北科复试金属学与热处理复习

一、解释名词 （1）、奥氏体：奥氏体是碳溶于γ-Fe中的间隙固溶体，为面心立方结构，常用符号A或γ表示。奥氏体塑性很好，具有顺磁性。 （2）、铁基固溶体：渗入元素与铁为基础的溶剂形成的固溶体称为铁基固溶体。 （3）、结构：结构是指原子集合体中各原子的具体组合状态。 （4）、相变：不同相之间的相互转变称为相变 （5）、性能：金属材料性能分为两大类：一类是工艺性能，一类是使用性能。使用性能在于能不能应用的问题，而工艺性能则在于能不能保证生产和制作的问题。 （6）、合金：合金元素：凡是有益的、有意识地加入或存留在某一金属材料中的一定数量的元素 （7）、回复：将形变金属加热到其熔点的1/2附近，进行保温，并利用高温显微镜观察组织，显微组织上几乎看不出任何变化，晶粒仍保持伸长状或扁片状，称为回复。 （8）、晶体结构：晶体结构即晶体的微观结构，是指晶体中实际质点（原子、离子或分子）的具体排列情况。晶体结构是决定固态金属的物理、化学和力学性能的基本因素之一。 （9）、再结晶：再结晶是一个无畸变晶粒在畸变基体中的生核核成长过程，这个过程可以一直进行到畸变晶粒完全消失时为止。 （10）、铁素体 ：铁素体是碳溶于α-Fe 中的间隙固溶体，为体心立方结构，常用符号F或α表示。 （11）组织：指用肉眼或借助于各种不同放大倍数的显微镜所观察到的材料内部的情景，包括晶粒的大小、形状、种类及各种晶粒之间的相对数量和相对分布。

二、金属以及合金是最基础的一种材料，材料的性能取决于材料的成分与组织结构。请问金属具有哪几种常见的晶体结构，并举例说明。

答：常见晶体结构有3种： （1）面心立方 常温下如 铜、金、铅、铝、铂、银等（2）密集立方 如镁、锌、钴、钛、锆、镉等（3）体心立方如铁、鉬、铌、钨、钒、锂、等

三、给出提高钢铁材料强度和硬度的几种方法，并简要说明原理 答：提高钢铁材料强度和硬度的方法：

(1)细化晶粒。细化晶粒可以使金属组织中包含较多的晶界，由于晶界具有阻碍滑移变形作用，可使钢铁材料得到强化。

(2)形变强化。钢铁材料经冷加工塑性变形可以提高其强度。这是由于材料在塑性变形后位错运动的阻力增加。

(3)固溶强化。通过加入合金元素组成固溶体，造成一定程度的晶格畸变，从而使钢铁材料性能得到强化。

(4)相变强化。合金化钢铁材料，通过热处理等手段发生固态相变，获得需要的组织结构，使钢铁材料得到强化。有沉淀强化和马氏体强化两类。

(5)晶界强化。晶界部位的自由能较高，而且存在着大量的缺陷和空穴，在低温时，晶界阻碍了位错的运动，因而晶界强度高于晶粒本身；但在高温时，沿晶界的扩散速度比晶内扩散速度大得多，晶界强度显著降低。因此强化晶界可提高钢的热强性。

四、纯铁与钢在金属学上的区别在哪里？请论述碳元素在钢中的作用。

答：钢与铁的区别主要是碳含量不同。1.纯铁——含碳量<0.0218%，显微组织为铁素体；2.钢——含碳量0.0218%～2.11%，特点是高温组织为单相奥氏体，具有良好的塑性，因而适于锻造

碳元素在钢中的作用：碳是决定铁碳合金组织和性能的主要元素，碳主要以渗碳体的状态存在于钢中。碳通过影响钢中各组织组分的相对量及其分布特点进而影响钢的性能，碳含量的不同，钢的性能也不同。在亚共析钢范围，随着碳含量增加，铁素体相对量减少，珠光体相对量增多，强度、硬度不断提高，而塑性、韧性不断下降。在共析成分时全部为珠光体。当碳含量超过共析线时，随着碳含量增加，珠光体相对量减少，先共析渗碳体相对量增多，形成网状，钢的硬度增加，而脆性增大，从而降低钢的强度。

当碳含量增加时钢的耐腐蚀性降低，焊接性能和冷加工性能变坏

五、合金元素如C、Mn在铁基体中的溶解度取决于哪些因素？钢中为何要加入合金元素，请分析其原因

答：合金元素在铁基体中的溶解度取决于：1、组元原子间的相对尺寸；2、元素的负电性；3、电子浓度；4、晶体结构；5、温度；6、压力钢中加入合金元素：目的为改善或提高碳素钢的性能

1、合金元素能溶入а-Fe，会使а-Fe晶格产生畸变，降低位错的易动性，产生固溶强化的效果，使铁素体的强度、硬度提高2、合金元素可形成碳化物，使钢得到强化。 3、合金元素可使晶粒细化，提高

钢的力学性能。 4、改善钢的热处理工艺性能。加入合金元素后可提高钢的淬透性和回火稳定性。 5、可使钢获得特殊的物理、化学性能。加入合金元素后，可使钢得到各种特殊性能，如耐酸、耐碱、高磁、耐高温等

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