金属热处理原理知识点总结
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晶向族指数包含的晶向指数:一、写出<u v w>的排列二、给其中每个晶向加一个负号,分三次加三、给其中每个晶向加两个负号,分三次加四、给每个晶向加三个负号晶面族指数包含的晶面指数:(如果h k l 中有一个是零就写出排列各加一个负号,如果有两个零就只写出排列就行。
(完整版)金属热处理知识点概括
(一)淬火--将钢加热到Ac3或Ac1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MS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MS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。
(二)回火--将淬火后的钢/铁,在AC1以下加热、保温后冷却下来的金属热处理工艺。
回火的目的:为了稳定组织,减小或消除淬火应力,提高钢的塑性和韧性,获得强度、硬度和塑性、韧性的适当配合,以满足不同工件的性能要求。
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?答:①采用的方法:变质处理,钢模铸造以及在砂模中加冷铁以加快冷却速度的方法来控制晶粒大小。
②变质处理:在液态金属结晶前,特意加入某些难熔固态颗粒,造成大量可以成为非自发晶核的固态质点,使结晶时的晶核数目大大增加,从而提高了形核率,细化晶粒。
③机械振动、搅拌。
第二章金属的塑性变形与再结晶2.产生加工硬化的原因是什么?加工硬化在金属加工中有什么利弊?答:①随着变形的增加,晶粒逐渐被拉长,直至破碎,这样使各晶粒都破碎成细碎的亚晶粒,变形愈大,晶粒破碎的程度愈大,这样使位错密度显著增加;同时细碎的亚晶粒也随着晶粒的拉长而被拉长。
金属热处理基本知识
金属热处理基本知识金属热处理是一种通过加热和冷却来改变金属结构和性能的工艺,广泛应用于工业制造过程中。
本文将介绍金属热处理的基本知识,包括常见的热处理方法、热处理的目的以及热处理对金属材料性能的影响。
一、常见的热处理方法1. 固溶处理固溶处理是一种通过加热金属至其固溶温度,然后迅速冷却以增加金属的硬度和强度的方法。
常见的固溶处理方法包括淬火和时效处理。
淬火是将金属加热至固溶温度,然后迅速冷却以形成固溶体,从而提高金属的硬度和强度。
时效处理是在淬火后,将金属加热至适当温度保持一段时间,以达到固溶体中的晶粒溶解和析出硬化相的目的,提高金属的综合性能。
2. 马氏体转变马氏体转变是一种通过加热金属至马氏体起始温度,然后迅速冷却以在金属中形成马氏体组织的方法。
马氏体转变可以显著提高金属的强度和硬度,同时还可以改善其耐磨性能和韧性。
常见的马氏体转变方法包括淬火和回火。
淬火是将金属加热至马氏体起始温度,然后迅速冷却以形成马氏体,进而提高金属的硬度和强度。
回火是在淬火后,将金属加热至适当温度保持一段时间,使马氏体转变为较为稳定的组织,从而提高金属的韧性。
3. 回火处理回火处理是一种通过加热金属至适当温度,然后保温一段时间以改善金属的组织和性能的方法。
回火处理可以降低金属的硬度和强度,提高其韧性和延展性。
不同的回火处理参数可以得到不同的金属组织和性能。
常见的回火处理方法包括低温回火、中温回火和高温回火,分别适用于不同的金属材料和应用需求。
二、热处理的目的金属热处理的主要目的是改善金属材料的组织和性能,以满足特定的工艺和使用要求。
具体来说,热处理可以实现以下几个方面的目标:1. 提高金属的硬度和强度:通过热处理,可以使金属中的晶体细化,晶体界面增多,从而提高金属的硬度和强度。
2. 改善金属的韧性和延展性:热处理可以消除金属中的内应力和缺陷,减少晶界的孔洞,从而提高金属的韧性和延展性。
3. 提高金属的耐磨性和耐蚀性:通过调整金属的组织和相态,热处理可以增加金属的耐磨性和耐蚀性,提高其在恶劣环境下的使用寿命。
金属热处理原理与工艺总结 整理版
金属热处理原理与工艺一、热处理的概念热处理指的是将金属材料加热至一定温度,然后进行冷却或其他处理方法,以改变其组织结构、物理性能和化学性能的过程。
