【正文】 熱1050～1150℃，保溫10～20h,冷卻：爐冷組織：P+F或P+Fe 3CII目的：消除偏析后果：粗晶、魏氏組織、帶狀組織，韌性、塑性較差，需完全退火或正火來細化晶粒。消除成分不均勻，內(nèi)應(yīng)力。三、材料熱處理、合金化與性能⒈改善材料成形加工組織與性能的熱處理工藝（預(yù)先熱處理）⑴退火：完全退火、等溫退火、球化退火、擴散退火和去應(yīng)力退火 退火：加熱＋保溫＋緩冷獲得接近平衡狀態(tài)組織。第二相強化：硬而脆的化合物（Fe3C），若呈網(wǎng)狀分布：則使強度、塑性下降；若呈球狀、粒狀（球墨鑄鐵）：使韌性及切削加工性提高；呈彌散分布于基體上：使強度、硬度增加，塑性、韌性僅略有下降或不降即彌散強化；呈層片狀分布于基體上：強度、硬度提高，而塑性、韌性有所下降。 加工硬化：使晶粒碎化、晶粒拉長、位錯密度增加，從而使強度、硬度增加，塑性、韌性、耐蝕性等下降，并產(chǎn)生各向異性。晶界處原子排列混亂，使其熔點低，易受腐蝕。中碳鋼、重要零件采用。⑤合金元素對鋼中馬氏體的硬度影響不大。②．針狀馬氏體：碳含量＞％；（顯微鏡下呈針狀）機械性能：存在大量顯微裂紋，較大的淬火應(yīng)力，塑性和韌性均很差；③．混合組織馬氏體：％％之間時．為板條和片狀馬氏體的混合組織。 2)馬氏體的形態(tài)及機械性能①．板條馬氏體（又稱位錯馬氏體。熱處理組織與性能1)貝氏體的機械性能： 上貝氏體：鐵素體片較寬．塑性變形抗力較低；同時，滲碳體分布在鐵素體片之間，容易引起脆斷．因此，強度和韌性都較差。金屬的強度和硬度明顯↓，而塑性和韌性顯著↑，性能完全恢復(fù)到變形前的水平。電阻和內(nèi)應(yīng)力等理化性能顯著下降再結(jié)晶：形成細小的等軸晶粒。加工硬化， 物電阻增大、耐蝕性降低等，各向異性：產(chǎn)生纖維狀組織；晶粒破碎、位錯密度增加；織構(gòu)現(xiàn)象的產(chǎn)生；殘余內(nèi)應(yīng)力。⑵。b? b?③鋼的塑性( )、韌性( )：隨著C﹪↑,呈非直線形下降。2）成分、組織對性能的影響①硬度(HBS)：隨C﹪↑,硬度呈直線增加， HBS值主要取決于組成相 的相對量。⒊材料的組織結(jié)構(gòu)與性能⑴。多相合金組織：由兩個以上固相組成的合金。力學性能優(yōu)于純金屬。⒉材料的晶體結(jié)構(gòu)的性能：純金屬、實際金屬、合金的結(jié)構(gòu)（第二章）；純金屬：體心立方（ ）、面心立方（ ），各向異性、強度、硬度低；塑性、韌性高eF?eF?實際金屬：晶體缺陷（點：間隙、空位、置換；線：位錯；面：晶界、壓晶界）→各向同性；強度、硬度增高；塑性、韌性降低。⒉復(fù)習方法以“材料的化學成分→加工工藝→組織、結(jié)構(gòu)→性能→應(yīng)用” 之間的關(guān)系為主線，掌握材料性能和改性的方法，指導(dǎo)復(fù)習。機械工程復(fù)習材料作者：日期：機械工程材料復(fù)習第一部分 基本知識一、概述⒈目的掌握常用工程材料的種類、成分、組織、性能和改性方法的基本知識（性能和改性方法是重點）。具備根據(jù)零件的服役條件合理選擇和使用材料；具備正確制定熱處理工藝方法和妥善安排工藝路線的能力。二、材料結(jié)構(gòu)與性能：⒈材料的性能：①使用性能：機械性能（剛度、彈性、強度、塑性、硬度、沖擊韌性、疲勞強度、斷裂韌性）；②工藝性能：熱處理性能、鑄造性能、鍛造性能、機械加工性能等。合金：多組元、固溶體與化合物。單相合金組織：合金在固態(tài)下由一個固相組成；純鐵由單相鐵素體組成。多相合金組織性能：較單相組織合金有更高的綜合機械性能，工程實際中多采用多相組織的合金。結(jié)晶組織與性能：F、P 、A、Fe3C、Ld ；1）平衡結(jié)晶組織平衡組織：在平衡凝固下，通過液體內(nèi)部的擴散、固體內(nèi)部的擴散以及液固二相之間的擴散使使各個晶粒內(nèi)部的成分均勻，并一直保留到室溫。