金属材料复习纲要

1、1. 晶体：指其原子（更确切的说是离子）呈周期性排列的物体。2. 晶格：为了形象地表示晶体中原子的排列规律，可以将原子简化成一个点，用假想的线将这些点连接起来，构成有明显规律性的空间格架，称为晶格。3. 晶胞：组成晶格最基本的几何单元叫做晶胞。4. 晶面：晶体中各个方位上的原子面叫做晶面。5. 晶向：晶体中各个方向上的原子列叫晶向。6. 过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度之间的温度差叫过冷度。7. 相：在金属合金中，凡成分相同，结构相同并与其他部分有界面分开的 8. 组织：通常，把在金相显微镜下观察到的具有某种形貌或形态特征的组成部分总称为组织。9. 相组成物：合金的纤维组织中的基本相。10.

2、 组织组成物：合金的纤维组织也可以看作是基本组织组成的，这些基本组织称为合金的组织组成物。11. ：奥氏体和渗碳体的共晶混合物。12. ：室温时，奥氏体转变为珠光体。13. 固溶强化：通过溶入某种溶质元素形成固溶体而使金属的强度，硬度升高的现象称为固溶强化。14. ：从液体中直接结晶出来的一次渗碳体。15. ：含碳量大于0.77的铁碳合金自1148冷至727时，均会从奥氏体中沿晶界析出的渗碳体。16. ：一般铁碳合金凡从727缓冷至室温时，均可能从铁素体中沿晶界析出渗碳体。称为三次渗碳体。17. 本质晶粒度：表示某种钢的奥氏体晶粒长大的倾向性。18. M：当钢的高温奥氏体获得极大的过冷度时（共

3、析碳钢过冷至230以下），将转变成马氏体类型组织。19. ：典型的下贝氏体是片状铁素体和其内部沉淀碳化物的组织，下贝氏体约在350230温度范围内形成。20. 淬火临界冷却速度：获得100M的最小冷却速度。凡使C曲线右移的因素都减小V21. 淬透性：把钢在淬火后能获得淬透层深度的一种性质称为淬透性。22. 过冷A：钢在高温时所形成的奥氏体，过冷至以下可以处于热力学不稳定状态的过冷奥氏体。23. 残余奥氏体：奥氏体-马氏体的相变是不完全的，即使过冷至点温度，也不能获得100的马氏体，总有部分奥氏体未能转变而被保留下来，这部分奥氏体称为残余奥氏体。24. 调质处理：淬火加高温回火相结合的热处理方式

4、称为调质处理。25. 热（红）硬性：高速钢切削温度高达600左右时硬度仍无明显下降，能以比低合金钢更高的切削温度进行切削。26.晶格类型晶胞中原子数原子半径配位数致密度体心立方280.68面心立方4120.74密排立方6a/2120.7427. 晶体的实际结构与晶格缺陷：多晶体结构，晶格缺陷。28. 亚晶：在晶格位向上彼此有微小差别的晶内小区域叫做“亚晶”29. 金属结晶的基本规律：结晶是一个晶核的形成和成长的过程。30. 液态金属结晶时获得细晶粒的方法：结晶时冷却速度愈大或过冷度愈大，金属的晶粒愈细。 加入未熔杂质，当其晶体结构在某种程度上与金属相近时，可显著地加速晶核的形成，使金属晶粒细化

5、。31. 影响固溶体的溶解度的主要因素：1.尺寸（原子半径）原子直径差别较小时，2.负电性因素，两种元素在周期表中的位置相距愈远，负电性相差愈大，它们之间的化学亲和力愈强，愈倾向于形成化合物，不利于形成固溶体。3.电子浓度因素：随着溶质原子的进入将使固溶体晶格中的电子浓度及电子云的结构有所改变。达到某一极限电子浓度。4.晶体结构因素：晶格结构相同的元素之间具有较大溶解度。32. 固溶强化的原因：由于溶质原子溶入后，要引起溶剂金属的晶格产生畸变，进而使错位移动时所受到的阻力增大。33. 相图上的每一点称为合金的表象点。34. 纯铁熔点1538， 139435. 包晶反应：1495， 含碳量0.0