二、热处理的分类根据热处理的方式,可以将其分为以下几类:•退火(Annealing):在800-900℃的温度下,将金属材料慢慢地冷却,使其组织结构变得均匀,降低硬度,提高延展性和韧性。
•正火(Normalizing):在金属材料的贝氏体区域进行冷却,提高硬度和强度,但是会降低韧性。
•淬火(Quenching):将金属材料加热到临界温度(不同的金属有不同的临界温度),然后进行强制冷却,使其产生马氏体,提高硬度和强度。
•回火(Tempering):在淬火后,将金属材料加热到低于淬火温度的温度,然后进行冷却,使其产生新的组织结构,提高韧性和强度。
三、热处理中的关键因素1. 温度热处理中的温度是非常重要的因素。
不同的金属材料需要在不同的温度下进行热处理。
温度的高低会对金属材料的组织结构、物理性能和化学性能产生直接影响。
2. 时间热处理中的时间也是非常重要的因素。
不同的金属材料需要在不同的时间内进行热处理。
时间的长短会对金属材料的组织结构、物理性能和化学性能产生直接影响。
3. 冷却速率热处理中的冷却速率也是非常重要的因素。
冷却速度过快或过慢都会对金属材料的组织结构、物理性能和化学性能造成影响。
不同的金属材料需要在不同的冷却速率下进行热处理。
四、热处理的流程热处理的流程可以分为以下三个步骤:1. 加热将金属材料加热到一定的温度,使其达到预期的组织结构、物理性能和化学性能。
2. 保温在金属材料达到预期的温度后,需要将其保持一段时间,以便其达到平衡态。
3. 冷却冷却是热处理过程中非常重要的一步,冷却速率直接影响到金属材料的组织结构、物理性能和化学性能。
五、热处理的应用热处理被广泛应用于金属材料的加工和制造过程中。
例如,汽车制造、机械制造、航空航天、电子等行业都需要进行热处理。
金属热处理基础知识
金属热处理基础知识金属热处理是指通过加热和冷却的方式,以改变金属的结构和性能。
它是制造工业中非常重要的一项技术,涉及到金属材料的强度、硬度、韧性、耐磨性等方面的改善。
本文介绍金属热处理的基本原理、常用方法和应用。
1. 基本原理金属热处理的基本原理是通过对金属材料进行加热和冷却过程中的相变和组织改变来改善其性能。
加热过程中,金属晶格结构中的原子会发生位移和重新排列,形成新的相态和组织结构。
而冷却过程中,原子又会重新排列,使金属材料的结构趋于稳定。
这些相变和组织改变将直接影响金属的物理性能和力学性能。
2. 常用方法金属热处理的常用方法包括退火、淬火、回火、正火、表面处理等。
- 退火:通过加热和缓慢冷却的方法来消除金属材料内部的应力和硬度,使其结构更加均匀,提高塑性和韧性。
- 淬火:通过快速冷却的方法,使金属材料产生硬度较高的组织结构,提高其强度和硬度。
- 回火:在淬火后,将金属材料重新加热到一定温度,然后缓慢冷却,以减轻淬火造成的内部应力,提高金属的韧性和延展性。
- 正火:将金属材料加热到一定温度,然后在空气或其他介质中冷却,以改善金属的力学性能和耐磨性。
- 表面处理:金属热处理还可以通过表面处理方法,如渗碳、氮化、氧化等,来改善金属材料的表面硬度和耐磨性。
3. 应用领域金属热处理广泛应用于制造业的各个领域,其中最常见的应用包括汽车制造、机械工业、航空航天、电子电器等。
- 汽车制造:金属热处理在汽车制造中起到关键的作用。
通过对零部件进行热处理,可以提高其强度和硬度,增加耐磨性和耐久性,从而提高整车的可靠性和安全性。
- 机械工业:金属热处理在机械工业中也是不可或缺的。
通过对机械零部件进行热处理,可以提高其抗疲劳性能、耐腐蚀性能和耐磨性能,增加其使用寿命。
- 航空航天:航空航天领域对材料的性能要求极高,金属热处理可以使金属材料具有更高的强度、硬度和耐高温性能,满足航空航天工业对材料性能的要求。
- 电子电器:电子电器领域对金属材料的功能性要求也很高。
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-整理版引言金属热处理是一种通过改变金属内部结构来提高其性能的工艺。
它广泛应用于机械制造、航空航天、汽车工业等领域。
