工程材料与成型技术基础复习材料提炼第版机械工业出版社庞国星

第一章工程材料的分类与性能1、硬度布氏硬度（HBW表示）符号前硬度值，符号后依次压头直径、载荷大小及载荷保持时间（10~15s不标注）1）钢、镍基合金、钛合金2）铸铁3）铜和铜合金4）轻金属及其合金5）铅、锡。洛氏硬度硬度值+标尺类型HRA：碳化物、硬质合金等HRB：非铁金属，退火、正火钢等HRC：淬火钢、调质钢HRD：薄钢板、中等厚度表面硬化零件维氏硬度硬度值+载荷大小和保持时间H V

2、断裂韧度主要取决于材料的成分组织和结果。Y-与裂纹形状、加载方式及式样尺寸有关的量，一般Y=1~2；____-外加拉应力Mpa，α-裂纹长度的一半。

3、工艺性能：金属材料的工艺性能是指适应某种加工的能力。按照工艺方法不同，分为铸造性能、压力加工性能、焊接性能、热处理性能和切削加工性能。

第二章金属与合金的晶体结构和二元合金相图1、三种典型的金属晶体结构1）体心立方晶格（1+8*1/8）2个，原子致密度68%，α-Fe、Cr、W、Mo、V等。2）面心立方晶格（8*1/8+6*1/2）4个，原子致密度74%，y-Fe、Cu、Al、Ag、Au、Pb、Ni等。3）密排立方晶格6个，原子致密度74%，Mg、Zn、Be、Gd等。一般金属材料都是多晶体：许多晶体组成的晶体成为多晶体。各向异性是指晶体在不同方向上所表现出来的性能不相同的现象。晶体加工缺陷：1）点缺陷-空位和间隙原子2）线缺陷-位错：晶体中某一列或若干列原子发生有规律的错排现象。3）面缺陷-晶界和亚晶界

2、结晶理论结晶温度与实际结晶温度之差称为过冷度，通常晶

粒越小，强度塑性韧性越高，获得细晶粒方法：1）提高结晶时的冷却速度，增大过冷度（无法对大体积液态金属作用）。2）变质处理（针对大体积液态金属）。3）在液态金属结晶时采用机械振动、超声波振动、电磁搅拌等方法。

3、金属的同素异晶转变：固态金属在一定温度下由一种晶体结构转变成另一种晶体结构的过程_____________________

4、铁碳合金相图三种相组成物组织组成物由1种或几种相组成物物、组成1）铁素体：碳溶入α-Fe中形成的间隙固溶体，符号F。727度溶解度最大Wc=0.0218%，室温时碳含量几乎为0。抗拉强度180~280MPa，屈服强度100~170MPa，断后伸缩率30~50%，断面收缩率70~80%，冲继吸收能量128~160HBW，硬度约80.。2）奥氏体：碳溶入y-Fe中形成的间隙固溶体，符号A。在1148度溶碳能力最大Wc=2.11%。727度最低Wc=0.77%，抗拉强度400MPa，断后伸缩率40~50%，硬度160~200HBW 3）渗碳体铁与碳形成的具有复杂晶体结构的间隙化合物，Fe3C表示，碳含量Wc=6.69，熔点很高约1227度，硬度可达800HBW，塑性和韧性几乎为零，脆性大。铁碳合金在常温下的基本相均为铁素体和渗碳体。

6、相图分析1000度以上高温部分的Fe-Fe3C相图相当于二元共晶相图（奥氏体、渗碳体）。1000度以下的部分Fe-Fe3C相图与上半部分相图为二元共析相图（铁素体、渗碳体）。铁碳合金相图中，A为纯铁的熔点，D为渗碳体的分解点，C为共晶点。

共晶转换：公式___________________→这种组织称为共晶组织，也称为莱氏体，用符号Ld表示

E点、P点分别是碳在奥氏体、铁素体中的最大溶解度；G是α-Fe←→y-Fe同素异晶转变点；Q是600度时碳在铁素体中的溶解度；S是共析点，F、K是渗碳体的成分点。

共析转变：公式___________________→S点：具有S点成分的奥氏体，在727度时从奥氏体中同时析出两种不同的固相（P F+k C Fe3）的复相组织，称为珠光体。

7、C Fe

Fe

相图中的特征线ACD为液相线，AECF为固相线，ECF 3

为共晶转变线，PSK为共析线。ES线为碳在奥氏体中的溶解度曲线，PQ线为碳在铁素体溶解度曲线，GS线为铁碳合金缓冷时由奥氏体析出铁素体开始线或加热时铁素体转变奥氏体的终了线。

8、0.02~2.11%的铁碳合金为钢，0.02~0.77%亚共析钢，0.77%共析钢，0.77~2.11%过共析钢。

9、2.11~6.69%为白口铸铁，2.11~4.3%为亚共晶白口铸铁，4.3%为共晶白口铸铁，4.3~6.69%为过共晶白口铸铁。

10、铁碳合金中随着含碳量增加，铁素体不断减少、渗碳体不断增多而使合金强度、硬度升高，塑性韧性降低，但当Wc>0.9%时，由于晶界中存在网状113C Fe而使强度下降。

11、共晶成分的铁碳合金熔点最低（1148度），结晶温度范围小，具有良好的铸造性。奥氏体的强度较低，塑性较好，便于塑性变形。

第三章钢的热处理1、过冷奥氏体的等温转变1）珠光体型转变：按间距大小，高温产物可分为珠光体P、索氏体S、托氏体T这三种产物的硬度随层间距的减小而增高。高温：扩散型转变2）贝氏体

（B）转变中温：半扩散型转变3）马氏体（M）转变低温：非扩散型转变。

2马氏体的性能由于碳过饱和地溶入使其晶格产生畸变，阻碍变形，引起硬度与强度的升高。并随含碳量增加，硬度与强度也提高。但当Wc>0.6%以后，硬度随碳含量增加而升高的趋势不明显。

3、Ms点（开始）与Mf点（终了）的位置与冷却速度无关，主要取决于奥氏体的成分。

4、钢的普通热处理（1）退火目的：1）降低硬度，改善切削加工性。2）消除残余内应力，稳定尺寸，减小变形与开裂倾向。种类：1）完全退火：适用于亚共析钢等。2）等温退火：用于高碳钢、合金工具钢和高合金钢。3）球化退火：适用于过共析钢。4）去应力退火（2)正火目的：1）减少碳和其他合金元素的成分偏析，2）使奥氏体晶粒细化和碳化物弥散分布。对低碳钢改善切削加工性能，可以消除过共析钢的渗碳体网状组织，为球化退火做准备。（3）淬火是将钢件加热到相变点（Ac1或Ac3）以上某一温度，保温足够时间获得奥氏体后，以大于Vk（临界冷却速度冷却获得马氏体（或下贝氏体）组织的一种热处理工艺方法。目的：为获得马氏体或下贝氏体组织，然后再配以适当的回火工艺，用以满足零件使用性能的要求。（4）回火目的：1）减少或消除淬火内应力，减小变形与开裂倾向。2）稳定工件的组织与尺寸。

5、回火种类、组织、性能与应用1）低温回火（150~250度）回火后组织为回火马氏体。2）中温回火（350~500度）回火托氏体。3）高温回火（500~650度）通常将淬火+高温回火称为调制处理。组织