(完整版)金属材料学复习文九巴
金属材料学复习文九巴
金属材料学复习文九巴1.钢中的杂质元素：O H S P2.合金元素小于或等于5%为低合金钢，在5%-10%之间为中合金钢，大于10%为高合金钢3.奥氏体形成元素：Mn Ni Co（开启γ相区）C N Cu（扩展γ相区）4.铁素体形成元素：Cr V Ti Mo W5.间隙原子：C N B O H R溶质/R溶剂<0.596.碳化物类型：简单间隙碳化物MC M2C 复杂间隙碳化物M6C M23C M2C37.合金钢中常见的金属间化合物有σ相、AB2相和B2A相8.二次硬化：淬火钢在回火时在一定温度下，由于特殊碳化物的析出的初期阶段，形成[M-C]偏聚团，硬度不降低，反而升高的现象。
9.二次淬火：淬火钢在回火时，冷却过程残余奥氏体转变为马氏体的现象。
10.合金元素对铁碳相图的影响1.改变奥氏体相区位置2.改变共析转变温度3.改变S和E等零界点的含碳量11.合金元素对退火钢加热转变的影响1.对奥氏体形成速度的影响中强碳化物形成元素与碳形成难溶于奥氏体的合金碳化物，减慢奥氏体的形成速度2.对奥氏体晶粒大小的影响大多数合金元素都有阻止奥氏体晶粒长大的作用，影响程度不同。
V Ti强碳化物和适量的AL强烈阻碍晶粒长大，他们的碳化物或氮化物熔点高，高温下稳定，不易聚集长大，能强烈阻碍奥氏体晶粒长大。
Wu Mo Cr中强碳化物也有阻碍作用，但是影响程度中等。
Si Ni 非碳化物形成元素影响不大。
Mn P等元素含量在一定限度下促进奥氏体晶粒长大12.合金元素对淬火钢回火转变的影响1.提高耐回火性合金元素在回火过程中推迟马氏体分解和残留奥氏体的转变；提高铁素体在结晶温度，使碳化物难以聚集长大，从而提高钢的耐回火性。
2.淬火钢在回火时产生二次硬化和二次淬火，提高钢的性能。
3.对回火脆性的影响产生第一类回火脆性和第二类回火脆性，降低晶界强度，从而使钢的脆性增加13.钢的强化机制：固溶强化、细晶强化、形变强化和第二相强化14.合金元素对钢在淬火回火状态下力学性能的影响1.合金元素一般均能减缓钢的回火转变过程，特别是阻碍碳化物的聚集长大，相对的提高钢中组成相的弥散度2.合金元素溶解于铁素体，是铁素体强化，并提高了铁素体的再结晶温度。
九年级化学金属专题复习(2)(2021年整理)
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金属和金属材料专题复习一、考点梳理万丈高楼平地起,夯实基础，拿全基础分!考点1 金属材料1．金属材料:包括__________和__________ ；2．合金:在金属中加热熔合某些金属(或非金属)形成的具有____________的物质.硬度一般比各成分金属______，熔点一般比各成分金属______，所以比纯金属具有更广泛的用途。
考点2 金属活动性顺序应用:(1）在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前,它的活动性越______。
（2）在金属活动性顺序里，位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的______，且金属位置越靠前，与酸反应就越剧烈。
（3）在金属活动性顺序里，位于前面的金属能把位于后面的金属从它们______________里置换出来（K、Ca、Na除外）。
考点3 金属的性质1．金属的物理性质有光泽，常温下为固态（汞除外）;不同金属的密度、熔点、硬度不同。
有良好的______性、______性和延展性。
2．金属的化学性质(1)与氧气反应钾、钙、钠、镁、铝、锌在________下与空气中的氧气反应（铝、锌形成致密的氧化膜），铁、铜在下能与氧气反应,金不能与氧气反应。
有关化学方程式____Al＋____O2===______ ____Fe＋___O2错误!______ ____Cu＋O2错误!______[注意] 在纯氧中，铁能剧烈燃烧，生成黑色的四氧化三铁；而在潮湿的空气中，铁则易发生缓慢氧化生成红色的三氧化二铁,是铁锈的主要成分。
金属材料学复习范文
金属材料学复习范文一、金属材料的组织金属材料的组织是指金属材料内部的晶粒结构和相组成。
金属材料的晶粒是由一个个金属原子有序排列而成的。
根据晶粒的大小，可将金属材料分为多晶材料和单晶材料。
多晶材料的晶粒多为多个晶粒拼接而成，晶粒之间有晶界，影响材料的力学性能。
单晶材料的晶粒完全连续，没有晶界，具有优异的力学性能。
金属材料的组织还包括相结构的组成。
金属材料中存在多种相，如铁碳合金中存在铁素体、珠光体和渗碳体。
不同的相结构对材料的力学性能有着重要的影响。
二、金属材料的性能金属材料的性能主要包括力学性能、物理性能和化学性能。
力学性能是指材料在外力作用下的变形和破坏行为。
常见的力学性能指标包括强度、韧性、硬度和塑性等。
物理性能是指材料的热学、磁学、导电导热等性能。
化学性能是指材料与环境介质发生的化学反应和腐蚀行为。
金属材料的力学性能与组织密切相关。
