(完整版)金属工艺学复习笔记

金属工艺学：是一门研究有关制造金属机件的工艺方法的综合性技术学科常用以制造金属机件的基本工艺方法：铸造压力加工，焊接，切削加工，热处理。

第一编金属材料导论

合金：以一种金属为基础，加入其它金属或非金属，经过熔炼，烧结或其他方法而制成的具有金属特性的材料。

金属材料主要机械性能有：弹性塑性刚度强度硬度冲击韧性疲劳度和断裂韧性弹性：金属材料受外力作用时产生变形，当外力去掉后能恢复其原来形状的性能。弹性变形：这种随着外力消失而消失的变形，叫弹性变形，其大小与外力成正比。

塑性：金属材料在外力作用下，产生永久变形而不致引起破坏的性能。塑性变形：在外力消失后留下来的这部分不可恢复的变形，叫塑性变形，其大小与外力不成正比。

d e弹性极限材料所能承爱的不生产永久变形的最大应力

(T s屈服极限出现明显塑性变形时的应力

d 0.2 产生0.2%塑性变形时的应力作为屈服极限时

金属材料的塑性常用延伸率来表示S =(1-10)/1 *100%

也可用断面收缩率来表示 e =(F0-F)/F0 *100%

越大，塑性越好

刚度：金属材料在受力时抵抗弹性变形的能力。

弹性模数：在弹性范围内，应力与应变的比值。它相当于引起单位变形时所需要的应力。弹性模数越大，表示在一事实上应力作用下能发生的弹性变形越小。

弹性模数的大小主要决定于金属材料本身，同一类材料中弹性模数的差别不大。弹性模数被认为是金属材料最稳定的性质之一。

强度：是金属材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。按作用力的不同，可以分为抗拉强度，抗压强度，抗弯强度和抗扭强度。在工程上常用来表示金属材料强度的指标有屈服强度和抗拉强度。

屈服强度T s：金属材料发生屈服现象时的屈服极限，亦抵抗微量塑性变形的应力。

T s =P s/F0(Pa 帕斯卡)

抗拉强度T b :金属材料在拉断前所能随的最大应力。

T b =P b /F0(Pa 帕斯卡)

硬度：金属材料抵抗更硬的物体压入其内的能力。

布氏：HB 圆球压头。一般只用于测定其值小于450 的材料。通常用于测定铸铁，有色金属低合金结构等材料的硬度。

洛氏：金刚石圆锥压头或钢球。根据压并没有形式和载荷分为HRA HRB HRC HRD 几种标度。

维氏：金刚石正四棱锥体。HV.

冲击违性：金属材料抵抗冲击载荷作用下断裂的能力。冲击试验是生产上用来生产上用来检验热加工，热处理工艺质量的有效方法。

疲劳强度：金属材料在无数次重者或交变载荷作用下而不致引起断裂的最大应力。

纯弯曲疲劳极限（T -1 ,拉压疲劳极限b -1P扭转疲劳极限T -1

当应力降至某值后，疲劳曲线成为水平，即表示该材料可能经受地数次应力循环而仍不发生疲劳断裂，这个应力值叫疲劳强度极限。

疲劳曲线无明显水平部分的，钢材料以107为基数，有色金属以108

断裂韧性：用来反映材料抵抗裂纹失稳扩张能力的性能指标。K 1C

物理性能：比重熔点热膨胀性导热性导电性化学性能：耐酸性耐碱性抗化性工艺性能：铸造性可锻性可焊性

切削加工性

体心立方晶格：每个体心立方晶胞中有1/8*8+1=2 个原子

面心立方晶格1/8*8+1/2*6=4 个原子

密排六方晶格1/6*12+1/2*2+3=6 个原子

液态金属冷却到理论结晶温度以下才开始结晶的现象，叫过冷。理论结晶温度与实际结晶温度之差，叫过冷度。

冷却速度越快，过冷度越大。晶柱晶界晶轴金属结晶时，晶粒尺寸随冷却速度的增大而减小。帮可用增加冷却速度的方法来使晶粒细化。

液态金属中晶核越多，每个晶核发长大的余地就越小，长成的晶粒也越细。

一种金属能以几种晶格类型存在的性质叫同素异构性。金属在固态时改变其晶格类型的过程，叫金属的同素异构转变。这一转变与液态金属的结晶过程很相似，也包括晶核发的形成和晶粒的成长两个阶段，故又叫做二次结晶（或重结晶），以区别是于由液态转变为固态的初次结晶。

