无机非金属材料学复习终极版
《无机非金属材料学》复习题-2014.12
玻璃：
1.名词解释：桥氧，非桥氧，网络形成体，网络外体，网络中间体，三T图，T K-100，硼氧反常性，
混合碱效应（双碱效应）。
2.无机非金属材料与其它材料相比在结构性能上有哪些特点？
相对于金属键，共价键与离子键具有较高的能量，约高出金属键键能的一倍左右，所以，离子键或共价键构成的无机非金属材料一般熔点高、硬度高，脆性大，透明度高，导电性低。具有金属键的金属材料有弹性，可延展，导电性高，透明度低。由于共价键的晶体的配位数比离子晶体还要小，所以共价键的晶体的熔点、硬度比离子晶体还要高。
碳化物的离子键成分约占5~25%，氮化物的离子键成分约占20~40%，硼化物的离子键成分约占5~10%。
3.什么是玻璃态物质的四个通性？
4.Tg-Tf玻璃转变温度区域对玻璃的结构、性质有何意义？
在转变温度区域内的任一温度，玻璃熔体有对应于该温度的平衡结构。温度越低，粘度越大，达到平衡结构的速度越慢，需要的时间越长。因此，固态玻璃的性质与冷却速度有关，冷却速度越快，玻璃结构偏离平衡结构的程度越大，导致玻璃结构疏松，使玻璃密度、折射率等性质下降，冷却速度减慢，密度、折射率等性质上升，所以说固态玻璃的性质是相对的，并不是一个常数。
5.解释晶子学说和无规则网络学说。
无规则网络学说：原子在玻璃中和在晶体中的作用是相同的，应形成连续的、三维空间的网络，但在玻璃中是不规则的，非周期性的，因而玻璃的内能大于晶体的内能，而晶体的结构是规则的、周期性的。
晶子学说：在玻璃中存在着有规则排列的微小区域，这种有规则排列的微小区域与晶体的晶格相比又是极度变形的，他是相对的，距晶子中心的距离越远，不规则程度越显著。
无规则网络学说着重说明了玻璃结构的连续性，无序性和均匀性，而晶子学说则比较强调玻璃的微观不均匀性和有序性。
当前比较统一的看法是:玻璃结构具有近程有序，远程无序的特点。
6.石英玻璃具有哪些结构、性能特点？1. [Si04]是熔融石英和结晶态石英的基本机构单元，2. Si-O
键是极性共价键，3. Si-O键的键能非常大，4. [Si04]正负电荷重心重合，不带极性，5. [Si04]以顶角相连。6.性能：石英玻璃粘度大，机械强度高，热膨胀系数小，耐热耐化学稳定性好。
Na2O - SiO2二元系统玻璃：石英玻璃中，加入R2O使氧的比值增加，玻璃中的氧不可能由两个硅原子所共用，开始出现一个硅原子键合的氧原子，即非桥氧，使硅氧网络发生断裂，结果使玻璃结构减弱、疏松，导致玻璃的物理化学性能下降，如粘度、膨胀系数等。
7.氧化钙加入玻璃中一般来说会削弱玻璃的结构，但在钠硅玻璃中加入氧化钙反而加强了玻璃的结
构，这是为什么？此时形成的Na2O-CaO- SiO2玻璃系统非常实用，又是为什么？
8.玻璃中氧化物分成哪三类？常见的玻璃网络生成体有哪些（至少三种）？
9.玻璃中加入少量Al2O3的作用？
在玻璃中加入少量的Al2O3，可以夺取非桥氧形成「AlO4」，进入硅氧网络，把断网连接起来，使玻璃结构趋于紧密，从而降低了玻璃的结晶倾向，抑制分相，Al2O3的加入还可以提高玻璃的化学稳定性，热稳定性，机械强度等性能，Al2O3还可以减轻玻璃对耐火材料的侵蚀。
10.玻璃生成的热力学条件：一般来说，同组分的晶体与玻璃的内能差别越大，玻璃越容易结晶，越
难形成玻璃。
11.生成玻璃的关键是什么？与哪些因素有关？
12.如何理解泰曼将玻璃析晶分为晶核生成与晶体生长两个过程。
泰曼认为：玻璃的形成是由于过冷液体中晶核生成最大速度对应的温度低于晶体生长最大速度对
应的温度所致。熔体冷却过程中，首先降到晶体生长最大速率所对应的温度，这时玻璃中晶核数量较少，不至于使玻璃析晶，然后再降到晶核生成最大速率所对应的温度，这时玻璃中有可能产生大量晶核，但此时的温度低于晶体生长最佳温度，致使晶核难以长大。
晶核生成最大速率与晶体生长最大速率所对应的温度之间的温差越大，越易形成玻璃；反之，越易析晶。
在均匀成核中，存在一临界成核半径，其值越小晶核越易形成，玻璃越易析晶。
玻璃成核剂的选择：一般来说，成核剂和初晶相之间的界面张力越小，晶格常数越接近，成核就越容易。
贵金属作为玻璃的晶核剂：金属颗粒一般要达到8~10nm，才能诱导主体玻璃析晶。
13.成核剂分成哪三类、原理？常用的成核剂有哪些？
14.什么是玻璃的分相？
玻璃分相的原因？在硅酸盐熔体中，桥氧离子与硅离子以硅氧四面体的形式结合，并按本身的结构要求进行了排列。如果系统中加入其它阳离子，那么这些阳离子也力图将氧原子吸引到自己周围，按本身的结构要求进行排列。双方对氧离子的争夺，结果产生分相。
分相对玻璃性质的影响？1.对具有迁移性能的有关性质会产生影响，如粘度、电导、化学稳定性等，2.对具有加和性能的有关性质影响较小，如密度、折射率、热膨胀系数、弹性模量等。
分相的特点：分相是不混溶现象，分相区一般可从几个纳米至几百个纳米，因而属于亚微观结构不均匀性。
相同组成的玻璃如热处理条件不同，可以出现连通结构或球形孤立滴状结构。
15.玻璃产生析晶的因素？
1.玻璃组成是引起玻璃析晶的内因。２.玻璃结构。３.玻璃分相对玻璃析晶也有一定作用。４.工艺因素：原料成分波动、配合料称量误差、混料不匀等。
16.玻璃粘度与组成的关系？玻璃粘度与温度的关系？
转变点，应变点，软化点对应的粘度分别为：1012.4，1013.6，107.6 Pa.S。
17.玻璃的密度与组成、温度、热历史的关系？
18.影响玻璃机械强度的主要因素？提高玻璃的强度的方法？
19.玻璃的膨胀系数、电阻率与组成、温度、热历史之间的关系？
20.玻璃的化学稳定性：高碱玻璃的耐酸性小于耐水性，高硅玻璃的耐酸性大于耐水性。
温度上升10℃,侵蚀介质对玻璃的侵蚀速度增加50~150%。
21.玻璃折射率：玻璃的密度越大，光在玻璃中的传播越慢，折射率越大，反之密度越小，则折射率
越小。离子极化率越高，摩尔折射度越大，玻璃折射率越高。
22.玻璃配方中常用的辅助原料有哪些？常用的玻璃着色剂、澄清剂、乳浊剂、氧化剂有哪些？
过渡金属离子着色机理：过渡金属在玻璃中以离子状态存在，它们的价电子在不同能级间跃迁，由此引起对可见光的选择性吸收，导致着色。
23.玻璃熔制过程中可分为哪五个阶段？硅酸盐形成阶段的特征，发生哪些物理化学反应？
24.玻璃形成过程的速度取决于什么？为什么？
25.玻璃液的均化是如何实现的？玻璃液冷却的目的、要求、应注意事项？
26.玻璃熔制设备分为坩埚窑和池窑。
27.日用空心制品的机械成型分为供料和成型两部分，各有哪些方法？吹制法有哪四种？
28.平板玻璃的成型有哪些方法？简述浮法玻璃的成型过程？
29.什么是玻璃中的暂时应力、永久应力？
30.玻璃退火的目的：玻璃的退火就是消除或减小玻璃中热应力至允许值的热处理过程。解释图4-3。
31.什么是钢化玻璃？通过玻璃淬火，在冷却后，使玻璃内部具有均匀分布的内应力，从而提高玻璃
的强度和热稳定性，这种淬火玻璃又称为钢化玻璃。
影响玻璃物理钢化的因素: 1.淬火温度，2.冷却速度，3.玻璃的化学组成，4.玻璃的厚度。
32.玻璃常见的缺陷及产生的原因？
33.镀膜玻璃的制备方法有哪些？气溶胶法，溶胶凝胶法，真空镀膜法，阴极溅射法，离子镀膜法等
34.光电功能玻璃有哪些？有通讯光纤，基板玻璃，激光玻璃，导电玻璃等
35.玻璃配方计算。
综合题：
1.科研人员在开发一新的玻璃系统时，发现玻璃出现析晶现象，请从组成、结构以及玻璃工艺条件
等方面分析析晶的可能原因和解决办法。
2.为了制造某一玻璃产品，试选择一个三元玻璃系统，并说明选择的理由（只要合理就行）。经初步
实验和性能测试，如果玻璃的膨胀系数或耐水性没有达到预期效果，这时将如何改进（只讨论性能测试数据比预期偏小的情况）？
3.SiO2、Al2O3、CaO是玻璃、陶瓷、水泥的主要组成，试比较它们在玻璃、陶瓷、水泥中的作用？
对材料结构、性能、制备工艺的影响？
4.玻璃熔制、陶瓷烧成、水泥煅烧是制备相应材料的重要一环，试说明它们各自的特点，以及它们
之间的异同。
陶瓷：
1.什么是粘土的可塑性? 粘土的烧结特性?
