金属材料名词解释超值版
金属材料及热处理基础知识
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金属材料可以根据其晶体结构、相组 成、显微组织等特征进行分类。例如 ,根据晶体结构,金属材料可分为面 心立方晶格、体心立方晶格和密排六 方晶格等。根据相组成,金属材料可 分为单相合金和多相合金。根据显微 组织,金属材料可分为奥氏体、铁素 体、马氏体等。
金属材料的性质与用途
金属材料的性质包括物理性质、化学性质和机械性能等。物理性质包括密度、熔点、导热性、导电性 和磁性等。化学性质包括耐腐蚀性、抗氧化性和抗疲劳性等。机械性能包括强度、硬度、韧性、塑性 和耐磨性等。
金属材料及热处理基础知识
2023-11-08
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目录
• 金属材料概述 • 金属材料的结构与性能 • 金属材料热处理原理及工艺 • 常用金属材料及其热处理 • 金属材料及热处理的应用与发展 • 金属材料及热处理案例分析
01
金属材料概述
金属材料的定义与分类
金属材料是指具有金属特性的材料, 通常包括纯金属和合金。纯金属是由 同种元素组成的金属材料,如铁、铜 、铝等。合金是由两种或两种以上的 金属元素组成的金属材料,如不锈钢 、钛合金等。
热处理缺陷及防止措施
热处理过程中可能出现多种缺陷,如裂 纹、变形、氧化、脱碳等。
裂纹是热处理过程中最常见的缺陷之一 ,它主要是由于加热或冷却速度过快、和冷却速度、选
择合适的加热温度等。
变形是热处理过程中常见的缺陷之一, 它主要是由于加热或冷却过程中产生的 应力引起的。防止变形的措施包括采用 多阶段加热或冷却、合理安排工件的放
性能。
退火
将金属材料加热到适当温度后缓慢 冷却,以消除内应力、提高韧性等 。
正火
将金属材料加热到适当温度后保温 一定时间,然后空冷,使金属材料 内部结构更均匀、硬度更高。
金属材料名词解释
名词解释:1 淬火性:钢的淬透性是指钢在淬火时能获得淬硬深度的能力,它是钢材本身固有的属性。
2 淬硬性:钢的淬硬性也叫硬性,是指钢在淬火后能达到最高硬度的能力,它主要取决于M的含量。
3 贝氏体:贝氏体是由含过饱和碳的铁素体于弥散分布的渗碳体(或碳化物)组成的非层状两相组织,用“B”表示。
4 残余奥氏体:当奥氏体中碳的百分含量大于0.5%时,由于M F已低于室温,因此淬火室温时,必然有一部分奥氏体被残留下来,这部分奥氏体称为残余奥氏体。
5 共析转变:由一定成分的固相,在一定温度下,同时析出成分不同的两种固相的转变,称为共析转变。
A 727℃(F+Fe3C)6 固溶强化:由于固溶体的晶格发生畸变,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、硬度升高的形象,称为固溶强化。
7 等温冷却转变:在A1以下,保持恒温一段时间,让过冷奥氏体完成转化叫过冷奥氏体等温转变。
8 临界冷却曲线:与过冷奥氏体连续冷却转变曲线鼻尖相切的冷却速度,称为马氏体临界冷却速度。
9 共晶转变:一定成分的液相,在一定温度下,同时结晶出成分不同的两种固相的转变,称为共晶转变。
10调质处理:将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理,其目的使钢获得强度、硬度和塑性、韧性都较好的综合力学性能。
问题1力学性能符号含义σs(σ0.2 ) σb HBW(HBS) HRA(B、C) HV δψa kσ-1σs:在拉伸过程中,当负荷不增加甚至有所降低时。
试样仍继续产生变形,此时的最小应力叫屈服点,用σs表示σ0.2:屈服强度为试样标距部分产生0.2%残余伸长时的应力。
σb试样在拉断前所承受的最大负荷于原始截面积之比。
HBW:当压头为硬质合金球时的布氏硬度符号,适用于布氏硬度值为450~650的金属材料。
HBS:当压头为淬火钢球时的布氏硬度符号,适用于布氏硬度值为低于450的金属材料。
HRA、HRC压头是金刚石圆锥的洛氏硬度符号,HRB是直径1.5488mm钢球的洛氏硬度符号。
材料科学基础名词解释
金属材料:以金属键结合为主的材料,如钢铁材料。
无机非金属材料:以离子键和共价键结合为主的材料,如陶瓷材料。
高分子材料:以共价键结合为主的材料,如塑料、橡胶。
复合材料:以界面特征结合为主的材料,如玻璃钢。
结构材料:利用它的力学性能,用于制造需承受一定载荷的设备、零部件、建筑结构等。
功能材料:利用它的特殊物理性能(电、热、光、磁等),用于制造各种电子器件、光敏元件、绝缘材料等。
高聚物:是由一种或几种简单低分子化合物经聚合而组成的分子量很大的化合物。
复合材料:是由两种或两种以上化学性质或组织结构不同的材料组合而成。
晶体:物质的质点(分子、原子或离子)在三维空间呈规则的周期性重复排列的物质。
空间点阵:把质点看成空间的几何点,点所形成的空间阵列。
晶格:用假想的空间直线,把这些点连接起来,所构成的三维空间格架。
晶胞:从晶格中取出具有代表性的最小几何单元。
晶格参数:描述晶胞的六个参数a、b、c、晶体中各种方位上的原子面叫晶面,表示晶面的符号叫晶面指数。
{hkl}代表原子排列完全相同,只是空间位向不同的各组晶面,称为晶面族。
晶体中各个方向上的原子列叫晶向,表示晶向的符号叫晶向指数。