本文档旨在总结金属热处理的基本原理、常见工艺以及实际应用。
金属热处理的基本原理金属晶体结构金属晶体是由金属原子按一定规则排列形成的。
金属的物理性能,如硬度、韧性等,与其晶体结构密切相关。
相变理论金属在不同的温度下会发生相变,如奥氏体化、珠光体化等。
通过控制加热和冷却过程,可以改变金属的相组成,从而改善其性能。
扩散原理金属热处理过程中,原子的扩散是改善金属性能的关键。
通过高温加热,原子获得足够的能量进行扩散,实现组织结构的优化。
常见的金属热处理工艺退火退火是将金属加热到一定温度,保持一定时间后缓慢冷却的过程。
目的是降低硬度,消除内应力,提高塑性。
正火正火是将金属加热到一定温度后,保持一段时间,然后以较快速度冷却的过程。
它能改善金属的组织结构,提高硬度和强度。
淬火淬火是将金属加热到奥氏体化温度后迅速冷却,形成马氏体或其他硬化组织,显著提高金属的硬度和强度。
回火回火是淬火后的金属再次加热到一定温度,保持一段时间后冷却的过程。
它用于降低淬火后的脆性,提高韧性和塑性。
调质调质是将金属加热到奥氏体化温度后淬火,再进行高温回火的过程。
它综合了淬火和回火的优点,使金属具有较好的综合机械性能。
金属热处理工艺的实际应用钢铁材料的热处理钢铁材料是金属热处理的主要对象。
通过不同的热处理工艺,可以生产出不同性能的钢材,满足各种工程需求。
非铁金属材料的热处理非铁金属如铝合金、钛合金等,也可以通过热处理改善性能。
例如,铝合金通过固溶处理和时效处理提高强度。
表面热处理表面热处理如渗碳、氮化等,可以在金属表面形成一层硬度高、耐磨性好的化合物层,提高零件的使用寿命。
控制气氛热处理在控制气氛中进行热处理,可以防止金属氧化和脱碳,保持金属表面光洁,提高热处理质量。
结语金属热处理是材料科学中的一个重要分支。
金属热处理基础知识
金属热处理基础知识金属热处理基础知识一金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度,并在此温度中保持一定时间后,又以不同速度冷却的一种工艺。
1.金属组织金属:具有不透明、金属光泽良好的导热和导电性并且其导电能力随温度的增高而减小,富有延性和展性等特性的物质。
金属内部原子具有规律性排列的固体(即晶体)。
合金:由两种或两种以上金属或金属与非金属组成,具有金属特性的物质。
相:合金中成份、结构、性能相同的组成部分。
固溶体:是一个(或几个)组元的原子(化合物)溶入另一个组元的晶格中,而仍保持另一组元的晶格类型的固态金属晶体,固溶体分间隙固溶体和置换固溶体两种。
固溶强化:由于溶质原子进入溶剂晶格的间隙或结点,使晶格发生畸变,使固溶体硬度和强度升高,这种现象叫固溶强化现象。
化合物:合金组元间发生化合作用,生成一种具有金属性能的新的晶体固态结构。
机械混合物:由两种晶体结构而组成的合金组成物,虽然是两面种晶体,却是一种组成成分,具有独立的机械性能。
铁素体:碳在a-Fe(体心立方结构的铁)中的间隙固溶体。
奥氏体:碳在g-Fe(面心立方结构的铁)中的间隙固溶体。
渗碳体:碳和铁形成的稳定化合物(Fe3c)。
珠光体:铁素体和渗碳体组成的机械混合物(F+Fe3c 含碳0.8%)莱氏体:渗碳体和奥氏体组成的机械混合物(含碳4.3%)金属热处理是机械制造中的重要工艺之一,与其它加工工艺相比,热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分,而是通过改变工件内部的显微组织,或改变工件表面的化学成分,赋予或改善工件的使用性能。
其特点是改善工件的内在质量,而这一般不是肉眼所能看到的。
为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能,除合理选用材料和各种成形工艺外,热处理工艺往往是必不可少的。
钢铁是机械工业中应用最广的材料,钢铁显微组织复杂,可以通过热处理予以控制,所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。
另外,铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能,以获得不同的使用性能。
