习题二2-3什么是过冷度?过冷度与冷速有何关系?过冷度对金属结晶后的晶粒大小有何影响?

答:过冷度是理论结晶温度与实践结晶温度之差。

冷速越快则过冷度越大,同理,冷速越小则过冷度越小。

过冷度越大则晶粒越小,同理,过冷度越小则晶粒越大。

2-4晶粒大小对金属的力学性能有什么影响?为什么?简述在凝固阶段晶粒细化的途径?

答:在一般情况下,晶粒越小,其强度、塑性、韧性也越高。

因为在晶粒越小则晶界形成就越多,产生晶体缺陷(面缺陷),在晶界处晶格处于畸变状态,故晶界能量高,因此晶粒的大小对金属的力学性能有影响。

在凝固阶段晶粒细化的途径有下列三种:

提高结晶时的冷却速度、增加过冷度。

进行变质处理:在大体积的液态金属在浇注前人工加入少量的变质剂(人工制造的晶核),从而形成大量非自发结晶核心而得到细晶粒组织。

在也太金属结晶时采用机械振动、超声波振动、电磁搅拌等。

2-5什么是固溶体?固溶体有何晶格特性和性能特点?何为固溶强化?

答:固溶体是溶质原子溶于溶剂晶格中而仍保持溶剂晶格类型的合金相。

固溶体中溶剂由于溶质原子的溶入造成固溶体晶格产生畸变,使合金的强度与硬度提高,而塑性和韧性略有下降。

通过溶入原子,使合金强度和硬度的方法称之为固溶强化。

2-5什么是金属化合物?金属化合物有何晶格特性和性能特点?何为弥散强化?

答:金属化合物(又称中间相)是指合金组元之间相互作用形成具有金属特征的物质。

金属化合物的晶格类型和性能不同于组元,具有熔点高、硬度高、脆性大的特点。它在合金中能提高其强度、硬度,但降低其塑性、韧性。

如果金属化合物呈细小颗粒均匀分布在固溶体的基本相上,则将使合金的强度、硬度、耐磨性明显提高,这一现象称弥散强化。

2-12根据Fe-FeC相图,解释下列现象:

1)在室温下,W=0.8%的碳钢比W=0.4%碳钢硬度高,比W=1.2%的碳钢强度高?

答:因为W=0.8%的碳钢比W=0.4%的渗碳体多,因而W=0.8%的碳钢比W

=0.4%碳钢硬度高。同时W=1.2%的含渗碳体高于W=0.8%,使得钢脆性增加,强度下降,因而比W=1.2%的强度高。

2)钢铆钉一般用低碳钢制造?

答:因为低碳钢的含碳量低塑性比较好。

3)绑扎物件一般用铁丝(镀锌低碳钢丝),而起重机吊重物时都用钢丝绳(用60钢、65钢等制成)。

答:因为铁丝含碳量低,所以塑性好适应于绑扎。同理钢丝绳强度高和耐磨性好适用于掉重物。

4)在1000C时,Wc=0.4%的钢能进行锻造,而Wc=4.0%的铸铁不能进行锻造。

答:其韧性和强度在正常锻造比例情况下可以锻造,Wc=4.0%是铸铁的含碳量,高于可锻性铸铁的含碳量,可锻性铸铁的含碳量一般不高于1.4%,因此Wc=0.4%的钢能进行锻造,而Wc=4.0%的铸铁不能进行锻造。

5)钳工锯削T8、T10、T12等退火钢材比锯削10钢、20钢费力,且锯条易磨钝。

答:因为锯削T8、T10、T12等退火钢材属于低碳钢,比较软。而锯削10钢、20钢比较硬,因此锯条易磨钝且费力。

6)钢适宜压力加工成形,而铸铁适宜成形。

答:因为钢含碳量在0.0218~2.11%之间,塑性比较大,抗拉性能比较好,而流动性不好。铸铁含碳量在2.11~6.69%脆性比较大,抗压性能比较好,而抗拉强度很小,但流动性很好, 所以说钢适宜压力加工成型而铸铁适宜铸造成型

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