【導(dǎo)讀】—?dú)堄嗨茏優(yōu)?時(shí)的應(yīng)力。冷脆轉(zhuǎn)變溫度以上。㈠純金屬的晶體結(jié)構(gòu)。⑶立方晶系的晶面指數(shù)和晶向指數(shù)。⑷晶面族與晶向族。在立方晶系中，指數(shù)相同的晶面與晶向相互垂直。晶格中一部分晶體相對(duì)另一部分晶體沿某一晶面發(fā)生局部滑移,滑移面上。晶粒越細(xì)，單位體積內(nèi)同時(shí)參與變形的晶粒數(shù)目越多,變形越均勻，在斷裂。前將發(fā)生較大塑性變形。強(qiáng)度和塑性同時(shí)增加，在斷裂前消耗的功大，因

　　

【正文】 速柴油機(jī)氣門彈簧 . ① 高 σe 和 σs , 高屈強(qiáng)比 ② 高疲勞抗力 ③ 足夠塑韌性 ,能承受震動(dòng) ,沖擊 ④ 有較好 淬透性 ,不易脫 C ,易繞卷成形 ① 中高 C:%～ % ② 加入 Si,Mn 提高淬透性也提高屈強(qiáng)比 ③ 加入 Cr,W,V 也提高淬透性 加入 SiCr不易脫 C加入 CrV細(xì)化晶粒 , 耐沖擊 ,高溫強(qiáng)度好 ① 熱成形法 制彈簧熱軋鋼絲鋼板 → 卷彎曲成型 → 淬火 +中溫回火 → 噴丸 ② 冷成形法 制彈簧鋼絲鋼板 → 淬火 +中溫回火 → 冷卷彎曲成型 → 去應(yīng)力 →噴丸 T39。 機(jī)械工程材料復(fù)習(xí) Page 36 of 77 鋼 種 典型鋼號(hào)及其應(yīng)用 性能特點(diǎn) 成分特點(diǎn)與合金化原則 熱處理特點(diǎn) 使用態(tài)組織 ⒌ 滾珠軸承鋼 ① Cr軸承鋼 : GCr15中小型軸承 ,冷沖模 ,量具 ,絲錐 . ② 添加 Mn,Si,Mo,V 的鋼 :GCr15SiMo,GSiMnMoV制造大型軸承 . ① 高接觸疲勞強(qiáng)度 ② 高硬度和耐磨性 ③ 足夠的韌性和淬透性 ④ 一定耐蝕能力和良好尺寸穩(wěn)定性 ① 高 C:%～ % ② Cr 基本元素 :提高淬透性 。細(xì)化Cem。提高耐磨性和接觸疲勞抗力 。 Cr≈ ％～ ％ ③ 加入 Si,Mn 提高淬透性 。加入 V耐磨性 ,防止過熱 ④ 純度要求極高 S＜ ％， P＜％ 預(yù)先熱處理（球化退火） ① 正火 :消除 Cem 網(wǎng) ② 球化退火 :便于切削 , 使ｋ細(xì)小均勻 ,為淬 火作準(zhǔn)備 最終熱處理：（淬火（ 800～ 840℃ ）＋低溫回火（ 150～ 170℃ ）） 冷處理 :(精密零件 )尺寸穩(wěn)定 M′＋粒狀Cem＋少量 A 殘余 ⒍ 低合金刃具鋼 ① SiCr 系 :9SiCr,低速切削刃具 ② Cr 系 :Cr,Cr06 如 ,鉸刀 ,刮刀 ,銼刀等 . ③ CrWMn 系 :CrWMn 如拉刀 ,沖模 ,樣板 ,量規(guī) ④ W和 CrW系 :小麻花鉆 ,低速切削刃具 ① 高硬度 :HRC＞ 60②高耐磨性 ③ 高熱硬性 ④ 足夠塑性和韌性 ① 高 C: %～ % ② 加入 Cr,Mn,Si 提高淬透性 ③ 加入 Si 提高回火穩(wěn)定性 加入 W,V提高耐磨性 ,并防止加熱時(shí)過熱，保持晶粒細(xì)小 預(yù)備熱處理 ：鍛造后進(jìn)行球化退火。 最終熱處理 ：淬火 +低溫回火工藝路線：鍛造＋ 球化退火＋機(jī)加工＋淬火＋低溫回火 M′＋粒狀Cem＋少量 A 殘余 與碳素工具鋼相比較，淬透性提高，可采用油淬火。變形和開裂傾向小。 