金属材料与热处理考试复习材料

1、1 强度：强度是指金属材料在静载荷作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。2 塑性：金属在外力的作用下，产生塑性变形而不被破坏的能力（破坏：永久变形）。3 硬度：金属表面抵抗压入变形或是刻画破坏的能力，是衡量金属材料软硬程度的一种性 能指标。4 硬度包括（布氏硬度 HBS、（洛氏硬度HR、（维氏硬度HV）三种。5 晶格：用来描述晶体中的的排列规律的几何空间格子。6 晶体结构：是指晶体内部原子的排列规律或堆积方式。7 晶向：晶格原子列的位向。8 同素异晶转变：从一种晶格转变为另一种晶格。9 点缺陷：指长宽高尺寸都很小的一种缺陷。10线缺陷：在某一方向上的尺寸很长，另一方向很短。11面缺陷：两个方向的尺寸

2、很大，第三个方向的尺寸很小，而形成的面状分离的缺陷。12点缺陷包括（空位）、（间隙原子）两种。13线缺以位错位错为主，位错包括（刃型位错）、（螺型位错）两种。14三中典型的晶体结构：体心立方面心立方密排六方外形特征正六面体正六面体正六方柱体原子分布特点八顶点和体心中心一 个8个顶点及六个面的 中心各有一个12个顶角和各面的 中心一个晶格参数A=b=c角度为90A=b=c角度为90实际包含原子数2个4个6个原子半径四分之根号三倍半径四分之根号三倍半径半径的一半配位数8个12个12个致密度0.680.740.7415结晶：金属从液态经冷却转为固体状态的过程叫做金属的结晶。16过冷现象：金属的实际结

3、晶温度总是低于理论结晶温度，这种现象叫做过冷。17过冷度：实际结晶温度寓理论结晶温度的差值为过冷度。18金属的结晶过程：金属结晶是晶核不断形成、长大的过程，分为自发和非自发两种。19细化晶粒的途径：（1）:控制过冷度。（2）:进行变质处理。（3）:采用物理搅动。20相：是指合金中相同的化学成分和结构均匀部分，相之间有明显的界面分开。21匀晶转变：合金凝固时都从液相结晶为固相，这种结晶过程叫做匀晶转变。22共晶转变：在某一恒定温度下从一种液态合金中，同时结晶出两种不同的晶体的转变。 共析转变：一个固相在恒温下转变为另外两个固相的转变过程。23包晶转变：在恒定温度下一定成分的液相和他所包围的已经结

4、晶出来的一定成分的固相 作用，形成另一种成分的过程。24铁素体：F奥氏体：A渗碳体：Fe3C珠光体：P 莱氏体：Ld25珠光体：是有铁素体和渗碳体的机械混合物。26莱氏体：是奥氏体和渗碳体的机械混合物。27低温莱氏体：是由珠光体和渗碳体的机械混合物。28冷变形加工：如果在再结晶温度一下，对金属进行变形加工，由于无再结晶过程发生， 加工完毕后必然留下加工硬化的后果，即为冷加工。29热加工：如果在在结晶温度以上，对金属进行变形加工，由于有再结晶过程发生，力口工完毕后不会留下加工硬化的结果。0.4倍左右。30再结晶温度与熔点的关系：再结晶温度一般是熔点的31亚共析钢结晶示意图。Iti 'iA

5、1-3 A吗ifitLFre证扶析洞姑咼ii程示值罔32共析钢结晶示意图。 U1上电金玛 氐 碎 4 拥订33过共析钢结晶示意图。llU-ta-34ia-rBl 4-M34亚共晶白口铸铁结晶示意图。直上35共晶白口铁结晶示意图。1収上工王说下W 4-so白 口 X 俵旳牛 E 辿程示堆阖36过共晶白口铁结晶示意图。37铁碳相图。0 id US 2-0 XS X0 3 S <0 4/5 S O 5_5 6.0 6.*?r+FejCa300-FdCn4.30国 4-56严 F©站C甘十為 Z4 FejCrFL；Fc>C-*230 *C 38 eg: : pb熔点为327.5

6、C,求其在-30 C所进行的加工属于冷加工变形还是热加工变形？解：T 溶=t 溶 +273=327.5+273=600.5T 再=600.5X0.4=240T 再=240-273=-33 C所以此次加工为热加工。39热处理的分类：a普通热处理：退火、正火、淬火、回火。b表面热处理：表面淬火（感应淬火、火焰加热），化学热处理（渗碳、渗氮）40钢的奥氏体转化过程：A 奥氏体的形核与长大。B残余渗碳体的溶解。C奥氏体的均匀化。41影响A的因素：a加热温度的加热速度（温度越高，A越快，加热速度越快，A越快）。b碳及合金元素的影响（碳的浓度越高，A越快，合金越多，A越慢）。c原始组织的影响（细片状珠光体

