金属学与热处理复习
金属学与热处理总复习
⑷ 奥氏体化
⑸ 过冷奥氏体转变 ⑹ 固溶处理+时效： 固溶处理是指将合金加热到固溶线以上，保温并淬 火后获得过饱和的单相固溶体组织的处理。
时效是指将过饱和的固溶体加热到固溶线以下某温
度保温，以析出弥散强化相的热处理。
3、铁碳合金相图
点：符号、成分、温度 线：液固相线、水
平线、固溶线、固 溶体转变线 相区标注 组织组成物标注 复相组织组成物： 珠光体P(F+ Fe3C) 莱氏体Le(A+ Fe3C) Le’(P+Fe3C)
转变为M回，使硬度不仅不下降，反而升高的现象)
10、防止第二类回火脆性：W、Mo (回火脆性 ：淬火钢在某些温度范围内回火时，出现 的冲击韧性下降的现象。)
三、组织
㈠ 纯金属的组织 1、结晶：金属由液态转变为晶体的过程 ⑴ 结晶的条件——过冷：在理论结晶温度以下发生 结晶的现象。
奥氏体化后的晶粒度： 初始晶粒度：奥氏体化刚结束时的晶粒度。 实际晶粒度：给定温度下奥氏体的晶粒度。
本质晶粒度：加热时奥氏体晶粒的长大倾向。
2、冷却时的转变
⑴ 等温转变曲线及产物
A1
650℃ 过冷A 600℃ 过冷A 550℃
过冷A A→S
㈡ 合金的组织
1、相图 匀晶L 共晶L+ 共析 + 包晶L+
杠杆定律：只适用于两相区。 枝晶偏析：在一个枝晶范围内或一个晶粒范围内成分 不均匀的现象。 2、合金中的固态相变
⑴ 固溶体转变：AF
⑵ 共析转变：AP(F+Fe3C)
⑶ 二次析出：AFe3CⅡ
金属学与热处理复习题带答案
一、名词解释（每小题2分，共14分）1. 结构起伏：短程有序的原子集团就是这样处于瞬间出现，瞬间消失，此起彼伏，变化不定的状态之中仿佛在液态金属中不断涌现出一些极微小的固态结构一样，这种不断变化着的短程有序的原子集团称为结构起伏。
2. 非自发形核：在液态金属中总是存在一些微小的固相杂质质点，并且液态金属在凝固时还要和型壁相接触，于是晶核就可以优先依附于这些现成的固体表面上形成，这种形核方式就是非自发形核。
3. 相：相是指合金中结构相同、成份和性能均一并以界面相互分开的组成部分。
4. 柯氏气团：金属内部存在的大量位错线，在刃型位错线附近偏聚的溶质原子好像形成一个溶质原子“气团”，成为“柯氏气团”5. 选择结晶：固溶体合金结晶时所结晶出的固相成分与液相的成分不同，这种结晶出的晶体与母相的化学成分不同的结晶称为选择结晶。
6. 形变强化：在塑形变形过程中，随着金属内部组织的变化，金属的力学性能也将产生明显的变化，随着变形过程的增加，金属的强度、硬度增加，而塑形、韧性下降，这一现象称为形变强化。
7. 晶胞：晶格中能够完全反应晶格特征的最小几何单元。
二、选择题1.下列元素中能够扩大奥氏体相区的是（ d ）。
A WB MoC CrD Ni2.属于强碳化物形成元素的是（ c ）。
A W，Mo, CrB Mn, Fe, NiC Zr, Ti, NbD Si, Be, Co3.不能提高钢的淬透性的合金元素是（ a ）。
A CoB CrC MoD Mn4.调质钢中通常加入（ c ）元素来抑制第二类回火脆性。
A CrB NiC MoD V5. 下列钢种属于高合金钢的是（ d ）A 40CrB 20CrMnTiC GCr15D W18Cr4V6. 选出全是促进石墨化的元素的一组（ b ）A V、Cr、SB Al、Ni、SiC W、Mn、PD Mg、B、Cu7. 选出适合制作热作模具的材质（ d ）A 20CrMnTiB Cr12C 2Cr13D 5CrNiMo三、填空1. 铸锭组织的三个典型区域是（表层细晶粒区）、（内部柱状晶区）和（中心等轴晶区）。
《金属学与热处理》复习题参考答案
《金属学与热处理》复习题绪论基本概念：1.工艺性能:金属材料适应实际加工工艺的能力。
（分类）2.使用性能：金属材料在使用时抵抗外界作用的能力。
（分类）3.组织：用肉眼，或不同放大倍数的放大镜和显微镜所观察到的金属材料内部的情景。
宏观组织：用肉眼或用放大几十倍的放大镜所观察到的组织。
（金属内部的各种宏观缺陷）显微组织：用100-2000倍的显微镜所观察到的组织。
（各个组成相的种类、形状、尺寸、相对数量和分布，是决定性能的主要因素）4：结构：晶体中原子的排列方式。
第一章基本概念：1.金属：具有正的电阻温度系数的物质，其电阻随温度升高而增加。
2.金属键；金属正离子和自由电子之间相互作用而形成的键。
3.晶体：原子（离子）按一定规律周期性地重复排列的物质。
4.晶体特性：(原子)规则排列；确定的熔点；各向异性；规则几何外形。
5.晶胞：组成晶格的最基本的几何单元。
6.配位数:晶格中任一原子周围与其最近邻且等距的原子数目。
7.晶面族：原子排列相同但空间位向不同的所有晶面称为晶面族。
8.晶向族：原子排列相同但空间位向不同的所有晶向称为晶向族。
9.多晶型性：当外部条件（如温度和压强）改变时，有些金属会由一种晶体结构向另一种晶体结构转变。
