1、一、基本概念1、晶體：自然界的許多固體物質的基本質點的排列具有一定的規律性，并且這些固體物質具有規則的外形和一定的熔點等特征，稱之為晶體。2、晶格：將小球堆積結構模型抽象成的空間格架，把晶體原子的振動中心看作為結點，用線條把這些結點連接起來形成的空間格架叫做晶格。3、晶體缺陷：實際晶體中原子規則排列遭到破壞而偏離理想結構的區域。可分為點缺陷、線缺陷和面缺陷三類。4、相：合金中具有形同的化學成分、相同的晶體結構并且有界面與其他部分隔離開的均勻的組成部分成為“相”。5、顯微組織：將用適當方法處理后的金屬試樣磨面借助于顯微鏡觀察到的組織的統稱。6、鐵素體：（用F或者表示）碳溶于-Fe中形成的體心立方

2、晶格的間隙固溶體。7、奧氏體：（用A或者表示）碳溶于Fe中形成的面心立方晶格的間隙固溶體。8、過冷奧氏體：奧氏體冷卻到 以下時處于不穩定狀態，這種在 溫度以下還未發生轉變的奧氏體稱為過冷奧氏體。9、滲碳體：即是Fe3C相，含碳量為6.69%，它是一種復雜的鐵碳間隙化合物。滲碳體的硬度很高，強度極低，脆性非常大，對鐵碳合金的力學性能有很大影響。10、屈氏體：珠光體在600 550 轉變得到片層更薄的珠光體稱為屈氏體。11、索氏體：珠光體在650 600 轉變得到片層較薄的珠光體稱為索氏體。12、馬氏體：奧氏體轉變形成碳在-Fe中的過飽和間隙固溶體。13、回火馬氏體：低飽和度的固溶體和細小的 碳化

3、物的混合物。14、回火屈氏體：固溶體與大量彌散分布的細小滲碳體的混合物。15、回火索氏體：再結晶的體素體和顆粒狀滲碳體的混合物。16、加工硬化：隨著塑性變形的增加，金屬晶格的位錯密度不斷增加，位錯間的相互作用增加，提高了金屬的塑性變形抗力，使金屬的強度和硬度顯著提高，塑性和韌性顯著降低，這成為加工硬化。17、再結晶：金屬從一種固體晶態過渡到另一種固體晶態的過程。18、固溶體：在固態下，合金的組元相互溶解而形成的均勻的固相，成為固溶體。19、固溶強化：固體晶格畸變增加了位錯運動阻力，金屬的滑移變形比較困難，塑性和韌性略有下降，使合金的強度和硬度隨著溶質原子的濃度的增加而提高，這叫做固溶強化。20

4、、細晶強化：晶粒越細小，金屬的力學性能就越好。細化晶粒而使金屬材料力學性能提高的方法稱為細晶強化。21、相圖：合金相圖是用圖解的方法表示合金在極其緩慢的冷卻速度下，合金狀態隨溫度和化學成分的變化關系，又稱為平衡圖。22、勻晶反應：一種無限互溶的液相結晶后形成無限固溶體的反應。23、共晶反應：由一種液態在恒溫下同時結晶析出兩種固相的反應叫做共晶反應。24、C曲線：共析鋼的過冷奧氏體在不同的溫度下發生等溫轉變時，其在不同溫度下的變化速率的等溫轉變動力學曲線形狀像字母C故稱之為C曲線。25、正火：是將鋼加熱到Ac3以上30-50（亞共析鋼）或者Acm以上30-50（過共析鋼），保溫一定時間后在空氣中

5、冷卻，得到索氏體組織。26、淬火：是將鋼加熱到Ac3以上30-50（亞共析鋼）或者Ac1以上30-50（共析鋼、過共析鋼）保溫一定時間，然后快速冷卻（水冷或者油冷），使奧氏體轉變為馬氏體的熱處理工藝。27、回火：是將淬火鋼加熱到Ac1一下的某一溫度，保溫一定時間，然后冷卻至室溫，以改善組織并消除內應力的熱處理工藝。28、完全退火：將鋼加熱到Ac3以上30左右，保溫一定時間后隨爐（或埋入石灰、砂中）緩慢冷卻，目的是通過完全重結晶，獲得細化晶粒，并降低硬度，改善切削性能和消除內應力。29、球化退火：將鋼加熱到Ac1以上30左右，保溫一段時間后隨爐緩慢冷卻到600后出爐冷卻，使二次滲碳體和珠光體中的

