金属热处理原理知识点总结

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金属学与热处理知识点总结

晶格类型

晶胞中的原子

数原子半径

配位数致密度

晶格类型 fcc(A1)

bcc(A2) 间隙类型正四周体 8

正八面体 4

四周体扁八面体 hcp(A3)

正八面四周体

体间隙个数原子半径

2 3 4

a a 2

间隙半径

( r

3 - 2 )a

( 2 - a 2

) ( 5 - 3 )a

( )a

2 -

3 ( ) ( ) 4

6 - 2 a

2 - 1 a

金属学与热处理总结

一、金属的晶体构造

重点内容：面心立方、体心立方金属晶体构造的配位数、致密度、原子半径，八面体、四周体间隙个数；晶向指数、晶面指数的标定；柏氏矢量具的特性、晶界具的特性。

根本内容：密排六方金属晶体构造的配位数、致密度、原子半径，密排面上原子的堆垛挨次、晶胞、晶格、金属键的概念。晶体的特征、晶体中的空间点阵。

体心立方 2 3 a 4 8 68% 面心立方 4 2 a 4 12 74% 密排六方

1 a 2

74%

晶胞：在晶格中选取一个能够完全反映晶格特征的最小的几何单元，用来分析原子排列的规律性，这个最小的几何单元称为晶胞。

金属键：失去外层价电子的正离子与布满其间的自由电子的静电作用而结合起来，这种结合方式称为金属键。

位错：晶体中原子的排列在肯定范围内发生有规律错动的一种特别构造组态。位错的柏氏矢量具有的一些特性：

①用位错的柏氏矢量可以推断位错的类型；②柏氏矢量的守恒性，即柏氏矢量与回路起点及回路途径无关；③位错的柏氏矢量个局部均一样。

刃型位错的柏氏矢量与位错线垂直；螺型平行；混合型呈任意角度。晶界具有的一些特性：

(完整版)金属热处理知识点概括

(一)淬火--将钢加热到Ac

3或Ac

以上，保温一段时间，使之奥氏体化后，以

大于临界冷速的速度冷却的一种热处理工艺。

淬火目的：提高强度、硬度和耐磨性。结构钢通过淬火和高温回火后，可以获得较好的强度和塑韧性的配合；弹簧钢通过淬火和中温回火后，可以获得很高的弹性极限；工具钢、轴承钢通过淬火和低温回火后，可以获得高硬度和高耐磨性；对某些特殊合金淬火还会显著提高某些物理性能(如高的铁磁性、热弹性即形状记忆特性等)。

表面淬火--表面淬火是将钢件的表面层淬透到一定的深度，而心部分仍保持未淬火状态的一种局部淬火的方法。分类——感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火、电解液加热表面淬火、激光加热表面淬火、电子束加热表面淬火、离子束加热表面淬火、盐浴加热表面淬火、红外线聚焦加热表面淬火、高频脉冲电流感应加热表面淬火和太阳能加热表面淬火。

单液淬火——将奥氏体化后的钢件投入一种淬火介质中，使之连续冷却至室温(图9-1a线)。淬火介质可以是水、油、空气(静止空气或风)或喷雾等。

双液淬火——双液淬火方法是将奥氏体化后的钢件先投人水中快冷至接近M

点，然后立即转移至油中较慢冷却(图9-1b线)。

分级淬火——将奥氏体化后的钢件先投入温度约为M

点的熔盐或熔碱中等温保持一定时间，待钢件内外温度一致后再移置于空气或油中冷却，这就是分级淬火等温淬火--奥氏体化后淬入温度稍高于Ms点的冷却介质中等温保持使钢发生下贝氏体相变的淬火硬化热处理工艺。

等温淬火与分级淬火的区别是：分级淬火的最后组织中没有贝氏体而等温淬火组织中有贝氏体。。。根据等温温度不同，等温淬火得到的组织是下贝氏体、下贝氏体+马氏体以及残余奥氏体等混合组织。

金属学与热处理基础知识总结

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金属学与热处理总结

一、金属的晶体结构

重点内容：面心立方、体心立方金属晶体结构的配位数、致密度、原子半径，八面体、

四面体间隙个数；晶向指数、晶面指数的标定；柏氏矢量具的特性、晶界具的特性。

基本内容：密排六方金属晶体结构的配位数、致密度、原子半径，密排面上原子的堆垛顺序、晶胞、晶格、金属键的概念。晶体的特征、晶体中的空间点阵。

晶格类型晶胞中的原子数原子半径配位数致密度

体心立方243a868%

面心立方442a1274%

密排六方621 a1274%

晶格类型fcc(A1)bcc(A2)hcp(A3)