又称为同素异构转变。
10.晶体缺陷：实际晶体中原子排列偏离理想结构的现象。
11.空位：晶格结点上的原子由于热振动脱离了结点位置，在原来的位置上形成的空结点。
12.位错：晶体中有一列或若干列原子发生了有规则的错排现象，使长度达几百至几万个原子间距、宽约几个原子间距范围内的原子离开其平衡位置，发生了有规律的错动。
13.柏氏矢量：在实际晶体中沿逆时针方向环绕位错线作一个闭合回路。
在完整晶体中以同样的方向和步数作相同的回路，由回路的终点向起点引一矢量，该矢量即为这条位错线的柏氏矢量。
14.晶粒：晶体中存在的内部晶格位向完全一致，而相互之间位向不相同的小晶体。
15.各向异性：由于晶体中不同晶面和晶向上的原子密度不同，因而晶体在不同方向上的性能有所差异。
金属学与热处理复习资料(本)
金属学与热处理复习资料一、名词解释1、晶体：原子在三维空间做有规则的周期性重复排列的物质。
2、非晶体：指原子呈不规则排列的固态物质。
3、晶格：一个能反映原子排列规律的空间格架。
4、晶胞：构成晶格的最基本单元。
5、晶界：晶粒和晶粒之间的界面。
6、单晶体：只有一个晶粒组成的晶体。
7、合金：是以一种金属为基础，加入其他金属或非金属，经过熔合而获得的具有金属特性的材料。
8、组元：组成合金最基本的、独立的物质称为组元。
9、相：金属中具有同一化学成分、同一晶格形式并以界面分开的各个均匀组成部分称为相。
10、固熔体：合金组元通过溶解形成成分和性能均匀的、结构上与组元之一相同的固相。
11、结晶：纯金属或合金由液体转变为固态的过程。
12、重结晶：金属从一种固体晶态改变了晶体结构转变为另一种固体晶态的过程。
13、过冷度：理论结晶温度（T0）和实际结晶温度（T1）之间存在的温度差。
14、铁素体：碳溶解于α-Fe中形成的间隙固溶体。
15、渗碳体：是铁与碳形成的质量分数为6.69%的金属化合物。
16、奥氏体：碳溶解于γ-Fe中形成的间隙固溶体。
17、珠光体：是由铁素体与渗碳体组成的机械化合物。
18、莱氏体：奥氏体与渗碳体的混合物为莱氏体。
19、同素异构转变：一些金属，在固态下随温度或压力的改变,还会发生晶体结构变化，即由一种晶格转变为另一种晶格的变化，称为同素异构转变。
20、实际晶粒度：某一具体热处理或热加工条件下的奥氏体的晶粒度叫实际晶粒度，它决定钢冷却后的组织和性能。
21、马氏体：碳在α-Fe 中的过饱和间隙固溶体，具有很大的晶格畸变，强度很高。
22、贝氏体：渗碳体分布在含碳过饱和的铁素体基体上或的两相混合物。
根据形貌不同又可分为上贝氏体和下贝氏体。
23、淬透性：淬透性是指在规定条件下，钢在淬火冷却时获得马氏体组织的能力。
24、淬硬性：淬硬性是指钢在理想的淬火条件下，获得马氏体所能达到的最高硬度。
25、调质处理：淬火后高温回火的热处理工艺组合。
金属学与热处理复习题
第一章 复习题晶向指数相同，符号相反的为同一条直线原子排列相同但空间位向不同的所有晶向晶面指数的数字和顺序相同，符号相反则两平面互相平行晶面的空间位向不同但原子排列相同的所有晶面当一个晶向[uvw]与一个晶面（hkl ）平行时hu+kv+lw=0当一个晶向[uvw]与一个晶面（hkl ）垂直时h=u ，K=v ，l=w晶体的各向异性原因: 在不同晶面上的原子紧密程度不同纯铁冷却时在912 发生同素异晶转变是从 结构转变为 结构，配位数 ，致密度降低 ，晶体体积 ，原子半径发生 。
面心立方晶胞中画出）（211晶面和]211[晶向刃型位错的四个特征（作业）螺型位错的四个特征（作业）面心立方（FCC ） 体心立方（BCC ） 密排六方（HCP ）晶胞原子数原子半径配位数致密度同素异构转变定义--18页晶体缺陷的分类：常见的点缺陷：常见的面缺陷：第二章 复习题一、填空1、金属结晶两个密切联系的基本过程是 和2 、金属结晶的动力学条件为3 、金属结晶的结构条件为4 、铸锭的宏观组织包括5、如果其他条件相同，则金属模浇注的铸件晶粒比砂模浇注的晶粒更细 ，高温浇注的铸件晶粒比低温浇注的晶粒 粗大 ，采用振动浇注的铸件晶粒比不采用振动的晶粒更细，薄铸件的晶粒比厚铸件晶粒更细 。
二、问答1、金属的结晶形核45页2、金属的长大的要点52页2、铸锭三晶区名称及形成过程（柱状晶为重点）3、影响柱状晶生长的因素56-57页三、名词解释：1、细晶强化2、变质处理3、铸造织构第三章二元合金的相结构与结晶作业题（复习题）1、概念合金、相、固溶体、固溶强化、、离异共晶、伪共晶2、填空1）固溶体按照溶质原子在晶格中所占位置分为和。
2）固溶体按照固溶度不同分为和。
3）置换固溶体溶解度的影响因素有、、、、和温度。
4）置换固溶体中原子半径相对差别Δr 8%且两者的晶体结构相同时才有可能形成无限固溶体。
5）间隙固溶体形成无限固溶体（填“有可能”“不可能”）6）正温度梯度下：随成分过冷程度增大分别形成、和。
金属学与热处理复习题
