工程材料學總結

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上工程材料學總結 第一部分：晶體結構與塑性變形一、三種典型的金屬晶體結構1bcc、fcc、hcp的晶胞結構、內(nèi)含原子數(shù)，致密度、配位數(shù)。2立方晶系的晶向指數(shù)uvw、晶面指數(shù)(hkl)的求法和畫法。3晶向族/晶面族的意義（原子排列規(guī)律相同但方向不同的一組晶向/晶面，指數(shù)的數(shù)字相同而符號、順序不同），會寫出每一晶向族/晶面族包括的全部晶向/晶面。4bcc、fcc晶體的密排面和密排方向。 密排面 密排方向 fcc 111 bcc 110 二、晶體缺陷1點缺陷、線缺陷、面缺陷包括那些具體的晶體缺陷。如：位錯是線缺陷，晶界（包括亞晶界）是面缺陷三、塑性變形與再結晶1滑移的本質(zhì)：滑

2、移是通過位錯運動進行的。2滑移系 =滑移面 + 其上的一個滑移方向?；泼媾c滑移方向就是晶體的密排面和密排方向。3強化金屬的原理及主要途徑：阻礙位錯運動，使滑移進行困難，提高了金屬強度。主要途徑是細晶強化（晶界阻礙）、固溶強化（溶質(zhì)原子阻礙）、彌散強化（析出相質(zhì)點阻礙）、加工硬化（因塑變位錯密度增加產(chǎn)生阻礙）等。4冷塑性變形后金屬加熱時組織性能的變化過程：回復再結晶晶粒長大。性能變化：回復：不引起硬度大的變化； 再結晶：硬度大幅度降低5冷、熱加工的概念冷加工：在再結晶溫度以下進行的加工變形，產(chǎn)生纖維組織和加工硬化、內(nèi)應力。熱加工：在再結晶溫度以上進行的加工變形，同時進行再結晶，產(chǎn)生等軸晶粒，加

3、工硬化、內(nèi)應力全消失。6熱加工應使流線合理分布，提高零件的使用壽命。第二部分：金屬與合金的結晶與相圖一、 純金屬的結晶1為什么結晶必須要過冷度？2結晶是晶核形成和晶核長大的過程。3細化晶粒有哪些主要方法？（三種方法）二、二元合金的相結構與相圖1固溶體和金屬化合物的區(qū)別。（以下哪一些是固溶體，哪一些是金屬化合物：-Fe、 -Fe、 Fe3C、 A、 F、 P、 Ld、 S、 T、 B上、B下、M片、M條？）2勻晶相圖在兩相區(qū)內(nèi)結晶時兩相的成分、相對量怎樣變化？熟練掌握用杠桿定律計算的步驟：將所求材料一分為二，注意杠桿的位置和長度，正確列出關系式。3共晶（析）相圖熟悉共晶（析）相圖的基本形式（水平

4、線、一變二）。會區(qū)分共晶（析）體、先共晶（析）相、次生相（二次相）。 注意：共晶成分與共晶反應成分范圍的區(qū)別 共晶成分具有最好的鑄造性能 會在相圖中填寫組織組成物（或相組成物），掌握不同合金在室溫時的平衡組織, 會熟練應用杠桿定律計算相組成物和組織組成物的相對量（重點）。三、Fe- Fe3C 相圖 （重點）1.默繪相圖并牢記共晶轉(zhuǎn)變和共析轉(zhuǎn)變的溫度與各相成分。2.掌握各類合金平衡結晶過程與室溫時的平衡組織，會畫符合要求的平衡組織示意圖：各組織組成物的形態(tài)，在相圖上標注各組織組成物。3.會用杠桿定律計算相組成物和組織組成物的相對量。第三部分：各類材料與鋼鐵熱處理（重點）一、各類材料的牌號、熱處理

