金屬學(xué)與熱處理章節(jié)重點總結(jié)

1、第1章金屬與合金得晶體結(jié)構(gòu) 1、1金屬原子得結(jié)構(gòu)特點：最外層得電子數(shù)很少，一般為12個,不超過3個。 金屬鍵得特點：沒有飽與性與方向性 結(jié)合力：當原子靠近到一定程度時，原子間會產(chǎn)生較強得作用力。 結(jié)合力=吸引力+排斥力 結(jié)合能=吸引能+ 排斥能（課本圖1、2） 吸引力：正離子與負離子（電子云）間靜電引力，長程力 排斥力：正離子間，電子間得作用力，短程力 固態(tài)金屬原子趨于規(guī)則排列得原因：當大量金屬原子結(jié)合成固體時，為使固態(tài)金屬具有最低得能量，以保持其 穩(wěn)定狀態(tài)，原子間也必須保持一定得平衡距離。 1、2晶體:基元在三維空間呈規(guī)律性排列。晶體結(jié)構(gòu)：晶體中原子得具體排列情況， 也就就是晶體中得這些質(zhì)點

2、在三維空間有規(guī)律得周期性得重復(fù)排列方式。 晶格:將陣點用直線連接起來形成空間格子。晶胞:保持點陣幾何特征得基本單元 三種典型得金屬晶體結(jié)構(gòu)（要會畫晶項指數(shù)，晶面指數(shù)） 共帶面:平行或相交于同一直線得一組晶面組成一個晶帶，這一組晶面叫做共帶面 晶帶軸：同一晶帶中所有晶面得交線互相平行 ，其中通過坐標原點得那條直線。 多晶型轉(zhuǎn)變或同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變：當外部得溫度與壓強改變時，有些金屬會由一種晶體結(jié)構(gòu)向另一種晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn) 變。 1、3合金:兩種或兩種以上金屬元素，或金屬元素與非金屬元素，經(jīng)熔煉、燒結(jié)或其它方法組合而成并具有金 屬特性得物質(zhì)。組元:組成合金最基本得獨立得物質(zhì)，通常組元就就是組成合金得元素。相:

3、就是合金中具有 同一聚集狀態(tài)、相同晶體結(jié)構(gòu)，成分與性能均一，并以界面相互分開得組成部分。固溶體:合金得組元通過溶 解形成一種成分及性能均勻得、且結(jié)構(gòu)與組元之一相同得固相，稱為固溶體。與固溶體結(jié)構(gòu)相同得組元為溶 劑，另一組元為溶質(zhì)。 固溶體得分類：按溶質(zhì)原子在溶劑晶格中得位置：置換固溶體與間隙固溶體。按溶質(zhì)原子在固體中得溶解度 分為有限固溶體與無限固溶體。按溶質(zhì)原子在固溶體內(nèi)分布規(guī)則 ：分為有序固溶體與無序固溶體 固溶強化:在固體溶液中，隨著溶質(zhì)濃度得增加，固溶體得強度、硬度提高，塑性韌性下降。 間隙相：當非金屬原子半徑與金屬原子半徑得比值小于0、59時，將形成具有簡單晶體結(jié)構(gòu)得金屬間化合物。

4、間隙化合物：與間隙相相反（比值大于0、59）。 1、4點缺陷：空位間隙原子 置換原子。線缺陷：線缺陷就就是各種類型得位錯。它就是指晶體中得 原子發(fā)生了有規(guī)律得錯排現(xiàn)象。（刃型位錯、螺型位錯、混合型位錯）滑移矢量：表示位錯得性質(zhì)，晶格畸變 得大小得物理量（刃型位錯得柏氏矢量與其位錯線相垂直 ；螺形位錯得柏氏矢量與其位錯線平行。）。 面缺陷：晶體得面缺陷包括晶體得外表面 （表面或自由界面）與內(nèi)界面兩類，其中得內(nèi)界面又有晶界、亞晶界、 小角度晶界、大角度晶界：兩相鄰晶粒位向差小于或大于 10 相界面得結(jié)構(gòu)有三類：共格界面、半共格界面、非共格界面 習(xí)題3、5做一下 第2章純金屬得結(jié)晶 2、1結(jié)晶:結(jié)晶

