工程材料知識點總結(jié)報告(全)-全文預覽
【正文】 硬而脆，不能進行切削加工，很少在工業(yè)上直接用來制作機械零件。⑥ 合金鑄鐵。⑤ 蠕墨鑄鐵。④ 球墨鑄鐵。③ 可鍛鑄鐵。碳、硅含量較低，碳主要以滲碳體形態(tài)存在，斷口呈銀白色。含碳量較高（％～％），碳主要以片狀石墨形態(tài)存在，斷口呈灰色，簡稱灰鐵。除碳外，鑄鐵中還含有1％～3％的硅，以及錳、磷、硫等元素。中碳或高碳,一般都是馬氏體不銹鋼合金化特點:Cr, Ni是主要元素一， 熱處理特點：淬火+回火，主要用于馬氏體不銹鋼 固溶處理 常用于奧氏體不銹鋼。中高合金化：合金元素大于5%3. 鍛造與熱處理特點鍛造預備熱處理⑴完全退火 用于熱做模具鋼⑵球化退火 用于碳素工具鋼，低合金工具鋼，高速鋼，冷作模具鋼和部分熱做模具鋼。高碳：%%。中合金工具鋼和鋼合金工具鋼。主要用于滾動軸承鋼，處理后的組織為回火馬氏體和未融碳化物及參與奧氏體。 b．淬火+中溫回火。主要用于調(diào)制剛。主要用于制造滾動軸承。中碳：%%，這類鋼通常經(jīng)過調(diào)制處理，故也稱調(diào)制剛。③高屈服點，屈強比，高疲勞強度，足夠的塑性韌性。1. 性能要求：①良好的塑性和焊接性能。2. 熱處理特點：這類鋼一半不進行而處理，大多在熱軋狀態(tài)下火熱軋后正火狀態(tài)下使用。合金元素對鋼回火的影響（三方面）： 提高回火穩(wěn)定性 產(chǎn)生二次硬化 回火脆性表面熱處理： （滲碳、滲氮、碳氮共滲及其它） （感應加熱表面淬火、激光加熱表面淬火） 金屬的合金化：1. 合金強化：a. 固溶強化：強化效果的影響因素： 注：固溶強化在提高強度、硬度的同時，仍然保持相當好的塑性、韌性b. 第二相強化：相界面的晶格畸變程度越大或第二相的彌散度越大，強度、硬度越高，對位錯運動的阻力作用越大，強化效果也越顯著。淬硬性：鋼淬火時的硬化能力。 目的：提高鋼的強度和硬度，得到的組織是M （3）經(jīng)過重結(jié)晶以細化晶粒、改善組織，為最終熱處理做好組織上的準備。 目的：（1）改善組織和使成分均勻化，以提高鋼的性能。過冷奧氏體是非穩(wěn)定組織，遲早要發(fā)生轉(zhuǎn)變。 第三步 殘余Fe3C溶解: 鐵素體的成分、結(jié)構(gòu)更接近于奧氏體，因而先消失。1 提高塑性變形抗力的途徑：1）細化晶粒2）形成固溶體3）形成第二相4）采用冷加工變形二、提高塑性變形抗力的途徑（1）細化晶粒 σs = σ0+Kd1/2 d晶粒尺寸， σ0、K材料常數(shù)（2）形成固溶體 固溶后，基體晶格畸變，滑移面變得“粗糙”，位錯運動阻力↑，如淬火（3）形成第二相 彌散分布的第二相可以阻礙位錯運動，第二相粒徑，這種阻擋效果最好（4）采用冷加工變形 冷加工造成加工硬化，即位錯密度↑，位錯運動受阻。晶粒的形狀開始發(fā)生變化，由破碎拉長的晶粒變?yōu)樾碌耐暾牡容S晶粒。 去應力退火：（也是回復的過程）將冷變形金屬低溫加熱，既穩(wěn)定組織又保留加工硬化的熱處理方法。 金屬經(jīng)冷變形后, 組織處于不穩(wěn)定狀態(tài), 有自發(fā)恢復到穩(wěn)定狀態(tài)的傾向。 孿生是指晶體的一部分沿一定晶面和晶向相對于另一部分所發(fā)生的切變。金屬材料常用的五種強化手段（固溶強化、加工硬化、晶粒細化、彌散強化、淬火強化）都是通過這種機理實現(xiàn)的。1 亞共析鋼隨含碳量增加，P 量增加，鋼的強度、硬度升高，塑性、韌性下降。1 直接從液相中結(jié)晶出的固相稱一次相或初生相。 共晶組織，固態(tài)金屬自高溫冷卻時，從同一母相中同時析出，緊密相鄰的兩種或多種不同的相構(gòu)成的組織。 在一個枝晶范圍內(nèi)或一個晶粒范圍內(nèi)成分不均勻的現(xiàn)象稱作枝晶偏析。a)起始晶粒度：奧氏體化剛剛完成時的晶粒大小特點: 難以測量，在實際生產(chǎn)中意義不大b) 實際晶粒度: 鋼在某一具體加熱條件下獲得的奧氏體晶粒大?。ㄖ苯佑绊戜摾鋮s后的力學性能） 特點：細小均勻，但提高溫度或延長保溫時間會使晶粒長大。 五、鋼在加熱時的轉(zhuǎn)變1. 奧氏體形成過程鋼在加熱時珠光體向奧氏體的轉(zhuǎn)變過程稱為奧氏體化。