金属材料学总复习资料
金材总复习一
金材总复习一一、填空1、金属材料的性能一般分为两类，一类是使用性能，它包括、和等，另一类是工艺性能，它包括、、、和等。
2、强度的常用衡量指标有和，分别用符号和表示。
3、500HBW5/1000表示用直径为 mm，材料为球形压头，在 N的压力下，保持 s,测得的硬度值为。
4、原子呈无序堆积状况的物体称为。
原子呈有序、有规则排列的物体称为。
一般固态金属都属于。
5、常见的金属晶格类型有晶格、晶格和晶格三种。
铬属于晶格，铜属于晶格，锌属于晶格。
6、晶体中的某些原子偏离正常位置，造成原子排列的不完全性称为，常见的类型有、和。
7、所谓热处理，就是将的金属或合金采用适当的方式进行、和以获得所需的与性能的工艺。
钢能通过热处理改变组织结构和性能的根本原因是由于的特性。
8、常用的常规热处理方法有、、、。
而表面热处理又可分为和。
9、钢在加热时的组织转变，主要包括奥氏体的和两个过程。
10、为了得到细小而均匀的奥氏体晶粒，必须严格控制和，以避免发生晶粒粗大的现象。
11、过冷奥氏体的转变包括、和等三种类型的转变。
12、珠光体型转变时，则形成的珠光体片层越细，其塑性变形越大，和越高。
13、贝氏体可分为和，其中是一种较理想的组织。
14、通常金属材料最适合切削加工的硬度约在范围内，为了使钢在切削时的硬度在这一范围内，低碳钢和中碳钢多采用，而对于高碳钢通常要先进行正火再进行。
15、合金是以一种金属为基础，加入其他或经过熔合而获得的具有的材料。
16、合金中成分，结构及性能相同的组成部分称为。
17、根据合金中各组元之间的相互作用不同，合金的组织可分为、和三种。
18、根据溶质原子在溶剂晶格中所处的位置不同，固溶体可以分为与两种。
19、铁碳合金的基本相是、和。
20、碳素钢是含碳量小于，而且不含有合金元素的铁碳合金。
21、碳素钢中除铁、碳外，还常含有、、和等元素。
其中、是有益元素，、是有害元素。
22、含碳量小于的钢为低碳钢，含碳量为的钢为中碳钢，含碳量大于的钢为高碳钢。
金属材料复习资料
金属材料复习资料1、《金属材料学》这门课的核心内容是什么？答：钢的合金化原理2、合金元素在钢中的存在方式有哪几种？简要说明。
答：溶于固溶体（奥氏体、铁素体、马氏体等），有间隙型和置换型两类形成各类碳化物和氮化物存在于金属间化合物，常见于高速钢中各类夹杂物（氧化物or硫化物）自由态，极少数元素，如Pb3、钢种常见碳化物的类型？并按结构和性能进行分类。
答：第一类简单点阵结构的碳化物MC or M2C，硬度、熔点高，稳定性好第二类复杂点阵结构的碳化物M3C、M7C3、M23C6、M6C，硬度、熔点较低，稳定性差。
其中M6C型碳化物为复杂点阵结构，但性能接近于简单点阵结构的碳化物4、影响合金元素在钢中固溶度大小的因素主要有哪几个？答：合金元素在钢中的固溶形式主要为置换固溶和间隙固溶。
铁基固溶体中合金元素的固溶度主要取决于合金元素与钢基体的点阵结构、原子尺寸因素和电子结构。
铁的间隙固溶体是较小原尺寸的合金元素存在于Fe晶体的间隙位置所组成固溶体，主要取决于Fe基体的晶体结构和间隙元素的原子尺寸。
5、提高钢淬透性的方法和主要作用是什么？答：提高钢淬透性即为提高钢淬火时获得马氏体的能力。
添加合金元素是提高钢淬透性的主要方法，同时必须要保证足够的奥氏体化加热温度，以确保合金元素溶于奥氏体中。
提高钢淬透性的合金元素主要有Mn、Cr、Si、Ni、C等，合金元素的复合使用对提高钢淬透性的作用更加显著。
通过提高淬透性，一方面可使得工件得到均匀而良好的力学性能，同时可在淬火时采用较为缓和的冷却介质，减少工件的变形与开裂倾向。
1、解释为何4Cr13钢中含碳量为0.4%左右（质量分数），但已经属于过共析钢。
答：Cr元素使共析S点向左移动，当Cr含量达到一定程度时，S点已左移到小于0.4%C，所以4Cr13是属于过共析钢。
2、解释为何应严格控制钢中杂质元素S、P的含量。
答：S能形成FeS，其熔点为989℃，钢件在大于1000℃的热加工温度时FeS会熔化，所以易产生热脆；P能形成Fe3P，性质硬而脆，在冷加工时产生应力集中，易产生裂纹而形成冷脆。
金属材料学复习资料
金属材料学复习资料题型：判断，选择，简答，问答第一章1.要清楚的三点：1)同一零件可用不同材料及相应工艺。
例：调质钢；工具钢代用调质钢：在机械零件中用量最大，结构钢在淬火高温回火后具有良好的综合力学性能，有较高的强韧性。
适用于这种处理的钢种成为调质钢。
调质钢的淬透性原则，指淬透性相同的同类调质钢可以互相代用。
2)同一材料，可采用不同工艺。
例：T10钢，淬火有水、水-油、分级等。
强化工艺不同，组织有差别，但都能满足零件要求。
力求最佳的强化工艺。
淬火冷却方式常用水-油双液淬火、分级淬火。
成本低、工艺性能好、用量大。
