第一章鋼中的合金元素

1、合金元素對純鐵丫相區的影響可分為哪幾種？

答：開啟Y相區的元素：銀、缽、鉆屬于此類合金元素

擴展Y相區元素：碳、氮、銅屬于此類合金元素

封閉Y相區的元素：帆、金太、鋁、鋁、鋁、磷、鋁、硅屬于此類合金元素

縮小Y相區的元素：硼、錯、銅、銅、硫屬于此類合金元素

2、合金元素對鋼丫相區和共析點會產生很大影響，請舉例說明這種影響的作用

答：合金元素對a-Fe、丫-Fe、和b-Fe的相對穩定性以及同素異晶轉變溫度A3和A4均有很

大影響

A、奧氏體(丫)穩定化元素

這些合金元素使A3溫度下降，A4溫度上升，即擴大了丫相區，它包括了以下兩種情況：

(1)開啟丫相區的元素：銀、鋅、鉆屬于此類合金元素

(2)擴展丫相區元素：碳、氮、銅屬于此類合金元素

B、鐵素體(a)穩定化元素

(1)封閉Y相區的元素：銳、至太、鴇、鋁、鋁、磷、鋁、硅

(2)縮小丫相區的元素：硼、錯、銀、銀、硫屬于此類合金元素

3、請舉例說明合金元素對Fe-C相圖中共析溫度和共析點有哪些影響？

答：

1、改變了奧氏體相區的位置和共析溫度

擴大Y相區元素：降低了A3,降低了A1

縮小Y相區元素：升高了A3,升高了A1

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2、改變了共析體的含量

所有的元素都降低共析體含量

第二章合金的相組成

1、什么元素可與Y-Fe形成固溶體，為什么？

答：銀可與y-Fe形成無限固溶體

決定組元在置換固溶體中的溶解條件是：

1、溶質與溶劑的點陣相同

2、原子尺寸因素（形成無限固溶體時，兩者之差不大于8%）

3、組元的電子結構（即組元在周期表中的相對位置）

2、間隙固溶體的溶解度取決于什么？舉例說明

答：組元在間隙固溶體中的溶解度取決于：

1、溶劑金屬的晶體結構

2、間隙元素的尺寸結構

例如：碳、氮在鋼中的溶解度，由于氮原子小，所以在a-Fe中溶解度大。

3、請舉例說明幾種強、中等強、弱碳化物形成元素

答：飴、鈉、歙、銀、鋼是強碳化物形成元素；形成最穩定的MC型碳化物

鴇、銅、銘是中等強碳化物形成元素

鐳、鐵、格是弱碳化物形成元素

第四章合金元素和強韌化

1、請簡述鋼的強化途徑和措施

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答：固溶強化

細化晶粒強化

位錯密度和缺陷密度引起的強化

析出碳化物彌散強化

2、請簡述鋼的韌化途徑和措施

答：細化晶粒

降低有害元素含量

調整合金元素含量

降低鋼中含碳量

3、請簡述影響鋼冷成型的主要力學性能指標或組織要求

答：低的屈服強度

高的延伸率

高的均勻伸長率

高的加工硬化率

高的深沖性參量

適當面均勻的晶粒度

控制夾雜物的形狀和分布

游離滲碳體的數量和分布

4、請問那些合金元素有可能改善鋼的切削加工性能？

答：硫是了解最清楚和廣泛應用的易削添加劑

鉛是僅次于硫的常用易削添加劑

近年來許多注意力已經轉到鈣脫氧生產易削結構鋼上

5、簡述改善鋼的焊接性能的途徑

答：采用碳當量為比較的基礎，由加入的各元素來計算和評定鋼材的焊接性能。碳當量越低，

焊接性能越好。

近似公式：碳當量=C+Mn/6+(Ni+Cu)/15+(Cr+Mo+V)/5

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第六章構件用鋼

1、碳鋼中長存元素有哪些？它們與鋼的性能有什么影響？

答：碳、錦、硫、磷、硅