5、就是指從原子不規(guī)則排列得液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樵右?guī)則排列得晶體狀態(tài)得過程。 同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變:金屬從一種固態(tài)過渡為另一種固體晶態(tài)得轉(zhuǎn)變 過冷度：理論結(jié)晶溫度與實際結(jié)晶溫度之差。過冷就是結(jié)晶得必要條件。（金屬不同過冷度也不同，金屬純度 越高過冷度越大。過冷度得速度取決于，冷卻速度越大過冷度越大實際潔凈無度越低，反之） 金屬結(jié)晶：孕育一岀現(xiàn)晶核一長大一金屬單晶體 2、2從液體向固體得轉(zhuǎn)變使自由能下降、液態(tài)金屬結(jié)晶時，結(jié)晶過程得推動力就是 自由能差降低（ F）就是自由能增加，阻力就是自身放熱 2、3近程有序:在液體中得微小范圍內(nèi)，存在著緊密接觸規(guī)則拍了得得原子集團。 遠程有序:在大范圍內(nèi)原子時無序分布得，在晶體中

6、大范圍內(nèi)卻就是有序排列得。 結(jié)構(gòu)起伏或相起伏：近程有序在金屬液體中各處瞬間岀現(xiàn)、瞬間消失、此起彼伏、變化不定得現(xiàn)象。液態(tài)金 屬重要特點：存在著相起伏，只有在過冷液體中得相起伏才能成為晶胚。 2、4固態(tài)晶核兩種形核方式：均勻形核（就是指完全依靠液態(tài)金屬中得晶胚形核得過程） 非均勻形核（就是指晶胚依附于液態(tài)金屬中得固態(tài)雜質(zhì)表面形核得過程）。 晶核半徑與 G得關(guān)系：當rvrk時，晶胚得長大使系統(tǒng)自由能增加，晶胚不能長大。 r = rk時,AG最大，這樣得晶胚稱為臨界晶核，rk為臨界晶核半徑。 rrk時，晶胚成為穩(wěn)定得晶核。 臨界晶核半徑：晶胚剛好可以自發(fā)得長大成為穩(wěn)定地晶核時得半徑叫做臨界 晶核半徑

7、 均勻形核就是在過冷液態(tài)金屬中，依靠結(jié)構(gòu)起伏形成大于臨界晶核得晶胚，同時必須從能量起伏中獲得形核 功，才能形成穩(wěn)定得晶核。形核功:半徑為臨界晶核半徑得晶胚繼續(xù)長大成為穩(wěn)定晶核所需要做得最小功 形核率N受兩個矛盾得因素控制，一方面隨過冷度增大，rk、減小，有利于形核；另一方面隨過冷度增大， 原子從液相向晶胚擴散得速率降低，不利于形核。形核率可用下式表示：N=N1N2 2、5決定晶體長大方式與長大反方式主要原因：晶核界面結(jié)構(gòu)、界面附近得溫度分布及潛熱得釋放與逸散條 件。生長線速度：單位時間內(nèi)晶體長大得線速度。 活性質(zhì)點：滿足點陣匹配原理得界面，可對形核起催化作用。 變質(zhì)處理:在澆注前往液態(tài)金屬中加

8、入形核劑，促進大量非均勻形核來細化晶粒得方法 變質(zhì)劑:能提供結(jié)晶核心，或起阻止晶粒長大得作用得物質(zhì)。 晶體長大得機制：二維晶核長大機制、螺形位錯長大機制、垂直長大機制。常溫下，金屬晶粒越細小，則強度 硬度越高，塑性韌性也越好 細化晶粒得方法：（1）提高過冷度。降低澆鑄溫度，提高散熱導(dǎo)熱能力適用于小件。（2）化學(xué)變質(zhì)處理，加入形核 劑（孕育劑）。促進非均勻形核，阻礙晶粒長大。（3）振動與攪拌。輸入能量提高形核率；使凝固過程中正在長大 得晶體破碎，增加核心。 第3章二元合金相圖與合金得凝固（掌握二元合金圖） 相圖：就是表明合金系中各種合金相得平衡條件與相與相之間關(guān)系得一種簡明示圖 平衡：就是指在一