7、彼粗片状珠光体快）。42晶粒越细小他的机械性能越好。43钢的退火：将钢材加热到适当的温度保持一段时间，然后缓慢冷却下来的热处理工艺。44退火目的：a降低硬度改善切割加工性能，b消除内应力稳定工件尺寸，防止变形和开裂，45钢的退火的分类：完全退火、等温退火、球化退火、均匀化退火去应力退火、再结晶退火46钢的正火：将钢材加热到一定的温度，保温一段时间，出炉冷却。47钢的淬火：将钢材加热到一定的温度，保温一段时间，然后快速冷却的一种工艺。48 淬火的目的：获得马氏体49 淬火方法：单介质淬火、双介质淬火、马氏体淬火、贝氏体淬火、局部淬火、预冷淬火。50 钢的回火：将淬火后的钢重新加热到某一温度，经适

8、当的保温后冷却到室温的热处理工艺。 a 回火的分类：低温回火 中温回火 高温回火b 回火的目的：获得加工所需要的组织和性能，消除淬火内应力，稳定工件尺寸。51 调质：淬火家高温回火的热处理为调质处理。合金钢的回火冷却时为水冷或油冷。52 合金元素的表示方法： 在合金中各种元素的含量用平均百分数标在相应的元素的后面，如果 合金中元素的质量分数小于 1.5 ，在编号中只标明元素，一般不标明质量分数，如果元素超过1.5 %，则相应的以数字 2 3 4表示，但是轴承中的Gr用千分数表示，如果属于高级优质合金钢，应在钢号的后面加上A。53 eg: 合金结构钢A 20GrMnTi 表示为 Wc=0.2 %

9、 WGr<1.5 % Wmn<1 .5 % WTi<1.5 %B 55Si2Mn表示为 Wc=0.55% Wsi=2 %Wmn<1.5 % 合金工具钢A GGr15表示为 Wc>1 % WGr=1.5 % G ：滚动轴承钢B 9SiGr表示为 Wc=0.9% WSi<1.5 % WGr<1.5 %C 1Gr18Ni9Ti:表示为 Wc=1% WGr=18% WNi=9 % WTi<1.5 %54热脆：若吧某种含硫化物的共晶钢加热到1000 C以上时，FeS+Fe共晶体就将会融化，一经锻 造钢就会沿晶界破裂，这种现象即为热脆（红脆） 56 化学腐蚀

10、：金属在干燥的空气中或非电解质溶液中，发生氧化作用，生成粗糙而疏松的氧化 层，并不断脱落和深化的现象。57 电化学腐蚀：金属在潮湿的空气中或电解质溶液中，由于原电池的作用，伴随着原电池的电 流产生，而被腐蚀的现象。58合金钢的分类：a低合金钢（Wme<%） , b中合金钢（Wme=%10% c高合金钢（Wme>10%59 低合金高强度结构钢：a 特点：含碳量较低，高的强度和良好的塑性、耐腐蚀性，良好的焊接性能，良好的低温韧 性以及冷冲压性能都好于碳钢。b 常见钢以及用途： 09MnZn: 制造油罐、油槽、机车。16Mn :制造桥梁、建筑结构、船舶。15MnTi:制造压力容器、电站设

11、备。60 表面渗碳钢：通常以加入某种元素来提高淬透性，以高强度、韧性和塑性，是组织细化的热 处理办法 .eg:20GrMnTi: 用于汽车、拖拉机的齿轮轴。20GrMnMo: 汽车拖拉机的齿轮轴、活塞。20GrMn :用于机床的齿轮、轴、蜗杆。61 渗碳钢a在热处理的过程中常加入 Gr MoAl V等元素，已得到适用于表面耐磨芯部性能好的轴类。b 常见型号： 38GrMoAl 38GrMoAlA 38GrMoAlV62 调质钢：通常是指采用调质处理的优质碳素结构合金结构钢。a 性能：提高淬透性、细化组织、提高回火稳定性，使回火后硬度不明显降低。b 常见钢： 40Gr用于齿轮轴的制造。30grM

12、nSi 用于制造砂轮轴。40GrNi用于制造曲轴连杆63 弹簧钢：具有较高的弹性极限和疲劳强度的合金钢。常见钢： 60SiMn 用于制造铁路机车、汽车、拖拉机上的钢板弹簧。50GrVA 用于制造大炮的部分零件。64 滚动轴承钢：用于制造各种轴承的内外套以及滚动的专用钢种。a 性能：高而均匀的硬度和均匀性，要有较好的耐疲劳性能，要有足够的韧性，有一定的抗 腐蚀性能。b 常见钢： GGr6:用于仪器、仪表使用的小型滚动轴承。GGr9:人力车使用的滚动轴承。GGr15:汽车、拖拉机、机床中型滚动轴承。GGr5SiMn:轮船、火车、重型汽车大型滚动轴承。65 工具钢 碳素工具钢、合金工具钢、高速钢a