晶粒尺寸小、均匀的材料具有较高的强度和硬度，但韧性较差；晶粒尺寸大、具有较多的晶界的材料韧性较好。
通过合理的热处理和加工工艺可以改善金属材料的力学性能。
物理性能方面，金属材料具有优异的导电性和导热性，可广泛应用于电子器件和热传导设备中。
金属材料还具有磁性和弹性等特性，能够满足不同领域的需求。
化学性能方面，金属材料在酸、碱等介质中具有较强的腐蚀性，因此需要采取相应的防腐措施，如涂层、表面处理等。
三、金属材料的加工金属材料的加工是指将金属材料通过一系列的工艺操作改变其形状、尺寸、性能和应用特性的过程。
常见的金属加工工艺包括锻造、压力加工、焊接、热处理和表面处理等。
锻造是将金属材料加热至一定温度，然后通过外力使其变形，以改善材料的组织和性能。
锻造可以分为冷锻和热锻两种方式。
压力加工是通过机械力或液压力将金属材料加工成所需形状的工艺。
常见的压力加工工艺有冲压、拉伸、挤压等。
焊接是将两个或多个金属材料通过热源、电弧等加热并施加压力连接在一起的工艺。
焊接可以分为气焊、电焊、激光焊等多种方式。
金属材料学复习答案(完整)
第一章答案1、为什么说钢中的S、P杂质元素总是有害的？答：S容易和Fe结合成熔点为989℃的FeS相，会使钢产生热脆性；P和Fe结合形成硬脆的Fe3P相使钢在冷加工过程中产生冷脆性。
2、合金元素对Fe-C相图的S、E点有什么影响？这种影响意味着什么？答：凡是扩大γ相区的元素均使S、E点向左下方移动，如Mn、Ni;凡是封闭γ相区的元素均使S、E点向左上方移动，如Cr、Si、Mo。
E点左移意味着出现莱氏体的碳含量减小；S点左移意味着共析碳含量减小。
3、那些合金元素能够显著提高钢的淬透性？提高钢的淬透性有什么作用？答：B、Mn、Mo、Cr、Si、Ni等元素能够显著提高钢的淬透性。
提高钢的淬透性一方面可以使工件得到均匀而良好的力学性能，满足技术要求;另一方面在淬火时，可以选用比较缓和的冷却介质以减小零件的变形和开裂的倾向。
4、为什么说合金化的基本原则是“复合加入”？举二例说明合金复合作用的机理。
答：1.提高性能，如淬透性；2.扬长避短，合金元素能对某些方面起积极作用，但往往还有些副作用，为了克服不足，可以加入另一些合金元素弥补，如Si-Mn，Mn-V;3.改善碳化物的类型和分布，某些合金元素改变钢中碳化物的类型和分布或改变其他元素的存在形式和位置，从而提高钢的性能，如耐热钢中Cr-Mo-V,高速钢中V-Cr-W。
5、合金元素提高钢的韧度主要有哪些途径？答：1.细化A晶粒；2.提高钢的回火稳定性；3.改善机体韧度；4.细化碳化物；5.降低或消除钢的回火脆性；6.在保证强度水平下适当降低碳含量；7.提高冶金质量；8.通过合金化形成一定量的残余A，利用稳定的残余A提高钢的韧度。
6、钢的强化机制有那些？为什么一般的强化工艺都采用淬火-回火？答：固溶强化、细晶强化、位错强化、第二相强化。
因为一般的钢的强化都要求它有一定的强度的同时又要保持一定的任性，淬火后钢中能够形成M,这给了钢足够的强度，但是带来的后果就是韧度不够，而回火能够在强度降低不大的情况下给淬火钢以足够的韧性，这样能够得到综合力学性能比较优良的材料，所以一般钢的强化工艺都采用淬火加回火。
金属材料学(12)复习2006.9.1
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（4）沉淀物的形貌
G.P区、沉淀相可呈盘状、针状、球状等， 主要系因其弹性能、界面能不同,自由能变 化ΔF为：ΔF=-νΔFν+Sγ+νε ν为体积、ΔFν为基体与沉淀物的单位体 积自由能差、S为沉淀物的表面积、γ为沉 淀物的单位面积表面能、ε为单位弹性能 。-νΔFν为形核的动力项，Sγ+νε为形 核阻力项。
应力场弥散 合阻力小
位错直线 强度低
时效初期，应力场高度弥散不足以使 位错弯曲。在位错运动的某一时刻， 部分应力场的峰值处于位错前方，对 位错有向后推力，峰值处于位错后方 的应力场的作用力则反之，两者的作 用有一定程度的抵消，对位错的合阻 力小。
西北工业大学 材料学院 陈铮 本科生学位课 金属材料学
西北工业大学 材料学院 陈铮 本科生学位课 金属材料学
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21世纪初的材料科学技术
随着资源的枯竭，环境的恶化，环境材料将 日益受到重视 纳米材料科学技术将成为21世纪初最为活跃 的领域 21世纪将逐渐实现按需设计材料
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第二章
铝合金
材料学院
陈铮
西北工业大学 材料学院 陈铮
服役行为与寿命
成分与结 构 合成与制备
材料特性
本科生学位课
金属材料学