含碳量增加，強度上升，硬度提高，塑韌性下降

錦可提高鋼的淬透性，同時具有固溶強化作用

硅有固溶強化作用，但不能細化鐵素體晶粒

硫在一股鋼中均被認為是有害元素，會引起鋼的熱脆，S在易切鋼中是有利的

磷在一股鋼中均被認為是有害元素，會引起晶界脆化，造成冷脆

2、人們對低合金高強度鋼的性能有什么要求？

答：1、要求鋼材具有較高的屈服強度

2、較大的屈強化比os/ob,適合的比值在0.65-0.75之間

3、較好的塑性、延伸率一般不小于21%

4、較好的沖擊韌性，在縱向和橫向分別不小于80和60J/cm2

5、較低的韌脆轉折溫度：應低于-30℃左右

6、具有良好的工藝性能和耐蝕性，較低成本

3、請概述低合金高強度鋼中常用合金元素

答：低合金高強度鋼的基本成分的考慮應該是低的含碳量

稍高的錦含量

用鋁細化晶粒

適當用硅固溶強化

利用Nb、V、Ti細化晶粒和產生沉淀強化

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4、何為控制軋鋼和控制冷卻？

答：常規熱軋在高溫快速再結晶區軋制，控制軋制在高溫下的再結晶區變形緊靠Ar3以上

的低溫無再結晶區變形。在奧氏體-鐵素體兩相區變形，通過控制軋制，可以獲得極細的晶

粒度。控制冷卻是在軋制整個過程中對鋼材的溫度進行控制，以求獲得理想的微觀組織。

5、概述雙相鋼的組織和性能特征

答：常見的雙相鋼顯微組織是鐵素體+島狀鐵素體+少量殘余奧氏體

這類鋼具有連續強度的。七曲線

低的屈服強度

高的應變硬化速率

優良的抗拉強度于塑性的配合

高的均勻伸長率和總伸長率

高加工硬化指數

高塑性應變比

6、請介紹雙相鋼有幾種獲取方法，并簡述工藝過程

答：1、熱處理雙相處理

鋼在Acl與Ac3雙相區加熱,其組織為Q+Y,在隨后的冷卻過程中形成a+M的組織

2、熱軌雙相鋼

鋼在熱軌后控制冷卻，形成80-90%的細小多邊形鐵素體和馬氏體的組織

7、為了調節雙相鋼中的馬氏體百分含量，有幾種手段和方法（包括材料成分和處理工藝）

答：在雙相區加熱

相同成分的材料，加熱溫度越高，奧氏體越多，冷卻后馬氏體越多，相同的加熱溫度，

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材料中含碳量越高，奧氏體越多，冷卻后馬氏體越多。

8、為了調節雙相鋼中馬氏體的含碳量，有幾種手段和方法（包括材料的成分和處理了工藝）

答：在雙相區加熱

相同成分的材料，加熱溫度越高，奧氏體越多，冷卻后馬氏體含碳量越低，相同的馬氏體含

量，材料中含碳最越高，奧氏體越多，冷卻后馬氏體含碳量越高。

第七章機械用鋼

1、調質鋼的成分、組織和性能主要特征有哪些？

答：具有中等含碳展的結構鋼

經過加熱淬火成馬氏體，并經高溫回火，金相組織是回火索氏體

具有強度、塑性及韌性良好匹配的鋼

2、請簡述調質鋼的最后熱處理工藝和微觀組織

答：淬火：將鋼體加熱至Ac3線以上進行淬火，淬火溫度由鋼的成分來決定，淬火介質根

據鋼件尺寸大小和鋼的淬透性加以選擇

回火：根據所要求的性能來決定回火溫度，因此回火是使調質鋼的性能定型化的重要工序。

合金組織是回火索氏體。

3、某一調質鋼零件經調質處理后，硬度值、抗拉強度值均符合要求，但是零件的疲勞壽命

卻大幅度下降，請分析原因。

答：淬透成馬氏體的鋼與未淬透過的鋼通過調節回火溫度的高低可達到兩者具有相同的硬度

或相同的拉伸強度。但是這兩者的屈服強度、斷面收縮率、沖擊韌性、疲勞強度等因原始晶

