金属材料学-题库(3)

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示意图：

6、何谓“定比C”经验规律？

在钢设计时，如果碳和碳化物形成元素满足合金碳化物中分子式的定比关系，可以获得最大的二次硬化效应，这就是定比碳经验规律。

7、高速钢回火为什么采用560℃左右的温度回火？

由于高速钢中高合金度马氏体的回火稳定性非常好，在560℃左右回火，才能弥散析出特殊碳化物，产生硬化。同时在560℃左右回火，使材料的组织和性能达到了最佳状态。

8、高速钢每次回火为什么一定要冷到室温再进行下一次回？ 为什么不能用较长时间的一次回火代替多次回火？

这是因为高速钢淬火后大部分转变为马氏体，残留奥氏体量是20—25%，甚至更高。一次回火使大部分的残留奥氏体发生了马氏体转变，二次回火使第一次回火产生的淬火马氏体回火，并且使残留奥氏体更多地转变为马氏体，三次回火可将残留奥氏体控制在合适的量，并且使内应力消除得更彻底。

9、碳化物分布不均匀对高速钢刀具的性能和寿命有什么影响？ ①各向异性②形变时易应力集中开裂③热处理工艺性变坏。 （碳化物不均匀性严重时，使热处理工艺性变坏；K密集区由于合金元素多，AR量大，会造成回火不足，使组织不稳定，内应力增大，脆性大，容易变形开裂，工作时易引起崩刃；粗大K使热处理后刃具的硬度、热硬性和耐磨性都比较低，力学性能降低；K不均匀性还可能使钢产生各向异性。）

10、为了进一步提高高速钢刀具寿命，可采用哪几种化学热处

理？这些化学热处理方法各有什么特点？

表面化学热处理有：表面氮化、表面硫氮共渗、硫氮硼等多元共

渗、蒸气处理等。

这些处理温度均不超过560℃，工件的显微组织性能均为改变。 11、高速钢在退火态、淬火态、回火态各有些什么类型的碳化物？ 退火态：M23C6，M6C，MC； 淬火态：M6C，MC；

回火态：M6C，MC，M2C；

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12、根据各种刃具的主要性能要求，对比C素工具钢、低合金工

具钢、高速钢的特点，说明各适于做什么样的工具。

①由于碳素工具钢淬透性低，热处理时变形又比较大，只适宜制

造小尺寸、形状简单、受轻载荷的模具；

②低合金钢的淬透性比较高，热处理变形较小，耐磨性也较好，

所以可以制造尺寸较大，形状比较复杂，精度要求相对较高的模具；

③高速钢具有变形小，淬透性好，耐磨性高的特点，广泛应用于

制造负载大、生产批量大、耐磨性要求较高、热处理变形要求小的形状复杂的冷作模具。

13、简述冷作模具用钢的性能要求。冷作模具钢有哪些类型？

1）①高的硬度及耐磨性；②高的强度和足够的韧性；

③良好的工艺性能（具有足够的淬透性，淬火变形小）。 2）碳素工具钢，低合金工具钢，高铬和中铬模具钢，基体钢。

14、Cr12MoV钢的主要优缺点是什么？ 优点：高的淬透性、强度和耐磨性； 缺点：高温塑性较差。

15、Cr12型钢和高速钢在成分上、组织上、热处理工艺上有什么相似之处？

16、Cr12型钢的热处理工艺为什么常用一次硬化法，而不用二次硬化法？

一次硬化法即较低温度淬火+低温回火，晶粒细小，强韧性好；二次硬化法即较高温度淬火+多次高温回火，得到一定红硬性和耐磨性，此法钢的韧性较低，适合于工作温度比较高

（400~500℃）且受载不大或淬火后表面需要氧化处理的模具。

17、有些厂，为了减少Cr12MoV钢淬火变形开裂，只淬到200℃

左右就出油，出油后不空冷，立即低温回火，而且只回火一次。这样做有什么不适？为什么？

淬火结束温度过高，没有空冷，回火次数少。

出油后不空冷，无法获得大量马氏体，使得硬度降低。 只回火一次，还有大量残余奥氏体未转变为马氏体。

18、某厂制造Cr12型钢冷模时，往往用原料直接在机械加工或稍加改锻后就机械加工，这样做有什么不妥？ 含较多共晶碳化物，粗大，若不（淬），性能差。

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20、热锤锻模、热挤压模和压铸模的主要性能要求有哪些异同点？

1）共同点：具有高抗热塑性变形能力、高韧性、高抗热疲劳、良好的抗热烧蚀性。 2）不同点：

热锤锻模钢：具有高的热疲劳抗力，热强性韧度，高温耐磨性，良好的淬透性和导热性；

热挤压模钢：要求有高的热稳定性、较高的高温强度、耐热疲劳性和高的耐磨性；

压铸模钢：有高的耐热疲劳性、较高的导热性、良好的耐磨性及耐蚀性和一定的高温强度等。

21、锤锻模的工作条件及主要性能要求是什么？

锤锻模具是在高温下通过冲击强迫金属成形的工具。工作时受到比较高的单位压力和冲击力，以及高温金属对模具型腔的强烈摩擦作用。模具型腔表面经常被升温且模具的截面较大而型腔形状复杂。因此，锤锻模具钢应具有较高的高温强度与耐磨性；良好的耐热疲劳性和导热性；高的淬透性；良好的冲击韧度和低的回火脆性倾向。

