机械工程材料及成型工艺期末复习资料

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1. 强度：外力作用下，材料抵抗变形和断裂的能力。

2.屈服强度：材料在外力作用下开始发生塑性变形的最低应力值，用 表示，单位为MPa 。

3. 断裂前材料发生塑性变形的能力叫塑性，拉伸时用延伸率或伸长率(δ)和断面收缩率( )表示。

4.硬度是衡量材料软硬程度的指标，常用的硬度有布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等。布氏硬度材料选择：压头为淬火钢球时用HBS ，适用于布氏硬度值在450以下的材料；压头为硬质合金球时用HBW ，适用于布氏硬度在650以下的材料。不适用于成品零件和薄壁件的硬度检验。

5. 韧性是材料在冲击载荷作用下抵抗变形和断裂的能力

6.用假想的直线将结点连接起来所形成的三维空间格架称为晶格

7.晶格中能够完全反映晶格特征的最小几何单元为晶胞。

8.最常见的立方晶格有：体心立方晶格（α-Fe ）、面心立方晶格（γ-Fe ）、密排六方晶格（C （石墨））。

9.

合金中有两类基本相 —— 固溶体 和 金属化合物。按溶质原子在溶剂晶格中所占的位置的不同，可将固溶体分为置换固溶体和间隙固溶体。

10.固溶强化：由于溶质原子的溶入，引起溶剂晶格发生扭曲和畸变，使合金的强度、硬度上升，塑性韧性下降的现象；产生固溶强化的原因：溶质原子使溶剂晶格发生畸变及对位错的钉扎作用，阻碍了位错的运动。与纯金属相比，固溶体的强度、硬度高，塑性、韧性低，但与金属化合物相比其硬度要低很得多，而塑性韧性要高的多

11.机械化合物不是相，是一个混合物。

12.晶体缺陷类型：（1）点缺陷：空位、间隙原子、异类原子（2）线缺陷：位错（3）面缺陷：晶界与亚晶界（要会判断）

13. 理想结晶温度和实际结晶温度之差叫过冷度。过冷是金属结晶的必要条件。

14.金属晶核形成的方式：自发形核和非自发形核

15.细化晶粒的方法：（1）增加过冷度ΔT ；2）变质处理；3）振动与搅拌。

16.有些物质的晶格结构随温度变化而改变的现象，称为同素异构转变

δ-Fe γ-Fe α-Fe 面心立方晶格 体心立方晶格

17. 细晶强化：金属内部晶粒越细小，则晶界越多且晶格畸变越大。从而使金属强度、硬度提高并使变形均匀分布，在许多晶粒上，塑性、韧性也好。

18.单晶体的塑性变形方式：滑移和孪生 s σϕ

19.滑移的概念：在切应力作用下，晶体的一部分相对于另一部分沿一定晶面（滑移面）的一定方向（滑移方向）发生滑动。

滑移的特点：1）滑移只能在切应力的作用下发生。产生滑移的最小切应力称为临界切应力2）滑移的实现——借助于位错运动。3）滑移总是沿着原子排列最紧密的原子面进行4）滑移的结果产生滑移带5）滑移伴随着转动6）晶格位向不变7）滑移的间距是原子间距的整数倍