3)同一材料可有不同的用途。
例：60Si2Mn有时也可用作模具。
低合金工具钢也可做主轴，GCr15也可做量具、模具等。
60Si2Mn是常用的硅锰弹簧钢，主要用于汽车的板弹簧。
低合金工具钢可制造工具尺寸较大、形状比较复杂、精度要求相对较高的模具。
GCr15只在对非金属夹杂物要求不严格时，制作切削工具、量具和冷轧辊等。
2.各种强化机理（书24页）钢强化的本质机理：各种途径增大了位错滑移的阻力，从而提高了钢的塑性变形抗力，在宏观上就提高了钢的强度。
1)固溶强化：原子固溶于钢的基体中，一般都会使晶格发生畸变，从而在基体中产生弹性应力场，弹性应力场与位错的交互作用将增加位错运动的阻力。
从而提高强度，降低塑韧性。
2)位错强化：随着位错密度的增大，大为增加了位错产生交割、缠结的概率，所以有效阻止了位错运动，从而提高了钢的强度。
但在强化的同时，也降低了伸长率，提高了韧脆转变温度。
3)细晶强化：钢中的晶粒越细，晶界、亚晶界越多，可有效阻止位错运动，并产生位错塞积强化。
细晶强化既提高了钢的强度，又提高了塑性和韧度，所以是最理想的强化方法。
4)第二相强化：钢中微粒第二相对位错有很好的钉扎作用，位错通过第二相要消耗能量，从而起到强化效果。
根据位错的作用过程，分为切割机制和绕过机制。
根据第二相形成过程，分为回火时第二相弥散沉淀析出强化；淬火时残留第二相强化。
金属材料知识点复习汇总
金属材料知识点复习汇总1、金属材料包括？答：纯金属以及它们的合金。
2、金属的使用的顺序？目前世界年产量前三的金属由多到少的顺序？答：铜铁铝；铁>铝>铜3、纯金属的物理性质？答：共性：有光泽、导电性、导热性、延展性。
特性：大多数金属都呈银白色，但铜是紫红色，金呈黄色。
在常温下，大多数金属都是固体，但汞是液体。
4、金属之最（1）地壳中含量最高的金属元素——铝（2）人体中含量最高的金属元素——钙（3）目前世界年产量最高的金属——铁（4）熔点最高的金属——钨（常用作灯丝）（5）熔点最低的金属——汞（俗称水银，体温计中的液体物质）5、合金概念？答:合金是指在金属中加热融合某些金属或非金属而制得的具有金属特征的物质，属于混合物6、合金的特征？答：硬度大，熔点低，抗腐蚀性能好。
7、常见的铁合金及它们的区别答:生铁，含碳量为2％~4.3％钢，含碳量为0.03％~2％区别：含碳量不同8、钛和钛合金的优点？答：钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料，它们具有很多优良的性能，如：熔点高，密度小，可塑性好，易于加工，机械性能好，尤其抗腐蚀性能好，，与人体有很好的相容性，因此可以用来制造人造骨。
9、铝抗腐蚀性能好的原因？答:铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝的进一步氧化，因此，铝具有很好的抗腐蚀性能。
10、真金不怕火炼说明？答：说明金的化学性质不活泼，即使在高温时也不与氧气反应。
11、镁铝铁铜分别与氧气反应的化学方程式。
答：2Mg+O2点燃2MgO 4Al+3O22Al2O32Cu+O2△2CuO 3Fe+O2点燃Fe3O412答：镁剧烈反应，产生大量气泡。
Mg+2HCl MgCl2+H2↑Mg+H2SO4MgSO4+H2↑铝剧烈反应，产生大量气泡。
2Al+6HCl AlCl3+3H2↑2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2↑锌反应较剧烈，有较多气泡产生。
Zn+2HCl ZnCl2+H2↑Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑铁有少量气泡产生，溶液有无色变为浅绿色。
金属材料学总复习资料
金属材料学总复习资料引言金属材料学是材料科学中的重要分支，研究金属材料的性质、结构以及制备工艺等方面。
本文档旨在为金属材料学的学习者提供一份全面的复习资料，以帮助他们更好地理解和掌握金属材料学的关键概念和理论。
本文档将涵盖金属材料的分类、晶体结构、性能测试以及常见金属材料的应用等内容。
一、金属材料的分类根据金属材料内在的性质和用途，金属材料可以分为以下几类：1.纯金属：由单一金属元素组成，具有较高的热导性和电导性，例如铜、铝等。
2.合金：由两种或两种以上金属元素组成，具有较好的力学性能和耐腐蚀性，例如钢、铝合金等。
3.亚稳金属：具有一定的稳定性，但在特定条件下可能发生相变，例如亚稳钢。
4.非晶金属：由无定形结构的金属原子组成，具有高强度和高韧性，例如非晶合金。
二、金属材料的晶体结构金属材料的晶体结构是衡量其性能和特性的重要因素。
晶体结构可以通过以下几种方式进行分类：1.面心立方结构（FCC）：最密堆积方式，常见金属材料如铜、铝等即采用此结构。
