2）① Cr、W、Mn复合作用，有较高淬透性。 ② 残留奥氏体在18~20%，淬火后变形小；
③ 含Cr、W碳化物较多且较稳定，晶粒细小具有高硬度、高耐磨性； ④ 回稳性较好，回火温度超过250℃，硬度才低于60HRC； ⑤ W使碳化物易形成网状。 3、什么是红硬性？
红硬性即热稳定性，是钢在较高温度下能保持一定强度的性质。 4、W18Cr4V 钢中各合金元素的作用是什么？
W：钨是钢获得红硬性的主要元素。形成M6C型碳化物，淬火加热时未溶M6C阻碍奥氏体晶粒长大，W和C结合力较强，提高马氏体回火稳定性。
Cr：主要形成M23C6和存在于M6C中，高温易溶解，保证刚的淬透性。提高耐腐蚀性，抗氧化能力，切削能力
V显著提高热硬性，硬度，耐磨性，起细化晶粒，降低过热敏感性作用。 5、18-4-1钢的铸态组织是什么？画出示意图。
鱼骨状莱氏体（Ld）+黑色组织（δ共析体等）+白亮组织（M+AR）。
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： 意示图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。C％=0.033％W＋0.063％Mo＋0.20％V＋0.06％Cr 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，二次硬化效果最好。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？
只有冷到室温，A才会发生M转变，减少残余A量。不冷下来，会产生残余奥氏体稳定化。三次回火才能将残余A控制在合适的量，并且使应力消除彻底。转变时间较长易使A稳定。 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产生各向异性②碳化物分布不均匀，淬火后组织不均匀，硬度也不均匀，使内应力增大，脆性大，易变性开裂。导致刀具易崩刃，硬度，热硬性和耐磨性下降，抗弯强度，韧度，扰度下降 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。
在工件表面覆层 物理气相沉积法，沉积TiC，TiN覆层。高硬度，优异耐磨性，抗黏着性和抗咬
合性，显著提高工具使用寿命
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；
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，热处理时变形开裂倾向大，只适宜制造断面尺寸小于15mm的工具，低速切削的刃具和形状简单的冷冲模。
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，所以可以制造形状比较复杂，变性要求小的薄刃工具，耐磨性较高，变形小的工具，承受轻载的冷作模具。
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③高速钢具有变形小，淬透性好，耐磨性高热硬性高的特点，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、回火稳定性好，强度和耐磨性高；
缺点：高温塑性较差，有碳化物偏析存在，淬火温度波动会引起组织和性能的较大变化 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？
都是高合金钢，高碳钢但含碳量不同。都会产生二次硬化。强度，塑性，韧度好。淬火后都出现莱氏体组织，碳化物多，残余奥氏体多，且热处理温度高。
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，Cr12钢要求韧性好，不需要太高硬度。
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？
只淬到200℃，还存在较多的共晶碳化物，碳化物不均匀且存在偏析。含碳量高，易变性开裂，且回火后不空冷A不转变为M，以残余奥氏体存在钢中。只回火一次，残余应力大，残余奥氏体多。
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？
Cr12钢含较多共晶碳化物，会沿杂质方向呈条带状或网状分布，组织结构差，使用会开裂。不锻造，共晶碳化物破碎性能差，组织结构差，使用寿命短。 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，热强性和韧度，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； 韧性热锤锻模钢，热挤压模钢，压铸模钢，强度依次减小。 21、锤锻模的工作条件及主要性能要求是什么？
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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？
小型锻模形状简单，尺寸小，冷得快所以硬度相对高；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，要有较高的韧度，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)淬火过程中要注意预冷和预热，加热时一般在450℃左右预热，升温速度不大于50℃/h; 2）注意保护模面和模尾，以避免脱碳;
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。 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，变形小； 缺点：韧度和抗疲劳性差。
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型钢为高碳钢，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？ 残余奥氏体量—自然时效引起尺寸变化 残余应力—应力分布及释放，引起尺寸变化 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？
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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；尽量降低淬火加热温度，以减少时效因素， 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，主要用于制作麻花钻，铣刀等形状复杂的刀具，铜材料挤压模，燃油喷嘴，轴承等。 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。化学腐蚀和电化学腐蚀。电化学腐蚀有均匀腐蚀、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）提高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，得到单一奥氏体组织，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”？
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475℃脆性：。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相脆化：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；
缺点：价格较贵，切削加工较困难，线膨胀系数高，导热性差，易产生晶间腐蚀，强度较低。 8、什么是晶间腐蚀？
奥氏体不锈钢焊接后，在腐蚀介质中工作时，在离焊缝不远处会产生严重的晶间腐蚀。沿金属晶界进行的腐蚀称为晶间腐蚀。
9、说明奥氏体型不锈钢产生晶界腐蚀的原因及防止办法。
1）在焊缝及热影响区(450~800℃)，沿晶界析出了（Cr,Fe）23C6碳化物，晶界附近区域产生贫Cr区（低于1/8定律的临界值），在腐蚀介质作用下腐蚀 2）防止办法：
（1）降低钢中的含C量；
（2）加入强K形成元素Ti、Nb，析出特殊K，稳定组织； （3）进行1050~1100℃的固溶处理，保证Cr含量； （4）对非稳定性A不锈钢进行退火处理，使A成分均匀化， 消除贫Cr区;
（5）对稳定性钢，通过热处理形成Ti、Nb的特殊K， 以稳定固溶体中Cr含量，保证含Cr量水平。 10、常用的耐热钢有哪几种？用途如何？
根据不同服役条件，将耐热钢分为热强钢和热稳定性钢两大类。热强钢：P热强钢、M热强钢、A型高温合金。锅炉钢管，紧固件，转子，汽轮机叶片，气阀
抗氧化钢：F型抗氧化钢、A型抗氧化钢。广泛用于工业炉子中的构件，炉底板，料架，炉罐等服役载荷不大，但经受工作介质有高温化学腐蚀。
11、什么是抗氧化性？提高钢抗氧化性的主要元素有哪些？
1）抗氧化性：是指金属材料在高温时抵抗氧化性气氛腐蚀作用的能力。 2）从合金化角度，提高钢抗氧化性的途径有： ①加入合金元素，提高钢氧化膜稳定性；
②加入合金元素，形成致密、稳定的氧化膜。Cr，Al，Si，Ti 12、什么是应力松弛？什么是蠕变？
应力松弛：应力松弛现象是在具有恒定总变形的零件中，随时间延长而自行降低应力的现象。 蠕变：金属在一定温度和静载荷长时间的作用下，发生缓慢的塑性变形的现象称为蠕变。 13、什么是热强性？提高热强性的途径有哪些？
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金属材料学 题库 2