粘土的颗粒越细，表面积越大，分散程度越高，可塑性越好。
干燥收缩和烧成收缩构成了粘土的总收缩。
陶瓷原料中的粘土，石英，长石按其主要作用分别为可塑料，瘠性料，熔剂。
陶瓷的不同性能可通过改变坯料配比（控制瘠性料和熔剂）、坯料的细度和坯体的致密度来获得。
2.石英在陶瓷生产中的作用?
3.氧化铝的三种晶型及特点？氧化铝预烧目的和注意事项。
4.碳化物的特点：熔点高、硬度高、热膨胀系数小、电阻率小、导热系数高。碳化物的制备方法：
金属和碳直接化合，氧化物与碳反应，气相沉积等
5.陶瓷坯料的混合制备包括哪几个过程：混合制备分为细粉碎，泥浆的脱水，造粒，陈腐，练泥及
真空处理。
6.特种陶瓷的坯料组成：主料：Si3N4,SiC,BaTiO3,Al2O3,ZrO2,BeO，辅料：解凝剂、塑化剂，改性料：
展宽剂、移动剂等
7.常用的陶瓷成型方法及其坯料含水量？
8.影响陶瓷坯料可塑性的因素：液相含量与性质，颗粒尺寸和形状，矿物种类。
9.影响陶瓷注浆成型吸浆速度的因素：颗粒的比表面积，压力差，泥浆的粘度，注浆温度，模型中
的气孔数量。解释图9-4。
10.影响陶瓷坯体压制成型的与粉料有关的因素？粒度和粒度分布，粉料的流动性，粉料的含水率，
解释图9-6。
11.釉的作用：改善陶瓷制品的表面性能，保护釉下彩绘，提高制品的机械强度、电学性能、化学稳
定性、热稳定性。
釉料配方的原则：1.釉料应在坯体烧结范围内成熟，2.熔化范围要宽些，3.釉的膨胀系数要与坯体相适应，4.形成良好的中间层，5.釉料性质应符合工艺要求，6.正确选用原料。
釉料配方选用的一般规律：酸性强的坯体配酸性弱的釉，酸性弱的坯体配偏碱性的釉，含SiO2高的坯体配长石釉，含Al2O3高的坯体配石灰釉。
还原气氛对陶瓷烧成釉料的表面张力有提高作用,一般可达20~25%。
12.什么是坯釉中间层，它的作用？由于坯和釉化学组成上的差异，在高温烧成时，某些成分通过溶
解、渗透与扩散作用，使接触面的化学组成和物理性质介于坯体和釉层之间，结果形成中间层，它吸收溶解了坯体中的SiO2、Al2O3，釉层中的R2O、B2O3等成分，中间层的厚度15~20μm，存在莫来石、钙长石、硅灰石等析晶相，起到改善坯釉结合性，缓冲坯釉间应力的作用。
13.干燥的作用：降低水分，提高强度，提高坯体吸附釉层的能力，提高烧成窑的效率，缩短烧成周
期。
14.影响干燥速度的因素：坯料的性质，坯体形状大小和厚度，坯体温度，干燥介质的性质，热扩散
与湿扩散的方向。解释图11-1。常用的干燥方法？
15.陶瓷烧成中液相的作用：1 促进晶粒长大，2 促进致密化、性能提高，3 使坯体变成白色或半透
明，釉面有光泽。
16.陶瓷烧成的冷却阶段可分为急冷、缓冷、快冷，这是为什么？冷却初期急冷：1 缩短烧成周期，2
抑制莫来石长大，3 防止釉层析晶，4 防止低价铁的再度氧化。冷却中期缓冷：防止液相凝固、石英晶型转化，产生应力。后期因温差小可快冷。
17.陶瓷烧成制度的拟定应考虑的因素？原料颗粒度与活性，添加剂，坯料在加热过程中的性状变化，
坯体形状、厚度和入窑水分，窑炉结构、燃料性质、装窑密度，烧成方法。
18.压力制度的影响：陶瓷烧成中，通常负压有利于氧化气氛的形成，正压有利于还原气氛的形成。
19.等静压成型的特点：密度高，强度大，尺寸精确，可压制形状复杂、H/D大的坯体。等静压成型
的缺点：设备费用高，产量低。等静压分为：常温等静压和高温等静压。
20.热等静压烧结的特点？热等静压烧结的陶瓷制品的烧结温度仅为熔点的50~60%。热等静压烧结
可使陶瓷瓷件的致密度基本上达100%。热等静压烧结的陶瓷制品只需很少的精加工甚至无需加工就能使用。
21.特种陶瓷烧成的新方法主要有哪些？1·热压烧结，2·热等静压烧结，3·气氛烧结等
22.目前研究较多的结构陶瓷有哪些？Si3N4，SiC，BaTiO3，Al2O3，ZrO2等
23.功能陶瓷有哪些？铁电陶瓷（压电陶瓷，热释电陶瓷）等，敏感陶瓷（热敏、压敏、光敏陶瓷等），
磁性陶瓷（软磁铁氧体，硬磁铁氧体等）。
敏感陶瓷多属半导体陶瓷。
水泥：
1.硅酸盐水泥生产的主要流程：两磨一烧。煅烧窑有回转窑、立窑、机械化立窑。
2.硅酸盐水泥的主要活性成分是什么?水泥主要活性组分的粒径在3~30μm.
3.国标规定：硅酸盐水泥初凝不得早于45min，终凝不得迟于12h，普通水泥分别为45min和10h.