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材料科学与工程的定义：研究材料成份/结构、制备/ 合成、性能和使用效能及其关系的科学技术。 在 结构与成分，包括原子及所观察尺度范围（纳 原 米、介观、微 观、宏观）内原子的排列组 子 合。 尺 度 使原子（原子团）、分子可得到特定排列组 合的合成与加工，得到的使用性能； 考虑经济和社会效益的服役条件及其有效性度量 四要素是一个整体，内部联系是核心与活力。
金属材料学 复习总结
名词解释合金元素：特别添加到钢中为了保证获得所要求的组织结构从而得到一定的物理、化学或机械性能的化学元素。
（常用Me表示）微合金元素：有些合金元素如V，Nb，Ti, Zr和B等，当其含量只在0.1%左右（如B 0.001%，V 0.2 %）时，会显著地影响钢的组织与性能，将这种化学元素称为微合金元素。
奥氏体形成元素：在γ-Fe中有较大的溶解度,且能稳定γ-Fe的元素C,N,Cu,Mn,Ni,Co,W等铁素体形成元素：在α-Fe中有较大的溶解度，且能γ-Fe不稳定的元素Cr，V，Si，Al，Ti，Mo等原位析出：指在回火过程中，合金渗碳体转变为特殊碳化物。
碳化物形成元素向渗碳体富集，当其浓度超过在合金渗碳体中的溶解度时, 合金渗碳体就在原位转变成特殊碳化物。
如Cr钢碳化物转变异位析出：含强碳化物形成元素的钢，在回火过程中直接从过饱和α相中析出特殊碳化物，同时伴随着渗碳体的溶解，如V，Nb，Ti。
（Ｗ和Mo既有原味析出又有异位析出）网状碳化物：热加工的钢材冷却后，沿奥氏体晶界析出的过剩碳化物（过共析钢）或铁素体（亚共析钢）形成的网状碳化物。
水韧处理：高锰钢铸态组织中沿晶界析出的网状碳化物显著降低钢的强度、韧性和抗磨性。
将高锰钢加热到单相奥氏体温度范围，使碳化物完全溶入奥氏体，然后在水中快冷，使碳化物来不及析出，从而获得获得单相奥氏体组织。
（水韧后不再回火）超高强度钢：用回火M或下B作为其使用组织，经过热处理后抗拉强度大于1400 MPa （或屈服强度大于1250MPa）的中碳钢，均可称为超高强度钢。
晶间腐蚀：沿金属晶界进行的腐蚀（已发生晶间腐蚀的金属在外形上无任何变化，但实际金属已丧失强度）n/8规律：随着Cr含量的提高，钢的的电极电呈跳跃式增高。
即当Cr的含量达到1/8，2/8，3/8，……原子比时，Fe的电极电位就跳跃式显著提高，腐蚀也跳跃式显著下降。
这个定律叫做n/8规律。
黄铜： Cu与Zn组成的铜合金青铜： Cu与Zn、Ni以外的其它元素组成的铜合金白铜： Cu与Ni组成的铜合金灰口铸铁：灰口铸铁中碳全部或大部分以片状石墨形式存在，其断口呈暗灰色。
《金属材料》知识点复习
金属材料复习一、名词解释:①固溶强化：溶质原子溶入溶剂晶格中使晶格产生畸形，使塑性变形抗力增大，结果使金属材料的强度、硬度增高。
这种通过溶入溶质元素形成固溶体，使金属材料的强度、硬度升高的现象，称为固溶体强化。
（P24）②金属化合物：金属化合物是指合金组员间发生相互作用而形成的具有金属特性的一种新相，一般可用化学分子式表示。
（p24）③渗碳：渗碳是将工件在渗碳介质中加热、保温，使碳原子渗入工件表面形成一定厚度渗碳层的化学热处理工艺。
（p59）④同素异性体：金属在固态下，随着温度的改变由一种晶格转变为另一种晶格的现象称为同素异晶转变。
（p29）⑤奥氏体：碳溶解在r-Fe中形成的间隙固溶体称为奥氏体。
常用符号A表示。
（p29）⑥铁素体：碳溶解在a-Fe中形成的间隙固溶体称为铁素体。
用符号F 表示。
（p29）⑦珠光体：珠光体是渗碳体和铁素体片层相间、交替排列形成的混合物，用符号P表示。
（p29）⑧莱氏体：莱氏体是含碳量为4.3%的液态铁合金，是在1148度时从液相中同时结晶出奥氏体和渗碳体的混合物。
用符号Ld表示。
（p32）⑨马氏体：碳在a-Fe中的过饱和固溶体称为马氏体。
用符号M表示。
（p45）⑩调质：通过将淬火与高温回火相结合的热处理称为调质处理。
（p57）二、判断题1、（p17）①金属在外力的作用下产生的变形都不能恢复。
(错误)②一般低碳钢的塑性优于高碳钢，而硬度低于高碳钢。
（正确）③低碳钢、变形铝合金等塑性良好的金属适合于各种塑性加工。
（正确）④硬度实验测量简便，属非破坏性实验，且能反映其他力学性能，因此是生产中最常用的力学性能测量法。
（错误）⑤一般金属材料在低温时比高温时的脆性大。
（正确）⑥机械零件所受的应力小于屈服点时，是不可能发生断裂的。
（错误）2、（p39）金属在固态下都有同素异构转变。
（错误）3、（p136）①采用球化退火可获得球墨铸铁。
②灰铸铁不能淬火。
③可锻铸铁可锻造加工。
④通过热处理可改变铸铁中石墨的形状，从而改变性能。
(完整版)金属材料学知识整理(经典版)
第一章 合金化原理主要内容：概念：⑴合金元素：特别添加到钢中为了保证获得所要求的组织结构、物理、化学和机械性能的化学元素。
⑵杂质：冶炼时由原材料以及冶炼方法、工艺操作而带入的化学元素。
⑶碳钢：含碳量在0.0218-2.11%范围内的铁碳合金。
⑷合金钢：在碳钢基础上加入一定量合金元素的钢。
①低合金钢：一般指合金元素总含量小于或等于5%的钢。
②中合金钢：一般指合金元素总含量在5～10%范围内的钢。
