工程材料课后题答案.docx
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工程材料课后题答案
第一章
6、实际金属晶体中存在哪些缺陷？
它们对性能有什么影响？
答:
点缺陷:
空位、间隙原子、异类原子。
点缺陷造成局部晶格畸变,使金属得电阻率、屈服强度增加,密度发生变化。
线缺陷:
位错。
位错得存在极大地影响金属得机械性能。
当金属为理想晶体或仅含极少量位错时,金属得屈服强度σs很高,当含有一定量得位错时,强度降低。
当进行形变加工时,为错密度增加,σs将会增高。
面缺陷:
晶界、亚晶界。
亚晶界由位错垂直排列成位错墙而构成。
亚晶界就是晶粒内得一种面缺陷。
在晶界、亚晶界或金属内部得其她界面上,原子得排列偏离平衡位置,晶格畸变较大,位错密度较大（可达1016m-2以上）。
原子处于较高得能量状态,原子得活性较大,所以对金属中得许多过程得进行,具有极为重要得作用。
晶界与亚晶界均可提高金属得强度。
晶界越多,晶粒越细,金属得塑性变形能力越大,塑性越好。
8、什么就是固溶强化？
造成固溶强化得原因就是什么？
答:
形成固溶体使金属强度与硬度提高得现象称为固溶强化。
固溶体随着溶质原子得溶入晶格发生畸变。
晶格畸变随溶质原子浓度得提高而增大。
晶格畸变增大位错运动得阻力,使金属得滑移变形变得更加困难,从而提高合金得强度与硬度。
9、间隙固溶体与间隙相有什么不同？
答:
合金组元通过溶解形成一种成分与性能均匀得,且结构与组元之一相同得固相称为间隙固溶体。
间隙固溶体中溶质原子进入溶剂晶格得间隙之中。
间隙固溶体得晶体结构与溶剂相同。
间隙相就是间隙化合物中得一种,其晶体结构不同于组成它得任意元素得晶体结构,一般就是较大金属元素得原子占据晶格得结点位置,半径较小得非金属元素得原子占据晶格得间隙位置,晶体结构简单,间隙相一般具有高熔点、高硬度,非常稳定,就是合金得重要组成相。
第二章
1、金属结晶得条件与动力就是什么?
答:
液态金属结晶得条件就是金属必须过冷,要有一定得过冷度。
液体金属结晶得动力就是金属在液态与固态之间存在得自由能差（ΔF）。
2、金属结晶得基本规律就是什么?
答:
液态金属结晶就是由生核与长大两个密切联系得基本过程来实现得。
液态金属结晶时,首先在液体中形成一些极微小得晶体（称为晶核）,然后再以它们为核心不断地长大。
在这些晶体长大得同时,又出现新得品核并逐渐长大,直至液体金属消失。
3、在实际应用中,细晶粒金属材料往往具有较好得常温力学性能,细化晶粒、提高金属材料使用性能得措施有哪些？
答:
（1）提高液态金属得冷却速度,增大金属得过冷度。
（2）进行变质处理。
在液态金属中加入孕育剂或变质剂,增加晶核得数量或者阻碍晶核得长大,以细化晶粒与改善组织。
（3）在金属结晶得过程中采用机械振动、超声波振动等方法。
（4）电磁搅拌。
将正在结晶得金属置于一个交变得电磁场中,由于电磁感应现象,液态金属会翻滚起来,冲断正在结晶得树枝状晶体得晶枝,增加了结晶得核心,从而可细化晶粒。
4、如果其她条件相同,试比较在下列铸造条件下铸件晶粒得大小。
（1）金属模浇注与砂模浇注;
（2）变质处理与不变质处理;（3）铸成薄件与铸成厚件;（4）浇注时采用震动与不采用震动。
答:
（1）金属模浇注比砂模浇注,铸件晶粒小;
（2）变质处理比不变质处理,铸件晶粒小;
（3）铸成薄件比铸成厚件,铸件晶粒小;（4）浇注时采用震动比不采用震动,铸件晶粒小。
5、为什么钢锭希望尽量减少柱状晶区?