的金属学与热处理知识总结
钢的热处理总结晶向指数[UVW],晶向族<uvw>;晶面指数(hkl),晶面族{hkl};六方晶系晶向指数[uvw]→u=(2U-V)/3,v=(2V-U)/3,t=-(u+v),w=W→[uvtw]1. 空间点阵和晶体点阵:为便于了解晶体中原子排列的规律性,通常将实体晶体结构简化为完整无缺的理想晶体。
若将其中每个院子抽象为纯几何点,即可得到一个由无数几何点组成的规整的阵列,称为空间点阵,抽象出来的几何点称为阵点或结点。
由此构成的空间排列,称为晶体点阵;与此相应,上述空间点阵称为晶格。
2. 热过冷:纯全属在凝固时,其理论凝固温度(T m)不变,当液态金属中的实际温度低于T m 时,就引起过冷,这种过冷称为热过冷。
3. 成分过冷:在固液界面前沿一定范围内的液相,其实际温度低于平衡结晶温度,出现了一个过冷区域,过冷度为平衡结晶温度与实际温度之差,这个过冷度是由于界面前沿液相中的成分差别引起的,称为成分过冷。
成分过冷能否产生及程度取决于液固界面前沿液体中的溶质浓度分布和实际温度分布这两个因素。
4. 动态过冷度:当界面温度T i<T m,熔化速率<凝固速率时,晶核才能长大,这时的过冷度称为动态过冷度。
即只有液固界面取得动态过冷度,才能使晶核长大。
5. 结构起伏:液态金属中大量不停“游动”着的原子团簇不断地分化组合,由于“能量起伏”,一部分金属原子(离子)从某个团簇中分化出去,同时又会有另一些原子组合到该团簇中,此起彼伏,不断发生着这样的涨落过程,似乎原子团簇本身在“游动”一样,团簇的尺寸及其内部原子数量都随时间和空间发生着改变的现象。
6. 能量起伏:液态金属中处于热运动的原子能量有高有低,同一原子的能量也在随时间不停地变化,时高时低的现象。
7. 均匀形核:液相中各个区域出现新相晶核的几率都是相同的,是液态金属绝对纯净、无任何杂质,喝不喝型壁接触,只是依靠液态金属的能量变化,由晶胚直接生核的理想过程。
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。
二:贝氏体类型组织有哪几种?它们在形成条件、组织形态和性能方面有何不同?答:在贝氏体区较高温度范围内(600-350℃)形成的贝氏体叫上贝氏体,在较低温度范围内(350℃-Ma)形成的贝氏体叫下贝氏体。
上贝氏体形成温度较高,铁素体晶粒和碳化物颗粒较粗大,碳化物呈短杆状平行分布在铁素体板条之间,铁素体和碳化物分布有明显的方向性。
金属热处理期末总结
金属热处理期末总结一、引言金属热处理是制造业中非常重要的一部分,通过改变金属材料的组织及性能,来满足产品的使用要求。
在本学期学习金属热处理课程中,我对金属热处理的基本原理、工艺及设备有了更深入的了解。
通过实验操作与课堂学习相结合,我对金属热处理的理论知识有了更加系统的认识,并且对实际操作有了更强的操作能力。
在本篇期末总结中,我将分别从金属热处理的基本原理、工艺、设备及常见问题等方面进行总结。
二、金属热处理的基本原理金属热处理是指通过加热、保温和冷却等一系列工艺操作,使金属材料的组织及性能发生改变的过程。
金属热处理的基本原理可以归纳为三个方面:1.固溶处理:固溶处理是指将固溶体形态的材料在合适的温度范围内进行加热并保温,使合金元素得以溶解在基体中形成固溶体。
固溶处理可以提高金属材料的硬度、强度和耐腐蚀性能等。
2.时效处理:时效处理是指将固溶体形态的材料经过固溶处理后立即进行冷却到室温,并进行适当的加热保温,以增强材料的一些性能。
时效处理可以提高材料的强度、韧性和疲劳寿命等。
3.相变处理:相变处理是指将材料由一种晶体结构转变为另一种晶体结构的过程。
相变处理可以改变材料的硬度、强度、韧性等性能,同时也能改变材料的热处理工艺。
三、金属热处理的工艺金属热处理的工艺可以分为加热、保温和冷却三个阶段。
1.加热:加热是指将金属材料加热至所需的温度范围。
加热的目的是使金属材料达到固溶或相变的温度,以改变材料的组织结构。
加热的方式主要有火焰加热、电加热和电磁加热等。
2.保温:保温是指将金属材料在高温状态下保持一定的时间。
保温的过程是固溶、时效和相变等处理的基础。