③高合金钢：一般指合金元素总含量超过10%的钢。
④微合金钢：合金元素(如V,Nb,Ti,Zr,B)含量小于或等于0.1%，而能显著影响组织和性能的钢。
1.1 碳钢概论一、碳钢中的常存杂质1.锰（ Mn ）和硅（ Si ）⑴Mn ：W Mn ％<0.8％ ①固溶强化 ②形成高熔点MnS 夹杂物（塑性夹杂物），减少钢的热脆（高温晶界熔化，脆性↑）；⑵Si ：W Si ％<0.5％ ①固溶强化 ②形成SiO2脆性夹杂物；⑶Mn 和Si 是有益杂质，但夹杂物MnS 、SiO2将使钢的疲劳强度和塑、韧性下降。
2.硫（S ）和磷（P ）⑴S ：在固态铁中的溶解度极小， S 和Fe 能形成FeS ，并易于形成低熔点共晶。
发生热脆 (裂)。
⑵P ：可固溶于α-铁，但剧烈地降低钢的韧性，特别是低温韧性，称为冷脆。
磷可以提高钢在大气中的抗腐蚀性能。
⑶S 和P 是有害杂质，但可以改善钢的切削加工性能。
3．氮（N ）、氢（H ）、氧（O ）⑴N ：在α-铁中可溶解，含过饱和N 的钢析出氮化物—机械时效或应变时效（经变形，沉淀强化，强度↑，塑性韧性↓，使其力学性能改变）。
N 可以与钒、钛、铌等形成稳定的氮化物，有细化晶粒和沉淀强化。
⑵H ：在钢中和应力的联合作用将引起金属材料产生氢脆。
⑶O ：在钢中形成硅酸盐（2MnO•SiO2、MnO•SiO2）或复合氧化物（MgO•Al2O3、碳钢中的常存杂质 碳钢的分类 碳钢的用途 1.1 碳钢概论 主要内容 1.2 钢的合金化原理： ①Me 在钢中的存在形式 ②Me 与铁和碳的相互作用 ③Me 对Fe-Fe3C 相图的影响 ④Me 对钢的热处理的影响 ⑤Me 对钢的性能的影响 1.3合金钢的分类MnO•Al2O3）。
《金属材料学》总结
（2）对残余奥氏体分解的影响
合金元素一般都能提高残余A的稳定性，即 加热到更高温度残余A才分解
（3）对回火过程中碳化物形成、聚集和长大的影响
强碳化物形成元素Ti，V，W，Mo在 500～600℃时弥散析出碳化物，有二次 硬化作用。
强碳化物形成元素阻碍碳化物的聚集长大
（4） 合金元素对α相的回复和再结晶的影响
（3）对贝氏体转变影响
（4）对马氏体转变影响
3.合金元素对淬火钢回火转变的影响
（1）对马氏体的分解的影响 1） 合金元素对低温M分解影响不大。 2）中温和高温下回火的M分解影响分为三个方面 ①碳化物形成元素Cr，Mo，W，V，Nb等将强烈推 迟M的分解； ②非碳化物形成元素Ni，Co，Cu等影响较小； ③Si虽为非碳化物形成元素，但能有效推迟M的分解。 原因是Si能抑制ε碳化物长大，延迟ε碳化物向Fe3C转 变。
二、钢中的合金元素的作用
1. 钢中的合金元素的分类
（1） 按与Fe相互作用分类
奥氏体形成元素 C, N, Cu, Mn, Ni, Co
铁素体形成元素 Hf, Zr, Ti, Ta, Nb, V, W, Mo, Cr, Si, Al
（2） 按与C相互作用（亲和力大小）分类
非碳化物形成元素 Ni，Cu，Si，Al，P等
碳化物形成元素
Hf，Zr，Ti，Ta，Nb，V， W，Mo， Cr，Mn， Fe
（3） 按对奥氏体层错能的影响分类
提高奥氏体层错能元素 Ni，Cu，C等
降低奥氏体层错能元素 Mn，Cr，Ru（钌），Ir（铱）等
2、钢中合金元素分布（存在形式）
（1）合金元素在钢中分布或存在形式有4种
形成非金属相（非金属夹杂） 溶入固溶体 形成强化相（化合物相） 游离态存在或自由存在 （2）合金元素在晶界偏聚（或晶界内吸附） 什么叫晶界偏聚？产生的原因？晶界偏聚特点 如何用晶界偏聚理论解释钢的第二类回火脆性？
金属材料学完整版
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6、非合金钢：
不含合金元素的钢。主要包括“碳素钢”， 还包括电工用纯铁（C<0.02%称纯铁）、原料纯 铁等。
7、低合金钢
Mn，Cr，Cu，Mo，Ni，Si，Ti，V，W等元 素含量在非合金钢和合金钢含量之间。
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非合金钢 Mn Mo <1% <0.05%
P：350℃； 3.原始浓度（C0）
C，N：室温附近。
Nb，Mo：500℃。
C0越低，产生显著晶界偏聚的时间也越长。
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4. 多种溶质原子之间的相互作用
(1)畸变能差大的元素优先发生偏聚。（如铈的晶 界偏聚倾向大于磷） (2)影响晶界偏聚速度。（如铈减慢锑的晶界偏聚 速度） (3)影响在晶内的溶解度。（镧与磷和锡在晶界偏 聚，降低了磷和锡在晶内的浓度）
低合金钢 1~1.4% 0.05~0.1%
合金钢 ≥1.4% ≥0.10%
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我国低合金钢从50年代开始研制，生产。
目前标准牌号约100个，以Mn为主，重点牌号
