《工程材料》复习资料

⑶ 结晶晶粒度控制方法：①增加过冷度；②变质处理；③机械振 动、搅拌
2、纯金属中的固态转变
同素异构转变：物质在固态下晶体结构随温度而
发生变化的现象。
铁的同素异构转变：-Fe
1394℃
⇄ -Fe
⇄
912℃
-Fe
㈡ 合金的组织
1、相图 匀晶L 共晶L+ 共析 +
二元合金相图的一些几何规律 ⑴ 在两个单相区之间必定存在着一个由两相所组成的两相区隔开。
8、提高回火稳定性（淬火钢在回火过程中抵抗硬度下降的能力）。 9、产生二次硬化(含高W、Mo、Cr、V钢淬火后回火时，由于析出
细小弥散的特殊碳化物及回火冷却时A’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。)。
铁素体：碳在-Fe中的固溶体。 奥氏体：碳在-Fe中的固溶体。 马氏体：碳在-Fe中的过饱和固溶体。 固溶强化：随溶质含量增加，固溶体的强度、硬度提高，塑性、
韧性下降的现象。
2 金属化合物：与组成元素晶体结构均不相同的固相。 (1)正常价化合物 如Mg2Si (2)电子化合物 如Cu3Sn (3)间隙化合物：由过度族元素与C、N、H、B等小原子半
径的非金属元素组成。 间隙化合物分为结构简单的间隙相和复杂结构的间隙化合物。 强碳化物形成元素：Ti、Nb、V 如TiC、VC 中碳化物形成元素：W、Mo、Cr 如Cr23C6 弱碳化物形成元素：Mn、Fe 如Fe3C
3. 性能比较： 强度：固溶体纯金属 硬度：化合物固溶体纯金属 塑性：化合物固溶体纯金属
⑵ 三种常见纯金属的晶体结构
晶格常数 原子半径 原子个数 配位数
体心立方 a
3a 4
2 8
面心立方 a
2a 4
4 12
致密度
0.68
0.74
常见金属 -Fe、Cr、W -Fe、Ni、Al
密排六方
a、c
1a 2
6 12
0.74 Mg、Zn
⑶ 立方晶系的晶面指数和晶向指数 ①晶面指数：晶面三坐标截距值倒数取整加（ ） ②晶向指数：晶向上任一点坐标值取整加 [ ] 立方晶系常见的晶面和晶向 ⑷ 晶面族与晶向族
4. 金属化合物形态对性能的影响 ① 基体、晶界网状：强韧性低 ② 晶内片状：强硬度提高，塑韧性降低 ③ 颗粒状起弥散强化的作用（第二相颗粒越细，数量越多，分
布越均匀,合金的强度、硬度越高，塑韧性略有下降的现象。 5. 固溶体与化合物的区别：
①结构；②性能；③表达方式
（三）合金元素在钢中的作用
1、强化铁素体。 2、形成化合物—第二相强化。 3、扩大（C,Mn,Ni,Co）或缩小（Cr,Si,W,Mo）A相区。 4、使S、E点左移。 5、影响A化。 6、溶于A(除Co外), 使C曲线右移, Vk减小, 淬透性提高。 7、除Co、Al外，使Ms、Mf点下降。
点缺陷： ①空位：晶格的结点未被原子占有。 ②间隙原子：原子不占有晶格结点位置，处于晶格间 隙之间的原子。 ③异类原子：实际金属中，往往有其它金属或非金属 原子存在，称为异类原子。
线缺陷——位错 面缺陷——晶界和亚晶界 亚晶粒：组成晶粒的尺寸很小、位向差也很小的小晶块。 亚晶界：亚晶粒之间的交界面。 晶界的特点：
3、铁碳合金相图
A T°
匀晶相图
L+A
E来自百度文库
A
G 共析相图
• 细晶强化：通过细化晶粒来提高强度、硬度和塑性、 韧性的方法。
（二） 合金的晶体结构 合金：通过熔炼、烧结或其它方法，将一种金属元素或其它元 素结合在一起形成的具有金属特性的新物质称为合金。如碳 钢、合金钢、铸铁、有色合金。 相：金属或合金中凡成分相同、结构相同，并与其他部分有界 面分开的均匀组成部分。
原子排列不规则；阻碍位错运动；熔点低；耐蚀性 低；产生内吸附；是相变的优先形核部位。
• 金属的晶粒越细，晶界总面积越大，位错障碍越多； 需要协调的具有不同位向的晶粒越多，使得金属塑性 变形的抗力越高。
• 晶粒越细，单位体积内同时参与变形的晶粒数目越多, 变形越均匀，在断裂前将发生较大塑性变形。强度和 塑性同时增加，在断裂前消耗的功大，因而韧性也好.
指数不同但原子排列完全相同的晶面或晶向。 在立方晶系中，指数相同的晶面与晶向相互垂直。
2、实际金属
⑴ 多晶体结构：由多晶粒组成的晶体结构。 晶粒：外形不规则的小晶体。 晶界：晶粒与晶粒之间的交界面。 ⑵ 晶体缺陷—实际晶体中排列不规则的区域统称 为晶体缺陷。晶体缺陷按空间尺寸大小不同分为 点缺陷、线缺陷、面缺陷三类缺陷。
1、固溶体：与组成元素之一的晶体结构相同的固相。 ⑴ 置换固溶体：溶质原子占据溶剂晶格结点位置形成的固溶 体。多为金属元素之间形成的固溶体。马氏体的硬度主要取 决于其含碳量，并随含碳量增加而提高。
⑵ 间隙固溶体：溶质原子处于溶剂晶格间隙所形成的固溶体。 为过渡族金属元素与小原子半径非金属元素组成。
一、晶体结构
㈠ 纯金属的晶体结构 1、理想金属 ⑴ 晶体：原子呈规则排列的固体。原子、离子等质点在三维空间
周期性重复排列。 晶格：若将这些点用一些假象的连线连接起来，便形成了一个 三维的几何框架，该几何框架表示晶体中原子排列的几何形式 称为晶格。 晶胞：在晶格中，能反映晶格特征的最小组成单元称为晶胞。
二、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。
液态纯金属的实际结晶温度T1总是低于理论结晶温度T0时， 结晶才能有效地开始进行，这种现象称为过冷现象，过冷是 结晶的必要条件 过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度的差。 ⑵ 结晶的基本过程——晶核形成与晶核长大 形核——自发形核与非自发形核 长大——均匀长大与树枝状长大
两个两相区必定以单相区或三相水平线隔开。 ⑵ 在二元合金相图中，若是三相平衡，则必定是一条水平线，这
条水平线上有三个表示平衡相浓度的点，其中两点应在水平线 的两端。这条水平线必定和三个两相区相邻。
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 ⑷ 奥氏体化 ⑸ 过冷奥氏体转变