<unw>代表原子排列完全相同,只是空间位向不同的各组晶向,称为晶向族所有平行或相交于某一直线的这些晶面构成一个晶带,此直线称为晶带轴。
属此晶带的晶面称为共带面。
晶胞原子数:指一个晶胞内所含的原子个数。
原子半径:指晶胞中原子密度最大方向上相邻两个原子之间距离的一半,与晶格常数有关。
配位数:指晶格中任一原子周围所具有的最近且等距的原子数。
致密度:合金:是指由两种或两种以上元素组成的具有金属特性的物质。
如:黄铜,Cu、Zn合金;碳钢,Fe、C合金。
组元:组成合金最基本的独立物质(组成合金的元素、稳定化合物)。
相:成分结构相同并以界面分开的均匀部分。
组织:在显微镜下所看到的相的分布形态。
固溶体:指溶质组元溶于溶剂晶格中,并保持溶剂组元晶格类型而形成的均匀固体。
金属材料专业名词解释
均匀形核是指新相晶核在母相基体中无择优地任意均匀分布。
新相优先在母相中存在的异质处形核,即依附于液相中的杂质或外表面来形核。
晶面指数:通过空间点阵中任意三结点的平面称为晶面。
点阵中一定有一系列间距相等的晶面与此晶面相平行,为表征晶面,采用晶面指数,亦称为米勒(M.H.Miller)指数。
晶体:晶体是内部质点在三维空间成周期性重复排列的固体,即晶体是具有格子构造的固体。
合金:两种或两种以上的金属或金属与非金属经熔炼、烧结或其他方法组合而成并具有金属特性的物质。
过冷度:相变过程中冷却到相变点以下某个温度后发生转变,平衡相变温度与该实际转变温度之差称过冷度。
空间点阵:指几何点在三维空间作周期性的规则排列所形成的三维阵列,是人为的对晶体结构的抽象。
枝晶偏析:固溶体在非平衡冷却条件下,匀晶转变后新得的固溶体晶粒内部的成分是不均匀的,先结晶的内核含较多的高熔点的组元原子,后结晶的外缘含较多的低熔点的组元原子,而通常固溶体晶体以树枝晶方式长大,这样,枝干含高熔点组元较多,枝间含低熔点组元原子多,造成同一晶粒内部成分的不均匀现象。
下坡扩散:组元从高浓度区向低浓度区迁移的扩散的过程称为下坡扩散。
上坡扩散:组元从低浓度区向高浓度区迁移的扩散的过程称为上坡致密度又叫堆积比率或空间最大利用率,是指晶胞中原子本身所占的体积百分数,即晶胞中所包含的原子体积与晶胞体积的比值。
一般把原子当作刚性球来看待,再算出一个晶胞中的原子数,原子半径和晶格常数之间的关系,即可计算出致密度K。
金属材料:金属是具有良好的导电性、导热性和可锻性的物质,而以金属物质制成的可供社会再次回收作原材料的金属产品叫金属材料。
无机材料指由无机物单独或混合其他物质制成的材料。
有机高分子材料又称聚合物或高聚物。
一类由一种或几种分子或分子团(结构单元或单体)以共价键结合成具有多个重复单体单元的大分子,其分子量高达104~106。
它们可以是天然产物如纤维、蛋白质和天然橡胶等,也可以是用合成方法制得的,如合成橡胶、合成树脂、合成纤维等非生物高聚物等。
金属材料学
名词解释1、碳当量:一般以各元素对共晶点实际含C量的影响,将这些元素的含量折算成C的百分数,用这种方法的含C量称为碳当量。
2、共晶度:普通铸铁中含碳量与共晶点含碳量的比值3、孕育处理:把孕育剂加入到浇注前的铁液中,以改变铁液的冶金状态,从而改善铸铁的组织与性能。
4、可锻铸铁:将一定成分铁水浇注成的白口铸铁,然后经过长时间的石墨化退火使白口铁的游离渗碳分解成团絮状石墨体,从而得到由团絮状石墨和不同基体组织的铸铁。
这种铸铁即为可锻铸铁。
5、球化处理:在铁水浇注前,向铁水中加入球化剂,使片状石墨转化为球状石墨,而所得的一种铸铁处理过程。
6、AL热处理特点:固溶时效,Mg和AL相似,组织粗大,淬火加热温度低,合金元素在镁中扩散的速度快,退火保温时间长,氧化倾向大,加热炉保护。
7、合金元素:为了得到一定的物理、化学或机械性能而添加到钢中的有一定范围的化学元素。
8、微合金元素:在钢中加入某些元素时,只能加入极少的量,即是……9、奥氏体形成元素:合金元素中,在γ-Fe中有较大溶解度,并能稳定γ-Fe的元素10、铁素体形成元素:在α-Fe中有较大的溶解度,并使α-Fe不稳定的元素11、二次淬火:在强合金形成元素含量较多的合金钢中,淬火后奥氏体十分稳定,甚至加热到500-600度回火升温与保温时仍不分解,而是在冷却部分转变成马氏体,使钢的硬度提高。
12二次硬化:从α相中直接析出的特殊碳化物尺寸细小,稳定性好,并与母相保持着共格关系,故强化效果比较显著,伴随着这类特殊碳化物的析出,合金钢的硬度会升高,在硬度与回火温度的关系曲线上出现峰值,这种现象称为….13、合金:在金属中加入的非基体元素,使基体的组织和性能得到改善14、475°C脆性:合金钢(含Cr、Ni、Mn、Si等元素)淬火并在450°C-650°C回火后产生低韧性现象,也称为高温回火脆性和第二类回火脆性15、原位析出:碳化物形成元素向渗碳体富集,当其浓度超过在合金渗碳体的溶解度时,合金渗碳体就在原位转变成特殊碳化物。
金属学与热处理重要名词解释
金属学与热处理重要名词解释绪论1.材料:人类用来制造各种有用物品的材料。
2、工程材料:是指具有一定性能,在特定条件下能够承担某种功能、被用来制取零件和元件的材料。
3、金属材料:是指具有正的电阻温度系数及金属特性的一类物质。
包含金属和合金。
4、金属:是指由单一元素构成的、具有正的电阻温度系数及金属特性的一类物质。
