金属材料学课后答案

第一章

1.为什么说钢中的S、P杂质元素在一般情况下总是有害的？

答：S、P会导致钢的热脆和冷脆，并且容易在晶界偏聚，导致合金钢的第二类高温回火脆性，高温蠕变时的晶界脆断。

S能形成FeS，其熔点为989℃，钢件在大于1000℃的热加工温度时FeS会熔化，所以易产生热脆；

P能形成Fe3P，性质硬而脆，在冷加工时产生应力集中，易产生裂纹而形成冷脆。 2.钢中的碳化物按点阵结构分为哪两大类？各有什么特点？ 答：简单点阵结构和复杂点阵结构

简单点阵结构的特点：硬度较高、熔点较高、稳定性较好； 复杂点阵结构的特点：硬度较低、熔点较低、稳定性较差。 3.简述合金钢中碳化物形成规律。

答：①当rC/rM>0.59时，形成复杂点阵结构；当rC/rM<0.59时，形成简单点阵结构； ②相似者相溶：完全互溶：原子尺寸、电化学因素均相似；有限溶解：一般K都能溶解其它元素，形成复合碳化物。

③NM/NC比值决定了碳化物类型④碳化物稳定性越好，溶解越难，析出难越，聚集长大也越难；⑤强碳化物形成元素优先与碳结合形成碳化物。

4.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：A形成元素均使S、E点向_____移动，F形成元素使S、E点向_____移动。 S点左移意味着_____减小，E点左移意味着出现_______降低。 （左下方；左上方）（共析碳量；莱氏体的C量）

5.试述钢在

工程材料参考答案

第1章 机械工程对材料性能的要求

思考题与习题P20

1.3、机械零件在工作条件下可能承受哪些负荷？这些负荷对零件产生什么作用？p4

工程构件与机械零件（以下简称零件或构件）在工作条件下可能受到力学负荷、热负荷或环境介质的作用。有时只受到一种负荷作用，更多的时候将受到两种或三种负荷的同时作用。

在力学负荷作用条件下，零件将产生变形，甚至出现断裂；

在热负荷作用下，将产生尺寸和体积的改变，并产生热应力，同时随温度的升高，零件的承载能力下降；

环境介质的作用主要表现为环境对零件表面造成的化学腐蚀，电化学腐蚀及摩擦磨损等作用。 1.4 整机性能、机械零件的性能和制造该零件所用材料的力学性能间是什么关系？p7

机器的整机性能除与机器构造、加工与制造等因素有关外，主要取决于零部件的结构与性能，尤其是关键件的性能。在合理而优质的设计与制造的基础上，机器的性能主要由其零部件的强度及其它相关性能来决定。

机械零件的强度是由结构因素、加工工艺因素、材料因素和使用因素等确定的。在结构因素和加工工艺因素正确合理的条件下，大多数零件的体积、重量、性能和寿命主要由材料因素，即主要由材料的强度及其它力学性能所决定。

