材料学资料大全

贝氏体：渗碳体分布在碳过饱和的铁素体基体上的两相混合物。

马氏体:碳在 -Fe中的过饱和固溶体称马氏体，用M表示。

奥氏体：碳溶于γ-Fe中所形成的间隙固溶体，用A 或γ表示。

过冷奥氏体:处于临界点A1以下的奥氏体称为过冷奥氏体.残余奥氏体:马氏体转变是不完全的，即使冷却到Mf点，也总有部分奥氏体未能转变而残留下来。

时效处理：合金工件经固熔热处理后在室温或稍高于室温保温，以达到沉淀硬化的目的。

淬火临界冷却温度（Vk）:过冷奥氏体连续转变时，共析钢以大于该冷却速度冷却时，将只发生马氏体转变得到马氏体组织。

淬透性:淬透性是指钢在淬火时获得淬硬层深度的能力。

是钢在规定条件下的一种工艺性能。

淬硬性:淬硬性是指钢淬火后所能达到的最高硬度，即硬化能力.再结晶：指经冷塑性变形的金属，当淬火我恶毒足够高，时间足够长时，通过形核长大形成等轴无畸变新晶粒的过程。

重结晶：固态金属及合金在加热（或冷却）通过相变点时，从一种晶体结构转变成另一种晶体结构的过程。

变质处理：向金属液体中加入一些细小的形核剂，使它在金属液形成大量分散的人工制造的飞自发晶核，从而获得细小的铸造晶粒，达到提高材料性能的目的。

调制处理：淬火加高温回火的热处理，简称调制。

1.奥氏体、过冷奥氏体、残余奥氏体有何异同？2.画出共析碳钢过冷奥氏体等温转变 C 曲线，标明各点、线、区的意义；并指出影响C曲线形状和位置的主要因素；说明合金元素对 C 曲线位置及形状的影响。

答：在C曲线的下面还有两条水平线；M s线和M f线，它们为过冷奥氏体发生低温转变的开始温度和终了温度。

所以C曲线表明，在A1以上，奥氏体是稳定的，不发生转变，能长期存在；在A1以下，奥氏体不稳定，要发生转变，转变之前处于过冷状态，过冷奥氏体的稳定性取决于其转变的孕育期，在曲线的“鼻尖”处(约550℃时)孕育期最短，过冷奥氏体的稳定性最小。