2.体心立方结构（BCC）：次密堆积方式，常见金属材料如铁、钨等即采用此结构。
3.密排六方结构（HCP）：常见金属材料如钛、锌等即采用此结构。
理解金属材料的晶体结构可帮助我们更好地理解它们的物理、化学和力学性质，并为后续的材料加工和应用提供指导。
三、金属材料的性能测试金属材料的性能测试是评估其质量和可靠性的重要手段。
常见的金属材料性能测试包括以下几个方面：1.强度测试：包括抗拉强度、屈服强度、抗压强度等。
2.硬度测试：常用方法有布氏硬度、洛氏硬度等。
3.韧性测试：通常使用冲击试验和拉伸断裂试验来评估材料的韧性。
4.热性能测试：包括热膨胀系数测试、热导率测试等。
通过对金属材料的性能测试，我们可以了解其结构与性能之间的关系，并确定最适用于特定应用的材料。
四、常见金属材料及其应用金属材料广泛应用于各个领域，下面列举了一些常见的金属材料及其应用：1.铜：具有良好的导电性能和导热性能，广泛应用于电器、建筑等领域。
金属材料学复习资料
第三章合金元素：合金元素是指为了保证获得所要求的组织、结构，物理-化学性能和力学性能，而特别添加到钢中的化学元素。
杂质：冶炼时由原料以及冶炼方法和工艺操作等带入钢中的化学元素，称为杂质。
合金钢:为了保证一定的生产和加工工艺以及所要求的组织与性能，在化学成分上特别添加合金元素的铁基合金。
奥氏体相稳定化元素：使A3降低，A4升高，在较宽的成分范围内，促使奥氏体形成，即扩大了奥氏体相区。
（1）开启γ相区用Ni和Mn合金化的重要钢种属于这一类。
如果加入足够量的Ni或Mn，可完全使体心立方的α相从相图上消失，γ相保持至室温。
所以Ni和Mn可使铁的γ→α转变抑制到较低温度，即A1和A3点降低，故由γ区淬火到室温较易获得亚稳的奥氏体组织，它们是不锈钢中常用作获得奥氏体的元素。
（2）扩大γ相区虽然γ相区也随合金元素的加入而扩大，但由于固溶度不大，不能使之完全开启。
这类元素称为扩展γ相区的元素。
C和N是这种类型的最重要元素。
Cu、Zn和Au具有相同的影响。
γ区借助C及N而扩展，当C含量达到2.0%，可以获得均匀化的固溶体(奥氏体)，它构成了钢的整个热处理的基础。
α相稳定化元素（1）封闭γ相区许多元素限制γ-Fe的形成，使相图中γ相区缩小到一个很小的面积，形成了相圈(图3-lc)。
这意味着这些元素促进了体心立方铁(铁素体)的形成，其结果使α相与δ相区连成一片。
在生成α相的区域内合金不能用正常热处理制度(即通过γ/α转变区冷却进行热处理)。
Si、Al和强碳化物形成元素Ti、V、Mo、W，Cr均属于这一类元素。
（2）缩小γ相区如图3-ld所示。
这类合金元素虽然也使γ相区缩小，但由于固溶度小，不能使之完全封闭，故称为缩小γ相区元素。
B是这一类型中最有影响的元素，还有碳化物形成元素Zr、Nb、Ta均使γ相区显著缩小。
改变奥氏体相区的位置Fe-C相图中的奥氏体区即NJESC区。
合金元素以下列两种方式对奥氏体区(图3-2a和b)发生影响。
《金属材料》知识点复习
金属材料复习一、名词解释:①固溶强化：溶质原子溶入溶剂晶格中使晶格产生畸形，使塑性变形抗力增大，结果使金属材料的强度、硬度增高。
这种通过溶入溶质元素形成固溶体，使金属材料的强度、硬度升高的现象，称为固溶体强化。
（P24）②金属化合物：金属化合物是指合金组员间发生相互作用而形成的具有金属特性的一种新相，一般可用化学分子式表示。
（p24）③渗碳：渗碳是将工件在渗碳介质中加热、保温，使碳原子渗入工件表面形成一定厚度渗碳层的化学热处理工艺。
（p59）④同素异性体：金属在固态下，随着温度的改变由一种晶格转变为另一种晶格的现象称为同素异晶转变。
（p29）⑤奥氏体：碳溶解在r-Fe中形成的间隙固溶体称为奥氏体。
常用符号A表示。
（p29）⑥铁素体：碳溶解在a-Fe中形成的间隙固溶体称为铁素体。
用符号F 表示。
（p29）⑦珠光体：珠光体是渗碳体和铁素体片层相间、交替排列形成的混合物，用符号P表示。
（p29）⑧莱氏体：莱氏体是含碳量为4.3%的液态铁合金，是在1148度时从液相中同时结晶出奥氏体和渗碳体的混合物。
用符号Ld表示。
（p32）⑨马氏体：碳在a-Fe中的过饱和固溶体称为马氏体。
用符号M表示。
（p45）⑩调质：通过将淬火与高温回火相结合的热处理称为调质处理。
（p57）二、判断题1、（p17）①金属在外力的作用下产生的变形都不能恢复。
(错误)②一般低碳钢的塑性优于高碳钢，而硬度低于高碳钢。
（正确）③低碳钢、变形铝合金等塑性良好的金属适合于各种塑性加工。
（正确）④硬度实验测量简便，属非破坏性实验，且能反映其他力学性能，因此是生产中最常用的力学性能测量法。
（错误）⑤一般金属材料在低温时比高温时的脆性大。
（正确）⑥机械零件所受的应力小于屈服点时，是不可能发生断裂的。
（错误）2、（p39）金属在固态下都有同素异构转变。