在设计机械产品时，主要是根据零件失

材料0801

金属材料学

第1章 钢的合金化概论

1、什么是合金元素？钢中常用的合金元素有哪些？

为合金化目的加入其含量有一定范围的元素称为合金元素。

Si,Mn,Cr,Ni,W,Mo,V,Ti,Nb,Al,Cu,B等。

2、哪些是奥氏体形成元素？哪些是铁素体形成元素？

在γ-Fe中有较大溶解度并稳定γ固溶体的元素称为奥氏体

形成元素：Ni、Mn、Co，C、N、Cu；无限互溶，有限溶解。

在α-Fe中有较大溶解度并稳定α固溶体的元素称为铁素体

形成元素：Cr、V，W、Mo、Ti。

3、合金元素在钢中的存在形式有哪几种？

固溶体、化合物、游离态。（其中，化合物分为：碳化物、金属间化合物、非金属夹杂物）

4、哪些是碳化物形成元素？哪些是非碳化物形成元素？ Zr、Ti、Nb、V；W、Mo、Cr；Mn、Fe（强->弱） 非K：Ni、Si、Al、Cu。

5、钢中的碳化物按点阵结构分为哪几类？各有什么特点？什么叫合金渗碳体？特殊碳化物？

1）①简单点阵结构：M2C、MC。又称间隙相。 特点：硬度高，熔点高，稳定性好。 ②复杂点阵结构：M23C6 、M7C3 、M3C。 特点：硬度、熔

材料0801

金属材料学

第1章 钢的合金化概论

1、什么是合金元素？钢中常用的合金元素有哪些？

为合金化目的加入其含量有一定范围的元素称为合金元素。

Si,Mn,Cr,Ni,W,Mo,V,Ti,Nb,Al,Cu,B等。

2、哪些是奥氏体形成元素？哪些是铁素体形成元素？

在γ-Fe中有较大溶解度并稳定γ固溶体的元素称为奥氏体

形成元素：Ni、Mn、Co，C、N、Cu；无限互溶，有限溶解。

在α-Fe中有较大溶解度并稳定α固溶体的元素称为铁素体

形成元素：Cr、V，W、Mo、Ti。

3、合金元素在钢中的存在形式有哪几种？

固溶体、化合物、游离态。（其中，化合物分为：碳化物、金属间化合物、非金属夹杂物）

4、哪些是碳化物形成元素？哪些是非碳化物形成元素？ Zr、Ti、Nb、V；W、Mo、Cr；Mn、Fe（强->弱） 非K：Ni、Si、Al、Cu。

5、钢中的碳化物按点阵结构分为哪几类？各有什么特点？什么叫合金渗碳体？特殊碳化物？

1）①简单点阵结构：M2C、MC。又称间隙相。 特点：硬度高，熔点高，稳定性好。 ②复杂点阵结构：M23C6 、M7C3 、M3C。 特点：硬度、熔

金属材料&多孔金属材料Metal Material & Porous Metal Material

报告人： 符彩涛

学

号：157692196

材料科学与工程 导 师：刘芳老师

目录研究进展 多孔金属结构特征与特性 多孔金属的制备方法 多孔金属的应用 多孔金属的展望

1.研究进展1密度小、孔隙率高、比表面 积大

优点3

2

强度及韧性高、导电导热性好、 抗冲击能力强

能量吸收性好及特殊的传热 和声学等特点

多孔金属材料 是20世纪40年代发 展起来的一种新型 材料，由金属基体 和大量孔隙组成， 孔隙将金属相分割 成许多小单元，又 称为多孔泡沫金属， 具有与传统材料不 同的新型结构。

多孔金属在近几十年得到了广泛的关注并实现了快速的发展，在能源环 保、石油化工等领域得到了应用，可解决生产过程中液体、气体原料和贵重 资源的回收，产品的提纯净化等问题，推动了现代工业技术的进步。

王静,杨军,张建. 多孔金属材料制备技术研究进展[A]. 兵器材料科学与工程,2013.

多孔金属材料的类型根据其孔洞的连通性可分为闭孔和开孔二大类，前者是含有大量独立 存在的孔洞，后者是连续畅通的三维多孔结构。

三维闭孔材料

三维开孔材料

闭孔材料具有比重小，刚性和比强度好，吸振及吸音性

金属材料的基本知识综合测试

一、判断题（正确的填√，错误的填×）

1、导热性好的金属散热也好，可用来制造散热器等零件。（ ） 2、一般，金属材料导热性比非金属材料差。（ ）

3、精密测量工具要选用膨胀系数较大的金属材料来制造。（ ） 4、易熔金属广泛用于火箭、导弹、飞机等。（ ） 5、铁磁性材料可用于变压器、测量仪表等。（ ） 6、δ、ψ值越大，表示材料的塑性越好。（ ）

7、维氏硬度测试手续较繁，不宜用于成批生产的常规检验。（ ） 8、布氏硬度不能测试很硬的工件。（ ）

9、布氏硬度与洛氏硬度实验条件不同，两种硬度没有换算关系。（ ） 10、布氏硬度试验常用于成品件和较薄工件的硬度。

11、在F、D一定时，布氏硬度值仅与压痕直径的大小有关，直径愈小，硬度值愈大。（ ）

12、材料硬度越高，耐磨性越好，抵抗局部变形的能力也越强。（ ） 13、疲劳强度是考虑交变载荷作用下材料表现出来的性能。 （ ） 14、20钢比T12钢的含碳量高。 （ ）

