工程材料復(fù)習(xí)-2012秋.ppt

1、工程材料 2012秋-復(fù)習(xí)大綱,1.名詞解釋(20分）,2.填空題（15分）,3.選擇題（15分）,4.判斷題（15分）,考試題型：,5.簡答題(17分）,6.綜合題（18分）,第一章 機(jī)械工程材料性能的要求,工程材料與機(jī)械零件所受三大負(fù)荷（及各負(fù)荷對機(jī)械零件產(chǎn)生的作用）力學(xué)負(fù)荷、熱負(fù)荷、環(huán)境介質(zhì)作用； 工程材料的性能（特別注意：彈性變形、塑性變形、強(qiáng)度、硬度、剛度、疲勞極限等 、另外：關(guān)注硬度試驗及選用原則及其優(yōu)缺點(diǎn)）； 工程材料類型及主要特征： 按化學(xué)組成分： 金屬材料、高分子材料、陶瓷材料、復(fù)合材料（各自的主要特征）,第二章 材料的組成和內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征,1、材料的結(jié)構(gòu) （1）所有的固態(tài)物質(zhì)

2、就其原子（或分子）排列的規(guī)則性來分類，可分為：晶體、非晶體 單晶體各向異性，多晶體各向同性 （2）金屬的常見晶體結(jié)構(gòu)： 體心立方、面心立方、密排六方 塑性變形能力比較：面心立方體心立方 密排六方；,（3）晶體缺陷： 點(diǎn)缺陷 空位：晶格中的空結(jié)點(diǎn)。 間隙原子：擠進(jìn)晶格間隙中的原子。 置換原子：取代原來原子位置的外來原子。 線缺陷位錯 面缺陷晶界和亞晶界,細(xì)晶強(qiáng)韌化在常溫下使用的金屬材料，一般情況下晶粒越小，強(qiáng)度、硬度越高，塑性、韌性越好。因為金屬的晶粒越細(xì)，晶界總面積越大，位錯運(yùn)動阻力越大，使得金屬塑性變形的抗力越高，所以使強(qiáng)度、硬度越高。在相同變形量下，晶粒越細(xì)的金屬，單位體積內(nèi)同時參與變形的

3、晶粒數(shù)目越多,變形越均勻，應(yīng)力集中越小，使其塑性、韌性越好細(xì)晶強(qiáng)韌化。 第二相（彌散）強(qiáng)化概念當(dāng)硬而脆的金屬間化合物呈彌散狀分布于固溶體基體上時，使強(qiáng)度、硬度增加，而塑韌性略有下降或不降的現(xiàn)象。沉淀（時效）強(qiáng)化,2、相圖與相變 （1）合金、組元、相、固溶體、固溶強(qiáng)化 （概念） （2）合金的兩大相結(jié)構(gòu)： 固溶體： 金屬間化合物 （3）相圖：勻晶L ；共晶L+ ；共析 +,（4）鐵碳合金： 組成相（五種）及各自的性能特點(diǎn) ： 鐵素體：碳在-Fe中的間隙固溶體。 奧氏體：碳在-Fe中的間隙固溶體。 珠光體：F與Fe3C組成的片層狀的機(jī)械混合物。 馬氏體：碳在-Fe中的過飽和固溶體。 室溫組織：（ 鋼

4、、鐵） 含碳量對鐵碳合金組織及力學(xué)性能的影響,Fe-C 合金分類及室溫下的平衡組織,工業(yè)純鐵 C % 0.0218 %,鋼 0.0218 % C % 2.11 %,亞共析鋼 C % 0.77 %, 平衡組織：F+P共析鋼 C % 0.77 %, 平衡組織： P過共析鋼 C % 0.77 %, 平衡組織：P+Fe3C,白口鑄鐵 2.11 % C % 6.69 %,亞共晶白口鐵 C % 4.3 % ,平衡組織：P+Fe3C+ Ld/ 共晶白口鐵 C % 4.3 % ,平衡組織：Ld/ (低溫萊氏體) 過共晶白口鐵 C % 4.3 %,平衡組織：Fe3C+ Ld/,例題與作業(yè),第三章 工程材料成型過

5、程中行為與性能變化,1、金屬的凝固 （1）純金屬的結(jié)晶： 過冷現(xiàn)象；過冷度概念；冷卻速度與過冷度； （2）晶粒大小對金屬性能的影響（細(xì)晶強(qiáng)韌化） （3）形核率、長大速度的概念 （4）細(xì)化晶粒的方法（即如何控制晶粒大小）： 增加過冷度；變質(zhì)處理；機(jī)械振動、攪拌,2、鑄錠組織：（三個晶區(qū)，各自的性能特點(diǎn)） 3、冷變形加工： （1）加工硬化（概念）； （2）冷變形金屬加熱工程中，其組織和性能一般要經(jīng)歷三個階段變化：回復(fù)、再結(jié)晶（概念）、晶粒長大。 冷熱加工的區(qū)分界線: 再結(jié)晶溫度 注意課本中的例題,第四章 改善材料性能的熱處理、合金化及改性,1、鋼材加熱和冷卻時的轉(zhuǎn)變 （1）加熱時的轉(zhuǎn)變 奧氏體化步

