金属材料与热处理-考试复习笔记(20210226120410)

1、热处理复习重点第一章金属材料基础知识1. 材料力学性能（1）材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力称为强度，强度有多种指标，如屈服强度 （。、抗拉强度（Ob）、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度等。（2）塑性是指材料受力破坏前承受最大塑性变形的能力，指标为伸长率（ ）和断而收缩 率（“），和e越大，材料的塑性越好。（3）材料受力时抵抗弹性变形的能力称为刚度，其指标是弹性模量（禅性变形范用内，应 力与应变的比值）。（4）硬度（材料表而局部区域抵抗更硬物体压入的能力）a. 布氏硬度（测较低硬度材料）用一立直径的钢球或硬质合金球，在一泄载荷的作用下，压入试样表而，保持一泄时间后卸 除载荷，所施加的载荷与压痕

2、表而积的比值。HBS （钢球，450）、HBW （硬质合金球，650）0b. 洛氏硬度（测较高硬度材料）利用一左载荷将交角为120的金刚石圆锥体或直径为1. 588mm的淬火钢球压入试样表而， 保持一左时间后卸除载荷，根處压痕深度确左的硬度值。HRA （金刚石圆锥，2080）、HRB（1.588mm钢球，20100）、HRC （金刚石圆锥，2070）c. 维氏硬度（适用范囤较广）维氏硬度其测左原理基本与布氏硬度相同，但使用的压头是锥而夹角为136的金刚石正四 棱锥体（5）冲击韧性材料抵抗冲击载荷作用而不被破坏的能力。通常用冲击功扎来度量，丘是冲击试样在摆锤冲 击试样机上一次冲击试验所消耗的冲击

3、功。（6）疲劳强度材料在规定次数（钢铁材料为IO,次，有色金属为10次）的交换载荷作用下，不发生断裂 时的最大应力，用表示。2. 铁碳相图第二章钢的热处理原理1. 钢的临界温度加热时珠光体向奥氏体转变的开始温度Ac,加热时先共析铁素体全部溶入奥氏体的终了温度凡5一加热时二次渗碳体全部溶入奥氏体的终了温度AxS一一冷却时奥氏体向珠光体转变的开始温度扎,一一冷却时奥氏体开始析出先共析铁素体的温度扎一一冷却时奥氏体开始析出二次渗碳体的温度2. 钢在加热时的转变（1）共析钢由珠光体向奥氏体的转变包括以下四个阶段：奥氏体形核（相界面处）、奥氏体 晶核长大、剩余渗碳体溶解、奥氏体成分均匀化。（2）铁素体向

4、奥氏体的转变的速度远比渗碳体溶解速度快的多。所以转变过程中珠光体中 总是铁素体首先消失，铁素体全部转化为奥氏体时，可以认为奥氏体长大完成。（3）影响奥氏体形成速度的因素：加热温度、加热速度、化学成分、原始组织。（4）加热速度越快，奥氏体形成的开始温度和终了温度越高，而孕育期和转变时间越短， 奥氏体形成速度越快。（5）钢中含碳量越高，奥氏体形成速度越快：碳化物形成元素减小碳在奥氏体中的扩散速 度，故减慢奥氏体的形成速度：费碳化物形成元素增大碳在奥氏体中的扩散速度，因而加快 了奥氏体中的形成速度。（6）当钢的化学成分相同时，原始组织越细，相界而而积越大，形核率越高，奥氏体形成 速度越快。（7）奥氏

5、体的晶粒度可以用起始晶粒度、实际晶粒度和本质晶粒度等描述。（8）起始晶粒度是指把钢加热到临界温度以上，奥氏体转变刚刚完成，英晶粒边界刚刚接 触时的奥氏体晶粒大小:实际晶粒度是指钢在某一具体的热处理或热加工条件下实际获得的 奥氏体晶粒大小：本质晶粒度表示在规左的加热条件下奥氏体晶粒长大的倾向。14级为本 质粗晶粒度，58级为本质细晶粒度。（9）影响奥氏体晶粒长大的因素：加热温度和保温时间、加热速度、钢的化学成分、原始 组织。（10）实际生产中采取快速加热和短时保温的方法获得细小晶粒。（11）当成分一泄时，原始组织越细，碳化物弥散度越大，则奥氏体晶粒越细。与粗珠光体 相比，细珠光体总是易于获得细小

6、而均匀的奥氏体晶粒。片状珠光体比球状珠光体在加热时 奥氏体晶粒易于粗化。（12）时效强化：合金元素经固溶处理后，获得过饱和固溶体。在随后的室温放巻或低温加 热保温时，第二相从过饱和固溶体中析出，引起强度，硬度以及物理和化学性能的显著变化。3. 钢在冷却时的转变（1）常用的冷却方式有两种：等温冷却一一将奥氏体状态的钢迅速由髙温冷却到临界点以下某一温度等温停留一段时间， 使奥氏体在该温度下发生组织转变，然后再冷到室温。过冷奥氏体等温转变曲线（TTT曲线 或C曲线）连续冷却一一将奥氏体状态的钢以一泄的速度连续从髙温冷到室温，使奥氏体在一个温度范 围内发生连续转变。过冷奥氏体连续转变曲线（CCT曲线）

7、（2）TTT曲线反映转变开始和转变终了时间，转变产物的类型以及转变量与时间、温度之 间的关系。（3）在扎温度以下某一确泄温度，过冷奥氏体转变开始线与纵坐标之间的水平距离为过冷 奥氏体在该温度下的孕弃期，孕冇期的长短表示过冷奥氏体稳圧性的髙低。过冷奥氏体转变 终了线与纵坐标之间的水平距离则表示在不同温度下转变完成所需要的总时间。（4）在Al550C温度范用内，发生珠光体转变，转变产物是珠光体型组织;在550CMs温度 范围内，发生贝氏体转变，转变产物是贝氏体。（5）彫响过冷奥氏体等温转变的因素：含碳量（随含碳虽增加，C曲线先右移再左移）、合 金元素、加热温度和保温时间。（6）珠光体转变是单相奥氏