保温的时间与温度应根据金属材料和所需的热处理效果进行合理选择。
3.冷却:冷却是指将金属材料从高温迅速冷却到室温或较低温度。
冷却的速度会直接影响到金属材料的组织结构及性能。
常见的冷却方法有水淬、油淬和风冷等。
四、金属热处理的设备金属热处理的设备有多种多样,根据加热方式可分为火焰加热设备、电加热设备和电磁加热设备。
(完整版)金属热处理知识点
1 热处理的目的、分类、条件;定义:通过加热、保温和冷却的方法,使金属的内部组织结构发生变化,从而获得所要求的性能的一种工艺方法。
目的:1、消除毛坯中的缺陷,改善工艺性能,为切削加工或热处理做组织和性能上的准备。
2、提高金属材料的力学性能,充分发挥材料的潜力,节约材料延长零件使用寿命。
分类:特点:热处理区别于其他加工工艺如铸造、压力加工等的特点是只通过改变工件的组织来改变性能,而不改变其形状。
热处理条件:(1)有固态相变发生的金属或合金(2)加热时溶解度有显著变化的合金热处理过程中四个重要因素:(1)加热速度V;(2)最高加热温度T;(3)保温时间h; (4)冷却速度Vt.2 什么是铁素体、奥氏体、渗碳体?其结构与性能; Ac1、Ar1、Ac3、Ar3、Accm、Arcm临界温度的意义;奥氏体的形成条件;奥氏体界面形核的原因/条件;以共析钢为例,详细分析奥氏体的形成机理;影响奥氏体转变速度的因素;影响奥氏体晶粒长大的因素;铁素体:碳溶于α-Fe中形成的间隙固溶体,以F或α表示;结构:体心立方结构;组织:多边形晶粒性能:铁素体的塑性、韧性很好(δ=30~50%、aKU=160~200J/cm2),但强度、硬度较低(σb=180~280MPa、σs=100~170MPa、硬度为50~80HBS)。
其力学性能几乎与纯铁相同。
奥氏体:碳溶于γ-Fe中的间隙固溶体;用A或γ表示结构:面心立方晶格性能:奥氏体常存在于727℃以上,是铁碳合金中重要的高温相,强度和硬度不高,但塑性和韧性很好(σb≈400 MPa、δ≈40~50%、硬度为160~200HBS),易锻压成形。
钢材热加工都在γ区进行。
组织:多边形等轴晶粒,在晶粒内部往往存在孪晶亚结构渗碳体:铁与碳形成的金属化合物,是钢铁中的强化相,高温下可分解,Fe3C →3Fe+C(石墨) 。
结构:复杂斜方性能:渗碳体中碳的质量分数为6.69%,熔点为1227℃,硬度很高(800HBW),塑性和韧性极低(δ≈0、aKU≈0),脆性大。
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。
4.何谓成分过冷?成分过冷对固溶体结晶时晶体长大方式和铸锭组织有何影响?答:在固溶体合金凝固时,在正的温度梯度下,由于固液界面前沿液相中的成分有所差别,导致固液界面前沿的熔体的温度低于实际液相线温度,从而产生的过冷称为成分过冷。
金属学与热处理知识点总结.
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 2 a438 68%面心立方 4 a4212 74%密排六方 6 a2112 74% 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8 4 12 6 12 6原子半径r Aa42a432a间隙半径r B ()423a-()422a-()435a-()432a-()426a-()212a-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,提高材料的强度。
二、纯金属的结晶重点内容:均匀形核时过冷度与临界晶核半径、临界形核功之间的关系;细化晶粒的方法,铸锭三晶区的形成机制。
基本内容:结晶过程、阻力、动力,过冷度、变质处理的概念。
金属学及其热处理知识点
⾦属学及其热处理知识点第⼀章⾦属与合⾦的晶体结构1、晶体:原⼦在三维空间中有规律的周期性重复排列的物质2、晶体与⾮晶体的区别:①晶体中原⼦等质点是规则排列的,⾮晶体中质点是⽆规则堆积在⼀起的;②晶体具有明显、固定的熔点,伴有体积与性能的突变;③晶体有各向异性,⾮晶体则各向同性;(各向异性:不同⽅向上的性能有差异)。
3、空间点阵:⼏何点(原⼦)在空间排列的阵列。