4.水泥的主要原料有哪些：石灰质原料，粘土质原料，校正原料
5.生料配制的主要依据是熟料的率值。
水泥熟料的性能由水泥的矿物组成决定，矿物组成由率值决定。
6.硅酸盐水泥熟料尽管是多种矿物集合体，但主要氧化物只有四种，哪四种？
7.硅酸盐水泥熟料尽管是多种矿物集合体，但主要矿物组成只有四种，哪四种？
8.CaO含量的高低，对水泥性能有何影响：一般来说，增加水泥熟料中的CaO含量，能增加水泥的
强度，加速水泥的硬化过程。但不是CaO含量越多，质量越好。CaO含量过多，反应不完全，残留CaO会以游离CaO状态存在，而游离CaO水化极慢，会在水泥凝结后，在水泥制品中缓慢消解，发生体积膨胀，产生应力，降低强度，严重时甚至使整个结构破坏。因此，制备质量好的水
泥，必须使熟料中的CaO呈化合状态，熟料中游离CaO含量越低越好，最好不超过1%
9.简述硅酸盐水泥加水后的水化过程：加水后，C3A立即发生反应，C3S和C4AF也很快水化，而
C2S则较慢。
10.硅酸三钙（3CaO·SiO2，C3S）的特点及对水泥煅烧及性能的影响？
C3S含量的高低，对水泥性能有何影响：水泥熟料中，适当提高C3S的含量，有利熟料质量，但C3S过高，熟料煅烧困难，熟料中游离CaO增加，使强度下降。
11.硅酸二钙（2CaO·SiO2，C2S）的特点及对水泥性能的影响？
12.什么是硅率及特点？
熟料中氧化硅含量与氧化铝、氧化铁之和的质量比。表示了熟料中硅酸盐矿物与溶剂矿物的比例。
硅酸盐水泥熟料中的硅率越高，烧成温度越高，硅率过小易结圈，一般控制在1.7~2.7之间。13.什么是石灰饱和系数KH值？石灰饱和系数的特点？
在水泥熟料中，CaO总是与Al2O3和Fe2O3饱和生成C3A、C4AF，所余下的CaO与SiO2饱和形成C3S所需CaO的比值称为石灰饱和系数。
当石灰饱和系数等于1.0时，此时形成的矿物组成为C3S，C3A和C4AF，无C2S ；当石灰饱和系数等于0.667时，此时形成的矿物组成为C2S，C3A和C4AF ，无C3S；通常石灰饱和系数取0.82~0.94；当石灰饱和系数升高，说明熟料中C3S相对含量增加，C2S相对含量减少；
为保证水泥熟料的质量，应控制游离石灰CaO的含量。
14.什么是铝率？铝率的特点？
铝率：熟料中氧化铝和氧化铁含量的质量比，也表示溶剂矿物中铝酸三钙与铁铝酸四钙的比例。
铝率越高，C3A多，C4AF相对少，物料难烧。铝率过低，烧结范围变窄，易结块。通常，铝率控制在0.9-1.7 。
15.铁铝酸四钙和铝酸三钙的作用：产生液相，促进硅酸三钙的形成。
铁铝酸四钙和铝酸三钙也称为溶剂性矿物。
16.通常水泥熟料中硅酸三钙和硅酸二钙称为硅酸盐矿物，一般占水泥熟料总量的75%左右；铝酸三
钙和铁铝酸四钙称为熔剂性矿物，一般占水泥熟料总量的18~25%。
《金属材料学》课程教学大纲
《金属材料学》课程教学大纲 以下是为大家整理的《金属材料学》课程教学大纲的相关范文，本文关键词为金属材料学,课程,教学大纲,，您可以从右上方搜索框检索更多相关文章，如果您觉得有用，请继续关注我们并推荐给您的好友，您可以在教师教学中查看更多范文。 《金属材料学》课程教学大纲 一、课程说明 （一）课程名称：金属材料学所属专业：材料物理专业课程性质：专业基础课学分：3 （二）课程简介：《金属材料学》是一门综合性和应用性较强的专业必修课。根据材料物理专业先修课程和教学内容，本课程包括金属学和金属材料两大部分，其中金属学的内容作为《材料科学基础》课程的补充和深入，金属材料部分在《材料科学基础》、《材料力学性能》等课程的基础上，系统介绍金属材料合金化的一般规律及金属材料的成分、工艺、组织、性能及应用的关系。课程的学习，使学生系
统掌握有关金属材料学方面的知识，培养学生研究开发和合理应用金属材料的初步能力。 目标与任务；通过本课程的学习主要掌握：1.金属材料的成份、组织结构及性能三者间的关系，金属的基本理论和知识。2.合金元素在钢中的作用、原理和规律；3.钢的热处理原理以及其与合金化的配合；4.掌握各类铸铁的成分组织和性能特点；5.常用有色金属及其合金的成分、性能和热处理特点. （三）先修课程：《材料科学基础》、《材料力学性能》等。 （四）教材与主要参考书。 教材：《金属学与热处理》第二版，崔忠圻主编，哈尔滨工业大学出版社。参考书： 《金属材料学》第二版，吴承建陈国良强文江等编著，冶金工业出版社。《金属材料学》第二版，戴起勋主编程晓农主审，化学工业出版社。《材料科学基础》，胡赓祥、蔡荀主编，上海交通大学出版《材料科学基础》，潘金生等编，清华大学出版社 二、课程内容与安排绪论 （一）讲授，2学时（二）内容及基本要求1.金属材料的发展概况。 2.了解金属材料在国民经济中的地位与作用。 3.本课程的性质、
金属材料学复习题
09级金属材料学复习题材料分析
名词解释 1．淬透性：指以规定条件下刚式样淬透层升读呵硬度分布来表征的材料的特征，主要取决于钢的临界淬火冷速大小。 2．淬硬性：材料在理想条件下进行淬火后所能达到的最高硬度的能力。主要取决于淬火加热时固溶与A中的含碳量，碳含量越高，则钢的淬硬性越高 3．回火脆性：淬火钢在某温度区间回火或从回火温度缓慢冷却通过该温度区间冲击韧性降低的脆化现象。4．“C”曲线：过冷奥氏体等温转变曲线，综合反映过冷奥氏体在不同过冷度下等温转变过程，由转变开始曲线、转变终了曲线及马氏体转变温度线构成。 5．调质处理：淬火+高温回火（500到650度），得到强度、塑性和韧性都较好的回火索氏体。6．时效处理：又称沉淀强化，通过室温放置或热处理工艺使过冷A发生相间沉淀和F中析出弥散的碳化物和氮化物，产生沉淀强化效应 7.弥散强化：合金冶炼过程加入高熔点，高硬度合金相，弥散分布，钉扎晶界阻碍位 错运动引起合金强化效应。 高锰钢（ZGMn13） 成分设计 室温铸态下为奥氏体加碳化物，当受到强烈冲击时能发生形变诱发马氏体相变形成马氏体， 强烈地加工硬化使材料表面为马氏体，具有较高的耐磨性能，而里面仍为奥氏体，具有较 高的韧性，可承受较大的冲击（不适用于纯摩擦）。故要求主添加元素具有以下特征： 1.获得单一奥氏体，需扩大奥氏体相区 2.大量使用，故加入的元素必须廉价 3.室温为奥氏体，故Ms降低在室温以下 4.使用时能发生形变诱导马氏体相变，故Md控制在室温附近 5.为提高耐磨性能，必须能形成碳化物 以上的特征也正是Mn所以到的作用。故高锰钢一般都是高Mn（10%到14%）高C（0.9%到1.4%）。另外，高锰钢中加入2~4%的铬或适量的Mo和V能形成细小的碳化物，提高冲击韧性屈服强度和抗磨性。 （加稀土金属可以近一步提高金属液的流动性，增加钢液填充铸型的能力，减小热裂倾向，显著细化奥氏体晶粒，延缓在铸后冷却时在晶界析出碳化物，稀土金属还能显著提高高锰钢的冷作硬化效应及韧性，提高使用寿命。） 热处理
金属材料学考试题库
第一章钢中的合金元素 1、合金元素对纯铁γ相区的影响可分为哪几种 答：开启γ相区的元素：镍、锰、钴属于此类合金元素 扩展γ相区元素：碳、氮、铜属于此类合金元素 封闭γ相区的元素：钒、鈦、钨、钼、铝、磷、铬、硅属于此类合金元素 缩小γ相区的元素：硼、锆、铌、钽、硫属于此类合金元素 2、合金元素对钢γ相区和共析点会产生很大影响，请举例说明这种影响的作用 答：合金元素对α-Fe、γ-Fe、和δ-Fe的相对稳定性以及同素异晶转变温度A3和A4均有很大影响 A、奥氏体（γ）稳定化元素 这些合金元素使A3温度下降，A4温度上升，即扩大了γ相区，它包括了以下两种情况：（1）开启γ相区的元素：镍、锰、钴属于此类合金元素 （2）扩展γ相区元素：碳、氮、铜属于此类合金元素 B、铁素体（α）稳定化元素 （1）封闭γ相区的元素：钒、鈦、钨、钼、铝、磷、铬、硅 （2）缩小γ相区的元素：硼、锆、铌、钽、硫属于此类合金元素 3、请举例说明合金元素对Fe-C相图中共析温度和共析点有哪些影响 答： 1、改变了奥氏体相区的位置和共析温度 扩大γ相区元素：降低了A3，降低了A1 缩小γ相区元素：升高了A3，升高了A1 2、改变了共析体的含量 所有的元素都降低共析体含量 第二章合金的相组成 1、什么元素可与γ-Fe形成固溶体，为什么
