金属学第十章
金属工艺学(全部)
• 晶胞 从晶格中选取一个能反映晶粒排列特点的
最小几何单元称为晶胞
3.金属晶格的类型 • 体心立方晶格
• 面心立方晶格
• 密排六方晶格
4.金属的实际晶体结构 • 单晶体 晶体内部的原子排列方向完全一致 • 多晶体 各小晶格的排列方向不尽相同; 多晶体材料内部以晶界分开、晶体排列方
钢的热处理
（2）球化退火
1、定义：将钢加热到Ac1以上20~30 ºC, 保温后随炉缓冷至600 ºC，出炉空冷。 2、目的：降低硬度、提高塑性、改善切 削加工性能。 3、适用范围：主要用于过共析钢及合金 工具钢。
钢的热处理
（3）去应力退火
1、定义：将钢加热到500--600 ºC,保 温后随炉缓冷至200--300 ºC出炉空冷。 又称低温退火。 2、目的：消除铸件、锻件和焊接件的 内应力 。（没有发生组织变化） 3、适用范围：用于所有的钢。
结构皆不相同的固相组织 • 共析反应 自某种均匀一致的固相中同时析出两种化
学成分和晶格结构完全不同的新固相的 转变
第二节 铁碳合金状的组织 结构及其性能
一、工业纯铁
1.纯铁的同素异构转变
δ-Fe
β-Fe
γ-Fe
体心立方 面心立方 体心立方
2.晶粒越细，强度越高
二、铁碳合金的基本组织
• 铁素体（F） 碳溶解在α－Fe中的间隙固溶体，常用符
绪论
• 金属工艺学是一门研究有关制造金属机件的 工艺方法的综合性技术科学。
• 我国在商代就大量使用青铜器，当时青铜冶 炼和铸造技术已经相当精湛。
• 在春秋末期我国就出现了铁器，也比欧洲早 一千八百多年左右。
• 解放后，我国在金属材料、非金属材料及其 加工技术方面有了突飞猛进的发展，推动了 我国机械制造工业的发展
金属材料学复习答案(完整)
第一章答案1、为什么说钢中的S、P杂质元素总是有害的？答：S容易和Fe结合成熔点为989℃的FeS相，会使钢产生热脆性；P和Fe结合形成硬脆的Fe3P相使钢在冷加工过程中产生冷脆性。
2、合金元素对Fe-C相图的S、E点有什么影响？这种影响意味着什么？答：凡是扩大γ相区的元素均使S、E点向左下方移动，如Mn、Ni;凡是封闭γ相区的元素均使S、E点向左上方移动，如Cr、Si、Mo。
E点左移意味着出现莱氏体的碳含量减小；S点左移意味着共析碳含量减小。
3、那些合金元素能够显著提高钢的淬透性？提高钢的淬透性有什么作用？答：B、Mn、Mo、Cr、Si、Ni等元素能够显著提高钢的淬透性。
提高钢的淬透性一方面可以使工件得到均匀而良好的力学性能，满足技术要求;另一方面在淬火时，可以选用比较缓和的冷却介质以减小零件的变形和开裂的倾向。
4、为什么说合金化的基本原则是“复合加入”？举二例说明合金复合作用的机理。
答：1.提高性能，如淬透性；2.扬长避短，合金元素能对某些方面起积极作用，但往往还有些副作用，为了克服不足，可以加入另一些合金元素弥补，如Si-Mn，Mn-V;3.改善碳化物的类型和分布，某些合金元素改变钢中碳化物的类型和分布或改变其他元素的存在形式和位置，从而提高钢的性能，如耐热钢中Cr-Mo-V,高速钢中V-Cr-W。
5、合金元素提高钢的韧度主要有哪些途径？答：1.细化A晶粒；2.提高钢的回火稳定性；3.改善机体韧度；4.细化碳化物；5.降低或消除钢的回火脆性；6.在保证强度水平下适当降低碳含量；7.提高冶金质量；8.通过合金化形成一定量的残余A，利用稳定的残余A提高钢的韧度。
6、钢的强化机制有那些？为什么一般的强化工艺都采用淬火-回火？答：固溶强化、细晶强化、位错强化、第二相强化。
因为一般的钢的强化都要求它有一定的强度的同时又要保持一定的任性，淬火后钢中能够形成M,这给了钢足够的强度，但是带来的后果就是韧度不够，而回火能够在强度降低不大的情况下给淬火钢以足够的韧性，这样能够得到综合力学性能比较优良的材料，所以一般钢的强化工艺都采用淬火加回火。
金属学与热处理复习题
第一章 复习题晶向指数相同，符号相反的为同一条直线原子排列相同但空间位向不同的所有晶向晶面指数的数字和顺序相同，符号相反则两平面互相平行晶面的空间位向不同但原子排列相同的所有晶面当一个晶向[uvw]与一个晶面（hkl ）平行时hu+kv+lw=0当一个晶向[uvw]与一个晶面（hkl ）垂直时h=u ，K=v ，l=w晶体的各向异性原因: 在不同晶面上的原子紧密程度不同纯铁冷却时在912 发生同素异晶转变是从 结构转变为 结构，配位数 ，致密度降低 ，晶体体积 ，原子半径发生 。
面心立方晶胞中画出）（211晶面和]211[晶向刃型位错的四个特征（作业）螺型位错的四个特征（作业）面心立方（FCC ） 体心立方（BCC ） 密排六方（HCP ）晶胞原子数原子半径配位数致密度同素异构转变定义--18页晶体缺陷的分类：常见的点缺陷：常见的面缺陷：第二章 复习题一、填空1、金属结晶两个密切联系的基本过程是 和2 、金属结晶的动力学条件为3 、金属结晶的结构条件为4 、铸锭的宏观组织包括5、如果其他条件相同，则金属模浇注的铸件晶粒比砂模浇注的晶粒更细 ，高温浇注的铸件晶粒比低温浇注的晶粒 粗大 ，采用振动浇注的铸件晶粒比不采用振动的晶粒更细，薄铸件的晶粒比厚铸件晶粒更细 。