（错误）3、（p136）①采用球化退火可获得球墨铸铁。
②灰铸铁不能淬火。
③可锻铸铁可锻造加工。
④通过热处理可改变铸铁中石墨的形状，从而改变性能。
(完整版)金属材料学知识整理(经典版)
第一章 合金化原理主要内容：概念：⑴合金元素：特别添加到钢中为了保证获得所要求的组织结构、物理、化学和机械性能的化学元素。
⑵杂质：冶炼时由原材料以及冶炼方法、工艺操作而带入的化学元素。
⑶碳钢：含碳量在0.0218-2.11%范围内的铁碳合金。
⑷合金钢：在碳钢基础上加入一定量合金元素的钢。
①低合金钢：一般指合金元素总含量小于或等于5%的钢。
②中合金钢：一般指合金元素总含量在5～10%范围内的钢。
③高合金钢：一般指合金元素总含量超过10%的钢。
④微合金钢：合金元素(如V,Nb,Ti,Zr,B)含量小于或等于0.1%，而能显著影响组织和性能的钢。
1.1 碳钢概论一、碳钢中的常存杂质1.锰（ Mn ）和硅（ Si ）⑴Mn ：W Mn ％<0.8％ ①固溶强化 ②形成高熔点MnS 夹杂物（塑性夹杂物），减少钢的热脆（高温晶界熔化，脆性↑）；⑵Si ：W Si ％<0.5％ ①固溶强化 ②形成SiO2脆性夹杂物；⑶Mn 和Si 是有益杂质，但夹杂物MnS 、SiO2将使钢的疲劳强度和塑、韧性下降。
2.硫（S ）和磷（P ）⑴S ：在固态铁中的溶解度极小， S 和Fe 能形成FeS ，并易于形成低熔点共晶。
发生热脆 (裂)。
⑵P ：可固溶于α-铁，但剧烈地降低钢的韧性，特别是低温韧性，称为冷脆。
磷可以提高钢在大气中的抗腐蚀性能。
⑶S 和P 是有害杂质，但可以改善钢的切削加工性能。
3．氮（N ）、氢（H ）、氧（O ）⑴N ：在α-铁中可溶解，含过饱和N 的钢析出氮化物—机械时效或应变时效（经变形，沉淀强化，强度↑，塑性韧性↓，使其力学性能改变）。
N 可以与钒、钛、铌等形成稳定的氮化物，有细化晶粒和沉淀强化。
⑵H ：在钢中和应力的联合作用将引起金属材料产生氢脆。
⑶O ：在钢中形成硅酸盐（2MnO•SiO2、MnO•SiO2）或复合氧化物（MgO•Al2O3、碳钢中的常存杂质 碳钢的分类 碳钢的用途 1.1 碳钢概论 主要内容 1.2 钢的合金化原理： ①Me 在钢中的存在形式 ②Me 与铁和碳的相互作用 ③Me 对Fe-Fe3C 相图的影响 ④Me 对钢的热处理的影响 ⑤Me 对钢的性能的影响 1.3合金钢的分类MnO•Al2O3）。
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安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20.10.2109:58:5709:58Oc t-2021- Oct-20
加强交通建设管理，确保工程建设质 量。09:58:5709:58:5709:58Wednesday, October 21, 2020
安全在于心细，事故出在麻痹。20.10.2120.10.2109:58:5709:58:57October 21, 2020
踏实肯干，努力奋斗。2020年10月21日上午9时58分 20.10.2120.10.21
追求至善凭技术开拓市场，凭管理增 创效益 ，凭服 务树立 形象。2020年10月21日星期 三上午9时58分 57秒09:58:5720.10.21
严格把控质量关，让生产更加有保障 。2020年10月 上午9时 58分20.10.2109:58Oc tober 21, 2020
➢ 合金模具钢（冷作模具钢和热作模具钢） ➢ 合金量具钢：
15
特殊性能钢
➢ 不锈钢（金属的防腐措施） ➢ 常用不锈钢（不锈的原理？组织和性能特点）：
马氏体型不锈钢（1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13） 铁素体型不锈钢（1Cr17、1Cr17Ti、1Cr28等） 奥氏体型不锈钢---18 – 8型钢 （0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、0Cr18Ni9Ti 、
Mf点下降）
C曲线右移、
Ms和
③合金元素对回火转变的影响（提高回火稳定性、产生二次
硬化）
14
合金钢的分类及牌号
➢ 合金结构钢：
低合金高强度结构钢（普低钢）、合金渗碳钢、合金调质 钢、合金弹簧钢、滚动轴承钢——性能及用途
➢ 合金工具钢：
合金刃具钢（低合金刃具钢、高速钢） 锻造→球化退火→机加工→淬火→回火（570℃三次）
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金属材料学复习资料一．名词解释1、合金元素: 为了得到一定的物理、化学或机械性能而特别添加到钢中的化学元素。