答：镍可与γ-Fe形成无限固溶体 决定组元在置换固溶体中的溶解条件是： 1、溶质与溶剂的点阵相同 2、原子尺寸因素（形成无限固溶体时，两者之差不大于8%） 3、组元的电子结构（即组元在周期表中的相对位置） 2、间隙固溶体的溶解度取决于什么举例说明 答：组元在间隙固溶体中的溶解度取决于： 1、溶剂金属的晶体结构 2、间隙元素的尺寸结构 例如：碳、氮在钢中的溶解度，由于氮原子小，所以在α-Fe中溶解度大。 3、请举例说明几种强、中等强、弱碳化物形成元素 答：铪、锆、鈦、铌、钒是强碳化物形成元素；形成最稳定的MC型碳化物钨、钼、铬是中等强碳化物形成元素 锰、铁、铬是弱碳化物形成元素 第四章合金元素和强韧化 1、请简述钢的强化途径和措施 答：固溶强化 细化晶粒强化 位错密度和缺陷密度引起的强化 析出碳化物弥散强化 2、请简述钢的韧化途径和措施 答：细化晶粒 降低有害元素含量 调整合金元素含量
中考初三化学复习提纲
初三化学中考复习提纲 第一单元走进化学世界 一、探究空气中二氧化碳含量和与二氧化碳相关的问题。 （1）怎样检验二氧化碳？（2）怎样证明吸入的空气中二氧化碳含量比呼出的气体低？ （3）如何证明蜡烛的组成中含有碳、氢元素？ 二、药品的取用 （1）如何取用密度较大的块状固体药品？如何取用粉末状固体药品？没有说明用 量一般取多少？ （2）用细口瓶向试管中倾倒液体时应注意哪些问题？ （3）量筒应该怎样正确读数？如果采用了俯视或仰视读数测量值与真实值的关系？ 如何准确量取一定体积的液体？（4）如何称取粉末状的药品或易潮解的固体？用天平如何称量未知质量固体或定质量固体？砝码和游码应按什么样的顺序使用？如果药品 和砝码的位置颠倒，且使用了游码，能否知道药品的实际质量？ 三、物质的加热 （1）如何正确地点燃或熄灭酒精灯？洒出的酒精在桌面上燃烧，应如何处理？它 的火焰哪一部分温度最高？怎样证明这一点？（2）加热试管里的液体或固体时，分别应注意哪些问题？两者有何区别？ （3）给药品加热时，发现试管炸裂，可能原因有哪些？ 四、药品和仪器的处理 （1）玻璃仪器洗涤干净的标志是什么？如何放置？（2）实验后药品能否放回原瓶？ 第二单元我们周围的空气 一、空气的主要成分及作用 空气中主要含有哪些气体？每种气体分别有哪些用途？ 二、实验探究空气中氧气的体积分数 （1）燃烧匙中一般放什么物质？给物质的量有什么要求？目的是什么？ （2）能否用木炭、硫磺代替红磷？为什么？能否用铝箔、铁丝来代替红磷？为什么？如用木炭来做实验，又如何改进实验？ （3）产生什么实验现象？得到什么结论？实验原理是什么？ （4）若测定的氧气的体积分数明显偏小，有哪些可能原因？ 三、大气污染物的来源和危害 空气中的污染物主要有哪些？原因是什么？空气被污染后会造成什么危害？
金属材料学复习题整理(戴起勋)
1、细化晶粒对钢性能的贡献是强化同时韧化；提高钢淬透性的主要作用是使零件整个断面性能趋于一致，能采用比较缓和的方式冷却。 2、滚动轴承钢GCr15的Cr质量分数含量为 1.5% 。滚动轴承钢中碳化物不均匀性主要是指碳化物液析、带状碳化物、网状碳化物。 4、凡是扩大γ区的元素均使Fe-C相图中S、E点向左下方移动，例Ni、Mn 等元素；凡封闭γ区的元素使S、E点向左上方移动，例Cr、Si、Mo 等元素。S点左移意味着共析碳含量减少，E点左移意味着出现莱氏体的碳含量减少。 7、在非调质钢中常用微合金化元素有Ti、V、Nb、N 等，这些元素的主要作用是细化组织和相间沉淀析出强化。 8、球铁的力学性能高于灰铁是因为球铁中石墨的断面切割效应、石墨应力集中效应要比灰铁小得多。 1、钢的合金化基本原则是多元适量、复合加入。在钢中细化晶粒作用较大的合金元素有Ti、V、Nb 等，细化晶粒对钢性能的作用是既强化又韧化。 2、在钢中，常见碳化物形成元素有Ti、Nb、V、Mo、W、Cr、（按强弱顺序排列，列举5个以上）。钢中二元碳化物分为两类：rc/rM ≤0.59为简单点阵结构，有MC和M2C 型；rc/rM > 0.59为复杂点阵结构，有M23C6 、M7C3 和M3C 型。 3、选择零件材料的一般原则是使用性能要求、工艺性要求和经济性要求等。汽车变速箱齿轮常用20CrMnTi 钢制造，经渗碳和淬回火热处理。 4、奥氏体不锈钢1Cr18Ni9晶界腐蚀倾向比较大，产生晶界腐蚀的主要原因是晶界析出Cr23C6，导致晶界区贫Cr ，为防止或减轻晶界腐蚀，在合金化方面主要措施有降低碳量、加入Ti、V、Nb强碳化物元素。 5、影响铸铁石墨化的主要因素有碳当量、冷却速度。球墨铸铁在浇注时 要经过孕育处理和球化处理。 6、铁基固溶体的形成有一定规律，影响组元在置换固溶体中溶解情况的因素有：溶剂与溶质原子的点阵结构、原子尺寸因素、电子结构。 7、对耐热钢最基本的性能要求是良好的高温强度和塑性、良好的化学稳定性。常用的抗氧化合金元素是Cr 、Al 、Si 。 1、钢中二元碳化物分为二类：rC / rM < 0.59，为简单点阵结构，有MC和型；rC / rM > 0.59，为复杂点阵结构，有M3C、M7C3 和M23C6 型。两者相比，前者的性能特点是硬度高、熔点高和稳定性好。 3、提高钢淬透性的作用是获得均匀的组织，满足力学性能要求、能采取比较缓慢的冷却方式以减少变形、开裂倾向。 4、高锰耐磨钢（如ZGMn13）经水韧处理后得到奥氏体组织。在高应力磨损条件下，硬度提高而耐磨，其原因是加工硬化及奥氏体中析出K和应力诱发马氏体相变。 5、对热锻模钢的主要性能要求有高热强性、良好的热疲劳抗力、良好的冲击韧性和良好的淬透性及耐磨性。常用钢号有5CrNiMo （写出一个）。 6、QT600-3是球墨铸铁，“600”表示抗拉强度≥600MPa ，“3”表示延伸率≥3% 。 7、在非调质钢中常用微合金化元素有Ti、V 等（写出2个），这些元素的主要作用是细化晶粒组织和弥散沉淀强化。 二、解释题（30分） 1、40Mn2钢淬火加热时，过热敏感性比较大。 在C%较低时，Mn可以细化珠光体。在C%较高时，Mn加强了C促进奥氏体晶粒长大的作
金属材料学复习思考题(2009)
金属材料学复习思考题 （2009） 第一章钢的合金化原理 1．名词解释 1）合金元素；2）微合金元素；3）奥氏体形成元素；4）铁素体形成元素； 5）原位析出； 6）离位析出 2．合金元素V、Cr、W、Mo、Mn、Co、Ni、Cu、Ti、Al中哪些是铁素体形成元素？哪些是奥氏体形成元素？ 哪些能在α-Fe中形成无限固溶体？哪些能在γ-Fe 中形成无限固溶体？ 3．简述合金元素对扩大或缩小γ相区的影响，并说明利用此原理在生产中有何意义？ 4．简述合金元素对铁碳相图（如共析碳量、相变温度等）的影响。 5．合金钢中碳化物形成元素（V，Cr，Mo，Mn等）所形成的碳化物基本类型及其相对稳定性。 6．主要合金元素（V，Cr，Ni，Mn，Si，B等）对过冷奥氏体冷却转变影响的作用机制。 7．合金元素对马氏体转变有何影响？ 8．如何利用合金元素来消除或预防第一次、第二次回火脆性？ 9．如何理解二次硬化与二次淬火两个概念的相关性与不同特点。 10．一般地，钢有哪些强化与韧化途径？ 第二章工程结构钢 1．对工程结构钢的基本性能要求是什么？ 2．合金元素在低合金高强度结构钢中的主要作用是什么？为什么考虑采用低C？ 3．什么是微合金钢？微合金化元素在微合金化钢中的主要作用有哪些？试举例说明。 4．低碳贝氏体钢的合金化有何特点？ 第三章机械制造结构钢 1．名词解释 1）液析碳化物；2）网状碳化物；3）水韧处理4）超高强度钢 2．对调质钢、弹簧钢进行成分、热处理、常用组织及主要性能的比较，并熟悉各自主要钢种。 3．液析碳化物和带状碳化物的形成、危害及消除方法。 4．说明易切削钢提高切削性能的合金化原理。 5．马氏体时效钢与低合金超强钢相比，在合金化、热处理、强化机制、主要性能等方面有何不同？6．高锰钢在平衡态、铸态、热处理态、使用态四种状态下各是什么组织？为何具有抗磨特性？ 7．GCr15钢是什么类型的钢？这种钢中碳和铬的含量约为多少？碳和铬的主要作用分别是什么？其预先热处理和最终热处理分别是什么？ 8．氮化钢的合金化有何特点？合金元素有何作用？
