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金属材料学考试题库

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硫的影响:

硫阻碍碳原子的扩散,是一个促进白口铸铁的元素。 磷的影响:

磷是一个促进石墨化不十分强烈的元素 b、冷却速度对铸件石墨化的影响

铸件的冷却速度对石墨化过程也有明显的倾向,一般来说,铸件冷却速度越缓慢,即冷却速度较小时,越有利于按照Fe-C系状态图进行结晶和转变,即越有利于石墨化过程的充分进行,反之,铸件冷却速度快,就不利于石墨化的进行。

6、请制定铁素体基体的可锻铸铁热处理工艺,并说明理由。

答:可锻造铸铁石墨化是由白口铸铁较长时间石墨化退火而研制的,在退货过程中主要是发生石墨化。

如果白口组织在退火过程中第一阶段和第二阶段石墨化充分进行,则退火后得到铁素体基体加团絮状石墨的组织,称为铁素体可锻铸铁

如果退火过程中经第一阶段和中间阶段石墨化后,以较快冷却速度冷却,是第二阶段石墨化未能进行,则退火后的组织为珠光体加团絮状石墨的组织,称为珠光体可锻铸铁。 当原始组织为珠光体加共晶渗碳体的白口铸铁缓慢加热到900-1000C时,其原始组织便转化为奥氏体加共晶渗碳体。 第一阶段石墨化

第一阶段石墨化是发生在900-1000℃的高温长时间保温过程中,共晶渗碳体分解为奥氏体加团絮状石墨,此过程温度越高,渗碳体分解速度越快,退火周期越短,但是,退火温度过高,还引起石墨团和奥氏体晶粒钝化,故第一阶段石墨化温度一般应控制在900-1000℃,最高不超过1050℃。 中间石墨化阶段

发生在第一阶段石墨化以后,自高温随炉冷却到750-720℃的过程中,从奥氏体中析出二次石墨,在此过程中冷却速度不宜过快,以避免析出二次渗碳体,一般以40-50C/h为宜。 第二阶段石墨化

发生在第一阶段石墨化以后,以3-5℃/h的冷却速度缓慢冷却通过共析转变温度区的过程中,奥氏体直接转变成铁素体加石墨,最终得到铁素体可锻铸铁。 冷却过程:

经过第二阶段石墨化以后,铸件的组织已转变成为铁素体加团絮状石墨,在随后的冷却过程中将不发生相变,为了避免退火后产生脆性,通常应在退火冷却到650℃左右后打开炉门进行空冷。

7、球墨铸铁的基体可能有哪几种,它们分别如何获得的 答:球墨铸铁的组织是由球状石墨与金属基体所组成的

球墨铸铁的金属基体组织与许多因素相关,除了化学成分的影响外,还与铁水处理和贴

士的凝固条件以及热处理有关。

球墨铸铁经正火或退火后的基体组织有珠光体、珠光体加铁素体和铁素体,分别称为珠

光体球墨铸铁、珠光体加铁素体球墨铸铁和铁素体球墨铸铁以及各种热处理工艺处理后钢的基体所形成的各种组织。

第十二章

1、请简述合金的强化途径 答:固溶强化

时效强化 过剩相强化 细化组织强化

2、请简述合金的时效过程

答:铝合金的热处理强化,主要是由于合金元素在铝中有较大固溶度,且随着温度的降低而固溶度急剧减小,故铝合金加热到某一温度淬火后,可以得到过饱和的铝基固溶体,这种过饱和铝基固溶体放置在室温或加热到某一温度时,其强度和硬度随时间的延长而提高,但塑性、韧性则降低,这个过程称为时效。

时效过程使合金的强度、硬度增高的现象称为时效强化或时效硬化。

淬火(又称固溶)+时效处理是铝合金强化的一种重要手段。 4%Cu-Al合金时效的基本过程可以概括为:

过饱和固溶体---形成钢原子富集区(GP(1)区)---铜原子富集区有序化(GP(1)区)---形成过渡相---析出稳定相(CuAl2)+平衡的a固溶体

铝-铜二元合金的时效原理及一般规律,对于其他工业合金是适用的。

3、请简述铝合金的时效强化因素

答:合金的化学成分与合金的时效强化有直接关系,一种合金是否能通过时效强化,首先取决于组成合金的元素能否溶解于固溶体以及固溶度随温度变化的程度。如果在铝中加入某些合金元素能形成结构与成分复杂的化合物(第二相),如CuAl2(θ)、Mg3Si(β)、Al2CuMg(S)、MgZn(M)等等,则在时效析出过程中形成的GP区结构就比较复杂,与基体共格关系引起的畸变较严重,合金的时效强化就较为显著。

正确控制合金的固溶处理(淬火)工艺,是保证获得良好的时效强化效果的前提。一般说来,在不发生过热、过烧的条件下,淬火加热温度高些,保温时间长些比较好,有利于获得最大过饱和度的均匀固溶体。

其次,淬火冷却时要保证淬火过程中不析出第二相,时效温度时决定合金时效过程与时效强化效果的重要工艺参数。

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硫的影响:硫阻碍碳原子的扩散,是一个促进白口铸铁的元素。磷的影响:磷是一个促进石墨化不十分强烈的元素b、冷却速度对铸件石墨化的影响铸件的冷却速度对石墨化过程也有明显的倾向,一般来说,铸件冷却速度越缓慢,即冷却速度较小时,越有利于按照Fe-C系状态图进行结晶和转变,即越有利于石墨化过程的充分进行,反之,铸件冷却速度快,就不利于石墨化的进
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