(常用M来表示)2、微合金元素:有些合金元素如V,Nb,Ti，Zr和B等，当其含量只在0.1％左右（如B 0。
001％，V 0。
2 %）时,会显著地影响钢的组织与性能,将这种化学元素称为微合金元素.3、奥氏体形成元素：在γ—Fe中有较大的溶解度，且能稳定γ相；如Mn, Ni，Co，C，N，Cu；4、铁素体形成元素：在α—Fe中有较大的溶解度，且能稳定α相。
如：V,Nb, Ti 等。
5、原位转变（析出）：元素向渗碳体富集，当其浓度超过在合金渗碳体中的溶解度时，合金渗碳体就在原位转变成特殊碳化物.6、离位转变（析出）:在回火过程中直接从α相中析出特殊碳化物，同时伴随着渗碳体的溶解，可使HRC 和强度提高（二次硬化效应）。
如V，Nb，Ti等都属于此类型.7、二次淬火:在强碳化物形成元素含量较高的合金钢中淬火后残余奥氏体十分稳定,甚至加热到500~600℃范围内回火时仍不分解，而是在冷却时部分转化成马氏体，使钢的硬度提高.8、二次硬化:在含有Ti、V、Nb、Mo、W等较高合金淬火后,在500~600℃范围内回火，在α相中沉淀析出这些元素的特殊碳化物，并使钢的硬度和强度提高9、液析碳化物：由于碳和合金元素偏析,在局部微小区域内从液态结晶时析出的碳化物。
10、带状碳化物:由于二次碳化物偏析，在偏析区沿轧向伸长呈带状分布。
11、网状碳化物：过共析钢在热轧（锻）加工后缓慢冷却过程中由二次碳化物以网状析出于奥氏体晶界所造成的。
12、水韧处理:高锰钢铸态组织中沿晶界析出的网状碳化物显著降低钢的强度、韧性和抗磨性.将高锰钢加热到单相奥氏体温度范围,使碳化物充分溶入奥氏体，然后水冷，获得单一奥氏体组织。
13、超高强度钢：用回火M和下B作为其使用组织，经过热处理后一般讲，抗拉强度在大于1400MPa,（或屈服强度大于1250MPa）的中碳钢均称为超高强度钢。
金属材料学复习重点-缩印版
1、合金元素V、Cr、W、Mo、Mn、Co、Ni、Cu、Ti、Al中哪些是铁素体形成元素？哪些是奥氏体形成元素？哪些能在α-Fe 中形成无限固溶体？哪些能在γ-Fe中形成无限固溶体？铁素体形成元素： V、Cr、W、Mo、Ti；Al奥氏体形成元素：Mn、Co、Ni、Cu；能在α-Fe中形成无限固溶体的元素：Cr、V；能在γ-Fe中形成无限固溶体的元素：Mn、Co、Ni。
2、常见的碳化物形成元素有哪些？哪些是强碳化物形成元素、中强碳化物形成元素、弱碳化物形成元素？常见的碳化物形成元素有：Ti、Zr、V、Nb、Cr、W、Mo、Mn、Fe；强碳化物形成元素：Ti、Zr、Nb、V；中强碳化物形成元素：Mo、W、Cr；弱碳化物形成元素：Mn、Fe。
3、钢在加热转变时，为什么含有强碳化物形成元素的钢奥氏体晶粒不易长大？当强碳化物形成元素以未溶K存在时，起了机械阻止奥氏体晶粒长大的作用；当强碳化物形成元素溶解在A中时，降低了铁的自扩散系数，提高了原子间结合力，同时使界面的表面张力增大。
这些综合作用阻止了奥氏体晶粒长大。
4、合金元素对马氏体转变有何影响？合金元素的作用表现在：1）对马氏体点Ms- Mf温度的影响；2）改变马氏体形态及精细结构（亚结构）。
除Al,Co 外，都降低Ms温度，其降低程度：强C→Mn→Cr→Ni→V→Mo,W,Si 弱提高γ’含量：可利用此特点使Ms温度降低于0℃以下，得到全部γ组织。
如加入Ni,Mn,C,N等合金元素有增加形成孪晶马氏体的倾向，且亚结构与合金成分和马氏体的转变温度有关.5、主要合金元素（V，Cr，Ni，Mn，Si，B等）对过冷奥氏体冷却转变影响的作用机制。
Ti, Nb, Zr, V：主要是通过推迟P转变时K形核与长大来提高过冷γ的稳定性；W，Mo,Cr：1）推迟K形核与长大；2）增加固溶体原子间的结合力，降低Fe的自扩散激活能。
作用大小为：Cr>W>MoMn：（Fe,Mn）3C,减慢P转变时合金渗碳体的形核与长大；开放γ相区，强烈推迟γ→α转变，提高α的形核功；Ni：开放γ相区，并稳定γ相，提高α的形核功（渗碳体可溶解Ni, Co）Co开放γ相区，但能使A3温度提高（特例），使γ→α转变在更高的温度进行，降低了过冷γ的稳定性。
金属材料学复习资料
材料学院
张静
本科生学位课
金属材料学
10
固溶处理及时效
淬火：将铝合金从固态下的高温状态以过冷或过饱和形式
固定到室温。结构不发生变化，称为固溶处理
时效：淬火后的过饱和固溶体具有较高能量状态的亚稳定 相，经加热到一定温度或在室温下保持一段时间，通过过 饱和固溶体的脱溶分解，向低能状态转化 溶脱 性能：强度、硬度提高
不能热处理强化 能热处理强化
D
Al-M相图
本科生学位课 金属材料学
7
γ
α β
α＋ β
A B
生产应用： 有色金属及沉淀硬化不锈钢等强化的主要手段。
西北工业大学 材料学院 张静 本科生学位课 金属材料学
铝基固溶体