答:
柱状就是由外往里顺序结晶得,品质较致密。
但柱状品得接触面由于常有非金属夹杂或低熔点杂质而为弱面,在热轧、锻造时容易开裂,所以对于熔点高与杂质多得金届,例如铁、镍及其合金,不希望生成柱状晶。
6、将20kg纯铜与30kg纯镍熔化后慢冷至如图l—6温度T1,求此时:
①两相得化学成分;
②两相得质量比;③各相得质量分数;④各相得质量。
解:
①两相得化学成分L相成分:
ω（Ni）;50％ω（Cu）＝50％
②两相质量比:
合金成分:
ω（Ni）=80%ω（Cu）=20%
二相得质量比:
Qα/Qβ=（60-50）/（80-60）=0、5
③各相得质量分数:
二相得质量分数:
ωα=（60-50）/（80-50）=33、3%
ωL=1-33、3%=66、7%
④各相得质量:
二相质量:
Qα＝（20十30）×33、3％＝16、65（kg）
QL＝50一16、65＝33、35（kg）
7、求碳质量分数为3、5％得质量为10kg得铁碳合金从液态缓慢冷却到共晶温度（但尚未发生共晶反应）时所剩下得液体得碳质量分数及液体得质量。
解:
L中得碳质量分数:
w（C）＝4、3％
L中得质量分数:
w（L）=（3、5-2、11）/（4、3-2、11）=63、5％
L得质量:
QL＝10×63、5％＝6、35（kg）
8、比较退火状态下得45钢、T8钢、T12钢得硬度、强度与塑性得高低,简述原因。
答:
硬度:
45钢最低,T8钢较高,T12钢最高。
因为退火状态下得45钢组织就是铁素体+珠光体,T8钢组织就是珠光体,T12钢组织就是珠光体+二次渗碳体。
因为铁素体硬度低,因此45钢硬度最低。
因为二次渗碳体硬度高,因此T12钢硬度最高。
强度:
因为铁素体强度低,因此45钢强度最低。
T8钢组织就是珠光体,强度最高。
T12钢中含有脆性得网状二次渗碳体,隔断了珠光体之间得结合,所以T12钢得强度比T8钢要低。
但T12钢中网状二次渗碳体不多,强度降低不大,因此T12钢得强度比45钢强度要高。
塑性:
因为铁素体塑性好,因此45钢塑性最好。
T12钢中含有脆性得网状二次渗碳体,因此T12钢塑性最差。
T8钢无二次渗碳体,所以T8钢塑性较高。
9、同样形状得两块铁碳合金,其中一块石退火状态得15钢,一块就是白口铸铁,用什么简便方法可迅速区分它们？
答:
因为退火状态得15钢硬度很低,白口铸铁硬度很高。
因此可以用下列方法迅速区分:
（1）两块材料互相敲打一下,有印痕得就是退火状态得15钢,没有印痕得就是白口铸铁。
（2）用锉刀锉两块材料,容易锉掉得就是退火状态得15钢,不容易锉掉得就是白口铸铁。
（3）用硬度计测试,硬度低得就是退火状态得15钢,硬度高得就是白口铸铁。
10、为什么碳钢进行热锻、热轧时都要加热到奥氏体区？
答:
因为奥氏体就是面心立方晶格,其滑移变形能力大,钢处于奥氏体状态时强度较低,塑性较好,因此锻造或轧制选在单相奥氏体区内进行。
11、下列零件或工具用何种碳钢制造:
手锯钢条、普通螺钉、车床主轴。
答:
手锯锯条用T10钢制造。
普通螺钉用Q195钢、Q215钢制造。
车床主轴用45钢制造。
12、为什么细晶粒钢强度高,塑性、韧性也好？
答:
多晶体中,由于晶界上原子排列不很规则,阻碍位错得运动,使变形抗力增大。
