金属材料学总复习共40页文档
金属材料复习资料
金属材料复习资料1、《金属材料学》这门课的核心内容是什么?答:钢的合金化原理2、合金元素在钢中的存在方式有哪几种?简要说明。
答:溶于固溶体(奥氏体、铁素体、马氏体等),有间隙型和置换型两类形成各类碳化物和氮化物存在于金属间化合物,常见于高速钢中各类夹杂物(氧化物or硫化物)自由态,极少数元素,如Pb3、钢种常见碳化物的类型?并按结构和性能进行分类。
答:第一类简单点阵结构的碳化物MC or M2C,硬度、熔点高,稳定性好第二类复杂点阵结构的碳化物M3C、M7C3、M23C6、M6C,硬度、熔点较低,稳定性差。
其中M6C型碳化物为复杂点阵结构,但性能接近于简单点阵结构的碳化物4、影响合金元素在钢中固溶度大小的因素主要有哪几个?答:合金元素在钢中的固溶形式主要为置换固溶和间隙固溶。
铁基固溶体中合金元素的固溶度主要取决于合金元素与钢基体的点阵结构、原子尺寸因素和电子结构。
铁的间隙固溶体是较小原尺寸的合金元素存在于Fe晶体的间隙位置所组成固溶体,主要取决于Fe基体的晶体结构和间隙元素的原子尺寸。
5、提高钢淬透性的方法和主要作用是什么?答:提高钢淬透性即为提高钢淬火时获得马氏体的能力。
添加合金元素是提高钢淬透性的主要方法,同时必须要保证足够的奥氏体化加热温度,以确保合金元素溶于奥氏体中。
提高钢淬透性的合金元素主要有Mn、Cr、Si、Ni、C等,合金元素的复合使用对提高钢淬透性的作用更加显著。
通过提高淬透性,一方面可使得工件得到均匀而良好的力学性能,同时可在淬火时采用较为缓和的冷却介质,减少工件的变形与开裂倾向。
1、解释为何4Cr13钢中含碳量为0.4%左右(质量分数),但已经属于过共析钢。
答:Cr元素使共析S点向左移动,当Cr含量达到一定程度时,S点已左移到小于0.4%C,所以4Cr13是属于过共析钢。
2、解释为何应严格控制钢中杂质元素S、P的含量。
答:S能形成FeS,其熔点为989℃,钢件在大于1000℃的热加工温度时FeS会熔化,所以易产生热脆;P能形成Fe3P,性质硬而脆,在冷加工时产生应力集中,易产生裂纹而形成冷脆。
金属学总复习
• b、断面收缩率的计算: 、断面收缩率的计算:
Ψ=Biblioteka S0-S1 S0×100%
• 3.硬度:金属材料抵抗局部变形的能力。 硬度:金属材料抵抗局部变形的能力。 硬度 • 常用硬度种类:布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRA、HRB、 常用硬度种类:布氏硬度( )、洛氏硬度 、 、 )、洛氏硬度 HRC)和维氏硬度 和维氏硬度(HV)。 和维氏硬度 。 • 应用: 应用: • 布氏硬度主要用于测量较软的材料,如有色金属、灰口铸 布氏硬度主要用于测量较软的材料,如有色金属、 铁。 • 洛氏硬度主要用于硬质合金、淬火钢。 洛氏硬度主要用于硬质合金、淬火钢。 • 维氏硬度主要用于测量渗碳层、渗氮层的硬度。 维氏硬度主要用于测量渗碳层、渗氮层的硬度。
正电阻温度系数: , 正电阻温度系数: T↑,正离子或原子振幅 加大,阻碍电子的通过, 。 加大,阻碍电子的通过,R↑。 具有金属光泽:自由电子易吸收可见光粒 具有金属光泽: 能量↑→跃迁到高能级 跃迁到高能级→跳回原低能级 子→能量 跃迁到高能级 跳回原低能级 能量 →可见光粒子能量释放。 可见光粒子能量释放。 可见光粒子能量释放
第七章钢的热处理原理
• 热处理的定义、热处理过程的三个阶段、 热处理的目的 • 热处理的分类。 • 钢热处理的条件: ①α→ γ 固态相变;② C 溶解度显著变化。 • 钢加热的目的:完全奥氏体化 • 奥氏体化的过程及影响奥氏体化的因素。 • 奥氏体晶粒度的等级划分。
• 5、疲劳强度:金属材料在无数次循环应力或交 、疲劳强度:金属材料在无数次循环应力 无数次循环应力或