合金元素与铝均形成有限固溶体； Mn、Mg、Zn等二元系不产生沉淀强化相
主要合金元素在铝中的极限溶解度
西北工业大学
材料学院
张静
本科生学位课
金属材料学
相 a b c
与基体关系
母相α 4.04 4.04 4.04
G.P
4.04
4.04 4.04 5.8 半共格
6.066 6.066 4.87
4.04 7.68
共格 共格
非共格
西北工业大学
材料学院
张静
本科生学位课
金属材料学
a
b
d c Al-Cu4.5%w合金540℃淬火后 (a) 130℃16h，(b) 130℃24h (c) 160℃5h， (d) θ’’相与基体共格应变场示意图
西北工业大学
材料学院
张静
本科生学位课
金属材料学
9
铝基固溶体
Al-Zn： Al-Mg ： α 固 溶体随 Mg 从 2% 增 至 6% ，强度提高 Mg5Al8相
工程材料(金属材料)复习重点
第一章金属的结构与结晶一、纯金属的三种晶体结构1.体心立方晶格(胞) (B.C.C.晶格)钼(Mo)、钨(W)、钒(V)、α-铁(α-Fe, <912℃)等。
2.面心立方晶格(胞) (F.C.C.晶格)铝(Al)、铜(Cu)、镍(Ni)、金(Au)、银(Ag)、γ- 铁( γ-Fe, 912℃～1394℃)等。
3.密排六方晶格(胞) (H.C.P.晶格)镁(Mg)、镉(Cd)、锌(Zn)、铍(Be)等。
二、金属的实际结构与晶体缺陷多晶体结构实际使用的工业金属材料，即使体积很小，其内部的晶格位向也不是完全一致的，而是包含着许许多多彼此间位向不同的、称之为晶粒的颗粒状小晶体。
而晶粒之间的界面称为晶界。
这种实际上由许多晶粒组成的晶体结构称为多晶体结构。
晶格缺陷实际晶体还因种种原因存在着偏离理想完整点阵的部位或结构，称为晶体缺陷1．点缺陷——空位和间隙原子实际晶体未被原子占有的晶格结点称为空位；而不占有正常晶格位置而处于晶格空隙之间的原子则称为间隙原子。
在空位或间隙原子的附近，由于原子间作用力的平衡被破坏，使其周围的原子离开了原来的平衡位置，即产生所谓的晶格畸变。
空位和间隙原子都处于不断的运动和变化之中，这对于热处理和化学处理过程都是极为重要的。
2．线缺陷——位错晶体中某处有一列或若干列原子发生有规律的错排现象称为位错。
实际金属的晶体结构有刃型和螺型两种位错。
3．面缺陷——晶界和亚晶界晶界实际上是不同位向晶粒之间原子排列无规则的过渡层。
晶界处晶格处于畸变状态，导致其能量高于晶粒内部能量，常温下显示较高的强度和硬度，容易被腐蚀，熔点较低，原子扩散较快。
亚晶界则是由一系列刃型位错所形成的小角度晶界。
亚晶界处晶格畸变对金属性能的影响与晶界相似。
在晶粒大小一定时，亚结构越细，金属的屈服强度就越高。
三、金属的结晶与铸锭过冷是金属结晶的必要条件。
一般地，金属液体的冷速愈大，则ΔT愈大，ΔF也愈大，结晶驱动力愈大，结晶倾向也愈大。
金属材料学——精选推荐
金属材料学复习资料金属材料学复习资料一、钢铁材料 把加入合金元素总量小于5%5%的钢，的钢，称为低合金钢；合金10%10%的钢称为高合金钢；在的钢称为高合金钢；在5%~10%5%~10%之间的钢称为中合金钢。
合金之间的钢称为中合金钢。
合金元素对临界点的影响：合金元素对碳钢的重要影响是改变临界点的温度和碳含量，使合金钢和铸铁的热处理制度不同于碳钢。
奥氏体形成元素Ni Ni、、Mn 等使共析温度A1向下移动；铁素体形成元素Cr Cr、、Si 等则使共析温度A1向上移动。
合金元素对A3的影响同A1A1。
决定组元在置换固溶体中的溶解条件是：溶剂与溶质的点阵结构、原子尺寸因素和电子结构。
也就是组成元素在元素周期表的相对位置。
位置。
原子半径对溶解度的影响是比较大的，一般规律为：ΔR 8%R 8%，可形成，可形成无限固溶体；ΔR 15%R 15%，形成有限固溶体；，形成有限固溶体；ΔR 15%R 15%，溶解度极小。
，溶解度极小。
，溶解度极小。
按照碳化物形成能力由强到弱排列，常用碳化物形成元素有Ti Ti、、Zr Zr、、Nb Nb、、V 、Mo Mo、、W 、Cr Cr、、Mn Mn、、Fe 等。
它们都是过渡元素。
过渡族金属元素可依其与碳的结合强度的大小分类。
元素可依其与碳的结合强度的大小分类。
钛钛（Ti Ti））、锆（Zr Zr））、铌（Nb Nb））、钒（钒（V V ）、是强碳化物形成元素；钨（；钨（W W ）、钼（、钼（Mo Mo Mo））、铬（、铬（Cr)Cr)Cr)是是中等强度碳化物形成元素；锰（；锰（Mn Mn Mn）和铁属于）和铁属于弱碳比物形成元素。
钢中常见碳化物可分为简单点阵和复杂点阵结构。
属于简单点阵结构有M2C 型、型、MC MC 型，其特点是硬度高、熔点较高、稳定性较好。
复杂点阵结构有M23C6型、型、M7C3M7C3型、型、M3C M3C 型等，相当于简单点阵结构的碳化物来说，其特点是硬度较低、熔点较低、稳定性较差。