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相組織的不同而有明顯的差異。

可能性有:1、材料的成分有偏差

2、零件直徑太大，材料淬火未淬透

3、淬火介質冷卻能力太弱，材料淬火未淬透

4、某一調質鋼零件經調質處理后，屈服強度值、延伸率均符合要求，但是零件的沖擊韌

性卻明顯低于正常值，請分析原因。

答：淬透成全馬氏體的鋼與未淬透過的鋼通過調節回火溫度的高低可達到兩者具有相同的硬

度或相同的拉伸強度，但是這兩者的屈服強度、斷面收縮率、沖擊韌性、疲勞強度等因原始

金相組織的不同而有明顯的差異。

可能性有：1、材料的成分有偏差

2、零件直徑太大，材料淬火未淬透

3、淬火介質冷卻能力太弱，材料淬火未淬透

5、彈簧鋼的成分、組織和性能主要特征有哪些？

答：彈簧鋼的含碳量一般介于0.46-0.75%,最常加入的合金元素為錦、硅、銘

彈簧鋼的熱處理一般為淬火+中溫回火，組織為回火屈氏體

彈簧鋼要求具有高的強度極限，高的屈強比。s/ob,高的疲勞極限

6、請簡述彈簧鋼最后熱處理工藝和微觀組織

答：彈簧鋼的最后熱處理一般為淬火+中溫回火

金相組織為回火屈氏體

Word格式

7、軸承鋼的成分、組織、性能和主要特征有哪些？

答：軸承鋼選用過過共析的碳含量，鋁含量范圍為0.40至1.65%

顯微組織是回火馬氏為基體上分布著均勻細小的碳化物

高的淬硬性、高的耐磨性、高的接觸疲勞性能、尺寸穩定好

8、請簡述軸承鋼最后熱處理工藝和微觀組織

答：軸承鋼的最后熱處理工藝一般為淬火+低溫回火

顯微組織是回火馬氏為基體上分布著均勻細小的碳化物

9、請簡述滲碳鋼的成分設計要點

答：根據心部要求確定滲碳鋼化學成分

采用較低(0.10-0.25%C)的碳含量，使心部具有足夠的硬度和良好的沖擊韌性。

根據零件的使用條件，考慮滲碳鋼的淬透性的元素，如銘、鋅、銀、鉗等

考慮形成碳化物和加速滲碳的綜合因素，選用銘、鑰、銀、鋅等元素

10、請簡述滲碳鋼的最后熱處理工藝

答:一?般滲碳鋼的熱處理工藝：

滲碳---淬火(直接淬火或重新加熱淬火)---低溫回火

第八章工具鋼

1、請以1種碳素工具鋼為例，介紹其預備熱處理和最終熱處理工藝，并說出它的成分和組

織特征。

答：化學成分

碳：為了有足夠高的硬度及較好的耐磨性，碳素工具鋼一般含有0.65-1.35%,含碳量越高，

Word格式

則鋼的耐磨性越好，而韌性越差。

鋅：碳素工具鋼中加入少量(0.35-0.60%)的錦，如T8Mo,可提高鋼的淬透性，但錦含量

過高會使鋼的韌性下降。

硅：硅可提高鋼的淬透性，但過高會促進石墨化傾向

硫、磷應嚴格控制

預備熱處理---球化退火

為了使滲碳體呈球狀并均勻分布，必須進行球化退火，球化退火的加熱溫度范圍一般為

730-800℃

最終熱處理

碳素工具鋼正常淬火加熱溫度為A3+30-5(TC,屬于不完全淬火，碳素工具鋼淬火后應立

即回火，回火溫度因工具的種類與用途稍有差異，刀具通常采用180-210℃,螺紋工具(如

板牙)采用200-250℃最終熱處理后得組織是回火馬氏體和一些球狀碳化物

2、請以1種低合金工具鋼為例，介紹其預備熱處理和最終熱處理工藝，并說出它的成分和

組織特征。

答：化學成分

碳：為了有足夠高的硬度及較好的耐磨性，碳素工具鋼一般含有0.65-1.35%,含碳量越高，

則鋼的耐磨性越好，而韌性越差。

格:Cr是碳化物形成元素，提高過冷奧氏體的穩定性，增加淬透性，既能阻止滲碳體型碳

化物的聚集、長大，又提高了馬氏體的分解溫度，從而有效地提高了鋼的回火抗力，Cr還