一、名词解释：金属晶体非晶体位错金属键晶格晶胞晶向晶向指数晶面晶面指数同素异晶转变单晶体多晶体非晶态金属晶界相界亚晶界固溶体置换固溶体间隙固溶体置换原子间隙原子间隙化合物间隙相凝固结晶临界晶核半径临界形核功临界过冷度成分过冷光滑界面粗糙界面形核率结构起伏能量起伏过冷度成分起伏均勺形核非均勺形核变质处理相相图金属化合物加工硬化白口铸铁奥氏体珠光体铁素体滑移孪生临界分切应力变形织构制耳回复再结晶二次再结晶扩散淬火调质处理回火回火脆性钢中马氏体淬透性淬硬性低温莱氏体二次渗碳体晶体缺陷伪共晶离异共晶伪共析形变热处理冷加工热加工枝晶偏析柯氏气团惯习面可锻铸铁灰口铸轶球墨铸铁蠕墨铸铁蠕变蠕变极限持久强度二、填空题：1.三种典型的金属晶体结构为，，。
2.设从坐标原点所引一有向直线上有一点的坐标x、y、z分别为3、2、-1，则该直线所代表的晶向的晶向指数为。
3.设有一晶面和坐标轴x、y、z的截距分别为5、3、2，则该晶面的晶面指数为。
4.面心立方晶格中原子排列最密的晶面为晶面，最密的晶向为晶向。
5.体心立方晶格中原子排列最密的晶面为晶面，最密的晶向为晶向。
6.金属结晶凝固时，晶体长大的机制主要有，，三种。
7.铸锭宏观组织的三晶区指，，。
8.液态金属结晶时，要通过形核及晶核长大两个过程，在过冷条件下，形核的推动力是，阻力是。
9.金属原子排列的不完整性叫，分为，，三种。
10.再结晶时晶粒长大的驱动力是新的无畸变的晶粒和周围基体的，晶界移动的方向是。
11.再结晶后晶粒长大的驱动力是，晶界移动的方向是。
12.第二相粒子强化的位错机制主要有，两种。
13.化学热处理的一般过程通常由，，三个基本过程组成。
14.合金的结晶需要满足，，的条件。
15.固液界面的微观结构可分为，两大类。
17.金属材料的塑性变形主要有，两种形式。
18.面心立方金属的滑移面为晶面，滑移方向为晶向，滑移系有个。
19.体心立方金属的滑移面为晶面，滑移方向为晶向，滑移系有个。
金属学与热处理期末复习总结
一、名词解释：1热强性：在室温下,钢的力学性能与加载时间无关,但在高温下钢的强度及变形量不但与时间有关,而且与温度有关,这就是耐热钢所谓的热强性;2形变热处理：是将塑性变形同热处理有机结合在一起,获得形变强化和相变强化综合效果的工艺方法;3热硬性：热硬性是指钢在较高温度下,仍能保持较高硬度的性能;4固溶处理：指将合金加热到高温单相区恒温保持,使过剩相充分溶解到固溶体中后快速冷却,以得到的热处理工艺;5回火脆性：是指回火后出现韧性下降的;6二次硬化：某些铁碳合金如高速钢须经多次回火后,才进一步提高其硬度;7回火稳定性：在时,抵抗强度、硬度下降的能力称为回火稳定性;8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;9水韧处理：将钢加热至奥氏体区温度1050-1100℃,视钢中碳化物的细小或粗大而定并保温一段时间每25mm壁厚保温1h,使铸态组织中的碳化物基本上都固溶到奥氏体中,然后在水中进行淬火,从而得到单一的奥氏体组织;10分级淬火：将奥氏体状态的工件首先淬入温度略高于钢的Ms点的盐浴或碱浴炉中保温,当工件内外温度均匀后,再从浴炉中取出空冷至室温,完成马氏体转变;11临界淬火冷却速度：是过冷奥氏体不发生分解直接得到全部马氏体含残留奥氏体的最低冷却速度;12季裂：它指的是经冷变形后的金属内有拉伸应力存在又处于特定环境中所发生的断裂; 13奥氏体化：将钢加热至临界点以上使形成奥氏体的金属热处理过程;14本质晶粒度：本质晶粒度用于表征钢加热时晶粒长大的倾向;二、简答：1 何为奥氏体化简述共析钢的奥氏体化过程;答：1、将钢加热至临界点以上使形成奥氏体的金属热处理过程;2、它是一种扩散性相变,转变过程分为四个阶段;1形核;将珠光体加热到Ac1以上,在铁素体和渗碳体的相界面上奥氏体优先形核;珠光体群边界也可形核;在快速加热时,由于过热度大,铁素体亚边界也能形核;2长大;奥氏体晶粒长大是通过渗碳体的溶解、碳在奥氏体和铁素体中的扩散和铁素体向奥氏体转变;为了相平衡,奥氏体的两个相界面自然地向铁素体和渗碳体两个方向推移,奥氏体便不断长大;3残余渗碳体的溶解;铁素体消失后,随着保温时间的延长,通过碳原子扩散,残余渗碳体逐渐溶入奥氏体;4奥氏体的均匀化;残余渗碳体完全溶解后,奥氏体中碳浓度仍是不均匀的;只有经长时间的保温或继续加热,让碳原子进行充分地扩散才能得到成分均匀的奥氏体;2 奥氏体晶粒大小对冷却转变后钢的组织和性能有何影响简述影响奥氏体晶粒大小的因素;答：1、奥氏体晶粒度大小对钢冷却后的组织和性能有很大影响;奥氏体晶粒度越细小,冷却后的组织转变产物也越细小,其强度也越高,此外塑性,韧性也较好;但奥氏体化温度过高或在高温下保持时间过长会显着降低钢的冲击韧度、减少裂纹扩展功和提高脆性转变温度;2、奥氏体晶粒大小是影响使用性能的重要指标,主要有下列因素影响奥氏体晶粒大小;1加热温度和保温时间的影响加热温度越高,保温时间越长,奥氏体晶粒越粗大;2加热速度的影响加热速度越快,奥氏体的实际形成温度越高,形核率和长大速度越大,则奥氏体的起始晶粒越细小,但快速加热时,保温时间不能过长,否则晶粒反而更加粗大;3钢的化学成分的影响在一定含碳量范围内,随着奥氏体中含碳量的增加,碳在奥氏体中的扩散速度及铁的自扩散速度增大,晶粒长大倾向增加,但当含碳量超过一定限度后,碳能以未溶碳化物的形式存在,阻碍奥氏体晶粒长大,使奥氏体晶粒长大倾向减小;4钢的原始组织的影响钢的原始组织越细,碳化物弥散速度越大,奥氏体的起始晶粒越细小,相同的加热条件下奥氏体晶粒越细小;3 