5、和用途1 會根據(jù)牌號確定鋼的化學成分（碳及合金元素的含量范圍）。結構鋼鋼號特征： 前二位數(shù)字(萬分比) 普通碳素結構鋼（如Q235等）、普通低合金鋼（如Q295等）包括：工程構件用鋼： 含碳量小于0.20%。熱處理：熱軋空冷后(相當于正火)直接使用機器零件用鋼： 按含碳量區(qū)分，由低到高是滲碳鋼(0.10 - 0.25%)(碳素鋼：15, 20, 合金鋼：20Cr, 20CrMnTi,20CrMnMo,18Cr2Ni4WA)熱處理：表面滲碳淬火低溫回火組織：外表面，中部，心部用途：齒輪調(diào)質(zhì)鋼(0.35 - 0.50%)(碳素鋼：40, 45; 合金鋼：40Cr, 35CrMo, 40CrNiMo

6、)、熱處理：調(diào)質(zhì)處理，即淬火高溫回火組織：S回用途：軸，彈簧鋼(0.50 - 0.90%)(碳素鋼：0.6-0.9%, 70,)( 合金鋼：0.5-0.7%, 65Mn(小), 55Si2Mn，60Si2Mn（中）,50CrVA（大）) 熱處理：（熱成型）淬火 +中溫回火，組織：T回（冷成型）A化，然后在500-550等溫，組織：索氏體 用途：汽車板簧滾動軸承鋼(約1.0%) （合金鋼：GCr15, GCr15SiMn）熱處理：淬火低溫回火冷處理組織：M回+彌散碳化物用途：軸承工具鋼鋼號特征： 前一位或無數(shù)字（千分比）例如：碳素工具鋼（T+數(shù)字， T：碳的漢語拼音， 數(shù)字：C含量千分比），合金

7、鋼：如高速鋼包括：刃具用鋼：碳素工具鋼：C:0.65-1.25%; T7(A)T12(A)熱處理：水（油淬）低溫回火低合金刃具鋼：C=0.75-1.25%, 8MnSi, 9SiCr 熱處理：油淬低溫回火高速鋼：C:0.7-1.9%, W18Cr4V, W6Mo5Cr4V2 （C1.0）熱處理：高溫（油）淬火多次高溫回火 模具用鋼：冷作模具鋼：C量大于0.90%的工具鋼，如:T10A， 9Mn2V 熱處理：低淬低回， or 高淬高回熱作模具鋼:C:0.30 - 0.60%的工具鋼, 如：3Cr2W8V， 5CrNiMo熱處理：淬火高溫回火 量具用鋼：C:0.9-1.5%,碳素工具鋼:T10A,

8、 T12A熱處理：水（油淬）低溫回火低合金工具鋼：9SiCr, GCr15,熱處理：淬火（油）冷處理低溫回火不銹鋼鋼： Cr含量13%, 如：1Cr18Ni9Ti（A型），3Cr13（M型），1Cr17（F型），A型不銹鋼熱處理工藝：固溶熱處理2鋼的熱處理工序及應用預先熱處理及作用： 完全退火（用于亞共析鋼，用于組織均勻化， Ac3+30 C） 球化退火（用于共析鋼 、過共析鋼, Ac1+30 C） 正火 （過共析鋼中消除網(wǎng)狀二次碳化物，低碳亞共析鋼中代替完全退火, Ac3(ACcm)+30 C）；作用：調(diào)整力學性能，便于加工最終熱處理、作用及組織一般： 低溫回火（用于刃具、冷模具等） 淬火

9、+ 中溫回火（用于彈簧等） 高溫回火（即調(diào)質(zhì)，用于軸類等）特殊： 構件用鋼：不淬火，在熱軋或正火（空冷）狀態(tài)使用； 滲碳鋼：先滲碳，再淬火 + 低溫回火。3 鑄鐵、有色金屬材料的分類要求掌握鑄鐵的分類并認識牌號（HT、QT、KT等 ）。了解鑄鐵中石墨形態(tài)（幾種形態(tài)？）對鑄鐵性能的影響。要求認識鋁合金、銅合金、鈦合金的類型和強化途徑。 鋁合金的強化：時效強化（變形鋁合金）4 材料力學性能各指標的符號、名稱。二、 熱處理原理1 鋼加熱到臨界點（AC1/AC3/ACm）以上形成奧氏體，應控制加熱溫度和保溫時間以避免晶粒長大。2 共析鋼的TTT曲線示意圖。3 熟悉P、S、T、B上、B下、M片、M條的獲