铁的同素异构转化

a铁〜912体心立方晶格

丫铁912 -1394面心立方晶格

3铁1394-1538体心立方晶格

组元：组成合金的元素叫组元。组元一般指化学元素。但稳定化合物也可以看成是一个组元。

相：在金属和合金的晶体组织中，凡化学成份和晶格结构相同，并与其它部分有界面分开的均匀组成部分。固溶体：

置换固溶体间隙固溶体

溶质原子与溶剂原子之比小于0.59 时，才能形成间隙固溶体。固熔强化：溶质原子使固容体的强度和硬度升高的现象。

固态合金中基本相结构为固溶体和金属化合物。

铁碳合金：

铁素体：碳溶解在a铁中形成的固溶体，也叫a固溶体，用F表示。

奥式体：碳溶解在丫铁中形成的固溶体，也叫丫固溶体，用A表示。

渗碳体： 铁与碳形成的稳定倾倒物 Fe 3C, 含碳量 6.69%，硬脆。 珠光体： 铁素体 +渗碳体 用 P 表示

莱氏体：奥式体+渗碳体 用Le 表示硬度高，塑性差，在 727度以上存在，727度以下为Le',是珠光体+渗碳 体 共晶生

铁：含碳量 4.3%（C 点 共晶点 1148 度）莱氏体 亚共晶生铁：含碳量 2.11-4.3% 过共晶生铁：含碳量 4.3-6.69%

共析钢：含碳量0.77%

（ S 点共析点727度）奥氏体一珠光体）

亚共析钢：含碳量 <0.77%

过共析钢：含碳量 >0.77% GS 线：A 3奥氏体冷却到GS 线时，开始析出铁素体

ES 线：A CM 奥低体冷却到ES 线时，开始析出渗碳体

PSK 线：A i 共析线 当奥氏体 冷却到PSK 线时，同时析出铁素体和渗

碳体的机械混合物。 S 点 0.77 E 点 2.11 1.5%以下。

0.25%以下 强度低，塑性和可焊性较好

0.25-0.6%有较高的强度，但塑性和可焊性则较差。

0.6%以上，塑性和可焊性很差，但执处理后会有很高的强度和硬度。 钢的分灰

钢 碳素钢

碳素结构钢 普通碳素结构钢 甲类乙类 A1 - A7 抗拉强度增加，延伸率下降

优质碳素结构钢 10 15 20。。。 70 含碳量万分比 碳素工具钢 优质碳素工具钢 T7 T8 …T13 含碳量千分比

高级优质碳素工具钢 T7A ..T13A P S 含量小于 0.03%

合金钢 碳千分比（大于 1.0%时不标），合金百分比（合金元素小于 1.5%时，不标）

低合金钢：合金元素小于 5%

P S 低温或高温下能加大钢的脆性

普通钢： 0.045% 0.055% 优质结构钢 0.04% 0.045% 工具钢 0.04%

高级优质钢 0.03%

碳素钢 低碳钢 中碳钢 高碳钢 含碳量 含碳量 含碳量

含碳量 合金钢 合金结构钢 合金工具钢 特殊性能钢 普通低合金结构钢

机构制造合金结构钢（渗碳钢 调质钢 弹簧钢） 低

合金工具钢

高合金工具钢

不锈钢 耐热钢 而磨钢（含碳量一般不标出）