22、对热锤锻模的回火硬度要求小型模略高，大型模略低，模面硬度较高，模尾硬度较低，为什么？

高的硬度虽然可保证具有良好的耐磨性，但对热疲劳比较敏感，容易引起裂纹。硬度过低，容易被压下和变形。小型锻模由于冷却较快，硬度相对较高；大型锻模由于尺寸很大，淬火时的应力和变形较大，工作时应力分布不均匀，锻件的温度也较高，故需要硬度较低。

锻模由型腔和燕尾两部分组成，高温金属对模具型腔有强烈的摩擦作用，因此模面需要较高的硬度；燕尾部分承受冲击，因此模尾需牺牲硬度，提高韧性。

23、对形状复杂的5CrNiMo(或5CrMnMo)钢制热锻模，为减小变

形、防止开裂，在淬火操作上应采取哪些措施？ 1）注意保护模面和模尾，以避免脱碳。

2）加热要注意预热，450℃左右预热，升温速度要慢, <50℃/h； 3）冷却要注意预冷，预冷到780℃左右，循环油冷，冷至

150~200℃取出；

4）淬火后必须立即回火，绝对不允许冷至室温。

T淬830~860℃; T回450~580℃。

24、3Cr2W8V钢的主要优缺点是什么？

优点：高的热稳定性、耐磨性和淬透性； 缺点：韧度和抗疲劳性差。

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25、高速钢和经过二次硬化的Cr12型钢都具有很高的红硬性。能否制作热作模具？为什么？

不能。因为热作模具是在反复受热和冷却条件下工作的，许多模具还受到比较大的冲击力，所以模具的苛刻工作条件要去模具钢具有高抗热塑性变形能力、高韧性、高抗热疲劳、良好的抗热烧蚀性。而高速钢和经过二次硬化的Cr12型钢不能完全达到这些要求。

26、影响钢材尺寸稳定性的因素有哪些？

27、什么是基体钢？它有何优点？

基体钢是指其成分与高速钢的淬火组织中基体成分相似的钢种。 优点：这类钢既具有高速钢的高强度、高硬度，有因为不含有大量的K而使韧度和疲劳强度优于高速钢。

28、我国塑料模具钢有哪些种类？

按模具制造方法分为两大类： 1）切削成形塑料模具用钢

（包括调质钢、易切削预硬钢、失效硬化型钢） 2）冷挤压成形塑料模具钢

29、常用量具钢有哪几种？量具钢的热处理有何特点？

①低合金工具钢 ②碳素工具钢 ③表面硬化钢 ④不锈钢。量具钢的热处理特点：

⒈重视先HT；

⒉淬火加热时进行预热，加热温度宜取下限； ⒊淬火冷却用油冷，一般不用分级；

⒋淬火后立即进行冷处理减小AR量，延长回火时间，回火 或磨削之后进行长时间的低温失效处理等。

30、简述硬质合金的性能及应用。

①硬度高、耐磨性好、使用寿命长； ②抗压强度高；

③导热率低及线膨胀系数小；

④耐腐蚀性、耐氧化性好，耐酸、耐碱；

⑤不需要热处理，不存在尺寸和硬度等变化问题； ⑥脆性大； ⑦加工困难。

硬质合金作为模具材料，主要应用于拉丝模、冷挤压模等模具。

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第6章 特殊性能钢

1、什么是腐蚀？腐蚀的主要形式有哪些？

腐蚀：在外界介质作用下，金属逐渐受到破坏的现象。

均匀腐蚀、点腐蚀、晶界腐蚀、应力腐蚀、磨损腐蚀、腐蚀疲劳。

2、提高金属耐蚀性的方法有哪些？

（1）使钢的表面形成稳定保护膜，→Cr、Al、Si有效。

（2）↑不锈钢固溶体的电极电位或形成稳定钝化区，降低微电池的电动势→Ni贵而紧缺，Si易使钢脆化，Cr理想。 （3）使钢获得单相组织 →Ni、Mn →单相奥氏体组织。

（4）机械保护措施或复盖层，如电镀、发兰、涂漆等方法。

3、何谓塔马定律（即n/8规律）？

将较稳定的A组元加入到较活泼的B组元固溶体中，当A组元含量达n/8原子比时，固溶体电极电位突然升高，耐蚀性也有一急剧变化。也称为二元合金固溶体电位的n/8定律。

4、A不锈钢的固溶处理与稳定化处理的目的各是什么?

固溶处理：软化处理，钢的强度和硬度降至最低，

耐蚀性能达到最高。

稳定化处理：消除晶间腐蚀倾向。

5、铁素体型不锈钢的主要性能特点、用途。

①含碳量<0.25%，为提高某些性能，可加入Mo,Ti,Al,Si等元素； ②在硝酸、氨水等介质中有较好的耐蚀性和抗氧化性； ③力学性能和工艺性较差,脆性大，韧脆转变温度TK在室温左右。 ④无同素异构转变，多在退火软化态下使用。

用途：多用于受力不大的有耐酸和抗氧化要求的结构部件。

6、何谓“475℃脆”和“σ相脆”？

475℃脆性：当钢中>15％Cr时，随Cr↑其脆化倾向也↑。在400~525℃长时间加热或缓慢冷却时，钢就变得很脆, 以475℃加热为最甚，所以把这种现象称为475℃脆性。

σ相脆行：σ相具有高的硬度，形成时伴有大的体积效应，且又常沿晶界分布，使钢产生了很大的脆性，并可能促进晶间腐蚀。

7、奥氏体不锈钢的主要优缺点是什么？ 优点：①具有很高的耐腐蚀性；

②塑性好，容易加工变形成各种形状钢材； ③加热时没有同素异构转变，焊接性好；

④韧度和低温韧度好，一般情况下没有冷脆倾向，

有一定的热强性；

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