金属学总复习
• b、断面收缩率的计算： 、断面收缩率的计算：
Ψ=Biblioteka S0-S1 S0×100%
• 3.硬度：金属材料抵抗局部变形的能力。 硬度：金属材料抵抗局部变形的能力。 硬度 • 常用硬度种类：布氏硬度（HB）、洛氏硬度(HRA、HRB、 常用硬度种类：布氏硬度（ ）、洛氏硬度 、 、 ）、洛氏硬度 HRC)和维氏硬度 和维氏硬度(HV)。 和维氏硬度 。 • 应用： 应用： • 布氏硬度主要用于测量较软的材料，如有色金属、灰口铸 布氏硬度主要用于测量较软的材料，如有色金属、 铁。 • 洛氏硬度主要用于硬质合金、淬火钢。 洛氏硬度主要用于硬质合金、淬火钢。 • 维氏硬度主要用于测量渗碳层、渗氮层的硬度。 维氏硬度主要用于测量渗碳层、渗氮层的硬度。
正电阻温度系数： ， 正电阻温度系数： T↑，正离子或原子振幅 加大，阻碍电子的通过， 。 加大，阻碍电子的通过，R↑。 具有金属光泽：自由电子易吸收可见光粒 具有金属光泽： 能量↑→跃迁到高能级 跃迁到高能级→跳回原低能级 子→能量 跃迁到高能级 跳回原低能级 能量 →可见光粒子能量释放。 可见光粒子能量释放。 可见光粒子能量释放
第七章钢的热处理原理
• 热处理的定义、热处理过程的三个阶段、 热处理的目的 • 热处理的分类。 • 钢热处理的条件： ①α→ γ 固态相变；② C 溶解度显著变化。 • 钢加热的目的：完全奥氏体化 • 奥氏体化的过程及影响奥氏体化的因素。 • 奥氏体晶粒度的等级划分。
• 5、疲劳强度：金属材料在无数次循环应力或交 、疲劳强度：金属材料在无数次循环应力 无数次循环应力或
变载荷作用下而不致引起断裂的最大应力 作用下而不致引起断裂的最大应力， 变载荷作用下而不致引起断裂的最大应力，用σ-1 表示。 表示。 • 零件的疲劳断裂过程可分为裂纹产生 裂纹扩展 裂纹产生、裂纹扩展 裂纹产生 和瞬间断裂 瞬间断裂三个阶段 。 瞬间断裂 • 金属材料的化学性能包括抗氧化性、耐蚀性、高 金属材料的化学性能包括抗氧化性、耐蚀性、 氧化性 温稳定性。 温稳定性。 • 金属材料的工艺性能：铸造性能、锻造性能、焊 金属材料的工艺性能：铸造性能、锻造性能、 接性能、 接性能、切削加工性能
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合金钢的分类及牌号
➢ 合金结构钢：
低合金高强度结构钢（普低钢）、合金渗碳钢、合金调质 钢、合金弹簧钢、滚动轴承钢——性能及用途
➢ 合金工具钢：
合金刃具钢（低合金刃具钢、高速钢） 锻造→球化退火→机加工→淬火→回火（570℃三次）
➢ 合金模具钢（冷作模具钢和热作模具钢） ➢ 合金量具钢：
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➢ C曲线的分析
➢ 影响C曲线的因素：
奥氏体中含碳量的影响——共析钢的C曲线最靠右 合金元素的影响——除Co以外，所有合金元素均使C曲
线右移
➢ 等温转变C曲线与连续转变C曲线的比较
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第六章 钢的热处理
➢ 钢的退火（完全退火、等温退火、球化退火、去应力退
第四章 铁碳合金相图
➢ 铁碳合金中的基本相及组织：
铁素体（F或α） 、奥氏体（A或γ） 、渗碳体（Fe3C）、 珠光体（P）、莱氏体（Ld）
➢ 出铁碳合金相图：
① 画出铁碳合金相图; ② 分析铁碳合金的结晶过程; ③ 用杠杆定律计算给定成分合金的组织组成物的相对量 ④ 用杠杆定律计算给定成分合金的相组成物的相对量
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第五章 金属的塑性变形与再结晶
➢金属塑性变形的实质：
在外力作用下微观上原子的相对位置发生改变 弹性变形——塑性变形
➢滑移系的概念 ➢塑性变形对金属组织和性能的影响
形成纤维组织、形变织构产生、加工硬化、残余 内应力
➢变形金属在加热时组织和性能的变化
回复、再结晶
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第四章 铁碳合金相图
碳钢的牌号、性能及主要用途 ⑴普通碳素结构钢
Q+屈服点数值+质量等级符号+脱氧方法符号 (Q195～Q275) ⑵优质碳素结构钢 两位数字+符号表示 数字表示含碳量万分之几( 如：15、20、45等） ⑶碳素工具钢 T+含碳量的千分数；（T7～T12、T7A ～T12A ）
特殊性能钢
➢ 不锈钢（金属的防腐措施） ➢ 常用不锈钢（不锈的原理？组织和性能特点）：