6、滲碳體球狀化，目的是降低鋼的硬度改善切削性能，并為以后的淬火做準備。30、球狀珠光體：球狀的滲碳體分布在鐵素體的基體上。31、珠光體：珠光體是奧氏體(奧氏體是碳溶解在Fe中的間隙固溶體)發生共析轉變所形成的鐵素體與滲碳體的共析體。32、擴散退火：又稱均勻化退火，它是將鋼錠、鑄件或鍛坯加熱至略低于固相線的溫度下長時間保溫，然后緩慢冷卻以消除化學成分不均勻現象的熱處理工藝。33、表面淬火：將鋼件表面快速加熱到淬火溫度，使表面轉變為奧氏體，在熱量尚未傳到心部時，隨即快速冷卻淬火，在表面得到馬氏體組織的一種局部淬火方法。34、滲碳：使碳原子滲入鋼件表面，使低碳鋼（含量0.15%-0.30%）的表層獲得

7、高的含碳量（含量0.85-1.0%），再經過淬火和低溫回火處理，表面獲得細小的回火馬氏體加碳化物組織。35、電鍍：采用直流電源和相應的鍍液，鋼件在電鍍槽中作為陽極，待鍍金屬作為陰極，特殊情況下陽極用惰性材料制作，在金屬工件的表面發生電化學反應，沉積一層不同于基體的金屬或者合金鍍層稱為電鍍。36、合金：由兩種或兩種以上金屬或非金屬組成的具有金屬特性的物質。37、合金系：由給定組元可按不同比例配制出一系列不同成分的合金，這一系列合金就構成一個合金系統，簡稱合金系。38、合金鋼：在普通碳鋼的基礎上添加適量的一種或多種合金袁術構成的鐵碳合金。39、抗拉強度： 表示材料在拉伸條件下抵抗40、破壞所能承受

8、的最大標稱應力值，以 表示。41、硬度：在外力作用下，材料抵抗局部變形，特別是塑性變形，壓痕和劃痕的能力稱為硬度。42、沖擊韌性：是材料在沖擊載荷作用下吸收塑性變形功和斷裂功的能力。常用標準試樣的沖擊吸收功 表示。43、疲勞斷裂：金屬材料在交變載荷作用下，經過一定的周期后發生的斷裂叫做疲勞斷裂。44、韌性斷裂：金屬材料在斷裂前出現宏觀塑性變形的斷裂。45、脆性斷裂：構件未經明顯的變形而發生的斷裂。斷裂時材料幾乎沒有發生過塑性變形46、熱加工：金屬學上以再結晶溫度區分冷加工和熱加工。在再結晶溫度之下進行的塑性變形是冷加工，在再結晶溫度以上進行的塑性變形是熱加工。47、失效：裝備在使用過程中，由于

9、應力、時間、溫度、和環境介質等因素的作用，失去其原有功能的現象稱為失效。二、綜合與簡答1-1，常見的金屬的晶格類型有哪些？ 體心立方、面心立方、密排六方。1-5， 產生加工硬化的原因是什么？加工硬化在金屬加工中有什么利弊？ 原因：隨著塑性變形的增加，金屬晶格的位錯密度不斷增加，位錯間的相互作用增強，提高了金屬的塑性變形抗力，使金屬的強度和硬度顯著提高，塑性和韌性顯著降低。 利：加工硬化是一種重要的強化手段，用于提高金屬的強度，特別適合某些不能用熱處理來強化的金屬，另外，利用加工硬化可以使金屬在冷卻加工中均勻變形，實現冷加工成型工藝，這是因為金屬的變形部分已經得到強化，不再繼續變形，后續冷加工主