金属材料学总结
第一章 1、为什么钢中的硫和磷一般情况下总是有害的？控制硫化物形态的方法有哪些？ 答：S与Fe形成FeS，会导致钢产生热脆；P与形成Fe3P，使钢在冷加工过程中产生冷脆性，剧烈降低钢的韧性，使钢在凝固时晶界处发生偏析。 硫化物形态控制：a、加入足量的锰，形成高熔点MnS；b、控制钢的冷却速度；c、改善其形态最好为球状，而不是杆状，控制氧含量大于0.02%；d、加入变形剂，使其在金属中扩散开防止聚焦产生裂纹。 2、钢的强化机制有哪些?为什么一般钢的强化工艺采用淬火加回火？答：a、固溶强化（合金中形成固溶体、晶格畸变、阻碍位错运动、强化） b、细晶强化（晶粒细化、晶界增多、位错塞积、阻碍位错运动、强化） c、加工硬化（塑性变形、位错缠绕交割、阻碍位错运动、强化） d、弥散强化（固溶处理的后的合金时效处理、脱溶析出第二相、弥散分布在基体上、与位错交互作用、阻碍位错运动、强化） 淬火处理得到强硬相马氏体，提高钢的强度、硬度，使钢塑性降低；回火可有效改善钢的韧性。淬火和回火结合使用提高钢的综合性能。 3、按照合金化思路，如何改善钢的韧性？ 答：a、加入可细化晶粒的元素Mo、W、Cr； b、改善基体韧性，加Ni元素；
c、提高冲击韧性，加Mn、Si元素； d、调整化学成分； e、形变热处理； f、提高冶金质量； g、加入合金元素提高耐回火性，以提高韧性。 4、试解释40Cr13属于过共析钢，Cr12钢中已出现共晶组织，属于莱氏体钢。 答、Cr元素使共析点左移，当Cr量达到一定程度时，共析点左移到碳含量小于0.4%，所以40Cr13属于过共析钢；Cr12中含有高于12%的Cr元素，缩小Fe-C平衡相图的奥氏体区，使共析点右移。 5、试解释含Mn钢易过热，而含Si钢高淬火加热温度应稍高，且冷作硬化率高，不利于冷变性加工。 答：Mn在一定量时会促使晶粒长大，而过热就会使晶粒长大。 6、合金钢中碳化物形成规律①②③④⑤⑥⑦ 答：①、K类型：与Me的原子半径有关；②、相似相容原理；③、强碳化物形成元素优先于碳结合形成碳化物；④、NM/NC比值决定了K类型；⑤、碳化物稳定型越好，溶解越难，析出越难，聚集长大也越难。 第二章 1、简述工程钢一般服役条件、加工特点和性能要求。 答：服役条件：静载、无相对运动、受大气腐蚀。 加工特点：简单构件是热轧或正火状态，空气冷却，有焊接、剪切、
有色金属冶金学复习资料要点
名词解释 1、冰铜：冰铜是在熔炼过程中产生的重金属硫化物为主的共熔体，是熔炼过程的主要产物之一，是以Cu2S-FeS系为主并溶解少量其它金属硫化物、贵金属、铂族金属、Se、Te、As、Sb、Bi等元素及微量脉石成分的多元系混合物。 2、闪速熔炼：闪速熔炼是将经过深度脱水的粉状精矿，在喷嘴中与空气或氧气混合后，以高速度从反应塔顶部喷入高温反应塔内进行熔炼的方法。 3、碱性精炼：是加碱于熔融粗金属中，使氧化后的杂质与碱结合成盐而除去的火法精炼方法。 4、碱性炉渣： 5、酸性炉渣： 6、直接炼铅：利用硫化铅精矿粉料在迅速氧化过程中放出大量的热，将炉料 迅速熔化，产出液态铅和熔渣，同时产出少量的高So2浓度的烟气，使硫得以回收的冶金过程。 7、槽电压：阳极压降、阴极压降、母线压降、分解和极化压降、电解质压降的总和。 8、电流效率：是指在电解槽通过一定电量时，阴极实际析出的金属 实际沉积铜量??100?％量与理论应析出的金属量的百分比，理论沉积铜量9、沸腾焙烧：沸腾焙烧是强化焙烧过程的新方法，是使空气以一定速度自下而上地吹过固体炉料层，固体炉料
粒子被风吹动互相分离，其状态如同水的沸运动的粒子处于悬浮状态，并作不停的复杂运动， 腾，因此称为沸腾焙烧。 10、冰镍：熔有金属的硫化物熔体。 11、还原硫化熔炼：冰镍和冰铜相似，也是硫化物的熔体。由于这种熔炼方法是将矿石中的镍、钴和部分铁还原并使其硫化为金属硫化物与熔渣分开，故称还原硫化熔炼。 12、硬头：在还原熔炼时，少量的铁与锡一道被还原，生成各种成分的合金，称为硬头。 13、灰吹：将贵铅进行氧化熔炼 14、贵铅：工业上称Ag-Pb合金为贵铅。 15、氰化法：用含氧的氰化物溶液，浸出矿石或精矿中的金银，再从浸出液中回收金银的方法称为氰化法。 16、汞齐化：将汞与含金矿粉混合，磨细，使汞首先对金湿润，继而溶解金形成汞膏，汞膏组成由不均匀至均匀直至接近Au2Hg成分的 过程称为汞齐化，将金从含金矿石中提取出来的方法，称为混汞法。 17、炭浆法：用活性炭直接从氰化浸出矿浆中吸附金银的方法，称为炭浆法，该法不仅可省去传统氰化法中的液固分离工序，还有利于氰化浸出率的提高。 18、直接熔炼：金属硫化物精矿不经焙烧或烧结焙烧直接生产出金属的熔炼方法称为直接熔炼。 铜冶炼
金属材料学复习资料
金属材料学复习资料 一．名词解释 1、合金元素: 为了得到一定的物理、化学或机械性能而特别添加到钢中的化学元素。(常用M 来表示) 2、微合金元素:有些合金元素如V，Nb，Ti, Zr和B等，当其含量只在0.1%左右（如 B 0.001%，V 0.2 %）时，会显著地影响钢的组织与性能，将这种化学元素称为微合金元素。 3、奥氏体形成元素:在γ-Fe中有较大的溶解度,且能稳定γ相；如 Mn, Ni, Co, C, N, Cu； 4、铁素体形成元素: 在α-Fe中有较大的溶解度，且能稳定α相。如：V，Nb, Ti 等。 5、原位转变（析出）: 元素向渗碳体富集，当其浓度超过在合金渗碳体中的溶解度时, 合金渗碳体就在原位转变成特殊碳化物。 6、离位转变（析出）:在回火过程中直接从α相中析出特殊碳化物，同时伴随着渗碳体的溶解，可使HRC和强度提高（二次硬化效应）。如 V，Nb, Ti等都属于此类型。 7、二次淬火:在强碳化物形成元素含量较高的合金钢中淬火后残余奥氏体十分稳定，甚至加热到500~600℃范围内回火时仍不分解，而是在冷却时部分转化成马氏体，使钢的硬度提高。 8、二次硬化：在含有Ti、V、Nb、Mo、W等较高合金淬火后，在500~600℃范围内回火，在α相中沉淀析出这些元素的特殊碳化物，并使钢的硬度和强度提高 9、液析碳化物：由于碳和合金元素偏析，在局部微小区域内从液态结晶时析出的碳化物。 10、带状碳化物:由于二次碳化物偏析，在偏析区沿轧向伸长呈带状分布。 11、网状碳化物：过共析钢在热轧（锻）加工后缓慢冷却过程中由二次碳化物以网状析出于奥氏体晶界所造成的。 12、水韧处理：高锰钢铸态组织中沿晶界析出的网状碳化物显著降低钢的强度、韧性和抗磨性。将高锰钢加热到单相奥氏体温度范围，使碳化物充分溶入奥氏体，然后水冷，获得单一奥氏体组织。 13、超高强度钢：用回火M和下B作为其使用组织，经过热处理后一般讲，抗拉强度在大于1400MPa，（或屈服强度大于1250MPa)的中碳钢均称为超高强度钢。 14、晶间腐蚀：晶界上析出连续网状富铬的Cr23C6引起晶界周围基体产生贫铬区，贫铬区 成为微阳极而发生的腐蚀。 15、应力腐蚀：不锈钢在特定的腐蚀介质和拉应力作用下出现低于强度极限的脆性开裂现象。 16、n/8规律：加入Cr可提高基体的电极电位，但不是均匀的增加，而是突变式的。当Cr 的含量达到1/8，2/8，3/8，......原子比时，Fe的电极电位就跳跃式显著提高，腐蚀也显著下降。这个定律叫做n/8规律。 17、阳极极化：自流电通过阳极时,阳极电位偏离平衡电位而向正方向移动的现象。 18、蠕变极限：在某温度下，在规定时间达到规定变形时所能承受的最大应力。 19、持久强度：在规定温度和规定时间断裂所能承受的应力（δε）。 20、持久寿命：它表示在规定温度和规定应力作用下拉断的时间。 21、碳当量：一般以各元素对共晶点实际含碳量的影响, 将这些元素的量折算成C%的增减, 这样算得的碳量称为碳当量（C.E）（C.E = C + 0.3 （Si+P）+ 0.4 S - 0.03 Mn由于S, P%低, Mn 的作用又较小C.E = C + 0.3 Si ） 22、共晶度：铸铁含C量与共晶点实际含C量之比, 表示铸铁含C量接近共晶点C%的程度。（共晶点实际C量= 4.3 - 0.3Si） 23、孕育处理：指在凝固过程中，向液态金属中添加少量其它物质，促进形核、抑制生长，
