金属材料学复习--文九巴

精品文档 1欢迎下载 1 钢中的杂质元素 O H S P 2 合金元素小于或等于 5 为低合金钢 在 5 10 之间为中合金钢 大于 10 为高合金钢 3 奥氏体形成元素 Mn Ni Co 开启 相区 C N Cu 扩展 相区 4 铁素体形成元素 Cr V Ti Mo W 5 间隙原子 C N B O H R溶质 R溶剂 0 59 6 碳化物类型 简单间隙碳化物 MC M2C 复杂间隙碳化物 M6C M23C M2C3 7 合金钢中常见的金属间化合物有 相 AB2相和 B2A 相 8 二次硬化 淬火钢在回火时在一定温度下 由于特殊碳化物的析出的初期阶段 形成 M C 偏聚团 硬度不降低 反而升高的现象 9 二次淬火 淬火钢在回火时 冷却过程残余奥氏体转变为马氏体的现象 10 合金元素对铁碳相图的影响 1 改变奥氏体相区位置 2 改变共析转变温度 3 改变 S 和 E 等零界点的含碳量 11 合金元素对退火钢加热转变的影响 1 对奥氏体形成速度的影响 中强碳化物形成元素与碳形成难溶于奥氏体的合金碳化 物 减慢奥氏体的形成速度 2 对奥氏体晶粒大小的影响 大多数合金元素都有阻止奥氏体晶粒长大的作用 影响 程度不同 V Ti 强碳化物和适量的 AL 强烈阻碍晶粒长大 他们的碳化物或氮化物 熔点高 高温下稳定 不易聚集长大 能强烈阻碍奥氏体晶粒长大 Wu Mo Cr 中 强碳化物也有阻碍作用 但是影响程度中等 Si Ni 非碳化物形成元素影响不大 Mn P 等元素含量在一定限度下促进奥氏体晶粒长大 12 合金元素对淬火钢回火转变的影响 1 提高耐回火性 合金元素在回火过程中推迟马氏体分解和残留奥氏体的转变 提高 铁素体在结晶温度 使碳化物难以聚集长大 从而提高钢的耐回火性 2 淬火钢在回火时产生二次硬化和二次淬火 提高钢的性能 3 对回火脆性的影响 产生第一类回火脆性和第二类回火脆性 降低晶界强度 从而 使钢的脆性增加 13 钢的强化机制 固溶强化 细晶强化 形变强化和第二相强化 14 合金元素对钢在淬火回火状态下力学性能的影响 1 合金元素一般均能减缓钢的回火转变过程 特别是阻碍碳化物的聚集长大 相对的 提高钢中组成相的弥散度 2 合金元素溶解于铁素体 是铁素体强化 并提高了铁素体的再结晶温度 3 强碳化物形成元素提高了钢的耐回火性 并产生沉淀强化的作用 4 钼 钨等有利于防止或消除第二类回火脆性 15 合金元素对钢高温力学性能的影响 1 可以净化晶界 使易熔杂质元素从晶界转移到晶界内 强化晶界 2 可以提高合金原子间的结合力 增大原子自扩散激活能 3 强碳化物形成元素的加入 可以对位错运动有阻碍作用 可提高合金的高温性能 16 合金元素对钢热处理性能的影响 淬透性 淬硬性 变形开裂性 过热敏感性 氧化脱碳倾向和回火脆化倾向 17 合金元素对钢的焊接性能影响 1 钢的焊接性能主要由焊后开裂敏感性和焊接区的硬度来评价 2 合金元素对钢的焊接性能影响可用焊接材料的碳当量来估算 精品文档 2欢迎下载 3 碳当量越低 钢的焊接性能越好 4 一般合金元素都提高钢的淬透性 进而促进脆性组织的形成而使焊接性能变坏 5 当钢中含有少量 Ti 和 V 并形成稳定的碳化物时会使晶粒细化并降低淬透性 从而 改善刚的焊接性能 18 机器零件用钢合金化特点 提高刚的淬透性 降低钢的过热敏感性 提高钢的耐回火性 消除回火脆性 19 调质钢预备热处理的特点 1 根据其化学成分和组织特点不同可采用退火 正火或正火 高温回火 2 合金元素种类和含量较少的调质钢 在调质之前常进行正火预处理 正火后的组织 为索氏体 3 合金元素种类和含量较多的调质钢 可采用退火或正火 高温回火处理 因为正火 后的组织可能为马氏体 硬度较高 不利于切削加工 故正火后应进行高温回火 650 700 降低其硬度 20 氮化钢的目的和原理 1 目的 提高钢的表面硬度 耐磨性 热稳定性和耐腐蚀性 2 原理 21 碳素工具钢碳的质量分数一般为 0 65 1 35 牌号从 T7 到 T13 22 低合金工具钢的合金化特点 1 合金元素的加入提高了钢的淬透性 