5.合金:指由两种或两种以上金属或金属与非金属组成的具有正电阻温度系数和金属特性的材料。
6、无机非金属材料:又称硅酸盐材料、陶瓷材料,所谓无机非金属材料是指用天然硅酸盐(粘土、长石、石英等)或人工合成化合物(氮化物、氧化物、碳化物、硅化物、硼化物、氟化物)为原料,经粉碎、配置、成形和高温烧结而成的硅酸盐材料。
7.高分子材料:指以高分子化合物为主要成分的材料,也称聚合物。
8、复合材料:是指由两种或两种以上不同性质的材料,通过不同的工艺方法人工合成的、各组分间有明显界面、且性能优于各组成材料的多相材料。
9.结构材料:以强度、刚度、塑性、韧性、硬度、疲劳强度、耐磨性等机械性能为性能指标,用于制造承载和传递动力的零部件的材料。
10、功能材料:是以声、光、电、磁、热等物理性能为指标,用来制造具有特殊性能的元件材料。
第一章金属的性质1、金属的使用性能:是指金属材料制成零件或构件后为保证正常工作及一定使用寿命应具备的性能,包括金属的力学性能、物理和化学性能。
2、金属的工艺性能:是指金属在加工成零件或构件的过程中金属应具备的适应加工的性能,包括冶炼性能、铸造性能、压力加工性能、切削加工性能、焊接性能及热处理工艺性能。
3.金属力学性能:指金属在外载荷作用下的性能,包括强度、硬度、塑性、韧性和疲劳强度。
4、弹性变形:外力去除后立即可以恢复的变形。
其实质是在外力作用下晶格发生的歪扭与伸长。
5、塑性变形:外力去除后不能恢复的变形6.弹性极限:金属材料在弹性变形范围内能承受的最大应力。
7、弹性模量与刚度:金属在弹性范围内,应力与应变的比值ζ/ε称为弹性模量e,也称为杨氏模量。
金属材料概述
金属材料概述金属材料是指具有光泽、延展性、容易导电、传热等性质的材料。
一般分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。
黑色金属包括铁、铬、锰等,有色金属又称非铁金属,是铁、锰、铬以外的所有金属的统称,一般还包括有色合金。
特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。
其中有通过快速冷凝工艺获得的非晶态金属材料,以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等;还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减振阻尼等特殊功能合金以及金属基复合材料等。
一、金属的组成与结构1、金属的原子结构金属键是金属原子之间的结合键,它是大量金属原子结合成固体时,彼此失去最外层电子,成为正离子,而失去的外层电子穿梭于正离子之间,成为公有化的自由电子云或电子气,而金属正离子与自由电子之间的强烈静电吸引力,这种结合方式称为金属键。
除锡、锑、铋等少数几种金属的原子最外层电子数大于或等于4以外,绝大多数金属原子的最外层电子数均小于4,主族金属原子的外围电子排布为n s1或n s2或n s2 np(1-4),过渡金属的外围电子排布可表示为(n-1)d(1-10) n s(1-2)。
主族金属元素的原子半径均比同周期非金属元素(稀有气体除外)的原子半径大。
金属材料都具有相同的原子结合方式,但不同的金属材料性能各不相同,因为材料的性能与原子的结合方式有关,还取决于材料的内部结构。
结构即为原子的排列方式和空间分布。
2、金属的晶体结构按原子在空间的排列方式不同,固态物质可分为晶体和非晶体两大类。
晶体:是指原子在三维空间有规则的周期性重复排列的物质,如金刚石、石墨、固态金属等。
晶体一般有规则的外形和固定的熔点,在各个方向上原子密度不同,因而表现出各向异性非晶体:是指原子在空间无规则排列的物质,表现出各向同性金属材料在固态下通常为晶体,其结合键主要是金属键,将原子抽象成一个质点,用直线把这些质点连接起来,就形成一定形状的空间格子,这个空间格子,称为晶格,能够完全代表晶格中原子排列规律的最小几何单元称为晶胞,晶胞中各棱边的长度称为晶格常数。
金属材料与热处理名词解释
金属材料与热处理名词解释(总26页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除名词解释沸腾钢:1 只用一定量的弱脱氧剂锰铁对钢液脱氧,因此钢液含氧量较高。
2 在沸腾钢的凝固过程中,钢液中碳和氧发生反应而产生大量气体,造成钢液沸腾,这种钢由此而得名。
3 沸腾钢钢锭宏观组织的特点是,钢锭内部有大量的气泡,但是没有或很少有缩孔。
钢锭的外层比较纯净,这纯净的外层包住了一个富集着杂质的锭心。
4 沸腾钢钢锭的偏析较严重,低温冲击韧性不好,钢板容易时效,钢的力学性能波动性较大。
镇静钢:1 镇静钢在浇注之前不仅用弱脱氧剂锰铁而且还使用强脱氧剂硅铁和铝对钢液进行脱氧,因而钢液的含氧量很低。
2 强脱氧剂硅和铝的加入,使得在凝固过程中,钢液中的氧优先与强脱氧元素铝和硅结合,从而抑制了碳氧之间的反应,所以镇静钢结晶时没有沸腾现象,由此而得名。
3 在正常操作情况下,镇静钢中没有气泡,但有缩孔和疏松。
与沸腾钢相比,这种钢氧化物系夹杂含量较低,纯净度较高。
镇静钢的偏析不像沸腾钢那样严重,钢材性能也较均匀。
树枝状偏析:(枝晶偏析)1依据相图,钢在结晶时,先结晶的枝干比较纯净,碳浓度较低,而迟结晶的枝间部分碳浓度较高。