金属晶粒越细,晶界越多,变形抗力越大,金属得强度就越大。
多晶体中每个晶粒位向不一致。
一些晶粒得滑移面与滑移方向接近于最大切应力方向（称晶粒处于软位向）,另一些晶粒得滑移面与滑移方向与最大切应力方向相差较大（称晶粒处于硬位向）。
在发生滑移时,软位向晶粒先开始。
当位错在晶界受阻逐渐堆积时,其她晶粒发生滑移。
因此多晶体变形时晶粒分批地逐步地变形,变形分散在材料各处。
晶粒越细,金属得变形越分散,减少了应力集中,推迟裂纹得形成与发展,使金属在断裂之前可发生较大得塑性变形,从而使金属得塑性提高。
由于细晶粒金属得强度较高、塑性较好,所以断裂时需要消耗较大得功,因而韧性也较好。
因此细晶强化就是金属得一种很重要得强韧化手段。
13、与单晶体得塑性变形相比较,说明多晶体塑性变形得特点。
答:
①多晶体中,由于晶界上原子排列不很规则,阻碍位错得运动,使变形抗力增大。
金属晶粒越细,品界越多,变形抗力越大,金属得强度就越大。
②多晶体中每个晶粒位向不一致。
一些晶粒得滑移面与滑移方向接近于最大切应力方向（称晶粒处于软位向）,另一些晶粒得滑移面与滑移方向与最大切应力方向相差较大（称晶粒处于硬位向）。
在发生滑移时,软位向晶粒先开始。
当位错在晶界受阻逐渐堆积时,其她晶粒发生滑移。
因此多晶体变形时晶粒分批地逐步地变形,变形分散在材料各处。
晶粒越细,金属得变形越分散,减少了应力集中,推迟裂纹得形成与发展,使金属在断裂之前可发生较大得塑性变形,因此使金属得塑性提高。
14、金属塑性变形后组织与性能会有什么变化?
答:
金属发生塑性变形后,晶粒发生变形,沿形变方向被拉长或压扁。
当变形量很大时,晶粒变成细条状（拉伸时）,金属中得夹杂物也被拉长,形成纤维组织。
金属经大得塑性变形时,由于位错得密度增大与发生交互作用,大量位错堆积在局部地区,并相互缠结,形成不均匀得分布,使晶粒分化成许多位向略有不同得小晶块,而在晶粒内产生亚晶粒。
金属塑性变形到很大程度（70％以上）时,由于晶粒发生转动,使备品粒得位向趋近于一致,形成特殊得择优取向,这种有序化得结构叫做形变织构。
金属发生塑性变形,随变形度得增大,金属得强度与硬度显著提高。
塑性与韧性明显下降。
这种现象称为加工硬化,也叫形变强化。
另外,由于纤维组织与形变织构得形成,使金属得性能产生各向异性。
15、在图1—7所示得晶面、晶向中,哪些就是滑移面?
哪些就是滑移方向?
图中情况能否构成滑移系?
答:
（a）FCC:
（101）晶面不就是滑移面,[110]晶向就是滑移方向,但两者不能构成滑移系。
（b）FCC:
（111）晶面就是滑移面,其上得[110]晶向也就是滑移方向,两者能构成滑移系。
（c）BCC:
（111）晶面不就是滑移面,其上得[101]晶向不就是滑移方向,两者不能构成滑移系。
（d）BCC:
（110）晶面就是滑移面,晶向也就是滑移方向,但不在（110）晶面上,故两者不能构成滑移系。
16、用低碳钢钢板冷冲压成形得零件,冲压后发现各部位得硬度不同,为什么?
答:
主要就是由于冷冲压成形时,钢板形成零件得不同部位所需发生得塑性变形量不同,因而加工硬化程度不同所造成。
17、已知金属钨、铅得熔点分别为3380℃与327℃,试计算它们得最低再结晶温度,并分析钨在9000C加丁、铅在室温加丁时各为何种加工?