间隙类型正四面体正八面体四面体扁八面体四面体正八面体间隙个数84126126

a a

原子半径 r A4a

32 a a

2 3

6 2

2 1

间隙半径 r B

444442

晶胞：在晶格中选取一个能够完全反映晶格特征的最小的几何单元，用来分析原子排列的规律性，这个最小的几何单元称为晶胞。

金属键：失去外层价电子的正离子与弥漫其间的自由电子的静电作用而结合起来，这种结合方式称为金属键。

位错：晶体中原子的排列在一定范围内发生有规律错动的一种特殊结构组态。

位错的柏氏矢量具有的一些特性：

①用位错的柏氏矢量可以判断位错的类型；②柏氏矢量的守恒性，即柏氏矢量与回路起点及回路途径无关；③位错的柏氏矢量个部分均相同。

刃型位错的柏氏矢量与位错线垂直；螺型平行；混合型呈任意角度。

晶界具有的一些特性：

①晶界的能量较高，具有自发长大和使界面平直化，以减少晶界总面积的趋势；②原子在晶界上的扩散速度高于晶内，熔点较低；③相变时新相优先在晶界出形核；④晶界处易于发生杂质或溶质原子的富集或偏聚；⑤晶界易于腐蚀和氧化；⑥常温下晶界可以阻止位错的运动，

经典干货！热处理基础知识大总结

热处理是指材料在固态下，通过加热、保温和冷却的手段，以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。

一、热处理

1、正火：将钢材或钢件加热到临界点AC3或ACM以上的适当温度保持一定时间后在空气中冷却，得到珠光体类组织的热处理工艺。

2、退火：将亚共析钢工件加热至AC3以上20—40度，保温一段时间后，随炉缓慢冷却(或埋在砂中或石灰中冷却)至500度以下在空气中冷却的热处理工艺。

3、固溶热处理：将合金加热至高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中，然后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺。

4、时效：合金经固溶热处理或冷塑性形变后，在室温放置或稍高于室温保持时，其性能随时间而变化的现象。

5、固溶处理：使合金中各种相充分溶解，强化固溶体并提高韧性及抗蚀性能，消除应力与软化，以便继续加工成型。

6、时效处理：在强化相析出的温度加热并保温，使强化相沉淀析出，得以硬化，提高强度。

7、淬火：将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却，使工件在横截面内全部或一定的范围内发生马氏体等不稳定组织结构转变的热处理工艺。

8、回火：将经过淬火的工件加热到临界点AC1以下的适当温度保持一定时间，随后用符合要求的方法冷却，以获得所需要的组织和性能的热处理工艺。

9、钢的碳氮共渗：碳氮共渗是向钢的表层同时渗入碳和氮的过程。习惯上碳氮共渗又称为氰化，以中温气体碳氮共渗和低温气体碳氮共渗(即气体软氮化)应用较为广泛。中温气体碳氮共渗的主要目的是提高钢的硬度，耐磨性和疲劳强度。低温气体碳氮共渗以渗氮为主，其主要目的是提高钢的耐磨性和抗咬合性。

金属学及热处理要点总结

第 3 页共 16 页
形核功：半径为临界晶核半径的晶胚继续长大成为稳定晶核所需要做的最小功。形核率：单位时间单位体积液相中形成的晶核数目。过冷度：金属的实际结晶温度 Tn 与理论结晶温度 Tm 之差，称为过冷度。临界过冷度：当在某一过冷度时，液态金属中存在的最大的晶胚尺寸 rmax 等于该过冷度下的临界形核半径 rk 时，晶核就可以稳定存在了，这时的过冷度叫做临界过冷度。动态过冷度：液固界面向液体中推移时所需的过冷度。临界晶核半径：晶胚刚好可以自发的长大成为稳定地晶核时的半径叫做临界晶核半径。影响形核率的两个因素：1、过冷度，过冷度增大临界晶核半径和形核功都减小 2、原子扩散能力。 θ在 0--180℃之间变化时ΔGk’恒小于ΔGk，表明非均匀形核需要较小过冷度。 N2 N1 N
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T 成分过冷区域
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极限温度梯度
G mC R D
0
1 K K0
0
实际温度梯度对一定合金系，m、D、K0 均为常数，生产中常用控制过冷度的方法控制成分过冷区域的大小。
平衡结晶温度曲线固液界面
r
共晶转变：在一定温度下，有一定成分的液相同时结晶出成分一定的两个固相的转变过程。脱溶：也叫做二次结晶，过饱和的固溶体中析出另一个晶体结构与母相不同的新相的过程。二次结晶析出的相叫做次生相或二次相，二次相优先从晶界析出，其次从晶粒内缺陷部位析出。共析转变：一定成分的固相，在一定温度下分解为另外两个一定成分固相的转变过程。伪共晶：在不平衡结晶条件下，非共晶成分的合金得到的共晶组织。

