金属工艺期末复习材料参考.doc

第 一 ~~~ 三 章 表示力学性能的常用指标（主要有）：强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度 强度：金属材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力。 塑性：金属材料在外力作用下，断裂前发生不可逆永久变形的能力。 硬度：金属材料抵抗局部变形、压痕和划伤的能力，是衡量金属材料软硬程度的一种指标。 冲击韧性：金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力。 疲劳强度：金属材料在无数次重复交变载荷作用下不致引起断裂的最大应力。 常见的金属的晶格类型： 1、体心立方晶格，晶格常数小写A。（Cr、W、V、Mo、a-Fe）致密度：0.68 2、面心立方晶格，晶格常数小写A。（Al、Cu、Ni、Pb、y-Fe），致密度：0.74 3、密排六方晶格，晶格常数小写A。（Be、Mg、Zn、a-Ti），致密度：0.74 晶体缺陷：由于晶体形状形成条件、原子的热运动及其他条件的影响，原子的规则排列在局部区域受到破坏，呈现不完整???。按几何形态不同，晶格缺陷可分为以下三大类：1、点缺陷，2、线缺陷，3、面缺陷 固溶体类型（组成合金的组元，在固溶时相互溶解，所形成的单一均匀的物质）根据溶质原子在溶剂晶格中所占的位置不同，可将固溶体分为置换固溶体和间隙固溶体 晶粒大小对金属力学性能的影响以及细化晶粒的方法。 晶粒的大小对于金属的力学性能影响很大。因为晶粒越细，晶界就越多，晶界处的原子排列方向极不一致，犬牙交错，互相咬合，从而增加了塑性变形的抗力，提高了金属的强度。同时，金属的塑性和韧性也可得到提高。 晶粒的大小与形核率和长大率密切相关。影响形核率和长大率的主要因素是结晶时的过冷度和液态金属中作为非自发形核的固态微粒以及结晶环境等 结晶细化的措施主要有： 增加金属的过冷度：过冷度越大，晶核的形核率和长大率随之增大，但两者的增长速度不一样，其中形核率增长较快。因此金属结晶时过冷度越大，形成的晶核越多，得到的晶粒变越细 变质处理： 在液态金属中加入变质剂，以细化晶粒改善组织 变质剂的作用是增加非自发形核（人工晶核）的数量或者阻碍晶体的长大。 振动 搅拌 合金中的相：在金属合金中，凡成分相同、结构相同并与其他部分有界面分开的均匀组织部分称为相。（若合金是由成分、结构都相同的同一种晶粒构成的，则各晶粒的界面分开，却属于同一种相；若合金是由成分或结构不相同的同一个晶粒构成，它们也将属于不同的相。 铁碳合金相图 第 四 章钢的热处理 热处理的概念：钢的热处理就是将钢在固态下加热到一定的温度，经过保温，然后以适当的速度冷却，一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而改变工件内部组织，从而得到所需性能的工艺方法。 热处理方法的分类： 热处理按照其工艺和方法的不同，大致可以分为以下几种： 整体热处理 1、退火：（完全退火、球化退火、去应力退火等） 2、正火 3、淬火 4、回火：（低温回火、中温回火、高温回火） 表面热处理 1、表面淬火:火焰加热、感应加热、激光加热 2、表面化学热处理：渗碳、渗氮、碳氮共渗 钢在冷却时的转变 C曲线 CCT曲线 钢的回火：将淬火后的钢重新加热到Ac1以下的某一温度保温，然后冷却（一般空冷）到室温的工艺方法称为回火。其目的是消除淬火产生的内应力，稳定工件尺寸，降低脆性，改善切削加工性，获得所需的强度、硬度、塑性和韧性。 力学性能变化的总趋势是，随着回火温度升高，钢的硬度、强度下降，而塑性、韧性上升 （1、）低温回火：回火温度在150~250之间，保温后在空气中空冷，形成回火马氏体。这种回火的目的是减少淬火应力和脆性，提高塑性和韧性，并保持高的硬度（58~64HRC）和耐磨性。主要用于高碳工具钢与合金工具钢的制造和要求高硬度和高耐磨性的量具、刀具、模具以及滚动轴承等零件的处理。 （2、）中温回火：回火温度在350~500之间，保温后冷却。形成回火托氏体，它具有较高的弹性极限和屈服点，又有一定的韧性和中等硬度（35~45HBC）主要用于弹簧、锻模等的处理。 （3、）高温回火：回火温度在500~650之间，保温后冷却。形成回火托氏体，它具有良好的综合力学性能（硬度为200~350HBS），一般把淬火后再高温回火的热处理统称为“调质处理”。主要适用于中碳钢和中碳合金钢制造的齿轮、曲轴、连杆等受力较复杂的热处理。 第五章 机械工程材料 1、钢中残存元素对钢力学性能的影响 （1）锰的作用：锰能溶于铁素体，使铁素体强化，也能溶于渗碳体，提高其强度。锰还能增强并细化珠光体，从而提高钢的强度和硬度。锰可与硫形成MnS，因MnS的熔点高，密度小而浮出金属液，从而消除硫的有害作用,因此锰在钢中是有益的元素。 （2）硅的作用：硅能溶于铁素体使之强化，从而使钢的强度、硬度、弹性都得到提高。因此硅在钢中也是有益的元素 （3）硫的作用：钢的“热脆”