力学性能

1、力学性能：材料在力的作用下所表现出来的特性。力学性能包括强度、硬度、塑性、韧

性、疲劳特性、耐磨性。强度包括屈服强度和抗拉强度。硬度是指材料抵抗局部塑性变形的能力。测试方法有布氏硬度法、洛氏硬度法、维氏硬度法。布氏硬度优点是测量误差小，数据稳定；缺点压痕大，不能用于太薄件或成品件。洛氏优点操作方便、压痕小、适用范围广；缺点测量结果分散度大。维氏优点可根据工件硬化层的厚薄任意先选择载荷大小，可以测定由软到硬的各种材料。塑性：只材料在外力作用下破坏前可承受最大塑性变形的能力。衡量指标为断后伸长率和断面收缩率。物理性能：密度、熔点、导热性、热膨胀性、磁性。化学性能：耐腐蚀性、抗氧化性。工艺性能指机械零件在冷、热加工的制造过程中应具备的性能，包括：铸造性能、锻压性能、切削加工性能、热处理性能。

2、晶格：描述原子排列方式的空间格架；晶胞：晶格中能代表晶格特征的最小几何单元；

晶格常数：晶胞的棱边长度a b c。单晶体：多晶体；晶界：晶粒之间的交界；亚晶界：亚晶粒之间的交界；位错：在晶体中某处有一列或几列一原子发生有规律的错排的现象；

位错密度：单位体积中包含的位错线总长度；各向异性：同素异构体转变：在固体下随温度的改变，由一种晶格转变为另一种晶格的现象；试说明缺陷的类型，内容及对性能的影响：1点缺陷：当晶体中某些原子获得足够高的能量，就可以克服周围原子的束缚，而离开原来的位置，形成空位的现象；点缺陷的存在，使晶体内部运动着的电子发生散射，使电阻增大，点缺陷数目的增加，使晶体的密度减小，过饱和的点缺陷可提高材料的强度和硬度，但降低了材料的塑性和韧性。2线缺陷：降低了金属的强度；3面缺陷：晶体中存在的一个方向上尺寸很小，另两个方向上尺寸很大的缺陷；提高了金属的强度和塑性。。。

3、因为金属的实际结晶温度总是低于理论结晶温度，所以总会产生过冷现象；冷却速度越

大，过冷度就越大；说明纯金属的结晶过程：总是在恒温下进行，结晶时总有结晶潜热放出，结晶过程总是遵循形核和晶核长大的规律，在有过冷度的条件下才能进行结晶。

说明晶粒大小对力学性能的影响：常温下细晶粒金属比粗晶粒金属有更高的强度、硬度、塑性和韧性；生产中控制晶粒大小的方法：（1）提高结晶时的冷却速度、增加过冷度（2）进行变质处理（3）在浇注和结晶过程中实施振动和搅拌，向液体中输入额外能量以提供形核功，促进晶核形成。说明加工硬化对金属性能的影响：（1）提高金属强度、硬度和耐磨性的重要手段之一，特别是对那些不能进行热处理强化的金属及合金，尤为重要（2）是某些工件或半成品能够成形的重要因素（3）可提高工件或构件在使用过程中的安全性。说明金属热加工对组织和性能的影响：消除铸态组织缺陷，提高力学性能；形成流线组织。钢材在热变形加工时为什么不出现硬化现象？：因为金属的热塑性加工时在再结晶温度以上的加工，在变形过程中产生的变形晶粒及加工硬化，由于同时进行着再结晶过程而被消除。

4、合金：由两种或两种以上的金属元素或金属元素与非金属元素组成的具有金属特性的物

质；组元：组成合金最基本的独立物质；相：金属或合金中具有相同化学成分、相同结构并与其他部分由界面分开的均匀组成部分；组织：指用肉眼或显微镜所观察到的不同相或相的形状、分布及各相之间的组合状态。固溶体：溶质原子溶于溶剂晶格中而仍保持溶剂晶格类型的合金相；金属化合物：由化学性质差别大，原子直径大小不同的各元素组成的合金；匀晶转变：结晶时从液相结晶出单相固溶体的过程；包晶转变：在一定温度下，已结晶的一定成分的固相与剩余的一定成分的液相发生转变生成另一固相的过程。共晶转变：在一定温度下，由一定成分的液相同时结晶出成分一定的两个不同固相的过程；共析转变：在恒定温度下，一个特有成分的固相分解成另外两个与母成分不同的固相的转变。铁素体：碳溶解在a-Fe中形成的间隙固溶体；奥氏体：碳在r-Fe中形