热处理基本知识及工艺原理

热处理的目的
提高金属材料的力学性能
01
通过改变金属材料的内部组织结构，提高其强度、韧性、耐磨
性等力学性能。
改善金属材料的物理和化学性能
02
通过热处理可以改变金属材料的磁性、电导率、耐腐蚀性等物
理和化学性能。
调整金属材料的加工工艺性能
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03
通过热处理可以改变金属材料的熔点、导热性、塑性等加工工
艺性能，从而调整金属材料的加工工艺参数。
淬火过程中，金属内部的原子或分子的运动速度非常快，原子之间的平均距离迅速变小，使得金属内部的组织结构发生突变，提高了金属的硬度和耐磨性。
淬火的主要目的是提高金属的硬度和耐磨性，同时使金属获得较高的抗拉强度和屈服点。
淬火的温度和时间同样取决于金属的种类和厚度，常见的淬火工艺有水淬、油淬、空冷淬等。
回火
回火是一种将淬火后的金属加热到一定温度后，保温一段时间，然后冷却的热处理工艺。
回火的主要目的是消除淬火过程中产生的内应力，提高金属的韧性和塑性。
回火过程中，金属内部的原子或分子的运动速度减缓，原子之间的平均距离变大，使得金属内部的组织结构重新排列，消除了内应力，提高了金属的韧性和塑性。
在复合材料中的应用
增强复合材料的热处理
通过热处理工艺，使复合材料中的增强相和基体相之间产生良好的界面结合，提高复合材料的力学性能和稳定性。

金属热处理技术手册

摘要：

本手册旨在对金属热处理技术进行全面而系统的介绍和总结。内容

包括金属热处理的基本原理、分类、工艺流程、设备及技术等方面的

知识点。希望能为金属材料加工及相关从业人员提供参考和实用指导。

第一章金属热处理的基本原理

金属热处理是指加热金属材料，将其保持在一定温度下并进行适当

冷却后得到期望的金属组织和性能的过程。这一过程可以改善金属的

塑性、韧性、抗疲劳性、耐腐蚀性和耐热性能等特点。

第二章金属热处理的分类

金属热处理的分类按材料性质不同而异，主要包括调质、退火、正火、淬火等不同的热处理类型，各种类型的热处理都会在一定程度上

改变材料的性质和组织结构。

第三章金属热处理的工艺流程

金属热处理的工艺流程包括加热、保温、降温、处理等过程。在这

一过程中，需要注意合理控制加热和冷却速率，保证金属组织均匀性

和性能等要素的达成。

第四章金属热处理的设备

金属热处理的设备通常包括热处理炉、热处理钢罐、加热炉、降温设备、炉具等。其中，炉具的种类和质量直接决定着金属热处理成品的质量水平和工艺效率。

第五章金属热处理的技术

金属热处理的技术主要包括热处理工艺、工艺参数和环境因素等，其中前两者直接决定了金属组织和性能的变化方向和程度。

结论：

金属热处理作为一项重要的金属材料加工技术，一直以来受到广泛的关注和应用。本手册对于金属热处理技术的全面系统介绍和总结，期望能为从事金属热处理的相关从业人员提供参考和实用指导，使其能更好地从事相关工作，提高工作效率和成果质量。