变载荷作用下而不致引起断裂的最大应力 作用下而不致引起断裂的最大应力, 变载荷作用下而不致引起断裂的最大应力,用σ-1 表示。 表示。 • 零件的疲劳断裂过程可分为裂纹产生 裂纹扩展 裂纹产生、裂纹扩展 裂纹产生 和瞬间断裂 瞬间断裂三个阶段 。 瞬间断裂 • 金属材料的化学性能包括抗氧化性、耐蚀性、高 金属材料的化学性能包括抗氧化性、耐蚀性、 氧化性 温稳定性。 温稳定性。 • 金属材料的工艺性能:铸造性能、锻造性能、焊 金属材料的工艺性能:铸造性能、锻造性能、 接性能、 接性能、切削加工性能
金属材料学复习资料
金属材料学复习资料题型:判断,选择,简答,问答第一章1.要清楚的三点:1)同一零件可用不同材料及相应工艺。
例:调质钢;工具钢代用调质钢:在机械零件中用量最大,结构钢在淬火高温回火后具有良好的综合力学性能,有较高的强韧性。
适用于这种处理的钢种成为调质钢。
调质钢的淬透性原则,指淬透性相同的同类调质钢可以互相代用。
2)同一材料,可采用不同工艺。
例:T10钢,淬火有水、水-油、分级等。
强化工艺不同,组织有差别,但都能满足零件要求。
力求最佳的强化工艺。
淬火冷却方式常用水-油双液淬火、分级淬火。
成本低、工艺性能好、用量大。
3)同一材料可有不同的用途。
例:60Si2Mn有时也可用作模具。
低合金工具钢也可做主轴,GCr15也可做量具、模具等。
60Si2Mn是常用的硅锰弹簧钢,主要用于汽车的板弹簧。
低合金工具钢可制造工具尺寸较大、形状比较复杂、精度要求相对较高的模具。
GCr15只在对非金属夹杂物要求不严格时,制作切削工具、量具和冷轧辊等。
2.各种强化机理(书24页)钢强化的本质机理:各种途径增大了位错滑移的阻力,从而提高了钢的塑性变形抗力,在宏观上就提高了钢的强度。
1)固溶强化:原子固溶于钢的基体中,一般都会使晶格发生畸变,从而在基体中产生弹性应力场,弹性应力场与位错的交互作用将增加位错运动的阻力。
从而提高强度,降低塑韧性。
2)位错强化:随着位错密度的增大,大为增加了位错产生交割、缠结的概率,所以有效阻止了位错运动,从而提高了钢的强度。
但在强化的同时,也降低了伸长率,提高了韧脆转变温度。
3)细晶强化:钢中的晶粒越细,晶界、亚晶界越多,可有效阻止位错运动,并产生位错塞积强化。
细晶强化既提高了钢的强度,又提高了塑性和韧度,所以是最理想的强化方法。
4)第二相强化:钢中微粒第二相对位错有很好的钉扎作用,位错通过第二相要消耗能量,从而起到强化效果。
根据位错的作用过程,分为切割机制和绕过机制。
根据第二相形成过程,分为回火时第二相弥散沉淀析出强化;淬火时残留第二相强化。
金属材料知识点复习汇总
金属材料知识点复习汇总1、金属材料包括?答:纯金属以及它们的合金。
2、金属的使用的顺序?目前世界年产量前三的金属由多到少的顺序?答:铜铁铝;铁>铝>铜3、纯金属的物理性质?答:共性:有光泽、导电性、导热性、延展性。
特性:大多数金属都呈银白色,但铜是紫红色,金呈黄色。
在常温下,大多数金属都是固体,但汞是液体。
4、金属之最(1)地壳中含量最高的金属元素——铝(2)人体中含量最高的金属元素——钙(3)目前世界年产量最高的金属——铁(4)熔点最高的金属——钨(常用作灯丝)(5)熔点最低的金属——汞(俗称水银,体温计中的液体物质)5、合金概念?答:合金是指在金属中加热融合某些金属或非金属而制得的具有金属特征的物质,属于混合物6、合金的特征?答:硬度大,熔点低,抗腐蚀性能好。
7、常见的铁合金及它们的区别答:生铁,含碳量为2%~4.3%钢,含碳量为0.03%~2%区别:含碳量不同8、钛和钛合金的优点?答:钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料,它们具有很多优良的性能,如:熔点高,密度小,可塑性好,易于加工,机械性能好,尤其抗腐蚀性能好,,与人体有很好的相容性,因此可以用来制造人造骨。
9、铝抗腐蚀性能好的原因?答:铝在空气中与氧气反应,其表面生成一层致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝的进一步氧化,因此,铝具有很好的抗腐蚀性能。
