材料学概论重点

材料？

材料是物质，但不是所有物质都可以称为材料。材料是人类社会所能接受的、可经济地制造有用物品的物质。

材料的分类及类型

1. 按化学组成（或基本组成）分类：金属、非金属、高分子、复合

2. 按服役领域分类：按使用性能分为：结构材料(受力，承载)、功能材料(半导体，超导体以及光、电、声、磁等)

3. 按材料尺寸分类：三维、二维、一维、零维材料

4.按结晶状态分类：单晶、多晶、非晶态、准晶材料

沿晶断裂与穿晶断裂

沿晶断裂：裂纹沿晶界扩展导致断裂称为沿晶断裂；穿晶断裂：裂纹在晶粒内部扩展，并穿过晶界进入相邻晶粒继续扩展直至断裂称为穿晶断裂；

磨损的定义及分类

在机件表面互相接触并作相对运动产生的摩擦过程中，会有微小颗粒从表面不断分离出来形成尺寸和形状不同的磨屑，使材料逐渐损失，导致机件尺寸变化和质量损失，这种表面损伤现象即为磨损。

根据摩擦面损伤和破坏的形式，大致可以分为：黏着磨损、磨料磨损、腐蚀磨损及疲劳磨损。磨料磨损：又称磨粒磨损或研磨磨损，是摩擦副的一方表面存在坚硬的微凸起物或在接触面间存在某些较锐利的颗粒时产生的磨损。

结构材料的失效及常见的失效形式

材料在外加载荷和环境的作用下，会逐渐损失原有的物理、化学或力学性能，直至不能继续服役，这一现象称为失效。

结构材料常见的失效形式有如下4种：1. 过量变形2. 断裂3. 磨损4. 腐蚀

材料在国民经济中的地位及作用

★材料的发展史，就是人类社会的发展史。材料的发展史，就是科学技术的发展史。

★材料是当代文明的三大支柱之一。材料、能源、信息是当代社会文明和国民经济的三大支柱，是人类社会进步和科学技术发展的物质基础和技术先导。

★材料是全球新技术革命的四大标志之一。新材料技术、新能源技术、信息技术、生物技术。断裂韧度衡量材料在裂纹存在的情况下抵抗脆性撕裂的能力。

固溶体：加盟组元原子占据基本组元原子晶体所占位置的一部分或他们之间的某些空隙而仍保持基本组元的晶体结构，这种晶体便称为固溶体，加盟组元称为溶质，基本组元称为溶剂。

Fe-C相图有什么作用

碳在铁碳合金中的作用主要反映在铁碳相图上。

铁素体：碳与α相(BCC)铁形成的间隙固溶体。

奥氏体：碳与γ相(FCC)铁形成的间隙固溶体。

渗碳体：碳与铁一起形成可用分子式Fe3C表示的化合物，硬且脆。

退火、淬火

退火是把钢加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却，以获得接近平衡组织的热处理工艺。退火的目的在于均匀化学成分、改善机械性能及工艺性能、消除或减少内应力并为零件最终热处理作好组织准备。

根据处理的目的和要求，钢的退火可分为完全退火、等温退火、球化退火、扩散退火和去应力退火。

淬火工艺是将钢加热至奥氏体化后，快速冷却，使组织转变为马氏体的热处理工艺。

钢铁的常规热处理工艺种类及特点

退火（完全、球化、扩散、再结晶、去应力退火）、正火、淬火（马氏体、等温淬火）、回火（低温、中温、高温回火）

（1）退火：将钢铁加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却，以获得接近于平衡状态组织的热处理工艺叫退火。

目的：消除或减少内应力，为零件最终热处理做好准备。

（2）正火：钢材或钢件加热到亚共析钢和过共析钢以上30~50摄氏度，保温适当时间后，在

空气中均匀冷却得到珠光体组织的热处理

（3）淬火：将钢铁加热至奥氏体化后，快速冷却，使组织转变为马氏体的热处理工艺称为淬火。

（4）回火：钢件淬火后，为了消除内应力并获得所要求的性能，将其加热到A cl以下的某一温度，保温一段时间，然后冷却到室温的工艺。

合金钢牌号的命名规则是什么

编号原则：合金钢是按碳的质量分数、合金元素的种类和数量以及质量级别来编号。

★在牌号之首用数字标明碳的质量分数。结构钢用碳的平均质量分数的万分数来表示（两位数）；工具钢和特殊性能钢用碳的平均质量分数的千分数来表示（一位数），而工具钢的碳的质量分数超过1%时，就不再标出。

★在之后用元素符号表明钢中的主要合金元素，质量分数由其后缀的数字标明，平均质量分数小于1.5%时不标，平均质量分数为1.5%-2.49%、2.5%-3.49%时，相应标出2、3等。

40Cr钢（结构钢），C%= 0.40%，Cr含量在1.5%以下。

5CrMnMo钢（工具钢），C%= 0.5%，CrMnMo含量都小于1.5%。

CrWMn，C%大于1%，合金元素含量均小于1.5%。

滚动轴承钢GCr15，C%约为1%，Cr%为1.5%。G：滚动；

Y40Mn（结构钢）, C%为0.40%，Mn%小于1.5%的易切削钢。Y:易切削；

高级优质钢在钢号的末尾加”A“字表明，例如20GrNiA

不锈钢的特点及不锈的原理是什么

不锈钢是指在大气和一般腐蚀介质中具有很高耐蚀性的钢种。

不锈钢的特点：

（1）耐腐蚀性能越高，碳的含量要越少。因为C的存在增加阴极相（碳化物），特别是与Cr能形成碳化物在晶界析出。

（2）Cr能提高基体的电极电位，Cr在氧化性介质中极易钝化，生成致密的氧化膜，使钢的耐蚀性大大提高。

（3）加入Mo、Cu等，可提高钢在非氧化性酸中的耐蚀能力。

（4）加入Ti、Nb等，能比Cr优先与C形成稳定的碳化物。

（5）加入Mn、N等，部分替代Ni，提高在有机酸中的耐蚀性。

原理：Cr能提高基体的电极电位，在粒子数分数为12.5%时，基体的电极电位可由-0.56V 跃升到+0.12 V。

传统陶瓷、特种陶瓷的概念及分类

传统陶瓷:主要指黏土制品，以天然的硅酸盐矿物为原料经粉碎、成形、烧结制成的产品。包括日用陶瓷、建筑陶瓷、卫生陶瓷、化工陶瓷等，产量大，用途广。

特种陶瓷:是以高纯化工原料和合成矿物为原料，沿用传统陶瓷的工艺流程制备的陶瓷，是具有特殊力学、物理或化学性能的陶瓷。也称为现代陶瓷、新型陶瓷、精细陶瓷、高技术陶瓷等。

按性能和应用可分为：电子陶瓷、光学陶瓷等；

按化学成分可分为：氧化物陶瓷和非氧化物陶瓷；