9、定條件下合金系中參與相變過程得各相得成分與質(zhì)量分數(shù)不再變化所達到得一種狀態(tài)。 影響相結(jié)構(gòu)得因素：1、負電性因素2、原子尺寸因素 3、電子濃度因素 建立相圖得方法：熱分析法，金相組織法，X射線分析法，硬度法，電阻法，熱膨脹法， 相律：熱力學(xué)平衡條件下，系統(tǒng)得組元數(shù)、相數(shù)與自由度數(shù)之間得關(guān)系。表達式：f=c-p+2;壓力為常數(shù) 時，f=c-p+1。杠杠定律：（書上p67公式牢記） 有序固溶體：又稱為超點陣，溶質(zhì)原子按適當比例并按一定順序與一定方向圍繞溶劑原子分布時就形成有序 固溶體。 置換固溶體：指溶質(zhì)原子位于溶劑晶格得某些節(jié)點位置所形成得固溶體。 間隙固溶體：溶質(zhì)原子填入溶劑原子間得一些間隙中形

10、成得固溶體。 晶格畸變：由于異類原子得溶入或塑性變形等原因造成得點陣中得原子偏離其正常平衡位置得現(xiàn)象。 影響固溶度得因素：1、原子尺寸因素 2、負電性因素3、電子濃度因素 4、晶體結(jié)構(gòu)因素 5、溫度因素 只有r溶質(zhì)/ r溶劑0、59時,才有可能形成間隙固溶體。 金屬間化合物一般具有高熔點、高硬度、與脆性大。 分類:1、正常價化合物 2、電子化合物3、間隙相合 間隙化合物。 固溶體合金結(jié)晶兩大特點：1異分結(jié)晶一結(jié)晶時結(jié)晶出得固相與液相成分不同，也稱為選擇性結(jié)晶。2變溫結(jié) 晶固溶體合金得結(jié)晶需要在一定溫度范圍內(nèi)進行。 晶內(nèi)偏析：一個晶粒內(nèi)部化學(xué)成分不均勻現(xiàn)象。枝晶偏析：樹枝晶得枝干與枝間化學(xué)成分不

11、均勻得現(xiàn)象。消 除枝晶偏析：擴散退火或均勻化退火 對偏析得影響：1、與分別配系數(shù) K0有關(guān)（k0大于1，k0值越小偏析越大；k0大于1，k0越大偏析越大）2、原子 擴散（成反比）3、冷卻速度（一般冷卻速度越大偏析越嚴重） 成分過冷：液界面前沿液相中得成分有所差別，導(dǎo)致固液界面前沿得熔體得溫度低于實際液相線溫度，從而產(chǎn) 生得過冷。 四種相圖（又要有術(shù)記住得） 共晶反應(yīng)式為Ld a c+B e共晶反應(yīng)得特點就是 發(fā)生共晶反應(yīng)時三相共存，它們各自得成分就是確定得， 反應(yīng)在恒溫下平衡得進行。 第四章鐵碳合金 鐵素體：碳溶于a鐵中得間隙固溶體 ，體心立方晶格，性能與純鐵基本相同，塑性與韌性很好，但其強度

12、很低居 里點也就是770 C，最大溶碳能力727 C時為0、0218%。 奧氏體：碳溶于丫鐵中得間隙固溶體，面心立方晶格，塑性很好，但具有順磁性，比容最小。最大溶碳能力1148C 時為2、11%。 S鐵素體：碳溶于過共析鋼AC1以上30 50C 淬透性 : 表示 A 化后得鋼在淬火時獲得 M 得能力。大小用鋼在一定條件下淬火獲得得淬透層深度表示。 淬硬性 : 表示鋼淬火時得硬化能力 ，用淬成馬氏體可能得到得最高硬度表示 ，它主要取決于 M 中含碳量得大 小。 低溫回火：溫度:150 250C組織：回火M,特別適用于 高碳鋼與高碳合金鋼。 作用 :減小內(nèi)應(yīng)力 ，并進一步提高鋼得強度與塑性 ，保持優(yōu)良得綜合機械性能 中溫回火:350500C回火T,主要用于各種彈簧零件及熱作模具鋼 高溫