简述影响过冷奥氏体等温转变的因素;答：奥氏体成分含碳量、合金元素、奥氏体状态钢的原始组织、奥氏体化的温度和保温时间及应力和塑性变形;1、含碳量的影响亚共析钢随奥氏体含碳量增加,使C曲线右移,Ms和Mf点降低;过共析钢随含碳量的增加,使C曲线向左移,Ms和Mf点降低;2、合金元素的影响除Co、AlWAl>%外,所有合金元素的溶解到奥氏体中后,都增大过冷奥氏体的稳定性,使C曲线右移,Ms和Mf点降低;3、奥氏体状态的影响奥氏体化温度越低,保温时间越短,奥氏体晶粒越细小,C曲线左移;4、应力和塑性变形的影响在奥氏体状态下承受拉应力会加速奥氏体的等温转变,承受压应力则会阻碍这种转变;对奥氏体进行塑性变形有加速奥氏体转变的作用,C曲线左移;4简述片状珠光体和粒状珠光体的组织和性能;答：1、片状珠光体组织：WC=%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铁素体和渗碳体组成的片层相间的组织;性能：主要决定于片间距;片间距越小,钢的断裂强度和硬度均随片间距的缩小而增大;随片间距减小,钢的塑性显着增加;片间距减小,塑性变形抗力增大,故强度;硬度提高;2、粒状珠光体组织：渗碳体呈颗粒状分布在连续的铁素体基体中的组织性能：主要取决于渗碳体颗粒的大小,形态与分布;钢的成分一定时,渗碳体颗粒越细,相界面越多,则刚的硬度和强度越高;碳化物越接近等轴状、分布越均匀,则钢的韧性越好;粒状珠光体的硬度和强度较低,塑性和韧性较好,冷变形性能,可加工性能以及淬火工艺性能都比珠光体好;5何为马氏体简述马氏体的晶体结构、组织形态、性能及转变特点;答：是碳在α-Fe中过饱和的间隙固溶体;2、马氏体的晶体结构在钢中有两种:体心正方结构WC<%,c/a=1;体心正方结构WC>%,c/a>1;组织形态：板条马氏体、片状马氏体200℃以上,WC<%,完全形成板条马氏体,因其体内含有大量位错又称位错马氏体;特点强而韧%<WC<1%,为板条马氏体和片状马氏体的混合物;200℃以下,WC>%,完全形成片状马氏体,因其亚结构主要为孪晶又称孪晶马氏体;特点硬而脆4、1马氏体的显着特点是高硬度和高强度,原因包括固溶强化、相变强化、时效强化、原始奥氏体晶粒大小及板条马氏体束大小;马氏体的硬度主要取决于马氏体的含碳量;合金元素对马氏体的硬度影响不大,但可以提高其强度;2马氏体的塑性和韧性主要取决于马氏体的亚结构;5、1无扩散性;奥氏体成分保留在马氏体中2马氏体转变的切变共格性3马氏体转变具有特定的惯习面和位向关系4马氏体转变是在一定温度范围内进行的6 简述淬火钢的回火转变、组织及淬火钢在回火时的性能变化;答：1、钢的回火转变包括五个方面180℃-100℃以下温度回火,马氏体中碳的偏聚,组织是马氏体马氏体：碳溶于α-Fe的过饱和的固溶体280℃-100℃回火,马氏体开始分解,组织是回火马氏体回火马氏体：低碳马氏体和ε碳化物组成的混合物,称为回火马氏体;3200℃-300℃回火,残余奥氏体开始转变,组织是回火马氏体4200℃-400℃回火,碳化物的转变为Fe3C,组织是回火托氏体回火托氏体：由针状α相和无共格联系的细粒状渗碳体组成的机械混合物;5500℃-650℃渗碳体的聚集长大和α相回复或再结晶,组织是回火索氏体回火索氏体：回复或再结晶的铁素体和粗粒状渗碳体的机械混合物;2、回火时力学性能变化总的趋势是随回火温度提高,钢的抗拉强度、屈服强度和硬度下降,塑性、韧性提高;7 简述回火脆性的分类、特点及如何消除;答：1分类：第一类回火脆性低温回火脆性250℃-400℃和第二类回火脆性高温回火脆性450℃-650℃2特点第一类回火脆性：1具有不可逆性第二类回火脆性：1具有可逆性；2与后的有关3与组织状态无关,但以M的脆化倾向3如何消除第一类回火脆性：无法消除,合金元素会提高脆化温度;第二类回火脆性：1选择含杂质元素极少的优质钢材以及采用形变热处理；2加入适量的Mo、W等合金元素阻碍杂质元素在晶界上便聚；3对亚共析钢在A1~A3临界区可采用4采用高温回火后快冷的方法可抑制回火脆性,但不适用于对回火脆性敏感的较大工件;8 