工程材料总复习知识点.doc

第二章材料的性能

一、1）弹性和刚度

弹性：为不产生永久变形的最大应力，成为弹性极限

刚度：在弹性极限范围内，应力与应变成正比，即：比例常数E称为弹性模最，它是衡量材料抵抗弹性变形能力的指标，亦称为刚度。

2）强度

屈服点与屈服强度是材料开始产生明显塑性变形时的最低应力值，即：

3 ）疲劳强度:表示材料抵抗交变应力的能力, 即：

脚标r为应力比,即:

对于对称循环交变应）｝＞r= —1时，这种情况下材料的疲劳代号为

4）裂纹扩展时的临界状态所对应的应力场强度因子，称为材料的断裂韧度.用Ze表示

二、材料的高温性能：

1、端变的定义：是指在长时间的恒温下、恒应力作用下，即使应力小于该温度下的屈服点, 材料也会缓慢的产生塑性变形的现象，而导致的材料断裂的现象称为蠕变断裂

2、蠕变变形与断裂机理：材料的蠕变变形主要通过位错滑移、原子扩散及晶界滑动等机理进行的；而蠕变断裂是山于在晶界上形成裂纹并逐渐扩展而引起的，大多为沿晶断裂。

3、应力松弛：指承受弹性变形的零件，在工作屮总变形量应保持不变，但随时间的延长而发生孀变，从而导致工作应力自行逐渐衰减的现象

4、蠕变温度：指金属在一定的温度下、一定的时间内产生一定变形量所能承受的最大应为

5、持久强度：指金属在一定温度下、一定时间内所能承受最大断裂应力

第三章：金属结构与结晶

三种常见金属晶格：体心立方晶格，面心立方晶格、密排六方晶格

晶格致密度和配位数

晶面和晶向分析

1、晶面指数

2、晶向指数

3、晶面族和晶向族

4、晶面和晶向的原了密度

第四章：二元合金相图（计算纽织纽成物的相对含最及相的相对量）

1、二元合金相图的建立

2、二元合金的基木相图

1）匀晶相图（枝晶偏析：山于固溶体一般都以树枝状方式结晶，先结晶的树枝晶轴含高熔点的纽元较多；后结晶的晶枝间含低熔点纽元较多，故把晶内偏析又称为枝晶偏析）

2）共晶相图

3）包晶相图

4）共晶相图

3、铁碳合金

铁碳合金基本相

1）铁索体

2）奥氏体

3）渗碳体

4）石墨

第五章金属塑性变形与再结晶

1、单晶体塑性变形形式

1）滑移

2）李生

2、加工硬化：随着变形程度的增加，金属的强度、硬度上升而塑性、韧性下降,即为冷变形强化，也称加工硬化。

3、铁的最低再结晶温度为450°C,故即使它在400°C的加工变形仍应属于冷变形：铅的再结晶温度在0°C以下，故它在室温的加工变形为热变形

第六章：金属热处理及材料改性

1、本质粗晶粒钢：对于碳素钢，奥氏体晶粒随加热温度升高会迅速长大，这类钢称为本质粗晶粒钢

2、马氏体类型的转变

1）马氏体组织形态和性能：马氏体组织形态主要有两种基木类型：一种是板条状马氏体，也称低碳形氏体：另一种是在片状马氏体，也称高碳马氏体。

2）马氏体性能：马氏体塑性韧性主要取决于碳的过饱和度和亚结构。低碳板条状马氏体的韧性塑性相当好。

3、过冷奥氏体连续转变

Illi线图CCT曲线与TTT曲线比较：共析钢和过共析钢连续冷却时，山于贝氏体转变孕育期大大增长，因而有珠光体转变区而无贝氏体转变区。

4、钢的退火和正火

1）完全退火（15#钢板）

2）球化退火（片状Fe3C的T10的钢环）

3）等温退火（锻造过热60#钢坯）

4）均匀化退火（扩散退火）（成分偏析20C 「钢）