10、真金不怕火炼说明?答:说明金的化学性质不活泼,即使在高温时也不与氧气反应。
11、镁铝铁铜分别与氧气反应的化学方程式。
答:2Mg+O2点燃2MgO 4Al+3O22Al2O32Cu+O2△2CuO 3Fe+O2点燃Fe3O412答:镁剧烈反应,产生大量气泡。
Mg+2HCl MgCl2+H2↑Mg+H2SO4MgSO4+H2↑铝剧烈反应,产生大量气泡。
2Al+6HCl AlCl3+3H2↑2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2↑锌反应较剧烈,有较多气泡产生。
Zn+2HCl ZnCl2+H2↑Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑铁有少量气泡产生,溶液有无色变为浅绿色。
金属材料学 总结
2.对马氏体淬透性的影响
《金属材料学》 复习总结
复习总结
本课程共三部分 第一部分:第1章 钢的合金化概论
(合金元素的作用) 第二部分:第2~第8章
具体钢铁材料分析讨论 第三部分:第9~第11章
Al、Cu、Ti有色金属
第一部分
序论:略 第1章:钢的合金化概论 一、合金元素 1.合金元素:是指特别添加到钢中为了保证获得所要求的
(3) 按对奥氏体层错能的影响分类
提高奥氏体层错能元素 Ni,Cu等
降低奥氏体层错能元素 Mn,Cr等
2、钢中合金元素分布(存在形式)
(1)合金元素在钢中分布或存在形式有4种
形成非金属相(非金属夹杂) 溶入固溶体 形成强化相(化合物相) 游离态存在或自由存在 (2)合金元素在晶界偏聚(或晶界内吸附) 什么叫晶界偏聚?产生的原因?晶界偏聚特点 如何用晶界偏聚理论解释钢的第二类回火脆性?
好的焊接性能
(3)耐大气腐蚀性能
(4)经济性能要求
2.化学成分及合金化特点(我国)
1.低碳(低于0.2%),低合金 2.主加元素Mn,一般低于2% (基本上不加Cr,
Ni) 固溶强化,细化晶粒 3.附加元素:Al,V,Ti,Nb 细化晶粒,沉淀强化 4.加Cu,P改善耐大气腐蚀性能 5.加入微量稀土元素 脱S,去气,净化材质,改变夹杂物形态与分布。
2.控制轧制的工艺方法
(1)在高温下,再结晶区变形; (2)在紧邻Ar3以上的低温无结晶区变形; (3)在A-F两相区变形
金属材料学--工程材料基础期末考试复习资料
金属材料学—工程材料基础第一章,钢的合金化原理一,合金元素及其分类1、合金元素:为使钢获得预期的性能而有意识地加入碳钢中的元素。
按与碳的亲和力大小,合金元素可分为:非碳化物形成元素:Ni,Co,Cu,Si,Al,N,B等碳化物形成元素:Ti,Zr,Nb,V,W,Mo,Cr等此外,还有稀土元素:Re2、合金元素对钢中基本相的影响1)合金元素可溶入碳钢三个基本相中:铁素体、渗碳体、和奥氏体中。
分别形成合金铁素体、合金渗碳体和合金奥氏体。
合金元素在铁基体和奥氏体中起固溶强化作用。
固溶强化:利用点缺陷对金属基体进行强化的一种合金化方法。
方式是通过溶入某种溶质元素形成固溶体而使金属强度、硬度升高。
2)当钢种碳化物形成元素含量较高时可形成一系列合金碳化物,如:MC, M2C,M23C6、M-C3和M3C 等。
合金元素之间也可以形成化合物即金属间化合物,一般来说,合金碳化物以及金属间化合物的熔点高、硬度高,加热时难以溶入奥氏体,故对钢的性能有很大的影响。
3、合金元素对钢中相平衡的影响按合金元素对Fe-C相图上的相区的影响,将合金元素分为两大类:扩大γ区的元素:奥氏体形成元素。
在γ-Fe中有较大的溶解度,并能稳定γ相的元素,使A3下降、A4上升。
Mn,Ni,Co,C,N,Cu。
扩大α区的元素:铁素体形成元素:在α-Fe中有较大溶解度并使γ-Fe不稳定的元素。
能缩小γ相区,扩大α相存在的温度范围,使A3上升、A4下降。
如Cr、V、Mo、W、Ti、Al、Si、B、Nb、Zr 等。