2研究指出,在钢锭心部等轴晶带中枝晶偏析的特点是,在枝干部分成分变化很小,这部分占有相当宽的范围,在枝晶或者两个相邻晶粒之间,富集着碳、合金元素和杂质元素,而且达到很高的浓度。
枝干结晶时,在相当宽的范围内造成碳和合金元素、杂质元素的贫化(选择结晶),这种贫化成了枝晶间浓度特高的前提。
3为减少枝晶偏析的程度,可对铸钢和钢锭进行扩散退火。
区域偏析:在整个钢锭范围内发生的偏析因为选择结晶,杂质元素和合金元素被富集在晶枝近旁的液相中。
在凝固速度不是很高的情况下,枝晶近旁液相中杂质元素能够借扩散和液体的流动而被转移到很远的地方。
随着凝固的进展,杂质元素在剩余的钢液中不断富集,各种元素在整个钢锭或铸件的范围内发生了重新分布,即产生了区域偏析。
金属材料的基本知识
续
(5)按 炼钢 方法 分 ①转炉钢—用转炉炼出来的钢。它按炉衬材料又分为酸性转炉钢(贝塞麦炉钢、贝氏炉钢)和碱性 转炉钢(托马斯炉钢);按送风方法又分为底吹炉钢、侧吹炉钢和纯氧顶吹转炉钢。 ②平炉钢—用平炉(马丁炉)炼出来的钢,它按炉衬材料又分为酸性平炉钢和碱性平炉钢。 ③电炉钢—用电炉炼出来的钢。它按炉衬材料又分为酸性电炉钢和碱性电炉钢。 ①镇静钢—脱氧完全的钢。钢锭的组织紧密、坚实,但上部有较深缩孔,轧制钢材时损耗较大。除 部分普通炭素钢和优质炭素结构钢外,一般都是制成镇静钢。 ②沸腾钢—脱氧不完全的钢。钢锭上部没有缩孔,只是内部有许多分散的小气泡,但是钢锭外壳仍 是坚实的,而这些分散小气泡在轧制钢材过程中可以完全被压合消除掉。它的优点是损耗较少,成 本较低,同时仍能保证钢材的强度和坚固性,并具有较高的冷加工变形能力;缺点是成分和性能有 严重不均匀性,强度和冲击韧性较低,容易时效,不适宜在低温条件下使用。主要制成作建筑结构、 一般零件或日用器皿等用的普通低炭钢和优质低炭钢。 ③半镇静钢—钢的脱氧程度和性能介于镇静钢和沸腾钢之间。主要也是制成作建筑结构或一般零件 用的普通低炭钢和优质低炭钢。 甲类钢—按照机械性能供应的钢 普通炭素钢 乙类钢—按照化学成分供应的钢 特类钢—按照机械性能及化学成分供应 的钢 优质炭素结构钢 易切削钢
锡青铜(铜锡合金,一般尚含有磷或锌、铅等合金元素) 特殊青铜(无锡青铜) 普通白铜(铜镍合金)
铜合金
青铜
白铜
压力加工用
特殊白铜(含有其他合金元 素的白铜) 不经热处理 经热处理
锰白铜、铁白铜、锌白铜等 防锈铝 硬铝、锻铝、超硬铝、特殊铝等
合金
铝合金 镍合金 锌合金 铅合金 镁合金 轴承合金 印刷合金 硬质合金
压力加工用 铸 造 用 压力加工用 压力加工用 铸造用 铅 锑 合 金 铅基轴承合金 锡基轴承合金 铅基印刷合金
金属材料专业名词解释
名词解释1.晶体:原子按一定方式在三维空间内周期性地规则重复排列,有固定熔点、各向异性。
2.晶界:晶界是成分结构相同的同种晶粒间的界面。
3.晶胞:在点阵中取出一个具有代表性的基本单元(最小平行六面体)作为点阵的组成单元,称为晶胞。
4.合金:由两种或两种以上的金属或金属与非金属经熔炼、烧结或其它方法组合而成,并具有金属特质的物质。
5.相:合金中具有同一聚集状态、同一晶体结构和性质并以界面相互隔开的均匀组成部分。
6.固溶体:以某一组元为溶剂,在其晶体点阵中溶入其他组元原子(溶质原子)所形成的均匀混合的固态溶体,它保持着溶剂的晶体结构类型。
7.置换固溶体:当溶质原子溶入溶剂中形成固溶体时,溶质原子占据溶剂点阵的阵点,或者说溶质原子置换了溶剂点阵的部分溶剂原子,这种固溶体就称为置换固溶体。
8.间隙固溶体:溶质原子分布于溶剂晶格间隙而形成的固溶体称为间隙固溶体。
9.位错:是晶体内的一种线缺陷,其特点是沿一条线方向原子有规律地发生错排;这种缺陷用一线方向和一个柏氏矢量共同描述。
10.刃型位错:晶体中的某一晶面,在其上半部有多余的半排原子面,好像一把刀刃插入晶体中,使这一晶面上下两部分晶体之间产生了原子错排,称为刃型位错。
11.螺型位错:位错线附近的原子按螺旋形排列的位错称为螺型位错。
12.位错滑移:在一定应力作用下,位错线沿滑移面移动的位错运动。
13.滑移系:晶体中一个滑移面及该面上一个滑移方向的组合称一个滑移系。
14.孪晶:孪晶是指两个晶体(或一个晶体的两部分)沿一个公共晶面构成镜面对称的位向关系,这两个晶体就称为孪晶,此公共晶面就称孪晶面。
15.孪生:晶体受力后,以产生孪晶的方式进行的切变过程叫孪生。
16.柯氏气团:通常把溶质原子与位错交互作用后,在位错周围偏聚的现象称为气团,是由柯垂尔首先提出,又称柯氏气团。
17.均匀形核:新相晶核是在母相中存在均匀地生长的,即晶核由液相中的一些原子团直接形成,不受杂质粒子或外表面的影响。
金属材料基础知识
②、铁素体 碳和其它合金元素溶入α-Fe中所形成 的间隙固溶体称为铁素体,以α或F表示。
③、渗碳体 渗碳体是铁和碳组成的金属化合物, 在碳素钢中用分子式Fe3C表示 。
④、珠光体 珠光体是铁素体和渗碳体组成的机械 混合物,通常呈片层状相间分布,片层间距和片 层厚度主要取决于奥氏体分解时的过冷度。
金属材料基础知识
a.强度:金属材料在外力作用下抵抗塑性变 形(不可恢复变形)和断裂的能力,强度大小 通常用应力来表示。
抗拉强度Rm (MPa) 表征金属材料抵抗拉伸断 裂的最大应力称为抗拉强度,也称强度极限。
屈服强度Re(MPa) 表征金属材料抵抗塑性 变形的能力。金属材料受拉伸载荷作用时, 当载荷不再增加而变形继续增加的现象叫屈 服,发生屈服时的应力称为屈服点。
