金属材料学知识点

1、S容易与 fe结合形成 FeS相在冷变形加工过程中产生 热脆性,P和 Fe结合形成 Fe3P在冷变 形过程中产生 冷脆性 ,H 可能留在钢中形成所谓的白点 导致钢的 氢脆低合金钢 ：合金元素总量 5% 高中合金钢 ：合金元素总量 10%，其余为 中合金钢 合金元素对铁碳相图影响： 凡是扩大 r 相区的元素均使 S， E 点向左下方移动，如 Mn,Ni 凡是封闭 r 相区的元素均使 S，E 点向左上方移动，如 Cr，Si，Mo 决定组元在置换固溶体中溶解条件:溶剂与溶质的点阵结构 原子尺寸和电子结构简单点阵结构： M2C ，M1C ：硬度较高、溶点较高，稳定性较好 复杂点阵结构： M3C ，M7

2、C3，M23C6：硬度较低，低熔点，稳定性较差 合金元素对马氏体转变影响 ：大多数合金元素都降低 Ms 点 只有钴和铝升高 Ms 点 强化的本质 是各种途径增大了位错滑移的阻力 强化机理本质上有四种 固溶强化（原子固溶 与钢的基体中 会使晶格发生畸变 基体中产生弹性应力场与位错交互作用增加运动阻力） 位错强化（位错密度增大 增加位错产生交割缠结的几率 有效阻止位错的运动） 细晶强化 （晶界亚晶界越多越能有效阻止位错） 第二相弥散强化 提高钢韧度的途径 ：细化奥氏体晶粒（ Ti Nh V W Mo Al 等元素）提高钢的回火稳定性 细 化碳化物 降低或消除钢的回火脆性 改善基体韧度 在保证强度的

3、水平下，适当降低含碳量 提高冶金质量 通过合金化形成一定的残余奥氏体 淬透性 :在规定条件下 决定钢材淬硬深度和硬度分布的特性 也就是在钢淬火时能获得马氏 体的能力 淬硬性 :在理想的淬火条件下，以超过临界速度冷却所形成的马氏体组织能够达到的最高硬 度 淬火内应力 :在淬火程中由于工件不同部位的温度差异及组织转变不同时所引起的应力 40Cr13 为什么是过共析钢 :4Cr13 虽然含碳量接近 0.4%，但由于合金元素铬使 Fe-Fe3C 相 图的共析点 S 左移，使得共析点由 0.77%变为 0.2%左右，故应为过共析钢。 工程结构钢的主要性能 要求：足够的强度和韧度 良好的焊接性能和成型工艺

4、性 良好的耐腐 蚀性 较低的成本 工程结构钢中矛盾体 为强度和韧度 在微合金化成分设计的基础上，正确的控制轧制和控 制冷却工艺是关系因素 Ti,Nb,V 等元素对材料性能的主要贡献是细化组织强化和弥散沉淀 强化按照强度， 结构钢可分为三类 ： ReL<700MPa, 为低强度钢 ReL=700-1400MPa ，为中强度钢 ReL>1400MPa, 为超高强度钢60Si2Mn : Si、 Mn复合,强化 F, e， s/b可达到 0.80.9 Si / Mn 淬透性， Ms不过分 ,开裂倾向小 Si有效回稳性 , 但脱 C倾向; Si 、Mn复合，脱碳和过热 敏感性较硅钢、锰钢为小

5、 .50CrV A : Cr 、V均回稳性 , 韧性好 V 细化晶粒 , 过热敏感性 含Si少,脱C敏感 性 , 热处理不易脱 C;常用于受应力高的螺旋弹簧及 <300工作的阀门弹簧 .“ 多元适量 符合加入”的合金化的基本原则 碳化物的不均匀性 ：液析碳化物（消除可采用高温扩散退火）带状碳化物 网状碳化物 氮化处理提高进化论年疲劳强度和耐磨性的原因 ：首先在表面表成高硬度的 r”相和 e 相， 其次是渗入的氮原子与氮化物形成元素形成了弥散分布的合金氮化物，提高了表层的硬度 和强强度。另外表面渗入氮原子后体积膨胀，因而在表面产生了残余压应力，能抵消外力 作用产生的张应力，减少表面疲劳裂纹