“鼻尖”将曲线分成两部分，在上面随温度下降(即过冷度增大)孕育期变短，转变速度加快；在下面，随着温度下降孕育期增长，转变速度变慢。

C曲线的位置和形状与奥氏体的稳定性及分解转变的特性有关，而后二者是决于化学成分和加热时的状态等，所以影响C曲线的因素主要是奥氏体的成分和加热条件。

合金元素对 C 曲线位置及形状的影响：除铝钴以外，几乎所有溶入奥氏体中的合金元素，都能增加过冷奥氏体的稳定性，使C曲线右移。

3.试比较索、屈氏体、马氏体和回火索氏体、回火屈氏体、回火马氏体之间在形成条件、金相形态与性能上的主要区别。

回火屈氏体: 300~500℃回火后，得到铁素体基体与大量弥散分布的细粒状渗碳体的混合组织。

此时铁素体未发生再结晶，仍呈马氏体针形，但其中的渗碳体比回火马氏体中的碳化物粗。

在电子显微镜下，细粒状渗碳体沿一定方向分布.回火索氏体: 00~650℃回火，得到粗粒状渗碳体和再结晶多边形铁素体的混合组织。

用金相显微镜可以清晰地鉴别。

在电子显微镜下，可看出渗碳体粒子已明显聚集长大.马氏体：马氏体的形态与钢的成分、原始奥氏体晶粒大小和形成条件有密切关系。

马氏体一般不超过奥氏体的晶界。

奥氏体晶粒愈小，则马氏体愈细。

回火马氏体: 100~350℃回火时，得到回火马氏体、残余奥氏体和下贝氏体的混合组织，其中主要是回火马氏体。

回火马氏体由极细的ε碳化物和低过饱和度的α固溶体组成。

在显微镜下，高碳回火马氏体为黑色针状，低碳回火马氏体为暗板条状，中碳为两者的混合。

回火马氏体中极细的ε碳化物粒子在电子显微镜下才能看到。

低碳板条马氏体回火后看不到析出物，因为只有碳原子的偏聚，其形态基本不变。

4.淬透性和淬透层深度有何联系与区别？影响钢的淬透性的主要因素是什么？淬透性是钢在规定条件下的一种工艺性能，是确定的，可以比较的，它与工件尺寸、冷却介质无关。

它只用于不同材料之间的比较，是通过尺寸、冷却介质相同的淬硬层深度来确定的。

淬透层深度是指实际工件具体条件下淬得的马氏体和半氏体层的厚度，是变化的，同一材料的淬透层深度与工件尺寸、冷却介质有关。

工件尺寸小，介质冷却能力强，淬硬层深。

影响因素：合金元素、碳含量、奥氏体化温度、钢中未熔第二相。

5.为什么细晶粒钢强度高，塑性、韧性好？细晶强化，不但提高钢强度，而且改善钢的塑韧性；晶粒尺寸小晶界越多，位错的阻力越大，塑韧性好；晶粒尺寸越小，在一定体积内的晶粒数越多，对于同样的变形量来说，变形可以分散在更多的晶粒内进行，而且每个变形晶粒较均匀，不会产生过分的应力集中，强度高；晶粒尺寸小，晶粒曲折弯多，不利于裂纹的扩展，断裂前可以承受较大的塑性变形，因而塑性较好。

6.马氏体的本质是什么?它的硬度为什么很高? 是什么因素决定了它的脆性?答：奥氏体向马氏体转变为非扩散型转变。

转变形成碳在α铁中的过饱和固溶体。

过饱和碳在α铁中造成很大的晶格畸变，并与晶体中的缺陷发生强烈的交互作用，结果产生很强的固溶强化和加工硬化效应，使马氏体硬度特高。

7.什么是钢的回火脆性？如何避免？答：在某些温度范围内回火时，会出现冲击韧性下降的现象，称回火脆性。

第一类回火脆性，又称不可逆回火脆性。

这种回火脆性是不可逆的，只要在此温度范围内回火就会出现脆性，目前尚无有效消除办法。

回火时应避开这一温度范围。

第二类回火脆性，又称可逆回火脆性防止办法：⑴回火后快冷。

⑵加入合金元素W (约1%)、 Mo(约0.5%)。

该法更适用于大截面的零部件。

8.确定下列钢件的退火方法，并指明目的及退火后的组织：（1）经冷轧后的15钢板，要求降低硬度：完全退火降低硬度完全退火后为珠光体组织（2）ZG35铸造齿轮：去应力退火消除铸造加工在齿轮中造成的残余内应力（3）锻造过热的60钢锻坯：扩散退火减少断坯的化学成分和组织不均匀性（4）具有片状渗碳体的T12钢坯。

球化退火将钢坯总的渗碳体球化，降低硬度，改善切削加工性能，为以后淬火准备。

以Al-4%Cu 合金为例，说明时效的组织和性能变化。

铝合金的自然时效与人工时效有何区别？选用自然时效和人工时效的原则是什么？时效指淬火后得到的铝合金过饱和固溶体在一定温度下随时间延长而分解，导致合金强度升高的现象。

在室温下合金自发强化的过程为自然时效，若在一定加热温度下进行的时效过程为人工时效。

原则：根据零件温度来确定时效方法、根据零件要求的时效强化效果、根据铝合金种类及工件批量大小生产效率等。

铝合金的强化途径有哪些?简述铝合金强化的热处理方法？答：铝合金的强化方法有加工硬化、固熔强化、异相强化、弥散强化、沉淀强化、复合强化和晶界强化等。

热处理方法：铸锭均匀化处理、回复和再结晶退火、固溶处理（淬火）、时效、形变处理、回归处理等？？？？？什么是细晶强化，其强化机理是什么？答：铝合金由于晶粒细化，晶界增加，或晶界自身强化而引起的强化。

