1-金属材料基础知识概要

一、金属材料基础知识11原子排列方式（晶体与非晶体）2玻璃态原子排列从总体上是无规则的，近邻原子排列有一定的规律,这叫做“短程有序”非晶态1原子排列方式（晶体与非晶体）3玻璃态原子排列从总体上是无规则的，近邻原子排列有一定的规律,这叫做“短程有序”非晶态在整个材料内部原子排列都是有一定规律的,这叫做“长程有序”晶态1原子排列方式（晶体与非晶体）42晶体结构5空间点阵基元2晶体结构6晶体结构基元空间点阵2晶体结构7晶体结构基元空间点阵是一个几何概念，它由一维、二维或三维规则排列的阵点组成。单个的原子、离子、分子或彼此等同的原子群或分子群等。2晶体结构82晶体结构9保持点阵几何特征的基本单元将阵点用一系列平行直线连接起来，构成一个空间格架。晶格晶胞3金属的典型晶体结构10三种典型晶体结构体心立方面心立方密排六方3金属的典型晶体结构11体心立方晶格参数具有该种晶体结构的金属有CR、V、MO、W和FE等30多种3金属的典型晶体结构12体心立方晶格参数晶格常数A晶胞内原子数2致密度晶体中原子本身所占体积与该晶胞体积之比原子半径A致密度068或68致密度0683金属的典型晶体结构13面心立方晶格参数具有该种晶体结构的金属有AL、CU、NI和FE等约20种3金属的典型晶体结构14面心立方晶格参数晶格常数A晶胞内原子数4致密度074原子半径3金属的典型晶体结构15密排六方晶格参数具有该种晶体结构的金属有MG、ZN、CD、BE等20多种3金属的典型晶体结构16密排六方晶格参数晶格常数A、C，C/A1633晶胞内原子数6原子半径A/2致密度074堆垛方式174相组织18单相组织具有单一相的组织，即所有晶粒的组成相同，晶粒结构也相同。固溶体溶液中各处的成分与结构相同，是单一的相，在固体状态时称为固溶体。多相组织两以上相形成的组织。5铁、钢、铸铁的相关知识19铁碳合金一、铁碳合金的组元和相碳在FE中的固溶体称铁素体，用表示。都是体心立方间隙固溶体。铁素体的溶碳能力很低,在727时最大为00218，室温下仅为00008。铁素体的组织为多边形晶粒，性能与纯铁相似。铁素体L组元FE、FE3CL相L铁素体L碳在AFE中的固溶体称铁素体,用F或A表示。奥氏体碳在GFE中的固溶体称奥氏体。用A或G表示。是面心立方晶格的间隙固溶体。溶碳能力比铁素体大，1148时最大为211。L组织为不规则多面体晶粒，晶界较直。强度低、塑性好，钢材热加工都在G区进行L碳钢室温组织中无奥氏体。奥氏体1394C912CBCCFCCBCCFEFEFE渗碳体即FE3C,含碳669,用FE3C或CM表示。FE3C硬度高、强度低SB35MPA,脆性大,塑性几乎为零LFE3C是一个亚稳相，在一定条件下可发生分解FE3C3FEC石墨,该反应对铸铁有重要意义。L由于碳在AFE中的溶解度很小，因而常温下碳在铁碳合金中主要以FE3C或石墨的形式存在。铸铁中的石墨钢中的渗碳体二、铁碳合金相图的分析特征点P、S、E、C、KLJNGGGFE3CAFE3CLFE3CLGAG特征线液相线ABCD，固相线AHJECFD三条水平线HJB包晶线LBHGJECF共晶线LCGEFE3C共晶产物是G与FE3C的机械混合物，称作莱氏体,用LE表示。为蜂窝状,以FE3C为基，性能硬而脆。莱氏体三个三相区即HJBLDG、ECFLGFE3C、PSKGAFE3C三条水平线L相区L五个单相区L、D、G、A、FE3CL七个两相区LD、LG、LFE3C、DG、GFE3C、GA、AFE3CD三、典型合金的平衡结晶过程钢00218211C高温组织为单相G亚共析钢00218077C共析钢077C过共析钢077211CL铁碳相图上的合金，按成分可分为三类L工业纯铁00218C组织为单相铁素体。亚共析钢共析钢过共析钢共晶白口铁过共晶白口铁亚共晶白口铁工业纯铁白口铸铁211669C铸造性能好,硬而脆亚共晶白口铸铁21143C共晶白口铸铁43C过共晶白口铸铁43669C工业纯铁的结晶过程合金液体在12点间转变为D，34点间DG，56点间GA。到7点，从A中析出FE3C。NSJBHDLDDGAGD共析钢的结晶过程L合金液体在12点间转变为G。到S点发生共析转变GSAPFE3C,G全部转变为珠光体。亚共析钢的结晶过程009053C亚共析钢冷却时发生包晶反应以045C的钢为例合金在4点以前通过匀晶包晶匀晶反应全部转变为G。到4点，由G中析出A。到5点,G成分沿GS线变到S点，G发生共析反应转变为珠光体。温度继续下降，A中析出FE3C，由于与共析FE3C结合,且量少,忽略不计AFE3CGSPABJH过共析钢的结晶过程合金在12点转变为G,到3点,开始析出FE3C。从奥氏体中析出的FE3C称二次渗碳体,用FE3C表示,其沿晶界呈网状分布L温度下降,FE3C量增加。到4点，G成分沿ES线变化到S点，余下的G转变为P。在共析温度下FE3C的相对量共晶白口铁的结晶过程合金冷却到C点发生共晶反应全部转变为莱氏体LE,莱氏体是共晶G与共晶FE3C的机械混合物,呈蜂窝状FE3CG亚共晶白口铁的结晶过程合金在12点间析出G。到2点，液相成分变到C点,并转变为LE。23点间从G中析出FE3C，一次G的FE3C被共晶G衬托出来。到3点，G转变为P。过共晶白口铁的结晶过程12点间从液相中析出FE3C,这种渗碳体称一次渗碳体，用FE3C表示，呈粗条片状。到2点，余下的液相成分变到C点并转变为LE。DFK3FE3C1242FE3C组织组成物与相组成物标注区别主要在GFE3C和AFE3C两个相区GFE3C相区中有四个组织组成物区，AFE3C相区中有七个组织组成物区。L组织组成物在铁碳合金相图上的标注GFE3CAFE3CDFEFE3CSQPNKJHGFEDCBAAFLAADLDFDALLFE3CAFE3CAFE3CLELELEFE3CLEFE3CLEPFE3CLEPFE3CPFPFFE3CC温度FFE3CAFE3C含碳量对铁碳合金组织和性能的影响含碳量对室温平衡组织的影响含碳量与缓冷后相及组织组成物之间的定量关系为含碳量对力学性能的影响亚共析钢随含碳量增加，P量增加，钢的硬度连续增加、强度先升高后降低，塑性、韧性连续下降。L077C时，组织为100P,