为16Mn，有些加入微量元素Mo，V，Nb，Cu，N，
Re等。如按照国际标准划类，16Mn等这类钢只
能划为“非合金钢”，与我国历史、现状和发
展前途不适应。
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五、合金钢分类 1、按质量等级分类 (1)优质钢： 结构钢：S≤0.045%，P≤0.040%。 工具钢：S≤0.030%，P≤0.035%。 (2)高级优质钢：S≤0.020%，P≤0.030%。 注：非合金钢，低合金钢中还含普通质 量钢。
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2、按金相组织分类 (1)按退火组织 亚共析钢，共析钢，过共析钢，莱氏体钢
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1.畸变能差（Q）
金属材料学复习资料
金属材料学复习资料1 金属元素的碳化物以及金属间化合物类型碳化物：强Ti，V Zr,Nb 中强W，Mo,Cr 弱Mn，Fe氮化物：强Ti,V,Zr,Nb 中强W,Mo,Cr 弱Cr，Mn，Fe金属间化合物类型：σ相（脆性相），AB2相（强化相），AB3相（有序相）。
2. 合金元素对铁碳相图的影响。
对回火转变的影响。
（1）合金元素通过改变临界温度点的温度来影响铁碳相图a．奥氏体形成元素锰镍碳氮铜使A3温度下降，除Co外它使A3温度升高b．铁素体形成元素W。
Mo，Si，Al，Ti，Nb，V等使A3温度升高，Mn可以使A1温度下降，使晶粒细化，强度增加。
（2）Me提高抗软化能力，在回火时参与奥氏体转变产物：①回火温度在贝氏体转变区域时，会转变成贝氏体，②在珠光体转变区域时，会等温转变成珠光体，在残余奥氏体稳定区进行保温过冷时γ不转变，在随后的冷却过程中发生马氏体转变合金钢在Ms点以下回火时，残余奥氏体转变成马氏体，马氏体变成回火马氏体回火马氏体的过饱和度不下降，发生碳原子偏聚，与马氏体不同，比马氏体稳定。
3.影响工程结构钢焊接性的因素有哪些？如何判断工程结构钢的焊接性？钢的焊接性的好坏取决于钢的淬透性和淬硬性，合金元素决定淬透性，碳决定淬硬性。
影响因素：①增加淬透性，焊后冷却时发生M 相变，提高内应力②钢中含碳量增加M的比容和硬度，引起内应力的增加③降低Ms点，从而减低M转变温度，钢塑性差④钢种含氢量上升使钢塑性下降，引起氢脆以焊缝热影响区的硬度来判断钢的焊接性，其硬度达到350HV时易于产生裂纹，故一般控制其硬度不超过250HV，碳当量在0.47以上时，影响区的硬度可超过350HV，这是一个界限4.工程结构钢的强化方式有哪些？给出钢种能判断强化机制，及合金元素的作用（1）固溶强化：主要利用Mn，Si，Cu，P等元素溶入铁素体来提高强度。
P的强化作用大，由于低碳钢的塑性储备大，加入一定量的P不至过多的减低塑韧性细晶强化：用铝脱氧生成的细小弥散的AlN质点。
《金属和金属材料》全章复习与巩固(基础)知识讲解.docx
《金属和金属材料》全章复习与巩固【知识网络】【要点梳理】要点一、金属及金属资源的保护1•金属的共性：①金属光泽；②良好导电性、导热性；③良好的延性、展性；④韧性好、能弯曲。
2. 金属的特性：（1） 颜色：大多为银白色，铜呈紫红色、金呈黄色；（2） 状态：常温下大多为固体，汞为液体；（3） 密度差别很大:金为19. 3g/cm\铝为2. 7 g/cm 3；（4） 导电性差异很大:银为100,铅仅为7. 9；（5） 熔点差别大：钩为3410C ，锡仅为232°C ；（6） 硬度差别人：辂为9,铅仅为1.5。
3. 合金：是山两种或两种以上的金属（或金属和非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。
生铁（含碳 量为2%〜4. 3%）和钢（含碳量为0. 03%〜2%）都是铁合金。
4. 铁锈蚀的条件及防锈蚀方法：（1） 铁生锈的条件：铁与水、氧气同时接触。
（2） 防止铁生锈的方法：①保持铁制品表面的洁净和干燥；②在铁制品表面形成保护膜：刷漆、涂油、 镀一层-其它金属、在铁制品表血形成致密的氧化物保护膜；③改变铁制品的内部结构，制成不锈«M 种金 几基 铁铝制锌软金属材料 合金 铁 铃钢 鹅ifi 锈舸制铜<8铝金金球仗不黄青白W 硬黄白I 主要性能 主娶用途 反应丄 金属活动 性顺序三者之间 的关系 化学 性质 与酸溶液反应T 与氣气反应计算冶炼.主要是炼钦钢。
【要点诠释】1.金属材料包括纯金属和它们的合金。
合金的硬度、强度、抗腐蚀性等一般都好于组成它们的纯金属。
2.保护金属资源的冇效途径：①防止金属锈蚀；②废【口金属的I川收利用；③合理有效的开采矿物；④寻找金属的替代品等。
要点二、金属活动性顺序、金属的化学性质1•在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，它的活动性就越强；位于氢前面金属可以置换出盐酸、稀硫酸小的氢；位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里宜换出來（K、Ca. Na除外）。