普通钢(P≤0.045%,S≤0.050%) 优质钢(P、S均≤0.035%) 高级优质钢(P≤0.035%,S≤0.030%)
D.按脱氧程度分
(1)镇静钢 钢液在浇注前用锰铁、硅铁和铅进行了充分脱氧 , 成分较均匀、
组织较致密。主要用于机械性能要求较高的零件。 (2)沸腾钢
钢液在浇注前进行轻度脱氧, 成分偏析较严重、组织不致密。 机械性能不均匀, 冲击韧性差, 常用于要求不高的零件。
(1)碳素钢
含碳量低于1.5%,其杂质(Si、Mn、S、P等)含量 在规定范围内(Mn≤0.8%、Si≤0.4%、S≤0.055%、 P≤0.045%)的铁碳合金。 a.低碳钢(C≤0.25%);
b.中碳钢(C≤0.25~0.60%); c.高碳钢(C0.60%)。 d. 工业纯铁:为含碳量≤0.04%的铁碳合金。
维氏硬度HV ➢ 金刚石四棱锥体 ➢ 测量压痕对角线长度 ➢ 硬薄层工件
金属材料
三、 铸铁 (一)概论 1.铸铁的成分、组织和性能特点 从铁碳合金相图知道,含碳量大于2.11%的铁碳合金称为铸。工业上 常用铸铁的成分范围是2.5~4.0%C、1.0~3.0%Si、0.5~1.4%Mn、 0.01~0.50%P、0.02~0.20%S;除此以外,有时尚含有一定量的合金元素, 如Cr、Mo、V、Cu、Al等。可见在成分上铸铁与钢的主要不同是:铸铁含碳 和含硅量较高,杂质元素硫、磷较多。 虽然铸铁的强度、塑性和韧性较差,不能进行锻造,但它却具有一系列 优良的性能,如良好的铸造性、减摩性和切削加工性等,而且它的生产设备 和工艺简单,价格低廉,因此铸铁在机械铸造上得到了广泛的应用。特别是 由于近年来由于稀土镁球墨铸铁的发展,更进一步打破了钢与铸铁的使用界 限,不少过去使用碳钢和合金钢制造的重要零件,如曲轴、连杆、齿轮等, 如今已可采用球墨铸铁来制造,“以铁代钢”,“以铸代锻”。这不仅为国 家节约 了大量的优质钢材,而且还大大减少了机械加工的工时,降低了产品的成本. 铸铁之所以具有一系列的优良性能,除了因为它的含碳量较高,接近于 共晶合金成分,使得它的熔点低、流动性好以外,而且还因为它的含碳量和
此外,为了表示钢的用途,往往在钢号的前面再附加字母,例如:滚动轴 承在钢号前面加“G”(“滚”字的汉语拼音字首)字,后面的数字表示铬的 含量,以平均含量千分之几表示,如GCr9(滚铬9)、GCr15(滚铬15)等。 (三)合金工具钢 用于制造刀具、模具、量具等工具的钢称为工具钢。有关工具钢的工作 条件、性能要求、成分和热处理特点是本段所要讨论的问题。 工具钢按成分可分为两类: (1)碳素工具钢:简称碳工钢,它属于高碳成分的铁碳合金。 (2)合金工具钢:包括低合金、中合金、高合金工具钢。钢中合金元素总量小 于4~5%者称为低合金;5~10%范围称为中合金;>10%者称为高合金。 工具钢按用途可分为三类: (1)刃具钢:用于制造各种刀具如车刀、铣刀等。 (2)模具钢:用于制造各种模具如冷冲模、冷挤模、热端面,热锻模等。 (3)量具钢:用于制造各种量具如块规、千分尺样板等。 此外,尚可按用途淬火冷却介质,分为水淬钢、油淬钢、空硬钢三类。 工具钢分类方法很多,其中按用途分类是常用的。
金属材料学名词解释总
二.名词解释1)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从而得到一定的物理、化学或机械性能的化学元素。
(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如Cr钢中的Cr:ε-FexC→Fe3C→(Fe, Cr)3C→(Cr, Fe)7C3→(Cr, Fe)23C66)离位析出: 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)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。
8)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。
9)合金渗碳体:渗碳体内经常固溶有其他元素,在碳钢中,一部分铁为锰所置换;在合金钢中为铬、钨、钼等元素所置换,形成合金渗碳体。
10)二次硬化:淬火钢在较高温度下回火,硬度不降低反而升高的现象称为二次硬化11)变质处理:就是向金属液体中加入一些细小的形核剂(又称为孕育剂或变质剂),使它在金属液中形成大量分散的人工制造的非自发晶核,从而获得细小的铸造晶粒。
12)回火稳定性:淬火钢对回火过程中发生的各种软化倾向(如马氏体的分解,碳化物的析出与铁素体的再结晶)的抵抗能力。
13)固溶处理:指将合金加热到高温单相区恒温保持,使过剩相充分溶解到固溶体中后快速冷却,以得到过饱和固溶体的热处理工艺。
钢铁材料的力学性能及名词解释
值大小来衡量
由于αK值的大小,不仅取决于材料本身,同时
还随试样尺寸、形状的改变及试验温度的不同 而变化,因而αK值只是一个相对指标。目前国 际上许多国家直接采用冲击吸收功AK作为冲 击韧度的指标 AKU αKU = ——; F AKU
2
冲击吸收功
AKU或 AKV
αKV= ——;
五
疲劳
大小、方向反复变化的载荷)的作用,在不发生显 著塑性变形的情况下而突然断裂的现象,称为疲劳 金属材料在重复或交变应力作用下,经过周次
