金屬材料學試題

1、東北大學08年金屬材料學試題一.填空.1形成強，中，弱碳（氮）的合金元素2耐大氣腐蝕的合金元素3鑄鐵的分類4不銹鋼耐熱鋼耐蝕鋼.(參考《金屬學與熱處理》機械工業(yè)出版社鋼的牌號)二.名詞解釋1、相間沉淀：合金元素釩在鋼中的有利作用主要是以其碳氧化物形式存在于基體和晶界上起到沉淀強化和抑制晶粒長大的作用.釩在鐵素體中的溶解度比在奧氏體中的溶解度小的很多隨著相變的進行在一定的熱力學和動力學條件下釩的碳氮化物在相界析出通過在兩相區(qū)加速冷卻可以細

2、化晶?？刂破涮嫉锏奈龀銎涑恋砦锏拇笮『头植紱Q定了其沉淀強化的效果.2、晶間腐蝕：晶間腐蝕是一種常見的局部腐蝕。腐蝕沿著金屬或合金的晶粒邊界或它的鄰近區(qū)域發(fā)展，晶粒本身腐蝕很輕微，這種腐蝕便稱為晶間腐蝕。3、高溫回火脆性：在回火過程中隨著回火溫度的升高，塑性不斷增加，而沖擊韌性卻不是呈直線上升的，在低溫250400度回火和高溫450650度范圍內回火時，韌性會出現(xiàn)下降現(xiàn)象，這就是回火脆性。前者稱為低溫回火脆性，后者稱為高溫回火脆性。低

3、溫回火脆性又稱為不可逆回火脆性或第一類回火脆性。碳鋼與合金鋼均會出現(xiàn)這種回火脆性，可能與低溫回火時在晶界或亞晶界上析出連續(xù)碳化物薄片有關，對于低溫回火脆性，只有避免在該脆性溫度范圍內回火才能防止。合金鋼在450650度范圍內回火時可能產(chǎn)生高溫回火脆性，高溫回火脆性可以用更高溫度回火快冷的辦法消除。4、475℃脆性：FeCr合金在400～550℃環(huán)境中長期加熱時會產(chǎn)生一種特殊的脆性硬度顯著提高沖擊韌性嚴重下降。此情況稱為475℃脆性，可用

4、加入稀土元素的方法解決。三.大題:1、沉淀強化位錯和第二相交互作用形成第二相強化。對于一般合金來說第二相強化往往比固溶強化效果更為顯著。根據(jù)獲得第二相的工藝不同，按習慣將各種第二相強化分別稱呼。其中通過相變熱處理獲得的稱為沉淀強化；而把通過粉末燒結獲得的，稱為彌散強化。有時也不加區(qū)分地混稱為分散強化或顆粒強化。[4]如果要單就固溶強化的微觀機理而言，固溶強化是由于溶質原子和位錯的交互作用的結果。溶質原子和位錯的交互作用就其性質而言，可以

5、是彈性的、化學的、電性的和幾何的等幾種類型。溶質原子可以偏聚到位錯周圍形成各種氣團，也可以是均勻不規(guī)則地分布在基體中，這兩種情況都可以使金屬材料的基體造成強化。[3]在幾種性質類型的交互作用中，溶質原子和位錯的彈互作用最為重要。晶體中的溶質原子是點缺陷的一種，會引起其周圍發(fā)生彈性畸變。3、鋁合金時效強化四個階段（參考《金屬學與熱處理》）在時效熱處理過程中，該合金組織有以下四個階段：補充：時效強化：過飽和固溶體在室溫放置或加熱到某一溫度保

6、溫，隨著時間延長，其強度、硬度升高，塑性、韌性下降的現(xiàn)象(1)形成溶質原子偏聚區(qū)－G?P（Ⅰ）區(qū)在新淬火狀態(tài)的過飽和固溶體中，銅原子在鋁晶格中的分布是任意的、無序的。時效初期，即時效溫度低或時效時間短時，銅原子在鋁基體上的某些晶面上聚集，形成溶質原子偏聚區(qū)，稱G?P（Ⅰ）區(qū)。G?P（Ⅰ）區(qū)與基體α保持共格關系，這些聚合體構成了提高抗變形的共格應變區(qū)，故使合金的強度、硬度升高。(2)G?P區(qū)有序化－形成G?P（Ⅱ）區(qū)隨著時效溫度升高或時效

7、時間延長，銅原子繼續(xù)偏聚并發(fā)生有序化，即形成G?P（Ⅱ）區(qū)。它與基體α仍保持共格關系，但尺寸較G?P（Ⅰ）區(qū)大。它可視為中間過渡相，常用θ”表示。它比G?P（Ⅰ）區(qū)周圍的畸變更大，對位錯運動的阻礙進一步增大，因此時效強化作用更大，θ”相析出階段為合金達到最大強化的階段。(3)形成過渡相θ′隨著時效過程的進一步發(fā)展，銅原子在G?P（Ⅱ）區(qū)繼續(xù)偏聚，當銅原子與鋁原子比為1：2時，形成過渡相θ′。由于θ′的點陣常數(shù)發(fā)生較大的變化，故當其形成時