二、问答1、金属的结晶形核45页2、金属的长大的要点52页2、铸锭三晶区名称及形成过程（柱状晶为重点）3、影响柱状晶生长的因素56-57页三、名词解释：1、细晶强化2、变质处理3、铸造织构第三章二元合金的相结构与结晶作业题（复习题）1、概念合金、相、固溶体、固溶强化、、离异共晶、伪共晶2、填空1）固溶体按照溶质原子在晶格中所占位置分为和。
2）固溶体按照固溶度不同分为和。
3）置换固溶体溶解度的影响因素有、、、、和温度。
4）置换固溶体中原子半径相对差别Δr 8%且两者的晶体结构相同时才有可能形成无限固溶体。
5）间隙固溶体形成无限固溶体（填“有可能”“不可能”）6）正温度梯度下：随成分过冷程度增大分别形成、和。
金属学与热处理课后答案(崔忠圻版)
第二章纯金属的结晶2-3 为什么金属结晶时一定要有过冷度？影响过冷度的因素是什么？固态金属熔化时是否会出现过热？为什么？答：（1）因为金属结晶时存在过冷现象，是为了满足结晶的热力学条件，过冷度越大，固、液两项的自由能差越大，相变驱动力越大。
（2）过冷度随金属的纯度不同和本性不同，以及冷却速度的差异可以再很大范围内变化。
金属不同，过冷度也不同；金属的纯度越高，则过冷度越大；冷却速度越大，过冷度越大，反之，越小。
（3）会，当液态金属的自由能低于固态时，这时实际结晶温度高于理论结晶温度T m，此时，固态金属才能自发的转变为液态金属，称为过热。
2-4试比较均匀形核与非均匀形核的异同点。
答;均匀形核是指：若液相中各区域出现新相晶核的几率是相同的；非均匀形核：液态金属中存在微小的固相杂质质点，液态金属与型壁相接触，晶核可以优先依附现成的固体表面形核。
在实际的中，非均匀形核比均匀形核要容易发生。
二者形核皆需要结构起伏，能量起伏，过冷度必须大于临界过冷度，晶胚的尺寸必须大于临界晶核半径。
2-5说明晶体成长形状与温度梯度的关系？答;正温度梯度下以平面状态的长大形态，服温度梯度下以树枝状长大。
2-6简述铸锭三晶区形成的原因及每个晶区的性能特点？（1）表层细晶区形成原因：①型壁临近的金属液体产生极大过冷度满足形核的热力学条件；②型壁可以作为非均匀形核的基地。
该晶区特点：组织细密，力学性能较好，但该晶区较薄，一般没有多大的实际意义。
（2）柱状晶区的形成原因：①液态金属结晶前沿有适当的过冷度，满足形核要求；②垂直于型壁方向散热最快，晶体向相反的方向生长；③外因是散热的方向性；④内因是晶体晶体生长的各向异性。
该晶区的特点：相互平行的柱状晶接触面及相邻垂直的柱状晶区的交界面较为脆弱，并常聚集着易熔杂质和非金属夹杂物，使铸锭在热压力加工时，容易沿着这些脆弱面开裂，组织比较致密。
（3）中心等轴晶区形成特定：①中心液体达到过冷，加上杂质元素的作用，满足形核的要求；②散热失去方向性，晶核自由生长，长大速度差不多，长成等轴区。
金属学与热处理课后习题答案(崔忠圻版)-7-10章
金属学与热处理课后习题答案 (崔忠圻版 )第十章钢的热处理工艺10-1 何谓钢的退火？退火种类及用途如何？答：钢的退火：退火是将钢加热至临界点 AC1 以上或以下温度，保温一定时间以后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。
退火种类：根据加热温度可以分为在临界温度 AC1 以上或以下的退火，前者包括完全退火、不完全退火、球化退火、均匀化退火，后者包括再结晶退火、去应力退火，根据冷却方式可以分为等温退火和连续冷却退火。
退火用途：1、完全退火：完全退火是将钢加热至AC3 以上 20-30℃，保温足够长时间，使组织完全奥氏体化后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。
其主要应用于亚共析钢，其目的是细化晶粒、消除内应力和加工硬化、提高塑韧性、均匀钢的化学成分和组织、改善钢的切削加工性能，消除中碳结构钢中的魏氏组织、带状组织等缺陷。
2、不完全退火：不完全退火是将钢加热至 AC1- AC3（亚共析钢）或 AC1-ACcm （过共析钢）之间，保温一定时间以后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。
对于亚共析钢，如果钢的原始组织分布合适，则可采用不完全退火代替完全退火达到消除内应力、降低硬度的目的。
对于过共析钢，不完全退火主要是为了获得球状珠光体组织，以消除内应力、降低硬度，改善切削加工性能。
3、球化退火：球化退火是使钢中碳化物球化，获得粒状珠光体的热处理工艺。
主要用于共析钢、过共析钢和合金工具钢。
其目的是降低硬度、改善切削加工性能，均匀组织、为淬火做组织准备。
4、均匀化退火：又称扩散退火，它是将钢锭、铸件或锻轧坯加热至略低于固相线的温度下长时间保温，然后缓慢冷却至室温的热处理工艺。
其目的是消除铸锭或铸件在凝固过程中产生的枝晶偏析及区域偏析，使成分和组织均匀化。
5、再结晶退火：将冷变形后的金属加热到再结晶温度以上保持适当时间，然后缓慢冷却至室温的热处理工艺。