叙述淬透性和淬硬性及淬透性和实际条件下淬透层深度的区别;答：1、淬透性：是指奥氏体化后的钢在淬火时获得马氏体的能力,它反映过冷奥氏体的稳定性,与钢的临界冷却速度有关;临界冷却速度越慢,淬透性越大;其大小以钢在一定条件下淬火获得的淬透层深度和硬度分布来表示;2、淬硬性：是指奥氏体化后的钢在淬火时硬化的能力,主要取决于马氏体中的含碳量,含碳量越高,淬硬性越大;用淬火马氏体可能达到的最高硬度来表示;3、实际条件下的淬透层深度：是指具体条件下测定的半马氏体区至表面的深度;4、区别：1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,淬透层深;2淬透性与工件尺寸、冷却介质无关,它是钢的一种属性;相同奥氏体化温度下的同一钢种,其淬透性是确定不不变的;9 何谓淬火热应力、组织应力影响因素都是什么简述热应力和组织应力造成的变形规律;答：1、淬火热应力：工件在加热或冷却时由于内外的温度差异导致热涨或冷缩的不一致所引起的内应力;2、组织应力：工件在冷却过程中,由于内外温差造成组织转变不同时,引起内外比体积的不同变化而引起的内应力;3、影响因素：1含碳量的影响：随着含碳量的增加热应力作用逐渐减弱组织应力逐渐增强;2合金元素的影响：加入合金元素热应力和组织应力增加;3工件尺寸的影响：a.在完全淬透的情况下随着工件直径的增大淬火后残余应力将由组织应力性逐渐变成热应力性;b.在未完全淬透的情况下所产生的应力特性是与热应力相似的,工件直径越大淬硬层越薄,热应力特性越明显;4淬火介质和冷却方法的影响:如果在高于Ms点以上的温度区域冷却速度快而在温度低于Ms点区域冷却速度慢则为热应力性,反之则为组织应力型;4、变形规律：1热应力引起的变形①沿最大尺寸方向收缩,沿最小尺寸方向伸长；②平面凸起,直角变钝,趋于球形；③外径胀大,内径缩小;2组织应力引起变形与热应力相反;10 何谓回火叙述回火工艺的分类,得到的组织,性能特点及应用;答：1、回火：回火是指将淬火钢加热到A1以下的某温度保温后冷却的工艺;2、分类: 低温回火：1得到回火马氏体;2在保留高硬度、高强度及良好的耐磨性的同时又适当提高了韧性,降低内应力;3适用于刀具、量具、滚动轴承、渗碳件及高频表面淬火件;中温回火：1得到回火托氏体;2基本消除了淬火应力,具有高的弹性极限,较高的强度和硬度,良好的塑性和韧性;3适用于弹簧热处理及热锻模具;高温回火：1得到回火索氏体;2获得良好的综合力学性能,即在保持较高的强度同时,具有良好的塑性和韧性;3广泛用于各种结构件如轴、齿轮等热处理;也可作为要求较高精密件、量具等预备热处理;11 简述化学热处理的一般过程；渗碳的工艺、渗层深度、渗碳后表层含碳量、用钢、热处理、组织和应用;答：1、过程：1介质渗剂的分解2工件表面的吸收3原子向内部扩散;2、渗碳工艺：气体渗碳法,固体渗碳,离子渗碳3、渗碳层厚度由表面到过度层一半处的厚度：一般为-2mm;4、渗碳层表面含碳量：以%%为最好;5、用刚：为含的低碳钢和低碳合金钢;碳高则心部韧性降低;6、热处理：常用方法是渗碳缓冷后,重新加热到Ac1+30-50℃淬火分三类：遇冷直接淬火、一次淬火、二次淬火+低温回火;7、组织：表层：高碳M回+颗粒状碳化物+A少量心部：低碳M回+铁素体淬透时、铁素体+索氏体8、应用：拖拉机履带板,坦克履带板。
金属学及热处理复习题及答案
二、填空题1．晶体与非晶体的根本区别在于原子的排列是否规则。
2．常见金属的晶体结构有体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格三种。
3．实际金属的晶体缺陷有点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷。
4．根据溶质原子在溶剂晶格中占据的位置不同，固溶体可分为置换固溶体和间隙固溶体两种。
5．置换固溶体按照溶解度不同，又分为无限固溶体和有限固溶体。
6．合金相的种类繁多，根据相的晶体结构特点可将其分为固溶体和金属化合物两种。
7．同非金属相比，金属的主要特征是良好的导电性、导热性，良好的塑性，不透明，有光泽，正的电阻温度系数。
8．晶体与非晶体最根本的区别是原子（分子、离子或原子集团）在三维空间做有规则的周期性重复排列的物质，而非晶体则不是。
9．金属晶体中最主要的面缺陷是晶界和亚晶界。
10．位错两种基本类型是刃型位错和螺型位错，多余半原子面是刃型位错所特有的。
11．在立方晶系中，｛120｝晶面族包括(120)、(120)、(120)、(120)等晶面。
12．点缺陷有空位、间隙原子和置换原子等三种；属于面缺陷的小角度晶界可以用位错来描述。
三、判断题1．固溶体具有与溶剂金属相同的晶体结构。
（√）2．因为单晶体是各乡异性的，所以实际应用的金属材料在各个方向上的性能也是不相同的。
（×）3．金属多晶体是由许多位向相同的单晶体组成的。
（×）4．因为面心立方晶格的配位数大于体心立方晶格的配位数，所以面心立方晶格比体心立方晶格更致密。
（√）5．在立方晶系中，原子密度最大的晶面间的距离也最大。
（√）6．在金属晶体中，当存在原子浓度梯度时，原子向各个方向都具有相同的跃迁几率。
