金属材料学复习--文九巴

1. 钢中的杂质元素：O H S P2. 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 W5. 间隙原子：C N B O H R溶质/R溶剂0.596. 碳化物类型：简单间隙碳化物MC M2C 复杂间隙碳化物M6C M23C M2C37. 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T1322. 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