10、得及形態(tài)。所有相轉(zhuǎn)變都包括形核 與 長大。4 M的性能：硬度決定于馬氏體內(nèi)含碳量，韌性決定于馬氏體的粗細及形態(tài)。5TTT曲線的應用： 冷卻方式 畫冷卻曲線 所得組織6回火形成粒狀組織M回、T回、S回（T回、S回與片狀組織T、S無關）。三、 熱處理工藝1.會確定加熱溫度退火、正火、淬火：碳鋼：臨界點（AC1/AC3/ACm）+ 30；合金鋼原則相同，但溫度較高。回火： 低溫回火，中溫回火，高溫回火（用于淬火后的熱處理）2. 冷卻方式與目的 退火爐冷；正火空冷；淬火單液淬火，水淬油冷，分級淬火（減小內(nèi)應力），等溫淬火（獲得B下）3淬透性與淬硬性的區(qū)別淬透性：鋼淬火獲得M多少的能力，決定于C曲線左右

11、的位置。淬硬性：鋼淬火獲得M的硬度高低，決定于M內(nèi)的含碳量。故高碳鋼的淬硬性好而淬透性不好，低碳合金鋼的淬透性好而淬硬性不夠（如20CrMnTi）。四、要求會定性分析合金元素在鋼中主要作用的原因。 提高淬透性（主要取決于合金元素），固溶強化，彌散強化，細化晶粒所有合金元素都提高回火穩(wěn)定性。五、高速鋼1萊氏體鋼的鍛造： 萊氏體鋼內(nèi)存在不均勻分布的粗大共晶碳化物，嚴重降低鋼的性能，不能用熱處理方法消除，必須進行反復多向的鍛造擊碎之，使之分布均勻，改善組織性能。高速鋼及Cr12型鋼都是萊氏體鋼。2為獲得高速鋼的紅硬性，其熱處理工藝應當： 高溫淬火形成高碳高合金度的馬氏體 高溫加熱（W18Cr4V 1

12、280；W6Mo5Cr4V2 1220）使大量碳化物溶入奧氏體，形成高碳高合金度的奧氏體，經(jīng)淬火形成高碳高合金度的馬氏體 + 大量殘余奧氏體 + 未溶碳化物，為二次硬化作準備。 560多次回火時發(fā)生二次硬化，原因是：彌散強化， 回火溫度達500以上時，從馬氏體內(nèi)析出大量穩(wěn)定的特殊合金碳化物，彌散分布，使硬度上升, 至560硬度達到峰值。二次硬化，在回火冷卻時發(fā)生A，向 M回 轉(zhuǎn)變，也使硬度上升。多次回火可繼續(xù)降低殘余奧氏體量，進一步提高硬度。最終組織：回火馬氏體 + 少量殘余奧氏體 + 碳化物六、典型零件的選材、熱處理及工藝路線 （綜合應用）1、 選材原則：力學性能；工藝性能；經(jīng)濟性；（輕型、高壽命）2 軸類零件: 調(diào)質(zhì)鋼， 如：40， 40Cr等熱處理：調(diào)質(zhì)（即淬火 + 高溫回火）。（S回）彈簧零件：彈簧鋼。如：60Si2Mn熱處理：淬火 + 中溫回火。(T回)機床齒輪：調(diào)質(zhì)鋼， 如： 40， 40Cr熱處理：調(diào)質(zhì)表面淬火 （高頻）+ 低溫回火。汽車、拖拉機變速箱齒輪：滲碳鋼， 如：20Cr或20CrMnTi 熱處理：滲碳 + 淬火 + 低溫回火。2一般工藝路線： 鍛（鑄）造成形 預先（備）熱處理 粗加工 最終熱處理 精加工七、陶