题目

五.改善刚组织性能的基本途径强化金属材料的方法:________钢中杂质的影响:有益杂质:Mn,Si固溶强化.有害杂质:S热脆性 P 冷脆性 N,O降低冲击韧性,冷脆性 H氢脆[1][1]钢按冶炼方法分:镇静钢Mn,Al,Si充分脱氧,半镇静钢Mn,Si脱氧,沸腾钢仅用Mn脱氧钢按含碳量分:低碳<0.25%中碳0.30%-0,55%高碳>斗越0,60%钢按合金元素含量分:低合金<5%中合金5%-10%高合金>斗越10%钢按用途分:结构钢,工具钢,特殊用途钢退火：是将工件加热到高于Ac3或Ac1，保温一定时间，随后以足够缓慢的速度冷却，使钢得到接近平衡的组织的热处理工艺。根据工件退火加热温度的不同，加热到Ac3以上得到的均一奥氏体组织在缓冷转变为珠光体组织为完全退火。加热到Ac1以上得到奥氏体加未溶碳化物或铁素体再缓冷进行组织转变称不完全退火。正火：是将钢件加热到Ac3或Accm以上，保温一定时间后，随后在静止空气中冷却，得到细珠光体类型组织的热处理工艺。淬火：是把钢件加热到Ac3或Ac1以上保温一定时间，并以一定的冷却速度冷却，以得到马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺。根据淬火加热温度不同，加热到Ac3以上进行的淬火称完全淬火；加热到Ac1以上得到奥氏体加未溶碳化物或铁素体再淬火称不完全淬火。回火[2][2]：是将淬火钢重新加热到低于相变点的某一温度，以致改善钢的组织和性能的热处理工艺。晶粒度：是表示晶粒大小的一种指标；表面淬火:将钢件表面层加热到临界点以上温度并急速冷却.感应加热,火焰加热,电接触加热.起始晶粒度：奥氏体形成刚结束，其晶粒边界刚刚相互接触时的晶粒大小；实际晶粒度：钢在加热时所获得实际奥氏体晶粒大小；本质晶粒度：表示钢在一定条件下奥氏体晶粒的长大倾向性；用铝脱氧，本质细晶粒钢；用硅，锰脱氧，本质粗晶粒钢。过热[3][3]:热处理过程中,由于加热温度过高而使奥氏体晶粒显著长大的现象.不同的钢过热倾向不同,有不同热敏感性热处理冷却时组织转变:过冷[4][4]奥氏体在低于A1温度下不同温度等温冷却.珠光体650.索氏体600.屈氏体500.上贝氏体500.下贝氏体350.马氏体230.硬度由低到高排列淬硬性：钢淬火后马氏体组织所能达到的最高硬度值；淬透性：刚淬火后获得淬硬层深度大小的能力。淬火临界直径:圆柱钢棒在规定的淬火介质[5][5]中能全部淬透的最大直径.（淬火）临界冷却速度：钢冷却过程中过冷奥氏体只发生马氏体转变的最小冷却速度。回火组织:100-300回火马氏体.300-500回火屈氏体.500-650回火索氏体回火后性能:淬火钢硬度随回火温度升高降低回火种类:低温150-250.降低钢种残余应力和脆性,保持刚在淬火后得到的高硬度和耐磨性.组织为马氏体.主要用于高碳钢工模具.滚动轴承,渗碳齿轮中温 350-550.得到回火屈氏体。招股到一定韧性条件的具有高的弹性和屈服极限。处理弹簧高温 550-650得到回火索氏体。为了得到强度塑性韧性的良好配合.用于在冲击载荷条件下工作的零件.轴类.连杆[6][6].螺栓第一类回火脆:随着回火温度的升高，钢的冲击韧性不是随回火温度升高而单调的增大。在250-400度的区域之间存在冲击值降低的现象，这种脆化现象称为回火脆。在此温度范围内回火时出现的脆性，成为低温回火脆。几乎多有淬成马氏体的钢在300度左右回火都存在这类回火脆性，回火后冷却速度对这种脆性没有影响，由于这类脆性产生不能消除，又称不可逆回火脆，也叫第一类回火脆。产生原因：在250度以上，Ε碳化物转变成为极细的沿马氏体晶界出的薄片渗碳体从而造成低温回火脆性。第二类回火脆:在含有Cr，Ni，Mn等元素的钢中。在550-650度回火后，又出现了冲击值的降低，称为高温回火脆或第二类回火脆，这种脆性与加热和冷却条件有关，如加热至高温（600度）。冷却时缓慢通过450-550度，将出现脆性。回火后若快速冷却，将抑制脆性出现，如在450-550度脆化温度区长时间停留后，即时快冷也将出现回火脆性。将已产生脆性的钢件重新加热到600度以上，然后快冷，则又可消除这类回火脆性，如再次在600度以上回火，而后冷却，脆性又将出现。故称此高温回火脆性为可逆回火脆性。调质处理:淬火后加高温回火的热处理.二次淬火：合金元素总是使残余奥氏体的转变移向高温，因此高合金钢中残余奥氏体十分稳定，即使高温加热也很难分。又因大多数合金都能使过冷奥氏体C曲线右移，降低了临界冷却温度。因而残余奥氏体加热后冷却，全部会转变为马氏体，使钢的硬度反而增加，此现象称为二次淬火。二次硬化：合金元素扩散慢并阻碍碳的扩散，还阻碍碳化物的聚集和长大，因而合金中的碳化物在较高的回火温度时，仍能保持均匀弥散分布的细小碳化物颗粒。强碳化物形成元素如Cr，W，Mo，V等，在含量较高及在一定回火温度下，还将沉淀出各自的特殊碳化物，这种特殊碳化物颗粒细小，分布弥散，使钢的硬度不仅不降低，反而再次升高，这种现象称二次硬化。回火稳定性（抗回火性）：合金元素能够抑制马氏体的分，阻碍碳化物的聚集和长大，使钢在很高的回火温度下保持高硬度和高强度的性质。合金化:是采用合金元素来改变金属性能的方法。热处理工艺性:淬透性,抗回火性,过热敏感性合金化的目的:提高淬透性,抗回火性,过热敏感性,来提高钢的机械性能