3）Fe3C：碳濃度超過固溶體溶解度后，多余的碳與鐵形成金屬間化合物，%。3．相區(qū) 單相區(qū) F、A、L和Fe3C四個。c、PSK線 共析線溫度727℃，又稱A1線。共晶體 顯微組織：兩相交替分布，細小分散。二、類型1）勻晶相圖①定義：兩組元在液態(tài)和固態(tài)均能無限互溶。②金屬間化合物：合金組元形成晶格類型與任一組元都不相同的新相。①固溶體：合金在固態(tài)下，組元間會相互溶解，形成在某一組元晶格中包含其他組元的固相。（組成合金的元素或穩(wěn)定的化合物）相： 合金中具有相同的物理、化學性能并與該系統(tǒng)的其余部分以界面分開的物質(zhì)部分。 作用：；。冷卻速度越快，過冷度越大，晶粒越細，金屬的性能越好（強度、塑性、韌性）。影響形核和長大的因素及晶粒大小控制 影響形核和長大的重要因素：冷卻速度（或過冷度）和難熔雜質(zhì)。理論結(jié)晶溫度與實際結(jié)晶溫度的差DT稱過冷度， T= T0 –T1金屬的結(jié)晶過程 金屬是由許多外形不規(guī)則，位向不同，大小不同的晶粒組成的多晶體。冷卻速度越快，過冷度越大。一個變化的自由能減少，則自發(fā)；自由能增加，則非自發(fā)。 位錯的基本形式：刃型位錯、螺型位錯。晶體中的缺陷1）點缺陷包括 空位、間隙原子、置換原子。②面心立方晶格原子半徑為√2a/4，每個面心立方晶胞中包含原子數(shù)為1/88+1/26=4（個）典型金屬（金、銀、鋁、銅等）。組成晶格的最小幾何組成單元稱為晶胞。第3章 金屬的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶晶體中原子（分子或離子）在空間的規(guī)則排列的方式為晶體結(jié)構(gòu)。分類有黏著磨損（咬合磨損）、磨粒磨損、腐蝕磨損。洛氏硬度的優(yōu)點：操作簡便，壓痕小，適用范圍廣。適于測量退火、正火、調(diào)質(zhì)鋼,鑄鐵及有色金屬的硬度（硬度少于450HB）。缺點：壓痕大，不能用于太薄件、成品件及比壓頭還硬的材料。HRC用于測量中等硬度材料，如調(diào)質(zhì)鋼、淬火鋼等。耐磨性是材料抵抗磨損的性能，用磨損量來表示。應力強度因子：描述裂紋尖端附近應力場強度的指標。由任意兩個原子之間連線所指的方向稱為晶向。屬于體心立方晶格的金屬有 鐵、鉬、鉻等。各向異性：晶體中不同晶向上的原子排列緊密程度及不同晶面間距是不同的，所以不同方向上原子結(jié)合力也不同，晶體在不同方向上的物理、化學、力學間的性能也有一定的差異，此特性稱為各向異性。 位錯是晶格中的某處有一列或若干列原子發(fā)生了某些有規(guī)律的錯排現(xiàn)象。常見的是：晶界和亞晶界 凝固1） 晶體的結(jié)晶自由能的減少量等于在變化過程中所研究的物質(zhì)可對外界做功的能量。驅(qū)動力達到一定值時，結(jié)晶才能進行。 液態(tài)金屬在理論結(jié)晶溫度以下開始結(jié)晶的現(xiàn)象稱過冷。以液體中存在的固態(tài)雜質(zhì)為核心形核稱非均勻形核。改變過冷度可控制結(jié)晶后晶粒的大小，過冷度可通過冷卻速度來控制。（2） 變質(zhì)處理，在金屬澆注前添加變質(zhì)劑來改變晶粒的形狀或大小的處理方法。組元：組成合金的、最基本的單元。二、 固態(tài)合金中有兩類基本相：固溶體和金屬化合物。固溶強化：由于溶質(zhì)原子的溶入，使固溶體的晶格發(fā)生畸變，變形抗力增大，合金的強度、硬度升高。二元合金相圖一、相圖：表達溫度、成分和相之間的關系，表明合金系中不同成分合金在不同溫度下，由哪些相組成以及這些相之間平衡關系的圖形。②共晶反應：Lcαd +βe產(chǎn)物是由兩個固相組成的機械混合物，稱為共晶體。b、ECF線 共晶線溫度1148℃。f、PQ線 碳在鐵素體中的溶解度線。2）A：碳在γFe中形成的間隙固溶體（體心立方） 特性：良好的塑性和較低的變形抗力，適于壓力加工。但當WC＞%時，因為有網(wǎng)狀Fe3C存在，所以強度下降。晶粒細小均勻，
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