15、金属材料的工艺性能有铸造性、锻压性，焊接性、热处理性能、切削加工性能、硬度、强度等。（ ）

16、金属材料愈

第1章 金属的结构与结晶 一、填空：

1、原子呈无序堆积状态的物体叫 ，原子呈有序、有规则排列的物体称为 。一般固态金属都属于 。

2、在晶体中由一系列原子组成的平面，称为 。通过两个或两个以上原子中心的直线，可代表晶格空间排列的 的直线，称为 。

3、常见的金属晶格类型有 、 和 三种。铬属于 晶格，铜属于 晶格，锌属于 晶格。

4、金属晶体结构的缺陷主要有 、 、 、 、 、 和

等。晶体缺陷的存在都会造成 ，使 增大，从而使金属的 提高。

5、金属的结晶是指由原子 排列的 转变为原子 排列的 过程。 6、纯金属的冷却曲线是用 法测定的。冷却曲线的纵坐标表示 ，横坐标表示 。 7、 与 之差称为过冷度。过冷度的大小与

　　如何深入思考“要用好课堂教学这个主渠道，思想政治理论课要坚持在改进中加强，提升思想政治教育亲和力和针对性，满足学生成长发展需求和期待，其他各门课都要守好一段渠、种好责任田，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应。”、“与思想政治理论课同向同行”、“坚持以马克思主义为指导，全面贯彻党的教育方针。”、“坚持不懈传播培育和弘扬社会主义核心价值观，引导广大师生做社会主义核心价值观的坚定信仰者、积极传播者、模范践行者。”等一系列问题，在专业课程中做实落靠“课程思政”，应该厘清下面三个基本问题。

　　一、“课程思政”在高校专业课程育人体系中的定位与作用

　　“课程思政”绝不是“思政课程”的简单文字顺序重组，更不是从“思政课程”中发展而来的，不是专业课程思想政治理论课化，而是要实现其本身的思政育人功能。这里的课程就是原有的专业课程体系。“课程思政”建设就是要在尊重原有的专业课本身学术框架和

名词解释

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Me表示） 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。

奥氏体形成元素 ：在γ-Fe中有较大的溶解度,且能稳定γ-Fe的元素C,N,Cu,Mn,Ni,Co,W等

铁素体形成元素： 在α-Fe中有较大的溶解度，且能稳定α-Fe的元素Cr，V，Si，Al，Ti，Mo等

原位析出：指在回火过程中，合金渗碳体转变为特殊碳化物。碳化物形成元素向渗碳体富集，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钢碳化物转变 异位析出： 含强碳化物形成元素的钢，在回火过程中直接从过饱和α相中析出特殊碳化物，同时伴随着渗碳体的溶解，如V，Nb，Ti。（Ｗ和Mo既有原味析出又有异位析出）

网状碳化物 ：热加工的钢材冷却后，沿奥氏体晶界析出的过剩碳化物（过共析钢）或铁素体（亚共析钢）形成的网状碳化物。 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

名词解释

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Me表示） 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。 奥氏体形成元素 ：在γ-Fe中有较大的溶解度,且能稳定γ-Fe的元素C,N,Cu,Mn,Ni,Co,W等

铁素体形成元素： 在α-Fe中有较大的溶解度，且能γ-Fe不稳定的元素Cr，V，Si，Al，Ti，Mo等

原位析出：指在回火过程中，合金渗碳体转变为特殊碳化物。碳化物形成元素向渗碳体富集，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钢碳化物转变

异位析出： 含强碳化物形成元素的钢，在回火过程中直接从过饱和α相中析出特殊碳化物，同时伴随着渗碳体的溶解，如V，Nb，Ti。（Ｗ和Mo既有原味析出又有异位析出） 网状碳化物 ：热加工的钢材冷却后，沿奥氏体晶界析出的过剩碳化物（过共析钢）或铁素体（亚共析钢）形成的网状碳化物。

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