6、的的产生前赴后继 ：在表面层逐渐被损掉的同时，在冲击载荷强烈磨损的作用下硬化层不断地向内 发展 选择材料的基本原则 ：材料的使用性能要求 材料的工艺性能 经济性 其他因素工模具钢按其用途 可分为刃具钢、模具钢、量具钢 工模具的 主要矛盾 是：韧度和耐磨性 CrWMn ： Cr W Mn 复合，淬透性 D 油=5070mmA R 在 18%20% 淬火变形小含 Cr W 碳化物较多且较稳定 晶粒细小高硬度高耐磨性回稳性较好>250回火 <60HRC W 使碳化物易形成网状 适于制作要求变形小耐磨性高的工件与量具 形状较复杂的高精度冲模 9SiCr ： Si/Cr 淬透性 ，D 油&l

7、t;40mm Si/Cr 回稳性 250回火 >60HRC K 细小均匀 不容易蹦刀分级淬火或等温淬火处理 变形较小 Si 使钢的脱碳倾向较大 是用于制作形 状较复杂 变形要求小的工件 特别是薄刃工具 高速钢的分类 ：钨系高速钢 钨钼系高速钢 一般含钴高速钢 超硬高速钢 改善碳化物不均匀性最关键的措施 是必须经过正确的锻造 在高温回火时弥散析出合金碳化物而产生二次硬化 预热的目的 ：预热可减少工件在淬火加热过程中的变形开裂倾向，缩短高温保温时间，减 少或避免氧化脱碳，还可以准确地控制炉温稳定性W18Cr4V 钢淬火温度超过 1300C时，易出现过热特征，超过 1320 时将发生过烧现象

8、奥氏体不锈钢 1Cr18Ni9 晶界腐蚀倾向比较大 因为含碳高又没有 Ti 等稳定 C 的强碳化物形 成元素 所以在晶界上容易析出 Cr23C6 从而使晶界上产生贫 Cr 区 低于不锈钢的基本成分 要求 所以在晶界处的腐蚀倾向比较大 钢的电化学腐蚀的主要形式 ：均匀腐蚀、晶间腐蚀、点腐蚀、应力腐蚀、腐蚀磨损 提高钢耐腐蚀性能和途径 ：使钢的表面能形成稳定的保护膜 提高不锈钢固溶体的电极电位 或形成稳定的钝化区 使钢获得单相组织 采用机械保护措施或覆盖层 不锈钢的主要矛盾 ：耐蚀性和强度及塑韧性的合理兼顾 耐热钢应有两方面的基本性能 ：一是有良好的高温强度和塑性；二是有足够高的高温化学 稳定性

9、耐热钢可 分为 ：热强钢和抗氧化钢 钢的热强性能指标 ：蠕动极限（试样在一定温度下和在规定持续时间内 产生的蠕变变形量 或第阶段的蠕变速率等于某规定值时的最大应力） 持久强度（试样在一定温度和规定持 续时间内引起断裂的最大应力值） 高温疲劳强度（ 0.5Tm 或再结晶温度以下的疲劳现象） 持久寿命（定温规定应力作用下作用从开始到拉断的时间） 应力松弛 提高热强性的途径 ：强化基体 强化晶界 （净化晶界 填充晶界空位 弥散相强化 热处理 ） 屈 服强度超过 1500MPa 的为超高强度钢 超高强度合金钢 分为：低合金超高强度钢、二次硬化型超高强度钢、马氏体时效钢、超高强度不锈钢 铸铁可分为 ：灰

10、铸铁 球墨铸铁 蠕墨铸铁 可锻铸铁 影响铸态组织的因素 ：化学成分的影响 冷却速度的影响 根据标准 普通灰铸铁有 ht100 150 200 225 250 275 300 350 八个牌号 HT 是灰铁的拼音简写 数字是最低抗拉强度（ MPa）球铁牌号表示方法【 QT400-15 】 QT 为球铁代号 400最低抗拉 强度 15 为最低断后伸长率 孕育处理的目的 在于通过孕育剂的作用促进石墨非自发形核和激发自身形核，有利于石墨 化，减少白口 铸铁中石墨参于相变过程，但热处理不能改变石墨 G 的形态和分布 铝合金：密度小优良导电性导热性耐腐性塑性加工性能 铝合金的强化处理包括 固溶处理 和 时效处理 室温放置过程中是合金产生强化的效应称为 自 然时效 低温加热过程中使合金产生强化的效应称为