能防止Si的石墨化傾向。

硅：Si增加鋼的淬透性，提高鋼的回火穩定性，但Si是石墨化元素，在高碳鋼中，高溫加

熱時引起脫碳和促進石墨化，必須同時添加W、Cr、Mn等，減少鋼的脫碳傾向。

Word格式

鐳：提高鋼的淬透性，但Mn增加鋼的過熱傾向。

銬：W在工具鋼中形成較穩定的碳化物,阻止鋼的過熱，保證晶粒細化,有利于提高鋼的

耐磨性。

V:V比其他元素更為有效地阻止奧氏體晶粒長大"降低過熱敏感性

預備熱處理-球化退火

為了使滲碳體呈球狀并均勻分布，必須進行球化退火，球化退火的加熱溫度范圍一般為

730-800℃o

最終熱處理

碳素工具鋼正常淬火加熱溫度為A3+30-50°C,屬于不完全淬火，加熱溫度比碳工具銀稍高

些，可用油、熔鹽等較緩和的淬火介質，淬火后應立即回火，回火溫度因工具的種類與用途

而稍有差異。刀具通常采用180-210℃,螺紋工具（如板牙）采用200-250℃

最終熱處理后的組織是回火馬氏體和一些球狀碳化物。

3、簡述高速鋼的二次硬化現象

答：高速鋼淬火后必須馬上回火，回火溫度在500-600℃之間，此時鋼的硬度、強度在韌性

均有提高，而在550-570，C時可達到硬度、強度的最大值，在此溫度區間，鋼中殘留奧氏體

轉變為馬氏體。自馬氏體中析出彌散的（鑰）及V的碳化物（W2C,Mo2C,VC）使鋼的

硬度進一步提高，這種現象為二次硬化。

4、請描述高速鋼的鑄態組織，并設計改變其碳化物形狀和分布的方法

答：高速鋼的鑄態組織很不均勻，大量不均勻分布的粗大碳化物，將造成溫度及韌性的下降，

這種缺陷不能用熱處理工藝來矯正，必須借助于反復壓力熱加工（鍛、軋），將粗大的共晶

碳化物和二次碳化物破碎，并使其均勻分布在基體內。

Word格式

鴇系高速鋼的始鍛溫度為1140-1180。（2,終鍛溫度為90CTC左右

鋪鋁系高速鋼的始鍛溫度要低些。

5、請以一種高速鋼為例，介紹最終熱處理工藝和特點

答：高速鋼的優越性只有在正確的淬火及回火之后才能發揮出來，其淬火溫度較一般合金工

具鋼要高得多。

因為溫度越高，合金元素溶入奧氏體的數量越多，淬火之后馬氏體的合金濃度越高，只有合

金含量高的馬氏體才具有高的紅硬性，對高速鋼紅硬性作用最大的合金元素-W、M。及V

只有在1000℃以上時，其溶解量才急劇增加，溫度超過1300℃時，各元素的溶解量還有增

加，但奧氏體晶粒則急劇長大。所以，在不發生過熱的前提下，高速鋼的淬火溫度越高，其

紅硬性越好。

由于高速鋼的導熱性差，而淬火溫度乂極高，故常需分兩段或三段進行加熱，淬火通常在油

中進行，或采用分頻淬火法，鋼的正常淬火組織是碳化物+馬氏體+殘余奧氏體（30%左右）

為了消除淬火應力穩定組織，減少殘余奧氏體的數量，達到所需要的性能，高速鋼一般需進

行三次650℃保溫lh的回火處理,正?；鼗鸷笃浣M織為回火馬氏體+碳化物。

6、合作模具鋼（Cr2MoV）的一次硬化法和二次硬化法是怎么回事？它們工藝以及性能有

什么區別？

答：a一次硬化處理（低淬低回）

這種方式是采用較低的淬火溫度并進行低溫回火。選用較低的淬火溫度，晶粒較細，鋼

的強度和韌性較好，通常Crl2MoV鋼選用980-1030C淬火，如希望得到較高的硬度，淬

火溫度可取上限?；鼗饻囟纫话阍?00C左右，回火溫度升高時硬度降低，但強度和韌性提

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高，?次硬化處理使鋼具有高的硬度和耐磨性，較小的然處理變形，大多數Crl2型鋼制作