马氏体型不锈钢（1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13） 铁素体型不锈钢（1Cr17、1Cr17Ti、1Cr28等） 奥氏体型不锈钢---18 – 8型钢 （0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、0Cr18Ni9Ti 、
第二章 金属的结构与结晶
➢ 晶体与非晶体 ➢ 常见的金属晶格：体心立方、面心立方、密排六方 ➢ 晶格的致密度与配位数 ➢ 晶面指数和晶向指数 ➢ 晶格中原子密度最大晶面和晶向 ➢ 晶格缺陷：点缺陷3种、线缺陷2种、面线缺陷2种 ➢ 金属的结晶过程： 形核 长大 ➢ 过冷度△T ➢ 金属的同素异构转变 ➢ 晶粒度的控制：控制△T、变质处理、振动搅拌
：高频、中频、低频感应加热表面淬火）
➢钢的渗碳（材料 ：0.1-0.25%C） ➢渗碳件的组织 ➢钢的氮化（材料：含Al、Cr、Mo等的合金钢
）
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第七章 合金钢
➢ 合金元素对钢的基本相的影响：
①形成固溶体（溶入F）
②形成碳化物：合金渗碳体、特殊碳化物
➢ 合金元素对相图的影响：
•P
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•均匀
A
•A1
•等温退火
•退火
•正火 •(空
•(炉 冷)
？•淬火
冷)
•(油
•淬火 •M •(水冷)
•分级？淬火冷)
•等温淬火
•P •P
s •M
•M+A？•M+A •T+M+A’
’
’
f
•S •B
下
•时间
钢的表面热处理
➢钢的表面淬火（材料：C%=0.4% ～ 0.5%） ➢感应加热表面淬火的分类（深度δ与频率f有关
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第三章 二元合金与相图
➢ 固溶体的分类及性能——间隙固溶体、置换固溶体 ➢ 化合物的分类及性能——正常价化合物、电子化合物、
间隙相、复杂结构的间隙化合物
➢ 杠杆定律 ➢ 匀晶相图、共晶相图、共析相图、包晶相图、形成稳定
化合物的相图
➢ 共晶反应、共析反应
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第四章 铁碳合金相图
➢ 合金元素对碳钢性能影响：
Mn、Si有益元素，S、P有害元素
➢ 碳钢的分类： ① 按含C量分（低、中、高碳钢: C%=？）； ② 按质量分（普通、优质、高级优质钢：S、P） ③ 按用途分（碳素结构钢、碳素工具钢、专用钢
）
④ 按脱氧程度分（Z 、b、TZ、F）
①改变A区的大小、 ②改变E、S点位置
➢ 合金元素对钢的热处理的影响：
①对加热时相转变的影响——多数合金元素都会减慢奥氏 体形成速度、阻止奥氏体晶粒长大
②合金元素对过冷奥氏体转变的影响（
Mf点下降）
C曲线右移、
Ms和
③合金元素对回火转变的影响（提高回火稳定性、产生二次
硬化）
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第六章 钢的热处理
➢ 奥氏体形成过程
A晶核形成 —A晶核长大—残余F+Fe3C溶解—A成分均匀 化
➢ 奥氏体的晶粒度的长大及其控制 晶粒度的概念 本质粗晶粒钢、本质细晶粒钢 ➢ 过冷A等温转变产物 珠光体类型组织（P、S、T） 贝氏体类型组织（B上、B下） 马氏体类型组织（板条状M、针片状M）
金属材料学总复习资料
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2020年4月9日星期四
第一章 材料的力学性能
➢屈服点（屈服强度）（σs） ➢强度极限(抗拉强度)（σb） ➢伸长率（δ） ➢断面收缩率（ψ） ➢布氏硬度（HB) ➢洛氏硬度(HRC) ➢冲击韧度（ak） ➢疲劳强度(σ-1)
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1Cr18Ni9Ti）
Ｇ化过程的三个阶段与组织的关系 ➢ 影响Ｇ化的主要因素（化学成分、冷却速度） ➢ 铸铁的分类（根据Ｇ化程度分：灰口、白口、麻口） ➢ 根据组织中Ｇ形态分（灰铁、可铁、球铁、蠕铁） ➢ 灰铸铁的组织、性能、牌号；Ｇ对灰铁基体的有害作
火）
➢ 钢的正火（正火与退火在工艺上和组织上的区别） ➢ 钢的淬火（淬火温度的确定、淬火冷却介质、淬火方法
）
➢ 影响淬透性的因素？ ➢ 回火的的种类及应用（低温回火、中温回火、高温回火
）（调质处理）
➢ 回火脆性（低温回火脆性、高温回火脆性）
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第六章 钢的热处理
温度
•细 A