6、驟： A形核； A晶核長大； 殘余滲碳體溶解； A成分均勻化。,（2）冷卻時的轉(zhuǎn)變,等溫轉(zhuǎn)變曲線及轉(zhuǎn)變組織（注意各區(qū)轉(zhuǎn)變產(chǎn)物、不同鋼種C曲線的穩(wěn)定性比較）,650,600,550,350,P,S,T,B上,B下,M,M+A,AP,AS,AT,AB上,AB下,AM,過冷A,過冷A,過冷A,過冷A,過冷A,加入合金元素后，C曲線位置的變化（注意特例），C曲線越往右，鋼的淬透性越好； 2、預(yù)先熱處理：退火、正火、調(diào)質(zhì)（注意概念） 退火包括：（各種退火的目的、使用范圍） 擴(kuò)散退火、再結(jié)晶退火、去應(yīng)力退火、球化退火,3、最終熱處理：淬火、回火 （1）淬透性與C曲線的關(guān)系；合金元素對淬透性的影響 （2）淬

7、火三原則、淬火工藝、淬火后的組織 （3）回火按溫度高低分為：高溫回火、中溫 回火、低溫回火；（回火目的、回火后的組織、應(yīng)用舉例 ） 注：回火索氏體的性能明顯優(yōu)于奧氏體等溫冷卻直接所得到的片層狀索氏體的性能。,注意課后作業(yè)題,第五章 常用金屬材料與性能,1、合金鋼的分類： （1）按含碳量高低分 （2）按合金元素含量高低分 （3）合金結(jié)構(gòu)鋼按用途及熱處理特點(diǎn)分 （4）按鋼的退火狀態(tài)分,2、牌號： （1）、結(jié)構(gòu)鋼： 以 Q+屈服強(qiáng)度值表示：碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金（高強(qiáng)度）結(jié)構(gòu)鋼 開頭以C含量萬分?jǐn)?shù)表示（2位）： 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼（10、25、45）； 合金結(jié)構(gòu)鋼：合金滲碳鋼、合金調(diào)質(zhì)鋼、合金彈簧鋼 （2）

8、、工具鋼 碳素工具鋼：T+C質(zhì)量的千分?jǐn)?shù)表示 合金工具鋼：開頭以C質(zhì)量的千分?jǐn)?shù)表示（1位）（當(dāng)C% 1.0%時省略不標(biāo)） 另須注意軸承鋼的牌號：例如GCr15,3、高速鋼牌號特點(diǎn)、熱處理工藝及組織 4、按石墨形態(tài)的差異，灰口鑄鐵分為灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵（注意牌號及含義） 。 5、有色金屬及合金的熱處理強(qiáng)化,3、滲碳鋼、調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼(60Si2Mn、65Mn) （1）、用途及性能特點(diǎn)； （2）、成分特點(diǎn)（包括碳元素的含量及其它主要合金元素類型及作用）； （3）、主要的熱處理工藝特點(diǎn)及熱處理后所獲得的主要組織； （4）、常用鋼種的牌號。,合金滲碳鋼 （1）用途及性能特點(diǎn)： 用于承

9、受較大沖擊載荷、同時表面經(jīng)受強(qiáng)烈摩擦磨損的零件。滲碳及淬火、回火后，表硬內(nèi)韌。 （2）成分特點(diǎn)： 低碳（0.25%），保證滲碳及熱處理后表、里的良好配合。 加提高淬透性的元素Cr、Mn、Ni、B等，保證心部良好的強(qiáng)韌性。 加V、Ti、W等，阻止?jié)B碳時晶粒長大。 （3）熱處理特點(diǎn)：滲碳、淬火、低溫回火 （4）常用鋼種：20Cr、20MnTiB、20CrMnMo,合金調(diào)質(zhì)鋼 （1）用途及性能特點(diǎn)： 高強(qiáng)度（承受較大負(fù)荷）及高韌性（防止斷裂事故）的重要零件，具有良好的綜合力學(xué)性能。 （2）成分特點(diǎn)： 中碳（0.30-0.5%），保證熱處理后足夠強(qiáng)度，又不致太脆。 加提高淬透性的元素Cr、Mn、Ni、B等，保證大截面均一的性能。 加V、Mo、W等細(xì)化晶