其目的是使变形晶粒重新转变为均匀等轴晶粒，同时消除加工硬化和残留内应力，使钢的组织和性能恢复到冷变形前的状态。
《金属工艺学》课程笔记
《金属工艺学》课程笔记第一章：绪论，金属材料主要性能一、金属材料的基本概念1. 金属金属是一种具有金属光泽、良好的导电性、导热性和可塑性的物质。
在自然界中，金属以元素形式存在或者以化合物的形式存在。
2. 合金合金是由两种或两种以上的金属，或者金属与非金属通过熔合制成的具有金属特性的物质。
合金的性能通常优于其组成的纯金属。
二、金属材料的分类1. 按化学成分分类- 纯金属：如铁、铜、铝等。
- 合金：如不锈钢、黄铜、青铜等。
2. 按用途分类- 结构材料：用于承受力的材料，如建筑用钢材、飞机用铝合金。
- 功能材料：具有特殊物理、化学或生物功能的材料，如超导材料、形状记忆合金。
3. 按冶金工艺分类- 铸造合金：适用于铸造工艺的合金，如铸铁、铸钢。
- 变形合金：适用于压力加工的合金，如冷轧钢板、热轧型钢。
三、金属材料的主要性能1. 物理性能- 密度：不同金属的密度差异较大，如铁的密度约为7.87 g/cm³，铝的密度约为2.70 g/cm³。
- 熔点：金属的熔点范围很广，如钨的熔点高达3422°C，而汞的熔点为-38.83°C。
- 导电性：金属的导电性通常很好，银的导电性最高，铜和铝也具有良好的导电性。
- 导热性：金属的导热性与其导电性有关，银的导热性最好，其次是铜和铝。
2. 化学性能- 耐腐蚀性：金属在特定环境下的抗腐蚀能力，如不锈钢在空气中具有良好的耐腐蚀性。
- 抗氧化性：金属在高温下抵抗氧化的能力，如镍基合金在高温下具有良好的抗氧化性。
3. 力学性能- 强度：金属抵抗外力作用的能力，分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等。
- 塑性：金属在受力时产生永久变形而不破裂的能力，如金、银具有良好的塑性。
- 韧性：金属在受到冲击载荷时吸收能量并产生塑性变形的能力，如低碳钢具有较高的韧性。
- 硬度：金属抵抗局部塑性变形的能力，常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度等。
四、影响金属材料性能的因素1. 化学成分：不同元素的加入会改变金属的晶格结构，从而影响其性能。
金属工艺学各章习题答案
第一章习题答案1．何谓金属的力学性能？金属的力学性能包括那些？答：力学性能又称机械性能，是指金属材料在外力（载荷）作用下所表现出的抵抗变形和破坏的能力。
常用的力学性能有强度、塑性、硬度、冲击韧性和疲劳强度等。
2．何谓强度？衡量强度的常用指标有那些？各用什么符号表示？答：金属材料在外力作用下抵抗永久变形和断裂的能力，称为强度。
工程上常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度。
屈服强度σs和抗拉强度σb3．何谓塑性？衡量塑性的指标有哪些？各用什么符号表示？答：塑性是指断裂前材料产生永久变形的能力。
常用的塑性指标是断后伸长率δ和断面收缩率Ψ。
4．某厂购进出一批40钢材，按国家标准规定，其力学性能指标应不低于下列数值：σS=340MPa,σb=540MPa，δ=19%，ψ=45%。
验收时，用该材料制成d0=1×10－2m的短试样（原始标距为5×10－2m）作拉伸试验：当载荷达到28260N时，试样产生屈服现象；载荷加至45530N时，试样发生缩颈现象，然后被拉断。
拉断后标距长为6.05×10－2m，断裂处直径为7.3×10－3m。
试计算这批钢材是否合格。
答;实际σs = 360MPa >国家标准规定σS=340MPa实际σb = 580MPa>国家标准规定σb=540MPa实际δ＝21％>国家标准规定δ=19%实际ψ= 46.8％>国家标准规定ψ=45%因此，这批40钢材合格5．何谓硬度？常用的硬度指标有哪三种？各用什么符号表示？HB与HRB有什么区别？答：硬度是指材料表面上抵抗局部变形或破坏的能力。
常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
布氏硬度HB，洛氏硬度HR，维氏硬度HV。
HB是布氏硬度指标HRB洛氏硬度。
6．何谓疲劳破坏？其产生的原因是什么？答：材料在循环应力和应变作用下，在一处或几处产生局部永久性累积损伤，经一定循环次数后产生裂纹或突然发生完全断裂的过程称为疲劳破坏。
金属工艺学各章节习题
第一章金属的力学性能一、填空题1、金属工艺学是研究工程上常用材料性能和___________的一门综合性的技术基础课。
2、金属材料的性能可分为两大类:一类叫_____________，反映材料在使用过程中表现出来的特性，另一类叫__________,反映材料在加工过程中表现出来的特性。
3、金属在力作用下所显示与弹性和非弹性反应相关或涉及力—应变关系的性能，叫做金属________。
4、金属抵抗永久变形和断裂的能力称为强度，常用的强度判断依据是______、______等。