2017-2018年北航材料科学与工程911材料综合考研大纲重难点
911材料综合考试大纲（2017年） 《材料综合》满分150分，考试内容包括《物理化学》、《材料现代研究方法》《材料科学基础》三门课程，其中《物理化学》占总分的50%,《材料现代研究方法》占总分的30%，《材料科学基础》占总分的20%。特别注意：《材料科学基础》分为三部分，考生可任选其中一部分作答。 物理化学考试大纲（2017年） 适用专业：材料科学与工程专业 《物理化学》是化学、化工、材料及环境等专业的基础课。它既是专业知识结构中重要的一环，又是后续专业课程的基础。要求考生通过本课程的学习，掌握化学热力学及化学动力学的基本知识；培养学生对化学变化和相变化的平衡规律及变化速率规律等物理化学问题，具有明确的基本概念，熟练的计算能力，同时具有一般科学方法的训练和逻辑思维能力，体会并掌握怎样由实验结果出发进行归纳和演绎，或由假设和模型上升为理论，并能结合具体条件应用理论分析解决较为简单的化学热力学及动力学问题。 一、考试内容及要求 以下按化学热力学基础、化学平衡、相平衡、电化学、以及化学动力学五部分列出考试内容及要求。并按深入程度分为了解、理解（或明了）和掌握（或会用）三个层次进行要求。 （一）化学热力学基础 理解平衡状态、状态函数、可逆过程、热力学标准态等基本概念；理解热力学第一、第二、第三定律的表述及数学表达式涵义；明了热、功、内能、焓、熵和Gibss函数，以及标准生成焓、标准燃烧焓、标准摩尔熵和标准摩尔吉布斯函数等概念。 熟练掌握在物质的p、T、V变化，相变化和化学变化过程中求算热、功以及各种热力学状态函数变化值的原理和方法；在将热力学公式应用于特定体系的时候，能应用状态方程（主要是理想气体状态方程）和物性数据（热容、相变热、蒸汽压等）进行计算。 掌握熵增原理和吉布斯函数减小原理判据及其应用；明了热力学公式的适用条件，理解热力学基本方程、对应系数方程。 （二）化学平衡 明了热力学标准平衡常数的定义，会用热力学数据计算标准平衡常数； 理解并掌握Van't Hoff等温方程及等压方程的含义及其应用，能够分析和计算各种因素对化学反应平衡组成的影响（如系统的温度、浓度、压力和惰性气体等）。 （三）相平衡 理解并掌握Clapeyron公式和Clausius-Clapeyron方程，并能进行有关计算。 理解相律的意义；掌握单组分体系和二组分体系典型相图的特点和应用，能用杠杆规则进行相组成计算，会用相律分析相图。 （四）电化学
金属材料学复习资料
金属材料学复习资料 题型：判断，选择，简答，问答 第一章 1.要清楚的三点： 1)同一零件可用不同材料及相应工艺。例：调质钢；工具钢 代用 调质钢：在机械零件中用量最大，结构钢在淬火高温回火后具有良好的综合力学性能，有较高的强韧性。适用于这种处理的钢种成为调质钢。调质钢的淬透性原则，指淬透性相同的同类调质钢可以互相代用。 2)同一材料，可采用不同工艺。例：T10钢，淬火有水、水- 油、分级等。强化工艺不同，组织有差别，但都能满足零件要求。力求最佳的强化工艺。 淬火冷却方式常用水-油双液淬火、分级淬火。成本低、工艺性能好、用量大。 3)同一材料可有不同的用途。例：602有时也可用作模具。低合 金工具钢也可做主轴，15也可做量具、模具等。 602是常用的硅锰弹簧钢，主要用于汽车的板弹簧。低合金工具钢可制造工具尺寸较大、形状比较复杂、精度要求相对较高的模具。15只在对非金属夹杂物要求不严格时，制作切削
工具、量具和冷轧辊等。 2.各种强化机理（书24页） 钢强化的本质机理：各种途径增大了位错滑移的阻力，从而提高了钢的塑性变形抗力，在宏观上就提高了钢的强度。 1)固溶强化：原子固溶于钢的基体中，一般都会使晶格发生畸 变，从而在基体中产生弹性应力场，弹性应力场与位错的交互作用将增加位错运动的阻力。从而提高强度，降低塑韧性。 2)位错强化：随着位错密度的增大，大为增加了位错产生交割、 缠结的概率，所以有效阻止了位错运动，从而提高了钢的强度。但在强化的同时，也降低了伸长率，提高了韧脆转变温度。 3)细晶强化：钢中的晶粒越细，晶界、亚晶界越多，可有效阻 止位错运动，并产生位错塞积强化。细晶强化既提高了钢的强度，又提高了塑性和韧度，所以是最理想的强化方法。 4)第二相强化：钢中微粒第二相对位错有很好的钉扎作用，位 错通过第二相要消耗能量，从而起到强化效果。 根据位错的作用过程，分为切割机制和绕过机制。 根据第二相形成过程，分为回火时第二相弥散沉淀析出强化； 淬火时残留第二相强化。
《金属材料学》考试真题及答案
一、选择题 1、细化晶粒对钢性能的贡献是强化同时韧化；提高钢淬透性的主要作用是使零件整个断面性能 趋于一致，能采用比较缓和的方式冷却。 2、滚动轴承钢GCr15的Cr质量分数含量为 1.5% 。滚动轴承钢中碳化物不均匀性主要是指碳化物液析、带状碳化物、网状碳化物。 3、选择零件材料的一般原则是使用性能要求、工艺性要求和经济性要求等。 4、凡是扩大丫区的元素均使Fe-C相图中S、E点向左下方移动，例Ni、Mn等元素；凡封闭Y区的元素使S、E点向左上方移动，例Cr、Si、Mo等元素。S点左移意味着共析碳含量减少，E点左移 意味着出现莱氏体的碳含量减少。 5、铝合金可分铸造铝合金和变形铝，变形铝又可分硬铝、超硬铝、锻铝和 防锈铝。 6、H62是表示压力加工黄铜的一个牌号，主要成份及名义含量是Cu62% Zn38% 。 7、在非调质钢中常用微合金化元素有Ti、V Nb N等，这些元素的主要作用是____________ 细化组织和相间沉淀析出强化。 8、球铁的力学性能高于灰铁是因为球铁中石墨的断面切割效应、石墨应力集中效应要比灰铁小 得多。 9、铝合金热处理包括固溶处理和时效硬化两过程,和钢的热处理最大区别是铝合金没有同 素异构相变。 1、钢的合金化基本原则是多元适量、复合加入。在钢中细化晶粒作用较大的合金元素有Ti、V Nb 等，细化晶粒对钢性能的作用是既强化又韧化。 2、在钢中，常见碳化物形成元素有Ti、Nb V Mo W Cr、（按强弱顺序排列，列举5个以上）。钢中二元碳化物分为两类：r c/r M < 0.59为简单点阵结构，有MC和M2C 型；r°/r M > 0.59为复杂点阵结构，有M23C6 、 M7C和M3C型。 3、选择零件材料的一般原则是使用性能要求、工艺性要求和经济性要求等。汽车变速箱齿轮常用20CrMnTi 钢制造，经渗碳和淬回火热处理。 4、奥氏体不锈钢1Cr18Ni9晶界腐蚀倾向比较大，产生晶界腐蚀的主要原因是晶界析出Cr 23C6，导致晶界区贫Cr ，为防止或减轻晶界腐蚀，在合金化方面主要措施有降低碳量、加入Ti、V Nb强 碳化物元素。 5、影响铸铁石墨化的主要因素有碳当量、冷却速度。球墨铸铁在浇注时 要经过孕育处理和球化处理。 6、铁基固溶体的形成有一定规律，影响组元在置换固溶体中溶解情况的因素有：溶剂与溶质原子的点 阵结构、原子尺寸因素、电子结构。 7、对耐热钢最基本的性能要求是良好的高温强度和塑性、良好的化学稳定性。常用的抗氧化合金 元素是Cr 、Al 、Si 。 1、钢中二元碳化物分为二类：r c/ r M< 0.59，为简单点阵结构，有MC和 ______________ 型；r c/ 5> 0.59，为复杂点阵结构,有MC M7C3和M23C6 型。两者相比，前者的性能特点是硬度高、熔点高和 稳定性好。 2、凡能扩大丫区的元素使铁碳相图中S、E点向左下方移动，例Mn Ni_等元素（列岀2个）；使丫区缩小的元素使S、E点向左上方移动, 例Cr 、Mo W 等元素（列出3个）。 3、提高钢淬透性的作用是获得均匀的组织，满足力学性能要求_________ 、 能采取比较缓慢的冷却方式以减少变形、开裂倾向_______ 。 4、高锰耐磨钢（如ZGMn13经水韧处理后得到奥氏体组织。在高应力磨损条件下，硬度提高而耐 磨，其原因是加工硬化___________ 及________ 。
