机械工程材料与热处理.docx

第一章金属材料的力学性能 工程上将材料抵抗弹性变形的能力称为刚度。 强度是指金属材料在静力作用下，抵抗永久变形和断裂的性能。 抗拉强度Qb是材料在破断前所承受的最大应力值。 塑性是指金属材料在静力作用下，产生塑性变形而不破坏的能力。 塑性指标：伸长率和断面收缩率。 硬度是衡量金属材料软硬程度的指标。 硬度包括：布氏硬度（HBW）、维氏硬度（HV）、洛氏硬度（HRA、HRB、HRC） 第二章金属与合金的晶体结构 体心立方晶格 面心立方晶格 密排六方晶格 原子数 2 4 6 原子半径 V3 彳a V2 ~4~ 1 2a 致密度 0.68 0.74 0.74 在晶体中，原子（或分子）按一定的几何规律作周期性地排列。 这种抽象的、用于描述原子在晶体中排列形式的几何空间格架，简称晶格。 能够完全反响晶格特征的、最小的几何单元称为晶胞。 原子半径：晶胞中原子密度最大方向上相邻原子间距地一半。 配位数：晶格中与任一原子距离最近且相等的原子数目。 致密度：K二警（n为原子个数）V日日 晶面指数确定方法：（1）设坐标（2）求截距（3）取倒数（4）化整数（5）列括 号 晶向指数确定方法：（1）设坐标（2）求坐标值（3）化整数（5）列括号晶体缺陷包括：点缺陷（空位、间隙、置换）、线缺陷（刃型位错、螺型位错）、面 缺陷（晶界、亚晶界） 第三章金属与合金的结晶金属的实际结晶温度%低于理论结晶温度T。的现象，称为过冷现象。理论结晶温度与 实际结晶温度的差AT称为过冷度，过冷度AT=T。-「 实践证明，金属总是在一定的过冷度下结晶的，过冷是结晶的必要条件。同一金属， 结晶时冷却速度越大，过冷度越大，金属的实际结晶温度越低。 纯金属的结晶过程是在冷却曲线上平台所经历的这段时间内发生的。它是不断形成晶 核和晶核不断长大的过程。 细化晶粒的方法：①增加过冷度②变质处理③附加振动共晶反响：①L和a + B相互转化（恒温下由一个液相同时结晶出两个成分结构不同的 固相）之渗碳体+奥氏体一莱氏体 共析反响： % 和a + B相互转化（恒温下由一个固相同时析出两个成分结构不同的固 相）.铁素体+渗碳体一珠光体包晶反响：L + a和0相互转化（恒温下由一个液相包着一个固相生成另一个新的固 相） 过冷度与冷却速度有何关系？它对金属结晶过程有何影响？对铸件晶粒大小有何影 响？答：过冷度和冷却速度是两个不同的概念。过冷度是指金属的理论结晶温度与实 际结晶温度之差，而冷却速度是指金属在冷却过程中的快慢程度。通常地，结晶时的 冷却速度越大，过冷度就越大，金属的实际结晶温度就越低。随着过冷度增加，形核 率增大，单位时间单位体积中的晶核数量就越多，晶粒就越细。 第四章铁碳合金相图碳溶于Q-Fe中的间隙固溶体称为铁素体，以符号F表示。 碳溶于Y-Fe中的间隙固溶体称为奥氏体，一符号A表示。y-Fe在1148C。时溶碳量最 大（cuc=2.11%） o渗碳体的分子式为Fe3C,它是一种具有复杂晶格的间隙化合物，硬度很高，塑性和韧 性几乎为零，脆性极大。 铁碳合金相图的两个基本组元：Fe和Fe3c铁碳合金相图的三个基本相：铁素体、奥氏体和渗碳体。 ECF ：共晶线——共晶产物：莱氏体（Ld） 莱氏体为奥氏体和渗碳体的机械混合物。 PSK ：共析线——共析产物：珠光体（P） 珠光体为铁素体和渗碳体的机械混合物。 特性点含义 特性点 含义 A 纯铁的熔点 C 共晶点 D 渗碳体的熔点 E 碳在奥氏体（或y-Fe）中的最大溶解度 F 渗碳体的成分 G a-Fe和y-Fe同素异构转变点 K 渗碳体的成分 P 碳在铁素体（或a-Fe）中的最大溶解度 S 共析点 Q 碳在铁素体（或a-Fe）中的溶解度 特性线 含义 AC 铁碳合金的液相线，液态合金开始结晶出奥氏体 CD 铁碳合金的液相线，液态合金开始结晶出渗碳体 AE 铁碳合金的固相线，即奥氏体的结晶终了线 ECF 铁碳合金的固相线，即Lc一 (Ae + Fe3C)共晶转变线 GS 奥氏体转变为铁素体的开始线 GP 奥氏体转变为铁素体的终了线 ES 碳在奥氏体(或Y-Fe)中的固溶线 PQ 碳在铁素体(或a-Fe)中的固溶线 PSK As 一 (Fp + Fe3C)共析转变线 第五章钢的热处理 任何一种热处理工艺都是由加热、保温和冷却三个阶段所组成。 钢的奥氏体化：①奥氏体晶核的形成和长大②剩余渗碳体的溶解③奥氏体的 均匀化奥氏体的晶核是在铁素体和渗碳体的相界面处优先形成的。 一般将N小于4的称为粗晶粒，5?8称为细晶粒，8以上称为超细晶粒(晶 粒度共分8级，8级最细)。 在热处理生产中，常用的两种冷却方式：①等温冷却②连续冷却在C曲线上孕育期最短的地方，表示过冷奥氏体最不稳定，它的转变速度最 快，该处被称为C曲线的“鼻尖”(温度约为550C。)。 合