5、断裂前金属发生不可逆永久变形的能力成为塑性，常用的塑性判断依据是________和_________.6、常用的硬度表示方法有__________、___________和维氏硬度。
二、单项选择题7、下列不是金属力学性能的是（）A、强度B、硬度C、韧性D、压力加工性能8、根据拉伸实验过程中拉伸实验力和伸长量关系，画出的力——伸长曲线(拉伸图）可以确定出金属的 ( ）A、强度和硬度B、强度和塑性C、强度和韧性D、塑性和韧性9、试样拉断前所承受的最大标称拉应力为（）A、抗压强度B、屈服强度C、疲劳强度D、抗拉强度10、拉伸实验中，试样所受的力为（）A、冲击B、多次冲击C、交变载荷D、静态力11、属于材料物理性能的是（）A、强度B、硬度C、热膨胀性D、耐腐蚀性12、常用的塑性判断依据是 ( ）A、断后伸长率和断面收缩率B、塑性和韧性C、断面收缩率和塑性D、断后伸长率和塑性13、工程上所用的材料，一般要求其屈强比 ( ）A、越大越好B、越小越好C、大些，但不可过大D、小些，但不可过小14、工程上一般规定，塑性材料的δ为（ )A、≥1％B、≥5%C、≥10％D、≥15％15、适于测试硬质合金、表面淬火刚及薄片金属的硬度的测试方法是（）A、布氏硬度B、洛氏硬度C、维氏硬度D、以上方法都可以16、不宜用于成品与表面薄层硬度测试方法（ )A、布氏硬度B、洛氏硬度C、维氏硬度D、以上方法都不宜17、用金刚石圆锥体作为压头可以用来测试 ( )A、布氏硬度B、洛氏硬度C、维氏硬度D、以上都可以18、金属的韧性通常随加载速度提高、温度降低、应力集中程度加剧而（）A、变好B、变差C、无影响D、难以判断19、判断韧性的依据是（）A、强度和塑性B、冲击韧度和塑性C、冲击韧度和多冲抗力D、冲击韧度和强度20、金属疲劳的判断依据是 ( ）A、强度B、塑性C、抗拉强度D、疲劳强度21、材料的冲击韧度越大，其韧性就 ( )A、越好B、越差C、无影响D、难以确定三、简答题22、什么叫金属的力学性能？常用的金属力学性能有哪些?23、什么是疲劳断裂？如何提高零件的疲劳强度?四、计算题24、测定某种钢的力学性能时,已知试棒的直径是10mm,其标距长度是直径的五倍，Fb=33。
金属学与热处理第二版 复习总结
金属学与热处理第二版复习总结哈工大（威海) 14级苏同学此文档只总结了部分重要概念与影响因素(不包含第八章、第十二章、第十三章) 另外，第十章、十一章的热处理的具体工艺也是重点,此文档没有涉及。
概念金属最外层的电子数很少，一般为1～2个，不超过3个。
金属键➢原子共用自由电子形成➢无饱和性和方向性。
金属晶体原子排列密度高，能变形，导电，导热。
金属原子特点➢外层电子少,易失去➢有自由电子➢金属离子与自由电子形成键。
➢金属键无方向性➢有良好的塑性晶体：各向异性是晶体区别于非晶体的一个重要标志柏氏矢量的意义及特征➢反映位错的点阵畸变总量➢反映晶体的滑移量及方向➢与位错线有确定的位置关系➢具有守恒性相界共格界面、半共格界面、非共格界面三类。
共格界面界面能最低➢界面处晶体缺陷集中，原子能量高➢界面是氧化、腐蚀的优先发生地➢界面是固态相变的有效形核位置➢界面原子的扩散速度远高于晶内➢存在内吸附现象.异类原子可降低界面能时,会向界面偏聚➢界面阻碍位错运动，组织越细小,强度硬度越高➢界面能越大，界面迁移速度越大;晶粒长大可以降低界面能.固溶体结晶的特点（１）异分结晶:固相成分与液相成分不同，晶体与母相成分不同称为异分结晶（选择结晶）。
(２）固溶体结晶需要在一定的温度范围:每一温度下，结晶出一定数量的固相.温度的降低，固相的数量增加成分分别沿着固相线和液相线变化非平衡凝固总结:（1）固相平均成分线和液相平均成分线偏离固相线与液相线.冷却速度越快，偏离越严重（2）固溶体成分不均匀。
先结晶部分总是富高熔点组元，后结晶的部分富低熔点组元。
区域偏析、晶内偏析、枝晶偏析(3）结晶温度。
凝固终结温度低于平衡凝固时的终结温度。
伪共晶——靠近共晶点附近合金得到全部共晶组织离异共晶——共晶组织没有显示出共晶的特征不平衡共晶——在不该出现共晶的合金里出现共晶组织孪生变形的特点(1)切应力作用下发生，临界切应力远大于滑移时.(2）是一种均匀切变。
金属工艺学第10章课件.ppt
10.1 高聚物材料
91.02..11.3 硬常质用合热金塑的性性高能聚特物点的性能及应用
1）聚酰胺的基本特性
聚酰胺就是通 常所说的尼龙，有 的也叫锦纶。它的 强度、韧性、耐磨 性、耐腐蚀性、吸 震性、自润滑性、 成形性好，且摩擦 系数小，无毒无味， 可在100℃以下使 用。
10.1 高聚物材料
青等天然树脂很少使用。树脂在塑料中的 质量分数为40％~100％。
10.1.1 塑料组成
（2） 增塑剂
10.1 高聚物材料
（1） 填充剂
（3） 稳定剂
（4） 发泡剂
（6） 润滑剂
（5） 着色剂
（7） 其他添加剂
10.1 高聚物材料
10.1.2 高聚物的分子结构
1. 链状结构
2. 树枝状结构
3. 网状结构
气相
3）
22
10.2 陶瓷材料
10.2.1 陶瓷材料的概述
陶瓷的显微组织
23
10.2 陶瓷材料
10.2.1 陶瓷材料的概述