面心立方晶格：一般不发生孪生变形；体心立方晶格：一般以滑移的方式进行，只有在低温或受到冲击时才发生孪生变形；密排六方晶格：以孪生变形为主。

20. 加工硬化：金属在冷变形时，强度、硬度↑，塑性、韧性↓。产生原因：塑性变形→位错密度增加，相互缠结(亚晶界)，运动阻力加大→变形抗力↑

21.变形金属在加热时组织和性能转变过程：（1）回复（ 2）再结晶（ 3）晶粒长大

22.金属的冷、热加工是根据再结晶温度来划分的。

23.二元合金相图：（按相分区）

按组织分区的二元合金相图：

杠杆定律：（会计算）

例：求30%Ni合金在1280 ︒时α相的相对量

根据杠杆定律推论， Qα /Q H = a1b1 /a1c1 =12/48=1/4 答：所求合金在1280 ︒时α相的相对质量为1/4

24.铁碳合金相图：以相分区

25.A转变的四个阶段:（1）A的形核，（2）A的长大，（3）残余Fe3C的溶解，（4）A成分均匀化过程

26.A的晶粒度：A刚形成时的晶粒度为起始晶粒度，所要测定的钢的晶粒度为本质晶粒度，决定钢的性能的晶粒度为钢的实际晶粒度

27.过冷A的等温转变：

28.当冷却速度极大时，A被过冷到Ms以下，此时仅产生γ-Fe向α-Fe的晶格转变，而碳原子由于无法扩散而留在α-Fe中，形成碳在α-Fe中的过饱和溶液，这种组织为M；马氏体（M）转变特点：1) 无扩散：Fe 和 C 原子都不进行扩散，M是体心正

方的C过饱和的F，固溶强化显著。2) 瞬时性：M 的形成速度很快，温度↓则转变

量↑3) 不彻底：M 转变总要残留少量 A，A中的C%↑则 M S、M f ↓，残余A含量↑4) M形成时体积↑，造成很大内应力。

29.退火：加热、保温后，缓冷(炉冷)→近平衡组织 P（ + F 或 Fe3C II）

30.正火：加热温度 Ac3 ( Accm )+ 30～50℃，空冷→ S （ + F 或 Fe3C II）

31.淬火：加热到Ac3、Ac1以上，保温，快速冷却→ M 。淬火温度选择：1) 亚共析钢 Ac3 + 30～50℃，淬火温度过高则组织易粗大，使组织强度硬度↓，温度过低,A

化就会不完全，淬火后会有F，导致淬火硬度不够，强度降低。

2) 过共析钢 Ac1 + 30～50 ℃，→ M + Fe3C II + A' ，硬度大。淬火温度高会获得较粗的M和较多的A’，这不仅降低了钢的硬度、耐磨性和韧性，而且温度过高会增大淬火变形和开裂的倾向。如果淬火温度低了，碳化物溶入A过少，大部分碳化物保留

下来，淬火后容易变形开裂，A化后A含碳量过低，导致淬不上火，导致淬火后M硬度不够，强度降低。

32.回火：淬火后，加热到Ac1以下，保温，冷却。

33.钢的淬透性：淬火时得到M的能力，取决于临界冷却速度V K。淬硬性：淬火后获得的最高硬度，C%↑→淬硬性↑

34.牌号——如 T12A 钢，含C量为 12 / 1000 = 1.2 % ，A表示高级优质，w(S) ≤ 0.020 % ，w(P) ≤ 0.030 % 。结构钢——如 60Si2Mn ，w(C)=0.6% ，

w(Si)=2% ，w(Mn)＜1.5%。工具钢、特殊性能钢——如 9SiCr ，

w(C)=0.9% ，w(Si)、w(Cr) 均＜1.5%。而 CrWMn 中，w(C)＞1.0% 。专用钢——如，滚动轴承钢 GCr15， w(C)=1.0% ， w(Cr)=1.5%。高级优质钢——如，20Cr2Ni4A（要知道牌号含义）

35.常用不锈钢F 型——如 1Cr17，化工设备、食品工业。M 型——如 1Cr13 用于汽轮机叶片；3Cr13 做手术器具及刀具。A 型——如 1Cr18Ni9Ti 用于化工、食品、医疗行业。

36.流动性是指熔融金属的流动能力。合金流动性的好坏，通常以“螺旋形流动性试样”的长度来衡量，将金属液体浇入螺旋形试样铸型中，在相同的浇注条件下，合金的流

动性愈好，所浇出的试样愈长。

37.充型能力:液态合金充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力。

38.铸件的凝固方式:逐层凝固方式,糊状凝固方式,中间凝固方式

39.液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔和缩松的基本原因。固态收缩是铸造应力、变形和裂纹等缺陷产生的基本原因。

40.气孔在铸件中的三种形态：侵入性气孔，析出性气孔，反应性气孔

41.铸造应力有：热应力，固态相变应力，机械应力，残留应力。

42.分型面的选择：a）分型面应尽量采用平面分型，避免曲面分型，并应尽量选在最大截面上，以简化模具制造和造型工艺。

b）尽量将铸件全部或大部放在同一砂箱以防止错型、飞边、毛刺等缺陷，保证铸件尺寸的精确。