热处理工作者必备的基础知识

根据朋友的要求，现将热处理工作者必修的基础知识作简要的概括，以供参考。

※必须具备的基础知识内容：

1.铁碳相图、相图中的基本相区组织状态、铁碳合金的平衡转变过程、铁碳相图的应用范围；

2.连续加热时的组织转变；

3.奥氏体冷却时的组织转变以及各种组织的获得方法；

4.冷却转变曲线以及其应用；

5.淬透性曲线以及其应用；

6.合金元素对加热转变和冷却转变的影响；

7.各种冷却介质的特性以及其应用；

8.硬度与回火温度的关系曲线；

※应掌握的基础知识：

热处理人员应该掌握的基础知识有：

1．金属学中的基础知识：晶体结构初步知识、结晶和同素异构初步知识、相图和杠杆定律。固体金属扩散的初步知识。比较重要的知识是铁碳（Fe-Fe3C）相图知识。

2．金属热处理原理知识：

热处理金相组织的种类：珠光体、奥氏体、索氏体、屈氏体、托氏体、贝氏体、马氏体、魏氏体等。

各种热处理金相组织的性能、组织形态、组织和工艺的关系。

各种热处理转变曲线的读图和使用方法。

3．化学热处理的基本知识：化学热处理过程中的化学反应、工艺参数对产品质量的影响、常用气氛的组成。

4．合金结构钢、工具模具钢、轴承钢、不锈钢、铸铁、有色金属等各类金属材料的基本知识。热处理缺陷的产生原因和预防方法。对现场的整个工艺过程中对产品质量的因素能作出事前判断。返修品的处理措施等。

5．常用辅助材料的基本知识：

各类盐、淬火油、有机淬火剂、防氧化脱碳涂料、石棉等工艺材料的知识的掌握。

6．热处理常用设备：

加热设备、冷却设备、附属设备（校正、喷砂、冷处理、液氮、制氮机）、真空泵、热工仪表、检测硬度计等的使用、性能、安全规程。耐火材料知识。筑炉知识。

金属热处理原理与工艺

金属热处理是指对金属材料进行加热处理来改变其组织结构和性质的一种方法。这种

方法可以通过控制加热温度和保温时间等参数来实现不同的处理效果。金属热处理可以改

善金属的硬度、强度、韧性、延展性、耐磨性、耐腐蚀性等性能，从而满足不同的工业应

用需求。

金属热处理的原理

金属热处理的原理基于金属的组织结构和性质随温度的变化而变化。当金属材料受到

热加工时，温度升高会导致金属晶粒的尺寸增加，晶粒之间的间距变大，这使得金属的塑

性和韧性增加。而当金属材料受到冷加工时（如锻造、轧制），由于冷加工过程中金属材

料处于冷却状态，因此晶粒不会发生明显的变形，而是保持原来的晶粒组织。这种组织结

构会使金属变得更加硬而脆，但相应的韧性和延展性会降低。

金属热处理的工艺

金属热处理的工艺包括加热、保温和冷却等步骤。根据不同的处理效果，这些步骤的

温度和时间可以做出相应的调整。以下是几种常见的金属热处理方法：

1. 灭火处理：灭火处理是指将金属加热至高温后迅速冷却至室温的处理过程。这种

处理可以改变金属的组织结构，从而提高其硬度和强度。灭火处理通常适用于需要较高硬

度和强度的金属制品。

2. 固溶处理：固溶处理是指将金属加热至一定温度后进行保温，使固态的金属中的

固溶体中的扰动原子可以逸出到基体里。这种处理可以改变金属的组织结构，从而提高其

韧性和延展性。固溶处理通常适用于需要具有良好机械性能和耐腐蚀性的金属制品。

3. 时效处理：时效处理是指将金属加热至一定温度进行保温，然后迅速冷却后再进

行再加热保温的过程。这种处理可以使金属的晶粒长大并沉淀出一些固相化合物，从而提

金属材料热处理的重要知识点

第一篇：金属材料热处理的重要知识点

一:珠光体类型组织有哪几种？他们形成条件、组织形态和性能方面有何不同？

答：珠光体分为片状主珠光体和粒状珠光体两种组织形态，前者渗碳体呈片状，后者呈粒状。它们的形成条件，组织和性能不同。

1、片状珠光体的形成，同其他相变一样，也是通过形核好和长大两个基本过程进行的。由Fe-Fe3C相图可知，Wc=0.77%的奥氏体在近于平衡的缓慢冷却条件下形成的珠光体是由渗碳体和铁素体组成的片层相间的组织。在较高奥氏体化温度下形成的均匀奥氏体于A1-500℃之间温度等温时也能形成片状珠光体。