金属材料学总复习资料
考试(kǎoshì)
1、以基本概念为主 2、复习时在理解的基础上记忆 3、题型： 填空、选择、名词术语及符号(fúhào)解释、问
答等 4、考试时间？
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第二十页，共20页。
金属材料学
总复习(fùxí)
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第一页，共20页。
第一章 材料(cáiliào)的力学 性能
➢屈服点（屈服强度）（σs） ➢强度极限(抗拉强度)（σb） ➢伸长率（δ） ➢断面(duàn miàn)收缩率（ψ） ➢布氏硬度（HB) ➢洛氏硬度(HRC) ➢冲击韧度（ak） ➢疲劳强度(σ-1)
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第三章 二元合金(héjīn)与相 图
➢ 固溶体的分类及性能——间隙(jiàn xì)固溶体、置换固溶体 ➢ 化合物的分类及性能——正常价化合物、电子化合物、间隙
(jiàn xì)相、复杂结构的间隙(jiàn xì)化合物
➢ 杠杆定律 ➢ 匀晶相图、共晶相图、共析相图、包晶相图、形成稳定化合
余内应力
➢变形金属在加热时组织和性能的变化 ➢ 回复、再结晶
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第六章 钢的热处理
➢ 奥氏体形成过程 ➢ A晶核形成 —A晶核长大—残余F+Fe3C溶解—A成分均匀
(jūnyún)化
➢ 奥氏体的晶粒度的长大及其控制 ➢ 晶粒度的概念 ➢ 本质粗晶粒钢、本质细晶粒钢 ➢ 过冷A等温转变产物 ➢ 珠光体类型组织（P、S、T） ➢ 贝氏体类型组织（B上、B下） ➢ 马氏体类型组织（板条状M、针片状M）
：高频(ɡāo pín)、中频、低频感应加热表面
淬火）
➢钢的渗碳（材料 ：0.1-0.25%C）
金属材料学复习
1机械零件用钢的合金化主加元素Cr,Mn,Si,Ni.作用是提高刚的最透性和力学性能，铺家元素有Mo,W,V,B能降低钢的过热敏感性，消除刚的回火脆性，进一步提高最透性2调质钢中加入Mn，能大为提高刚的最透性，但容易使钢有过热倾向，并有回火脆性倾向，Ni是非C化物形成元素，能有效的提高刚基体的韧度，并且Nn-Cr的符合加入，提高最透性作用很大，但也有回火脆性倾向。
Mn能进一步提高最透性，既提高回火稳定性，细化晶粒，又能有效的消除或降低回火脆性倾向，V是强碳化物形成元素，有效的细化晶粒，提高最透性，降低钢过热敏感性。
3普通常用弹簧材料：碳素钢和低合金钢，Cr，Mn提高最透性，Si提高弹性极限，V 提高最透性和细化晶粒。
4轴承钢性能：1高而均匀的硬度和耐磨性，2高的接触疲劳强度，3高的弹性极限和一定的韧度，4尺寸稳定性好，5一定的耐蚀性，6具有良好的冷热加工性能。
5渗碳钢：Mn,Cr,Ni的主要作用是提高渗碳钢的最透性，以使较大尺寸的零件在最火是芯部能获得大量的半条马氏体，Ti,V,W,Mo阻止A晶粒在高温渗碳时长大，能细化粒,Mn,Cr,Ni还可改变渗碳层参数。
6渗碳层参数：表层含碳量，表层浓度梯度，。
C化物形成元素将增大钢表面吸收C的能力，增加渗碳层表面C浓度，利于增加渗碳层深度，另一方面又阻碍C在A中扩散，不利于渗碳层增厚，Cr,Mn,Mo有利于增厚，Ti,V不利于。
7N化钢特点：不需进行任何热处理就可得到非常高的表面硬度，所以耐磨性好，零件之间发生咬死和擦伤倾向小；可提高疲劳强度，改善对缺口的敏感性；还具有抗水，油等腐蚀能力，有一定的耐热性在低于渗氮温度下受热有高硬度，最有效的N化物元素为Al,Nr,V所形成的N化物最稳定，其次是Cr,Mo,W.Cr,Mo,Mn提高最透性，以满足调质处理，Mo,V使调至后的组织在长时间N话处理时保持稳定，也防止高温回火稳定。
8N化钢的含碳比渗碳钢高：一方面是因为服役条件不同，另一方面能获得比较高的硬度，支撑高硬度表层，在过渡区有良好的硬度匹配。
金属材料学复习
碳钢分类方法：1．按钢中碳含量分类（1）铁碳合金按Fe-Fe3C相图分类亚共析钢：0.0218%≤wc≤0.77%共析钢：wc =0.77%过共析钢：0.77%＜wc≤2.11%（2）按钢中碳含量，碳钢通常可分为低碳钢：wc ≤0.25%中碳钢：0.25%＜wc≤0.6%高碳钢：wc＞0.6%2．按钢的质量（品质），碳钢可分为（1）普通碳素钢：wS≤0.05%，wP≤0.045%（2）优质碳素钢：wS≤0.035%，wP≤0.035%（3）高级优质碳素钢：wS≤0.02%，wP≤0.03%（4）特级优质碳素钢：wS≤0.015%，wP≤0.025%3．按钢的用途分类，碳钢可分为（1）普通碳素结构钢：主要用于各种工程构件，如桥梁、船舶、建筑构件等。
