金属工艺学邓文英上册知识点总结

金属工艺学

绪论

金属工艺学是一门传授有关制造金属零件工艺方法的综合性技术基础课，主要讲述各种工艺方法本身的规律性及其在机械制造中的应用和相互联系，金属零件的加工工艺过程和机构工艺性。

第一篇金属材料的基本知识

第一章金属材料的主要性能

第一节金属材料的力学性能

金属材料的力学性能是金属材料在力的作用下所表现出来的性能。

一、强度与塑性

1.强度

金属材料的抗变形能力（永久变形）和抗断裂能力称之为强度。抵抗能力越大，则强度越高。

2.塑性

塑性是指金属材料受力后在断裂之前产生不可逆永久变形的能力。

断面收缩率是指试样拉断后，缩颈处面积变化量与原始横截面积比值的百分率。

ψ=s−s0

S0

×100%

二、硬度

硬度是指金属材料抵抗局部変形的能力。

（1）布氏硬度 HB

（2）洛氏硬度 HR

（3）维氏硬度

三、韧性

冲击韧性是指金属材料在断裂前吸收变形能量的能力。韧性主要反映了金属抵抗冲击力而不断裂的能力。韧性好的金属抗冲击的能力强。

αK=A K S

四、疲劳强度

金属材料在无数次交变载荷的作用下而不发生断裂的最大应力称为疲劳强度，用σ−1表示。

提高疲劳强度的措施：通过改善零件的结构形状，避免应力集中，改善表面粗糙度，进行表面热处理和表面强化处理等可以提高材料的疲劳强度。

第二章铁碳合金

第一节纯铁的晶体结构及其同素异形体转变

一、纯铁晶体结构及同素异晶转变晶体：原子在空间呈规律性排列。

结晶：金属的结晶就是金属液态转变为晶体的结构。

过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度之差，称为过冷度。

晶核：液态中先出现一些极小晶体，称为晶核。

晶粒：每个晶核长成的晶体称为晶粒。

晶界：晶粒之间的接触面称为晶界。

二、纯铁的晶体结构

晶胞：将每个原子看成是一个点，再把相邻原子中心用假想的直线连接起来。使之形成晶格，从晶格中取出一个最基本的几何单元，这个单元称为晶胞。

纯铁的晶体结构有体心立方和面心立方。

1.体心立方晶格

体心立方晶格的晶胞是一个长、宽、高相等的立方体，在立方体的八个顶角上各有一个原子，在立方体的中心还有一个原子。

2.面心立方晶格

面心立方晶格的晶胞也是个立方体，除在立方体的八个顶角各有一个原子外，在立方体六个面的中心处还有一个原子。

三、纯铁的同素异晶转变

同素异晶转变：随着温度的转变，固态金属的晶格也随之改变的现象的同素异晶转变。

四、细化金属晶粒的主要途径是：

（1）提高冷却速度，以增加晶核的数目。

（2）在金属浇筑之前，向金属液内加入变质剂（孕育剂）进行变质处理，以增加外来晶核。

（3）采用热处理或塑性加工方法，使固态金属晶粒细化。

第二节铁碳合金的基本组织

合金：两种或两种以上的金属元素，或金属与非金属元素熔合在一起，构成具有金属特性的物质称为合金。

组元：组成合金的元素称为组元，简称元。

相：在合金组织中，凡化学成分、晶体结构和物理性能相同的均匀组成部分称为相。

组织：按照显微镜下各相的形态特征，又可分为不同的组织。

置换固溶体：当溶质原子代替了一部分溶剂原子、占据溶剂晶格的某些结点位置时，所形成的固溶体称为置换固溶体。

间隙固溶体：当溶质原子咋溶剂晶格中不是占据结点位置，而是嵌入各结点之间的空隙时。所形成的固溶液称为间隙固溶体、

固液强化：形成固溶液时，溶剂晶格产生不同程度的畸变，这种畸变使塑性变形阻力增加，表现为固溶体的强度，硬度有所增加，这种现象称为固液强化。

1.铁素体

碳溶解于α−Fe中形成的固溶体称为铁素体，呈体心立方晶格，通常以符号F表示。

2.奥氏体

碳溶入γ−Fe中形成的固溶体称为奥氏体，呈面心立方晶格，以符号A表示。

二、化合物

单相组织：金属化合物是各组元按一定整数比结合而成、并具有金属性质的均匀物质，属于单相组织。

三、机械混合物

机械混合物是由结晶过程所形成的两相混合物组织。它可以是纯金属、固溶体或化合物各自的混合，也可以是他们之间的混合。

铁碳合金中的机械混合物有珠光体和莱氏体。

1.珠光体

铁素体和渗碳体组成的机械混合物，用符号P或F+Fe3C表示。

2.莱氏体

分为高温莱氏体和低温莱氏体。奥氏体和渗碳体组成的机械混合物称为高温莱氏体，用符号Ld或A+Fe3C表示。

珠光体和渗碳体的机械混合物称为低温莱氏体。用符号Ld'或P+Fe3C表示。

第三章钢的热处理

钢的热处理是将钢在固态下，保温和冷却，以获得预期组织和性能工艺。（1）普通热处理：包括退火、正火、淬火和回火。

（2）表面热处理：包括表面淬火和化学热处理。

第二节钢的退火和正火

一、退火

退火是将钢加热、保温，然后随炉或埋入灰中使其缓慢冷却的热处理工艺。

退火的目的：

①降低硬度，便于机械加工。

②细化晶粒，提高塑性韧性。

③消除内应力。

（1）完全退火：将亚共析钢加热到AC3以上30-50℃

（2）球化退火：主要用于过共析钢件，球化退火时将钢加热到1Ac以上20-30℃（3）去应力退火：主要用于部分铸件、锻件及焊接件，有时也可用于精密零件的切削加工，使其通过原子扩散及塑性变形消除内应力，防止钢件产生变形。

二、正火

正火是通过将钢加热到AC3以上30-50℃（过共析钢）保温后在空气中冷却的热处理工艺。

目的：