1
疲劳极限
σ-1
MPa
(N)的应力循环仍不发生断裂时所能承受的最大 应力称为疲劳极限
金属材料在重复或交变应力作用下,经过周次 (N)后断裂时所能承受的最大应力,叫作疲劳强 2
3
抗压强度
σbc
MPa
σbc=—— Fo 式中 Pbc——试样所受最大集中载荷(N) Fo——试样原横截面积(mm 2)
试样剪断前,所承受的最大负荷下的受剪截面具有 的平均应力 P 双剪:σr=—— ; 2Fo 4
抗剪强度
r、σr
MPa
P 单剪:σr=—— ; Fo 式中 P——剪切时的最大负荷(N) Fo——受剪部位的横截面积(mm 2) 指外力是扭转力的强度极限 3Mb τb≈—— (适用于钢材) 4Wp
1
布氏硬度
HBS
/
验力,测表面压痕直径计算的硬度值。使用钢球测 定硬度小于等于450HBS;使用硬质合金球测定硬度 大于450HBW
2
洛氏硬度
HRA HRB HRC HRD HRE HRF HRG HRH HRK HV
用金刚石圆锥或钢球压头以初始试验力和总试验力 作用下,压入试样表面,经规定的保持时间后,卸
金属材料学名词解释
热处理名词解释1.A0温度:210℃,Χ碳化物转变为渗碳体的温度。
2.A1温度:727 ℃,共析转变温度。
3.A2温度:770 ℃(居里点),发生α铁的磁性转变,居里点以上磁性消失。
4.A3温度:912 ℃,体心立方的α铁转变为面心立方的奥氏体。
5.A4温度:1394 ℃,面心立方的奥氏体转变为体心立方的δ铁。
6.在1538℃以上,纯铁由固体转变为液态。
1495℃为包晶转变温度,1148℃为共晶转变温度。
7.奥氏体:碳在γ-Fe中的间隙固溶体,体心立方结构,性能与纯铁基本相同。
8.铁素体:碳在α-Fe中的间隙固溶体称,为面心立方结构,塑性很好,且具有顺磁性。
9.珠光体:共析转变产物,珠光体是铁素体与渗碳体片层相间的组织,有较好的强度和韧性但总体上说比较软。
10.莱氏体:共晶转变产物为莱氏体,莱氏体是共晶奥氏体和共晶渗碳体的机械混合物,呈蜂窝状,莱氏体是塑性很差的组织。
11.马氏体:碳在α-Fe中形成的过饱和间隙固溶体称为马氏体,有着高的强度和硬度。
12.二次渗碳体:从奥氏体中析出的渗碳体,称为二次渗碳体。
二次渗碳体通常沿着奥氏体晶界呈网状分布。
13.贝氏体:钢在奥氏体化后被过冷到珠光体转变温度区间以下,马氏体转变温度区间以上这一中温度区间转变而成的由铁素体及其内分布着弥散的碳化物所形成的亚稳组织,具有较高的强韧性配合。
14.网状碳化物:过共析碳素钢、合工钢、高碳铬轴承钢等钢材在轧后冷却过程中,在Acm~Ar1温度范围内,浓度过高的碳以碳化物形式沿奥氏体晶粒边界析出,包围着奥氏体晶粒,在显微镜下呈现网状,叫网状碳化物。
15.带状碳化物:高碳铬轴承钢钢锭冷却时形成的结晶偏析,在热轧变形时延伸而成的碳化物富集带,呈颗粒状,叫带状碳化物。
16.变态莱氏体:莱氏体在727℃以下即发生共析反应后的莱氏体称为变态莱氏体,变态莱氏体塑性很差,难以进行变形加工,但因具有共晶转变,有良好的铸造性能。
17.钢的奥氏体化:将钢加热到A1温度以上,珠光体开始向奥氏体转变,加热到Ac3或Acm以上将全部变为奥氏体的工艺与过程。
金属材料名词解释
金属材料名词解释金属材料是一类重要的工程材料,具有良好的导电、导热、强度和可塑性等特点,广泛应用于制造业、建筑业和电子行业等领域。
本文将对金属材料中常见的名词进行解释,帮助读者更好地理解金属材料的特性和应用。
1. 强度。
强度是金属材料的一个重要指标,通常用来描述材料抵抗变形和破坏的能力。
在工程设计中,强度是评价金属材料是否适合承受特定载荷的重要参数。
常见的强度包括屈服强度、抗拉强度和抗压强度等。
2. 导电性。
金属材料具有良好的导电性,能够有效传递电流。
这使得金属材料成为电子器件、电路板和电力设备等领域的重要材料。
铜、铝和银等金属因其良好的导电性而被广泛应用于电气工程中。
3. 导热性。
除了导电性,金属材料还具有良好的导热性。
这意味着金属材料能够快速传递热量,适用于制造散热器、锅具和发动机等需要良好散热性能的产品。
4. 可塑性。
金属材料的可塑性是指其在受力作用下能够发生塑性变形而不破裂。
这使得金属材料成为加工成型的理想材料,例如铸造、锻造和拉伸等加工工艺都能够充分利用金属材料的可塑性。
5. 韧性。
金属材料的韧性是指其抗冲击和抗疲劳能力。
高韧性的金属材料能够在受到冲击载荷时不易破裂,适用于制造受力复杂的零部件和结构。
6. 耐蚀性。
金属材料常常需要具有良好的耐蚀性,特别是在恶劣环境下的应用。
不锈钢、铝合金和镀锌钢等材料因其良好的耐蚀性而被广泛使用于海洋工程、化工设备和食品加工等领域。
7. 硬度。
金属材料的硬度是指其抵抗划痕和变形的能力。
高硬度的金属材料适用于制造刀具、轴承和齿轮等需要耐磨性能的产品。
8. 熔点。
金属材料的熔点是指其从固态到液态的温度。
不同金属材料具有不同的熔点,这决定了其加工工艺和应用范围。
总结。
通过对金属材料常见名词的解释,我们可以更好地理解金属材料的特性和应用。
金属材料以其优良的物理、化学和机械性能,在现代工业中发挥着重要作用,为人类的生产生活提供了强大的支持。
希望本文能够帮助读者更深入地了解金属材料,促进金属材料领域的学术交流和技术创新。
