Enginineering Materials总复习1.ppt

三、组织 ㈠ 纯金属的组织 1、结晶：金属由液态转变为晶体的过程 ⑴ 结晶的条件——必须过冷：在理论结晶温度以下发生结晶的现象。 过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度的差。 ⑵ 结晶的基本过程——晶核形成与晶核长大 形核——自发形核与非自发形核 长大——均匀长大与树枝状长大 ⑶ 结晶时细化晶粒的控制方法：①增加过冷度；②变质处理；③机械振动、电磁搅拌 2、纯金属中的固态转变 同素异构转变：物质在固态下晶体结构随温度而发生变化的现象。 固态转变的特点：①形核部位特殊；②过冷倾向大;③伴随着体积变化。 1394℃ 912℃ 铁的同素异构转变：?-Fe ? ?-Fe ? ?-Fe 3、再结晶 ⑴再结晶条件：冷塑性变形 ⑵加热时的变化：回复→再结晶→晶粒长大 再结晶：冷变形组织在加热时重新彻底改组的过程.再结晶不是相变过程。 ⑶ 再结晶温度：发生再结晶的最低温度。 纯金属的最低再结晶温度T再?0.4T熔 ⑷ 影响再结晶晶粒度的因素：①加热温度和时间； ②预先变形程度 4、塑性变形： 金属塑性变形方式：滑移和孪生 ⑴ 滑移的特点： ①只能在切应力的作用下发生； ②沿密排面和密排方向发生； ③位移量是原子间距整数倍； ④伴随着转动 滑移的机理：通过位错运动实现。 孪生特点： ①孪生使晶格位向发生改变；②所需切应力比滑移大得多，变形速度极快，接近于声速；③孪生时相邻原子面的相对位移量小于一个原子间距。 ⑵ 冷热加工：以再结晶温度划分 ① 冷加工组织：晶粒被拉长压扁、亚结构细化、 织构：变形量大时，大部分晶粒的某一位向与外力趋于一致的现象。 加工硬化： 随冷塑性变形量增加，金属的强度、硬度提高，塑性、韧性下降的现象。 冷加工使内应力增加，耐蚀性下降，?提高。 ② 热加工：形成纤维组织、带状组织 纤维组织使热加工金属产生各向异性，加工零件时应考虑使流线方向与拉应力方向一致。 ㈡ 合金的组织 1、相图 匀晶L?? 共晶L??+? 共析 ???+? 杠杆定律：只适用于两相区。 枝晶偏析：在一个枝晶范围内或一个晶粒范围内成分不均匀的现象。 2、合金中的固态相变 ⑴ 固溶体转变：A?F ⑵ 共析转变：A?P(F+Fe3C) ⑶ 二次析出：A?Fe3CⅡ ⑷ 奥氏体化 ⑸ 过冷奥氏体转变 ⑹ 固溶处理+时效： 固溶处理是指将合金加热到固溶线以上，保温并淬火后获得过饱和的单相固溶体组织的处理。 时效是指将过饱和的固溶体加热到固溶线以下某温度保温，以析出弥散强化相的热处理。 3、铁碳合金相图 点：符号、成分、温度 Fe Fe3C S Q P N K J H G F E D C B A A+ Fe3C A+F L+A A+ ? L+ ? F ? A L L+ Fe3C F+ Fe3C A+ Fe3CⅡ A+ Fe3CⅡ+Le Le Le+ Fe3CⅠ Le’+ Fe3CⅠ Le’ P+ Fe3CⅡ+Le’ P+ Fe3CⅡ P+F P F+ Fe3CⅢ 莱氏体Le(A+ Fe3CⅡ+ Fe3C) Le’(P+ Fe3CⅡ+ Fe3C) 珠光体P(F+ Fe3C) 复相组织组成物： 组织组成物标注 相区标注 线：液固相线、水平线、固溶线、固溶体转变线 A 1538℃ D 1227℃ N 1394℃ G 912℃ PSK 727℃ ECF 1148℃ HJB 1495℃ C% 温度 典型合金的结晶过程（以共析钢为例） 时间 温度 杠杆定律的应用 合金 相的相对重量百分比 组织组成物的相对重量百分比 45钢 T10钢 含碳3.0%亚共晶白口铁 四、钢的热处理 ㈠ 热处理原理 1、加热时的转变 奥氏体化步骤：A形核；A晶核长大；残余渗碳体溶解；A成分均匀化。 奥氏体化后的晶粒度： 初始晶粒度：奥氏体化刚结束时的晶粒度。 实际晶粒度：给定温度下奥氏体的晶粒度。 本质晶粒度：加热时奥氏体晶粒的长大倾向。 2、冷却时的转变 ⑴ 等温转变曲线及产物 650℃ 600℃ 550℃ 350℃ A1 MS Mf 时间 P S T B上 B下 M M+A’ A→P A→S A→T A→B上 A→B下 A→M 过冷A 过冷A 过冷A 过冷A 过冷A ⑵ 用C曲线定性说明连续冷却转变产物 根据与C曲线交点位置判断转变产物 P 均匀A 细A A1 MS Mf 时间 等温退火 P P 退火 (炉冷) 正火 (空冷) S 淬火 (油冷) T+M+A’ 等温淬火 B下 M+A’ 分级淬火 M+A’ 淬火 (水冷) M回 150-250℃ T回 350-500℃ S回 500-650℃ ? ? ? ? P T+S回