冷變形磨具采用此工藝。

b二次硬化處理（高淬高回）

這種熱處理方式是在較高的溫度1030-1075℃淬火，然后進行多次高溫回火，以達到這種二

次硬化的目的。這樣可以獲得高的回火穩定性，但稍降低鋼的強度和韌性，二次硬化處理適

用于工作溫度較高（400-500^）且受荷不大或淬火后表面需要強化的模具。

7、請以一種熱作模具鋼為例，介紹其成分特點

答：一種典型的銘系熱變形模具鋼-4Cr5MoSiV鋼，這種鋼含有大的5%Cr,并加入W、M。、

V、Si。由于Cr含量較高，因而有高的淬透性，加入l%Mo時，淬透性更高，故尺寸很大

的模具淬火時也可以空冷,這類鋼具有高的強度和韌性，抗氧化性較好（由于含Cr和Si）,

Si、Cr還提高鋼的臨界點，有利于提高其抗熱疲勞性能，加入V可加強鋼的二次硬化現象,

增加穩定性。

第九章不銹鋼

1、請舉例3種工程上常見的腐蝕類型及腐蝕過程

答：常見的金屬腐蝕類型有以下幾種：

1、均勻腐蝕

均勻腐蝕乂稱一般腐蝕或連續腐蝕

2、晶間腐蝕

一般晶界較晶內具有較大的活性，晶界、晶內電位差加大，這時則會引起晶界的深腐蝕，

稱為晶間腐蝕

3、點腐蝕

點腐蝕又稱縫隙腐蝕、孔蝕，足發生在金屬制件上極局部區域的一種腐蝕形式

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4、應力腐蝕

應力腐蝕在靜拉伸應力和腐蝕介質共同作用下，材料發生破裂的現象

5、磨損腐蝕

在同時存在腐蝕和機械磨損時，兩者相互加速的腐蝕稱為磨損腐蝕。

2、合金元素提高鋼的耐蝕性途徑有哪幾種？

答：a、使不銹鋼對具體便用的介質具有穩定鈍化區的殃及極化曲線

b、提高不銹鋼基體的電極電位，來降低原電池電動勢

c、使鋼具有單相組織，減少微電池的數量

d、使鋼表面上生成穩定的表面保護膜，如鋼中加硅、鋁、鋁等，在許多腐蝕和氧化的

場合能形成致密的保護膜，提高鋼的耐蝕性。

3、請分析碳在不銹鋼中對組織的影響的雙重性

答：碳能強烈地穩定奧氏體，穩定奧氏體的能力均為銀的30倍

同時，碳又是不銹鋼強化的主要元素

碳與銘能形成?系列碳化物，使不銹鋼的腐蝕性受到嚴重影響

同時碳使不銹鋼的加工性能和焊接性能變壞

4、請簡述珞、碳、銀、鎰、4t鋸與不銹鋼耐蝕性的關系

答：a、格

格是決定不銹鋼耐蝕性的主要元素

當倍含量（原子比）達到1/8,2/8時，鐵的電極電位就跳躍式地增加,耐蝕性也隨之提高

格元素是a穩定化元素

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格的氧化物比較致密，可以形成耐蝕的保護膜

b、碳

碳能強烈地穩定奧氏體，穩定奧氏體的能力均為銀的30倍

同時，又是不銹鋼強化的主要元素

碳與銘能形成一系列碳化物，使不銹鋼的耐蝕性受到嚴重影響

同時碳使不銹鋼的加工性能和焊接性能變壞

c、鍥

銀是不銹鋼中的一種重要元素，能提高耐蝕性

銀是Y穩定化元素，裸能有效地降低Ms點，使奧氏體能保持到很低的溫度

d、缽

鎰是銀的代用品，是丫穩定化元素

鐳在奧氏體鋼中部分替代Ni,2%Mn相當于l%Ni

e、金太、銀

金太、銀死強的碳化物形成元素，可優先于常同碳形成碳化物，防止晶間腐蝕，提高耐蝕性

5、什么是不銹鋼中的n/8定律？它與不銹鋼的晶間腐蝕有什么關系？

答:鋼的電極電位隨銘的變化規律是：在銘達到12.5%原子比（即1/8時），電位有一個突

躍升高。當銘量達到20%原子比（即2/8時），鐵的固溶體電位又有一次突躍升高，這一現

象稱為二元合金固溶體電位的n/8規律。假如鋼中雖含有12.5%的原子比的常量，但氏一部

分格和鋼中的碳化合固溶體中實際含銘量低于12.5%,則鋼的耐蝕性不能得到突躍提高。

6、請概述常見不銹鋼類型和性能特點

答：沉淀強化不銹鋼強度最高

Word格式

馬氏體不銹鋼具有較好的綜合機械性能，即較高的強度和?定的延展性

鐵素體+奧氏體不銹鋼的強度較高,延展性也較好

鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼的強度性能相近，但后者的延展性能較其他各類不銹鋼為高