10、要集中在未變形的部位。 弊：加工硬化使金屬的強度提高，常常給進一步的冷加工帶來困難，大大增加了后續工藝冷加工的動力消耗。因此需要進行退火處理，增加了加工成本。1-6，劃分冷加工和熱加工的主要條件是什么？金屬學上以再結晶溫度區分冷加工和熱加工。在再結晶溫度之下進行的塑性變形是冷加工，在再結晶溫度以上進行的塑性變形是熱加工。1-16 何為勻晶反應、共晶反應（和包晶反應）？ 勻晶反應、共晶反應見名詞解釋 包晶反應：一種固相和包在它周圍的液相發生反應，發生新的固相的反應。3-4，淬火的目的是什么？常用的淬火操作有哪幾種？指出各種淬火操作在應用和材料組織結構上的異同點？ 目的：獲得馬氏體組織以提高鋼的強

11、度和硬度。 常用操作：單介質淬火、雙介質淬火、分級淬火、等溫淬火。相同點： 不同點：3-5，回火的目的是什么？常用的回火操作有哪些？ 回火的目的是改善材料組織并消除內應力； 常用的回火操作：低溫回火、中溫回火、高溫回火。3-7，簡述退火、正火、淬火、和回火對組織結構影響和特點？ 【1】首先退火分為完全退火、等溫退火、球化退火、擴散退火和去應力退火。 完全退火是通過完全結晶，獲得細化晶粒、降低硬度、改善切削性能和消除內應力。 等溫退火影響與完全退火基本相同，只是時間更短。 球化退火使二次滲碳體和珠光體的滲碳體球狀化，從而降低鋼的硬度，改善其切削性能。 去應力退火對組織結構無影響。 擴散退火使碳和

12、合金元素充分擴散，消除偏析，減少鋼錠鍛件和鍛坯的成分和組織不均勻。【2】正火使組織粗大的鑄件和鍛件達到組織均勻、細化；它的冷卻速度快，生產周期短，操作簡單。【3】淬火使奧氏體轉變為馬氏體，從而提高鋼的強度和強度，它的冷卻過程需在冷卻介質中進行。【4】回火時碳化物的析出與聚集、馬氏體的分解、鐵素體的回復和再結晶、殘余奧氏體的轉變等。它是對淬火后的鋼進行的熱處理，以改善組織消除內應力。4-3，合金元素在奧氏體化和淬火的熱處理中發生著什么樣的作用？ 【1】在奧氏體化上，可以提高其淬透性，回火穩定性，抗高壓耐腐蝕，耐高溫等能力。提高固溶體的強度和硬度，改變共析鋼的含碳量S點和奧氏體的最大含碳量E點在像

13、圖上的位置，改變相區。 【2】在淬火中阻礙奧氏體的晶粒長大，提高淬透性，提高之后回火的穩定性。5-2衡量金屬材料強度、塑性及韌性用哪些性能指標？各用什么符號和單位表示？ 強度：比例極限 彈性極限 屈服極限 抗拉強度 倔強比 單位MPa 韌性：延伸率 斷面收縮率 韌性：靜力韌度、沖擊韌度Ak、斷裂韌度K1c5-5，金屬材料的焊接性能包含哪些內容？常用什么指標估算金屬材料的焊接性能？ 焊接性能包含：【1】接合性能：金屬材料在一定焊接工藝條件下形成焊接缺陷的敏感性。【2】使用性能：金屬材料對使用要求的適用性。估算指標：【1】碳當量Ceq 【2】冷裂紋敏感系數Pc 6-1，名詞解釋【1】失效：裝備在使

14、用過程中，由于應力、時間、溫度、和環境介質等因素的作用，失去其原有功能的現象稱為失效。【2】失效分析：對過程裝備或構件在使用過程中發生的失效現象進行分析研究，從而找出失效的原因，并提出相應的改進措施稱為失效分析。【3】韌性斷裂：在斷裂之前產生顯著的宏觀塑性形變的斷裂。【4】脆性斷裂：在斷裂之前沒有發生或者很少發生宏觀的可見的塑性變形的斷裂。【5】疲勞斷裂：金屬材料在交變載荷作用下，經過一定的周期后發生的斷裂。6】腐蝕：材料表面與服役環境發生物理或化學反應使材料發生損壞或變質的現象。【7】磨損：材料的表面相互接觸或材料表面與流體接觸并作相對運動時，由于物理或化學的作用，材料表面的形狀、尺寸或質量