扩大奥氏体区的直接结果是使共析温度下降;而缩小奥氏体区则使共析温度升高。
因此,具有共析组织的合金钢碳含量小于0.77%,同样,出现共晶组织的最低含碳量也小于2.11%。
4、合金元素对钢中相变过程的影响1)对加热时奥氏体形成元素过程的影响a 对奥氏体形核的影响:Cr、Mo、W、V等元素强烈推迟奥氏体形核;Co、Ni等元素有利于奥氏体形核。
b 对奥氏体晶核长大的影响:V、Ti、Nb、Zr、Al 等元素强烈阻止奥氏体晶粒的长大;C、P、Mn(高碳)促使奥氏体晶粒长大;Al、Si、Mn对奥氏体形成速度影响不大。
金属材料学-复习总结
2)合金工具钢:含碳量小于1%时用千分之几表示, 如 9SiCr,9Mn2V等。
含碳量大于1%时不标碳含量,如 Cr12MoV, CrWMn等。
• (2)合金元素含量(Cr轴承钢和低Cr工具 钢除外)
• 1)平均含量少于1.5%的合金钢仅表示元 素,一般不标含量, V、Ti、B、RE除外
• 2) 含量在1.5%~2.49%,2.5%~3.49 %,…22.5%~23.49%…
之间的应用基础科学。
• MSE四要素
–使用性能 –材料的性质 –结构与成分 –合成与加工
使用性能 性质
制备与加工
成分与结构
• •
•工程材料
• • •
按化学成分分:
黑色金属材料
金属材料 有色金属材料
陶瓷材料
氧化物陶瓷(Al2O3,SiO2,MgO,ZrO2) 非氧化物陶瓷(SiC, Si3N4等)
(一) 按与Fe相互作用分类
1.奥氏体形成元素 C, N, Cu, Mn, Ni, Co
2.铁素体形成元素 Hf, Zr, Ti, Ta, Nb, V, W, Mo, Cr, Si, Al
能与α-Fe形成无限固溶体Cr、V; 能与γ-Fe形成无限固溶体Co、Mn、Ni
•
质量等级为A的沸腾钢
•
2.2.2 优质碳素结构钢编号原则
• 钢号以碳的平均质量万分数表示。 • 如20、45等。 20表示含C:0.20%(万分之20)。 • 类似的 • 10,20,35,10F等
2.2.3 碳素工具钢编号原则
• 碳素工具钢都是高级优质钢或特级优质钢 • 用“T”(碳)+表示含碳量千分之几的数
0.045
0.035
0.035
0.030
金属材料学总复习资料
金属材料学总复习资料引言金属材料学是材料科学中的重要分支,研究金属材料的性质、结构以及制备工艺等方面。
本文档旨在为金属材料学的学习者提供一份全面的复习资料,以帮助他们更好地理解和掌握金属材料学的关键概念和理论。
本文档将涵盖金属材料的分类、晶体结构、性能测试以及常见金属材料的应用等内容。
一、金属材料的分类根据金属材料内在的性质和用途,金属材料可以分为以下几类:1.纯金属:由单一金属元素组成,具有较高的热导性和电导性,例如铜、铝等。
2.合金:由两种或两种以上金属元素组成,具有较好的力学性能和耐腐蚀性,例如钢、铝合金等。
3.亚稳金属:具有一定的稳定性,但在特定条件下可能发生相变,例如亚稳钢。
4.非晶金属:由无定形结构的金属原子组成,具有高强度和高韧性,例如非晶合金。
二、金属材料的晶体结构金属材料的晶体结构是衡量其性能和特性的重要因素。
晶体结构可以通过以下几种方式进行分类:1.面心立方结构(FCC):最密堆积方式,常见金属材料如铜、铝等即采用此结构。
2.体心立方结构(BCC):次密堆积方式,常见金属材料如铁、钨等即采用此结构。
3.密排六方结构(HCP):常见金属材料如钛、锌等即采用此结构。
理解金属材料的晶体结构可帮助我们更好地理解它们的物理、化学和力学性质,并为后续的材料加工和应用提供指导。
三、金属材料的性能测试金属材料的性能测试是评估其质量和可靠性的重要手段。
常见的金属材料性能测试包括以下几个方面:1.强度测试:包括抗拉强度、屈服强度、抗压强度等。
2.硬度测试:常用方法有布氏硬度、洛氏硬度等。
3.韧性测试:通常使用冲击试验和拉伸断裂试验来评估材料的韧性。
4.热性能测试:包括热膨胀系数测试、热导率测试等。