機(jī)械工程材料復(fù)習(xí) Page 37 of 77 鋼 種 典型鋼號(hào)及其應(yīng)用 性能特點(diǎn) 成分特點(diǎn)與合金化原則 熱處理特點(diǎn) 使用態(tài)組織 ⒎ 高速鋼 （高速工具速鋼） ① W 系 :W18Cr4V ② WMo 系 :W6Mo5Cr4V2 作高速切削刃具鑄造組織有魚骨狀共晶 ① 高硬度 :HRC ＞ 60 ② 高耐磨性 ③ 高熱硬性 ④ 足夠塑性和韌性 ① 高 C: %～ % 要保證能與 W、 Cr、 V 等形成足夠數(shù)量的 Cem；有一定數(shù)量的 C溶于 A 中，以保證 M 的高硬度。 ） ② 加入 Cr 提高淬透性 鉻的碳化物 (Cr2C6)在淬火加熱時(shí)幾乎全部溶于奧氏體中，增加 A 過冷 的穩(wěn)定性，鋼的淬透性。還提高抗氧化、脫碳能力 ③ 加入 W,Mo提高熱硬性 （提高回火穩(wěn)定性和熱硬性的主要元素） ④ 加入 V 提高耐磨性 V 形成的碳化物 vC(或 V4C3)非常穩(wěn)定，極難溶解，硬度較高 屬于萊氏體鋼， 鍛造 ：共晶萊氏體呈魚骨胳狀，熱處理不能消除，只能熱變形破碎， 預(yù)熱處理： 等溫退火，消除內(nèi)應(yīng)力，改善切削，組織準(zhǔn)備。 最終熱處理： 1270℃ 淬火＋ 560℃ ～580℃ 回火 (三次 )：若冷處理只需一次回火 回火 (三次 )：消除內(nèi)應(yīng)力 消除 A 殘余 齒輪銑刀生產(chǎn)過程的工藝路線如下： 下料→鍛造→退火→機(jī)械加工→淬火 +回火→噴砂→磨加工→成品。 M′ +少量 A 殘余 + Cem。 機(jī)械工程材料復(fù)習(xí) 38 第 二 部分 考試 知識(shí) 第一章 金屬的機(jī)械性能（了解） 1． 低碳鋼的 拉伸圖 2．材料的性能：強(qiáng)度、剛度、塑性、硬度、沖擊韌性、疲勞強(qiáng)度、斷裂韌性。 第二章 材料的組成和內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征 ⒈掌握概念（ 名詞解釋）： 固溶體、固溶強(qiáng)化、 枝晶偏析、 A、 F、 P、 Fe3C。 ⒉ 合 金中 的 基本相結(jié)構(gòu) ：固溶體和金屬間化合物 ⑴ 固溶體 ： 產(chǎn)生晶格畸變， 增加晶體位錯(cuò)移動(dòng)的阻力，使滑移變形難以進(jìn)行，使金屬得到強(qiáng)化。 ⑵ 金屬化合物 ： 熔點(diǎn)、硬度高、脆性大。 碳鋼中的 Fe3C。對(duì)鋼的強(qiáng)度和耐磨性有重要的作用。 ⑶ 金屬化合物對(duì)固溶體基體的強(qiáng)化作用 ： 彌散硬化 ：當(dāng)金屬間化合物以極小的粒子均勻分布在固溶體基體上通常能提高合金的強(qiáng)度、硬度以及耐磨性，但會(huì)降低合金的塑性和韌性。 ⒊ 掌握 鐵碳相圖 基本知識(shí)： ⑴正確填寫鐵碳相圖 的相組成 物相圖 ⑵兩條水平線是什么線，能寫出反應(yīng)式 ，解釋共晶、共析反應(yīng)。 機(jī)械工程材料復(fù)習(xí) 39 ⑶ 正確填寫鐵碳相圖 的 組織 組成 物相圖 第 3 章 工程材料成型過程中的行為與性能變化 掌握 概念： 冷加工、熱加工、 回復(fù)、再結(jié)晶， 加工硬化 ⒈ 掌握 金屬的凝固 機(jī)械工程材料復(fù)習(xí) 40 ⑴ 純金屬的結(jié)晶： 由晶核的形成和長(zhǎng)大這兩個(gè)基本過程組成； 晶核的形成：存在有兩種方式，即自發(fā)形核和非自發(fā)形核； 晶體長(zhǎng)大的形態(tài)： 有 平面推進(jìn) 、 樹枝狀生長(zhǎng)兩種； 金屬結(jié)晶過程缺陷的產(chǎn)生 ： 縮孔和疏松 ，液體供應(yīng)不充分 ，最后凝固的樹枝晶之間的間隙不能被填滿，將形成縮孔和疏松等缺陷。 ⑵ 合 金結(jié)晶的特點(diǎn)： 合金結(jié)晶時(shí)有相的變化、成分變化，有成分偏析 ，它將引起鑄件力學(xué)性能惡化和抗腐蝕性能降低。 ⑶晶粒大小和控制： 控制過冷度、加入形核劑、機(jī)械方法（振動(dòng)與攪拌） ⒉ 掌握 鑄造過程中的材料行為及性能變化 ⑴鑄錠組織 ： 表面細(xì)晶粒層、柱狀晶粒層、中心等軸晶粒區(qū) ⑵鑄錠結(jié)構(gòu)中主要的缺陷。 ①縮孔與縮松 集中的縮孔： 金屬凝固時(shí)體積要收縮，如果得不到液體的補(bǔ)充，就會(huì)形成縮孔。 縮松（分散性縮孔）： 樹枝晶結(jié)晶時(shí)不能保證液體的補(bǔ)給而在枝晶間和枝晶內(nèi)形成細(xì)小而分散的縮孔。 ②氣孔 ③非金屬夾雜物 外來非金屬夾雜物由 冶煉、 澆鑄過程中爐襯、型壁材料等脫落進(jìn)人鑄錠帶來； 金屬內(nèi)部各種化學(xué)反應(yīng)生成， 非金屬夾雜物很大的脆性，破壞金屬晶體的連續(xù)性，促進(jìn)裂紋的萌生和擴(kuò)展削弱金屬的機(jī)械性能。 ④成分偏析 枝晶偏析（微觀偏析） ：局限于一個(gè)或幾個(gè)晶粒尺寸范圍內(nèi)的偏析?？捎脭U(kuò)散退火的方法來消除 宏觀偏折（或域偏析） ：同一鑄件中，表面和中心、上層和下層的化學(xué)成分也可能存在不均勻，這種較大尺寸范圍內(nèi)出現(xiàn)的偏析。 消除 枝晶偏析： 擴(kuò)散退火或均勻化退火→把有枝晶偏析的合金加熱到高溫，長(zhǎng)時(shí)間保溫，使固溶體中原子充分?jǐn)U散．以達(dá)到成分的均勻化。 ⒊ 掌握 冷塑性變 形過程中的材料行為及性能變化 冷塑性變形對(duì)金屬組織與性能的影響 冷塑性變形金屬加熱時(shí)組織與性能的變化 機(jī)械工程材料復(fù)習(xí) 41 ⒋ 掌握 熱塑性變形過程中的材料行為及性能變化 金屬的熱加工和冷加工 熱塑性變形對(duì)金屬組織和性能的影響 第 4 章 改善材料性能的熱處理、合金化及改性 ⒈掌握概念： P、 S、 T、 B、 M、 S 回 、 T 回 、 M 回、 、完全退火 、 球化退火 、 擴(kuò)散退火 、 去應(yīng)力退火 、正火、 淬火、 淬透性、淬硬性、 表面淬火、 滲碳、調(diào)質(zhì) 。 ⒉ 掌握 金屬材料在加熱與冷卻過程中的主要變化 ⑴鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變（奧氏體的形成） ⒈ ）轉(zhuǎn)變溫度 共析鋼 ：加熱超過 PSK線（ A1）時(shí)，完全轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體， 平衡狀態(tài)下 亞共析鋼 ：必須加熱到 GS 線（ A3）以上 過共析鋼 ：必須加熱到 ES線（ ACM）以上，才能全部獲得奧氏體。 ⒉ ） 奧 氏體的形成： 晶核形成、晶核長(zhǎng)大、剩余滲碳體溶解、奧氏體成分均勻化四個(gè)基本過程。 ⒊ ）影 響奧氏體轉(zhuǎn)變的因素 ① 加熱溫度： 提高加熱溫度，加速了奧氏體的形成。 ② 加熱速度： 加熱速度越快， 縮短奧氏體的形成時(shí)間 。 ③ ．鋼中碳含量：碳含量增加時(shí)，轉(zhuǎn)變速度加快 。 ④．合金元素： 大部分合余元素加入鋼中， 減慢了奧氏體的形成速度。 ⑤ ．原始組織： 片狀 珠光體 奧氏體形核長(zhǎng)大快 ＞粒狀 珠光體。 ⑵、鋼的冷卻轉(zhuǎn)變（等溫冷卻） ： 共析鋼過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織和特性 1） 珠 光體類轉(zhuǎn)變 組織 ： (高溫轉(zhuǎn)變區(qū) )，在 A1～ 550℃ 之間 機(jī)械工程材料復(fù)習(xí) 42 2）貝氏體轉(zhuǎn)變 (中溫轉(zhuǎn)變 )： 轉(zhuǎn)變溫度 ：在 550℃～ Ms：之間， 550℃~350℃ 上貝氏體 半擴(kuò)散型， Fe不擴(kuò)散 ， C原子有一定的擴(kuò)散能力 羽毛狀 碳化物在 F 間，韌性差 350℃~MS 下貝氏體 C原子有一定的擴(kuò)散能力 針狀 碳化物在 F 內(nèi)，韌性高，綜合機(jī)械性能好 3） .低溫轉(zhuǎn)變：（ 馬氏體轉(zhuǎn)變 ） ： 溫度 Ms～ Mf，馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū) ⑷、鋼的冷卻轉(zhuǎn)變（連續(xù)冷卻） 1） 轉(zhuǎn)變產(chǎn)物 ： ① 冷卻速度＞ kV 時(shí)，鋼將轉(zhuǎn)變?yōu)?M+A 殘 ② 冷卻速度＜ ?kV 時(shí)，鋼將全部轉(zhuǎn)變?yōu)?P類 ③ 冷卻速度≈ kV ～ ?kV 之間 (例如油冷 )時(shí)： M+A 殘 +T ⒊ 掌握 鋼在回火時(shí)的轉(zhuǎn)變 1） 回火目的 ： ①獲得所需要的機(jī)械性能 ， ②穩(wěn)定組織和尺寸： ③ 消除內(nèi)應(yīng)力： 2） 回火后組織 機(jī)械工程材料復(fù)習(xí) 43 低溫回火 ： 150～ 250℃， 得 M 回 。 目的 ： 降低內(nèi)應(yīng)力和脆性，保持淬火后的高硬度 中溫回火 ： 350～ 500℃。 回火組織 為 T 回 ， 目的 ： 較高的彈性極限和屈服強(qiáng)度，并有一定的韌性。硬度 高溫回火 ： 500～ 650℃。 回火組織 ： S 回 ， 性能特點(diǎn) ：保持較高的強(qiáng)度同時(shí)，具有良好的塑性和韌性。 用于 ： 各種重要的結(jié)構(gòu)零 件 調(diào)質(zhì)處理 ：淬火＋高溫回火。 用于： 重要結(jié)構(gòu) 件。 高速鋼 ： 需要進(jìn)行 2－ 3 次回火，使組織充分轉(zhuǎn)變。 第 5 章 常用金屬材料及性能 基本 要求 熟悉工業(yè)用鋼、鑄鐵的分 類和編號(hào)方法，從其牌號(hào)即可判斷其種類、大致化學(xué)成分、主要性能特點(diǎn)、常用熱處理工藝選擇、使用態(tài)組織 、 典型用途及相應(yīng)組織 ， ⒈ 熟悉 碳鋼 ： 普通碳素結(jié)構(gòu)鋼 Q21 Q235 等 ； 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 4 60 等 ； 碳素工具鋼 TT T12 等 。 1） 熟悉 合金鋼 主要鋼種 低合金結(jié)構(gòu)鋼 Q345(16Mn)、 Q420(15MnVN)； 滲碳鋼 20Cr、 20MnVB、 20CrMnTi、 18Cr2Ni4WA； 調(diào)質(zhì)鋼 40Cr、 40CrB、 40CrNiMo、 38CrSi； 彈簧鋼 65Mn、 50CrV、 60Si2Mn； 軸承鋼 GCr GCr1 GCr15SiMn ； 冷模具鋼 Cr12MoV； 熱模具鋼 5CrMnMo、 5CrNiMo、 3Cr2W8V 低合金刃具鋼 9SiCr、 CrWMn ； 工具鋼 T T T12； 高速鋼 W18Cr4V ； 不銹鋼 1Cr1 2Cr1 3Cr1 4Cr1 1Cr1 1Cr18Ni9Ti； 常用鑄鐵 ： HT150、 HT250、 KT350 KT450 QT