轮机工程材料1-8章总结

第三章金属材料的性能

一.金属材料室温下的机械性能是通过拉伸试验获得的。

1.刚度、强度、塑性、硬度、冲击韧性的区别

刚度—抵抗弹性形变的能力

强度—抵抗产生塑性形变和断裂的能力

塑性—产生塑性形变而不被破坏的能力

硬度—金属表面抵抗局部变形的能力

冲击韧性—金属材料在动载荷作用下的性能指标

1）构件的刚度取决于材料的弹性模量E（不随各种处理而改变）和构件的形状和截面积F大小

2）强度指标——1 屈服强度（屈服极限）——2 抗拉强度（强度极限）——

屈服现象：除退火、热轧的低碳钢和中碳刚等少数合金有屈服现象外，多数合金都没有。

屈强比：小说明材料储备强度大，工作可靠性大，潜能未充分发挥（弹性财料有较高的屈强比）

3）塑性——1 延伸率——2 断面收缩率——

4）硬度：布氏——HBS布氏硬度小于450 HBW硬度大于450，HBS适用普通碳钢、铸铁、有色金属。特点-测量精度较高；压痕大不宜成品。洛氏——HRA 极硬材料（硬质合金） HRB 较软材料（退火钢、有色金属）HRC 较硬材料（淬火钢、白口铸铁）其中HRC最广，不宜硬脆薄层，只表示式样局部硬度。维氏——（HV）精度较前两者高，操作麻烦。显微硬度（HM）

5）冲击韧性：a

断口单位面积所消耗的功。疲劳强度：动载荷无数次交变作用

k

不知破坏的最大应力

2.高温机械性能指标：高温强度（热强度）指标——1 蠕变极限高温应力条件

T/t=最大应力——2持久强度高温应力抵抗断裂的能下抵抗塑性形变的能力σ

δ

T=应力

力σ

t

热硬性金属材料在高温下仍具有较高硬度

二．工艺性能

1.铸造性：1)流动性2）收缩性3）偏析灰铸铁、锡青铜有很好的铸造性

2.可锻性：中低碳钢可锻性好，高碳钢差

3.可焊性：低碳钢和低合金钢优良的可焊性，灰铸铁和铝合金差

4.切削加工性

5管材与型钢的冷变形工艺

三．导电性导热性磁性耐腐蚀性

第四章金属晶体结构和结晶

1.常见的金属晶格类型 1）体心立方，晶格致密度68% 代表α-Fe、W、α-Cr 2)面心立方，晶格致密度74% 代表γ-Fe、Al、Cu ）密排六方晶格，致密度74% 代表 Mg、Zn、Be

2.铸锭组织 1)铸锭的组织结构——1 表层细晶粒区，过冷度极大，产生大量晶核，形成细小的等轴晶粒 2 柱状晶粒，过冷度减小，成核数减少，结晶于散热方向相反，形成粗大的等轴晶粒 3 中心等轴晶粒各处成核几率相等，形成粗大的等抽晶粒

第五章金属的塑性变形和再结晶

1.单晶体塑性形变 1）滑移晶面的相对移动三种典型的滑移系：

了一定角度的转动（两侧晶体呈镜面对称）

2.多晶粒金属的塑性变形：1）晶界影响—晶界原子排列不规则，具有较高的自由能，具有较高的抗变形能力 2）多晶粒中各晶粒空间位向不同，只有那些有利方向的晶粒先开始移动，而这些晶粒又受到周围晶粒的约束，所以变形抗性增大。3）晶粒大小的影响—晶界多每个晶粒周围的不同方位的晶粒也多。

3.塑性变形对金属性能的影响：1）加工硬化—晶格歪扭、晶粒破碎、位错密度增加，使划移位错受阻，强度硬度增加，塑性韧性降低。适用不能热加工的金属和合金。2）各向异性3）理化性能变化电阻增加耐腐蚀降低。

4.形变金属在加热过程中的变化：1）回复强度硬度下降不大，塑性略微提高，电阻和内应力显著下降，退火是利用这阶段变化 2）再结晶-成核、长大。加工硬化消失。冷塑性变形再结晶过程发生的仅是晶粒形状的改变，没晶格类型的变

化。T

再=（0.35~0.4）T

熔

，塑性形变程度越大结晶温度越低，没有塑性形变没有

再结晶。

第六章合金的构造与合金相图

1合金的物理、机械性能：合金的硬度、强度较其组元高而电导率下降。合金成分在两相性能之间。

第七章铁碳合金相图

在钢中强度随碳含量呈直线增加，达到0.9%σ

b

到最大，之后脆性增加，硬度降低产生片状共析渗碳铁和二次渗碳铁，超过2.11%产生低温莱氏体，强度变很低，韧性与塑性变化一致。

第八章钢的热处

一.钢的退火与正火

1.钢的退火：将钢加热到一定温度，保温一段时间缓慢冷却（随炉冷或埋灰冷）的一种操作。实质：将钢加热到临界点以上使其奥氏体化后经行珠光体转换，或加热到临界温度经行无相变的低温处理。

及索氏体。

目的：消除过热缺陷，提高硬度，改善切削加工性能，消除和减少网状渗碳体，提高钢的综合机械性能。至适用于碳钢和低、中合金钢。

应用：1）低碳钢低合金钢的改善加工性能，因其硬度低切削加工性能差，采用正火提高硬度。2）代替中碳钢中合金钢的大直径和形状复杂的调制处理，代替工时长的铸锻件的完全退火。3）为球化退火做准备

二．钢的淬火

1.钢的淬火：将钢加热到临界点以上，保温后急速冷却，实质是使钢中的奥氏体发生马氏体转化。

2.钢的淬透性：钢淬火时获得淬硬层深度的能力。淬硬性：钢淬火后的最高硬度3：影响淬透性的因素：奥氏体化越有利，过冷奥氏体稳定性越好，孕育期越长，C曲线右移，V临越小，淬透性越好。

1.回火马氏体：250一下获得，低饱和度马氏体和ε碳化物，强度高，淬火应力和脆性较马氏体低

2.回火屈氏体：350~500，铁素体和渗碳体的机械混合物，有较高的弹性极限和屈服极限。

3.回火索氏体：500~600，F和铁素体的机械混合物，具有很好的综合机械性能。4回火珠光体：600~A1，强度低，塑性好，优良的可切削加工性。

四．回火种类

1.高温回火（调质）：500~650回火，获得回火索氏体，柴油机曲轴连杆，活塞杆

2.低温回火：150~250，获得回火马氏体，刃具、量具、模具、柴油机精密偶件。

3.中温回火：350~500，获得回火屈氏体，各类弹簧的热处理。

（低温回火脆性不可逆，高温可逆）

五．钢的表面热处理

1.表面淬火：把零件表面迅速加热到相变温度以上，使其表面奥氏体化后急速冷却