1） 力学性能
2） 热性能
3） 化学性能
4） 电性能
5） 加工工艺
性
24
10.2.2 工程陶瓷材料
10.2 陶瓷材料
1.强度高
2.耐磨耐腐蚀
3.电绝缘
25
10.3.1 复合材料概述
91.02..11.3 硬常质用合热金塑的性性高能聚特物点的性能及应用
1）聚丙烯的基本特性
聚丙烯无色、无味、无毒。外观似聚乙烯，但比聚 乙烯更透明、更轻。密度仅为0.90~0.91 g/cm3，它不吸 水，光泽好，易着色。
聚丙烯具有聚乙烯所有的优良性能、如卓越的介电 性能、耐水性、化学稳定性，宜于成形加工等；还具有 聚乙烯所没有的许多性能，如屈服强度、抗拉强度、抗 压强度和硬度及弹性比聚乙烯好。
金属学与热处理--第十章
3、影响奥氏体晶粒大小的因素 （1）加热温度与保温时间
加热温度越高，晶粒长大速度 越快，最终晶粒尺寸越大。 在每一温度下加热，晶粒都存 在一加速长大期。奥氏体晶粒 长大到一定尺寸后，再延长加 热时间，晶粒将不再长大而趋 于一个稳定尺寸。 加热温度对奥氏体晶粒长大起 主要作用。
3、影响奥氏体晶粒大小的因素 （2）加热速度
奥氏体起始晶粒度：奥氏体形成刚刚完成，其晶粒边界 刚刚相互接触时的晶粒度。 奥氏体实际晶粒度：在某一实际热处理加热条件下所得 到的晶粒度。 奥氏体本质晶粒度：在930±10℃保温足够实时间（3—8 小时）后测定得到的晶粒度。本质晶粒度为1—4级的钢 称为本质粗晶粒钢，5—8级为本质细晶粒钢。
六、奥氏体晶粒长大及其控制 1、奥氏体的晶粒度
本质晶粒度反应奥氏 体在一定条件下的长 大趋势，并不表明一 定获得细小奥氏体晶 粒。
六、奥氏体晶粒长大及其控制 2、奥氏体晶粒长大与 第二相颗粒
奥氏体在高温下保持可 自发长大，其驱动力为 长大前后界面能的降低。 第二相颗粒的存在可阻 止奥氏体的晶粒长大， 其效果取决于第二相颗 粒的尺寸和数目。
2、奥氏体晶粒长大与第二相颗粒
1、共析碳钢奥氏体等温形成分析
1、共析碳钢奥氏体等温形成分析
在高于A1温度保温，奥氏体并不立即形成，而是需经过 一定孕育期之后才开始。温度越高，孕育期越短。 奥氏体开始形成速度较慢，以后逐渐加快，至50%形成量 达到最大值，其后又逐渐减慢。 温度越高，奥氏体形成速度越快，形成奥氏体所需时间 越短。 奥氏体刚刚形成后，还需要一段时间使残留碳化物溶解 和奥氏体成分均匀化。
2、影响奥氏体形成速度的因素 （1）温度和碳含量
温度升高，奥氏体形成速 度加快； 钢中碳含量越高，则碳化 物数量越多，奥氏体形核 部位越多、碳的扩散距离 越短、碳和铁的扩散系数 增大，奥氏体形成速度越 快；
金属学知识点总结
第一章金属的晶体结构1、除化学成分外，金属的内部结构和组织状态也是决定金属材料性能的重要因素。
2、将阵点用直线连接起来形成空间格子，称之为晶格。
3、晶胞中原子排列的紧密程度通常用两个参数来表征：配位数、致密度。
4、原子所占体积与晶胞体积之比称为致密度。
5、体心立方结构有两种间隙：一种是八面体间隙，另一种是四面体间隙。
6、在晶体中，由一系列原子所组成的平面称为晶面，任意两个原子之间连线所指的方向称为晶向。
7、晶体的点缺陷有三种：空位、间隙原子和置换原子。
8、塑性变形时，由于局部区域的晶体发生滑移即可形成位错。
9、刃型位错的柏氏矢量与其位错线相垂直，螺型位错的柏氏矢量与其位错线相平行。
10、把单位体积中所包含的位错线的总长度称为位错密度。
11、晶体的面缺陷包括晶体的外表面和内界面两类。
12、晶体的内界面缺陷有：晶界、亚晶界、孪晶界、堆垛层错和相界等。
13、金属：是具有正的电阻温度系数的物质，其电阻随温度的升高而增加。
14、晶体：原子在三维空间作有规则的周期性排列的物质称为晶体。
15、晶体结构：是指晶体中原子在三维空间有规律的周期性的具体排列方式。
16、点阵：能清楚地表明原子在空间排列规律性的原子的几何点，称之为点阵。
17、晶胞：晶格中能够完全反映晶格特征的最小的几何单元，称为晶胞。
用来分析晶体中原子排列的规律性。
18、配位数：是指晶体结构中与任一个原子最邻近、等距离的原子数目。
19、螺型位错：设想在立方晶体右端施加一切应力，使右端上下两部分沿滑移面发生了一个原子间距的相对切边，这种晶体缺陷就是螺型位错。
20、表面能：由于在表面层产生了晶格畸变，其能量就要升高，这种单位面积上升高的能量称为比表面能，简称表面能。
21、什么是晶体？晶体有何特性？答：晶体：原子在三维空间作有规则的周期性排列的物质称为晶体。
1）晶体具有一定的熔点。
在熔点以上，晶体变为液体，处于非晶体状；在熔点以下，液体又变为晶体。
2）晶体的另一个特点是在不同的方向上测量其性能，表现出或大或小的差异，称为各向异性或异向性。
金属学与热处理课后习题答案
第十章钢的热处理工艺10-1 何谓钢的退火退火种类及用途如何答：钢的退火：退火是将钢加热至临界点AC1以上或以下温度，保温一定时间以后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。
