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机械工程材料问答题 1简述细晶强化的原因。（P38） 答：在常温下，细晶粒金属晶界多，晶界处晶格扭曲畸变，提高了塑性变形的抗力，使其强度、硬度升高。细晶粒金属晶粒数目多，变形可均匀分布在许多晶粒上，使其塑性好。因此，在常温下晶粒越小，金属的强度、硬度越高，塑性、韧性越好。 2简述在工业生产中细化铸锭和焊缝区晶粒的常用方法。（P39） 答：㈠控制过冷度（增加过冷度有利于晶粒细化）；㈡变质处理（增加了晶核的数目）；㈢振动处理 3简述加工硬化在金属的生产与使用中的实际意义。（P61） 答：①它是一种非常重要的强化手段，可用来提高金属的强度，特别是那些无法用热处理强化的合金尤其重要。②加工硬化是某些工件或半成品能够拉伸或冷冲压加工成形的重要基础，有利于金属的均匀变形。③加工硬化可提高金属零件在使用过程中的安全性 4简述冷塑性变形金属在加热时组织和性能的变化。（P61） 答：金属材料经冷塑性变形后，由于晶体缺陷增多，其内能升高，处于力学上不稳定的状态，如果升高温度使原子获得足够的活性，材料将自发地恢复到稳定状态。冷塑性变形后的金属加热时，随加热温度升高，会发生回复、再结晶、晶粒长大等过程。 生产中常用的低温去应力退火就是利用回复现象，消除工件应力，稳定组织，并保留冷变形强化性能。例如冷拉钢丝卷制弹簧，在卷成后进行一次低温去应力退火，可以消除应力使其定型。 5简述影响再结晶晶粒大小的因素有哪些。（P63） 答：＄⑴变形程度（变形越不均匀，再结晶退火后的晶粒越粗大）。 ⑵原始晶粒尺寸。 ⑶杂质与合金元素。金属中的杂质与合金元素一方面增加变形金属的储存能，一方面阻碍晶界的移动，一般可起到细化晶粒的作用。 ＄⑷退火温度。当变形程度和退火保温时间一定时，再结晶退火温度越高，再结晶后的晶粒将越粗大。 6简述随含碳量的增加，铁碳合金的组织变化顺序。（P81） 答：F（铁素体）→F﹢Fe3CIII（三次渗碳体）→F﹢P(珠光体)→P→P﹢Fe3CII（二次渗碳体）→P﹢Fe3CII（二次渗碳体）﹢Ld（莱氏体）→Ld→Ld﹢Fe3CI（一次渗碳体） 7简述常用热处理工艺的类型。（P85） 答：㈠整体热处理；㈡表面热处理；㈢化学热处理；㈣其他热处理 8简述奥氏体化过程及影响因素。（P86） 答：奥氏体的形成过程：⒈奥氏体晶核的形成；⒉奥氏体的长大；⒊残留渗碳体的溶解；⒋奥氏体均匀化 影响奥氏体形成的因素：⒈加热温度；⒉加热速度；⒊钢的成分；⒋原始组织 9简述加热时控制奥氏体晶粒大小的方法。（P88） 答：㈠加热温度。加热温度越高，晶粒长大速度越快，奥氏体晶粒也越粗大。 ㈡保温时间。延长保温时间比升高加热温度对晶粒长大的影响小。 ㈢加热速度。加热速度越快，奥氏体化的实际温度越高，奥氏体的形核率大于生长速度，因此可以获得细小的原始晶粒。故生产中常用快速加热和短时保温的方法来细化晶粒。如高频淬火就是利用这一原理来细化晶粒的。 10简述马氏体转变的特点。（P95） 答：马氏体转变有以下特点：㈠无扩散性。马氏体的转变是在极大过冷度下㈡转变速度极快。马氏体的形成不需要孕育期，马氏体的增加不是靠已形成马氏体片的长大，而是靠新马氏体片的不断形成。 ㈢转变得不完全性。马氏体点的位置主要取决于奥氏体的成分。奥氏体的碳含量越高，Ms与Mf越低，当奥氏体中的?c大于0.5％时，Mf已低于室温，这时，奥氏体及时冷到室温也不能完全转变为马氏体。 11简述球化退火的目的（P99） 答：球化退火的目的是降低硬度，提高塑性，改善可加工性，以及获得均匀的组织，改善热处理工艺性能，为淬火做组织准备。（球化退火主要用于共析和过共工析成分的碳钢和合金钢锻件和轧件） 12简述正火的目的。（P101） 答：正火的主要目是调整锻件和铸件的硬度，细化晶粒，消除网状渗碳体并为淬火做好组织准备。通过正火细化晶粒，钢的韧性可显著改善，对低碳钢正火可提高硬度以改善可加工性，对焊接件则可以通过正火改善焊缝及热影响区的组织和性能。 13简述正火主要用于哪些方面（P101） 答：⑴改善低碳钢的切削加工性能。通过正火可得到数量较多而细小的珠光体组织，使硬度接近于最佳切削加工硬度，改善可加工性。 ⑵作为中碳结构钢的预备热处理。 ⑶作为普通零件的最终热处理 ⑷消除过共析钢中的网状渗碳体。 ⑸用于某些碳钢、低合金钢的淬火返修。以消除内应力和细化组织，防止重淬时产生变形和开裂。 14简述第二类回火脆性及其产生原因。（P109） 答：第二类回火脆性是指含有Cr、Mn、Ni等元素的合金钢在脆化温度区回火或经更高温度回火后缓慢冷却通过该脆化温度区所产生的脆性的现象。 产生原因一般为Sb（锑）、Zn、P等杂质元素在原奥氏体晶界上偏聚，钢中Ni、Cr等合金元素促进杂质的这种偏析，而且本身也向晶界偏聚，从而增大了产生回火脆性的倾向。 15