根据片间距的大小，可将珠光体分为三类。在A1-650℃较高温度范围内形成的珠光体比较粗，在片间距为0.6-1.0um，称为珠光体，通常在光学显微镜下极易分辨出铁素体和渗碳体层片状组织形态。在650-600℃温度范围内形成的珠光体，其片间距较细，约为0.25-0.3um，只有在高倍光学显微镜下才能分辨出铁素体和渗碳体的片层形态，这种细片状珠光体有称作索氏体。在600-550℃更低温度下形成的珠光体，其片间距极细，只有0.1-0.15um。在光学显微镜下无法分辨其层片特征而呈黑色，只有在电子显微镜下才能区分出来。这种极细的珠光体又称为托氏体。

片状珠光体的力学性能主要取决于珠光体的片间距。共析钢珠光体的硬度和断裂强度均随片间距的缩小而增大。片状珠光体的塑性也随片间距的减小而增大。

2、粒状珠光体组织是渗碳体呈颗粒状分布在连续的铁素体基体中。粒状珠光体组织即可以有过冷奥氏体直接分解而成，也可由片状珠光体球化而成，还可以由淬火组织回火形成。与片状珠光体相比，粒状珠光体的硬度和强度较低，塑性和韧性较好。

金属热处理原理及工艺总结_整理版

⾦属热处理原理及⼯艺总结_整理版

5.实际晶体中的点缺陷，线缺陷和⾯缺陷对⾦属性能有何影响？

答：如果⾦属中⽆晶体缺陷时，通过理论计算具有极⾼的强度，随着晶体中缺陷的增加，⾦属的强度迅速下降，当缺陷增加到⼀定值后，⾦属的强度⼜随晶体缺陷的增加⽽增加。因此，⽆论点缺陷，线缺陷和⾯缺陷都会造成晶格崎变，从⽽使晶体强度增加。同时晶体缺陷的存在还会增加⾦属的电阻，降低⾦属的抗腐蚀性能。

6.为何单晶体具有各向异性，⽽多晶体在⼀般情况下不显⽰出各向异性？

答：因为单晶体内各个⽅向上原⼦排列密度不同，造成原⼦间结合⼒不同，因⽽表现出各向异性；⽽多晶体是由很多个单晶体所组成，它在各个⽅向上的⼒相互抵消平衡，因⽽表现各向同性。

7.过冷度与冷却速度有何关系？它对⾦属结晶过程有何影响？对铸件晶粒⼤⼩有何影响？

答：①冷却速度越⼤，则过冷度也越⼤。②随着冷却速度的增⼤，则晶体内形核率和长⼤速度都加快，加速结晶过程的进⾏，但当冷速达到⼀定值以后则结晶过程将减慢，因为这时原⼦的扩散能⼒减弱。③过冷度增⼤，ΔF⼤，结晶驱动⼒⼤，形核率和长⼤速度都⼤，且N的增加⽐G增加得快，提⾼了N与G的⽐值，晶粒变细，但过冷度过⼤，对晶粒细化不利，结晶发⽣困难。

8.⾦属结晶的基本规律是什么？晶核的形成率和成长率受到哪些因素的影响？

答：①⾦属结晶的基本规律是形核和核长⼤。②受到过冷度的影响，随着过冷度的增⼤，晶核的形成率和成长率都增⼤，但形成率的增长⽐成长率的增长快；同时外来难熔杂质以及振动和搅拌的⽅法也会增⼤形核率。

9.在铸造⽣产中，采⽤哪些措施控制晶粒⼤⼩？在⽣产中如何应⽤变质处理？

必学-金属材料热处理轧制原理基本理论知识

必学-金属材料热处理轧制原理基本理论知识金属材料及热处理、金属塑性变形与轧制原理

基本理论知识

金属材料及热处理部分

一、金属材料的种类

材料是人类用来制造各种有用物件的物质。

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。

工程材料的种类繁多，分类方法也不同，但均可分为金属材料和非金属材料两大类。

金属材料通常分为黑色金属和有色金属两大类，黑色金属包括钢、铸铁、锰、铬及其合金，有色金属材料是除黑色金属之外的所有金属及其合金。

在铸铁中，由于采用不同的处理方式可使石墨呈现不同的形式。根据石墨形态的差别，将铸铁分为下列几种:普通灰铸铁(石墨呈片状)、蠕墨铸铁(石墨呈蠕虫状)、可锻铸铁(石墨呈团絮状)、球墨铸铁(石墨呈球状)。