通过对金属材料的性能测试,我们可以了解其结构与性能之间的关系,并确定最适用于特定应用的材料。
四、常见金属材料及其应用金属材料广泛应用于各个领域,下面列举了一些常见的金属材料及其应用:1.铜:具有良好的导电性能和导热性能,广泛应用于电器、建筑等领域。
金属材料学复习大纲word精品
金属材料学复习大纲word精品金属材料学复习大纲题型:1、名词解释3分X 10;2、填空1分X 10;3、简答题35分;4、论述题25分(期末70% +平时30%)一、钢的合金化1. 合金元素主要以三种形式存在钢中:溶于铁中,形成固溶体;与碳化合,形成碳化物;形成金属间化合物。
2. 扩大丫相区的元素(奥氏体稳定化元素;使铁碳相图中S点下降):Mn、Ni、Co、C N、Cu等;缩小丫相区元素(铁素体稳定化元素;使S点上升):Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si、B、Nb、Zr。
3. 碳化物形成元素:Zr、Ti、Nb、V、W、Mo、Cr、Mn等(按碳化物的稳定性程度由强到弱排列)非碳化物形成元素:Ni、Co、Cu、Si、Al、N、B等。
都溶于铁素体和奥氏体中。
4. 几乎所有的合金元素都使S点和E点左移,强碳化物形成元素的作用强烈。
例如:4Cr13含碳量为0.4%左右,但已是属于过共析钢。
这是因为Cr元素使共析S点向左移动,当Cr含量达到一定程度时,S 点已左移到小于0.4%C,所以4Cr13是属于过共析钢。
5?细化晶粒合金元素:即强碳化物形成元素(见上),防止第二类回火脆性(450-650 C)元素:W、Mo6?第一类回火脆性:合金在200-350 C范围内回火时发生的脆性,不可逆回火脆性。
第二类回火脆性:合金在450-650 C范围内回火后,缓冷时出现的脆性,是可逆回火脆性。
(调质钢、高速钢中出现第二类回火脆性)7. 几乎所有合金元素都增大过冷奥氏体的稳定性,推迟珠光体类型组织的转变,使C曲线右移,即提高钢的淬透性。
8. 提高回火稳定性合金元素:V、S、Mo、W、Ni、Co等。
回火稳定性:淬火钢回火时,抵抗强度、硬度下降的能力。
9. 除Co、Al外,多数合金元素都使Ms和Mf点下降,使淬火后钢中残余奥氏体量增多。
残余奥氏体量过多时,进行冷处理(冷至Mf点以下),转变为马氏体;或进行多次回火,残余奥氏体因析出合金碳化物会使Ms、Mf点上升,在回火后冷却过程中转变为马氏体或贝氏体(二次淬火)。
金属材料学-复习总结
第1章 钢的合金化概念
重点及基本要求
第二章是本课程基础和重点,要求 全面掌握了解钢中的常见元素及合金元素对钢的组 织、热处理及性能的影响规律; 掌握合金元素的加入对钢的基本强化机制的影响; 难点是合金元素对钢中基本合金相结构的影响 。
(一) 按与Fe相互作用分类
1.奥氏体形成元素 C, N, Cu, Mn, Ni, Co 2.铁素体形成元素 Hf, Zr, Ti, Ta, Nb, V, W, Mo, Cr, Si, Al 能与α-Fe形成无限固溶体Cr、V; 能与γ-Fe形成无限固溶体Co、Mn、Ni
1.5 合金元素对钢强韧化的影响 • • • • 合金元素是通过阻碍位错运动来提高强度,从而达到强 化金属的目的。 常见的提高钢材强度的手段有: 固溶强化,晶界强化,第二相强化(沉淀强化),位 错强化(加工硬化强化) 通过对这四种方式单独或综合加以运用,便可以有效 地提高钢的强度。
附:钢淬火回火提高强度的机制
1.5.3.2提高钢韧性的合金化途径
1. 降低钢中有害杂质S,O,P,N等的含量; 2. 降低C含量; 3. 加入Ni;提高奥氏体层错能元素来提高韧性的。 4. 细化晶粒; 5. 改变碳化物大小、形状和分布; 6. 控制杂质的形状为球状。
• • • •
