金属材料基础知识及锅炉管理思考题

金属材料基础知识及锅炉管理思考题之一

1、什么是晶格？

晶体内部原子是按一定的几何规律排列的。为了形象地表示晶体中原子排列的规律，可以将原子简化成一个点，用假想的线将这些连接起来，构成有明显规律性的空间格架。这种表示原子在晶体中排列规律的空间格架叫做晶格。

2、金属常见的晶体结构有哪几种？体心立方、面心立方、密排六方。

3、常见的晶体缺陷有哪些类型？常见的晶体缺陷有点缺陷、线缺陷、面缺陷。

4、什么是位错？，它是什么类型的缺陷？有哪些形式？

位错是晶格中一列或若干列原子发生有规律的错排现象，它是由于晶体局部滑移造成的。位错属于线缺陷，根据滑移方式不同，又分为刃型位错和螺旋位错。

5、什么是晶界？

晶界是结构相同而取向不同晶粒之间的界面。在晶界面上，原子排列从一个取向过渡到另一个取向，故晶界处原子排列处于过渡状态。

6、什么是合金的相？它有哪些类型？

在合金中如果有一类化学成分均匀，晶体结构相同并与其它部分有明显的分界面的组分，称为“相”。合金中的相按照结构特点，分为三种类型：固溶体、金属化合物、机械混合物。

7、什么叫金属的组织？

是指用金相观察方法，在金属及合金内部看到的涉及相或晶粒大小、方向、形状、排列状况等组成关系的构造情况。

8、合金中的固溶体有哪些类型？

根据溶质原子在溶剂晶格中所占位置的不同，可将固溶体分为置换固溶体和间隙固溶体。

置换固溶体：溶质原子代替一部分溶剂原子占据溶剂晶格部分结点位置，所形成的晶体相。

间隙固溶体：溶质原子不占据溶剂晶格位置，而嵌入各结点之间的间隙，所形成的晶体相。

9、什么是金属化合物？ 合金组元发生相互作用而形成一种具有金属特性的物质称为金属化合物。金属化合物的组成一般可用化学式表示。金属化合物的晶格类型不同于任一组元，一般具有复杂的晶格结构。其性能特点是熔点高、硬度高、脆性大。当合金中出现金属化合物时，通常能提高合金的硬度和耐磨性，但塑性和韧性会降低。金属化合物是许多合金的重要组成相。

10、什么是金属同素异构转变？ 同素异构转变：金属在固态下随温度或压力的改变,会发生晶体结构变化，即由一种晶格转变为另一种晶格，这种变化，称为同素异构转变。例如:铁由体心立方晶体结构在912摄氏度温度以上时转变为面心立方晶体结构.

11、按照对钢性能的影响，钢中的元素分为哪几种？

按照对钢性能的影响，分为三种：合金元素、残存元素、有害元素。

（1）合金元素：为了获得某些性能，例如力学性能、抗腐蚀性能、工艺加工性能等，人为加入的元素，如C、Cr、Ni、Mo、V、W、Ti、B等

（2）残存元素：炼钢时从原料中带来的少量元素，例如Cu等，碳钢中少量的Cr、Ni、V等，它对钢的性能有一定的辅助作用，但含量太高时，会使钢的工艺性能变差，所以它们总含量小于0.3%；

（3）有害元素：炼钢时由于原料、环境介质等原因带入的一些元素，如H、O、N、S、P等，对钢的塑性、韧性、强度和工艺性能都有不良影响。

12、简述以下钢中常见元素C、Cr、Mn、H、S、P等对钢的性能的影响

C：随着含量的增加，提高钢的硬度和强度，但降低其塑性和韧性；

Cr：增加钢的淬透性并有二次硬化作用，提高高碳钢的耐磨性。含量超过12%时，使钢有良好的高温抗氧化性和耐氧化介质腐蚀的作用，并增加钢的热强性，是不锈钢、耐热钢主要合金化元素；

Mn：与S形成熔点较高的MnS，可防止因FeS而导致的热脆现象。降低钢的下临界点，增加奥氏体冷却

金属材料基础知识及锅炉管理思考题

时的过冷度，细化珠光体组织，改善其机械性能，

H：钢中有害元素，使钢产生白点等缺陷，也是导致焊缝热影响区发生冷裂的主要原因，因此，应采取一切可能措施，降低钢中H含量。

S：在钢中造成严重偏析，恶化钢的质量。当以熔点较低的FeS形式存在时，将导致钢的热脆性

P：固溶强化及冷作硬化作用极强，与铜联合使用，可提高低合金钢的耐大气腐蚀性能，它在钢中偏析严重，增加钢的回火脆性和冷脆敏感性。

13、简述纯铁从液态凝固至常温过程中的同素异构转变过程。

纯铁在1538℃凝固后，从1538℃到1394℃，铁的晶体结构是体心立方，此时的铁称为δ铁，1394℃时，铁的晶体结构发生改变，变为面心立方，一直到912℃，这时的铁称为γ铁，从912℃到常温，铁的结构又改变成体心立方，称为α铁。

14、下图为简化的铁碳相图，试标出下列各区域的金相组织

① 奥氏体 ②奥氏体+渗碳体 ③铁素体+奥氏体 ④铁素体

⑤铁素体+珠光体 ⑥珠光体 ⑦珠光体+渗碳体

15、在铁碳合金基本组织中，哪些组织属于单相组织。哪些属于两相组织。

奥氏体、铁素体、渗碳体、马氏体等属于单相组织。珠光体和莱氏体属于两相组织。

16、为什么固溶强化可以提高金属材料的机械性能？

由于固溶体的晶格发生畸变，塑性变形抗力增加，因而使固溶体强度、硬度提高，塑性、韧性下降。

17、什么是铁素体？简述其力学性能。

铁素体：是C在α-Fe中形成的间隙固溶体，用F表示，具有体心立方结构，其强度、硬度很低，但塑性韧性很好，是绝大部分钢中主要的组成部分 。

18、什么是渗碳体？简述其力学性能。

渗碳体：铁和碳形成的金属化合物，Fe3C，按原子数比为3：1，它的硬度很高，很脆，塑性很差。具有复杂的斜方晶格结构。

19、什么是珠光体？简述其力学性能。

珠光体：铁素体与渗碳体形成的机械混合物，一般是铁素体与渗碳体以层片形式交替混合在一起，所以也称为片状珠光体，用P表示，与铁素体相比，机械强度有很大提高，同时还有很好的塑性和一定的韧性。

20、什么是奥氏体？简述其力学性能。

奥氏体：C在γ-Fe中形成的间隙固溶体，面心立方结构，用A表示。除了一些高合金钢外，常温下是得不到奥氏体组织的。它强度不高，、塑性、韧性很好 ）