CFe3②抗拉強度( )：C﹪＜%范圍內(nèi)，先增加，C﹪＞～％后， 值顯著下降。??ka3）硬而脆的化合物對性能的影響：第二相強化：硬而脆的化合物，若化合物呈網(wǎng)狀分布：則使強度、塑性下降；若化合物呈球狀、粒狀（球墨鑄鐵）：降低應(yīng)力集中程度及對固溶體基體的割裂作用，使韌性及切削加工性提高；呈彌散分布于基體上：則阻礙位錯的移動及阻礙晶粒加熱時的長大，使強度、硬度增加，而塑性、韌性僅略有下降或不降即彌散強化；呈層片狀分布于基體上：則使強度、硬度提高，而塑性、韌性有所下降。塑性變形組織與性能1）組織與性能的變化金屬塑性變形后產(chǎn)生晶格畸變，晶粒破碎現(xiàn)象，處于組織不穩(wěn)定狀態(tài)的非平衡組織，非平衡組織向平衡組織轉(zhuǎn)變：可通過再結(jié)晶、時效及回火實現(xiàn)。2)變形金屬在加熱過程中組織和性能的變化回復(fù)（去應(yīng)力退火）：強度和硬度略有下降，塑性略有提高。加工硬化消失，金屬的性能全部恢復(fù)。⑶。下貝氏體：鐵素體針細小，碳化物分布均勻，所以硬度高，韌性好，綜合機械性能好。）：碳含量＜％；機械性能：不存在顯微裂紋，淬火應(yīng)力小，強度高，塑性、韌性好。④．馬氏體的硬度,含碳最增加，硬度升高．％以后，其硬度的變化趨于平緩。3）回火組織與性能回火類型 回火溫度 組織 性能及應(yīng)用 組織形態(tài)低溫回火 150~250 回火M（M’）保持高硬度，降低脆性及殘余應(yīng)力，用于工模具鋼，表面淬火及滲碳淬火件過飽和 ＋ 碳化物( )??CFex中溫回火 350500 回火屈氏體（T’）硬度下降，韌性、彈性極限和屈服強度↑，用于彈性元件保留馬氏體針形F+細粒狀Fe 3C高溫回火 500650 回火索氏體（S’）強度、硬度、塑性、韌性、良好綜合機械性能，優(yōu)于正火得到的組織。多邊形F+粒狀Fe 3C⒋材料組織結(jié)構(gòu)變化實現(xiàn)的性能強化：固溶強化：通過合金化(加入合金元素)組成固溶體，使金屬材料得到強化稱為固溶強化；細晶強化：強度、硬度越高；其塑性、韌性越好。由結(jié)晶過程、冷熱塑性變形、合金化、熱處理實現(xiàn)。冷塑性變形實現(xiàn)。形變強化：金屬材料經(jīng)冷加工塑性變形可以提高其強度；相變強化：通過熱處理等手段發(fā)生固態(tài)相變，獲得需要的組織結(jié)構(gòu)，使金屬材料得到強化。 退火目的： 改善鑄、鍛、焊粗大不均勻的組織，降硬度，提高塑性，改善冷加工工藝性。1）完全退火（加熱Ac3＋（20～30℃）溫度，保溫、緩冷組織：P+F目的：① 細化，均勻化粗大、的原始組織；② 降低硬度→切削性↑；③ 消除內(nèi)應(yīng)力；消除組織缺陷；應(yīng)用：（C%=～%）亞共折鋼，共析鋼和合金鋼鑄、鍛、軋2）球化退火加熱Ac1＋（10～30℃），保溫、緩冷（或Ar1－（20～30℃）等溫）應(yīng)用：過，共析鋼、高碳合金鋼組織：球狀P（F+球狀Cem）目的：①Fe3 CII及Fe3 C共析球化→HRC↓，韌性↑→切削性↑②為淬火作準備；球化退火前，正火處理，消除網(wǎng)狀碳化物，以利于球化進行。4）去應(yīng)力退火（再結(jié)晶退火）加熱：Ac1－（100～200）℃；保溫＋爐冷；目的：消除加工硬化，消除殘余應(yīng)力。組織：S或P（F＋Fe 3C） 正火與完全退火的區(qū)別：冷速較快，組織較細，得更高的強度和硬度；生產(chǎn)周期較短，成本較低。⒉預(yù)先熱處理工藝應(yīng)用工具鋼：球化退火；結(jié)構(gòu)鋼：正火，完全退火。⑴改善冷塑性加工性能再結(jié)晶退火：恢復(fù)變形前的組織與性能，恢復(fù)塑性，以便繼續(xù)變形。合金鋼：退火： 鑄鐵件白口層：加熱