退火种类：根据加热温度可以分为在临界温度AC1以上或以下的退火，前者包括完全退火、不完全退火、球化退火、均匀化退火，后者包括再结晶退火、去应力退火，根据冷却方式可以分为等温退火和连续冷却退火。
退火用途：1、完全退火：完全退火是将钢加热至AC3以上20-30℃，保温足够长时间，使组织完全奥氏体化后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。
其主要应用于亚共析钢，其目的是细化晶粒、消除内应力和加工硬化、提高塑韧性、均匀钢的化学成分和组织、改善钢的切削加工性能，消除中碳结构钢中的魏氏组织、带状组织等缺陷。
2、不完全退火：不完全退火是将钢加热至AC1- AC3（亚共析钢）或AC1-ACcm（过共析钢）之间，保温一定时间以后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。
对于亚共析钢，如果钢的原始组织分布合适，则可采用不完全退火代替完全退火达到消除内应力、降低硬度的目的。
对于过共析钢，不完全退火主要是为了获得球状珠光体组织，以消除内应力、降低硬度，改善切削加工性能。
3、球化退火：球化退火是使钢中碳化物球化，获得粒状珠光体的热处理工艺。
主要用于共析钢、过共析钢和合金工具钢。
其目的是降低硬度、改善切削加工性能，均匀组织、为淬火做组织准备。
4、均匀化退火：又称扩散退火，它是将钢锭、铸件或锻轧坯加热至略低于固相线的温度下长时间保温，然后缓慢冷却至室温的热处理工艺。
其目的是消除铸锭或铸件在凝固过程中产生的枝晶偏析及区域偏析，使成分和组织均匀化。
5、再结晶退火：将冷变形后的金属加热到再结晶温度以上保持适当时间，然后缓慢冷却至室温的热处理工艺。
其目的是使变形晶粒重新转变为均匀等轴晶粒，同时消除加工硬化和残留内应力，使钢的组织和性能恢复到冷变形前的状态。
金属学与热处理教案-哈尔滨工业大学
绪论一、本课程的任务及在工业生产中的地位任务：研究固态相变的规律性，研究金属或合金热处理组织与性能之间的关系以及热处理理论在工业生产中和应用。
地位：(1)工业生产领域：工业生产中不可缺少的技术，是提高产品质量和寿命的关键工序，是发挥材料潜力、达到机械零部件轻量化的主要手段。
(2)材料研究领域：研制和开发新材料。
列举工业生产切削刀具实例，提出“服役条件”使用性能组织结构化学成分(材料)二、金属热处理的发展概况中国：古代高水平。
春秋战国~明清以前：从出土文物可见。
近代落后。
明清~新中国以前：统治者闭关锁国。
现代奋起直追。
新中国以前~至今：总体上和发达国家比仍有一定差距。
具体表现在(1)科研：个别研究处于世界领先水平，总体研究水平相对落后；(2)生产：工业生产自动化程度不高，能耗较大，特别是技术设备和装备相对落后。
世界范围：十九世纪以前：民间技艺阶段十九世纪后期：实验技术和科学阶段现代：理论科学阶段：X-ray、SEM、TEM等检测手段的提高和应用，极大地促进了材料科学研究和应用的进一步发展。
固态相变以马氏体相变为核心，围绕马氏体相变展开研究工作，材料工作者经历了一个多世纪的研究，取得了丰硕的研究成果，并用这些成果指导实践，取得了巨大的经济效益。
值得指出的是，马氏体相变的研究工作也存在一些未知问题需要继续深入探索。
马氏体相变的研究经历以下几个阶段：(1)1878年德国Martens首次采用光学显微镜观察到淬火钢的针状组织；(2)1895年法国Osmond将钢淬火后的相命名为马氏体；(3)1926~1927年X-ray衍射确定钢中马氏体为体心正方结构(4)近代马氏体相变的研究领域扩大，由金属或合金扩展到无机非金属和高分子材料，马氏体定义(命名)也存在诸多争论。
三、本课程的学习内容学习内容共分六章。
按照教学大纲接续上部分(金属学部分)内容排序为：第九章：金属在加热过程中的相变——奥氏体相变；第十章：金属在冷却过程中的转变图；第十一章：珠光体相变；第十二章：马氏体相变；第十三章：贝氏体相变；第十四章：钢在回火过程中的转变。
金属有机化学课件和习题及答案
第10章 过渡金属单或多烯烃、 炔烃-络合物
1
10.1 金属烯烃-配合物的结构特点
10.1.1 金属-单烯烃配合物
H Cl Cl Cl Pt C C H H H K
C M C
-donation via the filled k donation via the empty alkene -system
6 M
M 4
M-C
M
Ar···Ar
[Cr]+ Me6-[Fe]2+ Me6-[Ru]2+ [Ru]2+
C-C
一些金属二芳烯配合物的性质
Complex Ti(C6H6)2 V(C6H6)2 V(C6H5F)2 Nb(C6H6)2 Cr(C6H6)2 Mo(C6H6)2 W(C6H6)2 [Mn(C6Me6)2]+ [Fe(C6Me6)2]2+ Color red red red purple brown green yellow-green pale pink orange mp/ºC Miscellaneous 227 284 115 160 空气敏感，在芳烃溶剂中自催化分解 空气非常敏感，顺磁性，可还原为 [V(C6H6)2] 空气敏感