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1钢铁材料1.1钢铁基础铁↓iron:元素符号Fe,银白色金属,在元素周期表中属第Ⅷ族,原子序数26,原子量55.847,常见化合价为+2、+3,铁在低于910℃时为α-铁,呈体心立方点阵,910~1390℃时为γ-铁,呈面心立方点阵,1390~1534℃为δ-铁,又呈体心立方点阵。
α-铁α iron:铁基合金系中从A3点至室温这个温度区间内固溶有碳或其他元素的、晶体点阵为体心立方的固溶体。
通称铁素体。
↓δ-铁δ↓ iron:铁基合金系中从凝固开始温度至凝固结束这个温度区间内存在的、固溶有碳或其他元素的、晶体点阵为体心立方的固溶体。
也称高温铁素体。
γ-铁γ↓ iron:在铁基合金中910~1390℃稳定存在的面心立方晶型的纯铁。
铁素体↓ ferrite:碳原子体心立方晶格α-Fe中所形成的间隙固溶体。
以α或F表示。
奥氏体↓austenite:碳原子溶于面心立方晶格γ-Fe中所形成的间隙固溶体。
以γ或A 表示。
珠光体↓ perlite:铁素体与渗碳体的共析混合物。
在一般情况下这两相呈片状相间分布,这种组织经抛光与腐蚀后在镜下观察很象指纹并有珍珠光泽,故称为珠光体,若干具有相同位向的铁素体渗碳体组成的一个晶体群称为珠光体团(也叫珠光体群或珠光体晶粒)。
石墨graphite:又称笔铅、黑铅。
一种层状非金属自然单质矿物。
成分C。
↓碳化物↓carbide:碳与其它元素,主要是与过渡元素所形成的一类化合物。
是合金中特别是一般钢铁中的重要组成相之一。
渗碳体↓ cementite:铁和碳的化合物(Fe3C),其碳含量喂6.69%(wt)。
由于碳在α-Fe 中溶解度很小,所以在常温下碳在铁碳中主要以渗碳体形式存在。
非金属夹杂[物]nonmetallic inclusion:金属材料中含有的一种具有非金属特性的组成物。
↓ε碳化物↓εcarbide:具有密排六方结构的马氏体,又称六方马氏体。
χ碳化物↓χcarbide:高碳钢中所形成的片状马氏体在回火过程中出现的一种过渡型碳化物,其晶体是单斜点阵,又称黑格碳化物。
铸造学↓ foundry:金属材料的液态成型工艺。
钢steel:含碳量在2%以下的铁碳合金。
↓合金热力学thermodynamics of↓ alloys:应用热力学和统计物理研究合金的相图、相变及有关性能等问题的学科。
电化学反应electrochemical↓reaction:指伴有电能发生(由化学能转变而来)的化学反应,即电化学电池过程,化学能转变为电能。
还原氧化反应redox↓ reaction:有电子得失(化合价改变)的化学反应。
渣-金[属]反应slag metal reaction:↓平衡↓equilibrium:当外界条件不变时,体系的状态不随时间而改变(体系内各相的成分结构和相对数量等均不发生变化)。
化学平衡chemical↓equilibrium:物质系统中化学过程在两个互逆方向上进行速度相等的状态。
相平衡phase↓ equilibrium:一个相之内以及两个或两个以上的相之间的热力学平衡。
热力学平衡thermodynamic↓ equilibrium:一系统当其内既无温度梯度和压力梯度,每个组元在该系统的所有共存相内也都无化学势梯度时的状态。
亚稳平衡metastable↓equilibrium:不稳定相(失稳相)与稳定相(平衡相)之间的过渡相。
电化学平衡electrochemical equilibrium:↓热力学函数thermodynamic function:冶金热化学计算的重要目的之一是求有关反应的平衡常数值。
↓亥姆霍兹能↓ Helmholtz energy:物质系统的内能中在等容等温条件下能够转化为功的那一部分。
吉布斯能Gibbs↓ energy:物质系统的焓中在等压等温条件下能够转化为功的那一部分。
混合吉布斯能Gibbs energy of↓ mixing:溶体的自由焓与其诸组元在未混合前的自由焓的总和之差。
吉布斯-亥姆霍兹方程Gibbs Helmholtz equation:↓平衡常数equilibrium↓ constant:一化学反应达到平衡时(aA+bB+…lL+mM+…)其平衡常数K=[L]l[M]m…/[A]a[B]b…式中[]代表浓度或者分压(气相反应)。
熔化热heat of fusion:在固定的压强和温度下单位质量的固体转变为液体所吸收的热量。
↓相变热heat of phase↓transformation:在固定的压强和温度下单位质量的物质发生某一种相变(一级相变)所放出或吸收的热量。
单元相图single phase↓ diagram:二元相图binary phase diagram:由两个组元(二元)所构成的系统(在金属学中是合金系)的相图。
↓↓三元相图ternary phase diagram:由三个组元(三元)构成的系统(在金属学中是合金系)的相图。
四元相图quarternary↓ phase diagram:由四个组元(四元)所构成的系统(在金属学中是合金系)的相图。
相图计算calphad:↓液相线↓ liquidus line:在合金相图中,由液态金属开始凝固的温度点联接起来的相界线。
固相线solidus↓line:在合金相图中,各合金成分的液态金属凝固终了温度点连成的相界线。
