc/rm>0.59(rc為碳原子半徑,rm為合金元素的原子半徑) ,複雜點陣結構碳化物。

b、當rc/rm<0.59,簡單點陣碳化物(間隙相)。

c、當合金元素含量不足以形成自己特有的碳化物時,則形成m6c型(複雜六方)的合金碳化物。

d、當me含量很少時,形成合金滲碳體。

碳化物穩定性高,可使鋼在高溫下工作並保持其較高的強度和硬度。鋼的紅硬性、熱強性好。

相同硬度條件下,碳化物穩定性高的鋼可在更高溫度下回火,使鋼的塑性、韌性更好。合金鋼較相同硬度的碳鋼綜合力學效能好。

碳化物的穩定性高,在高溫和應力作用下不易聚集長大,也不易因原子擴散作用而發生合金元素的再分配。鋼的抗擴散蠕變效能好。

3、合金鋼二次硬化現象的本質是什麼?對鋼的效能有什麼影響?

本質是:瀰散強化。二次硬化:鋼在回火時出現的硬度回公升現象。原因特殊碳化物的瀰散硬化+ 二次淬火。

影響:(1)合金的硬度提高。(2)瀰散質點的數量愈多,二次硬化效應愈大,即合金元素的含量越高,二次硬化效應越顯著。

(3)二次硬化峰也與回火時殘餘奧氏體→馬氏體(二次淬火)相聯絡如高速鋼回火時。(4)v nb ti mo w和高cr鋼中均顯示二次硬化效應

1、低合金高強度鋼中的主加合金元素mn對鋼的效能有哪些影響?為什麼它會有這些影響?

錳屬於複雜立方點陣,其點陣型別及原子尺寸與α-fe相差較大,因而錳的固溶強化效果較強。

錳是a形成元素,能降低a→p轉變的溫度ar1,並減緩其轉變速度,可細化p,↑鋼的強度和硬度。

錳的加入可使 fe-c狀態圖中「s」點左移,使基體中p數量增多,可使鋼在相同含碳量下,p量增多,致使強度不斷↑。

錳還能↓鋼的韌脆轉變溫度。

注意:錳的含量要控制在2%以內,若過高將會有貝氏體出現,且使焊接效能變壞,容易產生裂紋。

2、機器零件用鋼中的主加合金元素有哪些?它們的主要作用是什麼?

主加合金元素:si、mn、cr、ni、b,

作用:分別加入或復合加入鋼中,對↑鋼的淬透性、↑鋼的綜合力學效能起主導作用。

3、彈簧鋼的成分特點是什麼?這樣的成分對鋼的效能有哪些影響?

1、中、高碳

碳素彈簧鋼的含碳量在0.6%~0.9%之間,合金彈簧鋼的含碳量一般在0.40%~0.70%之間,以保證高的彈性極限、屈服強度和疲勞強度。

2、加入提高淬透性的元素

主加合金元素:si、mn;

目的:提高淬透性、強化鐵素體基體和提高回火穩定性,同時也提高屈強比。

矽對提高鋼的彈性極限有明顯的效果,但高矽量的鋼有石墨化傾向,並在加熱時易於脫碳。錳在鋼中易使鋼產生過熱敏感性。

輔加合金元素:碳化物形成元素cr、mo、w、v等,

目的:進一步提高淬透性和強度,防止鋼在加熱時晶粒長大和脫碳,增加回火穩定性及耐熱性。

4、調質鋼的成分特點是什麼?主加合金元素與輔加合金元素的主要作用是什麼?

1、中碳

ωc :(0. 25%~0. 50%)c。含碳量過低,不易淬硬,回火後強度不夠;含碳量過高,材料的塑性、韌性變差。

2、主要加入提高淬透性的元素

如cr、 ni、 mn、si、b等,提高淬透性,強化f。

cr、mn、b可單獨加入,ni、si在我國不單獨加入,而是復合加入。

3、加入提高回火穩定性和防止第二類回火脆性的元素

v、ti、mo、w等,能細化晶粒,提高回火穩定性。

mo、w可以減輕和防止第二類回火脆性,其合適的質量分數約為ωmo=0.15%~0.30%或ωw=0.8%~1.2%。

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