也可用于不太重要的机件。
（2）优质碳素结构钢：主要用于制造各种机器零件，如轴、齿轮、弹簧、连杆等。
（3）碳素工具钢：主要用于制造各种工具，如刃具、模具、量具等。
（4）铸造碳素钢：主要用于制造形状复杂且需一定强度、塑性和韧性零件。
4．按钢冶炼时的脱氧程度分类，可分为（1）沸腾钢：是指脱氧不彻底的钢，代号为F。
（2）镇静钢：是指脱氧彻底的钢，代号为Z。
（3）半镇静钢：是指脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间，代号为b。
（4）特殊镇静钢：是指进行特殊脱氧的钢，代号为TZ。
合金钢分类按钢中合金元素总质量分数，合金钢分为：低合金钢（Me总质量分数小于5%）中合金钢（Me总质量分数在5%~10%）高合金钢（Me总质量分数大于10%）间隙原子的溶解度随间隙原子尺寸的减小而增加，即按B，C，N，O，H的顺序而增加。
合金元素对相区影响（1）γ相稳定化元素γ相稳定化元素使A3降低，A4升高，促使奥氏体形成。
启γ相区(无限扩大γ相区)Mn、Ni、Co，与γ-Fe无限固溶扩展γ相区(有限扩大γ相区)C、N、Cu、Zn、Au，与γ-Fe有限固溶（2）α相稳定化元素A4降低，A3升高，促使铁素体形成。
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1. 钢中的杂质元素：O H S P
2. 合金元素小于或等于5% 为低合金钢，在5%-10% 之间为中合金钢，大于10% 为高合金钢
3. 奥氏体形成元素：Mn Ni Co （开启丫相区）C N Cu （扩展丫相区）
4. 铁素体形成元素：Cr V Ti Mo W
5. 间隙原子：C N B O H R溶质/R溶剂＜0.59
6. 碳化物类型：简单间隙碳化物MC M 2C 复杂间隙碳化物M6C M23C M2C3
7. 合金钢中常见的金属间化合物有b相、AB2相和B2A相
8. 二次硬化：淬火钢在回火时在一定温度下，由于特殊碳化物的析出的初期阶段，形成
[M-C] 偏聚团，硬度不降低，反而升高的现象。
9. 二次淬火：淬火钢在回火时，冷却过程残余奥氏体转变为马氏体的现象。
10. 合金元素对铁碳相图的影响
1. 改变奥氏体相区位置
2. 改变共析转变温度
3. 改变S和E等零界点的含碳量
11. 合金元素对退火钢加热转变的影响
1. 对奥氏体形成速度的影响中强碳化物形成元素与碳形成难溶于奥氏体的合金碳化
物，减慢奥氏体的形成速度
2. 对奥氏体晶粒大小的影响大多数合金元素都有阻止奥氏体晶粒长大的作用，影响
程度不同。
V Ti 强碳化物和适量的AL 强烈阻碍晶粒长大，他们的碳化物或氮化物熔点
高，高温下稳定，不易聚集长大，能强烈阻碍奥氏体晶粒长大。
Wu Mo Cr 中
强碳化物也有阻碍作用，但是影响程度中等。
Si Ni 非碳化物形成元素影响不大。
Mn P 等元素含量在一定限度下促进奥氏体晶粒长大
12. 合金元素对淬火钢回火转变的影响
1. 提高耐回火性 合金元素在回火过程中推迟马氏体分解和残留奥氏体的转变； 素体
在结晶温度，使碳化物难以聚集长大，从而提高钢的耐回火性。
2. 淬火钢在回火时产生二次硬化和二次淬火，提高钢的性能。
3. 对回火脆性的影响 产生第一类回火脆性和第二类回火脆性， 降低晶界强度， 钢的脆性增加
13. 钢的强化机制：固溶强化、细晶强化、形变强化和第二相强化
14. 合金元素对钢在淬火回火状态下力学性能的影响
1. 合金元素一般均能减缓钢的回火转变过程，特别是阻碍碳化物的聚集长大，相对的 提高钢中
组成相的弥散度
2. 合金元素溶解于铁素体，是铁素体强化，并提高了铁素体的再结晶温度。
3. 强碳化物形成元素提高了钢的耐回火性，并产生沉淀强化的作用
4. 钼、钨等有利于防止或消除第二类回火脆性
15. 合金元素对钢高温力学性能的影响
1. 可以净化晶界，使易熔杂质元素从晶界转移到晶界内，强化晶界
2. 可以提高合金原子间的结合力，增大原子自扩散激活能
3. 强碳化物形成元素的加入，可以对位错运动有阻碍作用，可提高合金的高温性能
16. 合金元素对钢热处理性能的影响
淬透性、淬硬性、变形开裂性、过热敏感性、氧化脱碳倾向和回火脆化倾向
17. 合金元素对钢的焊接性能影响
1. 钢的焊接性能主要由焊后开裂敏感性和焊接区的硬度来评价 提高铁
从而使
2. 合金元素对钢的焊接性能影响可用焊接材料的碳当量来估算
3. 碳当量越低，钢的焊接性能越好
4. 一般合金元素都提高钢的淬透性，进而促进脆性组织的形成而使焊接性能变坏
5. 当钢中含有少量Ti 和V 并形成稳定的碳化物时会使晶粒细化并降低淬透性，从而改善刚
的焊接性能。
18. 机器零件用钢合金化特点提高刚的淬透性，降低钢的过热敏感性，提高钢的耐回火性，消除回火
脆性
19. 调质钢预备热处理的特点
1. 根据其化学成分和组织特点不同可采用退火、正火或正火+ 高温回火
2. 合金元素种类和含量较少的调质钢，在调质之前常进行正火预处理，正火后的组织为索氏体