1.7.1.1有益效应: 1.净化作用:B、RE 脱氧、去氮、降氢。 微量B,RE等元素使钢净化 (1).B,RE与O或N,形成比重小(易上浮)氧化物或氮 化物。 • (2).B,RE等能与As,Sb,Sn,Pb,Bi形成高熔点金属 间化合物。消除钢的热脆性,提高高温强度。 • 2.变质作用: • B、RE改变凝固过程和铸态组织。形成非自发形核核心, 表面活性剂,降低晶体长大速率,细化晶粒。减少偏析。 RE还可增大钢的流动性。
《金属材料》知识点复习
金属材料复习一、名词解释:①固溶强化:溶质原子溶入溶剂晶格中使晶格产生畸形,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、硬度升高的现象,称为固溶体强化。
(P24)②金属化合物:金属化合物是指合金组员间发生相互作用而形成的具有金属特性的一种新相,一般可用化学分子式表示。
(p24)③渗碳:渗碳是将工件在渗碳介质中加热、保温,使碳原子渗入工件表面形成一定厚度渗碳层的化学热处理工艺。
(p59)④同素异性体:金属在固态下,随着温度的改变由一种晶格转变为另一种晶格的现象称为同素异晶转变。
(p29)⑤奥氏体:碳溶解在r-Fe中形成的间隙固溶体称为奥氏体。
常用符号A表示。
(p29)⑥铁素体:碳溶解在a-Fe中形成的间隙固溶体称为铁素体。
用符号F 表示。
(p29)⑦珠光体:珠光体是渗碳体和铁素体片层相间、交替排列形成的混合物,用符号P表示。
(p29)⑧莱氏体:莱氏体是含碳量为4.3%的液态铁合金,是在1148度时从液相中同时结晶出奥氏体和渗碳体的混合物。
用符号Ld表示。
(p32)⑨马氏体:碳在a-Fe中的过饱和固溶体称为马氏体。
用符号M表示。
(p45)⑩调质:通过将淬火与高温回火相结合的热处理称为调质处理。
(p57)二、判断题1、(p17)①金属在外力的作用下产生的变形都不能恢复。
(错误)②一般低碳钢的塑性优于高碳钢,而硬度低于高碳钢。
(正确)③低碳钢、变形铝合金等塑性良好的金属适合于各种塑性加工。
(正确)④硬度实验测量简便,属非破坏性实验,且能反映其他力学性能,因此是生产中最常用的力学性能测量法。
(错误)⑤一般金属材料在低温时比高温时的脆性大。
(正确)⑥机械零件所受的应力小于屈服点时,是不可能发生断裂的。
(错误)2、(p39)金属在固态下都有同素异构转变。
(错误)3、(p136)①采用球化退火可获得球墨铸铁。
②灰铸铁不能淬火。
③可锻铸铁可锻造加工。
④通过热处理可改变铸铁中石墨的形状,从而改变性能。
金属材料学总复习资料
安全象只弓,不拉它就松,要想保安 全,常 把弓弦 绷。20.10.2109:58:5709:58Oc t-2021- Oct-20
加强交通建设管理,确保工程建设质 量。09:58:5709:58:5709:58Wednesday, October 21, 2020
安全在于心细,事故出在麻痹。20.10.2120.10.2109:58:5709:58:57October 21, 2020
踏实肯干,努力奋斗。2020年10月21日上午9时58分 20.10.2120.10.21
追求至善凭技术开拓市场,凭管理增 创效益 ,凭服 务树立 形象。2020年10月21日星期 三上午9时58分 57秒09:58:5720.10.21
严格把控质量关,让生产更加有保障 。2020年10月 上午9时 58分20.10.2109:58Oc tober 21, 2020
➢ 合金模具钢(冷作模具钢和热作模具钢) ➢ 合金量具钢:
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特殊性能钢
➢ 不锈钢(金属的防腐措施) ➢ 常用不锈钢(不锈的原理?组织和性能特点):
马氏体型不锈钢(1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13) 铁素体型不锈钢(1Cr17、1Cr17Ti、1Cr28等) 奥氏体型不锈钢---18 – 8型钢 (0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、0Cr18Ni9Ti 、