金属材料学复习思考题及答案
第一章钢的合金化原理 1．名词解释 1）合金元素: 特别添加到钢中为了保证获得所要求的组织结构从而得到一定的物理、化学或机械性能的化学元素。(常用M来表示) 2）微合金元素: 有些合金元素如V，Nb，Ti, Zr和B等，当其含量只在0.1%左右（如B， 0.001%；V，0.2 %）时，会显著地影响钢的组织与性能，将这种化学元素称为微合金元素。 3）奥氏体形成元素:在γ-Fe中有较大的溶解度,且能稳定γ相；如 Mn, Ni, Co, C, N, Cu； 4）铁素体形成元素: 在α-Fe中有较大的溶解度，且能稳定α相。如：V， Nb, Ti 等。5）原位析出: 元素向渗碳体富集，当其浓度超过在合金渗碳体中的溶解度时, 合金渗碳体就在原位转变成特殊碳化物如Cr钢中的Cr： ε-Fe x C→Fe3C→（Fe, Cr）3C→（Cr, Fe）7C3→（Cr, Fe）23C6 6）离位析出:在回火过程中直接从α相中析出特殊碳化物，同时伴随着渗碳体的溶解，可使硬度和强度提高（二次硬化效应）。如 V，Nb, Ti等都属于此类型。 2．合金元素V、Cr、W、Mo、Mn、Co、Ni、Cu、Ti、Al中哪些是铁素体形成元素？哪些是奥氏体形成元素？哪些能在α-Fe中形成无限固溶体？哪些能在γ-Fe 中形成无限固溶体？ 答：铁素体形成元素：V、Cr、W、Mo、Ti、Al； 奥氏体形成元素：Mn、Co、Ni、Cu； 能在α-Fe中形成无限固溶体：V、Cr； 能在γ-Fe 中形成无限固溶体：Mn、Co、Ni 3．简述合金元素对扩大或缩小γ相区的影响，并说明利用此原理在生产中有何意义？（1）扩大γ相区：使A3降低，A4升高一般为奥氏体形成元素 分为两类：a.开启γ相区：Mn, Ni, Co 与γ-Fe无限互溶. b.扩大γ相区：有C，N，Cu等。如Fe-C相图，形成的扩大的γ相区，构成了钢的热处理的基础。 （2）缩小γ相区：使A3升高，A4降低。一般为铁素体形成元素 分为两类:a.封闭γ相区：使相图中γ区缩小到一个很小的面积形成γ圈,其结果使δ相区与α相区连成一片。如V, Cr, Si, A1, Ti, Mo, W, P, Sn, As, Sb。 b.缩小γ相区：Zr, Nb, Ta, B, S, Ce 等 （3）生产中的意义：(请补充)。 4．简述合金元素对铁碳相图（如共析碳量、相变温度等）的影响。 答：1）改变了奥氏体区的位置：（请补充） 2）改变了共晶温度：（l）扩大γ相区的元素使A1，A3下降；如：（请补充）
金属材料学(戴起勋版)第4章整理答案
4-1 在使用性能和工艺性能的要求上，工具钢和机器零件用钢有什么不同？ 工具钢使用性能： （1）硬度。工具钢制成工具经热处理后具有足够高的硬度。工具在高的切削速度和加工硬材料所产生高温的受热条件下，仍能保持高的硬度和良好的红硬性。 （2）耐磨性。工具钢具有良好的耐磨性，即抵抗磨损的能力。工具在承受相当大的压力和摩擦力的条件下，仍能保持其形状和尺寸不变。 （3）强度和韧性。工具钢具有一定的强度和韧性，使工具在工作中能够承受负荷、冲击、震动和弯曲等复杂的应力，以保证工具的正常使用。 （4）其他性能。由于各种工具的工作条件不同，工具用钢还具有一些其他性能，如模具用钢还应具有一定的高温力学性能、热疲劳性、导热性和耐磨腐蚀性能等。 工艺性能: （1）加工性.工具钢应具有良好的热压力加工性能和机械加工性能，才能保证工具的制造和使用。钢的加工性取决于化学成分、组织的质量。 （2）淬火温度范围.工具钢的淬火温度应足够宽，以减少过热的可能性。 （3）淬硬性和淬透性. 淬硬性是钢在淬火后所能达到最高硬度的性能。淬硬性主要与钢的化学成分特别是碳含量有关，碳含量越高，则钢的淬硬性越高。淬透性表示钢在淬火后从表面到内部的硬度分布状况。淬透性的高低与钢的化学成分、纯洁度、晶粒度有关。根据用于制造不同的工具，对这两种性能各有一定的要求。 （4）脱碳敏感性. 工具表面发生脱碳，将使表面层硬度降低，因此要求工具钢的脱碳敏感性低。在相同的加条件下，钢的脱碳敏感性取决于其化学成分。 （5）热处理变形性. 工具在热处理时，要求其尺寸和外形稳定。 （6）耐削性.对很制造刀具和量具用钢。要求具有良好的磨削性。钢的磨削性与其化学成分有关，特别是钒含量，如果钒质量分数不小于0.50%则磨削性变坏。 机器零件用钢使用性能： （1）较高的疲劳强度和耐久强度。 （2）高的屈服强、抗拉强度以及较高的断裂抗力。 （3）良好的耐磨性和接触疲劳强度。 （4）较高的韧性，以降低缺口敏感性。 工艺性能： 通常机器零件的生产工艺：型材→改锻→毛坯热处理→切削加工→最终热处理→磨削 以切削加工性能和热处理工艺性能为机器零件用钢的主要工艺性能。 4-2工具钢常要做那些力学性能试验？测定哪些性能指标？为什么？ 强度、塑性：静弯或扭转试验→弯曲强度、挠度和扭转强度、扭转角； 韧度：一般采用无缺口式样； 硬度：一般硬度60HRC以上，钢中存在的大量碳化物可提高2~3HRC; 淬透性：断口法→碳素工具钢和低合金工具钢；端淬法→合金工具钢，以端淬曲线上60HRC 处距水冷端距离表示。淬透性作用强弱顺序： Si、Mn、Mo、Cr、Ni 热稳定性：（钢在较高温度下保持一定强度的性质）对高速钢，通常是红硬性；
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第一章答案 1、为什么说钢中的S、P杂质元素总是有害的？ 答：S容易和Fe结合成熔点为989℃的FeS相，会使钢产生热脆性；P和Fe结合形成硬脆的Fe3P相使钢在冷加工过程中产生冷脆性。 2、合金元素对Fe-C相图的S、E点有什么影响？这种影响意味着什么？ 答：凡是扩大γ相区的元素均使S、E点向左下方移动，如Mn、Ni; 凡是封闭γ相区的元素均使S、E点向左上方移动，如Cr、Si、Mo。E点左移意味着出现莱氏体的碳含量减小；S点左移意味着共析碳含量减小。 3、那些合金元素能够显著提高钢的淬透性？提高钢的淬透性有什么作用？ 答：B、Mn、Mo、Cr、Si、Ni等元素能够显著提高钢的淬透性。提高钢的淬透性一方面可以使工件得到均匀而良好的力学性能，满足技术要求;另一方面在淬火时，可以选用比较缓和的冷却介质以减小零件的变形和开裂的倾向。 4、为什么说合金化的基本原则是“复合加入”？举二例说明合金复合作用的机 理。 答：1.提高性能，如淬透性；2.扬长避短，合金元素能对某些方面起积极作用，但往往还有些副作用，为了克服不足，可以加入另一些合金元素弥补，如Si-Mn，Mn-V;3.改善碳化物的类型和分布，某些合金元素改变钢中碳化物的类型和分布或改变其他元素的存在形式和位置，从而提高钢的性能，如耐热钢中Cr-Mo-V,高速钢中V-Cr-W。 5、合金元素提高钢的韧度主要有哪些途径？ 答：1.细化A晶粒；2.提高钢的回火稳定性；3.改善机体韧度；4.细化碳化物；5.降低或消除钢的回火脆性；6.在保证强度水平下适当降低碳含量；7.提高冶金质量；8.通过合金化形成一定量的残余A，利用稳定的残余A提高钢的韧度。 6、钢的强化机制有那些？为什么一般的强化工艺都采用淬火-回火？ 答：固溶强化、细晶强化、位错强化、第二相强化。因为一般的钢的强化都要求它有一定的强度的同时又要保持一定的任性，淬火后钢中能够形成M,这给了钢足够的强度，但是带来的后果就是韧度不够，而回火能够在强度降低不大的情况下给淬火钢以足够的韧性，这样能够得到综合力学性能比较优良的材料，所以一般钢的强化工艺都采用淬火加回火。 7、铁置换固溶体的影响因素？ 答：1.溶剂与溶质的点阵结构；2.原子尺寸因素；3.电子结构。 第二章 1、叙述构件用钢一般的服役条件、加工特点、性能要求? 答：服役条件：工程结构件长期受静载荷；互相无相对运动；受大气（海水）侵蚀；