6、9-0.5336. 共晶反应：1148， 2.11-6.6937. 共析反应：727 大于0.0238. 钢中常存元素;硅锰硫磷。39. 热脆：当钢材在1000-1200压力加工时，由于FeS-Fe共晶已经熔化，并使晶粒脱开，钢材变得极脆，这种脆性现象称为“热脆”40. 冷脆：磷在钢中全部溶于铁素体中，虽可使铁素体的硬度，强度有所提高，但却使室温下钢的塑形，韧性急剧降低，并使脆性转化温度有所提高，使钢变脆。41. 碳素结构钢：主要用于制作各种工程构件和机器零件。这类钢一般属于低碳和中碳钢。42. 碳素工具钢：主要用于制造各种刀具，量具，磨具。这类钢含碳量较高，一般属于高碳钢。43. 低碳钢：

7、中碳钢;0.25-0.6 高碳钢：0.644. 优质碳素结构钢：普通含锰量钢，较高含锰量钢。45. 正常锰含量优质碳素结构钢：对于含碳量小于0.25，含锰量0.35-0.65，对于含碳量大于0.25的碳素结构钢，锰0.5-0.8。这类钢的平均含碳量用两位数字表示，以0.01为单位。46. 较高含锰量钢：对于含碳量0.15-0.6，锰0.7-1.0。碳含量大于0.6，含锰0.9-1.245.碳素工具钢：T8.数字表示钢中的平均含碳量，以0.1%为单位47. 高级/特级：A/E.48. :共析钢实际加热时的临界点49. ：亚共析钢实际加热时，所有铁素体均转变为奥氏体的温度。50. ：过共析钢，平衡

8、时，渗碳体完全溶入奥氏体的平衡温度。51. 共析钢加热时A的形成四个步骤：1.奥氏体晶核的形成：奥氏体晶核易于在铁素体与渗碳体相界面形成。2.奥氏体的长大3.残余渗碳体的溶解。4.奥氏体均匀化。52. 影响奥氏体转变的因素：形成温度，钢的成分，原始组织以及加热速度。53. 过冷奥氏体转变产物：珠光体：层片状F和Fe3C的机械混合物，片间距越小，强度和硬度越高。54. 两种马氏体的形态和性能有何不同？当奥氏体含碳量大于1.0的钢淬火后，组织中马氏体形态几乎完全是片状的，片状马氏体的立体形态呈双凸透镜状，显微组织仅是其截面形态。片状马氏体内的压结构主要是孪晶。当奥氏体含碳量小于0.3时，淬火组织中

9、马氏体形态几乎完全是板条状。板条状马氏体的立体形态呈细长的板条状。纤维组织表现为一束束细条状组织，每束内条与条之间以小角度晶界分开，束与束之间具有较大的位向差。55. 高碳片状马氏体的韧性和塑形均很差，主要原因：碳在马氏体中过饱和程度大，其正方度c/a1，晶格畸变严重，残余应力大。片状马氏体内的亚结构主要是孪晶。56. 低碳板条状马氏体的韧性和塑性相当好：碳在马氏体中过饱和程度小，c/a=1,晶格畸变轻微，残余应力小。板条状马氏体内部的亚结构主要是位错。57. 马氏体的硬度值随含碳量的提高而增加。 马氏体高强度的原因：1过饱和的碳引起晶格畸变造成的固溶强化2.高密度位错或孪晶引起的亚结构强化。

10、58. 和性能有何不同？上贝氏体铁素体条状晶粒较宽，它的塑性抗力较低。上贝氏体渗碳体分布在铁素体之间，易于引起脆断，因此上贝氏体的强度和韧性均较差。下贝氏体的形成温度较低，在该温度下形成的下贝氏体组织具有较优良的综合力学性能。原因：下贝氏体的亚结构高密度位错以及细小碳化物在下贝氏体铁素体内沉淀析出是保证下贝氏体具有优良综合力学性能的主要因素。59. A1（727）-650珠光体。650-600索氏体 600-550屈氏体。 550-350上贝氏体 350-230 下贝氏体 230以下马氏体60. 退火和正火的目的：1.软化钢件以便进行切削加工2.消除残余应力，以防钢件的变形，开裂。3.细化晶粒

