2、合金钢的主要优点是什么？常用以提高钢淬透性的元素有哪些？强烈阻碍奥氏体晶粒长大的元素有哪些？提高回火稳定性的元素有哪些？

合金钢的主要优点是：⑴力学性能优异；⑵淬透性好；⑶能满足特殊性能的要求。如耐酸不锈钢、高温强度钢等。

常用以提高钢淬透性的元素有Mn、Cr、Ni、Si、B等 强烈阻碍奥氏体晶粒长大的元素有Mo、W、V、Nb、Ti、Zr等 提高回火稳定性的元素有Mo、W等。

3、解释下列现象：⑴大多数合金钢的热处理温度比相同含碳量的碳素钢高；⑵大多数合金钢比相同含碳量的碳素钢具有较高的回火稳定性；⑶含碳量为0.4%、含铬量为12%的铬钢属于过共析钢，而含碳量为1.5%、含铬量为12%的铬钢属于莱氏体钢；⑷高速钢在热锻或热轧后经空冷获得马氏体钢。

答：⑴大多数合金元素都使奥氏体的长大速度减慢，成分均匀化难度加大(Ni、Co除外)。特别是强碳化物形成元素具有强烈阻碍奥氏体晶粒长大的作用,即使高温加热，也能获得细晶粒组织。

⑵原因是合金元素推迟回火各个阶段，使回火温度增加，增强了钢抵抗软化的能力，从而提高钢的回火稳定性。

⑶因为合金元素铬会使S、E点左移，碳含量为0.4%和碳含量为1.5%的钢，当铬含量达到一定量后就会由亚共析钢变为过共析钢，而过共析钢变为共晶白口铁。

⑷是因为高速钢临界淬火速度非常小，即使在空冷的条件下也可得到马氏体组织。 4、有资料表明，南京长江大桥采用16Mn钢比普通碳素钢节约钢材15％，简要解释原因。

答：16Mn钢是在Q235钢中加入适量Mn形成的。Mn加热普通碳素钢Q235后，可起到固溶强化、细晶强化、增加P数量及沉淀强化的作用。其抗拉强度约提高50%，塑性、冲击韧性也得到提高。 5、试比较45钢与40Cr钢的应用范围，以此说明合金元素Cr在调质钢中的作用。

45钢经热处理后，可获得良好的综合机械性能，主要用来制造一般的齿轮、轴类、套筒等零件。 40Cr主要用于汽车、拖拉机的连杆、螺栓、传动轴及机床主轴等。

Cr是提高淬透性的合金元素，另外Cr还会形成合金渗碳体，提高钢的强度。

6、说明下列牌号钢的大致化学成分、合金元素的主要作用、用途及最终热处理工艺： 20CrMnTi 40CrNiMo 60Si2Mn GCr15

7、何谓二次硬化？何谓红硬性？提高红硬性的主要元素有哪些？

二次硬化：指淬火高速钢在某温度回火时，由于细小弥散特殊碳化物从马氏体析出而使钢强度和硬度明显升高的现象。另外，二次硬化效应还与二次淬火现象有关。

（二次淬火：因残余奥氏体在回火冷却过程中转变为马氏体而引起钢的强度和硬度升高的现象。） 红硬性：材料在经过一定温度下保持一定时间后所能保持其硬度的能力。 提高红硬性的主要元素有：W、Mo、V、Co、Cr

8、高速工具钢淬火后为什么需要进行三次以上回火？在560℃回火是否是调质处理？

答：高速工具钢淬火加热后的奥氏体中含有大量碳和合金因素，Ms和Mf点显著降低，淬火后钢中保留大量残余奥氏体，约20~30％，影响尺寸稳定性。经一次回火后残余奥氏体降低为15％，二次回火后降低为5～7％，三次回火后降低为1～2％。

在560℃回火不是调质处理，因为随着合金因素的增加，增加了钢的耐回火稳定性，使钢回火温度升高。在该温度回火的组织为回火马氏体+ 大量粒状碳化物+少量残余奥氏体(<1~2%)。