二、金属的结构

1,金属的晶体结构

金属和合金在固态下通常都是晶体。

内部原子或离子在三维空间呈周期性有规则的重复排列的固体称为晶质体(晶质)。习惯上，将具有几何多面体外形的晶质称为晶体，相应地，将不具有几何多面体外形的晶质称为晶粒。

由一个核心(晶核)生长而成的晶体称为单晶体，在单晶体的不同方向上测量其性能时，表现出或大或小的差异，这就是晶体的各向异性。

金属材料通常由许多不同位向的小晶粒所组成，称为多晶体;多晶体中各晶粒的各向异性互相抵消，故一般不显示各向异性，所以在工业用的金属材料中，通常见不到各向异性特征，称之为伪各向同性。

工业上使用的金属元素中，除了少数具有复杂的晶体结构外，绝大多数都具有比较简单的晶体结构，其中最典型、最常见的金属晶体结构有三种类型，即体心立方结构，面心立方结构和密排六方结构。

金属学与热处理知识点总结

金属学是研究金属材料的物理特性、化学特性和力学特性，以及金属原材料的加工工艺的学科。热处理是指将金属材料通过加热、保温和冷却等工艺过程来改变金属材料的性能，改善金属材料的加工性能。本文结合实例，从金属学和热处理两个方面对相关知识点进行总结。

一、金属学

1、金属的性质

金属的性质是由元素的原子结构和组成决定的，因此，金属的物理性质、化学性质和力学性质均受它的原子结构和组成的影响。金属的主要性质有导电性、导热性、耐腐蚀性等。它们的性质决定了金属在工业生活中的重要作用。

2、金属的加工工艺

金属加工是指采用机械、热处理、电子和化学等不同类型的加工方法，改变金属原材料的形状、性能和结构，以达到使用和生产需要的加工工艺。常见的金属加工工艺有冲压、锻造、焊接、切削等。

二、热处理

1、热处理的种类

热处理是指通过加热、保温和冷却等技术，改变金属材料的组织结构，以改善材料性能的一种技术手段。热处理的分类很多，其中包括：硬化、回火、淬火、正火、调质等。

2、热处理的作用

热处理的主要作用是改变金属材料的组织结构，从而改善金属材料的性能。热处理可以增加材料的强度、耐磨性、耐腐蚀性，同时热处理还可以改变材料的尺寸、形状和外观等。热处理是衡量金属材料质量的关键性步骤之一，因此，热处理技术的发展有助于提高金属材料的使用性能。

综上所述，金属学是研究金属材料的物理特性、化学特性和力学特性，及其原材料加工工艺的学科，金属加工工艺可以改变金属原材料的形状、性能和结构，以达到使用和生产需要。热处理是通过加热、保温、冷却等技术，改变金属材料的组织结构，以改善材料性能的技术手段，可以改变材料的性能、尺寸、形状和外观等。正确运用金属学和热处理知识，可以有效提高金属材料的使用性能。

金属学与热处理-知识点

1.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：由热力学可知，在某种条件下，结晶能否发生，取决于固相的自由度是否低于液相的自由度，即?G =GS-GL<0；只有当温度低于理论结晶温度Tm时,固态金属的自由能才低于液态金属的自由能,液态金属才能自发地转变为固态金属，因此金属结晶时一定要有过冷度. 影响过冷度的因素：1）金属的本性,金属不同,过冷度大小不同；2）金属的纯度，金属的纯度越高，过冷度越大；3）冷却速度，冷却速度越大，过冷度越大。固态金属熔化时会出现过热度。原因：由热力学可知，在某种条件下，熔化能否发生，取决于液相自固态金属熔化时会出现过热度。固相自由度是否低于固相的自由度，即?G = GL-GS<0；只有当温度高于理论结晶温度Tm 时，液态金属的自由能才低于固态金属的自由能，固态金属才能自发转变为液态金属，因此金属熔化时一定要有过热度。

2.试比较均匀形核和非均匀形核的异同点。

相同点：均匀形核与非均匀形核具有相同的临界晶核半径，非均匀形核的临界形核功也等于三分之一. 不同点：非均匀形核要克服的位垒比均匀形核的小得多，在相变的形核过程通常都是非均匀形核优先进行。核心总是倾向于以使其总的表面能和应变能最小的方式形成，因而析出物的形状是总应变能和总表面能综合影响的结果。