2. 利用金属蒸气的方法
作为烯烃-络合物的特殊合成方法，可将金属在高真空下加热，蒸发的 金属原子和烯烃一起在低温下（液氮温度）凝聚而生成烯烃配位的络合 物，这一方法可用以合成其它方法不易合成的络合物：
注意：丁二烯与金属配位时，并不形成离域 的-体系，而只是利用两个双键分别作用。
M
10.1.4 金属-环丁二烯烃配合物
环状共轭-体系当其电子满足4n+2规则时具有芳香性，而环丁二烯具 有4个电子，具有反芳香性。环丁二烯的反芳香性以及大的环张力使 这一分子非常不稳定而不能作为一个自由的分子独立存在。 但稳定的环丁烯金属配合物却能分离得到，环丁二烯可作为二阴离子 6e给体：
北科大《金属学》_讲义(精华版)_对考研的学材料的童鞋非常有用!
1：温度：是影响扩散最主要的因素，温度越高，扩散系数 D 越大。 2：固溶体类型：置换固溶体激活能大，扩散的慢；间隙固溶体扩散激活能小，扩散的快。 3：晶体结构：低对称性的晶体结构中，存在扩散的各向异性，如六方结构晶体，平行与垂直基 面（0001）的扩散系数不同 4：晶体缺陷：界面表面及位错是扩散的快速通道。 5：熔点。同一合金系中，同一温度下熔点高的合金中扩散慢，熔点低的扩散快。
第五章 金属与合金的塑性变形
1．单晶体的塑性变形 滑移：当应力超过晶体的弹性极限时，晶体中就会产生层片之间的相对滑移， 移线组成滑移带。
大量的滑
临界分切应力：滑移系开动所需要的最小分切应力，它是一个定值，与材料本身性质有关，与外力取向无 关。
F COSCOS A
孪生：晶体受力以后，以产生孪晶的方式进行的均匀切变过程叫孪生，切变区与未切变区呈晶面对称的取 向。
二：知识梳理
第一章：金属与合金的晶体结构
① 1)金属键, 2)离子键, 3)共价键 考点：金属键（2001 年，2004 年，2007 年）简述什么是金属键？5 分 剖析：金属中自由电子和原子核之间靠静电作用产生的键合力。 ② 晶体学基础 10 分
1) 空间点阵（2008 年）在空间中由几何阵点周期性规则排列并具有完全相同的周围环境，在三维空间
2）成分过冷 指凝固时，液固界面前沿液体中的实际温度低于由溶质分布决定的凝固温度时产生的过 冷，称为成分过冷。 4．凝固宏观组织与缺陷
金属铸锭的组织 1－表层细晶区 2－柱状晶区 3－中心等轴晶区 各个晶区是如何形成的，都有什么特点？
第三章：金属与合金中的扩散
1．扩散机制：交换机制、间隙机制、空位机制、晶界扩散及表面机制，其中空位机制是置换固溶体中 最重要机制。 2．菲克第一定律：J=-Dd ，它表示了物质从高的质量浓度区向低的质量浓度区方向迁移。菲克第 一定律描述了一种稳态扩散，即浓度质量不随时间而改变。 3．菲克第二定律 ，是一种非稳态扩散，某点的质量浓度随时间的改变而改变。 4．影响扩散的主要因素
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一般机器零件常见的失效形式有 以下三种：
1.断裂。断裂是材料最严重的失效形式， 特别是在没有明显塑性变形的情况下 突然发生的脆性断裂，往往会造成灾 难性事故。
2.表面损伤。机械零件磨损过量后，工 作就会恶化，甚至不能正常工作而报 废。磨损不仅消耗材料，损坏机器， 而且耗费大量能源。
2
3、过量变形。不论哪种过量变形，都会造成 零件(或工具)尺寸和形状的改变，影响它们 的正确使用位置，破坏零件或部件间相互配 合的关系，使机器不能正常工作，甚至造成 事故。
§10.1 机械零件的失效形 式和选材原则
10.1.1 机械零件的失效形式 任何机器零件或结构件都具有一定的 功能，如在载荷，温度，介质等作用下 保持一定的几何形状和尺寸，实现规定 的机械运动，传递力和能等。如果零件 在使用过程中，由于尺寸、形状或材料 的组织与性能发生变化而失去原设计要 求的效能，即为失效。
标来设计、制造弹簧。
第三：确定主要的性能指标 在零件工
作条件分析、失效形式分析的基础上，确定
零件的主要使用性能指标，作为零件选材的
基本出发点。
表10-1 几种典型零件的工作条件及主要性
能指标
5
表10-1 几种典型零件的工作条件及 主要性能指标
零件名称
工作条件
关键性能指标
重要螺栓
交变拉应力 σ5、σ-1、 HBS
热处理方法、热处理后应达到的力学性能 指标等。 在图样上标注热处理技术条件时，可用文 字对热处理条件加以简要说明，也可用国 家标准(GB/T12693--1990)规定的热处理 工艺分类及代号来表示。热处理技术条件 一般标注在零件图标题栏的上方的技术要 求中。 图 10-1为热处理技术条件在零件图上的标 注示例。
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选择毛坯成型工艺时必须考虑以下原 则：
1. 保证零件的使用要求 成型后的毛坯制成零件后，应满足其使用要求。有时，