晶格:⼏何点(原⼦)排列的空间格架。
4、晶胞:晶格中体积最⼩,对称性最⾼的平⾏六⾯体,是能代表原⼦排列形式特征的最⼩⼏何单元。
5、晶系与布拉菲点阵:7种晶系(⽴⽅、正⽅、斜⽅、菱⽅、六⽅、单斜、三斜),14种布拉菲点阵。
6、晶胞的结点数(原⼦数)计算:N=Ni+Nf/2+Nc/8。
(Ni,Nf,Nc为晶胞内,晶胞⾯上,晶胞⾓上的结点数)7、晶向:晶体点阵中,由阵点组成的任⼀直线,代表晶体空间内的⼀个⽅向,称为晶向。
晶向指数表⽰,最⼩正整数化[uvw]8、晶⾯:晶体点阵中,由阵点所组成的任⼀平⾯,代表晶体的原⼦平⾯,称为晶⾯。
晶⾯不能通过原点,⽤最⼩整数化(ukl)表⽰,ukl代表晶⾯在各轴的截距的倒数。
与那个轴平⾏,截距就为∞。
9、晶向族:晶体中原⼦密度相同(即原⼦列中两个原⼦间距相同)⽽空间位向不同的各组晶向。
⽤表⽰,例<100>的晶向族有:[100]、[010]、[001]、[ī00]、[0ī0]、[00ī]。
10、晶⾯族:晶体中原⼦排列分布相同⽽空间位向不同的各组等同晶⾯。
⽤{uvw}表⽰,例{100}的晶⾯族有:(100)、(010)、(001)、(ī00)、(0ī0)、(00ī)。
11、晶带:晶体中两个或者两个以上的晶⾯形成的集合。
12、晶带⾯:在晶体结构和空间点阵中平⾏于某⼀轴向的所有晶⾯均属于同⼀个晶带,这些晶⾯叫做晶带⾯。
13、晶带轴:与晶带⾯的交线相互平⾏,通过坐标原点的那条平⾏直线成为晶带轴。
晶带轴的晶向指数即为该晶带的指数。
金属热处理重点归纳
一名词解释1. 热处理:将钢在固态下进行加热、保温和冷却三个基本过程,以改变钢的内部组织结构,从而获得所需性能的一种加工工艺(P69)2. 同素异构转变:把同一元素或同一成分合金,在固态下随温度变化而具有不同晶体结构形态的转变3 . 过冷度:理论结晶温度与实际结晶温度的差。
(P11)4 . 变质处理:在液态金属结晶前,加入一些变质剂或形核剂作为现成晶核或用以抑制长大速度以细化晶粒,这种处理方法称为变质处理(P14)5. 淬硬性:指钢在淬火时硬化能力,用淬成马氏体可能得到的最高硬度表示。
(P97)6. 晶內偏析:由于非平衡结晶造成晶体内化学成分不均匀的现象(P28)7 . 淬火:指将钢加热到临界温度Ac3(亚共析钢)或Ac1(过共析钢)以上,保温并随之以大于临界冷却速度冷却,以得到介稳状态的马氏体或下贝氏体组织的热处理方式。
(P90)8 . 比重偏析: 当合金组成相与合金溶液之间密度相差较大时,初生相便会在液体中上浮或者下沉而造成的偏析。
(P32)9 .冷加工:指材料在再结晶温度以下所进行的塑性变形加工。
(P67)10 . 配位数:晶体中任意一个原子周围最近邻且等距的原子数目(P6)11 . 正火:指将材料加热到临界温度以上的适当温度,保温适当时间后以较快冷却速度冷却(空冷),以获得珠光体类型组织的热处理工艺。
(P85)12 . 致密度:晶体中原子所占体积与晶体体积的比值(P6)13.冷处理:指把淬冷至室温的钢继续冷却到一定低的温度,保持一段时间,使残余奥氏体在继续冷却的过程中转变为马氏体的处理方式。
(P94)14.回火:指将淬火钢加热到Ac1以下的某一温度保温后进行冷却的热处理工艺。
(P100)15. 加工硬化:随着变形量的增大,由于晶粒破碎和位错密度增加,晶体的塑性变形抗力迅速增大,强度和硬度明显升高,塑性和韧性下降的现象。
(P62)16 . 调制处理:淬火加高温回火相结合的热处理工艺(P102)17. 热加工:指在材料在结晶温度以上所进行的塑性变形加工工艺。
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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。
22、确定晶向指数的步骤有哪些?答:①以晶胞的三个棱边为坐标轴,以棱边长度作为作为坐标轴的长度单位;②从坐标轴原点引一有向直线平行于待定晶向;③在所引有向直线上任取一点,求出改点在X、Y、Z轴上的坐标轴;④将三个坐标轴按比例化为最小简单整数,依次写入方括号中,即得所求的晶向指数。
23、如何确定晶面指数?简要写出步骤。