成的间隙固溶体；渗碳体：铁与碳形成的间隙化合物，含碳量为6.69%；珠光体：铁素体和渗碳体的机械混合物；高温莱氏体：含碳量4.3%的液态铁碳合金，在1148摄氏度下发生共晶转变，产生奥氏体和渗碳体的混合物；低温莱氏体：在727度下，高温莱氏体中的奥氏体转变生成珠光体，由珠光体和渗碳体组成的混合物。间隙固溶体和间隙化合物在晶体结构与性能上有何区别，举例说明：结构上：间隙固溶体的溶质原子位于溶剂晶格的间隙处，而间隙化合物是由过度金属元素和原子直径很小的类金属元素形成的，如Fe3C，性能上：间隙固溶体是合金的强度和硬度都得到提高，间隙化合物提高了合金的熔点和硬度、强度，耐磨性。如：碳钢中的Fe3C可以提高钢的强度和硬度，工具钢中的VC可提高钢的耐磨性，高速钢中的间隙化合物则使其在高温下保持高硬度。

5、奥氏体的起始晶粒度：奥氏体化刚结束时的晶粒度；实质晶粒度：在给定温度下奥氏体

的晶粒度；本质晶粒度：钢在加热时奥氏体晶粒的长大倾向；过冷奥氏体：处于临界点以下的奥氏体；残余奥氏体：没有转化为马氏体的那部分残留下来的奥氏体；素氏体：珠光体转变过程中，温度为650-600时形成的组织，片层较薄；托氏体：温度为600-550时形成的组织，片层极薄；片状珠光体：球状珠光体：再结晶退火：该工艺是将工件加热至A1以下，即T R+150-250度，保温后炉冷或空冷。重结晶退火：淬透性：指钢在淬火时获得淬透层深度的能力；淬硬性：指钢在淬火后能达到的最高硬度；淬透层深度：规定由钢件表面到半马氏体区的垂直距离。回火：指将淬火后的钢加热至A1以下的某一温度后进行冷却的热处理工艺；回火的种类、组织、性能、应用：低温回火：温度为150-250度，回火后的组织为M回，低温回火后降低了钢的淬火内应力和脆性，同时保持钢在淬火后的高硬度和耐磨性，常用于处理各种工、模、量具，轴承，渗碳件及经表面淬火的工件；中温回火：温度350-500度，回火后组织为T回，具有较高的弹性极限和屈服强度，并有一定的韧性主要用于各种弹簧的处理；高温回火：温度为500-650度，回火后的组织为S回，硬度为20-35HRC，具有良好的综合力学性能，塑性和韧性，用于处理各种重要的结构零件，也可作为要求较高的精密零件、量具等的预备热处理。

淬火钢回火过程的组织与性能主要取决于回火温度，韧性并不总是随着温度的升高而提高，在某些温度范围内回火时，会出现冲击韧性下降的现象。

从形成条件、组织形态、性能特点方面比较上贝氏体和下贝氏体：上贝氏体，形成温度为550-350度，在光学显微镜下呈羽毛状，在电子显微镜下为不连续棒状的渗碳体分布于自奥氏体晶界向晶内平行生长的铁素体条之间，下贝氏体形成温度为350-Ms，在光学显微镜下呈竹叶状，在电子显微镜下为细片状碳化物分布于铁素体针上，并与铁素体针长轴方向成55-60度就，上贝氏体强度与塑性都较低，无实用价值，而下贝氏体除了强度、硬度较高外，塑性韧性也好，即具有良好的综合性能。渗碳和表面淬火分别靠什么方法来提高性能？渗碳是将钢件在渗碳介质中加热和保温，使碳原子渗入表面，从而增加表层的碳含量和获得一定渗碳浓度梯度的化学处理工艺，渗碳使低碳钢件表面获得高碳浓度，再经过适当淬火和回火处理，可提高表面的硬度、耐磨性及疲劳强度，而使心部仍保持良好的韧性和塑性。表面淬火是只对钢的表面加热、冷却而不改变其化学成分的热处理工艺，淬火后，表层组织变为极细的马氏体，而心部则为原始组织，故提高了钢件表面的性能。。。。。退火及正火的主要区别是什么？生产中应如何选择正火和退火？正火与退火的主要区别是冷却速度较快，得到的组织较细，能获得更高的强度和硬度，同时生产周期短，成本较低。正火常用在以下几个方面（1）作为中、低碳结构钢的预先热处理，可获得合适的硬度，改善切削加工性，为淬火作组织准备（2）消除过共析钢中的网状二次渗碳体，为球化退火作组织准备（3）作为普通结构零件的最终热处理，使组织细化，提高钢的强度、硬度和韧性。能