3. 合金元素种类和含量较多的调质钢，可采用退火或正火+ 高温回火处理，因为正火后的组
织可能为马氏体，硬度较高，不利于切削加工，故正火后应进行高温回火
(650-700 C),降低其硬度
20. 氮化钢的目的和原理
1. 目的：提高钢的表面硬度、耐磨性、热稳定性和耐腐蚀性
2. 原理：
21. 碳素工具钢碳的质量分数一般为0.65%-1.35% ，牌号从T7 到T13
22. 低合金工具钢的合金化特点
1. 合金元素的加入提高了钢的淬透性，可采用油淬等缓慢冷却的方式，减少变形开裂
2. 铬元素可以提高过冷奥氏体的稳定性，从而提高钢的淬透性。
铬元素可以形成合金渗碳
体，又可以溶入奥氏体中阻止渗碳体型碳化物的长大，又能提高马氏体的分解温度，提高钢的耐回火性
3. 硅元素减少脱碳倾向。
由于硅强化铁素体的作用明显，使退火钢的硬度提高，因而增加
切削加工的难度
4. 锰元素提高钢的淬透性，增加钢淬火后残留奥氏体的数量，可减小钢的变形，但是又增
加钢的过热倾向
5. 钨元素防止钢的过热，保证细晶强化。
若钨的含量太多，会使碳化物分布不均匀，性能恶
化
6. 钒元素阻止奥氏体晶粒长大，降低钢的过热敏感性，在过共析钢中阻止网状碳化物的形成，
增加钢回火后的韧性
23. 高速钢热处理的特点
1. 退火降低钢的硬度，以利于切削加工，而且也为淬火做好组织准备
2. 淬火高速钢的淬火是通过高温加热获得高合金的奥氏体，而后淬火获得高合金马氏体通过
高温回火时析出弥散合金碳化物产生二次硬化，是刚具有高的硬度和热硬性
3. 回火高速钢淬火后组织为马氏体+碳化物+残留奥氏体，其中过剩碳化物再回火是不发生
变化，只有马氏体和残留奥氏体发生变化，从而引起性能的变化
24. 不锈钢中铬元素含量必须大于11.7% 的原因碳是钢中必然存在的元素，它能与铬形成一系列的
碳化物，为使钢中固溶体的含铬量不
低于11.7% 就是实际应用中不锈钢中铬的质量分数不低于13% 的原因
25. 铁素体不锈钢的耐蚀性和抗氧化性较好，特别是抗应力腐蚀性能较好。
但加工性能和力
学性能较差，还存在室温脆性。
在生产铁素体不锈钢多用于受力不大的耐酸和抗氧化性
结构件
26.475 C脆性：在高铬铁素体钢中，当铬的质量分数大于15%时，在425-525 C范围内长
时间加热，或在此温度范围内缓冷，钢在室温下会变得很脆，并且最高脆化温度在475 C 左右，这种脆性叫做475 C脆性。
原因：在475 C加热时，铁素体内的铬原子趋于有序化，形成许多富铬小区域，它们与
母体共格，引起点阵畸变和内应力，使钢的韧性降低，强度升高
27. 奥氏体不锈钢的热处理：固溶处理、消除应力处理和稳定化处理
28. 高猛钢的性能及成分特点
1. 高锰钢热处理后获得单一奥氏体组织，当它受到剧烈冲击和高的压应力作用时，表层奥氏体
迅速产生加工硬化，同时伴有奥氏体转变为马氏体，导致表层硬度提高到450-550HBW 形成硬而耐磨的表面，但是其内部仍保持原有低硬度状态。
当表面一层磨损后，新的表面将产生加工硬化，并获得高的硬度
2. 高锰钢具有很强的加工硬化能力，切削加工十分困难，所以基本上都是铸造成型的
3. 碳含量的增加可以提高钢的耐磨性及硬度，但太高容易导致高温下碳化物的析出，
使钢的冲击韧性下降，故一般碳含量在 1.15%-1.25%
4. 锰有扩大并稳定奥氏体区的作用。
一般锰与碳的比例控制在9-11 。
对耐磨性要求高，冲击
韧性要求低的薄壁件，锰与碳的比例可取的更低。
相反对耐磨性要求低，冲击韧性要求高的薄壁件，锰与碳的比例可取的更高
29. 高锰钢的热处理
1. 般在1290-1350 C下浇注，冷却过程中沿着奥氏体晶界有碳化物析出, 使钢的出
现很大的脆性且耐磨性也很差，不能直接使用。
2. 需要经过“水韧处理”（即固溶处理）将铸件加热到1060-1100 C保温一段时间，使碳化
物溶于奥氏体中，然后再水中快冷，碳化物来不及析出，从而获得单相奥氏体组织。
3. 水韧处理不再回火，因为重新加热至350 C以上时就有碳化物析出，有损钢的性能。
4. 高锰钢具有高的耐磨性是通过加工硬化而获得的，如果不在剧烈冲击或者挤压条件下经受摩
擦，那么它的高耐磨性就发挥不出来
30. 铸铁的定义：碳的质量分数大于2.11% 的一系列有铁、碳、硅等元素组成的合金的总称
31. 铸铁分为：白口铸铁、灰口铸铁和麻口铸铁。
灰口铸铁分为灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和蠕墨
铸铁
32. 白口铸铁的组织为渗碳体；灰口铸铁为游离的石墨（灰口铸铁片状石墨，可锻铸铁团絮
状石墨，球墨铸铁为球状石墨，蠕墨铸铁为蠕虫状石墨）；麻口铸铁组织为石墨+ 渗碳体
33. 铸铁热处理可以改变基体组织，不能改变石墨形态
34. 时效处理的本质
35. 钛合金中的马氏体为什么不具有像钢淬火后得到的马氏体那样高的硬度？
因为它所固溶的元素为金属元素，且以置换原子形式存在。
由于置换原子对位错运动的阻碍能力小，因此仍保持着a相软而韧的性能。