15、發生變形的過程。【8】塑性變形失效：材料產生蠕變變形量超過允許數值。【9】蠕變變形失效：金屬在長期恒溫恒應力作用下，低于屈服應力產生的緩慢塑性變形量超過規定要求而發生的失效。6-3，如何區分韌性斷裂及脆性斷裂？分析兩種斷裂失效產生的原因及預防斷裂措施。【1】脆性斷裂之前的變形量很小，沒有明顯的宏觀變形量，斷裂過程中材料吸收的能量很少，一般是在低于許用應力條件下的低能斷裂。韌性斷裂前產生顯著的塑性變形，斷裂過程吸收較多的能量，一般是在高于材料屈服應力條件下的高能斷裂。【2】脆性斷裂產生原因：1、應力狀態與缺口效應 2、溫度的影響 3、尺寸效應 4、焊接質量 5、工作介質 6、材料的組織因素 預防

16、措施：合理選材，在設計和制造時注意防止；合理設計，構件最低工作溫度應高于材料脆性轉變溫度，選材應有足夠的強度和韌性。在設計時，應是的由缺陷產生的應力集中減小到最低限度，設計焊接要細致。 【3】韌性斷裂產生原因：由于材料受到較大在和或過載引起的，當材料所受應力超過屈服極限后，材料便開始產生塑性變形，發生位錯塞積沒產生應力集中，形成顯微孔洞，聚集相互連通，最終造成斷裂。 防止措施：選用較高強度的金屬材料，設計時充分考慮，構件的承載能力，實際操作中嚴禁超載、超溫、超速，注意構件及設備的異常變形。6-8，失效分析通常通過哪幾個程序？ 1、接受任務，明確要求。 2、調查研究。 3、失效件的測試。 4、失

17、效分析確定失效原因。7-1，過壓力容器的工作條件及常見失效情況分析，理解壓力容器及其構件對所用材料使用性能要求。 壓力容器常見的失效有韌性斷裂、脆性斷裂、疲勞斷裂，對材料性能的主要要求有：1、壓力容器用鋼大部分為低碳鋼。2、良好的冶金質量。3、優良的綜合力學性能。4、良好的材料組織和組織穩定性。5、良好的加工工藝性能和焊接性能。4從承壓條件考慮壓力殼體采用低合金高強度鋼，這類鋼的合金化有什么特點？GB150-1998推薦使用的六個鋼號為什么都以錳作為主要合金元素？各個鋼號有哪些性能特點?宜于制造哪種類型的壓力容器？答：低合金高強度鋼能夠提高鋼的屈服強度，改善了綜合性能。因為錳能降低奧氏體分解溫

18、度，細化鐵素體晶粒，并使珠光量增加，晶片變細，消除晶界上的粗大片狀碳化物，從而提高鋼的強度和韌性，錳還能降低鋼的韌脆轉變溫度，使鋼有較好的低溫韌性。16MnR:是屈服強度分別為350Mpa級低合金高強度鋼，具有良好的綜合力學性能，焊接性能、工藝性能及低溫沖擊韌性，但16 MnR的缺口敏感性比低碳鋼大、疲勞強度低，焊接時易產生裂紋。主要制造-20 475 的中低壓壓力殼體及承載構件、液化石油氣瓶及中小型罐。15MnNbR：是屈服強度分別為370Mpa級低合金高強度鋼，顯微組織為鐵素體+珠光體、強度高于16MnR，韌性也優于16MnR其性能與16MnR相似，應用于液化石油氣大型儲罐。15MnVR、

19、18MnMoNbR:是屈服強度分別為390Mpa，440Mpa級低合金高強度鋼，雖然有較高強度，但塑性、韌性都較C-Mn鋼低，且有較高的敏感性和時效敏感性。15MnVR主要用于制造承受較高壓力的大型儲罐，高壓容器內筒及層極，鍋爐氣泡等。18MnMoN6R：主要用于制造高壓容器承載殼體，如氨合成塔和尿素合成塔等。13MnNiMoNbR：該鋼是在C-Mn鋼的基礎上，添加了Mo、Cr、Ni等溶于鐵素體中的元素，因固溶強化而提高鋼的熱強性，后又加入Nb元素，最終使鋼的韌性塑性很高。在低溫下，也有高的沖擊吸收功，目前用于單層卷焊厚壁壓力容器07MnCrMoVR：含碳量為0.09%的一個力學性能和焊接性能

