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金属学与热处理总结 一、金属的晶体结构 晶格类型 晶胞中的原子数 原子半径 配位数 致密度 体心立方 2 8 68% 面心立方 4 12 74% 密排六方 6 12 74% 晶格类型 fcc(A1) bcc(A2) hcp(A3) 间隙类型 正四面体 正八面体 四面体 扁八面体 四面体 正八面体 间隙个数 8 4 12 6 12 6 原子半径rA 间隙半径rB 晶胞：在晶格中选取一个能够完全反映晶格特征的最小的几何单元，用来分析原子排列的规律性，这个最小的几何单元称为晶胞。 晶体:原子在三维空间作有规则的周期性排列的物质。 金属键：失去外层价电子的正离子与弥漫其间的自由电子的静电作用而结合起来，这种结合方式称为金属键。 位错：晶体中原子的排列在一定范围内发生有规律错动的一种特殊结构组态。 金属典型晶体结构:体心立方结构，面心立方结构和密排立方结构。 固溶强化:在固溶体中，随着溶质浓度的增加，固溶体的强度、硬度提高，而朔性、韧性和电阻则有所下降，这种现象称为固溶强化。 Fe-Fe3C相图分析P110—P113 钢中的杂质元素及其影响P123-P125 镇静钢缺陷的种类:缩孔、缩松、偏析、气泡等 形变强化：在塑性变形过程中，随着金属内部组织的变化，金属的力学性能也将产生明显的变化，即随着变形程度的增加，金属的强度、硬度增加，而塑性、韧性下降，这一现象即为加工硬化或形变强化。 伪共晶：在不平衡结晶条件下，成分在共晶点附近的亚共晶或过共晶合金也可能得到全部共晶组织，这种共晶组织称为伪共晶。 合金：两种或两种以上的金属，或金属与非金属，经熔炼或烧结、或用其它方法组合而成的具有金属特性的物质。 过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度的差称为过冷度。 滑移：晶体的一部分沿着一定的晶面和晶向相对另一部分作相对的滑动。滑移的本质是位错的移动。 塑性变形的方式：以滑移和孪晶为主。 热处理：将钢在固态下加热到预定的温度，并在该温度下保持一段时间，然后以一定的速度冷却下来，让其获得所需要的组织结构和性能的一种热加工工艺。 淬透性：是表征钢材淬火时获得马氏体的能力的特性。 热应力：工件在加热(或冷却)时，由于不同部位的温度差异，导致热胀(或冷缩)的不一致所引起的应力称为热应力。 再结晶：冷变形后的金属加热到一定温度或保温足够时间后，在原来的变形组织中产生了无畸形的新晶粒，位错密度显著降低，性能也发生显著变化，并恢复到冷变形前的水平，这个过程称为再结晶。 固态金属扩散的条件：1、扩散要有驱动性2、扩散原子要固溶3、温度要足够高4、时间要足够长 影响扩散的因素： ①温度：温度越高，扩散速度越大； ② 晶体结构：体心结构的扩散系数大于面心结构的扩散系数； ③ 固溶体类型：间隙原子的扩散速度大于置换原子的扩散速度； ④ 晶体缺陷：晶体缺陷越多，原子的扩散速度越快； ⑤ 化学成分：有些元素可以加快原子的扩散速度，有些可以减慢扩散速度。 过冷奥氏体：在临界温度以下处于不稳定状态的奥氏体称为过冷奥氏体。 过冷奥氏体的种类：珠光体、贝氏体、马氏体 M（马氏体）形态：板条状马氏体、片状马氏体。 奥氏体与铁素体的异同点： 相同点：都是铁与碳形成的间隙固溶体；强度硬度低，塑性韧性高。 不同点：铁素体为体心结构，奥氏体面心结构；铁素体最高含碳量为0.0218%， 奥氏体最高含碳量为2.11%，铁素体是由奥氏体直接转变或由奥氏体发生共析转变得到，奥氏体是由包晶或由液相直接析出的；存在的温度区间不同。 退火的目的：均匀钢的化学成分及组织；细化晶粒；调整硬度，改善钢的成形及切削加工性能；消除内应力和加工硬化；为淬火做好组织准备。 低温回火：低温回火温度约为150~250℃,回火组织主要为回火马氏体。 中温回火：中温回火温度在350~500℃之间，回火组织主要为回火托氏体。 高温回火：高温回火温度约为500~650℃，回火组织为回火索氏体。 渗碳方法的种类：根据渗碳剂的不同，渗碳方法有固体渗碳、气体渗碳和离子渗碳。 优质钢的品质判定方法：优质碳素结构钢的优质钢等级wp、ws均≤0.035％，高级优质钢等级wp、ws均≤0.030％；合金结构钢的优质钢等级wp、ws均≤0.035％，高级优质钢等级wp、ws均≤0.025％。 淬硬性：表示钢淬火时的硬化能力，用淬成马氏体可能得到的最高硬度表示。 二、纯金属的结晶 相起伏：液态金属中，时聚时散，起伏不定，不断变化着的近程规则排列的原子集团。 变质处理：在浇铸前往液态金属中加入形核剂，促使形成大量的非均匀晶核，以细化晶粒的方法。 过冷度与液态金属结晶的关系：液态金属结晶的过程是形核与晶核的长大过程。从热力学的角度上看，没有过冷度结晶就没有趋动力。根据 可知当过冷度为零时临界晶核半径Rk为无穷大，临界形