1、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2一、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：r c/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/rM 0.59 为 复杂点阵
2、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
3、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 。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。32、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
4、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 7090%；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。
5、答案要点：弹壳黄铜的 Zn 含量小于 32%，所以是单相 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），可切削性 固溶强化效果显著；2）低温回火稳定性 抑制 -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
6、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，A 1 ；6）脱 C、石墨化倾向 Si碳活度，含 Si 钢脱 C 倾向大。 （2 分）2、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：4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
7、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。
