3、钢的强化机制主要有哪些从合金化角度考虑，提高钢的韧度主要有哪些途径
：固溶强化、细化强化、位错强化、第二相强化。从合金化角度考虑，提高钢的韧度主要途径有：
1）细化奥氏体晶粒。如强碳化物形成元素Ti、Nb、V、W、Mo等。 2）提高钢的回火稳定性。在相同强度水平下能提高塑性和韧度。 3）改善基体的韧度。如加Ni。
4）细化碳化物。碳化物细小、园整、分布均匀和适量对韧度有利。 5）降低或消除回火脆性。如加入W、Mo。 6）保证强度时，降低才C%.
4、从热力学和动力学条件分析壁厚铸件可得到石墨组织，而在壁薄时却得到白口组织
从热力学而言，高温铁水冷却时对石墨的形成是有利的。而从动力学条件看，形成石墨需要高的C浓度起伏和Fe、C长距离的扩散，而Fe3C的形成只需要C浓度起伏和Fe、C短距离的扩散，因此不利于石墨的形成但有利于Fe3C的形成。铸件在壁厚时，由于冷速慢，C原子可充分扩散，石墨形成的动力学条件较好，有利于石墨形成。壁薄时，由于铁水冷却快，C原子不能充分扩散，所以易得到Fe3C白口组织。
1、合金化基本原则是多元适量，复合加入。试举例说明Mn-V和Si-Mn的复合作用。（10分）
Mn-V复合：Mn有过热倾向，而V是减弱了Mn的作用；Mn能降低碳活度，使稳定性很好的VC溶点降低，从而在淬火温度下VC也能溶解许多，使钢获得较好的淬透性和回火稳定性。
Si-Mn复合：Si、Mn都是强化铁素体有效的元素，能提高钢的弹性极限，但Si有脱C倾向、Mn有过热倾向，而Si-Mn复合可使钢的脱C、过热倾向降低，这样的合金复合在弹簧钢中得到了很好的应用。
2、说明高速钢的铸态组织特征（3分）。有一批高速钢钻头，淬火后硬度比正常的偏低，估计是淬火加热有问题。淬火加热可能出现什么问题（3分） 怎样从金相组织上来进行判断（6分） 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。 淬火后硬度比正常的偏低可能是欠热、过热或过烧等原因。
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。 4、试从合金化原理角度分析9SiCr钢的主要特点。（10分）
Si、Cr↑淬透性，D油<40mm ；Si、Cr↑回稳性，~250℃回火，>60HRC；
Si、Cr使碳化物细小、分布均匀→不容易崩刃；分级或等温处理，变形较小；Si使脱碳倾向较大，切削加工性相对也差些。
适于制作形状较复杂、变形要求小工件，特别是薄刃工具，如丝锥、扳牙、铰刀等。 1、试总结Ni元素在合金钢中的作用，并简要说明原因。（10分） 答案要点：
1）↑基体韧度 → Ni↓位错运动阻力，使应力松弛； 2）稳定A，→ Ni↓A1 ，扩大γ区，量大时，室温为A组织； 3）↑淬透性→↓ΔG，使“C”线右移，Cr-Ni复合效果更好； 4）↑回火脆性 → Ni促进有害元素偏聚； 5）↓Ms ，↑Ar → ↓马氏体相变驱动力。
2、高速钢的热处理工艺比较复杂，试回答下列问题：（12分，每小题3分） 1）淬火加热时，为什么要预热
2）高速钢W6Mo5Cr4V2的AC1在800℃左右，但淬火加热温度在1200~1240℃，淬火加热温度为什么这样高 3）高速钢回火工艺一般为560℃左右，并且进行三次，为什么 4）淬火冷却时常用分级淬火，分级淬火目的是什么
1）高速钢合金量高，特别是W，钢导热性很差。预热可减少工件加热过
程中的变形开裂倾向；缩短高温保温时间，减少氧化脱碳；可准确地控制炉温稳定性。
2）因为高速钢中碳化物比较稳定，必须在高温下才能溶解。而高速钢淬火目的是获得高合金度的马氏体，在回火时才能产生有效的二次硬化效果。
3）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。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时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。
4）分级淬火目的：降低热应力和组织应力，尽可能地减小工件的变形与开裂。 4、试从合金化原理角度分析9Mn2V钢的主要特点。（10分）
1）Mn↑淬透性，D油 = ~30mm；
2）Mn↓↓ MS，淬火后AR较多，约20~22%，使工件变形较小； 3）V能克服Mn的缺点，↓过热敏感性，且能细化晶粒；
4）含%C左右，K细小均匀，但钢的硬度稍低，回火稳定性较差，宜
在200℃以下回火；
5）钢中的VC使钢的磨削性能变差。 9Mn2V广泛用于各类轻载、中小型冷作模具。
金属材料学考试真题及答案