（×）7．因为固态金属的扩散系数比液态金属的扩散系数小得多，所以固态下的扩散比液态下的慢得多。
（√）8．金属理想晶体的强度比实际晶体的强度稍强一些。
（×）9．晶体缺陷的共同之处是它们都能引起晶格畸变。
（√）四、选择题1．组成合金中最基本的，能够独立存在的物质称为：（b）a．相；b．组元；c．合金。
金属学及热处理总复习题
金属学及热处理总复习题金属学及热处理总复习题金属学和热处理是材料科学与工程领域中的重要分支，涉及到金属材料的结构、性质和加工工艺等方面。
本文将从晶体结构、相变、热处理工艺等多个方面，总结一些常见的复习题，帮助读者巩固金属学和热处理的知识。
1. 金属晶体结构金属的晶体结构对其性质具有重要影响。
以下是一些与金属晶体结构相关的问题：a) 金属的晶体结构有哪些常见类型？简要描述它们的特点。
b) 什么是晶格常数？如何计算晶格常数？c) 金属的晶体缺陷有哪些类型？请分别描述它们的形成原因和影响。
2. 金属相变金属在不同温度下会发生相变，从而导致结构和性质的改变。
以下是一些与金属相变相关的问题：a) 什么是固溶体？请简要描述固溶体的形成和影响因素。
b) 什么是共晶？请简要描述共晶的形成和影响因素。
c) 什么是亚共晶？请简要描述亚共晶的形成和影响因素。
d) 什么是析出相？请简要描述析出相的形成和影响因素。
3. 金属热处理热处理是通过控制金属的加热和冷却过程，改变其组织结构和性能的方法。
以下是一些与金属热处理相关的问题：a) 什么是退火？请简要描述退火的目的和过程。
b) 什么是淬火？请简要描述淬火的目的和过程。
c) 什么是时效处理？请简要描述时效处理的目的和过程。
d) 什么是固溶处理？请简要描述固溶处理的目的和过程。
4. 金属的机械性能金属的机械性能是指金属在受力下的行为和性能。
以下是一些与金属机械性能相关的问题：a) 什么是弹性变形？请简要描述弹性变形的特点和应力-应变关系。
b) 什么是塑性变形？请简要描述塑性变形的特点和应力-应变关系。
c) 什么是断裂？请简要描述断裂的类型和影响因素。
d) 什么是疲劳？请简要描述疲劳的特点和影响因素。
通过回答以上问题，读者可以对金属学和热处理的知识进行巩固和回顾。
同时，可以结合教材和课堂笔记，进一步扩展和深化对金属学和热处理的理解。
希望本文对读者的学习和复习有所帮助，祝愿大家在金属学及热处理的考试中取得优异的成绩！。
金属学与热处理专题复习 (考研复习)专题一 名词解释
专题一名词解释第一章1.金属键：处于聚集状态的金属原子，全部或大部分将他们的价电子贡献出来，为其整个原子集体所公有，称之为电子气或电子云。
这些价电子或自由电子已不在只围绕自己的原子核转动，而是与所有的价电子一起在所有的原子核周围按量子力学的规律运动着，贡献出价电子的原子则变为正离子，沉浸在电子云中，他们依靠运动与其间的公有化的自由电子的静电作用而结合起来，这种结合方式叫金属键。
没有饱和性和方向性。
2.熔点：晶体向非结晶状态的液体转变的临界温度。
3。
晶体结构：晶体中原子在三维空间有规律的周期性的具体排列方式。
4.阵点：将构成晶体的原子抽象为纯粹的几何点，称之为阵点。
5.空间点阵：阵点有规律的周期性重复排列所形成的三维空间阵列称之为6.晶格：认为的将阵点用直线连接起来形成空间格子，称之为晶格。
他的实质是空间点阵。
7.晶胞：能够完全反应晶格特性的最小几何单元称之为晶胞。
8晶格常数、轴间夹角：晶胞的棱边长度一般称为晶格常数，晶胞的棱间夹角称为轴间夹角。
9.配位数：是指晶体结构中与任一原子最近邻、等距离的原子数目。
10.晶面、晶向：在晶体中，由一系列原子所组成的平面称之为晶面。
任意两原子之间连线所指的方向叫晶向。
11.晶粒：组成固态金属的结晶颗粒叫晶粒12.多晶体：有二颗以上晶粒所组成的晶体称为多晶体。
13.伪等向性：由于多晶体中的晶粒位向是任意的，晶粒的各向异性被互相抵消，因此在一般情况下整个晶粒不显示各向异性，称之为伪等向性。
14：多晶型：具有两种或几种晶体结构。
15:多晶型转变或同素异构转变：金属内部有一种晶体结构向另一种晶体结构的转变称之为多晶型转变或同素异构转变。
16晶体缺陷：一些原子偏离规则排列的不完整性区域。
17：空位：在某一温度下的某一瞬间，总有一些原子具有足够高的能量，以克服周围原子对他的约束，脱离开原来的平衡位置迁移到别处，于是在原来的位置上出现了空结点，这就是空位。
18.晶格畸变：19：间隙原子：处于晶格间隙中的原子叫20：置换原子：占据在原来基体原子上的异类原子21：位错：在晶体中某处有一列或若干列原子发生了有规律的错排现象，使长度达几百至几万个原子间距，宽约几个原子间距范围内的原子离开其平衡位置，发生了有规律的错动。
（完整版）《金属学与热处理》复习题参考答案
（完整版）《⾦属学与热处理》复习题参考答案《⾦属学与热处理》复习题绪论基本概念：1.⼯艺性能:⾦属材料适应实际加⼯⼯艺的能⼒。
（分类）2.使⽤性能：⾦属材料在使⽤时抵抗外界作⽤的能⼒。