11、，改善组织以提高钢的力学性能。4.为最终热处理（淬火回火）作好组织上的准备。61. 正火和退火的主要区别：正火与退火的明显不同点是正火冷却速度稍快。62. 退火;将亚共析钢加热至以上30-50，保温一段时间后，随炉缓慢冷却（或埋在沙中或石灰石中冷却）至500以下在空气中冷却。63. 正火：所谓正火就是将钢件加热至或以上30-50，保温后从炉中取出在空气中冷却的一种操作。61回火：将淬火后的钢加热到不超过临界温度进行保温，而后冷却下来的一种热处理操作。62.回火目的：降低脆性，消除或减少残余内应力；获得工件所要求的力学性能；稳定工件尺寸；对于退火难以软化的某些合金钢，在淬火（或正火）后常采用高温

12、回火，使钢中碳化物适当聚集，将硬度降低，以利切削加工。回火类型回火温度回火组织回火后硬度性能特点用途低温回火150-25058-64硬度高，耐磨性好，脆性，内应力降低。工具钢，滚动轴承渗碳件，表面淬火件中温回火350-50035-50良好弹性，高屈强比，一定的韧性和扛疲劳性弹簧钢，如弹簧等弹性零件高温回火500-65025-35强韧性好，即具有良好的综合力学性能重要结构件，机械零件：连杆，轴，齿轮64. 淬火：将钢加热到或以上30-50，保温后快速冷却的一种操作。目的：一般都是为了获得马氏体，提高钢的力学性能。65. 对于亚共析钢碳钢，适宜的淬火温度一般为+30-50，这样可获得均匀细小的马氏

13、体组织。66. 对于过共析钢，适宜的淬火温度为+30-50，这样可以获得均匀细小的马氏体和粒状渗碳体的混合组织。67. 淬火常用介质：盐水，水，油，热浴（盐浴/碱浴）。单液/双液/分级淬火法。68. 淬硬层深度：由钢的表面至内部马氏体组织占50%处的距离为淬硬层深度69. 影响淬透性的决定性因素是Vk,Vk下降，淬透性上升70. 合金元素对铁碳相图的影响：1含锰或镍相当高的钢，因扩大区的结果有可能在室温下只有奥氏体单相存在而成为一种奥氏体钢。2含铬相当高的钢，因缩小区的结果有可能在室温下只有铁素体单相存在而成为一种铁素体高。3.由于合金元素使相图的S点和E点向左移，因而合金钢中共析体的含碳量就

14、不再是0.77%；同时也影响碳在奥氏体中的最大溶解度并引起合金钢的组织与其含碳量之间的关系有所变化。71. 合金元素提高回火稳定性：合金元素能使淬火钢在回火过程中的组织分解和转变速度减慢，增加回火抗性，提高回火稳定性。72. 第一类回火脆：有些合金结构钢如含铬或锰的合金结构钢，在250-400温度范围内出现第一类回火脆，这种回火脆产生后无法消除。 消除方法;一般不在脆化温度范围内回火；有时为了保证要求的力学性能而必须在脆化温度回火时，可采用等温淬火方法。另外可选用加入能使脆性区向高温方向移动的合金元素，如硅。高碳钢和合金工具钢所选择的低温回火温度不一定要避开回火脆性区。73. 第二类回火脆;主

15、要在合金结构钢（含铬，镍，锰，硅）中出现。第二类回火脆与钢中的镍，铬以及杂质元素向原奥氏体晶界偏聚有关，偏聚程度愈大，回火脆性愈严重。 消除方法：将已经发生回火脆的钢件重新回火加热至600以上，使偏聚元素充分溶解并随即快冷，可消除回火脆性。74. 合金钢的分类：1合金结构钢2.合金工具钢3.特殊性能钢。75. 合金结构钢分类及编号：低合金高强度钢的编号方法同普通碳素结构钢（Q345-Q690）。除低合金钢外，合金结构钢编号原则是“数字+化学元素+数字”。前面数字表平均含碳含量，用万分之几表示。后面数字表合金元素含量，以平均含量的百分之几表示，含量少于1.5%，只表元素，不表含量。若大于等于1.