可采用油淬等缓慢冷却的方式 减少变形开裂 2 铬元素 可以提高过冷奥氏体的稳定性 从而提高钢的淬透性 铬元素可以形成合 金渗碳体 又可以溶入奥氏体中阻止渗碳体型碳化物的长大 又能提高马氏体的分 解温度 提高钢的耐回火性 3 硅元素 减少脱碳倾向 由于硅强化铁素体的作用明显 使退火钢的硬度提高 因 而增加切削加工的难度 4 锰元素 提高钢的淬透性 增加钢淬火后残留奥氏体的数量 可减小钢的变形 但 是又增加钢的过热倾向 5 钨元素 防止钢的过热 保证细晶强化 若钨的含量太多 会使碳化物分布不均匀 性能恶化 6 钒元素阻止奥氏体晶粒长大 降低钢的过热敏感性 在过共析钢中阻止网状碳化物 的形成 增加钢回火后的韧性 23 高速钢热处理的特点 1 退火 降低钢的硬度 以利于切削加工 而且也为淬火做好组织准备 2 淬火 高速钢的淬火是通过高温加热获得高合金的奥氏体 而后淬火获得高合金马 氏体通过高温回火时析出弥散合金碳化物产生二次硬化 是刚具有高的硬度和热硬 性 3 回火 高速钢淬火后组织为马氏体 碳化物 残留奥氏体 其中过剩碳化物再回火是 不发生变化 只有马氏体和残留奥氏体发生变化 从而引起性能的变化 24 不锈钢中铬元素含量必须大于 11 7 的原因 碳是钢中必然存在的元素 它能与铬形成一系列的碳化物 为使钢中固溶体的含铬量 不低于 11 7 就是实际应用中不锈钢中铬的质量分数不低于 13 的原因 精品文档 3欢迎下载 25 铁素体不锈钢的耐蚀性和抗氧化性较好 特别是抗应力腐蚀性能较好 但加工性能和 力学性能较差 还存在室温脆性 在生产铁素体不锈钢多用于受力不大的耐酸和抗氧 化性结构件 26 475 脆性 在高铬铁素体钢中 当铬的质量分数大于 15 时 在 425 525 范围内长 时间加热 或在此温度范围内缓冷 钢在室温下会变得很脆 并且最高脆化温度在 475 左右 这种脆性叫做 475 脆性 原因 在 475 加热时 铁素体内的铬原子趋于有序化 形成许多富铬小区域 它们与 母体共格 引起点阵畸变和内应力 使钢的韧性降低 强度升高 27 奥氏体不锈钢的热处理 固溶处理 消除应力处理和稳定化处理 28 高猛钢的性能及成分特点 1 高锰钢热处理后获得单一奥氏体组织 当它受到剧烈冲击和高的压应力作用时 表 层奥氏体迅速产生加工硬化 同时伴有奥氏体转变为马氏体 导致表层硬度提高到 450 550HBW 形成硬而耐磨的表面 但是其内部仍保持原有低硬度状态 当表面一 层磨损后 新的表面将产生加工硬化 并获得高的硬度 2 高锰钢具有很强的加工硬化能力 切削加工十分困难 所以基本上都是铸造成型的 3 碳含量的增加可以提高钢的耐磨性及硬度 但太高容易导致高温下碳化物的析出 使钢的冲击韧性下降 故一般碳含量在 1 15 1 25 4 锰有扩大并稳定奥氏体区的作用 一般锰与碳的比例控制在 9 11 对耐磨性要求 高 冲击韧性要求低的薄壁件 锰与碳的比例可取的更低 相反对耐磨性要求低 冲击韧性要求高的薄壁件 锰与碳的比例可取的更高 29 高锰钢的热处理 1 一般在 1290 1350 下浇注 冷却过程中沿着奥氏体晶界有碳化物析出 使钢的出 现很大的脆性且耐磨性也很差 不能直接使用 2 需要经过 水韧处理 即固溶处理 将铸件加热到 1060 1100 保温一段时间 使碳化物溶于奥氏体中 然后再水中快冷 碳化物来不及析出 从而获得单相奥氏 体组织 3 水韧处理不再回火 因为重新加热至 350 以上时就有碳化物析出 有损钢的性能 4 高锰钢具有高的耐磨性是通过加工硬化而获得的 如果不在剧烈冲击或者挤压条件 下经受摩擦 那么它的高耐磨性就发挥不出来 30 铸铁的定义 碳的质量分数大于 2 11 的一系列有铁 碳 硅等元素组成的合金的总称 31 铸铁分为 白口铸铁 灰口铸铁和麻口铸铁 灰口铸铁分为灰铸铁 可锻铸铁 球墨 铸铁和蠕墨铸铁 32 白口铸铁的组织为渗碳体 灰口铸铁为游离的石墨 灰口铸铁片状石墨 可锻铸铁团 絮状石墨 球墨铸铁为球状石墨 蠕墨铸铁为蠕虫状石墨 麻口铸铁组织为石墨 渗 碳体 33 铸铁热处理可以改变基体组织 不能改变石墨形态 34 时效处理的本质 精品