即使同一类零件，由于使用要求不同，从选择材料到选择 成型方法和加工方法可以完全不同。因此，在确定毛坯类 别时，必须首先考虑工作条件下零件的使用要求。 2. 降低制造成本，满足经济性的要求 在选择毛坯的类别和具体的制造方法时，通常是在保证零 件使用要求的前提下，把几个可供选择的方案从经济性上 进行分析、比较，从中选择成本低廉的方案。
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在选用材料时，还应立足于本地或国内的资 源，并考虑国内的生产和供应情况。对于同 一企业来说，所选用的材料种类、规格应尽 量少而集中，以便于采购和管理，减少不必 要的附加费用。
总之，作为一个工程技术人员，在选用材料 时，必须了解我国的资源和生产情况，从实 际出发，全面考虑材料的使用性能、工艺性 能和经济等方面的因素，以保证产ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ性能优 良、成本低廉和经济效益最佳。
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10.2 零件成型工艺选择的一般原 则
零件成型工艺选择是否合理，不仅影响每 个零件乃至整部机械的制造质量和使用性能， 而且对零件的制造工艺过程，生产周期和成 本也有很大的影响。
表10.2列出了常用成型毛坯的生产方法及有 关内容的比较，可供成型时参考。
表10-2 常用毛坯的成型方法及其有关内容 比较
对于需要切削加工的零件，应考虑材料 的切削加工性能。
材料的工艺性能在某些情况下甚至成为 选择材料的主导因素。
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3、选材时应充分考虑经济性能 选材时应注意降低零件的总成本。据
资料统计，在一般的工业部门中，材 料的价格要占产品价格的30%-70%。 因此，在保证使用性能的前提下，应 尽可能选用价廉、货源充足、加工方 便、总成本低的材料，以取得最大的 经济效益，提高产品在市场上竞争力。
造出来的，因此材料工艺性能的好坏 也是选材时必须考虑的重要问题。 并不是要求某一材料具有所有的工艺 性能，而是具有所要求的工艺性能就 足够了。 对于尺寸较大，形状较复杂的零件， 就要求材料的具有良好的铸造性能或 焊接性能。
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当零件用冷拔工艺制造时，应考虑材料 的塑性，并考虑形变后强化对材料的力 学性能的影响。
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3. 考虑实际生产条件 应首先分析本厂的设备条件和技术水
平能否满足毛坯制造方案的要求。如 不能满足要求，则应考虑某些零件的 毛坯可否通过外协或外购来解决。 上述三条原则是相互联系的，考虑时 应在保证使用要求的前提下，力求做 到质量好、成本低和制造周期短。
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10.3 零件热处理的技术条件 热处理技术条件的内容包括：零件最终的
引起零件失效的原因很多，涉及到零件的结 构设计、材料的选择与使用、加工制造、装 配及维护保养等方面。
3
10.1.2 选材的基本原则
要做到合理选材，必须进行全面的分 析及综合考虑，一般是从其使用性能、 工艺性能、经济性等几个方面考虑。
1、材料的选用应满足零件的使用性能 要求
在选材时，首先要正确地判断零件要 求哪方面的性能，然后再确定主要的 性能指标。具体方法如下:
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通常的机械零件大多在弹性范围内 工作，故常以强度作为主要性能指 标，即以屈服强度为强度计算的原 始设计数据；
在设计计算中着重考虑的是材料的 强度，并不采用伸长率、断面收缩 率等塑性指标。
在确定材料的性能指标后，可在有 关设计手册中查阅材料的有关数据， 选择几种性能满足要求的材料。
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2、材料的工艺性能应满足加工要求 任何零件都是由所选材料经过加工制
重要传动齿轮 交变弯曲应力、 σ5、σ-1、 HRC、接触疲劳强度 交变接触压应力、
冲击载荷、齿面 受摩擦
曲轴、轴类 交变弯曲应力、 σb、 σ-1、 HRC 扭曲压应力、冲
击载荷、颈部摩 擦
弹簧
交变应力、振动 σe、 σ5/σb、 σ-1、
滚动轴承
点接触下的交变 σb、σ-1、 HRC 应力、滚动摩擦
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第一：分析零件的工作条件 ，零件的工 作环境，如介质、工作温度等；零件的特殊 性能要求，如电性能、磁性能、热性能等。
第二：进行零件失效分析 零件最关
键的性能指标通常要根据零件的失效形式来
确定，因此，要分析同类零件的失效形式，
其主要使用性能应是弹性极限、疲劳极限，
所以应以弹性弹性极限和疲劳强度为主要指