Mf点下降)
C曲线右移、
Ms和
③合金元素对回火转变的影响(提高回火稳定性、产生二次
硬化)
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合金钢的分类及牌号
➢ 合金结构钢:
低合金高强度结构钢(普低钢)、合金渗碳钢、合金调质 钢、合金弹簧钢、滚动轴承钢——性能及用途
➢ 合金工具钢:
合金刃具钢(低合金刃具钢、高速钢) 锻造→球化退火→机加工→淬火→回火(570℃三次)
金属材料学总复习
适量:合金元素的某种作用在含量达到一定量 时往往会起不良的影响,而且还有经济性的 问题。 适量的原因,除了经济的因素外,主要有 以下几种情况:
①有Me增多后,会降低材料的塑韧性
如构件钢中,一般Si<1.1%,Mn<1.8%
②有些Me增多,会恶化K的分布
适 量
如高速钢中Cr,CrWMn中的W等
加 ③有的会改变K类型,↑热处理难度
5)↑淬火温度 → ↑A1 。如9SiCr,Ac1为770℃。 6)↑脱C、石墨化倾向 → Si↑碳活度,含Si钢脱C
倾向大。如9SiCr、60Si2Mn等。
Mo:
1)↑淬透性 → 推迟P转变,对B转变影响较小。 2)↑热强性 → ↑固溶体原子间结合力,如珠光 体热强钢12CrMoV。 3)↓回火脆性 → 有效地抑制有害元素的偏聚, 如40CrNiMo。 4)↑回火稳定性 → 较强K形成元素,↓碳活度, 且K稳定不易长大。 5)细化晶粒 → 较强K形成元素,↓碳活度,阻 止晶界移动。 6)↑非氧化性酸的耐蚀性,防止点蚀 → 形成 MoO3,致密而稳定。
锻铝:如LD5 Al-Mg-Si-Cu系 工艺特点:锻造性好, 热处理:采用人工时 效
二、合金化
1、合金化原则 多元适量,复合加入 多元:多元作用大,效果好,又经济。合金元素
的作用并不是简单的代数和。简单比喻:人每 天的营养摄入,可科学地配制食谱,做到既满 足营养要求,又不会使某种营养过剩。 多元复合加入的作用或情况主要有以下几种:
⑴ 提高性能。如↑淬透性,复合作用不是线性 相加的。如:40Cr →40CrNi → 40CrNiMo
Si:
1)↑σ,↓可切削性 → 固溶强化效果显著,如 弹簧钢60Si2Mn等;
2)↑低温回火稳定性 → 抑制ε-K形核长大及转 变,如30CrMnSi、9SiCr。
(完整)金属材料学复习资料
金属材料学复习资料一.名词解释1、合金元素: 为了得到一定的物理、化学或机械性能而特别添加到钢中的化学元素。
(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、原位转变(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.6、离位转变(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、二次淬火:在强碳化物形成元素含量较高的合金钢中淬火后残余奥氏体十分稳定,甚至加热到500~600℃范围内回火时仍不分解,而是在冷却时部分转化成马氏体,使钢的硬度提高.8、二次硬化:在含有Ti、V、Nb、Mo、W等较高合金淬火后,在500~600℃范围内回火,在α相中沉淀析出这些元素的特殊碳化物,并使钢的硬度和强度提高9、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。
10、带状碳化物:由于二次碳化物偏析,在偏析区沿轧向伸长呈带状分布。
11、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。
12、水韧处理:高锰钢铸态组织中沿晶界析出的网状碳化物显著降低钢的强度、韧性和抗磨性.将高锰钢加热到单相奥氏体温度范围,使碳化物充分溶入奥氏体,然后水冷,获得单一奥氏体组织。
13、超高强度钢:用回火M和下B作为其使用组织,经过热处理后一般讲,抗拉强度在大于1400MPa,(或屈服强度大于1250MPa)的中碳钢均称为超高强度钢。