答:
金属得最低再结晶温度为:
T再＝（0、35～0、4）T熔点
对金属钨:
T熔点＝273十3380＝3653K
T再＝（0、35～0、4）T熔点＝l279～146lK＝1006～l188℃
在900℃对金属钨进行加工,略低于其最低再结晶温度,应属冷加工。
对金属铅:
T熔点＝273十327＝600K
T再＝（0、35～0、4）T熔点＝210～240K＝－63～－33℃
在室温（如23℃）对金属铅进行加工,明显高于其最低再结晶温度得上限－33℃,应属热加工。
18、何谓临界变形度?
分析造成临界变形度得原因。
答:
塑性变形后得金属再进行加热发生再结晶,再结晶后晶粒大小与预先变形度有关。
使品粒发生异常长大得预先变形度称做临界变形度。
金属变形度很小时,因不足以引起再结晶,晶粒不变。
当变形度达到2％～10％时,金属中少数晶粒变形,变形分布很不均匀,所以再结晶时生成得晶核少,晶粒大小相差极大,非常有利于晶粒发生吞并过程而很快长大,结果得到极粗大得晶粒。
19、在制造齿轮时,有时采用喷丸处理（将金属丸喷射到零件表面上）,使齿面得以强化。
试分析强化原因。
答:
喷丸处理时,大量得微细金属丸被喷射到零件表面上,使零件表层发生一定得塑性变形,因而对零件表面产生了加工硬化效应,同时也在表面形成残余压应力,有助于提高零件得疲劳强度。
20、再结晶与重结晶有何不同？
答:
再结晶就是指冷变形（冷加工）得金属加热到最低再结晶温度以上,通过原子扩散,使被拉长（或压扁）、破碎得晶粒通过重新形核、长大变成新得均匀、细小得等轴晶,同时消除加工硬化现象,使金属得强度与硬度、塑性与韧性恢复至变形前得水平。
对钢而言,再结晶温度低于共析温度727℃,因此不会发生晶体结构类型得转变。
有些金属在固态下,存在两种或两种以上得晶格形式,如铁、钴、钛等。
这类金属在冷却或加热过程中,其晶格形式会发生变化。
金属在固态下随温度得改变,由一种晶格转变为另一种晶格得现象,称为同素异构转变,也叫做重结晶。
重结晶也就是一个通过原子扩散进行得形核、长大过程,但同时发生晶格结构类型得转变。
21、热轧空冷得45钢钢材在重新加热到超过临界点后再空冷下来时,组织为什么能细化?
答:
热轧空冷得45钢在室温时组织为铁素体十索氏体。
重新加热到临界点以上,组织转变为奥氏体。
奥氏体在铁素体与渗碳体得界面处形核。
由于索氏体中铁素体、渗碳体得层片细、薄,因此奥氏体形核数目多,奥氏体晶粒细小。
奥氏体再空冷下来时,细小得奥氏体晶粒通过重结晶又转变成铁素体十索氏体,此时得组织就比热轧空冷得45钢组织细,达到细化与均匀组织得目得。
23、试述马氏体转变得基本特点。
答:
过冷A转变为马氏体就是低温转变过程,转变温度在MS～Mf,之间,其基本特点如下:
（1）过冷A转变为马氏体就是一种非扩散型转变。
铁与碳原子都不进行扩散。
马氏体就就是碳α-Fe中得过饱与固溶体。
过饱与碳使α-Fe得晶格发生很大畸变,产生很强得固溶强化。
（2）马氏体得形成速度很快。
奥氏体冷却到MS以下后,无孕育期,瞬时转变为马氏体。
（3）马氏体转变就是不彻底得。
总要残留少量奥氏体。
奥氏体中得碳质量分数越高,则MS、Mf与越低,残余A质量分数越高。
MS、Mf越低,残余A质量分数越高。
（4）马氏体形成时体积膨胀,在钢中造成很大得内应力,严重时导致开裂。
24、试比较索氏体与回火索氏体、马氏体与回火马氏体之间得形成条件、组织形态与性能上得主要区别。
答:
索氏体就是钢得过冷奥氏体在高温转变温度（620℃左右）等温转变或在正火条件下形成得主要组织。
索氏体为层片状组织,即片状渗碳体平行分布在铁素体基体上。
回火索氏体就是钢经调质处理（淬火+高温回火）后形成得,淬火马氏体在高温回火条件下过饱与得碳原子全部脱溶析出为粒状渗碳体、自身转变为铁索体,即回火索氏体就是细小得粒状渗碳体弥散得分布在铁素体基体上。
由于粒状渗碳体比片状渗碳体对于阻止断裂过程得发展有利,所以在碳及合金元素质量分数相同时,索氏体与回火索氏体两者硬度相近,但就是回火索氏体得强度、韧性、塑性要好得多。
马氏体就是钢淬火后得主要组织,低碳马氏体为板条状、高碳马氏体为针状。
马氏体存在有内应力,容易产生变形与开裂。
马氏体就是不稳定得,在工作中会发生分解,导致零件尺寸发生变化。
高碳马氏体硬而脆,韧性很低。
回火马氏体就是淬火马氏体经低温回火形成得。
回火马氏体由极细得ε碳化物与低过饱与度得α固溶体组成,低碳回火马氏体就是暗板条状,高碳回火马氏体就是黑针状。
回火马氏体与马氏体相比,内应力小、韧性提高,同时保持了马氏体得高硬度与高耐磨性。
25、马氏体得本质就是什么？
它得硬度为什么很高？
为什么高碳马氏体得脆性大？
答:
马氏体得本质:
马氏体就是碳在α-Fe中得过饱与固溶体。
由于过饱与得间隙碳原子造成晶格得严重畸变,形成强烈得应力场并与位错发生强烈得交互作用产生固溶强化。
马氏体转变时在晶体内造成晶格缺陷密度很高得亚结构（板条状马氏体得高密度位错,片状马氏体得微细孪晶）阻碍位错运动,提高了马氏体得硬度（马氏体相变强化）。
马氏体形成后,碳及合金元素向位错或其她缺陷扩散偏聚析出,钉扎位错,使位错难以运动（马氏体时效强化）。
因此马氏体得硬度很高。
高碳马氏体由于碳得过饱与度大,晶格严重畸变,淬火应力大,同时存在孪晶结构与高密度显微裂纹,所以脆性大,塑性、韧性极差。
26、为什么钢件淬火后一般不直接使用。
需要进行回火?
答:
钢件淬火后,为了消除内应力并获得所要求得组织与性能,必须将其加热到Acl以下得某一温度,保温一定时间进行回火处理。
这就是因为:
第一,淬火后得到得就是性能很脆得马氏体组织,并存在内应力,容易产生变形与开裂;第二,淬火马氏体与残余奥氏体都就是不稳定组织,在工作中会发生分解,会导致零件尺寸得变化,而这对精密零件就是不允许;第三,为了获得要求得强度、硬度、塑性与韧性,以满足零件得使用要求。
27、直径为6mm得共析钢小试样加热到相变点Al以上30℃,用图1—9所示得冷却曲线进行冷却,试分析所得到得组织,说明各属于什么热处理方法。
答:
a:
马氏体十残余奥氏体,单介质淬火（水冷）。
b:
马氏体十残余奥氏体,分级淬火。
c:
屈氏体十马氏体十残余奥氏体,双介质淬火。
d:
下贝氏体,等温淬火。
e:
索氏体,正火。
f:
珠光体,退火。
g:
珠光体,等温退火。
28、调质处理后得40钢齿轮,经高频感应加热后得温度分布如图1-10所示。
试分析高频感应加热水淬后,轮齿由表面到中心各区（Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ）得组织。
答:
加热到Ⅲ区得部分,加热温度丁低于相变临界点温度Ac1,不发生相变。
水冷后40钢齿轮仍保持调质处理后得铁素体基体十粒状渗碳体（回火索氏体）组织,但就是高于原调质处理得回火温度得部分中,粒状渗碳体变得较粗大。
加热到Ⅲ区得部分组织为:
回火索氏体。
加热到Ⅱ区得部分,加热温度为人Ac3＞T＞Ac1“出现了部分奥氏体,所以加热时Ⅱ区部分得组织为:
铁素体十奥氏体。
水冷后Ⅱ区部分得组织为:
铁素体+马氏体。
加热到I区得部分,加热温度T＞Ac3,已经完全奥氏体化,所以加热时I区部分得组织为:
奥氏体。
水冷后I区部分得组织为:
马氏体。
29、确定下列钢件得退火方法,并指出退火目得及退火后得组织。
⑴经冷轧后得钢板,要求降低硬度;⑵ZG35得铸造齿轮;⑶改善T12钢得切削加工性能。
答:
⑴再结晶退火。
退火目得:
消除加工硬化现象,恢复钢板得韧性与塑性。
再经晶退火后得组织:
生成与钢板冷轧前晶格类型相同得细小、等轴晶。
冷轧钢板一般为低碳钢,再结晶退火后得组织为铁素体+珠光体。
⑵完全退火。
退火目得:
通过完全重结晶,使铸造过程中生成得粗大、不均匀得组织细化,消除魏氏组织,以提高性能,同时消除内应力。
退火后得组织:
铁素体+珠光体。
⑶球化退火。
退火目得:
使二次渗碳体及珠光体中得渗碳体球状化,以降低硬度,改善切削加工性能,并为以后得淬火做组织准备。
退火后得组织:
球化体（铁素体基体+球状渗碳体）。
30、说明直径为6mm得45钢退火试样分别经下列温度加热:
700℃、760℃、840℃、1100℃,保温后在水中冷却得到得室温组织。
答:
加热到1100℃保温后水冷得组织:
粗大马氏体;
加热到840℃保温后水冷得组织:
细小马氏体;
加热到760℃保温后水冷得组织:
铁素体十马氏体;
加热到700℃保温后水冷得组织:
铁素体十珠光体。
31、两个碳质量分数为1、2%得碳钢薄试样,分别加热到780℃与900℃,保温相同时间奥氏体化后,以大于淬火临界冷却速度得速度冷却到室温。
试分析:
（1）哪个温度加热淬火后马氏体晶粒较粗大？
（2）哪个温度加热淬火后马氏体中碳质量分数较少？
（3）哪个温度加热淬火后残余奥氏体量较多？
（4）哪个温度加热淬火后未溶碳化物量较多？
答:
（1）加热温度高者奥氏体粗大,粗大奥氏体冷却后转变组织也粗大,因此加热到900℃得试样淬火后马氏体晶粒较粗大。
（2）将试样加热到900℃时,其组织为单相奥氏体,奥氏体中得碳质量分数为1、2%。
将试样加热到780℃时,其组织为奥氏体+渗碳体,由于有渗碳体,即一部分碳存在于渗碳体中,奥氏体中得碳质量分数必然降低（奥氏体中得碳质量分数可用铁碳相图确定:
约为0、95%）,因此加热到780℃时得试样淬火后马氏体中得碳质量分数较少。
（3）奥氏体中碳质量分数越高,淬火后残余奥氏体量越多,因此加热到900℃得试样淬火后残余奥氏体量较多。
（4）将试样加热到900℃时,其组织为单相奥氏体,淬火后组织为马氏体+残余奥氏体。
将试样加热到780℃时,其组织为奥氏体+渗碳体,淬火后组织为马氏体+渗碳体+残余奥氏体。
故加热到780℃得试样淬火后未溶碳化物量较多。
32、指出下列工件得淬火温度及回火温度,并说明回火后获得得组织。
（1）45钢小轴（要求综合性能好）;
（2）60钢弹簧;（3）T12钢锉刀
答:
（1）45钢小轴经调质处理,综合性能好,其淬火温度为830～840℃（水冷）,回火温度为580～600℃。
回火后获得得组织为回火索氏体。
（2）60钢弹簧得淬火温度为840℃（油冷）回火温度为480℃。
回火后获得得组织为回火屈氏体。
（3）T12钢锉刀得淬火温度为770～780℃（水冷）,回火温度为160～180℃,回火后获得得组织为回火马氏体+二次渗碳体+残余奥氏体。
33、两根45钢制造得轴,直径分别为l0mm与100mm,在水中淬火后,横截面上得组织与硬度就是如何分布得?