20、均相當理想的鋼號，集高強度、高韌性和優良焊接性于一體。主要用于高參數球形容器，也成為我國大型球罐的主要鋼種。7-7用哪些性能指標衡量耐熱鋼的耐熱性能？答：（1）蠕變極限：規定為在一定的工作溫度下，在規定的使用時間內，其變形量不超過某一規定值的最大應力，用 表示。（2）持久強度：采用金屬在給定的溫度、給定時間條件下不發生斷裂的最大應力作為強度指標稱為持久強度 。它反映了材料在高溫下經過額定時間發生斷裂時的破壞能力，一般情況下，對于高溫塑性好的材料， / 變小。（3）松弛穩定性：常用的是以金屬在一定穩定T和一定的初應力 作用下經規定時間T后的剩余應力 的大小來表示。對于不同材料，在相同試驗溫度和初

21、應力下，剩余應力愈高，便表明材料的松弛穩定性好。7-14為什么18-8型及18-12-MoZ型奧氏體不銹鋼能在強腐蝕環境工況中得到廣泛的應用？這兩種類型的奧氏體不銹鋼各應用在什么介質條件下有優良的耐腐蝕性能？答：因為高咯鎳奧氏體鋼具良好的耐蝕性能、高低溫強度和韌性和塑性，加工工藝性能好，是耐蝕鋼中綜合性能最好的一類，從而得到了廣泛的應用。18-8型奧氏體鋼在氧化性腐蝕介質中有滿意的耐蝕性能。18-12-MoZ型奧氏體鋼能在氧化性腐蝕介質中有滿意的耐蝕性能外，在還原性腐蝕介質中耐蝕性質較優并且有好的抗應力腐蝕、點蝕與縫隙腐蝕能力。8-6鈦與鈦合金的耐蝕性能有何特點？答：（1）鈦的耐蝕特點：鈦的標

22、準電極電位較負，熱力學穩定性較低，它主要依靠在介質中的鈍化特性耐蝕；鈦是一個高鈍化性金屬，容易鈍化又有很強的鈍態穩定性，氯離子難以破壞鈦的鈍態，因此耐蝕性優異。鈦在各種無機酸中因酸的種類與性質不同耐腐蝕性差別較大。鈦對大多數堿溶液具有良好的耐蝕性能，但在沸騰的PH12堿溶液中，鈦吸收氫可導致氫脆，含氨的堿溶液引起鈦的嚴重腐蝕。鈦在大多數鹽溶液中，即使在高溫和高濃度時也很耐腐蝕，比不銹鋼和某些鎳基合金耐蝕，鈦在有機化合物中顯示很強的耐蝕性，鈦極耐大氣腐蝕。鈦的主要破壞形式是局部腐蝕，主要有縫隙腐蝕、小孔腐蝕、焊區擇優腐蝕、氫脆、電偶腐蝕；鈦在發煙硝酸、干氫氣、液溴、固體結晶碘及純氧氣中還會發生著

23、火和爆炸。（2）鈦合金的耐蝕特點：TA9合金在氧化性和氧化性及還原性之間變動的介質均具有良好的耐蝕性，在還原性介質中的耐蝕性明顯優于工業純鈦，耐縫隙腐蝕性能比工業純鐵高，充氣條件下，合金的耐蝕性提高，在無氧和其他氧化劑情況下耐蝕性明顯下降，Ti-0.2pd合金與純鈦相比，吸氫能力弱，不易產生氫脆現象。TAlO合金耐蝕性介于工業純鐵和TA9（Ti-0.2pd）合金之間，完全耐含氯介質的腐蝕，在某些氧化性介質中的耐腐蝕性能優于工業純鈦和Ti-pd合金，在還原性無機酸中的耐腐蝕性能比工業純鐵好，但比T9差。8-10為什么防銹鋁合金具有良好的耐蝕性？答：因為防銹鋁合金，主要合金元素錳提高抗蝕能力，并起