三相点triple↓point:单元系的温度—压力相图内气相、液相、固相三者在平衡状态下共存的那个点。
共晶点eutectic↓ point:相图内代表共晶成分和共晶温度的点。
包晶点peritectic point:相图内代表包晶成分和包晶温度的点。
↓共析点↓ eutectoid point:相图内代表共析成分和共析温度的点。
包析点peritectoid point:相图内代表包析成分和包析温度的点。
↓共晶反应eutectic↓ reaction:一种在恒温下发生的可逆相变——冷却时由一液相(液溶体)同时结晶为两个(或两个以上)固相的复相混合物,加热时则反之。
包晶反应↓ peritectic reaction:在结晶过程先析出相进行到一定温度后新产生的固相大多包围在已有的旧固相周围生成。
共析反应eutectoid↓reaction:固态转变之一。
一个固相对另两个或两个以上的固相同时过饱和,两相或多相同时由过饱和相中析出的反应。
包析反应peritectoid↓ reaction:二元系中出现的一种在恒温下发生的可逆相变—冷却时由两个固相相互作用其中一个固相包围着另一个固相形成一个新的成分确定的固相,加热时则反之。
传输现象transport phenomena:↓传质mass↓ transfer:体系中由化学位之差所引起的原子、分子运动或由对流引起的微元的运动。
也称物质传输。
传热heat↓transfer:在有温度差的地方,热量自发地由高温物体向低温物体传递的过程。
扩散控制反应diffusion controlled↓ reaction:化学控制反应chemical controlled reaction:↓混合控制反应mixed↓ controlled reaction:结晶crystallization:由液相分离出晶态固相、一种晶态固相转变为另一种或几种晶态固相的过程。
↓再结晶recrystallization:冷加工后的金属在退火时形成新晶粒并长大取代形变后的组织。
↓界面interface↓:将两个凝聚相(液∕液、液∕固、固∕固)或者同一个固相的两个晶体、晶粒或亚晶粒等分开的两个界面。
共格界面coherent↓ interface:界面两侧的点阵在跨越界面处是一对一地相互匹配,即在跨越界面的方向上,界面两侧的阵点列和阵点面都完全具有连续性。
半共格界面↓semicoherent interface:在跨越界面处,于跨越界面的方向上,其两侧的诸阵点列和阵点面中只有一部分具有连续性,即两侧的阵点列和阵点面只有一部分相互匹配的。
↓非共格界面incoherent interface:在跨越界面处,于跨越界面的方向上,阵点列和阵点面都没有连续性。
金属间化合物↓ intermetallic compound:金属与金属或金属与类金属之间形成的化合物相。
间隙化合物interstitial↓ compound:过渡元素(M)与原子半径较小的元素(X),如C、N、B、H等所形成的一类金属化合物,其形成主要由原子尺寸因素来决定。
电子化合物↓electron compound:专指一些其结构的形成及其稳定性主要取决于电子浓度因素的金属间化合物。
饱和固溶体saturated solid↓ solution:溶质的含量相当于给定温度下处于平衡状态的最大量的固溶体;即能与该温度下过剩的溶质(相)共存的固溶体。
过饱和固溶体↓supersaturated solid solution:是指在既定温度下溶解溶质的数量大于该温度下处于平衡状态时溶解度的固溶体,是一种处于亚稳定状态的固溶体。
↓置换固溶体substitutional solid solution:对于溶质和溶剂原子大小比较接近的元素,只能形成置换固溶体,即溶质原子置换了溶剂原子。
间隙固溶体interstitial solid solution :当溶质原子很小,它们在固溶体中处于溶剂晶体结构的间隙位置,形成间隙固溶体。
↓连续固溶体complete solid solution:溶质组元能以任何比例溶入溶剂的固溶体称为连续固溶体(也叫无限固溶体、完全固溶体)。
↓有序固溶体ordered solid↓ solution:不少置换固溶体在低于一定温度时,溶质(A)和溶剂(B)原子各占据晶体点阵中的一定位置,作有序规则的排列,称为有序固溶体。
↓无序固溶体disordered solid solution:溶质原子随机地分布在溶剂晶体点阵中,是一种无次序性或无规律性的固溶体,称为无序固溶体。
固溶度solid solubility:溶质固溶于溶剂内所形成的饱和固溶体内溶质的浓度。
在合金系相图内,不同温度下的固溶度,通称为固溶限。
↓固溶度积solubilities product:↓临界应变critical↓strain:于冷变形加工时所达的这样一个形变率,即达此形变率则导致一次再结晶时形成非常粗大的晶粒。
应变硬化率strain hardening↓ rate:表示应变硬化的程度,即表示塑性变形阻力(继续塑性变形所需外应力)随塑性变形量的增大而增加的现象的程度。
加工软化↓ work-softening:指在先前加工形变的基础上继续加工时,流变强度降低的现象。
形变带deformation↓bands:于冷形变时出现在单个晶粒之间的这样的带状区域,即其点阵的取向发生了转动从而与周围不同了。