和铁在1100℃下的加工、铅和锡在室温(20℃)下的加工各为何种加工?
答:T再=0.4T熔;钨T再=[0.4*(3380+273)]-273=1188.2℃; 铁
T
再
=[0.4*(1538+273)]-273=451.4℃; 铅T
T
再
再
=[0.4*=[0.4*
(327+273)]-273=-33℃; 锡(232+273)]-273=-71℃.由于钨T
再
为1188.2℃>
1100℃,因此属于热加工;铁T再为451.4℃<1100℃,因此属于冷加工;铅T再为-33℃<20℃,属于冷加工;锡T
再
为-71<20℃,属于冷加工。
9.在制造齿轮时,有时采用喷丸法(即将金属丸喷射到零件表面上)使齿面得以强化。试分析强化原因。
答:高速金属丸喷射到零件表面上,使工件表面层产生塑性变
形,形成一定厚度的加工硬化层,使齿面的强度、硬度升高。
第三章 合金的结构与二元状态图
1.解释下列名词:
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合金,组元,相,相图;固溶体,金属间化合物,机械混合物;枝晶偏析,比重偏析;固溶强化,弥散强化。 答:合金:通过熔炼,烧结或其它方法,将一种金属元素同一
种或几种其它元素结合在一起所形成的具有金属特性的新物质,称为合金。
组元:组成合金的最基本的、独立的物质称为组元。 相:在金属或合金中,凡成分相同、结构相同并与其它部分
有界面分开的均匀组成部分,均称之为相。
相图:用来表示合金系中各个合金的结晶过程的简明图解称为相图。
固溶体:合金的组元之间以不同的比例混合,混合后形成的
固相的晶格结构与组成合金的某一组元的相同,这种相称为固溶体。
金属间化合物:合金的组元间发生相互作用形成的一种具有
金属性质的新相,称为金属间化合物。它的晶体结构不同于任一组元,用分子式来表示其组成。
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机械混合物:合金的组织由不同的相以不同的比例机械的混
合在一起,称机械混合物。
枝晶偏析:实际生产中,合金冷却速度快,原子扩散不充分,
使得先结晶出来的固溶体合金含高熔点组元较多,后结晶含低熔点组元较
多,这种在晶粒内化学成分不均匀的现象称为枝晶偏析。
比重偏析:比重偏析是由组成相与溶液之间的密度差别所引
起的。如果先共晶相与溶液之间的密度差别较大,则在缓慢冷却条件下凝固时,先共晶相便会在液体中上浮或下沉,从而导致结晶后铸件上下部分的化学成分不一致,产生比重偏析。
固溶强化:通过溶入某种溶质元素形成固溶体而使金属的
强度、硬度升高的现象称为固溶强化。
弥散强化:合金中以固溶体为主再有适量的金属间化合物
弥散分布,会提高合金的强度、硬度及耐磨性,这种强化方式为弥散强化。
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2.指出下列名词的主要区别: 1)置换固溶体与间隙固溶体;
答:置换固溶体:溶质原子代替溶剂晶格结点上的一部分原子
而组成的固溶体称置换固溶体。
间隙固溶体:溶质原子填充在溶剂晶格的间隙中形成的固
溶体,即间隙固溶体。
2)相组成物与组织组成物; 相组成物:合金的基本组成相。
组织组成物:合金显微组织中的独立组成部分。 3.下列元素在α-Fe 中形成哪几种固溶体? Si、C、N、Cr、Mn
答:Si、Cr、Mn形成置换固溶体;C、N形成间隙固溶体。 4.试述固溶强化、加工强化和弥散强化的强化原理,并说明三者的区别.
答:固溶强化:溶质原子溶入后,要引起溶剂金属的晶格产生
畸变,进而位错运动时受到阻力增大。
弥散强化:金属化合物本身有很高的硬度,因此合金中以固
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溶体为基体再有适量的金属间化合物均匀细小弥散分布时,会提高合金的强度、硬度及耐磨性。这种用金属间化合物来强化合金的方式为弥散强化。
加工强化:通过产生塑性变形来增大位错密度,从而增大位
错运动阻力,引起塑性变形抗力的增加,提高合金的强度和硬度。
区别:固溶强化和弥散强化都是利用合金的组成相来强化合
金,固溶强化是通过产生晶格畸变,使位错运动阻力增大来强化合金;弥散强化是利用金属化合物本身的高强度和硬度来强化合金;而加工强化是通过力的作用产生塑性变形,增大位错密度以增大位错运动阻力来强化合金;三者相比,通过固溶强化得到的强度、硬度最低,但塑性、韧性最好,加工强化得到的强度、硬度最高,但塑韧性最差,弥散强化介于两者之间。
5.固溶体和金属间化合物在结构和性能上有什么主要差别? 答:在结构上:固溶体的晶体结构与溶剂的结构相同,而金属
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