16、5%，2.5%，3.5%，则相应的用2,3,4.表示。此外为了表示钢的用途，往往在钢号前再附加字母，如G表滚动轴承钢，后面的数字表示铬的含量，以平均含量千分之几表示。如76. 易切钢;因在钢中添加了较高含量的硫，铅，锡，钙及其他易切削元素。（Y35Mn）77. 渗碳钢：属于低碳钢，主要所含元素：铬，镍，锰，硼。加入少量（钒，钨，钼，钛）78. 调质钢，弹簧钢，滚动轴承钢，79. 合金工具钢;工具钢分为碳素工具钢和合金工具钢。合金工具钢分为低（合金元素总量少4%-5%于）/中（5-10%）/高（大于10%）合金工具钢80. 合金工具钢的编号方法;平均含碳量不标，1.0%时以千分之几标出，高速钢除

17、外，平均含碳量1.0%也不标出。81. 合金工具钢包括：刃具钢（碳素刃具钢，低合金刃具钢，高速钢），模具钢（冷作模具钢，热作模具钢），量具钢82. 特殊性能钢：不锈钢，耐热钢，耐磨钢83. 用制造汽车变速齿轮加工工艺路线（锻造，正火，加工齿形，局部渡铜，渗碳，预冷淬火，低温回火，喷丸，磨齿，成品）84. 用制作发动机中连杆螺栓（锻造，退/正火，粗加工，调质，精加工，成品）85. 用钢制造盘形齿轮铣刀。（锻造，退火，机加工，淬火，喷砂，磨加工，成品）86. （渗碳钢），45/45Cr（调质钢），65Mn(弹簧钢)，（弹簧钢），(弹簧钢)，16Mn（低合金高强度结构钢），（奥氏体不锈钢），2Cr1

18、3（不锈钢），1Cr17(不锈钢)，（低合金工具钢），（高碳合金工具钢），(高速钢)，（高速钢），（冷作模具钢）。87. 合金元素的作用：Mn：提高淬透性，强化F，增加P量。Cr：提高淬透性，强化F，提高耐蚀性。Ni：提高淬透性，强化F。 Mo：细化晶粒，提高耐磨性，防止高温回火脆。V：提高耐磨性，热硬性。Ti：防止晶间腐蚀88. 铸铁编号：QT400-18。400为最低抗拉强度，18+%，最低延伸率。89. 铸铁：含碳量大于2.11%的铁碳合金。90. 灰铸铁：组织特点：具有片状的石墨，基体组织为：F,P+F,P性能：1优良的铸造性2良好的切削加工性3优良的减摩性4良好的消振性5低的缺口敏感

19、性用途：广泛用于制作各种承受压力和要求消震性的床身，机架，结构复杂的箱体热处理：消除内应力的退火，改善切削加工性的退火，表面淬火91. 可锻铸铁（浇铸成为白口铸铁，石墨化退火而成）：基体组织：F+P 性能：比灰铸铁具有更高的强度，并且具有较高的塑性和韧性。用途：主要制作一些形状复杂而在工作中又要经受震动的薄壁小型铸件。92. 球墨铸铁：通过在浇铸前向铁水中加入一定量的球化剂进行球化处理。应用最广的为铁素体球墨铸铁和珠光体球磨铸铁。性能：强度，塑性，韧性远远超过灰铸铁，甚至优于可锻铸铁，良好的铸造性，减摩性，切削加工性及低的缺口敏感性，疲劳强度大致与中碳钢相近，耐磨性优于表面淬火钢等。用途：代替不少铸钢，锻钢，合金钢及可锻铸铁，用来制造受力复杂，负荷较大和耐磨性的重要铸锻件。1. 弹簧钢表面质量影响？提高使用寿命措施？答：弹簧钢的表面质量对使用寿命影响很大，因为微小的表面缺陷（例如脱碳，裂纹，夹杂）即可造成应力集中，使钢的疲劳强度降低。 措施;弹簧在热处理后还要用喷丸处理来进行表面