13、合金工具钢：用于切削加工用刀。性能特点：高的硬度、高耐磨性、高的热硬性足够的韧 性和塑性以及一定的强度。b 碳素工具钢：加工性能好、价格低廉、有较高的硬度和耐磨性，但是淬透性差、热硬性差。C 高速钢：高碳、高合金、热硬性好、耐磨性好、淬透性好。应用于车刀、铣刀、钻头等高 速切削刀具。66 合金模具钢：a 性能要求：高强度、高硬度、高耐磨性、淬透性好、足够的韧性。b 常见钢号： Gr12 Gr12MoV67 热变形模具钢：a 性能要求：高温性好、导热性好、淬透性好、热疲劳性能好。b 常见钢号： 5GrMnMo 5GrNiMo68 合金量具钢：a 性能要求：高的尺寸稳定性、高的硬度和耐磨性，要求表

14、面光洁。b 常见钢号： GrWMn GGr1569 不锈钢a 耐酸钢：在各种强腐蚀介质中能抵抗腐蚀的作用。b 不锈钢：在各种弱腐蚀介质中能抵抗腐蚀的作用。70 常见不锈钢：马氏体不锈钢（含 Gr 不锈钢）。eg ： 1Gr13 2Gr13 3Gr13 4Gr13不锈钢的应用：前两者应用于蒸汽管道等受力小的产品，后者应用于医疗器械、量具71 石墨化的过程：a 从过共晶溶液中直接析出一次石墨。b 在共晶转变过程中形成共晶石墨。c 奥氏体冷却时析出二次石墨。d 一次渗碳体、共晶渗碳体和二次渗碳体在高温下分解析出石墨。e 共晶转变过程中形成共析石墨，共析渗碳体分解析出石墨。72 铸铁的三种组织形态：

15、F+G F+P+G P+Ga 普通灰铸铁：石墨成片状存在，力学性能好、应用广泛。b 球墨铸铁 ：石墨呈球状存在，力学性能更好，是可锻铸铁。c 蠕墨铸铁 ：石墨成蠕虫状存在。73 可锻铸铁的获得方法：首先得到白口铸件，然后进行高温石墨化退火，使渗碳体分解出団絮 状石墨。eg KTZ600-02: KT 可锻铸铁 Z 珠光体 600 最低抗拉强度 02 最低伸长率。74 铝合金：（纯铝： 99.9% 工业纯铝： 99.7%）a 特点：比重小、塑性好、强度高，导电性能好，抗化学腐蚀能力强 (要经过时效、 固溶作用) 。 b 分类：变形铝合金 eg:ZL301 ZL401 ZL402 ZL: 铸造铝合

16、金防锈铝 ：为铝猛，铝镁合金，具有更高的耐腐蚀性和强度，并具有良好的焊接性能 和塑性。硬铝 ：为铝铜镁合金，进过固溶强化、时效处理后得到相当高的强度、硬度，其 强度与高强度钢接近。超硬铝：为铝铜镁锌合金，其强度比硬铝更高，强度相当于超高强度钢。 铸造铝合金： 铝硅合金：熔点低、结晶温度范围小、流动性好、收缩与热烈倾向小，具有良好的铸造性能。铝铜合金： 具有较高的耐热强度， 用于制作内燃机汽缸盖、 活塞等高温条件下的构件。 铝镁合金： 具有较好的耐腐蚀性能， 制作泵体、 船舰配件等大气或海水中工作的构件。 率锌合金：具有较高的强度，用于制作飞机、汽车上的形状复杂的构件。75 铜合金：a 特点：导

17、热性能好、塑性好、面心晶格。b 普通黄铜： H90 H80 H68 H ：黄铜 数字：含铜量c 特殊黄铜： HSn62-1: H ：黄铜 Sn ： 锡 62 ： 含铜量 1 ： 含锡量d 铸造青铜： ZQSn10-2: ZQ ： 铸造青铜 Sn ： 锡 10 ：含锡量 2 ：含锌量76 金属的结合方式：金属键。77 金属结晶的能量条件：过冷度大于零。78 淬火后的马氏体分为：条状马氏体，片状马氏体两种。 条状马氏体：偶良好的强度、硬度、塑性、韧性。 片状马氏体：有高的硬度、脆性。79 合金钢的淬透性好于碳钢。80 a Mf0.0218=(0.77-0.45)/(.077-0.0218)X100%=42.7% Mp0.77=MA=(0.45-0.0218)/(0.77-0.0218)X100%=57.3%b MFe3C=(1.2-0.77)/(6.69-0.77)X100%=7.3%Mp0.77=MA0.77=1-MFe3C=92.7%81 40#和 40Gr 淬火后相同温度时回火的强度硬度为什么不同？Gr的作用提高钢的回火稳定性，抑制马氏体的分解，阻碍碳化物聚集长大，所以82 某零件在水和油中都能淬透，为什么首选油？ 在油水都能淬透的