答:①以晶胞的三条相互垂直的棱边为参考坐标轴X、Y、Z,坐标原点O应位于待定晶面之外,以免出现零截距;②以棱边长度为度量单位,求出待定晶面在各轴上的截距;③取各截距的倒数,并化为最小简单整数,放在圆括号内,即为所求的晶面指数。
24、根据几何形态特征不同,晶体缺陷可分成哪几类?各有何特征?答:①点缺陷。
特征是三个方向上的尺寸都很小,相当于原子的尺寸,例如空位、间隙原子等;②线缺陷。
特征是在两个方向上的尺寸很小,另一个方向上的尺寸相对很大。
属于这一类的主要是位错;③面缺陷。
特征是一个方向上的尺寸很小,另外两个方向上的尺寸相对很大,例如晶界、亚晶界等。
25、柏氏矢量有何特点和作用?答:1)用柏氏矢量可以可以判断位错的类型。
2)用柏氏矢量可以表示位错区域晶格畸变总量的大小;3)用柏氏矢量可以可以表示晶体滑移的方向和大小;4)一条位错线的柏氏矢量是恒定不变的;5)对于一个位错来说,同时包含位错线和柏氏矢量的晶面是潜在的滑移面。
26、什是表面能?影响表面能的因素主要有哪些?答: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。
①外部介质的性质;②裸露晶面的原子密度;③晶体表面的曲率;④晶体的性质,如熔点等。
第二章纯金属的结晶1、结晶过程是形核和长大的过程。
2、在过冷夜体中形成固态晶核时,可能有两种形核方式:一种是均匀形核,另一种是非均匀形核,又称异质形核或非自发形核。
3、决定晶体长大方式和长大速度的主要因素是晶核的界面结构和界面前沿液体中的温度梯度。
4、晶体长大机制包括:二维晶核长大机制、螺型位错长大机制和连续长大机制。
5、晶粒的大小称为晶粒度,通常用晶粒的平均面积或平均直径来表示纯金属铸锭的宏观组织通常由三个晶区所组成,即外表层的细晶区、中间的柱状晶区和心部的等轴晶区。
6、纯金属铸锭的宏观组织通常由三个晶区所组成,即外表层的细晶区、中间的柱状晶区和心部的等轴晶区。
7、铸锭或铸件中经常存在一些缺陷,常见的缺陷有缩孔、气孔及夹杂物等。
8、相起伏:短程有序的原子集团总是处于瞬间出现,瞬间消失,此起彼伏。
这种不断变化着的短程有序原子集团称为结构起伏,或称为相起伏。
9、均匀形核:若液相中各个区域出现新相晶核的几率都是相同的,这种形核方式即为均匀形核。
10、非均匀形核:在过冷夜体中形成固态晶核时,新相优先出现于液相中的某些区域称为非均匀形核。
11、形核率:是指在单位时间单位体积液相中形成的晶核数目。
12、等轴晶粒:枝晶在三维空间得以均衡发展,各方向上的一次晶轴近似相等,这时形成的晶粒叫做等轴晶粒。
13、柱状晶粒:如果枝晶某一个方向上的一次晶轴长得很长,而在其他方向长大时受到阻碍,这样形成的细长晶粒叫做柱状晶粒。
14、细晶强化:在常温下,金属的晶粒越细小,强度和硬度则越高,同时塑性韧性也好。
这种用细化晶粒来提高材料强度的方法称为细晶强化。
15、变质处理:是在浇注前往液态金属中加入形核剂(又称变质剂),促进形成大量的非均匀晶核来细化晶粒。
16、影响过冷度的因素有哪些?如何影响?答:过冷度随金属的本性和纯度的不同,以及冷却速度的差异可以在很大的范围内变化。
1)金属不同,过冷度的大小也不同;2)金属的纯度越高,则过冷度越大。
3)过冷度的大小主要取决于冷却速度,冷却速度越大,则过冷度越大,实际结晶温度越低。
冷却速度越慢,则过冷度越小。
17、金属的结晶形核有哪些要点?答:①液态金属的过冷度必须大于临界过冷度,晶胚尺寸必须大于临界晶核半径;②临界晶核半径值大小与晶核的表面能成正比,与过冷度成反比;③均匀形核既需要结构起伏,也需要能量起伏;④晶核的形成过程是原子的扩散迁移过程,因此结晶必须在一定的温度下进行;⑤在工业生产中,液体金属的凝固总是以非均匀形核方式进行。
18、纯金属铸锭的宏观组织通常哪几个晶区组成?答:外表层的细晶区、中间的柱状晶区和心部的等轴晶区1)细晶区:晶粒细小,组织致密,力学性能好,但厚度较薄,实际意义不大。
2)柱状晶区:组织比较致密,但存在弱面,其性能有方向性。
3)中心等轴晶区:不存在明显的弱面,其性能也没有方向性;缺点是等轴晶的树枝晶体比较发达,分枝较多,因此显微缩孔较多,组织不够致密。
