金属学与热处理考点总结及课后答案第二版 - 图文(10)

铁碳合金的性能产生很大的影响。

1)切削加工性能

钢中碳质量分数对切削加工性能有一定的影响。低碳钢的平衡结晶组织中铁素体较多，塑性、韧性很好，切削加工时产生的切削热较大，容易黏刀，而且切屑不易折断，影响表面粗糙度，因此，切削加工性能不好；高碳钢中渗碳体较多，硬度较高，严重磨损刀具，切削性能也不好；中碳钢中铁素体与渗碳体的比例适当，硬度与塑性也比较适中，切削加工性能较好。一般说来，钢的硬度在170～250HBW时切削加工性能较好。

2)压力加工性能

金属压力加工性能的好坏主要与金属的锻造性有关。金属的锻造性是指金属在压力加工时能改变形状而不产生裂纹的性能。钢的锻造

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性主要与碳质量分数及组织有关，低碳钢的锻造性较好，随着碳质量分数的增加，锻造性逐渐变差。由于奥氏体具有良好的塑性，易于塑性变形，钢加热到高温获得单相奥氏体组织时可具有良好的锻造性。白口铸铁无论在低温或高温，其组织都是以硬而脆的渗碳体为基体，锻造性很差，不允许进行压力加工。

3)铸造性能

随着碳质量分数的增加，钢的结晶温度间隔增大，先结晶形成的树枝晶阻碍未结晶液体的流动，流动性变差。铸铁的流动性要好于钢，随碳质量分数的增加，亚共晶白口铁的结晶温度间隔缩小，流动性随之提高；过共晶白口铁的流动性则随之降低；共晶白口铁的结晶温度最低，又是在恒温下结晶，流动性最好。碳质量分数对钢的收缩性也有影响，一般说来，当浇注温度一定时，随着碳质量分数的增加，钢液温度与液相线温度差增加，液态收缩增大；同时，碳质量分数增加，钢的凝固温度范围变宽，凝固收缩增大，出现缩孔等铸造缺陷的倾向增大。此外，钢在结晶时的成分偏析也随碳质量分数的增加而增大。 7.Fe-FeC3相图有哪些应用，又有哪些局限性

答：铁—渗碳体相图的应用： 1）在钢铁选材方法的应用； 2）在铸造工艺方法的应用；

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3）在热锻、热轧、热锻工艺方法的应用 ； 4）在热处理工艺方法的应用。 渗碳体相图的局限性 ： 1）只反映平衡相,而非组织； 2）只反映铁 二元合金中相的平衡； 3）不能用来分析非平衡条件下的问题

第五章习题

1.试在 A、B、C 成分三角形中，标出注下列合金的位置： 1）ωC=10%，ωC=10%，其余为 A； 2）ωC=20%，ωC=15%，其余为 A； 3）ωC=30%，ωC=15%，其余为 A； 4）ωC=20%，ωC=30%，其余为 A； 5）ωC=40%，A和B组元的质量比为1:4； 6）ωA=30%，A和B组元的质量比为2:3；

解：6）设合金含 B 组元为 WB，含 C 组元为 WC，则 WB/WC=2/3 WB+WC=1?30% 可求 WB=42%，WC=28%。

2.在成分三角形中标注 P （ωA=70%、ωB=20%、ωC=10%）；Q（ω

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A=30%、ωB=50%、ωC=20%）；N（ωA=30%、ωB=10%、ωC=60%）合金的位置，然后将5kgP合金、5kgQ合金和10kgN合金熔合在一起，试问新合金 的成分如何？

解：设新合金的成分为 ω新A、ω新B、 ω新C ，则有

ω新A =(5×ωPA +5×ωQA +10×ωNA)/(5+5+10)=(5×70%+5×30%+10×30%)/20=40.0% ;

ω新B =(5×ωPA +5×ωQA +10×ωNA )/(5+5+10)=(5×20%+5×50%+10×10%)/20=22.5% ;

ω新C =(5×ωPA +5×ωQA +10×ωNA )/(5+5+10)=(5×10%+5×20%+10×60%)/20=37.5%;

所以，新合金的成分为：ω新A =40.0%、ω新B =22.5%、ω新C =37.5%。

第六习题

1.

屈服载荷/N φ角/（°） λ角/（°） τk cosλcos

620 83 25.5 8.688×105 0.110 252 72.5 26 2.132×106 0.270 184 62 3 2.922×106 0.370 49 148 48.5 46 3.633×106 0.460 174 30.5 63 3.088×106 0.391 273 176 74.8 -0.262 525 5 82.5 0.130

φ 计算方法τk=σs·cosλcosφ=F/A cosλcosφ

4. 试用多晶体的塑性变形过程说明金属晶粒越细强度越高、塑性越好的原因是什么？

答：由 Hall-Petch 公式可知，屈服强度σs 与晶粒直径平方根的倒数 d v2呈线性关系。 在多晶体中，滑移能否从先塑性变形的晶粒转移到相邻晶粒主要取决于在已滑移晶粒晶界附近的位错塞 积群所产生的应力集中能否激发相邻晶粒滑移系中的位错源，使其开动起来，从而进行协调性的多滑移。 由τ=nτ0知，塞积位错数目n越大，应力集中τ越大。位错数目n与引起塞积的晶界到位错源的距离成正比。晶粒越大，应力集中越大，晶粒小，应力集中小，在同样外加应力下，小晶粒需要在较大的外加应 力下才能使相邻晶粒发生塑性变形。 在同样变形量下，晶粒细小，变形能分散在更多晶粒内进行，晶粒内部和晶界附近应变度相差较小，引 起的应力集中减小，材料在断裂前能承受较大变形量，故具有较大的延伸率和断面收缩率。另外，晶粒 细小，晶界就曲折，不利于裂纹传播，在断裂过程中可吸收更多能量，表现出较高的韧性。

6.滑移和孪生有何区别，试比较它们在塑性变形过程的作用。 答：区别：

1）滑移：一部分晶体沿滑移面相对于另一部分晶体作切变，切变

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