答:
45钢制造得轴,直径为10mm时可认为基本淬透,横截面上外层为马氏体,中心为半马氏体（还有屈氏体十上贝氏体）。
硬度基本均匀分布。
直径为100mm时,轴表面冷速大,越靠近中心冷速越小。
横截面上外层为马氏体,靠近外层为油淬火组织:
马氏体十屈氏体十上贝氏体,中心广大区域为正火组织:
索氏体。
硬度不均匀,表面硬度高,越靠近中心硬度越低。
34、甲、乙两厂生产同一种零件,均选用45钢,硬度要求220～250HB,甲厂采用正火,乙厂采用调质处理,均能达到硬度要求,试分析甲、乙两厂得组织与性能差别。
答:
选用45钢生产同一种零件,甲厂采用正火,其组织为铁素体+索氏体。
乙厂采用调质处理,其组织为回火索氏体。
索氏体为层片状组织,即片状渗碳体平行分布在铁素体基体上,回火索氏体就是细小得粒状渗碳体弥散得分布在铁素体基体上。
由于粒状渗碳体比片状渗碳体对于阻止断裂过程得发展有利,即两者强度、硬度相近,但就是回火索氏体得韧性、塑性要好得多。
所以乙厂生产得零件性能要更好。
35、试说明表面淬火、渗碳、氮化处理工艺在选用钢种、性能应用范围等方面得差别。
答:
表面淬火一般用于中碳钢与中碳合金钢,如45、40Cr、40MnB钢等。
这类钢经预先热处理（正火或调质）后表面淬火,心部保持较高得综合机械性能,而表面具有较高得硬度（50HRC）与耐磨性,主要用于轴肩部位、齿轮。
高碳钢也可表面淬火,主要用于受较小冲击与交变载荷得工具、量具等。
灰口铸铁制造得导轨、缸体内壁等常用表面淬火提高硬度与耐磨性。
渗碳一般用于低碳钢与合金渗碳钢。
渗碳使低碳钢件表面获得高碳浓度（碳质量分数约为1）,经过适当热处理后,可提高表面得硬度、耐磨性与疲劳强度,而心部依然保持良好得塑性与韧性,因此渗碳主要用于同时受严重磨损与较大冲击得零件,如齿轮、活塞销、套筒等。
氮化钢中一般含有Al、Cr、Mo、W、V等合金元素,使生成得氮化物稳定,并在钢中均匀分布,提高钢表面得硬度,在也不降低,常用得氮化钢有35CrAlA、38CrMoAlA、38CrWVAlA等。
碳钢及铸铁也可用氮化提高表面得硬度。
氮化得目得在于更大地提高零件得表面硬度与耐磨性,提高疲劳强度与抗蚀性。
由于氮化工艺复杂,时间长,成本高,一般只用于耐磨性与精度都要求较高得零件,或要求抗热、抗蚀得耐磨件,如发动机汽缸、排气阀、精密丝杠、镗床主轴汽轮机阀门、阀杆等。
36、试述固溶强化、加工硬化与弥散强化得强化原理。
答:
金属材料得强度（主要指屈服强度）反映金属材料对塑性变形得抗力。
金属材料塑性变形本质上大多数情况下就是由材料内部位错运动引起得。
凡就是阻碍位错运动得因素都使金属材料强化。
固溶强化原理:
固溶体随着溶质原子得溶人晶格发生畸变,品格畸变增大了位错运动得阻力,使金属得滑移变形变得更加困难,从而提高合金得强度与硬度。
这种通过形成固溶体使金属强度与硬度提高得现象称为固溶强化。
加工硬化原理:
金属发生塑性变形时,位错密度增加,位错间得交互作用增强,相互缠结,造成位错运动阻力得增大,引起塑性变形抗力提高。
另一方面由于晶粒破碎细化,晶界增多。
由于晶界上原子排列不很规则,阻碍位错得运动,使变形抗力增大,从而使强度得以提高。
金属发生塑性变形,随变形度得增大,金属得强度与硬度
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