9、为什么Cr能提高金属的腐蚀抗力？不锈钢常用的含Cr量是多少？C对钢的耐腐蚀性能有何影响？ 答：Cr加入钢中的作用：提高基体电极电位；形成致密氧化膜；一定条件下能形成单相铁素体。 不锈钢常用的含Cr量一般大于13%。

碳对钢的耐腐蚀性能的影响：固溶态C影响小；

总体不利：形成碳化物，增加微电池数；形成Cr的碳化物，降低Cr% , 降低基体电极电位；造成晶间腐蚀。所以不锈钢中含碳量通常小于0.1~0.25%；不锈工具钢中碳含量0.4～0.7%，但须↑Cr% 的含量。

第十二章 铸铁

(一)填空题

1．碳在铸铁中的存在形式有 渗碳体 和 游离石墨 。

2．影响铸铁石墨化最主要的因素是 化学成分 和 冷却速度 。

3．根据石墨形态，铸铁可分为 普通灰铸铁 、 球墨铸铁、 可锻铸铁 和 蠕墨铸铁 。 4 根据生产方法的不同，可锻铸铁可分为 珠光体可锻铸铁 和 黑心可锻铸铁 。 5 球墨铸铁是用一定成分的铁水经 球化 和 孕育处理 后获得的石墨呈 球状 的铸铁。 6 HT350是 普通灰铸铁 的一个牌号，其中350是指 最低抗拉强度 为 350MPa 。

7 KTH300－06是 可锻铸铁 的一个牌号，其中300是指 最低抗拉强度 为 300MPa ；06是指 最低伸

长率 为 6% 。

8．QT1200—01是 球墨铸铁 的一个牌号，其中1200是指 最低抗拉强度 为 1200MPa ；01是指 最低伸长率 为 1% 。

9 普通灰口铸铁按基体的不同可分为 铁素体、 铁素体—珠光体 、 珠光体 三种。其中以 珠光体 的强度和耐磨性最好。

10．可锻铸铁按基体的不同可分为 珠光体 和 铁素体 。

11 球墨铸铁按铸态下基体的不同可分为 铁素体 、 珠光体 和 铁素体—珠光体 。 12．球墨铸铁经等温淬火其组织为 下贝氏体 。

14 球墨铸铁的强度、塑性和韧性较普通灰口铸铁为高，这是因为 球状G的应力集中效应小 。 15 生产变质铸铁常选用 硅铁合金 和 硅钙合金 作为变质剂。 16．目前生产球墨铸铁常选用 稀土—硅铁—镁合金 作为球化剂。

17 生产可锻铸铁的方法是 将一定成分的白口铸铁经石墨化退火得到的一种高强度铸铁 。

18 灰口铸铁铸件薄壁处（由于冷却速度快）出现 白口 组织，造成 加工 困难，采用 退火或正火 克服

之。

19 铸铁具有优良的 铸造 性、 切屑加工 性、 耐磨 性、减震 性和缺口不敏感性。

20 普通灰口铸铁软化退火时，铸铁基体中的 渗碳体 全部或部分石墨化，因而软化退火也叫做退火。 21．球墨铸铁等温淬火的目的，是提高它 强度 以及 塑性 和 韧性 。 22 铸铁件正火的目的是提高 强度 和 耐磨性，并为表面淬火做好组织准备。 23 灰口铸铁经正火处理，所获得的组织为 P+G 。

24 球墨铸铁的淬透性比较好，一般件采用 油 淬，形状简单硬度要求较高时采用 水 淬。 25．普通灰口铸铁软化退火的主要目的是 消除白口铁 和 改善切削加工性 。