金属材料学复习 文九巴
1.钢中的杂质元素：O H S P 2.合金元素小于或等于5%为低合金钢，在5%-10%之间为中合金钢，大于10%为高合 金钢 3.奥氏体形成元素：Mn Ni Co（开启γ相区） C N Cu（扩展γ相区） 4.铁素体形成元素：Cr V Ti Mo W 5.间隙原子：C N B O H R溶质/R溶剂<0.59 6.碳化物类型：简单间隙碳化物MC M2C 复杂间隙碳化物M6C M23C M2C3 7.合金钢中常见的金属间化合物有σ相、AB2相和B2A相 8.二次硬化：淬火钢在回火时在一定温度下，由于特殊碳化物的析出的初期阶段，形 成[M-C]偏聚团，硬度不降低，反而升高的现象。 9.二次淬火：淬火钢在回火时，冷却过程残余奥氏体转变为马氏体的现象。 10.合金元素对铁碳相图的影响 1.改变奥氏体相区位置 2.改变共析转变温度 3.改变S和E等零界点的含碳量 11.合金元素对退火钢加热转变的影响 1.对奥氏体形成速度的影响中强碳化物形成元素与碳形成难溶于奥氏体的合金碳 化物，减慢奥氏体的形成速度 2.对奥氏体晶粒大小的影响大多数合金元素都有阻止奥氏体晶粒长大的作用，影 响程度不同。V Ti强碳化物和适量的AL强烈阻碍晶粒长大，他们的碳化物或氮化物熔点高，高温下稳定，不易聚集长大，能强烈阻碍奥氏体晶粒长大。 Wu Mo Cr中强碳化物也有阻碍作用，但是影响程度中等。Si Ni非碳化物形成
元素影响不大。Mn P等元素含量在一定限度下促进奥氏体晶粒长大 12.合金元素对淬火钢回火转变的影响 1.提高耐回火性合金元素在回火过程中推迟马氏体分解和残留奥氏体的转变；提 高铁素体在结晶温度，使碳化物难以聚集长大，从而提高钢的耐回火性。 2.淬火钢在回火时产生二次硬化和二次淬火，提高钢的性能。 3.对回火脆性的影响产生第一类回火脆性和第二类回火脆性，降低晶界强度，从 而使钢的脆性增加 13.钢的强化机制：固溶强化、细晶强化、形变强化和第二相强化 14.合金元素对钢在淬火回火状态下力学性能的影响 1.合金元素一般均能减缓钢的回火转变过程，特别是阻碍碳化物的聚集长大，相对 的提高钢中组成相的弥散度 2.合金元素溶解于铁素体，是铁素体强化，并提高了铁素体的再结晶温度。 3.强碳化物形成元素提高了钢的耐回火性，并产生沉淀强化的作用 4.钼、钨等有利于防止或消除第二类回火脆性 15.合金元素对钢高温力学性能的影响 1.可以净化晶界，使易熔杂质元素从晶界转移到晶界内，强化晶界 2.可以提高合金原子间的结合力，增大原子自扩散激活能 3.强碳化物形成元素的加入，可以对位错运动有阻碍作用，可提高合金的高温性能16.合金元素对钢热处理性能的影响 淬透性、淬硬性、变形开裂性、过热敏感性、氧化脱碳倾向和回火脆化倾向 17.合金元素对钢的焊接性能影响
2012届中考化学考点金属和金属材料提纲复习
2012届中考化学考点金属和金属材料提纲复习 第八单元金属和金属材料 第一节金属材料 ᠄金属材料：金属材料包括纯金属以及它们的合金。 ᠄金属的物理性质 ɢ在常温下一般为固态（汞为液态），有金属光泽（大多数金属呈银白色，铜呈紫红色，金呈黄色）； ɢ导电性、导热性、熔点较高、有延展性、能够弯曲、硬度较大、密度较大。 ᠄金属之最 ɢ地壳中含量最多的金属元素——铝 ɢ人体中含量最多的金属元素——钙 ɢ目前世界年产量最多的金属——铁（铁＞铝＞铜） ɢ导电、导热性最好的金属——银（银＞铜＞金＞铝） ɢ熔点最高的金属——钨 ɢ熔点最低的金属——汞 ɢ硬度最大的金属——铬 ɢ密度最大的金属——锇
ɢ密度最小的金属——锂 ᠄金属的分类᠄金属的应用 物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但这不是唯一的决定因素。在考虑物质的用途时，还需要考虑价格、资、是否美观、使用是否便利，以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。 ɢ铜、铝——电线——导电性好、价格低廉 ɢ钨——灯丝——熔点高 ɢ铬——电镀——硬度大 ɢ铁——菜刀、镰刀、锤子等 ɢ汞——体温计液柱 ɢ银——保温瓶内胆 ɢ铝——“银粉”、锡箔纸 ᠄合金：由两种或两种以上的金属或金属与非金属经一定方法所合成的具有金属特性的物质。 合金是混合物。金属氧化物不是合金。 ᠄目前已制得的纯金属只有90多种，而合金已达几千种。 ᠄合金的硬度一般比组成它的纯金属的硬度大，抗腐蚀性强。᠄合金的熔点一般比组成它的纯金属的熔点低。 ᠄常见的合金： 合金铁的合金铜合金焊锡钛和钛合金形状记忆合金 生铁钢黄铜青铜
金属材料学复习
碳钢分类方法： 1．按钢中碳含量分类 （1）铁碳合金按Fe-Fe3C相图分类 亚共析钢：0.0218%≤wc≤0.77% 共析钢：wc =0.77% 过共析钢：0.77%＜wc≤2.11% （2）按钢中碳含量，碳钢通常可分为 低碳钢：wc ≤0.25% 中碳钢：0.25%＜wc≤0.6% 高碳钢：wc＞0.6% 2．按钢的质量（品质），碳钢可分为 （1）普通碳素钢：wS≤0.05%，wP≤0.045% （2）优质碳素钢：wS≤0.035%，wP≤0.035% （3）高级优质碳素钢：wS≤0.02%，wP≤0.03% （4）特级优质碳素钢：wS≤0.015%，wP≤0.025% 3．按钢的用途分类，碳钢可分为 （1）普通碳素结构钢：主要用于各种工程构件，如桥梁、船舶、建筑构件等。也可用于不太重要的机件。 （2）优质碳素结构钢：主要用于制造各种机器零件，如轴、齿轮、弹簧、连杆等。（3）碳素工具钢：主要用于制造各种工具，如刃具、模具、量具等。 （4）铸造碳素钢：主要用于制造形状复杂且需一定强度、塑性和韧性零件。 4．按钢冶炼时的脱氧程度分类，可分为 （1）沸腾钢：是指脱氧不彻底的钢，代号为F。 （2）镇静钢：是指脱氧彻底的钢，代号为Z。 （3）半镇静钢：是指脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间，代号为b。 （4）特殊镇静钢：是指进行特殊脱氧的钢，代号为TZ。 合金钢分类 按钢中合金元素总质量分数，合金钢分为： 低合金钢（Me总质量分数小于5%） 中合金钢（Me总质量分数在5%~10%） 高合金钢（Me总质量分数大于10%） 间隙原子的溶解度随间隙原子尺寸的减小而增加，即按B，C，N，O，H的顺序而增加。合金元素对相区影响 （1）γ相稳定化元素γ相稳定化元素使A3降低，A4升高，促使奥氏体形成。 ①启γ相区(无限扩大γ相区)Mn、Ni、Co，与γ-Fe无限固溶 ②扩展γ相区(有限扩大γ相区)C、N、Cu、Zn、Au，与γ-Fe有限固溶（2）α相稳定化元素A4降低，A3升高，促使铁素体形成。 ①闭γ相区(无限扩大α相区)Si、Al 和强碳化物形成元素Cr、W、Mo、V、Ti 及P、Be等。含Cr量小于7%时，A3下降；含Cr量大于7%时，A3才上升。