五.改善刚组织性能的基本途径强化金属材料的方法:________钢中杂质的影响:有益杂质:Mn,Si固溶强化.有害杂质:S热脆性 P 冷脆性 N,O降低冲击韧性,冷脆性 H氢脆[1][1]钢按冶炼方法分:镇静钢Mn,Al,Si充分脱氧,半镇静钢Mn,Si脱氧,沸腾钢仅用Mn脱氧钢按含碳量分:低碳<0.25%中碳0.30%-0,55%高碳>斗越0,60%钢按合金元素含量分:低合金<5%中合金5%-10%高合金>斗越10%钢按用途分:结构钢,工具钢,特殊用途钢退火：是将工件加热到高于Ac3或Ac1，保温一定时间，随后以足够缓慢的速度冷却，使钢得到接近平衡的组织的热处理工艺。根据工件退火加热温度的不同，加热到Ac3以上得到的均一奥氏体组织在缓冷转变为珠光体组织为完全退火。加热到Ac1以上得到奥氏体加未溶碳化物或铁素体再缓冷进行组织转变称不完全退火。正火：是将钢件加热到Ac3或Accm以上，保温一定时间后，随后在静止空气中冷却，得到细珠光体类型组织的热处理工艺。淬火：是把钢件加热到Ac3或Ac1以上保温一定时间，并以一定的冷却速度冷却，以得到马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺。根据淬火加热温度不同，加热到Ac3以上进行的淬火称完全淬火；加热到Ac1以上得到奥氏体加未溶碳化物或铁素体再淬火称不完全淬火。回火[2][2]：是将淬火钢重新加热到低于相变点的某一温度，以致改善钢的组织和性能的热处理工艺。晶粒度：是表示晶粒大小的一种指标；表面淬火:将钢件表面层加热到临界点以上温度并急速冷却.感应加热,火焰加热,电接触加热.起始晶粒度：奥氏体形成刚结束，其晶粒边界刚刚相互接触时的晶粒大小；实际晶粒度：钢在加热时所获得实际奥氏体晶粒大小；本质晶粒度：表示钢在一定条件下奥氏体晶粒的长大倾向性；用铝脱氧，本质细晶粒钢；用硅，锰脱氧，本质粗晶粒钢。过热[3][3]:热处理过程中,由于加热温度过高而使奥氏体晶粒显著长大的现象.不同的钢过热倾向不同,有不同热敏感性热处理冷却时组织转变:过冷[4][4]奥氏体在低于A1温度下不同温度等温冷却.珠光体650.索氏体600.屈氏体500.上贝氏体500.下贝氏体350.马氏体230.硬度由低到高排列淬硬性：钢淬火后马氏体组织所能达到的最高硬度值；淬透性：刚淬火后获得淬硬层深度大小的能力。淬火临界直径:圆柱钢棒在规定的淬火介质[5][5]中能全部淬透的最大直径.（淬火）临界冷却速度：钢冷却过程中过冷奥氏体只发生马氏体转变的最小冷却速度。回火组织:100-300回火马氏体.300-500回火屈氏体.500-650回火索氏体回火后性能:淬火钢硬度随回火温度升高降低回火种类:低温150-250.降低钢种残余应力和脆性,保持刚在淬火后得到的高硬度和耐磨性.组织为马氏体.主要用于高碳钢工模具.滚动轴承,渗碳齿轮中温 350-550.得到回火屈氏体。招股到一定韧性条件的具有高的弹性和屈服极限。处理弹簧高温 550-650得到回火索氏体。为了得到强度塑性韧性的良好配合.用于在冲击载荷条件下工作的零件.轴类.连杆[6][6].螺栓第一类回火脆:随着回火温度的升高，钢的冲击韧性不是随回火温度升高而单调的增大。在250-400度的区域之间存在冲击值降低的现象，这种脆化现象称为回火脆。在此温度范围内回火时出现的脆性，成为低温回火脆。几乎多有淬成马氏体的钢在300度左右回火都存在这类回火脆性，回火后冷却速度对这种脆性没有影响，由于这类脆性产生不能消除，又称不可逆回火脆，也叫第一类回火脆。产生原因：在250度以上，Ε碳化物转变成为极细的沿马氏体晶界出的薄片渗碳体从而造成低温回火脆性。第二类回火脆:在含有Cr，Ni，Mn等元素的钢中。在550-650度回火后，又出现了冲击值的降低，称为高温回火脆或第二类回火脆，这种脆性与加热和冷却条件有关，如加热至高温（600度）。冷却时缓慢通过450-550度，将出现脆性。回火后若快速冷却，将抑制脆性出现，如在450-550度脆化温度区长时间停留后，即时快冷也将出现回火脆性。将已产生脆性的钢件重新加热到600度以上，然后快冷，则又可消除这类回火脆性，如再次在600度以上回火，而后冷却，脆性又将出现。故称此高温回火脆性为可逆回火脆性。调质处理:淬火后加高温回火的热处理.二次淬火：合金元素总是使残余奥氏体的转变移向高温，因此高合金钢中残余奥氏体十分稳定，即使高温加热也很难分。又因大多数合金都能使过冷奥氏体C曲线右移，降低了临界冷却温度。因而残余奥氏体加热后冷却，全部会转变为马氏体，使钢的硬度反而增加，此现象称为二次淬火。二次硬化：合金元素扩散慢并阻碍碳的扩散，还阻碍碳化物的聚集和长大，因而合金中的碳化物在较高的回火温度时，仍能保持均匀弥散分布的细小碳化物颗粒。强碳化物形成元素如Cr，W，Mo，V等，在含量较高及在一定回火温度下，还将沉淀出各自的特殊碳化物，这种特殊碳化物颗粒细小，分布弥散，使钢的硬度不仅不降低，反而再次升高，这种现象称二次硬化。回火稳定性（抗回火性）：合金元素能够抑制马氏体的分，阻碍碳化物的聚集和长大，使钢在很高的回火温度下保持高硬度和高强度的性质。合金化:是采用合金元素来改变金属性能的方法。热处理工艺性:淬透性,抗回火性,过热敏感性合金化的目的:提高淬透性,抗回火性,过热敏感性,来提高钢的机械性能