8、体分解为铁素体和渗碳体两个新相的机械混合物的相变过程。（7）根据渗碳体的形态不同，把珠光体分为片状珠光体和粒状珠光体：根据珠光体片间距 的大小，把珠光体分为普通珠光体（P）、索氏体（S）、和屈氏体（T）。（8）珠光体团的宜径和片间距越小，钢的强度和硬度越高：为获得片间距离均匀一致，强 度高的珠光体，应采用等温处理；粒状珠光体强度、硬度较低，但塑性较好；高碳钢在机加 工和热处理前，常要求先经球化退火处理得到粒状珠光体。（9）钢中马氏体是碳在-Fe中的过饱和固溶体，具有很髙的强度和硬度。马氏体组织形 态多种多样，苴中板条马氏体（亚结构为髙密度位错）和片状马氏体（亚结构为李晶）最为 常见。（10）碳

9、浓度越髙，板条马氏体数量越少，而片状马氏体数量越多。（11）马氏体具有髙强度、高硬度的主要原因是固溶强化、相变强化、时效强化以及晶界强 化。（12）贝氏体，尤苴是下贝氏体组织具有良好的综合力学性能，故生产中常将钢奥氏体化后 过冷至中温转变区等温停留，使之获得贝氏体组织。（13）从奥氏体晶界生长岀来的近于平行的或其它规则排列的针状铁素体或渗碳体以及貝间 存在的珠光体组织称为魏氏组织。奥氏体晶粒越粗大，越容易形成魏氏组织。（14）一般采用膨胀法或金相-硬度法等来测定CCT曲线。（15）共析钢的连续冷却曲线只有珠光体转变区和马氏体转变区，没有贝氏体转变区。珠光 体转变区由三条曲线构成一一转变开始线、

10、转变终了线、转变中止线。（16）冷却速度V0. 59时，形成复杂点阵碳化物，如Cr、Mn、Fe：当rc/rO. 59时，形成简 单点阵碳化物，如Mo、W、V、Nb、Ti、Ta、Zr。（5）合金元素可以使钢的C曲线发生显著变化。除Co外，几乎所有的合金元素都能增大过 冷奥氏体的稳左性，推迟珠光体型转变，使C曲线右移。（6）强化机制：固溶强化、细晶强化、第二相强化、位错强化（7）韧化机制：细化奥氏体晶粒、提髙钢的回火稳左性、改善基体韧性、细化碳化物、降 低和消除钢的回火韧性（8）钢的编号碳素结构钢一一Q （代表屈服点）+屈服点数值+质量等级（A、B、C、D） +脱氧方法符号（F、 b、 Z、 TZ

11、）优质碳素结构钢一一两位数值表示（钢中平均碳质量分数的万倍）碳素工具钢一一T+碳质量分数千倍机器零件用钢一一二位数字（碳质量分数万倍）+元素符号+数字（合金元素质量分数百倍） 特殊性能钢一一当wcO. 03%时，在牌号前冠以“00”：当wcO. 08%时，在牌号前冠以0”。（9）双相钢由马氏体或奥氏体与铁素体基体两相组织构成的钢。一般将铁素体与奥氏体相组织组成的钢 称为双相不锈钢，将铁素体与马氏体相组织组成的钢称为双相钢。双相钢是低碳钢或低合金 高强度钢经临界区热处理或控制轧制后而获得。性质：指主要由铁素体相和马氏体相组成的钢，可由低碳钢或低合金钢经临界区处理或控制 轧制而得到。这类钢具有高强

12、度和髙延性的良好配合，已成为一种强度高、成形性好的新型 冲压用钢，成功的用于汽车产业等。（10）控制杂质：高温区进行变形：Ar3以下进行变形第六章结构钢属性、工程结构钢渗碳钢调质钢弹簧钢滚动轴承钢含C范围0. 25%0. 12旷0 25%0. 3旷05%0. 8虻09% （碳素）0. 5%0. 7% （合金）0. 95虻.15%代表钢种15、20Cr （低）20CrMnTi （中）12Cr2Ni4A （高）40Cr （低） 40CrMn （中） 40CrMnMo （髙）65Mn. 60Si2Mn.SOCrVA （合金弹簧钢）GCrl5 （错轴承 钢）加入合金元 素及目的主加Mn,固 溶强化：辅

13、加A1、 V、 Ti、 Nb等，形成 稳左碳、氮化Cr、Mn、Ni、Si、 B,提高淬透性； V、Mo、Ti、W, 阻碍奥氏体晶 粒长大Cr、Mn、Ni、Si、 B,提高淬透性: Mo、 V、 W、 Ti 碳 化物形成元素， 细化晶粒：Si、Mn,提髙淬透 性，强化帙素体， 提髙回火稳左性；Cr、W、V、Nb,防 止过热和脱碳Cr,提高淬透 性，耐蚀性;Si,Mn，进一步提髙 淬透性Mo. W抑制回火 脆性温度使用温度范 围较广930 V35010(TC热处理工艺Ac3以上正火, 分別进行退火（珠光体型）和 高温回火（马氏 体型）预先热处理:Ac3 以上完全退火， Ac以下髙温回 火：最终热处理： 高温回火（500*600*0or 低温回火（200250C）冷成形弹簧：冷变 形或热处理再冷 成形，冷成形之后 要进行200400C 低温回火：热成形 弹簧：淬火加中温 回火；热处