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金属材料学知识点总结

知识点梳理和总结,,王永强,,《金属材料学》,安徽工业大学材料科学与工程学院（MSE）,,不锈钢和耐热钢,4,,,钢的合金化原理,1,,工程结构和机械制造结构钢,2,,工模具钢,3,,5,,有色金属合金及新型金属材料,6,铸铁,,,,,,三、课程的主要内容,,第1章-金属材料学的核心,,第2-3，7章,,第4章,,第5-6章,,第8章,,第9-15章,一、金属材料学科定位与分类,,,,材料,能源,信息,材料Materials 是人类用于制造生活和生产工具赖以生存和发展的重要物质基础；是当今社会物质文明进步的根本性支柱之一；是国民经济、国防及其他高新技术产业发展不可或缺的物质基础。

,1.材料科学与工程、金属材料学,材料科学与工程(MSE—MaterialsScienceandEngineering)：关于材料成分、制备与加工、组织结构与性能以及材料使用性能诸要素和它们之间相互关系的有关知识的开发与应用的科学。

材料科学与工程专业（一级学科）：,材料物理与化学材料学材料加工工程,金属材料无机非金属高分子材料,二级学科,1.材料科学与工程、金属材料学,金属材料学：从科学意义上与材料科学与工程的定义是一致的，只不过研究对象限于金属材料。

金属材料学科属于应用科学基础范畴，它以凝聚态物理和物理化学、晶体学为基础理论，结合冶金、机械、化工等学科知识，去探讨金属材料的成分(compositons)、工艺(processes)、组织结构(microstructure)、性能及使用性能(properties、perance)之间的

内在规律，并联系具体器件或构件的使用功能，力求能用经济合理的办法制备出来。

,确立两个关系：性能与成分、组织结构间的关系；组织结构与成分和加工工艺间的关系,材料科学与工程的主要任务,,加工

工艺材料成为工业产品的桥梁,化学成分最本质因素,性能材料应用的基础,组织结构最直接因素,改变材料的化学成分改进材料的合成与工艺。

,提高材料性能的途径,1.材料科学与工程、金属材料学,2.金属材料分类,金属材料,结构材料,功能材料,传统材料,新型材料,,,,,2.金属材料分类,金属材料,黑色金属,有色金属,,,Compositions,SynthesisProcessing,Microstructure,PropertiesPer ance,金属材料成分、组织、制备、性能,金属材料的性能,力学性能,物理性能,,化学性能,工艺性能,,使用性能,一、金属材料性能,使用性能：指金属材料制成零件后为保证其正常工作及一定使用寿命应具备的性能。

包括力学性能、物理性能和化学性能。

工艺性能：指金属在加工成零件或构件过程中应具备的适应加工的性能。

包括冶炼性能、铸造性能、锻压性能、切削加工性能、焊接性能及热处理工艺性能等。

,一、金属材料性能,使用性能是保证能不能使用；工艺性能是保证能不能生产和制造的问题。

两者有时是一致的，有时互相矛盾。

,力学性能指金属在力的作用下所显示出的与弹性和非弹性反应相关或涉及应力-应变关系的性能，如强度、塑性、弹性、硬度、韧性、疲劳等,力学性能是选择和使用结构金属材料的重要依据。

,金属材料的力学性能,二、金属材料的制备,制备（加工）工艺冶炼与凝固成型与热处理,冶金与凝固理论,塑性成型与固态相变理论,整体热处理,二、金属材料的制备,淬火是将钢加热到临界点以上，保温后以大于Vk速度冷却，使奥氏体转变为马氏体的热处理工艺.,淬火是应用最广的热处理工艺之一。

淬火目的是为获得马氏体组织，提高钢的性能。

,钢的淬火与回火,淬透性与淬硬性,M量和硬度随深度的变化,淬透性是指钢在淬火时获得淬硬层深度的能力。

其大小是用规定条件下淬硬层深度来表示。

,淬硬层深度是指由工件表面到半马氏体区(50%M+50%P)的深度。

淬硬性是指钢淬火后所能达到的最高硬度，即硬化能力.,●淬火加高温回火的热处理称作调质处理，简称调质.,钢的淬火与回火,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。

,钢的淬火与回火,三、金属材料的组织结构,Fe-Cr-Ni合金,宏观组织,微观组织,铁素体相,奥氏体相,,双相组织,合金组织相,核

电站主管道,,,三、金属材料的组织结构,合金,,相,金属化合物,固溶体,,组元1（纯金属）组元N（纯金属）,材料结构,原子结构,原子的空间排列,显微组织,,,,,三、金属材料组织与结构,晶态,非晶态,三、金属材料的组织结构,相、组织、固溶体、金属化合物、珠光体、马氏体、奥氏体、铁素体,1)碳素钢：含C量大于0.0218wt.%而小于2.11wt.%、除Fe、C和限量的Si、Mn、P、S等杂质外，不含其他合金元素的钢。

低碳钢C≤0.25%；中碳钢C=0.25%-0.60%；高碳钢C0.60%。

,2)合金钢：在碳素钢基础上为改善钢的某些性能而有目的地添加的适量的一种或多种合金元素而构成的钢种。

低合金钢（Me总5%）。

,1、按成分分类,钢铁材料,2、按用途分类结构钢包括工程结构钢（碳素结构钢和低合金高强度钢）和机械制造结构钢（优质碳素结构钢和合金结构钢）。

,钢铁材料,工模具钢可分为碳素工具钢和合金工具钢。

或者刃具钢、冷变形模具钢、热变形模具钢和量具钢等。

特殊性能钢主要为不锈耐蚀钢和耐热钢，均为合金钢。

,3、按冶金质量分类普通钢：S≤0.055%，P≤0.045%。

优质钢：S≤0.035%，P≤0.035%。

高级优质钢：S≤0.030%，P≤0.030%。

特级优质钢：S≤0.020%，P≤0.025%。

注：碳素钢有普通级，而合金钢没有普通级。

,钢铁材料,