3．在正温度梯度下，为什么纯金属凝固时不能呈树枝状生长，在正温度梯度下体合金却能呈树枝状成长？

答纯金属凝固时，要获得树枝状晶体，必需在负的温度梯度下；在正的温度梯度下，只能以平面状长大。而固溶体实际凝固时，往往会产生成分过冷，当成分过冷区足够大时，固溶体就会以树枝状长大。

金属材料热处理

介绍

金属材料热处理是一种通过控制金属材料的温度和时间来改变其组织结构和性

能的过程。热处理可以使金属材料具有更优良的力学性能、耐腐蚀性能和热稳定性，从而满足不同工程应用的需求。本文将介绍金属材料热处理的基本原理、常见热处理工艺以及热处理后金属材料的性能改变。

基本原理

金属材料在加热到一定温度时，其晶格结构会发生改变，原子间距离增大，原

子扩散增强。通过控制加热温度和加热时间，可以使金属材料转变为不同的晶体结构，从而改变其性能。金属材料的晶体结构分为几种，常见的有： - 面心立方结构（FCC） - 体心立方结构（BCC） - 六方最密堆积结构（HCP）

常见热处理工艺

1. 退火

退火是将金属材料加热到一定温度，然后缓慢冷却至室温的热处理工艺。退火

可以消除金属材料的内部应力、改善其塑性和韧性，并使其晶粒尺寸增大。常见的退火工艺有： - 全退火：将金属材料加热到高温，保持一段时间后，缓慢冷却。 -

等温退火：将金属材料加热到高温，保持一段时间后，快速冷却到较低温度，再保持一段时间后缓慢冷却。 - 正火退火：将金属材料加热到一定温度，然后冷却至室温。

硬化是通过加热金属材料到一定温度，然后迅速冷却的热处理工艺。硬化可以

使金属材料的晶粒细化，增加其强度和硬度。常见的硬化工艺有： - 马氏体转变（MART）：将金属材料加热到临界温度，然后迅速冷却至室温，使其形成马氏体

结构。马氏体具有高硬度，但脆性较高。 - 固溶处理：将合金材料加热到固溶温度，然后在空气中迅速冷却。固溶处理可以使合金的溶剂中形成固溶体，提高其强度和硬度。

金属学及热处理要点总结

第一章金属的晶体结构

决定材料性能的三个因素：化学成分、内部结构、组织状态

金属：具有正的电阻温度系数的物质。金属与非金属的主要区别是金属具有正的电阻温度系数和良好的导电能力。

金属键：处以聚集状态的金属原子，全部或大部分贡献出他们的价电子成为自由电子，为整个原子集体所共有，这些自由电子与所有自由电子一起在所有原子核周围按量子力学规律运动着，贡献出价电子的原子则变为正离子，沉浸在电子云中，依靠运动于其间的公有化的自由电子的静电作用结合起来，这种结合方式叫做金属键。

双原子模型：

晶体

：原子在三维空间做有规则周期性重复排列的物质叫做晶体。晶体的特性：1、各向异性2、具有一定的熔点。

空间点阵：为了清晰地描述原子在三维空间排列的规律性，常将构成晶体的实际质点忽略，而将其抽象为纯粹的几何点，称为阵点或节点，这些阵点可以是原子或分子的中心，也可以是彼此等同的原子团或分子团的中心，各个阵点的周围环境都相同。做许多平行的直线将这些阵点连接起来形成一个三维空间格架，叫做空间点阵。

晶胞：从点阵中选取的一个能够完全反映晶格特征的最小几何单元。

晶格常数：晶胞的棱边长度称为晶格常数，在X、Y、Z轴上分别以a、b、c表示。

致密度：表示晶胞中原子排列的紧密程度，可用原子所占体积与晶胞体积之比K表示。

三种典型的晶体结构：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格。

体心立方晶格：α-Fe、Cr、W、V、Nb、Mo 配位数8 致密度0.68 滑移系：{110}*<111> 共12 个堆垛顺序ABAB 面心立方晶格：γ-Fe、Cu、Ni、Al、Au、Ag 配位数12 致密度0.74 滑移系：{111}*<110> 共12 个堆垛顺序ABCABC 密排六方晶格：Zn、Mg、Be、Cd 配位数12 致密度0.74 滑移系：{0001}*<1121> 堆垛顺序ABAB