（二)判断题

1．可锻铸铁在高温状态下可以进行锻造加工 × 。 2．铸铁可以经过热处理来改变基体组织和石墨形态 × 。 3．可以通过热处理的方法获得球墨铸铁 × 。

5．利用热处理方法来提高普通灰口铸铁的机械性能其效果较显著 × 。

6．可以通过热处理方法提高球墨铸铁的机械性能,其效果较显著 √ 。

7．灰口铸铁的抗拉强度、韧性和塑性均较钢低得多，这是由于石墨存在，不仅割裂了基体的连续性，而且在尖角处造成应力集中的结果 √ 。

8．碳全部以渗碳体形式存在的铸铁是白口铸铁 √ 。

9．由于石墨的存在，可以把铸铁看成是分布有空洞和裂纹的钢 √ 10．含石墨的铸铁具有低的缺口敏感性 √ 。

11．含石墨的铸铁切削加工性比钢差，所以切削薄壁、快冷的铸铁零件毛坯时容易崩刃。× 12 灰口铸铁与孕育铸铁组织的主要区别是孕育铸铁的石墨片细而密 √ 。 13 可锻铸铁是由灰口铸铁经可锻化退火得到 ×。 14 硫和锰是促进铸铁石墨化的元素 × 。 15 灰口铸铁在工业上应用最广泛 √ 。 17 铸铁件只有在热处理时，才发生石墨化 × 。

18 石墨是由碳构成的晶体，它的强度、硬度和塑性都较好，所以石墨是铸铁中很重要的成分 × 。 19．为了减小或消除铸件的内应力，在铸造后不再进行其它热处理时，可进行去应力退火 √ 。 20．铸铁件经正火处理的主要目的是为降低硬度和改善切削加工性能 × 。

(三)选择题

1．根据冷却速度对铸铁石墨化的影响 A 。 A 金属模铸件易得到白口、砂模铸件易得到灰口 B 金属模铸件易得到灰口、砂模铸件易得白口 C 薄壁铸件易得到灰口、厚壁铸件易得到白口 D 上述说法都不对

2．为消除灰口铸铁中较多的自由渗碳体，以便切削加工，可采用 B 。 A 低温石墨化退火 B高温石墨化退火 C再结晶退火 D 去应力退火 3．为促进铸铁石墨化，可采用下述方法 B 。

A 提高w(C)、w(Si)，提高冷却速度 B 增加W(C)、w(Si)，降低冷却速度 C 降低w(C)、w(Si)，提高冷却速度 D 降低W(C)、w(Si)，降低冷却速度

4．碳、硅、硫三元素对铸铁石墨化的影响是 D 。

A 碳促进石墨化，硅、硫抑制石墨化 B 碳、硅、硫均促进石墨化 C 碳、硅、硫均抑制石墨化 D 上述说法都不对 5 灰口铸铁中的片状石墨由下述方式获得 C 。

A 由白口铸铁经高温回火获得 B 由白口铸铁经低温回火获得 C 直接由液体中结晶而得 D 上述说法都不对 6．灰口铸铁热处理可达到如下目的 B 。

A 改变基体组织和石墨形态 B 只改变基体组织，不改变石墨形态 C 只改变石墨形态，不改变基体组织 D 述说法都不对 7 灰口铸铁正火后获得的基体组织为 B

A 铁素体 B 珠光体 C珠光体+渗碳体 D．贝氏体 8 可锻铸铁中的团絮状石墨由下述方法获得 A 。

A 由白口铸铁经高温退火从渗碳体分解而来 B 直接从液体中结晶而来 C 由灰铁经锻造而得 D上述说法都不对 9．球墨铸铁中的石墨由下述方式获得 D 。

A 由白口铸铁经高温退火获得 B 由白口铸铁经低温回火获得 C 直接由液体中结晶获得 D 上述说法都不对 10．可锻铸铁应理解为 C 。

A 锻造成型的铸铁 B 可以锻造的铸铁 C 具有一定的塑性与韧性的铸铁 D 上述说法都不对

11 生产球墨铸铁前，在浇注前往铁水中加入：①一定量镁、稀土镁合金或稀土元素； ②W(Si)＝0.6%~0.8%的硅铁。它们的作用是 A

A ①作球化剂、②作孕育剂 B ①作孕育剂、②作球化剂 C ①、②均作球化剂 D ①、②均作孕育剂 12 球墨铸铁热处理的作用是 C 。

A．只能改变基体组织、不能改变石墨形状和分布 B．不能改变基体组织、只能改变石墨形状和分布