7、請舉一種Crl3型不銹鋼制作機械零件或工具,并制定熱處理工藝

答：Crl3型馬氏體不銹鋼能在淬火過程中發生馬氏體轉變，可以獲得熱處理強化，所以這

類鋼可進行多種熱處理，以控制和調節這種相變，滿足不銹鋼性能要求。

a、調質處理：

一般不銹鋼結構件采用調質處理，以獲得高的綜合機械性能

b、淬火低溫回火

Crl3、3Cr3M0、4Crl3的熱處理通過淬火+低溫回火，可獲得高硬度和耐磨性。

3、總結銘鎂鋁奧氏體不銹鋼作用的成分特點和熱處理方法

答：奧氏體不銹鋼是以18%Cr-8%l為典型成分而發展起來的，18%Cr-8%l合金正好處于奧

氏體有利于形成的成分范闈。

同時，銘、銀含量總達75%時不銹鋼的腐蝕性電位接近n/8規律中n=2的電位值，這樣既

獲得了單相奧氏體，又得到好的鈍化性能，使耐蝕性達到了較高的水平。

由于這兩方面的原因，28-8的成分才成為國際奧氏體不銹鋼的.主要成分。

18-8型奧氏體鋼平衡態時為奧氏體+鐵素體+碳化物足相組織，實際的單相奧氏體是通過固

溶熱處理的配合獲得的。

3、分析18-8不銹鋼產生晶間腐蝕的原因和阻止方法

Word格式

答：工程上為防止奧氏體颯晶間腐蝕現象，可采取如F措施:

a、降低鋼中碳含量

b、在鋼中加穩定碳化物形成元素（Ti.Nb）,與碳綜合析出特殊碳化物，消除晶間貧銘區

c、鋼經1050-1100℃加熱淬火，保證固溶體中碳和銘的含量

d、對非穩定性鋼進行淬火，使奧氏體成分均勻化，消除貧銘區；對穩定性鋼將錨的碳化物

轉化為就、鋁的特殊碳化物，保證耐蝕所需的固溶體含輅水平。

第十一章鑄鐵

1、請簡述鑄鐵的分類

答：鑄鐵是碳含量大于2.11%的鐵碳合金，其中的碳有以化合態的滲碳體Fe3C析出，也有

以游離態的石墨析出。根據鑄鐵中的碳在結晶過程中的析出狀態以及凝固后顏色的不同，狀

態可分為三大類：

白口鑄鐵；麻口鑄鐵；灰口鑄鐵

白口鑄鐵-碳除少量溶于鐵素體外，其余全部以化合物狀態的滲碳體析出，凝固后斷口呈

白亮的顏色，故稱向口鑄帙。

麻口鑄鐵-碳即以化和狀態的滲碳體析出，乂以流離狀態的石墨析出，凝固后斷口夾雜著

白亮的滲碳體和暗灰色的石墨，故稱為麻口鑄鐵。

灰口鑄鐵-碳全部或大部分以游離狀態的石墨析出，凝固后斷口呈灰色，故稱為灰II鑄鐵。

灰口鑄鐵按石墨的形狀和大小又可分為：

灰鑄鐵-石墨為片狀；（常被稱為灰口鑄鐵）

球墨鑄鐵-石墨為球狀

可鍛鑄鐵-石墨為團絮狀

蠕墨鑄鐵-石墨為蠕蟲狀

Word格式

2、鑄鐵的成分與鋼有何較大的區別？

答：普通鑄鐵的化學成分一般為2-4%碳，1-3%硅，0.02-0.25%硫，0.05-1.0%磷，鑄鐵與

碳鋼相比較，除了有較高的碳、硅含量外，還有較高的雜質元素硫和磷。

3、鑄鐵的組織和鋼有何較大的區別？

答：鑄鐵中的碳主要有如下三種分布形狀

a、溶于鐵晶格的間隙中，形成間隙固溶體，如鐵素體、奧氏體

b、與鐵生成化合物,如Fe3c碳化物（滲碳體）

c、以游離的石墨形式析出

由于鑄鐵中的碳主要是以石墨的形式存在。所以，鑄鐵的組織是由金屬基體和石墨所

組成的。

鑄鐵的金屬基體有珠光體、鐵素體、鐵素體+珠光體，經熱處理后有馬氏體、貝氏體等組

織，它們相當于鋼的組織

鑄鐵的組織特點，可以看成是在鋼的基體上分布著不同形狀的石墨

4、鑄鐵的性能與鋼有何較大的區別

答：鑄鐵的性能取決于鑄鐵的組織和成分，因此，鑄鐵的機械性能主要取決于鑄鐵基體組織

以及石睪的數量、形狀、大小及分布特點。石墨機械性能很低,硬度僅為BB3-5,抗拉強度

為20MP&延伸率接近零。

石墨與基體相比，其強度和塑性都要小得多，石墨減小鑄鐵件的有效承載截面積，同時石

墨尖端易使鑄件在承載時內生應力集中，形成脆性斷裂c

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因此，鑄鐵的抗拉強度、塑性和韌性要比碳鋼低。

一般說來，石墨的數量越少，分布越分散，形狀越接近球形，則鑄鐵的強度、塑性和韌性越

高。

雖然鑄鐵的機械性能不如鋼，但由于石墨的存在，卻賦予鑄鐵許多為鋼所不及的性能。如

良好的耐磨性、高的消振型、低的缺口敏感性、以及優良的切削加工性。

5、請分析影響鑄鐵石墨化的諸因素

答：

a、化學成分的影響：

碳和硅的影響

硅和碳都是強烈促進石墨哈的元素

石墨來源于碳，隨著碳含量的提高，鐵水中的碳濃度和未溶解的石墨微粒增多，有利

于石墨形核，從而促進了石墨化

硅與鐵原子的結合力大于碳與鐵原子的結合力，硅溶于鐵水和鐵的固溶體中，由于?削

弱了鐵和碳原子之間的結合力，而促使石墨化。

鐳的影響：

鎰能溶于鐵素體和滲碳體，其固定碳的作用，從而阻礙石墨化。

硫的影響：

硫阻礙碳原子的擴散，是一個促進白口鑄鐵的元素，

磷的影響：

磷是一個促進石墨化不十分強烈的元素

b、冷卻速度對鑄件石墨化的影響

鑄件的冷卻速度對石墨化過程也有明顯的傾向，一般來說，鑄件冷卻速度越緩慢，即冷

卻速度較小時，越有利于按照fe-C系狀態圖進行結晶和轉變，即越有利于石墨化過程的充

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分進行，反之，鑄件冷卻速度快，就不利于石墨化的進行。

6、請制定鐵素體基體的可鍛鑄鐵熱處理工藝，并說明理由。

答：可鍛造鑄鐵石墨化是由白口鑄鐵較長時間石墨化退火而研制的，在退貨過程中主要是發

生石墨化。

如果白口組織在退火過程中第一階段和第二階段石墨化充分進行廁退火后得到鐵素體基

體加團絮狀石墨的組織，稱為鐵素體可鍛鑄鐵

如果退火過程中經第一階段和中間階段石墨化后，以較快冷卻速度冷卻，是第二階段石墨化

未能進行，則退火后的組織為珠光體加團絮狀石墨的組織，稱為珠光體可鍛鑄鐵。

當原始組織為珠光體加共晶滲碳體的門口鑄鐵緩慢加熱到900-1000C時，其原始組織便

轉化為奧氏體加共晶滲碳體。

第一階段石墨化

第一階段石墨化是發生在900-1000。（：的高溫長時間保溫過程中，共晶滲碳體分解為奧氏

體加團絮狀石墨，此過程溫度越高，滲碳體分解速度越快，退火周期越短，但是，退火溫度

過高，還引起石墨團和奧氏體晶粒鈍化，故第一階段石墨化溫度一般應控制在900-1000。（：，

最高不超過1050℃o

中間石墨化階段

發生在第一階段石墨化以后，自高溫隨爐冷卻到750-720°（:的過