题目解答

答案

形变强化,晶界强化,固溶强化,弥散强化,相变强化

解析

本题考查改善刚组织性能的基本途径以及强化金属材料的方法相关知识。解题思路是根据所学的金属材料学知识，回忆常见的强化金属材料的途径和方法。

强化金属材料的方法主要有以下几种：

  1. 形变强化：金属材料在塑性变形过程中，随着变形程度的增加，强度和硬度提高，塑性和韧性下降，这种现象称为形变强化，也叫加工硬化。其原理是随着变形的进行，位错密度不断增加，位错之间的相互作用增强，阻碍了位错的运动，从而使金属的强度提高。
  2. 晶界强化：晶界是晶粒与晶粒之间的界面，晶界处原子排列不规则，存在较高的能量。晶界可以阻碍位错的运动，从而提高金属的强度。晶界强化的效果与晶界面积有关，晶界面积越大，强化效果越好。
  3. 固溶强化：将溶质原子溶入溶剂晶格中形成固溶体，使溶剂晶格发生畸变，从而提高金属的强度和硬度。在本题中提到钢中有益杂质$Mn$、$Si$通过固溶强化来改善钢的性能，就是固溶强化的典型例子。
  4. 弥散强化：在金属基体中分布着细小的第二相质点，这些质点可以阻碍位错的运动，从而提高金属的强度。在回火过程中，如回火屈氏体和回火索氏体中细小弥散的碳化物颗粒就起到了弥散强化的作用。
  5. 相变强化：通过相变使金属的组织结构发生变化，从而提高金属的性能。例如淬火过程中，钢从奥氏体转变为马氏体，马氏体具有高硬度和高强度，从而实现了相变强化。