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张静
本科生学位课
金属材料学
10
固溶处理及时效
淬火:将铝合金从固态下的高温状态以过冷或过饱和形式
固定到室温。结构不发生变化,称为固溶处理
时效:淬火后的过饱和固溶体具有较高能量状态的亚稳定 相,经加热到一定温度或在室温下保持一段时间,通过过 饱和固溶体的脱溶分解,向低能状态转化 溶脱 性能:强度、硬度提高
不能热处理强化 能热处理强化
D
Al-M相图
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7
γ
α β
α+ β
A B
生产应用: 有色金属及沉淀硬化不锈钢等强化的主要手段。
西北工业大学 材料学院 张静 本科生学位课 金属材料学
铝基固溶体
合金元素与铝均形成有限固溶体; Mn、Mg、Zn等二元系不产生沉淀强化相
主要合金元素在铝中的极限溶解度
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金属材料学
相 a b c
与基体关系
母相α 4.04 4.04 4.04
G.P
4.04
4.04 4.04 5.8 半共格
6.066 6.066 4.87
4.04 7.68
共格 共格
非共格
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a
b
d c Al-Cu4.5%w合金540℃淬火后 (a) 130℃16h,(b) 130℃24h (c) 160℃5h, (d) θ’’相与基体共格应变场示意图
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9
铝基固溶体
Al-Zn: Al-Mg : α 固 溶体随 Mg 从 2% 增 至 6% ,强度提高 Mg5Al8相
金属材料复习
金属材料复习第一篇:金属材料复习退火退火的目的:退火是把钢加热到适当的温度,保温一段时间,然后缓慢冷却的热处理操作。
①降低硬度,改善组织,以利于切削加工②消除煅、铸、焊件的残余应力,以防止在加工和防止过程中变形开裂③细化晶粒,均匀组织,以提高钢件工艺性能和使用性能④消除钢锭及工件的成分偏析,使其成分均匀化,以改善钢材的力学性能退火的种类及工艺:①完全退火是将工件加热至Ac3以上20~30度,经完全奥氏体化之后缓慢冷却,获得接近平衡组织的热处理工艺。
主要用于亚共析钢,其目的主要是细化晶粒,均匀组织,降低硬度以便切削加工②等温退火是将钢件加热到临街温度以上奥氏体化,然后移入另一温度稍低于Ac1的炉中等候停留,待转变完成后出炉空冷的热处理工艺。
主要用于高碳钢、合金工具钢和高合金钢,也用于中碳钢③球化退火是使钢中片状渗碳体变为粒状的退火工艺,主要用于共析钢和过共析钢,高碳钢组织中的片状珠光体,其硬度较高,难于切削加工,淬火时易于变形开裂,因此必须进行球化退火,得到粒状珠光体,以便降低硬度,便于机械加工,并为最终的热处理作组织准备④扩散退火即均匀化退火,它是将钢锭、铸件或锻件加热到很高的温度长期保温,然后缓慢冷却,以消除枝晶偏析和组织不均匀现象的热处理工艺,多用于合金钢铸件⑤去应力退火是将钢件加热到Ac1以下温度,保温一定时间,随炉缓慢冷却的热处理操作。
其目的是为了消除铸、锻、焊件,冲压件的残余应力,稳定尺寸,防止变形。
正火正火又叫常化,是把钢加热到Ac3或Accm以上30~50度保温,使其完全奥氏体化,然后在空气中冷却的热处理工艺。
与退火相比,正火后的珠光体量增加,组织变细,而硬度稍高。
特别是过共析钢,通过正火可以消除网状渗碳体。
正火主要用于以下几个方面:对于截面较大的铸、锻、轧件,用于细化晶粒,均匀组织,基本相当于退火的效果。
对于低碳钢,完全退火后硬度太低,易粘刀,通过正火可以提高硬度,改善切削加工性能。