经热压力加工之后,一般均可焊合,对性能影响不大。
第三章二元合金的相结构与结晶1、合金存在的状态通常由合金的成分、温度和压力三个因素确定。
2、建立相图的方法有实验测定和理论计算两种。
3、两组元在液态时相互无限互溶,在固态时相互有限互溶,发生共晶转变,形成共晶组织的二元系相图,称为二元共晶相图。
4、两组元不但在液态无限互溶,在固态也无限互溶的二元合金系所形成的相图,匀晶相图。
5、固溶体与纯组元相比,结构发生的变化主要表现在:晶格畸变、偏聚与有序和有序固溶体等。
6、相:是指合金中结构相同、成分和性能均一并以界面相互分开的组成部分。
7、相图:是表示在平衡条件下合金系中合金的状态与温度、成分间关系的图解,又称为状态图或平衡图。
8、匀晶转变:结晶时总是从液相结晶出单相的固溶体,这种结晶过程称为匀晶转变。
9、共晶转变:在一定的温度下,由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,称为共晶转变或共晶反应。
10、共析转变:一定成分的固相,在一定温度下分界为另外两个一定成分固相的转变过程,称为共析转变。
第四章铁碳合金1、在铁的同素异构转变中,纯铁在1538℃有体心立方晶格;冷却至1394℃时,为面心立方晶格。
2、渗碳体是铁与碳形成的间隙化合物,含碳量为6.69%。
3、GS线又称为线,它是在冷却过程中由奥氏体析出铁素体的开始线。
4、金属的铸造性,包括金属的流动性、收缩性和偏析倾向等。
5、铸件从浇注温度至室温的冷却过程中,其体积和线尺寸减小的现象称为收缩性。
6、镇静钢钢锭的缺陷主要有缩孔、缩松、偏析、气泡等。
7、在沸腾钢锭纵剖面的宏观组织示意图中,从表面至心部由坚壳带、蜂窝气泡带、中心坚固带、二次气泡带和锭心带等组成。
10、镇静钢:钢液在凝固时不析出一氧化碳,得到成分比较均匀,组织比较致密的钢锭,这种钢叫做镇静钢。
第五章三元合金相图第六章金属及合金的塑性变形与断裂1、金属材料经压力加工变形后,不仅改变了其外形尺寸,而且也使内部组织和性能发生变化。
2、金属弹性变形的实质就是金属晶格在外力作用下产生的弹性畸变。
3、滑移面总是原子排列最密的晶面。
4、滑移方向总是原子排列最密的晶向。
5、一个滑移面和一个滑移方向组成一个滑移系。
6、塑性变形后,金属材料的物理性能和化学性能将发生明显变化。
7、塑性变形后,其残留应力包括:宏观内应力、微观内应力、点阵畸变等。
8、滑移系:表示金属晶体在发生滑移时滑移动作可能采取的空间位向。
9、孪生:晶体的一部分沿一定的晶面和一定的晶向相对于另一部分晶体作均匀地切边。
10、塑性断裂:又称延性断裂,断裂前发生大量的宏观塑性变形,断裂时承受的工程应力大于材料的屈服强度。
4、脆性断裂:金属在断裂过程中,极少或没有宏观塑性变形,但在局部区域仍存在一定的微观塑性变形。
11、什么是固溶强化?产生固溶强化的原因是什么?答:合金中产生固溶强化的主要原因:一是在固溶体中溶质与溶剂的原子半径差所引起的弹性畸变,与位错之间产生的弹****互作用,对在滑移面上运动着的位错有阻碍作用;而是在位错线上偏聚的溶质对位错的顶扎作用。
12、合金元素形成固溶体时其固溶强化有哪些规律?答:①在固溶体的溶解度范围内,合金元素的质量分数越大,则强化作用越大;②溶质原子与溶剂原子的尺寸相差越大,则造成的晶格畸变越大,因而强化效果越大;③形成间隙固溶体的溶质元素的强化作用大于形成置换固溶体的元素;④溶质原子与溶剂原子的价电子数相差越大,则强化作用越大。
13、金属的断裂有哪些主要方式?各有何特点?答:主要方式有:塑性断裂和脆性断裂1)塑性断裂:又称延性断裂,断裂前发生大量的宏观塑性变形,断裂时承受的工程应力大于材料的屈服强度。
设计时只需按材料的屈服强度计算承载能力,一般就能保证安全使用。
2)脆性断裂:金属在断裂过程中,极少或没有宏观塑性变形,但在局部区域仍存在一定的微观塑性变形。
断裂时承受的工程应力通常不超过材料的屈服强度。
设计时必须从脆断角度计算其承载能力,并充分估计过载的可能性。
第七章金属及合金的回复与再结晶1、发生异常晶粒长大的原因是弥散的夹杂物、第二相粒子或织构对晶粒长大过程的阻碍。