晶粒细化产生的晶界强化来源与两个方面：晶界对位错运动的阻力大于晶内；相邻晶粒取向不同使晶粒滑移相互干扰。

这种强化效应随晶粒细化而增大。

简述固溶强化、弥散强化、时效强化的产生及它们之间的区别，并举例说明？答：固溶强化：是溶质原子溶入金属基体中形成固溶体引起强化的方法。

强化机理：固溶强化主要是由于溶质原子对位错的钉扎作用增加了位错运动的阻力。

弥散强化：是利用非共格弥散质点对铝合金进行强化的方法之一。

非共格弥散质点是具有独立结构与基体以相界完全分开的孤立的硬性细小质点。

强化机理:弥散质点引起的合金强化包括弥散质点阻碍位错运动的直接作用和提高再结晶温度的附加强化作用，增加了质点周围的位错密度和应力场，因而产生了强化效应，这些质点还能抑制合金的再结晶过程，使铝合金热处理后仍能保留非再结晶组织，产生亚晶强化。

时效强化：固溶处理后得到的组织是不稳定的，有分解出强化相，过渡到稳定状态的倾向。

在室温下放置或低温加热时，强度和硬度会明显升高。

这种现象称为时效或时效硬化。

变形铝合金分为哪几类？主要性能特点是什么？答：主要有防锈铝LF、硬铝LY、锻铝LD、超硬铝LC、特殊铝LT、钎焊铝LQ。

防锈铝：特点为耐蚀性高，塑性和焊接性好，切削加工性差。

硬铝：强度、硬度高，加工性能好，耐蚀性低于防锈铝。

超硬铝：时效强化效果超过硬铝合金，热态塑性好，但耐蚀性差。

锻铝：可锻性好，力学性能高。

试比较黄铜、青铜、白铜的组织、性能及热处理特点。

答：黄铜：以锌为主要添加元素的铜合金，黄铜易于铸造和压力加工，有良好的力学性能和耐蚀性，与其它铜合金比较，价格低，色泽美，是应用最广泛的重有色金属材料。

青铜：其耐蚀性、力学性能和铸造性能等较好，常用于制造耐蚀的部件、弹性元件、电接触器和抗蠕变的零件等。

白铜：其耐蚀性、强度、硬度、弹性、电阻率以及对铜的热电势均随镍含量的增加而提高，但其电阻温度系数则降低。

1退火1)再结晶退火：再结晶退火适用于经过冷塑性变形的变形铝合金。

将冷变形的铝合金加热到再结晶温度以上保温一定的时间后空冷，其目的是消除加工硬化，改善合金的塑性，以便进一步进行塑性成形。

2)去应力退火：又称回复退火。

即在再结晶温度以下某一温度保温后空冷，其目的是消除内应力，适当增加塑性，以利于随后进行小变形量的成形加工，同时保留一定的加工硬化效果。

这是不可热处理强化铝合金常用的热处理方法。

3）均匀化退火：又称扩散退火。

将铸件加热到较高的温度保温后炉冷或空冷。

其目的是为了消除铝合金铸锭或铸件的成分偏析及内应力，并使组织稳定、提高塑性，降低加工及使用过程中变形开裂的倾向而进行的热处理。

2淬火（固溶处理）是将铝合金加热至单相固溶体区保温后快速冷却，得到过饱和固溶体的热处理工艺。

3时效：将过饱和固溶体在室温放置很长时间或者加热至某一温度保温一段时间，随着时间的延长，强度、硬度升高，这种热处理工艺称为时效处理4. 回归处理：所谓回归处理是将已经时效强化的铝合金，重新加热到200～270℃，经短时间保温，然后在水中急冷，使合金恢复到淬火状态的处理。

固溶处理（淬火）:将钢加热到相变温度以上,保温后以大于临界冷却速度Vk的速度冷却，使奥氏体转变为马氏体的热处理工艺。

时效处理：将过饱和固溶体在室温放置很长时间或者加热至某一温度保温一段时间，随着时间的延长，强度、硬度升高，这种热处理工艺。

回归处理：是将已经时效强化的铝合金，重新加热到200～270℃，经短时间保温，然后在水中急冷，使合金恢复到淬火状态的处理。

单相黄铜？双相黄铜？α黄铜：含锌在36%以下，具有良好的塑性，可进行冷热加工，其室温伸长率随含锌量的增加而增大。

α+β黄铜：含锌量为36%-46.5%，在室温下含有硬而脆的有序β相，故强度高塑性低，但β相在高温下比α相更易软化，故α+β黄铜常加热到β区的温度进行热轧。

β黄铜：含锌量为46.5%--50%，铸态下显示出晶粒β，室温下硬而脆，但在高温时比α黄铜更为柔软，适于热加工，β黄铜通常只做焊料。