（分类）3.组织：⽤⾁眼，或不同放⼤倍数的放⼤镜和显微镜所观察到的⾦属材料内部的情景。
宏观组织：⽤⾁眼或⽤放⼤⼏⼗倍的放⼤镜所观察到的组织。
（⾦属内部的各种宏观缺陷）显微组织：⽤100-2000倍的显微镜所观察到的组织。
（各个组成相的种类、形状、尺⼨、相对数量和分布，是决定性能的主要因素）4：结构：晶体中原⼦的排列⽅式。
第⼀章基本概念：1.⾦属：具有正的电阻温度系数的物质，其电阻随温度升⾼⽽增加。
2.⾦属键；⾦属正离⼦和⾃由电⼦之间相互作⽤⽽形成的键。
3.晶体：原⼦（离⼦）按⼀定规律周期性地重复排列的物质。
4.晶体特性：(原⼦)规则排列；确定的熔点；各向异性；规则⼏何外形。
5.晶胞：组成晶格的最基本的⼏何单元。
6.配位数:晶格中任⼀原⼦周围与其最近邻且等距的原⼦数⽬。
7.晶⾯族：原⼦排列相同但空间位向不同的所有晶⾯称为晶⾯族。
8.晶向族：原⼦排列相同但空间位向不同的所有晶向称为晶向族。
9.多晶型性：当外部条件（如温度和压强）改变时，有些⾦属会由⼀种晶体结构向另⼀种晶体结构转变。
⼜称为同素异构转变。
10.晶体缺陷：实际晶体中原⼦排列偏离理想结构的现象。
11.空位：晶格结点上的原⼦由于热振动脱离了结点位置，在原来的位置上形成的空结点。
12.位错：晶体中有⼀列或若⼲列原⼦发⽣了有规则的错排现象，使长度达⼏百⾄⼏万个原⼦间距、宽约⼏个原⼦间距范围内的原⼦离开其平衡位置，发⽣了有规律的错动。
13.柏⽒⽮量：在实际晶体中沿逆时针⽅向环绕位错线作⼀个闭合回路。
在完整晶体中以同样的⽅向和步数作相同的回路，由回路的终点向起点引⼀⽮量，该⽮量即为这条位错线的柏⽒⽮量。
14.晶粒：晶体中存在的内部晶格位向完全⼀致，⽽相互之间位向不相同的⼩晶体。
金属学与热处理期末复习总结PPT课件
2019/11/28
.
15
工业纯铁
碳素钢
白口铸铁
四条垂直线
Fe
-
Fe C 相图：相 3.2 Fe-Fe3C相图 3
过共析钢
亚共晶白口铁 过共晶白口铁
亚20共19/析11/2钢8 共析钢
.
共晶白口铁
16
Fe - Fe3C 相图：组织
1. 16点
2. 3水平线 HJB、ECF、PSK线
3. 初生、二次、三次渗碳体脱溶线 CD、ES、PQ(碳的溶
立方晶系中给出指定的晶向指数或晶面指数（ 取倒数化整数！！）的坐标。
刃型位错中位错线中既有正应变又有切应变， 对于正刃型位错，滑移面之上受压应力，滑移 面之下受拉应力。位错线、运动方向、滑移方 向之间的关系。螺型位错。
空位类型、晶体缺陷种类、点缺陷种类
3
选择
Fe在不同温度下体积的变化。P18-19 例如：在912℃（其晶格常数为0.02464nm）转变为（ 其晶格常数为0.0486nm）时的休积（） A膨胀 B收缩 C不变 D不能确定 四面体八面体间隙（考研） 例如：若面心立方晶体的晶格常数为a，则其八面体间 隙（ ）。 A是不对称的 B是对称的 C位于面心和棱边中点 D 位于体心和棱边中点 各向异性、各向同性。
（二）区间范围
1.碳在三大固溶体的极限溶解度（温度、含量） 2.A4温度 3. A3
温度 4.共晶点（温度、成分）5.包晶点 6.共析点 7.渗碳体成分
8.室温下，三次渗碳体含量最大的铁碳合金 9.共晶、共析、包晶
转变的碳含量范围
14
三、相图分析
1.基本概念
初生相 先共晶相 二次结晶
二次相
组织组成物：在显微组织中能够清楚的区分开，是显微 组织的独立部分 相组成物：从相的组成看 相的成分 相含量 用不同的线段 组织含量
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
马氏体转变(pearlite transformation）
两种马氏体比较
立体形态
亚结构
Ms(230℃)为马氏体转变开始温度
M f(-50℃)为马氏体转变终了温度
共析钢的过冷奥氏体等温转变曲线
第九章 钢的热处理原理
问题： 如将一根直径5mm的热轧钢试样加热到650℃，等
温15s后淬火水中，问等温转变曲线可否用来分析最 后得到的组织？
不能
原因：等温转变曲线是描述过冷奥氏体的转变的。热轧 共析钢加热到650 ℃并未发生奥氏体化。
第九章 钢的热处理原理
晶粒度 评定标准
一般生产中把奥氏体晶粒大小分为18个级别，其中1级最粗，8级最细，超过 8级以上的称为超细晶粒。
关系式
晶粒度的级别G与晶粒大小之间的关系为：
N = 2G-1
G：晶粒度级别； N： 100X时，平均晶粒数目/inch2（6.45cm2）
第九章 钢的热处理原理
例题： 晶粒度级别N可由关系式N=2G-1确定。式中n
加热与冷却速度对临界点的影响
第九章 钢的热处理原理
扩散型
固态相变 类型
非扩散型
半扩散型
第九章 钢的热处理原理
1、奥氏体的结构 奥氏体是碳溶于γ-Fe所形成的固溶体。在合金钢中，
除了碳原子外，溶于γ-Fe中的还有合金元素原子。
共析钢奥氏体的形成过程
奥氏体的形成过程