24、固溶強化作用；鎂固溶強化，同時降低比重，防銹鋁合金鍛造退火后是單相固溶體，抗蝕性能高，塑性好。8-13黃銅為什么采用氣焊？答：焊接時黃銅中的合金元素如鋅易蒸發，故焊接黃銅常用氣焊，一是因為氣焊溫度低，鋅不易蒸發；二是焊接時含硅的焊絲以及焊劑使熔池表面形成一層致密的氧化硅薄膜，保護效果強，焊接質量高。QT450-5：球墨鑄鐵，含碳量3.04.0%，含硅量1.83.2%，含錳、磷、硫總量不超過3.0%和適量的稀土 、鎂等球化元素抗拉強度 b (MPa)：450條件屈服強度 0.2 (MPa)：310伸長率 (%)：5 熱處理規范：鑄態 金相組織：石墨+鐵素體+珠光體ZG1CR18NI9:是鑄的不銹

25、鋼, 化學成份：碳 C ：0.15 硅 Si：1.00錳 Mn：2.00硫 S ：0.030磷 P ：0.035鉻 Cr：17.0019.00鎳 Ni：8.0010.00.力學性能：抗拉強度 b (MPa)：520條件屈服強度 0.2 (MPa)：205伸長率 5 ()：40斷面收縮率 ()：60硬度 ：187HB;90HRB;200HV.熱處理規范：固溶10101150快冷金相組織：組織特征為奧氏體型.經冷加工有高的強度，但伸長率比1Cr17Ni7稍差。建筑用裝飾部件.Q235-AF:屈服點為235MPa的普通低碳沸騰鋼,其含碳量0.25內含1.2的Mn，少量為脫氧而加的Si、Al等元素,熱

26、軋,焊接性和冷成形性優良,設計壓力0.16MPa、設計溫度在 0 250 、壓力容器殼體厚度12mm、無易燃或毒性介質的容器.20R:平均含碳量0.20的容器專用優質碳素鋼鋼板,其含碳量0.25內含1.2的Mn，少量為脫氧而加的Si、Al等元素，含P、S雜質比普通碳鋼要低,淬火,鐵素體+珠光體, b：410550MPa,s：295MP,適用于中常溫壓力容器受壓元件用厚度為610Omm的碳素鋼20G:低碳鋼鋼管,其含碳量0.25內含1.2的Mn，少量為脫氧而加的Si、Al等元素,熱軋或正火.鐵素體+珠光體,具有較好的強度和塑性，優良的焊接性能和工藝性能, 450與壓力容器常用高溫低碳鋼.16Mn

27、R:合金高強度鋼,含碳量0.20%，主要合金元素Mn1.201.60%、 Si0.200.55%，熱處理工藝：熱軋、控軋式正火，使用狀態下的金相組織為鐵素體加珠光體，主要用于制造中低壓壓力容器殼體及承壓構件、液化石油氣瓶及中小型球罐。15CrMo:珠光體耐熱鋼,含碳量0.120.18%，主要合金元素Cr0.81.10%、Mo0.40.55熱處理工藝：正火回火。使用狀態下金相組織為珠光體加鐵素體。用于550高中壓蒸汽管。16MnDR:低溫鋼,C 0.20,正火或調質,細小的鐵素體和少量珠光體,低溫沖擊韌性, 40低溫下鋼板.16MnCu:耐蝕低合金鋼.C 0.120.20. Mn:1.201.6

28、0,Cu:0.200.40,正火回火淬火等,鐵素體+珠光體,淬硬傾向和冷裂傾向較大,顯著提高結構件的耐腐蝕性能、延長結構件使用壽命，可用于制作在大氣環境及腐蝕性氣體、液體下工作的各種結構件.0cr13:不銹耐酸鋼,碳 C ：0.08硅 Si：1.00錳 Mn：1.00硫 S ：0.030磷 P ：0.035鉻 Cr：11.5013.00, 熱處理規范：退火,800900緩冷或約750快冷; 淬火(固溶),9501000油冷,回火,700750快冷,用作較高韌性及受沖擊負荷的零件,如汽輪機葉片螺帽等0Cr18Ni9:不銹鋼,碳 C ：0.08硅 Si：1.00錳 Mn：2.00硫 S ：0.030磷 P ：0.045鉻 Cr：18.0020.00鎳 Ni：8.0010.50.固溶1010