5）去应力退火（2G 270——500的铸适齿轮）

5、钢的淬火

I）钢淬火工艺加温温度的确定：对于亚共析钢，淬火温度为Ac3以上30——50°C

对于共析钢和过共析钢，淬火温度为A® 以上30——50°C

6、钢的淬透性：是指奥氏体化后钢在淬火时获得马氏体的能力，它是钢主要热处理性能。（与工件大小无关）

淬硬性也叫可硬性，它是指钢在正常淬火条件下，所能达到的最高彼度（与碳质量分数有关）

7、钢的回火

1）冋火稳定性：淬火钢在冋火时抵抗强度硬度下降的能力

2）冋火脆性：在某些温度范围内冋火时会出现冲击韧性下降的现象

8、钢的表面淬火：电流频率越高，加热深度越浅，淬火后工件淬硬层越薄。

第七章合金钢

1、合金湊碳钢

1）至要用于制造变速齿轮、内燃机上凸轮轴，活塞销（承受强烈摩擦磨损和交变应力以及冲击载荷）

2）性能特点：钢件经渗碳、淬火和低温冋火后,表面具有较高的破度和耐解性、心部具有足够的强度和韧性。

3）化学成分的特点：含碳量：0.1—— .25%；合金元索:其中Cr Mn Ni B的作用是提高钢的淬透性，MoWVTi的作用是为了细化晶粒、抑制钢件在渗碳时发生过热。

4）20CrMnTi合金渗碳钢制造的汽车变速齿轮为例

下料毛坯制造正火加工齿形局部镀铜（防渗碳）渗碳预冷淬火低温冋火喷丸擁齿（精磨）表面：冋火9氏体+残余奥氏体+碳化物中心：

铁索体+细珠光体+低碳冋火马氏体

锻适：为齿轮毛;坯内部获得正确的流线分布和提高组织致密度

正火：为了改善锻适组织和调质磯度（170——2I0HB）以利切削加工

渗碳丿G其心部具育高强度和足够冲击韧性的良好配合。

喷丸：清除氧化皮，使表面光洁，使冬件表层压应力进一步增大，有利于提高疲劳强度

精磨：提高齿面光洁度

40CrNiMoA 下料锻造正火粗加工调质将加工表面淬火

退火（或正火）作为预先热处理，其主要日的是为了改善锻适组织，细化晶粒，有利于切削加工，并为随后调质处理做好组织准备

2、合金调质钢

1）合金调质钢应具备较高淬透性，调质处理后具方较高强度与良好的槊性及韧性的配合，即良好的综合力学性能。

2）化学成分的特点：

含碳最：一般为0.3%—— .5%,

合金元素：主加合金元索Cr Mn Ni Si B等, 可提高淬透性，固溶强化铁素体：辅加元索W M（）V提高冋火稳定性。Mo W还能减轻或防止第二类回火脆性，V能细化晶粒

3、热处理特点

1）预备热处理

2）最终热处理：调质钢调质处理后的纽织为冋火索氏体，具有良好的综合力学性能。

4、合金刀具钢

化学成分的特点

1）低合金刀具钢：含碳帛0.9%——1.1%

主加元索Cr Mn Si , H的是提高淬透性和冋火稳定性

2）高速钢：加入Cr ,提高淬透性，空冷可获得马氏体组织。

以W18O4V钢盘形齿轮铳刀生产过程为例：下料锻造退火机械加工淬火+冋火喷砂險加工成品（W6Mo5Cr4V2、W1864V三次冋火目的）锻造：高速钢铸态组织中有大最的莱氏体，只能以锻造方法将其击碎。

W18Cr4V钢淬火温度为1270 ——12800C, 淬火温度Z所有这么高是因为其热唤性主要取决于马氏体屮的合金元索的含戢，即高温加热时溶入奥氏体屮的合金元索量。温度越高溶于奥氏体屮的合金元索的量也越多。

进行三次回火是因为W18Cr4V钢在淬火状态