形核 长大 残余渗碳体的溶解
均匀化
等温冷却 连续冷却
过冷奥氏体
奥氏体不同冷却方式示意图 1—等温冷却 2—连续冷却
第九章 钢的热处理原理 过冷奥氏体等温转变曲线
图9.5 共析钢的过冷奥氏体等温转变曲线
第九章 钢的热处理原理
过冷奥氏体等温转变曲线的分析
水平A1钢的临界点 (723℃)，
即奥氏体与珠光体的平衡温度
中间曲线 左边过冷奥氏体转变开始线， 右侧一条为过冷奥氏体转变终了线。
第九章 钢的热处理原理
奥氏体晶粒长大及控制
晶粒度
是表示晶粒大小的一种尺度。是以单位面积内 晶粒的个数或每个晶粒的平均面积与平均直径。
类别
起始晶粒度
实际晶粒度
本质晶粒度
默认
验刚的代互方指表指相法临在在接，对界某某触即温一钢一时将度条来热的钢以件说处晶加上下，理粒热奥，加大如到奥氏热小果（氏体条。9不体形3件0成特下的±刚别，长1刚0指所大）完得倾明摄成到向，氏，的，度一其晶通，般晶粒常保粒是尺采温边指寸用3界。-奥标5刚准小时实 后粒，钢测，在定氏1其体~奥4化级氏后者体的称晶实为粒本大际质小晶粗。粒晶晶大粒粒小钢度。。在5~8级者称为本质细晶
扩散的分类
有无浓 度变化
扩散方向
自扩散 ：原子经由自己元素的晶体点阵而迁移的扩散 (如纯金属或固溶体的晶粒长大-无浓度变化)
互扩散:原子通过进入对方元素晶体点阵而导致的扩散 （有浓度变化）
下坡扩散：原子由高浓度处向低浓度处进行的扩散。
上坡扩散：原子由低浓度处向高浓度处进行的扩散。
是否出 现新相
原子扩散：扩散过程中不出现新相。 反应扩散：由之导致形成一种新相的扩散.
第八章 扩 散 第二节 扩散定律
菲克(Fick A)第一定律 单位时间内通过垂直于扩散方向的某一单位面积截
面的扩散物质流量（扩散通量J）与浓度梯度成正比。
表达式： J=-D(dc/dx)。 （C－溶质原子浓度；D-扩散系数）
适用条件：稳态扩散 - dc/dt=0,浓度及浓度梯度不 随时间改变。
为当线放大100倍时，在每个6.45cm2面积中观 察到的晶粒数，计算当晶粒度为7级时，晶粒的 实际平均直径。
解： n=27-1=64
d平均=√645/(1002×64) =0.032(mm)
第九章 钢的热处理原理
加热温度 保温时间
晶粒度影响因素
加热速度
化学成分
原始组织
第九章 钢的热处理原理
冷却方式
凸出形核:
经验公式
再结晶温度
高纯金属：T再＝(0.25-0.35)Tm。 工业纯金属：T再＝(0.ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ5-0.45)Tm。 合金：T再＝(0.4-0.9)Tm。
注：再结晶退火温度一般比上述温度高100～200 ℃。
第七章、金属及合金的回复与再结晶
• 临界变形量：
达到某一数值（2～10%）时，晶粒特别粗 大，主要是G/N的比值大。（临界变形度）。
• 扩散原子能固溶； 扩散原子在基体有一定固溶度。
• 温度足够高； 温度 ,原子热振动越激烈,原子激活迁移几率越大。
• 时间足够长 扩散原子的每次随机跃迁距离只有nm级,需长时间
第八章 扩 散
第三节 影响扩散的主要因素
温度、晶体结构、成分、其他 影响程度：温度－成分－结构－其它
第八章 扩 散
金属学与热处理 复习
Metallurgy and Heat Treatment
主讲人：王淑艳 江苏科技大学材料科学与工程学院
第七章、金属及合金的回复与再结晶
典型退火的过程，随着保温时间和延长和温度升高，
可分为和晶粒长大三个阶段。
回复、再结晶的定义及性能变化及应用。
再结晶形核机制
亚晶长大形核 （变形量较大时）
第九章 钢的热处理原理
第一节 概 述
热处理及其作用
定义 最终热处理
热处理是将钢在固态下 加热到预定的温度，保温一 定的时间，然后以预定的方 式冷却到室温的一预种备热热加处工理 工艺。
热处理工艺示意图
第九章 钢的热处理原理
热处理与相图
原则上只有在加热 或冷却时发生溶解度显 著变化或者同素异构转 变的，即有固态相变的 金属或合金，才能进行 热处理。纯金属、某些 单相合金等不能进行热 处理强化的，只能采用 加工硬化的方法。
晶粒长大方式
正常长大 按加工的温度
反常长大
分类
冷加工 热加工
再结晶图： 将晶粒大小、退火温度与变形量的关系绘制成 立体图形，称为再结晶图。
第八章 扩 散
扩散机制
空位机制
固态扩散的条件 间隙机制
固态扩散需满足下列四个条件。
• 具有驱动力：化学位梯度； 此外, 温度梯度,应力梯度,表面自由能差，以及电场和磁 场的作用也可引起扩散
第九章 钢的热处理原理
珠光体转变(pearlite transformation）
共析成分的过冷奥氏体从Al以下至C曲线的“鼻尖”以上， 即Al～550℃温度范围内会发生珠光体转变，为全扩散型转
变，即铁原子和碳原子均进行扩散运动。
按形态
片状珠光体 粒状珠光体
不同
形成条件 组织
性能
第九章 钢的热处理原理